春夏针织运动面料手感性能的研究

近年来，随着人们健康意识强化，尤其受疫情的持续发展的影响，健康运动引发了公众的广泛关注，运动服饰已成为生活必备品。消费者对运动服饰的要求越来越高，不仅要求产品具有吸湿速干、防风、抗紫外线、防风等特殊功能，手感性能也成为消费者形成购买意向的主要参考因素之一。当前，市场上运动面料种类繁多、款式多样，不同品类的运动服装对手感性能的要求不一样[1]，但基本基于对产品本身商业卖点的宣传，尚没有对手感性能进行系统性阐述，也没有统一的手感性能表征与评价的指标。如何在面料主观手感评价的基础上，将面料进行系统物理量测试以及将面料的主观评价和客观量化数据相统一，是目前产业缺乏的一项基础工作。

本文选取市场上15种春夏针织运动面料进行手感性能的表征与评价研究，确定春夏针织运动面料手感性能的影响因素和各个指标的阈值范围，有助于指导面料生产者科学地设计和生产面料，也有助于指导服装设计者合理地选择和使用面料[2]。

1 试验材料与仪器

选取5种不同纤维成分，且主观评价不同的各3块春夏针织运动面料进行测试，样品信息如表1所示。

表1 试验用针织运动面料信息

试验仪器：FTT织物触感测试仪M292型，英国SDL Atlas公司 ；电脑式织物透湿仪YG601H-Ⅲ型，宁波纺仪；电子天平SQP型，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；透湿杯；标准圆片冲刀；量程为50mL的量筒。

2 试验方法

2.1 样品准备和调湿

（1）透湿性测试样品准备：样品在距布边1/10幅宽、距匹端2m外截取3块直径70mm的试样。

（2）其他性能测试样品准备：样品在距布边1/10幅宽、距匹端2m外截取边长各为310mm的L形的平整样品进行测试。

（3）试样调湿：将试样放在温度（20±2）℃、相对湿度（65±5）%的恒温恒湿室调湿24h。

2.2 客观测试方法

（1）透湿性测试方法：参照GB/T 12704.2—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》标准的方法A测试不同样品的透湿率。

（2）其他性能测试方法：用FTT织物触感测试仪，测试不同面料的粗糙度振幅、最大热流量、热导率和单位挠曲力功[3]。

3 试验结果与讨论

3.1 表面粗糙度对织物手感性能的影响

表面粗糙度振幅是指织物表面突出毛羽的平均高度，即模拟人手触摸面料刺痒感。本文依次测量15种春夏针织运动面料的粗糙度振幅。织物粗糙振幅结果如图1所示。

图1 表面粗糙度测试结果

从图1（a）可以看出，对于相同纤维成分的织物，手感性能越好，表面粗糙度振幅数值越小。棉织物和聚酯纤维织物不同手感性能等级织物的表面粗糙度振幅变化范围较大，锦纶织物中不同手感性能等级织物表面粗糙度振幅变化范围较小。棉纤维是短纤维，棉织物在生产过程中需进行烧毛处理，处理效果不同，其表面毛羽程度区别明显；聚酯纤维的品种繁多，不同品种聚酯纤维的截面形状、化学结构存在很大差异，表面光滑度区别明显；故不同的棉织物和聚酯纤维织物的表面粗糙度振幅区别明显。目前市场上主要应用的锦纶纤维为锦纶6和锦纶66，两种品种的锦纶分子链结构都比较规整，无庞大的侧基，显微镜下纵向光滑平直，表面光滑度好，故不同的锦纶织物表面粗糙度振幅无明显区别。

由上述分析可知，织物粗糙度振幅和手感性能有一定映射关系，表面粗糙度振幅小，人手触摸时无明显刺痒感。从图1（b）可以看出表面粗糙度振幅和手感性能有明显区分范围，表面粗糙度振幅＜50μm时，手感性能好。

3.2 最大热流量对织物手感性能的影响

最大热流量指在试样两面和上下夹持面保持规定的温差条件下，试样在压缩回弹过程中，所传递的最大热流量，即模拟人手接触织物瞬间凉爽感。依次测量15种春夏针织运动面料的最大热流量。织物最大热流量结果如图2所示。

