（服装设计与工程专业论文）新型再生纤维面料及服装的热湿舒适性研究.pdf

接触而对实验造成的影响和不便。 通过对比湿热传递与干热传递两种状态下织物表面温度的差异 研究织物的热、湿耦合作用，研究表明，织物由于吸、放湿而引起温 度变化的规律与织物的吸、放湿能力有关。 用系统聚类分析的方法对织物由于吸、放湿而引起的温度变化的 参数进行聚类分析。分析得出，可用织物湿热传递时的温度上升速率 k s 和织物湿热传递与干热传递时温度之差的最大值at m a x 作为织物 由于吸、放湿而引起温度变化的代表性参数。 关键词：面料热湿舒适性 a s t u d yo nt h e r m a l - w e t c o m f o r to ff a b r i ca n dc l o t h i n g w i t hn e w t y p e dr e g e n e r a t e df i b e r 、二二一，一 a b s t r a c t t h ev a r i o u sa p p l i c a t i o no fn e w - t y p e dr e g e n e r a t e df i b e rs u c ha sm o d a l a n ds o y b e a n - p r o t e i nf i b e ri nc l o t h i n gi n d u s t r ys i g n i f i c a n t l ye x t e n dt h e d i v e r s i t yo fc l o t h i n g ，w h i c hm a k e sm u c hm o r ea l t e r n a t i v e s a v a i l a b l e w h e nc h o o s i n gc l o t h i n gm a t e r i a l s ，a n ds o y b e a n - p r o t e i nf i b e r ss u c c e s s f u l a p p l i c a t i o ni nc l o t h i n gi sc h i n e s es c i e n t i s t sa n dt e c h n i c i a n s c r e a t i o n b e c a u s et h ed i f f u s i o no fh e a ta n dt h ew a t e rv a p o rt r a n s f e rh a p p e n _ _ 一 s i m u l t a n e o u s l ya n di n t e r a c t e a c ho t h e rw h e nc l o t h e sa r eb e i n gw o m ，a n d m o d a la n ds o y b e a n p r o t e i nf i b e ra r en e w - t y p e dr e g e n e r a t e df i b e r , w h o s e f i b e ra t t r i b u t e sa r ed i f f e r e n tw i t ht h o s eo fa r t i f i c i a lf i b e r a n dn o tt o t a l l y s a m ew i t ht h o s eo fn a t u r a lf i b e r , s oi ti sv e r yn e c e s s a r yt oh a v eaf u r t h e r s t u d yo nt h ei n t e r a c t i o no fd i f f u s i o n so fh e a ta n dw a t e rv a p o r , t h a ti st h e c o u p l e dh e a ta n dm o i s t u r ed i f f u s i o n ，f o r s u c hn e w - t y p e dr e g e n e r a t e d f i b e r a c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n to nt h et h e r m a l w e tc o m f o r to f f a b r i ca n d c l o t h i n g w i t ht h e n e w - t y p e dr e g e n e r a t e df i b e r , s u c h a sm o d a l ， s o y b e a n p r o t e i nf i b e ra n dr i c h c e lw a sm a d e ，o nt h eb a s i so f as e r i e so f e x p e r i m e n t so nt h ef a b r i ca n dt h ec l o t h i n gw i t