（服装设计与工程专业论文）竹原纤维织物刺痒感的研究.pdf

竹原纤维织物刺痒感的研究摘要 关键词：刺痒摩，竹原纤维，摩擦系数，前臂实验，纤维直径，表面毛羽 n 作者：夏文娟 指导教师：傅菊芬副教授 2 0 0 7 年3 月 h 缸o d u d i o f n ”p r i d d cr 拦目岫a n de 卅山随t i o no fb a m b o of 越，r i 岛 i n t r o d u c t i o no ft h ep 订c l d ei k s e a r c ha n de v a l u a t i o no f b a m b o of 矗b c s a b s t r a c t b a m b f f b m 缸a 伽d em t 酣a i ，w h i c hw 够s i l d i c ds l i c o c 锱f i l yb yo m s d y 笛，i 姆 s p 。d 丘c 曲删舭m 吐髂9 0 0 d r v i a b m t yp r o p _ c r t i 髂w i 血锄p t ys 劬l 帆i th 雒删 h y g 瞒州cd a 丑kp 1 1 ) p i 吼i c s n s p n 删i n 啪脚c 州d c 胁i e j f b c i n l 懵蜘缸 m 柚哦o ft 旺t 赶c 越dd o l i n 昏b 毗训t hf o 衄匝m 0 1 e l e h 自曲p c 圈l a t i t c ，讯啦啦，b i g 啦卿t y 姐do t h 盯缸c t 璐，n c d h a r dh a n d l e h o s s 瞄o fb a 血b 毛| b 】陆s 锄i 蠡i n d u 两6 k i c ，m a k c 脚i c 哪m 】陆b b l c n ep m s p e do fb a m l ，丘b 玎i sv e f y 印d 舔i 协 叩c c i 6 cp p c n i 髓 r 璐髑睇h c 稿h a v c d o m t 删c hs m d y 蛐t h cp i 记u e o f f a b r i c 姐dg c l t t l 如s 咖c 麟u n s - 蛐吐笛a p p m i o fp r i c ：u c ，锄m y s i so fc a u ，i m p 代i n gw a y se i c m a i n l y 砒t h cp r i c k i co f 衄i ca n d w o o l 脚墒已a n d t h cs t i i d y 蛐p f i c 埘c o f b a 幽鼬i s h d 【柚a l 煳卸d 咖d y i l g 姐t h ec a u o fb a 皿_ b 胁r i c sp r i d d e ，髑血时t i n ga d u a l l y 岵p 触l co f 龇 s t i i d y i n gt h cr c h t i s h i ph 婀c nb a 皿b 白b r i c sp l i d 蛆c 缸dp i o p c i t i 嚣，a n dt i 】旧i n g t m cc a u 鼯o fp r i 出c ，w h i c ha l ：p m 、，i d cs 恤ct h r yb a s 嚣f o r 蛆例白t i n gt h cp f i c l d co f b a 皿b 白埘c 田皿b f a b r i c j s n c c t c d 笛o s t i l d y 曲j e c t ，曲嘲t o 舳i c 蠡| b r i c 咖曲血e 蛐l 螂o f p r o p c r t i 酷w 血o m 盯觚o f 讪峨甜u d ym c p r i c l d c o f b 衄b 自b 血a l 右i s t u s i n gt h cf h 髓珊储t ，m cp r i d h co fs c v c r a ib 锄b o of a b