聚乳酸纤维针织面料热湿舒适性研究

王革辉 孙 嘉 倪至颖 戚少娇 张聪聪 柳诗雨

聚乳酸纤维是以玉米、小麦等农作物的淀粉为原料，经微生物发酵成乳酸后再经聚合、熔融纺丝而制成的纤维，又称玉米纤维。由于微生物的作用，聚乳酸纤维能够在土壤或水中最终分解成H2O和CO2。因此，聚乳酸纤维是一种可生物降解材料，废弃后不会对环境造成污染，具有对环境友好的特点[1-2]。目前，对聚乳酸纤维的力学性能、耐酸碱性能和染色性能进行了较为系统的研究[3-10]，但对聚乳酸纤维织物的服用性能和舒适性的研究还比较少[11]。

随着生活水平的提高，人们对服装舒适性的要求也日益提高，而服装热湿舒适性是服装舒适性中最重要的内容，对贴身穿着的服装而言，服装面料的热湿舒适性是尤为重要。本文拟通过对面料隔热性能、接触冷暖感、透湿性、芯吸效应和透气性的测试，对比分析不同混纺比的聚乳酸纤维针织面料、Coolmax针织面料和纯棉针织面料的热湿舒适性，为聚乳酸纤维针织面料的开发提供参考。

1 实验部分

1.1 实验材料

共选择了13种针织面料，5种为含聚乳酸纤维的针织面料，其他8种为Coolmax针织面料、纯棉针织面料和棉混纺针织面料。13种针织面料的基本结构参数见表1。

1.2 测试方法

在所有性能测试前，织物试样都标准大气条件下调温调湿至少24小时。

织物隔热性能的测试依照国家标准GB/T11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》进行，测试仪器采用YG606E型纺织品热（湿）阻测试仪，实验板温度为35℃，风速为1.0m/s。测试指标为克罗值，每种面料测试3块试样，试样尺寸为35cm×35cm，测试结果取3块试样的平均值。

织物冷暖感的测试采用 KES-F7织物接触冷暖感测试仪，织物上下两表面的温度差设定为10℃。测试指标为瞬间最大热流量 qmax，每种面料测试3块试样，试样尺寸为8cm×8cm，测试结果取3块试样的平均值。

织物透气性的测试依照国家标准GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》进行，测试仪器采用YG46IE电脑式透气性测试仪。试样两面的空气压差为100Pa，选择合适大小的喷嘴进行测试，每种面料在不同部位测试10次，测试结果取其平均值。

织物透湿性的测试依照国家标准 GB/T12704-19915《织物透湿量测定方法透湿杯法》进行，测试仪器为LEY-216C织物透湿仪和JA3003A电子天平。测试指标为透湿率，每种面料测试3块试样，试样为直径为8.8cm圆形试样，测试结果取3块试样的平均值。

织物芯吸效应的测试参照行业标准FZ/T01071-2008《纺织品芯吸效应实验方法》进行，测试仪器为LCK-800纺织品芯吸效应测试仪。测试指标为30min时的芯吸高度。每种面料纵向和横向各测试3块试样，试样尺寸为30cm×2.5cm，水温为（30±1）℃，为保证试样平直，试样底端加（3.0±0.5）g的张力夹。测试结果取纵向和横向测试结果的平均值。

2 结果与分析

面料各项热湿舒适性的测试结果见表2。

表2 面料各项热湿舒适性的测试结果

2.1 隔热性能

由表2可以看出，除面料1外，其他4种含聚乳酸纤维的针织面料的克罗值都小于0.2克罗，小于其他纤维的针织面料。面料4（竹纤维70/聚乳酸纤维30）、面料6（Coolmax）和面料10（棉）为自己加工的面料，织物结构接近完全相同，只是纤维原料不同，3种面料的克罗值由小到大依次为面料4<面料6<面料10，同样表明含聚乳酸纤维的针织面料的热阻小，隔热性差，容易散热，适合夏季穿着。

2.2 接触冷暖感

表2还显示，5种含聚乳酸纤维的针织面料的qmax值高于绝大多数其他纤维的面料，表明其接触冷感强，适合做夏季服装面料，但不适合做冬季贴身穿着的服装面料。

2.3 透气性

由表2还可看出，除面料2外，其他4种含聚乳酸纤维的针织面料的透气率都比较大，透气性比较好。结合表1，可以看出，面料1的透气率最小，透气性最差，主要原因在于其织物结构，该面料紧密度高。面料11、面料12和面料7的透气率也都比较小，主要是因为其紧密度比较高所致。对于织物结构基本相同的面料4（竹纤维70/聚乳酸纤维30）、面料6（Coolmax）和面料10（棉），透气性都很好，其中，面料4的透气率最大，透气性最好。

2.4 透湿性

表2中的数据表明，5种含聚乳酸纤维的针织面料用蒸发法测得的透湿率都大于800g/m2·d，大于结构相近的其他纤维的针织面料的透湿率，透湿性良好。对于织物结构基本相同的面料4（竹纤维70/聚乳酸纤维30）、面料6（Coolmax）和面料10（棉），面料4的透湿率最大，为1257.0 g/m2·d，透湿性最好，面料6和面料10透湿性接近，都小于700 g/m2·d。

2.5 织物芯吸效应

由表2可以看出，5种含聚乳酸纤维的针织面料30min的芯吸高度都大于3种纯棉针织面料的高度，芯吸效应较好。对于织物结构基本相同的面料4（竹纤维70/聚乳酸纤维30）、面料6（Coolmax）和面料10（棉），面料 4的芯吸高度最大，为 9.7cm，其次为面料 6（Coolmax），芯吸高度为 3.3cm，面料 10（棉）的芯吸高度为0.2cm。

3 结论

通过以上测试和分析，可以得到以下结论：

1）在结构相近的情况下，与 Coolmax面料和纯棉面料相比，含聚乳酸纤维的针织面料的克罗值较小，瞬间最大热流量值较大，具有较好的导热性和较强的接触冷感，适合做夏季服装面料，不适合做冬季贴身穿着的服装面料。

2)面料的透气性主要受面料结构的影响，可以通过面料结构的合理设计来得到所需要的透气性大小。

3)含聚乳酸纤维的针织面料具有较好的透湿性和芯吸效应，适合做夏季服装面料。

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[2]马君志，葛红，马海健．绿色环保纤维—聚乳酸纤维[J]．化纤与纺织技术，2006，35(4)：26-30．

[3]秦卫兵.玉米聚乳酸纤维力学性能的研究[D].苏州:苏州大学，2006.

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[5]胡玲玲,王树根.聚乳酸(PLA)纤维的染色性能[J].印染，2004，30(22)：1-4.

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[7]孙思恒.提高聚乳酸纤维分散染料染色性能的研究[D].杭州：浙江理工大学，2009.

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[9]文会兵，戴瑾瑾.超临界CO2分散染料染聚乳酸纤维的研究[J].印染，2006，32(23)：11-13.

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