hm o d a l ，s o y b e a n - p r o t e i n f i b e r , a n dt h ed i f f e r e n tm i x e so fs o y b e a nf i b e ra n do t h e rf i b e r , t h e s e e x p e r i m e n t si n c l u d es u b j e c t i v ee x p e r i m e n t so nt h ec o m f o r to fc l o t h i n g a n do b j e c t i v ee x p e r i m e n t so nf a b r i c i n c l u d i n gt e s t i n gt h ed y n a m i c d i f f u s i o no fh e a ta n dm o i s t u r ea n dc o m m o ne x p e r i m e n t ss u c ha st e s t i n g t h ew a t e rv a p o rp e r m e a b i l i t yo ff a b r i c ，- t e s g a gt h e r m a lr e s i s t a n c eo f f a b r i c , - 州t e s t i n ga i rp e r m e a b i l i t yo ff a b r i 盛s u 她t h e a n dm o i s t u r ef a b r i c 真面e a s u r i n gq 。8 a b s o r p t i o no ff a b r i c a n d ，a sc o m p a r i s o n s ，t h ef a b r i ca n dc l o t h i n gw i t h p u r ec o t t o na n dp u r ep o l y e s t e rw e r ea l s os t u d i e d w i t ht h eu s eo fc o n s t a n tt e m p e r a t u r ew a t e r - b a t h i n gb o xa n dt h e r m a l i m a g i n g c a m e r a ，t h ee x p e r i m e n ta p p a r a t u s w a sb u i l tu p ，w h i c hc a n m e a s u r et h et e m p e r a t u r eo nt h ef a b r i cs u r f a c eu n d e rb o t ht h ed r y h e a t c o n d i t i o na n dt h em o i s t u r e h e a tc o n d i t i o n t h e r m a li m a g i n gc a m e r ac a n n o to n l ym e a s u r et h ea c c u r a t et e m p e r a t u r e ，b u ta l s oa v o i ds o m en e g a t i v e i m p a c to nt h ee x p e r i m e n t sa n di n c o n v e n i e n c e sc a u s e db yt r a d i t i o n a l t e m p e r a t u r em e a s u r e m e n ta p p a r a t u ss u c ha st e m p e r a t u r es e n s o rb e c a u s e t h ea p p a r a t u sn e e dt o u c ht h em e a s u r e m e n ts u r f a c ew h e nw o r k i n g ，w h i l e t h e r m a li m a g i n gc a m e r a n e e d n o tt o u c ht h em e a s u r e m e n t s u r f a c eb e c a u s e i ti sn o n c o n t a c tt e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t a p p a r a t u s p l e dh e a ta n dm o i s t u r ed i f f u s i o no ff a b r i cc a nb es t u d i e db y _ c o m p a r i n g t h e t e m p e r a t u r e s o nf a b r i cs u r f a c eu n d e rt h e d r y h e a t