r i cw 硒c s t i b a t e d t or i j 四t h c g r a d eo f t h c p 触1 1 i t 嚣tp 1 0 p c r t i 鹤o f 丘b r e ，y 锄a n d 龇丘啪t h c 如百co f 丘吨 y m 柚d 劬峨a n a l y z c 血c 锄u 呲i n g 缸d 吣o fm cb 锄b 自b r i c ，sp d c l 【i c u g h 啪p a o f v 啪l 矗b i i c t o 血d 伽t t h e i n n u 峨幻舛o f b 衄b o o 自b r i c s 删c t h e f i d c o fb l m b h b i i c 妇p r i c u c ，t kb l m b i b 血h 鹤o b v 如m 一c i 【l c hn 地i n n u c n d 唱 臼c t o fo f6 b r e 咖蛔或t 0 衄i ef i b r e ，l c s sd i a m c t 盯蛆df r i d i a 施d e d lm a k 铭k 鹞 h c a 啪p t ! i d d e hm ci n f 岫h d o fy 锄，i h cy 蛐o fi 麟d i a m e t c rh 叭l 鲻 忸o p i 岫c _ 够a d d i n gm i s t ，t h c 伍o p i u m ci c s 咖，t h eo 也钉h 卸d a d d 面喀t 响ti n a | 陆s 曙 i 望型型竺堕堡堕堂! 坠塑! 哇竺! 壁坐堑竺坚坠些竺垦竖竺塑! 坚生 血ct i g b t n 嘟o f 劬峨m k e 血c 丘l o p l 岫eo ff a b i i c 脚v i n g b a c kh a r d a g 则a i e 位 口r i 幽ct o 呔m mr c l a t i 咖s h i pk 咐咖 h c 触蕊d 钿i s li s 枞黜h 也c 硼u d n g 伍d 觚o f 铀峨恤p r i c i d co f b 锄b o o f a b r i c 砌删y w i 也t h cd i 锄岫o f 础i n a l 胁w 蚰i sb i 学t h a n 伍删协咖l t y - e i g h l 衄mb i g g c r 嗍 唧0 f 硎细a l 丘锄。耐丘d c n t 蛆d 蝴懿眦k cm 呲p r i d d c 柚dh c 舢 伽g h n 嘴o f 也c 锄i c k 啊。曲：呲m b 吼峨斑c t i 仰c o c 伍c i c 砘i c 伍b 如f o 嘲皿t 鳅 驯n 饥b y w 锄咖) ( i a d i 似= t c d b y p r o cj 咖g f u m a 曲2 0 【y 7 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已 经发表或撰写过的研究成果，也不舍为获褥苏州大学或其它教育机构的学位证书 而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人承担本声明的法律责任 研究生签名： 望土! 白日期：竺2 ：丝： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、 中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文 档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以 公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大 学学位办办理 研究生签名：j 衄 导师签名； 日期：壁2 ：芏：近 日期：江涉渗 竹原纤维织物刺瘁感的研究 第l 章绪论 第1 章绪论 衣食住行，为人类之必需，随着社会经济的飞速发展，及多元化生活方式的普及 人们对衣食住行的要求越来越注意近几个世纪以来，随着污染的严重，人们对自身 健康也越来越重视，对衣着品质的要求也越来越高。