亚麻织物的刺痒感评价与分析

周 燕

（江苏省纺织工业协会，江苏南京 210000 ）

亚麻织物的刺痒感评价与分析

周 燕

（江苏省纺织工业协会，江苏南京 210000 ）

摘 要本文通过问卷调查和人体穿着实验，分别在静态和运动后，对经改性处理前后的3种亚麻面料制成的服装进行了刺痒感的评价。从实验面料的物理性能、织物表面上的毛羽形态、纤维的抗弯性等方面着手，比较分析了亚麻服装的刺痒感影响因素。实验结果表明，亚麻织物的表面粗糙度、硬挺度、表面单根纤维直径大于16μm的毛羽，是引起人体刺痒的关键因素。

关键词刺痒感；亚麻；纤维；面料

亚麻是人类最早使用的天然纤维之一，距今已有一万年以上的历史。亚麻纤维是世界上最古老的纺织纤维，亚麻纤维制成的织物用途很广泛，可以用作服装面料、装饰织物、桌布、床上用品和汽车用品等产业用品。随着新品种、新技术、新纺纱方法、新织造方法及新的整理工艺的出现，亚麻制品产业的发展势头越来越好。亚麻作为天然纤维，具有优良的吸湿、透气、凉爽等性能，在现今提倡环保的年代里，理应具有良好的消费前景。但由于其纤维脆硬、具有一定的刺痒感，影响了消费者对亚麻服装的需求。

为改善亚麻纤维的服用性能，学术界和企业开展了相关研究。刘宇清[1][6]等人根据毛织物表面的毛羽对皮肤的刺扎作用，建立了单纤维轴向压缩弯曲模型，利用自制的单纤维压缩弯曲仪，实测毛纤维刺扎特征曲线，结果验证了最大刺扎力与纤维形态参数间的基本关系。韩露[2][11]等人以苎麻为研究对象，对织物刺痒感产生的一般原因和理论进行了探讨，对改善刺痒感的处理方法做了介绍，提出了对织物刺痒感成因和消除机理研究的必要性。王革辉[5][8]等人通过前臂试验对23种轻薄型羊毛机织精纺面料和7种其他纤维的轻薄型机织面料的刺痒感进行了比较研究，研究表明毛织物的刺痒感与其表面纤维的平面直径及直径大于26μm的表面纤维根数密切相关。其他学者[3-4][7][9-10][12-13]针对羊毛和苎麻纤维或织物的刺痒感开展了相关研究。

为深入研究亚麻织物刺痒感的成因，在借鉴上述文献的基础上，本文采用主客观实验相结合方法，对亚麻织物的穿着舒适性评价和相关实验面料的物理性能进行了分析，希望找出影响亚麻服装刺痒感的关键因素，为其改良和改性工作提供理论支持。

1　实验

本文实验分为主观实验和客观实验。

1.1实验材料

试验样品为3块平纹，经纬密度分别为230/10cm、210根/10cm的同组织、同密度的纯亚麻织物，其中试样1为未经处理的亚麻坯布，2为初步处理过的亚麻布，3为精细化处理的亚麻布。

1.2主观实验

1.2.1实验前准备

将给定的3块面料制成同款式、同规格的160/84A长袖衬衫进行穿着实验。制定刺痒感评价标尺，本标尺采用的是五分制的，1代表一点也不刺痒，2代表有一点刺痒，3代表刺痒，4代表很刺痒，5代表非常刺痒。

图1　刺痒感标价标尺

1.2.2实验条件与对象

选择3名身体健康的女性大学生进行实验，实验在标准恒温恒湿实验室中进行。每个实验对象分别穿着3件衬衫进行实验。3名女性受试者：年龄为23±2岁，体重为45±2公斤，身高为160±3cm。

1.2.3实验内容

受试者在实验前24h内无剧烈运动，15h内不食用辛辣或含酒精、咖啡因的食品。实验前所有的服装都被清洗干净并在恒温恒湿室中平衡12h以上，实验时受试者上身穿着衬衫，下身只穿着短裤。