c o n d i t i o na n dt h em o i s t u r e - h e a tc o n d i t i o n ，t h es t u d ys h o w st e m p e r a t u r e c h a n g e sc a u s e db yf a b r i c sa b s o r b i n go rr e l e a s i n gm o i s t u r ei sr e l a t e dt o f a b r i c sc a p a b i l i t yo fa b s o r b i n ga n dr e l e a s i n gm o i s t u r e i no r d e rt oa n a l y z et h ep a r a m e t e r so ft e m p e r a t u r ec h a n g e sc a u s e db y f a b r i c sa b s o r b i n go rr e l e a s i n gm o i s t u r e ，t h em e t h o do fh i e r a r c h i c a l c l u s t e ra n a l y s i sw a sa p p l i e d t h er a t e so f t e m p e r a t u r ei n c r e a s ed u r i n g t h em o i s t u r e h e a td i f f u s i o n ( k s ) a n dt h em a x i m u mt e m p e r a t u r eg a p s b e t w e e nt h ed r y - h e a td i f f u s i o na n dt h em o i s t u r e h e a td i f f u s i o n ( a t m a x ) 、w e r es e a r c h e d o u ta st h et y p i c a lp a r a m e t e r so ft e m p e r a t u r ec h a n g e s c a u s e db yf a b r i c sa b s o r b i n go rr e l e a s i n gm o i s t u r e k e yw o r d s ：f a b r i c ，t h e r m a l - w e t c o m f o 也一 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人 在导师的指导下，独立进行研究_ 作所取得的成果。除文中已明确注明和引刖的内 容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。 论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。 学位论文什者签名：余友支 日期：m ，年1 月，日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使_ f i j 学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文铍夯阅或借阅。本人 授权东华人学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据芊进彳了检索，可以 采刚影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适刚本版权持。 本学位论文属于 ， 不保密翻。 学位论文作者签名： 余灸夫 f i 期：加，二年，月一日 意叉 日期：0 乙年1 月l 咱 伟碲 1 1 课题的引出 第一章前言 自2 0 世纪末，随着“绿色环保”观念的兴起，人们对服装的追求趋向于自 然化、舒适化，天然纤维受到了人们越来越多的青睐，但天然纤维因受到种植、 养殖面积的限制，无法大量发展，而且成本高、价格贵，因此，一些新型再生纤 维应运而生。 莫代尔、大豆纤维等新型再生纤维在服装领域的广泛使用，极大地丰富了服 装的品种，使人们在选择服装材料时有了更多的选择。其中大豆纤维是我国首次 将之成功应用于服装领域i l l 。 1 9 4 5 年左右，美国、日本研制了大豆蛋白质纤维，美国商品名为s o y l o n ， 吸水率为1 1 ，强力低，色泽黄，但无工业化生产的纤维产品。1 9 4 8 年，美国通 用汽车公司首先从豆粕中提取了大豆纤维，因达不到纺织要求的指标而中断研 究。到目前为止，国外尚无用于纺织品的大豆蛋白质纤维产品【2 】。 我国在上个世纪5 0 年代、7 0 年代曾分别对蛋白质纤维进行过初步的探索， 但未成功。9 0 年代初，我国河南濮阳华康生物化学工程联合集团总公司开始对 大豆蛋白质纤维进行深入系统的研究开发，于2 0 0 0 年3 月试纺成功，在国际上 首次进行了工业化实验和商业化生产。 