人们对农着从讲究耐用、款式、 图案转变为注重服用性能，要求穿着舒适织物的服用舒适性就是当今消费者关心的 一项极为重要的品质内容，作为服装材料的化学纤维，日益暴露出其对人类健康、社 会环境污染的危害，为了弥补化学纤维的不足，满足人类对健康、环保的需求，天然 纤维以其天然、绿色的特点受到人们的青睐，成为人们关注的焦点，开发天然纤维织 物具有现实意义 竹纤维是继棉、麻、丝、毛四大天然纤维之后的第五大天然元素，它亲肤性强， 具有良好的透气性、吸湿性、独特的回弹性、瞬间吸水性：竹纤维韧性、柔软性好， 保留了竹子抗菌、除螨、清热、解毒的特性和天然清香，它不含任何化学添加剂，其 质地、柔韧度均达到最优状态，属天然绿色材料，是真正意义上的绿色产品主要用 于高档织物面料中以营造浪漫华丽的美感和起到优良的保健作用，是二十一世纪最具 发展前景的健康纤蚶1 田 | 竹纤维的横截面有许许多多的孔隙，具有良好的透气性、瞬问吸水性，可以在瞬 间蒸发水分，更便于水分传输、空气流通夏、秋季节穿着使人感到特别凉爽舒适， 冬、春季节既蓬松舒适又能排除多余的热气和水分。不上火不发燥，被业内专家称为 。会呼吸”的纤维或。纤维皇后”的生态产品。它的吸湿性、排湿性、透气性居各大 纺织纤维之首，是制作夏装的最佳面科，其服装穿着凉爽舒适，染色性能极好，光泽 艳丽；竹纤维织物制作的床上用品给人以凉而不冰、滑而不粘、雅而不俗的感觉，这 些独特品质使竹纤维成为材料界的新宠捌。 竹纤维根据提取的方式不同分为竹原纤维和再生竹纤维，竹原纤维也称为原生纤 维，是将生长1 2 1 8 个月的慈竹或毛竹，采用蒸煮等机械和物理方法进行类似麻脱 胶工艺的处理，脱胶后直接从竹子中把纤维素提取出来，然后在棉纺和麻纺设备上进 行加工，生产的织物真正具有竹子特有的风格与感觉。再生竹纤维是把竹子切片、风 l 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 干后采用水解一骧法及多段漂白把天然竹子通过化学变性，精制而成浆粕，经人工催 化，将甲种纤维素含量在3 5 左右的竹浆纤维索提纯到9 3 以上，在满足纤维生产 要求的基础上，再由化纤厂经湿法纺丝加工制成再生竹纤维，然后在粘胶生产线上利 用湿法纺丝方法制成【j 由于采用的是粘胶生产工艺，因此再生竹纤维的性能与粘胶 纤维有许多相似之处，所以再生竹纤维又称为“竹浆纤维”i 习本文以竹原纤维及其 织物为主要研究对象 但如同其它天然纤维，如棉织物易皱，毛织物易毡缩等一样，竹原纤维织物尽管 具有强力高、吸湿散湿快、透气性好、穿着凉爽等特点，然而由于竹原纤维是单细胞 纤维素纤维，其纤维素分子捧列致密，纤维结晶度高，强度大，刚性、弹性、耐磨等 指标远大于同类纤维，使竹类面料易产生刺痒摩，这在很大程度上影响了竹纤维产品 的推广，尤其是对夏季高档轻薄舒适面料的开发，因此分析研究竹纤维织物产生刺痒 感的原因及其评价方法，对进一步改善竹原纤维织物的触觉舒适性是十分必要的 1 1 竹原纤维的研究现状 对竹纤维的研究，始于近几年几年前日本一家公司就宣布找到了一种更适合制 作夏装的纤维，即竹纤维；日本的m 明l m a 铀公司在前几年就生产出竹纤维的夏季服 装；k 配u y ao k u b o 等用蒸汽爆破的方法提取竹原纤维用于复合材料的研究，效果显著。 2 0 年，国内四川阆中纺织厂用1 扣1 8 个月的慈竹，通过机械碾压、蒸煮脱胶等 机械过程制取竹原纤维；四川外贸公司也开发出了原生竹纤维；2 1 年东华大学就开 始了对竹纤维的研究，对竹原纤维的脱胶与应用进行了初步的探索；上海市纺织装饰 用品科技研究所和上海萃众毛巾总厂开发了天然竹纤维毛巾产品旧 湖南株洲雪松麻业有限责任公司利用多种纯天然植物的浸出液生产竹原纤维，将 竹材中的木质素等杂质去除后，再经过机械加工成为竹原纤维，提取出的竹原纤维洁 白光亮，挺直滑爽，细度均匀；在整个过程中，不使用任何化学药剂。