针织运动面料热湿舒适性的研究

摘要：织物性能可以直接或间接地反映出人们实际穿着中的热湿感觉。本文选取六种常见的针织运动面料作实验研究，通过比较织物的透气性、透湿量、水分蒸发时间、芯吸高度和保温性能，分析影响织物热湿舒适性能的因素，对如何提高材料的热湿舒适性能，给出了指导性建议。

关键词：热湿舒适性；透气；透湿；水分蒸发时间；芯吸；保温

前言

随着人们生活水平的提高，人们对服装功能性、舒适性提出了越来越高的要求[1]。目前，针织运动面料在体育服装和体育用品领域的应用越来越广泛，在户外运动中，服装应能抵御外界因素诸如大风、阳光、雨雪等，同时应能帮助保持身体与外界的热量平衡，即身体代谢速度加快时，服装可以帮助人体散热、排汗。研究针织运动面料的热湿舒适性能，对于指导实际生产、开发新产品是有现实意义的。

一、实验部分

（一）试样

本文选用六种常见的针织运动面料进行试验，具体参数见表1。

表1 针织物参数

序号 品种 干重，g/m2 厚度，mm 线圈密度(PA×PB) 成分含量，% A 双面涤盖棉 280 1.104 78×109 涤纶56，棉44 B 双面棉盖涤 302 0.852 82×126 涤纶21，棉79 C 纯棉双面布 277 1.042 80×90 棉100 D 涤氨双面布 287 0.790 82×150 涤纶92，氨纶8 E 丝光绒（正面为绒） 154 1.152 / 涤纶100 F 金光绒（反面为绒） 265 1.177 82×115 涤纶100 （二）试验仪器

YG(B)461D数字式织物透气量仪（温州大荣纺织仪器有限公司）；DH-400透湿试验箱（日本大荣）；YG（B）871毛细效应仪（温州大荣纺织仪器有限公司）；YG606D平板式保温仪（温州方圆仪器有限公司）。 （三）实验内容

样品在松弛状态下调湿平衡16h以上，调湿方法和要求按GB 6529的规定。裁样时在距布边150mm以上区域均匀排布，避开影响试验结果的疵点和褶皱。 1、织物透气性的测定

依据GB/T 5453进行测试，试验面积为20cm2，压降100Pa，不同部位重复测试10次。计算织物的透气率R。 2、织物透湿量的测定

按GB/T 12704方法A吸湿法执行。为了消除织物本身吸湿性的影响，应同时做空白试验，实际透湿量值为二者相减的结果。 3、水分蒸发时间的测定

按GB/T 21655.1进行测试。将约0.2mL的水滴在试样上，在水滴完全扩散后立即称取质量后悬挂于标准大气中，每隔（5±0.5）min称取一次质量，精确至0.001g，直至连续两次称取质量的变化率不超过1%时，结束试验。 4、织物芯吸高度的测定

按FZ/T 01071的规定执行。裁取6块样品，其中3块试样的长边平行于织物纵向，另外3块的长边平行于织物的横向，记录30min时芯吸高度的最大值。 5、织物保温性能的测定

按GB 11048 方法A进行试验。

二、结果与分析

（一）透气性

800A 双面涤盖棉B 双面棉盖涤C 纯棉双面布D 涤氨双面布E 丝光绒F 金光绒透气率 /mm·s-16004002000 ABCDEF织物品种

图1织物的透气性能

透气性是空气透过织物性能，以在规定的试验面积、压降和时间条件下，气流垂直通过试样的速率表示[2]。图1是不同织物透气性能的比较，从图中可以看出，金光绒和丝光绒面料的透气性能比较优异，涤氨双面布次之，涤盖棉、棉盖涤、纯棉双面布的透气性较差。这主要与织物的织造工艺、厚度、紧度有关。金光绒和丝光绒属于经编针织面料，工艺上经染色、磨毛后，绒面丰盈、手感柔和，织物轻薄柔软，透气性能也好。涤氨双面布虽然有较

紧密的织物结构，但是厚度较薄，纤维有良好的压缩弹性，使织物具备较好的透气性能。而传统的涤盖棉、棉盖涤和纯棉双面布强调了外观的挺括性和皮肤接触的舒适性，而未注重其功能性，人体排汗时，汗液不能及时里层导出，使人产生闷热感，透气性能不佳。纤维种类对透气性几乎没有影响。 （二）透湿量

14000120001000080006000400020000ABCDEA 双面涤盖棉B 双面棉盖涤C 纯棉双面布D 涤氨双面布E 丝光绒F 金光绒透湿量/g·m·d-2-1F织物品种

图2织物的透湿性能

水分（汽、液）通过织物传递的途径主要有三个：一是水汽通过织物中微孔的扩散；二是纤维自身吸湿，并在水汽压较低的一侧蒸发；三是毛细管吸收水分向水汽压低的一侧传递和蒸发[3]。图2是不同织物的透湿性能的比较。总体来说，六种织物透湿性能差异不大，用透视杯法测得的织物透湿量都能达到10000g/(m2·d)以上，这是由于在织物中的孔隙和纤维填充率相差不大的情况下，纤维种类对织物湿阻几乎没有影响。透湿性的差异是厚度、密度、紧度综合影响的结果。 （三）水分蒸发速率

评价运动类服装的一项重要指标就是面料应具有良好的吸汗能力并能将汗液迅速排出到服装外层使其快速蒸发，以保证服装的热湿舒适性和卫生性，因此，服装面料的液态水传导能力及干燥速度变得十分重要[4]。

0.20 金光绒 涤氨双面布 丝光绒 纯棉双面布 双面涤盖棉 双面棉盖涤0.15蒸发量/g0.100.050.000102030405060708090100110120130140150时间/min