国产大豆蛋白质纤维开发成功填补了国际空白，是国际创新纤维材料【3 】。 国内大豆蛋白质纤维的成功开发，引起了我国纺织服装界的关注，针对大豆 蛋白质纤维面料的服用性能方面的缺点，如强力低、易起毛起球、纤维固有颜色 难去除等，研究者们做了大量的研究以改善这些缺点。目前市场上的大豆纤维多 为含大豆蛋白的聚乙烯醇( p v a ) 或聚丙烯腈( p a n ) 的共混纤维，商家宣称其有三大 舒适功能( 熟湿舒适功能、接触舒适功能、压感舒适功能) 和四大保健功能( 抗菌 抑菌功能、防紫外线功能、远红外功能、负氧离子功能) 。 研究者们对莫代尔、大豆纤维等新型再生纤维的理化性能及其织物的透湿 性、透气性、保暖性等热湿舒适性能进行了大量的研究，但由于服装在穿着过程 中，热传递与湿传递同时存在并相互影响，莫代尔、大豆纤维属于新型再生纤维， 纤维性能既不同于合成纤维也不完全相同于天然纤维，对于这类新型再生纤维材 料的热传递与湿传递相互影响作用即热湿耦合作用的研究鲜见报道。 1 2 相关研究领域回顾 1 2 1 服装材料的发展 服装是人类文明的标志、载体，而服装材料的发展过程更是体现了人类文明 发展的进程。 据考古学家发现，在距今约四十多万年前的旧石器时代，人类就开始使用兽 皮和树叶蔽身，这是人类最早的“服装”材料。直至公元前五千多年，埃及人首 先使用麻纤维来制作服装，在距今四千多年前，我国发现并开始使用蚕丝，公元 前两千多年，古代美索不达米亚地区开始利用动物的毛( 主要是羊毛) ，大约公 元前三千年至两千五百年，印度首先使用了棉纤维。麻、丝、毛、棉这四大天然 纤维的发现和利用，在人类服装材料发展史上具有深远的历史意义 4 1 。 2 0 世纪初，各种化学纤维相继问世，2 0 世纪6 0 年代，化学纤维得到了快速 发展，极大地丰富了服装材料的种类，加之化学纤维强力离、纤维长度和细度可 以根据需要任意变化、制成的衣服易洗涤、快干等优点，使得人们很快地接受了 它，而且，在某些功能防护服装领域，化学纤维的重要地位是天然纤维所无法替 代的，然而，人们在长期的穿用过程中发现，合成纤维衣物存在着闷热、透汽性 差、易起静电等诸多问题。合成纤维织物给人们带来了福音，也带来了闷热【5 】。 自2 0 世纪末，“绿色环保”观念的兴起，人们对服装的追求趋向于自然化、 舒适化、休闲化、多样化，天然纤维受到了人们越来越多的青睬，但天然纤维因 受到种植、养殖面积的限制，无法大量发展，而且成本高、价格贵，因此，一些 新型再生纤维应运而生。 1 2 2 新型再生纤维 ( 1 ) 再生纤维素纤维 自然界中每年能够生产近1 0 0 0 亿吨的纤维素，大约只有2 5 可以通过再生 途径制作成纤维加以利用【6 】。 2 天丝( t e n c e i ) 【7 l 【8 】 天丝是我国的通俗称呼，它的学名为l y o c e l l ，它是由英国考陶尔兹 ( c o u r t a u l d s ) 公司在获得荷兰阿克苏诺贝尔( a k z o n o b e l ) 公司天丝短纤生产许可 证后，于1 9 8 9 年研制成功的一种无污染的纤维素纤维。经过大约十年的研究开 发，天丝纤维逐步投入生产，并由考陶尔兹公司独家注册的商标名为t e n c e l 。 该公司于1 9 9 3 年大批量生产天丝，并向全世界销售。天丝纤维属精制纤维素纤 维，是以针叶树为主的木质浆粕等天然纤维素为原料，用溶剂纺丝法生产而成。 在生产过程中，以有机溶剂n 删o ( n 一甲基吗啉氧化物) 取代粘胶纤维生产过程中 使用的有毒物质二硫化碳，同时该溶剂可循环利用，利用率可达9 9 5 以上，废 弃的天丝纤维在泥土中能在较短的时间内完全生物降解，大大降低了对人体的伤 害和环境的污染。 表i 一1 天丝纤维与其他纤维物理性能比较 性能天丝粘胶棉涤纶 线密度t e x0 1 7 o 1 7o 1 7 0 1 7 强度i c n t e x l 3 7 9 4 2 32 2 1 2 5 62 0 3 2 3 83 9 7 6 6 2 伸长率1 4 1 6 2 0 2 57 9 2 5 3 0 湿强c n t e x l 3 4 4 3 7 99 7 1 5 02 5 6 3 03 7 9 6 4 4 湿伸长率1 6 1 82 5 3 01 2 1 42 5 3 0 水膨润度6 59 05 03 纤维形状圆形异形腰圆形圆形 聚合度5 0 0 5 5 0 2 5 0 3 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 结晶度5 0 3 05 0 7 0 p 2 ，则空气自左向右透过织物流 动，通过织物空气流量的大小，与织物两侧压力差( p i - p ：) 和织物的透气性有关。 若使织物两侧压力差保持恒定，则通过织物的空气流量就仅由织物本身的透气性 所决定。织物透气性越好，单位时间通过的空气量越多，相反，织物透气性越差， 所通过的空气量就越少，因此，在保持织物两侧压力差为一定的条件下，测定单 位时间通过织物的空气流量，就可以推求出织物的透气性。 ( 3 ) 实验方法 图2 3y 6 4 6 1 型中压透气仪 试验仪器：y g 4 6 1 型中压透气仪 标准：g b t 5 4 5 3 1 9 9 7 试样：直径大于7 c m 的圆形试样 本文采用y g 4 6 1 型织物中压透气量仪，将试样夹持在试样圆台上，夹持时采 用足够的张力使试样平整而不变形，为防止漏气在试样圆台上垫上垫圈，启动吸 风机使空气通过试样，调节流量，使压力逐渐下降至规定值并稳定后，记录气流 流量。本实验仪器可根据织物的不同选用相应的孔径，在稳流的情况下使实验织 物两边的压差保持一定，测量空气的流量。 2 2 3 保温性实验 ( 1 ) 实验原理 将试样覆盖于试验板上，试验板及底板和周围的保护板均以电热控制相同的 温度，并以通断电的方式保持恒温，使试验板的热量只能通过试样的方向散发， 测定试验板在一定时间内保持恒温所需要的加热时间，计算试样的保温率、传热 系数和克罗值。 保酶q = 警1 0 蝴 ( 2 q ) 式中，0 。：无试样散热量( w ) q ：有试样散热量( w ) 传热瓶卟糌( 2 - - 3 ) 式中，u 。：无试样时试验板传热系数( w m 2 ) 2 1 u l ：有试样时试验板传热系数( w m 2 ) 克罗值：在室温为2 1 ，相对湿度5 0 以下，气流为l o c m s ( 无风) 的条件 下，试穿者静坐不动，其基础代谢为5 8 1 5w m 2 ( 5 0 k c a l m 2 h ) ，感觉舒适并 维持其体表平均温度为3 3 时，此时所穿衣服的保温值为1 克罗( c l o ) 值。 1 c l o = o 1 5 5 i l l 2 w( 2 4 ) ( 2 ) 实验方法 图2 5y g ( b ) 6 0 6 d 型平板式保温仪 实验仪器：y g ( b ) 6 0 6 d 型平板式保温仪 实验标准：g b11 0 4 8 _ 8 9 环境条件：温度2 0 o 5 ，相对湿度( 6 5 2 ) 每份试样分别取尺寸为3 0 c m x3 0 a m 的3 块，置于规定的标准大气条件下调 湿2 4 小时，将试验板、保护板、底板温度设定为3 6 ，预热时间设定为3 0 分 钟，循环次数设为3 ，仪器预热一定时间，等试验板、保护板、底板温度达到设 定值，温度差异稳定在0 5 。c 以内时，按下“启动”即开始空白试验，空白试验 结束，仪器自动停止，将试样正面向上平铺在试验板上，并将试验板四周全部覆 盖，按下“启动”，开始试验，试验结束时，读取数据。 2 2 4 接触冷感实验 人冬天穿衣服时，皮肤与低温织物接触，将引起皮肤温度的骤然下降，产生 不舒服的接触冷感，而夏天穿衣服时产生接触冷感会带来凉爽感，接触冷感是服 装穿着舒适性的一项重要内容，尤其是贴身穿着的服装，穿衣初始时的冷感严重 影响服装的舒适性。通常用q 。来描述衣物与肌肤刚接触瞬间2 秒内，肌肤向衣 物传递的最大热流。q 。值越大，织物接触冷感越强。 接触冷感测试仪见图2 6 。 图2 6k e s 织物风格仪一接触冷感测试仪 2 2 5 液态水传递实验 试验仪器：k e s 织物风格仪 试验温度：3 3 试样规格：7 c r u x8 5 c m 实验仪器：白搭毛细高度试验装置 试样：2 5 c m x 3 c r a 长条试样各三块 实验时间：2 0 分钟 图2 7 毛细效应试验装置 本论文采用垂直芯吸法测试毛细效应高度，白搭如图2 - 7 所示装置，试样在 实验环境中静置2 4 小时，实验时将试样的一端固定在架子上，并将有刻度的标 尺垂直固定在架子上，试样的另一端沿纬向固定一根重约2 9 的短玻璃棒，浸入 高锰酸钾溶液中，在玻璃棒上方沿织物纬向画一条横线并记下横线所对应尺子上 的高度，由于织物的芯吸作用，当高锰酸钾溶液上升到横线时开始计时，分别记 录1 、5 、1 0 、1 5 、2 0 分钟时液面上升的高度。 2 。3 织物热湿耦合实验 根据传热传质学原理，任系统内的温度梯度与湿度梯度不是相互独立的， 而是相互作用的1 3 2 。 当服装材料两侧有温度梯度和湿度梯度时，热传递和湿传递同时存在，由于 纤维吸湿放热或放湿吸热而影响温度梯度的变化，同时温度梯度的改变也影响湿 传递的量及湿传递的速度，这种热湿之间的相互作用即为热湿耦合作用。 本论文从纤维吸湿及放湿对织物温度的影响变化的角度来研究织物的热湿 耦合作用。 2 3 1 实验装置 本论文采用恒温水浴法研究织物的热湿耦合作用，实验装置简化示意图见图 2 8 。 7 6 5 1 、红外热像仪支架2 、温度计3 、恒温水浴箱4 、多7 l 金属板 5 、水杯6 、塑料薄板7 、试样8 、红外热像仪 图2 8 织物热湿耦合实验装置简化示意图 图2 8 中，3 为恒温水浴箱，其工作原理见图2 9 ，其水浴温度可调范围 为o 1 0 0 。c ，5 为内壁有凸槽的水杯，水杯用传热性能极好的金属材料做成，凸 槽平面距杯口平面的距离为1 2 r a m ，6 为塑料薄板，薄板厚度小于0 5 m m ，直径略 大于凸槽内径，可放于水杯凸槽上。 8 为红外热像仪( 见图2 一1 0 ) ，它采用非制冷焦平面红外探测器，将物体的 红外图像以高清晰度、高灵敏度的伪彩图像方式显示在液晶屏上，并可将图像存 储在c f 卡或内置f l a s h 上，备存档及供计算机分析之用。 