所以无污染， 对人体无毒害；开发的竹原纤维纺织服装产品于2 0 0 3 年3 月5 日顺利通过了湖南省经 贸委组织鉴定验收，这一成果属国内首创，在国际上处于领先地位，它标志着我国竹 原纤维在纺织服装领域的应用己取得重大突破该公司制作的竹原纤维面料服装，深 受美国、日本、法国、德国等国家的青睐 2 竹原纤维织物剌痒感的研究第1 章绪论 吴江八都建丰丝纺厂织出竹丝面辩，被雅戈尔集团用于高档西殿的生产；上海化 纤浆粕厂和上海月季化学纤维有限公司制出高强力纯竹纤维牯胶丝；哈尔滨中纺亚麻 科技有限公司也研制出竹纤维与麻纤维交织的床上用品和针织衫；浙江南方竹木制品 有限公司采用天然药物作为软化剂，用毛竹加工竹原纤维，并达到了可纺的水平，这 种加工方法与雪松公司的方法很相似另外。还有以四川外贸公司为首的有关厂家也 开发出了原生竹纤维m 这些国内外对竹纤维的研究、应用表明竹纤维作为一种新型 天然纤维越来越受到厂家和科研人员的重视 1 1 1 竹原纤维组成成份的研究现状 竹原纤维的组成成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，见表1 1 ，三者同属于 高聚糖，总量占纤维干质量的9 0 以上，其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、 灰分等大多数存在于细胞内腔或特殊的细胞器内，直接或间接地参与其生理作用旧 纤维素是组成竹原纤维细胞的主要物质，也是竹原纤维能作为纺织纤维的重要保证 表1 1 竹原纤维的组成成份【明 竹原纤维中纤维素大分子的堆砌紧密，其分子是由葡萄糖剩基( 0 6 h 1 0 0 5 连接 而成( 如图1 1 所示) ，聚合度很高，分子链结构比较复杂，大多数为伸展链形式， 分子链相互排列成晶胞，晶胞规整扩展形成基原纤，若干个基原纤构成微原纤，微原 纤相互组合成原纤，原纤的宽度大约在o 3 0 5 岫，长度有上百个微米，原纤再相互 堆砌成竹原纤维l 哪竹龄不同，其纤维素含量也不同。如毛竹嫩竹为7 5 ，1 年生为 髓。3 年生为5 8 在各种竹子中，以慈竹纤维素含量最高，但竹原纤维的纤维素 明显低于棉和麻纤维 竹原纤维中的半纤维素是一种存在于纤维和微细纤维之间的无定形物质，聚合度 低，吸湿后极易润涨；半纤维索含量一般为1 4 2 5 ，毛竹平均含量约为2 2 7 ， 1 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 并且随着竹龄的增加，其含量也有所下降，如2 年生长竹2 4 9 ，4 年生2 3 ，6 i l l l 图1 1 竹原纤维的纤维素大分子 竹原纤维中的木素是一种存在于胞问层和微细纤维之间的一种芳香族高分子化 合物决定了竹原纤维的颜色：叶绿素和叶绿素铜钠具有很好的去臭作用，同时还是 很好的紫外线吸收剂，具有很好的抗紫外线功能；竹原纤维中的糖份和脂类，在通过 加工处理去除后，能防腐防蛀，具有天然的抗菌性m 1 1 2 竹原纤维形态结构的研究现状 单根竹原纤维细长，纵向形态如图1 2 所示，纵向有横节，粗细分布不均匀。两 端稍尖，纤维表面有无数微细凹槽纤维内壁均较平滑，胞壁甚厚，胞腔小，纤维表 面有沟槽。由竹原纤维的超微切片( 图1 - 3 所示) 的电镜观察表明：竹原纤维横向为 不规则的椭圆形、腰圆形等。内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有 裂纹。与苎麻纤维的截面很相似竹原纤维的这些空隙、凹槽与裂纹。犹如毛细管， 可以在瞬间吸收和蒸发水分，用这种纯天然竹原纤维纺织成面料及加工制成的服装服 饰产品吸湿性强、透气性好。