图2 最大热流量结果

从图2（a）可以看出，对于相同纤维成分的织物，手感性能好的织物相较于手感性能差的织物最大热流量数值更大，Qmax越大，织物给人的感受越凉爽。织物最大热流量和手感性能有一定映射关系，最大热流量数值大，人手触摸织物时凉感明显。由图2（b）可以看出织物最大热流量和手感性能有明显区分范围，Qmax＞1100W/mm2时，手感性能好。

由上述分析可以发现织物最大热流量和织物粗糙度振幅与手感性能的映射关系相同，故对最大热流量和表面织物粗糙度振幅关系进行分析，得到图3。

手感性能差的织物表面粗糙、毛羽较多，其与皮肤之间的接触面积小，且中间的空气多，热阻大，导热慢，所以皮肤凉感差[4]。但是，粗糙度不是织物凉爽感的主要影响因素。由图3（a）可以看出，手感性能优的不同纤维成分的织物，涤纶织物比棉织物表面粗糙度振幅数值小，但是涤纶织物比棉织物凉爽感差。由图3（b）可以发现织物热导率：棉氨＞100%棉＞锦氨＞涤氨＞100%聚酯纤维，说明织物的热导率主要取决于织物纤维成分，且热导率越大热量传导速度越快，织物凉感越明显，棉纤维的热导率大于涤纶纤维，故涤纶织物比棉织物凉爽感差。

3.3 单位挠曲力功对织物手感性能的影响

单位挠曲力功是使单位厚度试样弯曲到一定弧度的过程中，所需要做的功，在弯曲过程中弯曲弧度越大，单位挠曲力功越大。依次测量5种春夏针织运动面料的单位挠曲力功。织物单位挠曲力功结果如图4所示。

从图4（a）可以发现手感性能好的织物相较于手感性能差的织物单位挠曲力功更大，织物的弯曲柔软性能越好，织物穿着时人体活动自由、灵活。

本文测试样品为针织面料，针织面料编织过程中，纱线受到弯曲和拉伸而产生变形，并且获得与线圈形状相近的弯曲状态，由此使得针织面料大多具有很好的弯曲柔软性能。从图4（b）可以发现，织物单位挠曲力功和手感性能无明显区分范围。

图4 单位挠曲力功结果

3.4 织物吸湿性能

透湿率指在试样两面保持规定的温湿度条件下，单位水蒸气压差下，规定时间内垂直通过单位面积试样的水蒸气质量。依次测量5种春夏针织运动面料的透湿率，透湿率结果如图5所示。

图5 透湿率结果

从图5（a）可以发现，除棉氨织物之外，手感性能越好，透湿率越大，织物的吸湿性能越好，人体穿着越舒适[5]。手感性能主观评价时，对织物粗糙度、凉爽感、弯曲柔软性能和吸湿性能进行综合性考量，由图1（a）可知亲肤性差的棉氨织物的表面粗糙度振幅大，织物表面毛羽多，人体用手触摸织物时对粗糙度敏感度强，在手感触摸织物的短暂过程中对吸湿性能的敏感度相对差。从图5（b）可以看出，织物透湿率和手感性能无明显区分范围。

4 结论

（1）对不同手感性能等级的5种春夏针织运动面料来说，织物表面粗糙度振幅、最大热流量对织物的手感性能有显著影响，表面粗糙度振幅小和最大热流量大，织物表面毛羽少和凉爽感明显，手感性能好。同时，表面粗糙度振幅、最大热流量和手感性能有明显区分范围，当表面粗糙度振幅＜50μm、Qmax＞1100W/mm2时，织物手感性能好。

（2）通过表面粗糙度振幅、热导率与织物最大热流量的关系分析，发现表面粗糙度振幅和热导率对织物最大热流量有明显影响，手感性能差的织物表面粗糙、毛羽较多，其与皮肤之间的接触面积小，且中间的空气多，热阻大，导热慢，皮肤凉感差；[4]织物热导率越大，导热越快，凉爽感越明显，且织物热导率主要取决于织物纤维成分。

（3）对不同手感性能等级的5种春夏针织运动面料来说，单位挠曲力功和透湿率对织物手感性能有一定影响，单位挠曲力大和透湿率大，织物弯曲柔软性和吸湿性好，手感性能好，但是，单位挠曲力大、透湿率大和手感性能无明显区分范围。