红外热像仪属于非接触式测温仪，避免了像温度传感器那样由于需要与测量 物体接触而对试验造成的不便，而且测温精度高，测温范围为：- - 2 0 2 2 0 c ， 可以对镜头探测到的区域进行点测温、线测温和面测温。 1 、盖板2 、隔热保护层3 、水4 、恒温控制器5 、加热器6 磁力搅拌器 图2 9 恒温水浴箱工作原理图 2 3 2 实验方法 图2 1 0 红外热像仪 实验在温度为( 1 8 _ + 0 2 ) ，相对湿度为( 3 0 - + 3 ) 的环境中进行，由于实验 条件的限制，实验环境比标准环境的相对湿度偏低。水浴温度为3 3 ，模拟人 体出汗的温度。实验前将试样置于实验环境中进行预调湿处理，预调湿时间不少 于1 2 小时。 调节水杯中的水量，使水杯中的水面接近但不超过凸槽，打开恒温水浴箱电 源开关，旋转调温旋扭至刻度显示为3 3 * ( 2 处，等温度指示灯绿灯暗、红灯亮时， 对照温度计的读数进行校正调整，直至温度计的读数稳定在3 3 c 时，将试样平 放于杯口上并用圆形铁圈将试样固定，开始实验并计时，每隔3 0 秒用红外热像 仪拍摄下织物的红外图像，实验时间为1 5 分钟。 利用红外热像仪测温时，采用面测温，在织物实验区域的中心部分取一个固 定的面，以所选面的平均温度作为织物的平均温度。 对每块试样当水杯中有无塑料薄板时的温度分别测量3 次，塑料薄板的厚度 相对于织物与水面间的距离非常小，可以认为有塑料薄板时测得的织物温度即为 织物干热传递条件下的温度，而无塑料薄板时测得的织物温度为织物湿热传递条 件下的温度。通过对比在干热传递与湿热传递条件下织物温度的差异来分析织物 吸湿或放湿使织物温度升高或降低的量。 第三章织物实验结果与分析 3 ，1 织物热湿舒适性能常规实验结果及分析 3 1 1 透湿性实验结果 织物透湿性实验结果见表3 1 。 表3 一l 织物透湿性实验结果 编号 透湿量( g ) 6 c v ( ) l0 2 7 00 0 1 5 85 9 20 2 8 4 0 0 4 0 41 4 2 30 2 6 40 0 5 5 92 1 2 4 0 2 5 40 0 4 9 31 9 4 50 2 4 60 0 1 1 44 6 60 2 3 20 0 2 2 8 9 8 7 0 2 9 2 0 0 4 4 41 5 2 80 2 7 2 0 0 4 4 91 6 5 9 0 2 5 60 0 5 5 92 1 9 l o0 2 6 2 0 0 3 6 31 3 9 湿阻和当量透湿量的计算： 根据费克方程： r ：里竺：生：! ( 3 1 ) d 式中：r ：湿阻，以静止空气的等同厚度为单位( c m ) q ：水蒸气的通过量( g ) d ：水蒸气在织物中的扩散系数( c m 2 s ) c ：水蒸气浓度差( g c m 3 ) a ：面积( c m 2 ) t ：时间( s ) 其中，当温度在0 5 0 。c 范围内 d = o 2 2 + 0 0 0 1 4 7 m( 3 2 ) m ：温度( ) c ：! ：! ! ：! ! 二：竺( 3 3 ) 埘 p ：织物两侧水气压浓度差( m m i i g ) 埘 ：绝对温度( k ) ， 透湿量和湿阻可以反映织物透湿汽能力的大小，但因各织物的厚度不同，透 湿量与织物厚度成反比，因此透湿量还不能完全反映材料的透湿性能，将透湿量 与织物厚度相乘，得到当量透湿量，即为织物厚度为l m m 时的透湿型瑚。 表3 2 织物湿阻和当量透湿量 编号湿阻( c m ) 当量透湿量( g ，r a m ) 11 2 00 1 7 2 1 1 40 1 7 6 31 2 30 1 7 7 41 2 80 1 8 3 51 3 20 1 7 2 61 4 00 1 6 9 7 1 1 1o 2 1 6 81 | 1 9o 1 6 91 2 70 1 1 8 1 01 2 40 1 3 4 织物当量透湿量越大，织物的透湿性能越好，实验试样当量透湿量的大d , j i l 哽 序是：9 # i 0 # 8 # 6 # l # 5 # 2 # 3 # 4 # 7 # ，显而易见，纯莫代尔 织物的透湿性能最好，含莫代尔、丽赛、大豆纤维的织物的当量透湿量大，透湿 性能较好，由这些面料组成的服装在穿着时有利于汽态汗透过服装，在服装表面 蒸发，涤纶和涤棉织物的透湿性能差。 3 1 2 透气性实验结果 织物透气性实验结果见表3 3 。 表3 3 织物透气性实验结果 编号透气量( l m s ) 6 c v “) l2 2 1 6 87 2 3 6 23 3 22 6 3 2 45 2 0 7 52 o 3 1 1 3 2 5 4 i 5 5 4 4 7 8 44 8 4 44 2 3 0 08 7 51 9 2 5 66 6 1 4 23 4 62 1 5 3 23 2 1 8 21 5 71 1 1 9 44 5 6 3 24 1 81 0 7 1 25 5 5 4 85 3 9 1 3 9 0 6 6 5 8 3 54 7 i 02 7 0 5 41 1 1 9 4 64 1 透气量越大，织物透气性越好，实验试样透气量大小顺序为：4 # 8 # 7 # 3 # 9 # 5 # 6 # 1 # 2 # i o g ，4 - # 、5 # 、6 - # 试样的组成成分完 全相同，只是组织结构不同，然而透气量相差非常大，可见，织物透气性与纤维 种类关系不大，而与织物组织结构以及织物紧密程度密切相关，织物越紧密，透 气性越差，防风性能越好，织物越稀松，透气性越好，防风性越差。 