实验前受试者在恒温恒湿室静坐30min以适应环境。通过多次预实验设定将评价过程分为两个阶段：第一阶段为静态，受试者在穿上衬衫后扭动上身让衣服与身体进行摩擦，然后评价其刺痒感；第二阶段为运动后，受试者穿着衬衫在跑步机上运动，速度控制为 3.5km/h，当受试者感觉身体发热明显，脖子、胸部等处快要出汗时结束运动，根据实验设定标准对穿着衬衫进行刺痒感评价。

1.3客观实验

1.3.1织物物理性能的测试

制备尺寸为20cm×20cm的试样，先在恒温恒湿实验室里放置24小时。然后进行KES风格测试，包括面料表面性能，剪切和弯曲性能的测试，每项测量3次，取得平均值。

1.3.2织物表面毛羽形态的测试

从每种试样织物上分别剪取10块5cm×5cm的小样，拆解四边纱线，尺寸变为3cm×3cm。沿同一根经纱将面料进行折叠，用载玻片盖住，置于载物台上，将光学显微镜，放大200倍，在恒温恒湿实验室里观察这根折叠纱线上尖端突出的毛羽，测得每根毛羽的3处不同部位的直径，以3次的平均值作为每次测定的纱线的直径，并统计纱线上尖端突出毛羽的数量。

1.3.3纤维抗弯性能的测试

从每块试样上各抽取40根纤维，将纤维一根根排列在事先制备的板上。先在恒温恒湿实验室里，用光学显微镜测得纤维直径，测量3次取得平均值。然后用镊子按照纤维排列的顺序，夹取纤维放置于INSTRON实验仪的橡胶夹头之间，夹取长度为10mm，拉伸纤维直至断裂，记录纤维拉伸强力，拉伸位移，以及弹性模量的值。

2　实验结果与分析

2.1主观评价实验

3块面料的刺痒感评价结果，如表1所示：

表1　汇总后的刺痒感

从表1中可以看出，经过精细化改性处理的织物的刺痒感明显比没经过处理的坯布要弱，说明改性亚麻的刺痒感得到了改善。而且普遍运动后的刺痒感要比静态时强，说明人体运动后的皮肤对刺痒感更加敏感。

2.2织物物理性能测试结果分析

通过KES风格仪，对3块面料的表面性能，剪切和弯曲性能进行测量。测量结果与织物的刺痒感对照如后图所示：

图2　表面粗糙度与刺痒感分值

图3　剪切刚度与刺痒感分值

图4　弯曲刚度与刺痒感分值

从图2-4可以看出，经过处理的织物的表面粗糙度、剪切刚度和弯曲刚度都要比没经过处理的织物小，说明经过处理的织物的表面平整性更好，手感更加光滑柔软细腻；随着3块织物表面粗糙度、剪切刚度和弯曲刚度的下降，织物的刺痒感也相应地呈下降趋势，表明织物手感越好，其刺痒感就越弱。

2.3织物表面毛羽形态的测试结果分析

通过对织物纱线上毛羽纤维直径、数量的测量和统计，得出3块织物表面尖端毛羽的平均直径、每2cm纱线上尖端毛羽数及其在特定直径范围内的数量分布情况，然后与3块亚麻织物刺痒感进行对照分析，可以得出亚麻织物刺痒感与织物表面纤维直径的相关性。本次实验采用SPSS软件，对直径、数量与刺痒感进行了双变量的相关分析，如表2所示。

表2　织物表面毛羽直径、数量的测试结果

由测量结果发现，改性处理的亚麻织物表面纤维平均直径明显比其余两组要小，但是纱线尖端毛羽数却增多了，即改性处理减小了表面纤维的直径，却增加了尖端毛羽的数量。由SPSS软件的双变量相关分析得出两者与刺痒感的相关系数分别为为0.95 和-0.98，说明表面毛羽直径变大，毛羽数量减小，但织物刺痒感还是增强。从而表明织物表面纤维直径的大小是影响织物刺痒感强弱的重要因素，而毛羽数量不是一个决定性的因素。