有清凉感i 捌 4 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 图1 2 竹原纤维纵向形态 ( a ) 1 1 0 0 倍( b ) 7 0 0 0 倍 图卜3 竹原纤维截面超微切片【明 竹原纤维主要存在两种细胞壁状态( 如图1 4 所示) ，即一部分纤维细胞壁呈多 层结构，由宽层与窄层交替组合而成，如图中( a ) 模型宽层木质素密度较低，在 两宽层之间的窄层，木质素密度较高多层结构类型的纤维主要存在于维管束的周边 部位，约占纤维总数的l ，2 左右另一部分纤维，如图中( b ) 所示，纤维细胞壁很 厚，胞腔狭小，纤维次生壁内层由两个宽层组成且中部的宽层较内部宽层宽很多竹 纤维壁上的纹孔稀少，纹孔口较小，细胞腔较小在胞问层( h 虹) 没有微细纤维组 织初生壁( p ) 微细纤维稀疏，呈网状不规则结构捧列，微细纤维的走向对于纤维 轴向( 长度方向) 近乎于横向缠绕初生壁内微细纤维之所以稀疏，是因为被半纤维 素、果胶和木质素所填充分隔，因此，其质脆，且这一层的厚度也比较薄。次生壁的 外层( s 1 ) 较厚，其徽细纤维的取向偏离纤维的轴向而更接近横向；次生壁的中层( s 2 ) 是细胞壁中最厚的一层，它的结构决定了纤维的性质；s 3 岱7 层中，微细纤维的取向 为单一取向：且几乎与纤维轴向平行，使纤维吸湿后主要在横向产生润涨，同时由于 微细纤维的轴向捧列。使纤维在轴向上有最大的抗张强度，细胞壁越厚，纤维本身的 5 竹原纤维织物剌痒感的研究第1 章绪论 抗张强度越高次生壁内层分层越多，纤维性能差异越大加工越困难1 6 】错误l ( a ) 宽、窄层交替捧列竹纤维模型图( b ) 细胞壁很厚的竹纤维模型图 图1 4 竹原纤维细胞壁状态 1 1 3 竹原纤维及其织物性能的研究现状 由于竹原纤维的这些特别的微细形态结构，导致竹原纤维具有不同于其他天然 纤维素纤维的性能 1 1 3 1 机械性能 竹原纤维与苎麻纤维性能相比较，如表1 - 2 所示，纤维细度与苎麻纤维相近，初 始模量、取向度比苎麻纤维小，强力低于苎麻纤维，结晶度高于棉纤维而略小于苎麻 纤维 表l - 2 竹原纤维与其他纤维的性能比较【7 1 名称纤维细度纤维长度取向度结晶度干蕊 湿强初始模量 ( n m ) ( 衄) ( ) ( d 州蛔【)c 秣| m o蝌i 矗旧c j 竹浆纤维 1 8 伽h 5 0 鲳上61 9 2 1 51 1 5 竹原纤维1 2 仅m 4 1 5 1 5 0 07 2 2 2 鳃j 1 ”j 棉纤维 加o o 5 2 3 且6 0 士2 01 9 4 3 jz 6 4 粘胶纤维 1 5 二0o 7 1 1“2 苎麻纤维 1 2 0 0 _ 2 4 矗- 5 46 0 06 6 4 6 7 98 3 j j1 5 8 3 2 2 3 0 8 另外，竹原纤维表面的沟槽结构使竹原纤维具有很好的摩擦力，动、静摩擦系 6 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 数差值较大，抱合力摩擦性能较好；纤维耐磨性好，钩结强度好，回潮率低于毛纤维 和普通毛型粘胶长丝，具有良好的导电导湿性能1 1 1 ；纤维的中空结构使它具有很好的 透气性和染色性能吸放湿性在20 0 0 倍电镜下检测，竹纤维横截面是凹凸变形的， 毛细管效应非常强，决定了竹原纤维的吸放湿性能是所有天然纤维中最好的。在温度 为3 6 、相对湿度为1 下，竹原纤维的回潮率超过4 5 ，且从8 7 5 到4 5 仅 需曲，竹原纤维透气性比棉强3 5 倍，说明竹原纤维比其它纤维具有更优的吸湿快干 性能1 1 5 】 1 1 3 2 化学性能 竹原纤维中的叶绿素和叶绿素铜钠的去臭作用很好，同时具有很好的抗紫外线功 能，日本纺织协会权威机构经过检测也证实：竹原纤维不仅具有天然抗菌、抑菌、去 除体味，还能有效的阻挡紫外线对人体的辐射，其单根竹材纤维长度很难超过半厘米， 。吸”入纤维腔中的气体和水份容易“呼。