图3 时间-蒸发量曲线

图3是六种织物的时间-蒸发量曲线。蒸发时间越短，说明蒸发速率越快。速率大小依次为：金光绒＞涤氨双面布＞丝光绒＞纯棉双面布＞双面涤盖棉＞双面棉盖涤。蒸发速率与织物的结构和成分紧密相关。金光绒布表面绒毛绒短密匀，形成一种毛细效应，水分子极易从绒面扩散到光面。丝光绒布属于平绒类，起绒纱经过丝光处理使涤纶纤维大分子沿轴向更加有序排列，光面更加致密，水分子不易在表面扩散开来，故蒸发率要小一些。涤氨双面布由于采用了细旦涤纶纤维，氨纶的加入使织物组织更加紧密，这有利于液态水定向快速向织物表面扩散、蒸发。纯棉、双面涤盖棉、双面棉盖涤这三种双面布蒸发速率较小，这是因为棉纤维是亲水性纤维，织物吸水后，棉纤维润湿膨胀，阻碍了水分的继续转移和脱湿，使织物具有良好的保水性，所以棉运动服在吸收汗液后，水汽不易从里层导出，人容易产生闷热、湿重的感觉。 （四）芯吸高度

芯吸作用是指纤维从一处向另一处传递水分的能力。芯吸能力是整个传湿性能的

一部分[5]，通常水分沿着纤维的表面传递，但是当液体被纤维吸收的时候也可以穿过

纤维。纤维的芯吸倾向常常依赖于外表面的化学和物理组成。图4中，金光绒和丝光

绒这两种面料芯吸性能差异最大，这是因为丝光绒面料表面涤纶经过丝光处理，而光滑的

表面会减小芯吸的作用。棉纤维是亲水性纤维，也具有很好的芯吸作用。其他纤维，例如烯烃是疏水性纤维，但当旦尼尔数很小的时候（也就是非常细的纤维）也拥有良好的芯吸作用，所以纯棉和涤氨双面布芯吸高度也比较大，这种性质对于训练服和跑步装等面料尤其重要，人体排出的汗是由芯吸作用沿着纤维表面转移到服装的外表面，并蒸发到空气中，由此带来较好的舒适性。

160140120A 双面涤盖棉B 双面棉盖涤C 纯棉双面布D 涤氨双面布E 丝光绒F 金光绒芯吸高度/mm100806040200ABCDEF织物品种

图4织物的芯吸高度

（五）保温性能

冬季运动服面料的一个重要功能是帮助人们适应环境，抵御外界环境的变化，尤其是外层衣服，要求织物导热系数小，即热阻大、织物含静态空气量大而通气量要小[6]。图5中，由于金光绒和丝光绒面料表面经过起绒处理，使织物内部能够形成空气层，并且能够降低服装内部对流，保温性能最好。而涤氨双面布表面光滑，内部难以留住空气，且厚度最薄，所以隔热性能最差。服装的保温性能随着层数和厚度的增加而增加。织物中的含水率对热性能有一定影响，在相对含水率一定时，不同纤维材料织物的保温率不同，说明人体在出汗情况下，各种织物对热传递能力不同，棉、毛织物具有较好的保温性能，所以涤盖棉、棉盖涤面料作为冬季运动服面料是比较适合的。

32302826242220A 双面涤盖棉B 双面棉盖涤C 纯棉双面布D 涤氨双面布E 丝光绒F 金光绒保温率/%181614121086420ABCDEF织物品种

图5织物的保温性能

三、结论

针织运动面料的透气透湿性能主要取决于织物中的孔隙大小及多少，这与纤维性状、纱线性状、织物几何结构及后整理有关。较松散的组织结构，水汽将更多地经过织物中的孔隙扩散到空气中。织物厚度越厚，其湿阻一般也越大。纤维种类对织物湿阻几乎没有影响。织物吸湿后水分蒸发性能和芯吸效应与面料的织造工艺、纤维种类以及纱线的线密度密切相关，未经后整理的起绒织物、采用细旦纤维及亲水性纤维的面料具有良好的导湿性能。织物内部空气层的存在提高了织物的隔热性能，保温率随着层数和厚度的增加而增加。通过科学地设计针织物的组织结构，合理地采用舒适性纤维做原料，是改善织物热湿舒适性能的一个有效途径。

参考文献：

[1] 傅吉全等.织物热湿传递性能及服装热湿舒适性评价的研究进展[J].北京服装学院

学报，2005，25（2）：66~72

[2] GB/T 5453.纺织品 织物透气性的测定[S].

[3] 戴晋明等.防水透气织物舒适性[M]. 北京：中国纺织出版社，2003.6：44 [4] 姚穆，施相梧，蒋素蝉.织物湿传导理论与实际的研究.第一报：织物的湿传导过程

与结构的研究[J].西北纺织工学院学报，2001(6)：1~8

[5] 陆慧娟，王正伟.关于织物芯吸速率测试的研究[J].上海纺织科技，2005，33（2）：

62~63

[6] 于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2008.2：334~338

Studies on Thermalhydro Comfort of Knitted Sportswear Fabrics

Abstract：The thermalhydro comfort can be reflected by fabric properties directly or indirecly in actual wear. Six kinds of knitted common sportswear fabrics were studied in this paper. Factors which influence the thermalhydro comfort of fabrics were analysed compared to the fabrics in permeability, water vapour transmission,water vapourization time,wicking height,and warmth retention properties. This paper also presented some instructive suggestions of improving the properties of thermalhydro comfort in materials.

Key words：thermalhydro comfort；permeability；water vapour transmission；water vapourization time；wicking height；warmth retention