3 1 3 保温性实验结果 织物保温性实验结果见表3 4 。 因各织物的厚度不同，织物克罗值不能完全反映材料的保暖性能，将克罗值 除以织物厚度，得到单位厚度克罗值。 表3 4 织物保温性实验结果 编号克罗值( c l o )单位厚度克罗值( c l o m m ) 10 2 2 90 3 6 3 20 2 0 2 0 3 2 6 30 2 4 50 3 6 6 4 0 2 6 5 0 3 6 3 50 2 3 3 0 3 2 4 60 2 2 2o 3 1 7 70 2 7 3 0 3 6 9 80 1 9 80 3 8 8 90 1 8 4 0 3 1 2 1 00 1 5 5 0 3 1 7 实验试样单位厚度克罗值大d , j 顷序为：9 # 1 0 # = 6 # 5 # 2 # 1 # = 4 s t 3 # 7 # 8 # ，单位厚度克罗值越大，保暖性能越好：丽、莫代尔、大豆 纤维的保暖性能好，而涤棉和涤纶的保暖性能差。 3 1 4 接触冷感实验结果 表3 5 织物接触冷感实验结果 编号 q 。( w c m 2 ) 6 c v ( ) l0 0 3 60 0 0 2 4 8 20 0 3 90 0 0 38 3 3 0 0 3 40 0 0 11 7 40 0 3 7o o o l 1 6 50 0 3 60 0 0 2 5 8 60 ，0 3 00 0 0 13 3 7 00 3 80 0 0 2 4 6 80 0 4 30 ，0 0 2 3 5 90 0 4 00 0 0 1 1 5 1 00 0 3 30 0 0 2 4 7 实验试样的q 。值大小顺序为：6 # 1 0 # 3 # 1 # - - 5 # 4 # 7 # 2 # 3 # 4 # = 5 # 6 # 8 # i 0 # 9 # ，由莫代尔、大豆纤维面料制成的月艮装 整体舒适感都较纯棉服装的整体舒适感好。 轻微运动时，1 0 种面料制成的服装整体穿着舒适感排序为：7 # 1 # 2 # 3 # 5 # 8 # 4 # = 6 # 1 0 # 9 # ，奠代尔服装整体舒适感最好，大豆纤 维服装及混合面料服装的整体舒适感介于莫代尔和涤纶服装之间。 大活动量运动时，1 0 种面料制成的服装整体穿着舒适感排序为：1 # 2 # 7 | f 3 # 4 # 5 # 6 # 一8 # 1 0 # 9 # ，莫代尔、大豆纤维服装的整体舒适 感都较好，大豆与棉混合面料的整体舒适感一般。 综合三种穿着状态，l # 、2 # 、7 # 、3 # ( 莫代尔、大豆纤维、丽赛以及它f 门之 间的混合面料) 服装无论是在哪种穿着状态下，其舒适性都很好，而4 # 、5 # 、 6 # ( 大豆纤维与棉混合面料) 在三种穿着状态下，舒适性都与棉的服装相近， 涤纶和涤棉服装的舒适性最差。 4 8 4 3 服装穿着舒适性的主成分分析 为了确定影响服装整体穿着舒适感的主成分，先找出可能影响服装整体穿着 舒适感的因素，对其进行主成分分析。 可能影响服装整体穿着舒适感的织物方面的因素有：材料的回潮率、织物克 重、织物厚度、组织结构、织物性能( 包括透湿性能、保暖性能、透气性能、接 触冷暖感) 、织物是否进行过表面处理。 表4 2 织物表面性能 编号l23456789l o 有无经过表 有有无无无无有无无无 面处理 赋值 1100 o 0 l0oo 表4 3 整体舒适感的可能影响因素 编号回潮率克重厚度湿阻熟阻透气量 冷暖感 表面处理 l9 4 41 4 5o 6 31 2 00 2 2 92 2 1 7o 0 3 6l 28 3 0 1 4 0 0 6 21 1 4 o 2 0 22 6 3 20 0 3 9l 36 4 81 8 00 6 71 2 3o 2 4 51 1 3 20 0 3 40 4 7 ，6 51 9 2o ，7 21 2 80 2 6 54 8 4o 0 3 70 57 6 51 5 8o 7 01 3 20 2 3 31 9 2 6 o 0 3 6 0 67 6 5 1 5 00 7 31 4 00 2 2 22 1 5 3o 0 3 0o 71 3 3 22 4 60 7 41 1 1o 2 7 31 1 1 9 0 0 3 81 88 5 1 6 60 5 91 1 9o 1 9 81 0 7 1o 0 4 3o 93 2 41 4 5o 4 61 2 7o 1 8 41 3 9 lo 0 4 0o 1 0o 41 6 0 o 5 l1 2 4o 1 5 52 7 0 5o 0 3 3o 在s p s s 软件里对服装整体舒适感的影响因素进行因子分析，提取方法选择主 成分分析法。 主成分分析的结果见表4 4 。 