通过进一步分析实验结果，由表中数据可知，织物的刺痒感与每2cm纱线上直径≥16μm的纤维根数成正相关，而与直径小于16μm的纤维根数成负相关，说明直径≥16μm的表面毛羽是引起织物刺痒感的重要根源，从而引起亚麻织物竹织物刺痒感的单根纤维直径的阈值为16μm。

2.4纤维抗弯性能的测试结果与讨论

为探讨织物表面纤维抗弯性与织物刺痒感的关系，本次实验通过测量纤维的直径、断裂强力，与断裂伸长，运用抗弯刚度的计算公式来具体计算处理前与处理后的亚麻纤维的抗弯性能。

由材料的抗弯刚度公式可知，抗弯刚度为材料的杨氏模量与横截面的最小形心惯矩惯性矩的乘积。材料的拉伸公式：，可以得出，式中L为物体长度，F为物体在其长度方向上的作用力，△L为在作用力下的伸长，S为材料的截面面积。因此其中D为材料直径。而对于正圆形截面的材料最小形心主惯矩 。对于纺织纤维而言，其截面形状一般不是正圆形，目前常用的方法是按下式计算：，ηf为纤维弯曲时的截面形状系数，通过有关资料的查阅，亚麻纤维的截面形状系数是0.87。因此从上可以推导出，亚麻纤维的抗弯刚度R的计算公式为：。

由光学显微镜测得每根纤维的直径，再由INSTRON实验仪测得这根亚麻纤维的拉伸强力和拉伸位移，形成拉伸曲线。将每根曲线等分为若干等份，分别求出各伸长L和对应伸长的平均作用力。根据纤维的抗弯刚度计算公式，求得抗弯刚度，最后取平均值（L为INSTRON实验仪的夹持距为10mm）。通过测量每块面料中的40根纤维，取平均值，就可以精确计算出纤维的抗弯刚度。再通过SPSS软件，对纤维抗弯刚度与刺痒感，纤维平均直径进行相关分析测量结果如表3所示。

表3　纤维抗弯刚度计算结果

从表3可以看出，经过改性处理的亚麻织物纤维的抗弯刚度明显比其余两组要小，说明改性处理降低了亚麻纤维的抗弯性能，使纤维更容易弯曲变形；而且纤维抗弯刚度与刺痒感相关系数达到0.999，呈高度正相关，表明纤维的抗弯刚度越大，刺痒感越强，纤维的抗弯刚度的大小影响了刺痒感的强弱。

3　结论

本实验通过主观和客观实验相结合的办法，得出对于同种类、组织、密度的亚麻织物，人体皮肤表面的温湿度、织物的表面粗糙度、硬挺度、织物表面纤维的直径、纤维的抗弯刚度，是织物刺痒感的重要影响因素。因此，对于织物刺痒感的改善，建议从改善织物手感，减小表面纤维直径与纤维抗弯性能着手。

参考文献：

[1] 刘宇清,戚嫒,于伟东. 毛纤维刺扎力学行为的测量 [J]．纺织学报.2005,26(2):61-63．

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[13] 贺志勇,孔 雷,邓之香. 苎麻服装穿着刺痒感的评定方法[J].麻纺织技术. 1997,6: 31-33.

投稿日期：2015-06-03

Evaluation and Analysis of Scratchiness of Linen Fabric

ZHOU Yan
(Jiangsu Textile Assocation, Jiangsu Nanjing 210000, China)

AbstractThis paper evaluated the scratchiness of linen fiber/fabric combining of a subjective and an objective experiment under a static and a dynamic status respectively. It concludes that the main factors which are influence on the scratchiness cover the roughness, the stiffness and the number and radius of hairiness of the linen fiber/fabric.

Key wordsscratchiness; linen; fiber; fabric

作者简介：周 燕，江苏省纺织工业协会咨询部副主任，工程师，E-mail:653423198@qq.com。

文献标识码：A

中图分类号：TS124.34