表4 4 总方差解释表 c o m p o n e n ti n i t i a le i g e n v a l u e se x t r a c t i o ns u m so fs q u a r e dl o a d i n g s o f0 f c u m u l a t i v e t o t a lv a d a n c e c u m u l a t i v e t o t a iv a r i a n c e 13 6 4 3 4 5 5 3 54 55 3 53 6 4 34 55 3 54 5 5 3 5 22 0 4 72 5 5 8 57 1 ，1 2 02 0 4 72 5 5 8 57 1 ，1 2 0 31 4 5 11 8 1 3 88 9 2 5 81 4 5 11 8 1 3 88 9 2 5 8 4 5 6 7 70 9 3 9 6 3 5 1 51 5 8 1 9 8 19 8 3 3 2 60 8 31 0 4 19 9 3 7 3 70 3 84 7 79 9 8 5 0 80 1 21 5 01 0 0 0 0 0 提取方法：主成分分析法 c o m p o n e n tn u m b e r 图4 5 主成分分析碎石图 在碎石图中可以看出，大于1 的因子有3 个，因此通过主成分分析，从8 个因 子里提取3 个主成分，第1 个主成分的贡献率为4 5 5 3 5 ，第2 个主成分的贡献率 为2 5 5 8 5 ，第三个主成分的贡献率为1 8 1 3 8 ，总的贡献率达到8 9 2 5 8 。 ，一，ca一山 表4 5 各影响因素与主成分间的相关系数 c o m p o n e n t 123 回潮率9 0 5- 0 9 32 2 2 克重7 9 70 7 52 3 4 厚度7 5 25 2 83 1 4 湿阻 4 4 48 3 70 0 1 熟阻 9 0 33 5 50 2 8 透气量 5 7 12 2 97 6 6 冷暖感 2 1 67 0 25 6 6 表面处理4 8 76 1 8，5 8 3 为了便于分析，将系数矩阵进行正交旋转，使系数分别朝着接近1 和o 的方向 旋转。 表4 6 经过正交旋转后的系数 c o m p o n e n t 123 回潮率 7 8 15 0 7一0 9 8 克重 ：7 7 50 5 2一3 0 3 厚度 。8 7 81 0 84 0 0 湿阻0 8 0，6 9 96 3 5 热阻9 6 70 7 80 4 6 透气量 6 6 0 4 8 15 4 6 冷暖感 0 4 21 5 49 1 3 表面处理1 7 19 6 20 7 4 旋转方法：正交旋转法 与第1 个主成分相关系数较大的因素是热阻、厚度、回潮率、克重和透气量， 与第2 个主成分相关系数较大的因素是表面处理和湿阻，与第3 个主成分相关系数 较大的因素是接触冷暖感和湿阻，其中，湿阻与第2 个、第3 个主成分的相关系数 的绝对值很接近，可认为湿阻在第2 和第3 个主成分中都不是主要因素。 由第二章的基础实验可知，织物的热阻与织物厚度呈正比，克重反映织物的 紧密程度，材料的回潮率反映材料的吸湿性能，织物透气量与织物组织结构相关， 因此第1 个主成分代表的是材料的吸湿性能、织物厚度、织物组织结构及紧密度， 第2 个主成分代表的是织物表面性能，第3 个主成分代表的是织物的接触冷暖感性 能。 在第2 个主成分中，湿阻的系数为负，表面处理的系数为正，这表明织物湿 阻与织物是否经过表面处理之间存在负相关的关系，表面处理对织物湿阻有影响 作用，经过表面处理的织物，湿阻小。在第3 个主成分中，湿阻的系数为正，而 冷暖感的系数为负，这表明织物接触冷暖感与织物湿阻之间存在负相关的关系， 织物湿阻小，其接触冷暖感值大。 综合起来，影响服装整体穿着舒适性的主要因素是：材料的吸湿性能、织物 的厚度、织物组织结构及紧密度、织物表面性能和织物接触冷暖感性能。 5 1 结论 第五章总结 本论文结合织物热湿舒适性能常规实验( 包括织物透湿性实验、织物透气性 实验、织物保温性实验、织物接触冷暖感实验和织物液态水传递实验) 、织物热、 湿耦合实验以及服装穿着主观实验综合分析评价大豆纤维、莫代尔、丽赛新型再 生纤维的热湿舒适性能。并对比研究了不同组织结构的大豆与棉混纺针织物的热 湿舒适性能。 利用恒温水浴箱搭制简单实验装置，通过对比织物在干热传递与湿热传递两 种状态下织物表面温度的变化差异研究织物吸、放湿对织物表面温度的影响。 非接触式高精密测温仪器红外摄像仪引入热湿舒适性研究中，大大提高了测 温的方便性和精确度，同时由于红外摄像仪的灵敏度极高，对外界环境条件的变 化非常敏感，环境温湿度有较小的变化，可能都会影响测试结果。 本论文研究结论归纳如下： ( 1 ) 织物热湿舒适性常规实验和织物热湿耦合实验结果表明，在本文所选的 十种织物中，莫代尔织物的透湿能力和吸湿能力都遥遥领先，同时，织物经过了 特殊的表面处理，织物表面性能改变，因此，在服装穿着主观实验中，由莫代尔 织物制成的服装舒适性能最好。 大豆纤维织物的吸湿能力与棉织物相近，但透湿性能高于棉织物，因而，在 服装穿着主观实验中，大豆纤维服装的穿着舒适性比纯棉服装好。 ( 2 ) 为了降低成本，目前市场多采用大豆纤维与棉混合，与大豆纤维服装相 比，由大豆与棉混合面料制成的服装整体