出有效阻挡紫外线，阻止外界对皮肤产 生的任何刺激，经中国科学院上海物理研究所检测证明：竹原纤维的紫外线穿透率 几乎为零( 只有万分之六) ，棉的紫外线穿透为万分之二千五，竹原纤维的抗紫外线 能力是棉的4 1 7 倍，从而保证了人体免受紫外线的伤害 一 竹原纤维中的糖份和脂类，在加工去除后防腐防蛀性能好，国外权威机构经过检 测，同样的细菌在显微镜下观察，在棉、木纤维制品中能生存繁衍，在竹原纤维中不 但不能长时间生存，而且短时问内还能消失、减少在国内，经上海市工业微生物研 究所检测中心检测，其2 4 小时天然抗菌率达7 1 ，大大高于其它种类的纤维性能 特别是大肠杆菌等4 种细菌在竹纤维中4 0 n l i n 以上将会被全部杀死并且竹原纤维是 从原竹中提练出来的绿色环保材料，它具有天然的产生负离子的特性因为竹子的 生长不需施用各类化肥，其自身又能产生负离子和防虫抗菌作用，生长过程中因无病 虫害而免除了农药的污染。专家指出，它是一种可降解的纤维，并在泥土中能完全分 解，对周围环境不造成损害，天然环保，制成的面料及纱线可以去除体味，使用竹原 纤维织成的布料还被用来生产网球服装和医院制服川 1 1 3 3 纺纱性能 7 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 竹原纤维纺纱一般采用苎麻纺纱系统和棉型设备进行纺纱，由于竹原纤维不是单 纤维，而是柬纤维，竹原纤维加工过程中存在着线密度与长度之间的矛盾，要获得细 的纤维，长度又较短；长度大时，纤维又较粗，竹原纤维完全脱胶后，纤维线密度约 o 0 5 t e x ，且长度不足5 m ，不能在环锭纺纱机上加工，因此不能将胶全部脱完，以 便利用余胶使纤维一根一根相互连接，从而形成需要的竹原纤维 竹原纤维与其他种类的纤维可进行特定比例的混纺，既能体现其他纤维的性能又 能充分发挥竹原纤维的特性，给针织面料带来新的特色可纯纺、可混纺，混纺的纱 线如天丝、莫代尔、捧汗涤纶、负氧离子涤纶、玉米纤维、棉、腈纶等，竹原纤维是 纺织品的首选面料，在潮流时装里，竹纤维面料的春夏装服用效果更胜一筹r ” 正由于竹原纤维的这些独特的性能使竹原纤维有着很好的发展前景，这些优良特 性日益受到国内外研究者的关注。目前在我国对竹原纤维及其纺织品的研究才刚刚开 始，研究方向主要为以下几个方面： ( 1 ) 竹原纤维物理结构与化学性能的研究上i 竹纤维的超微结构：竹纤维的理化性 能；竹原纤维的物理性能上，如竹原纤维的抱合力、摩擦力，白度、比重、摩擦性能、 干湿强力、初始模量、干态湿态断裂伸长率、钩接强度、导湿导电性能、透气性能、 染色性能、抗紫外功能以及卷曲性能的研究 ( 2 ) 竹原纤维的制取上，例如竹原纤维中木质素的去除；竹原纤维的细化工艺：脱 胶量的控制；竹原纤维的单纤化；白度的提高等 ( 4 ) 竹原纤维的纺纱工艺。如竹原纤维采用苎麻纺纱系统或棉型纺纱系统，可纯纺、 混纺、等，与其他纤维的混纺、交织。 ( 5 ) 竹原纤维的面料性能测试上，如竹原纤维面料的吸湿透湿性能等 ( 6 ) 竹原纤维产品的开发，如江苏省太仓市二棉实业有限公司利用竹材和竹制品下 脚科开发生产生态型纺织品；取代木材和玻璃纤维应用于工业以及建筑领域等。 综上所述，对竹原纤维的研究主要在于对竹原纤维的纤维性能、纺纱工艺以及织 物热湿舒适性方面的研究，而对竹原纤维织物刺瘁感的研究至今未见报道 1 2 织物剌痒感的研究现状 8 竹原纤维织物剌痒感的研究第1 章绪论 目前国内外对织物刺痒感的研究成果中，主要研究方向是刺痒感的极理方面以及 改善刺痒感的方法的探讨方面 在织物刺痒感的机理研究方面，东华大学纺织学院从力学的角度来分析刺痒感的 产生原因，认为：织物表面的摩擦系数、表观厚度及压力可用来表证刺痒感，但并不 是所有的毛羽都能使皮肤产生刺痒，根据e u l 盯压杆模型建立图1 - 5 所示的纤维弯曲 受力模型分析，对苎麻织物刺痒感产生机理的客观表证进行了一些研究探讨，认为表 a 一下墙固支上端简支的纤维：b - 纤维轴向压缩夹持示意田 图1 - 5 纤维弯曲受力模型i l q 面毛羽轴向压缩弯曲是织物机械刺激皮肤引起刺痒感的主要原因，最大刺扎力p 口与 n 1 2 心里线性相关，最大压缩强力p 口与压缩模量e 纤维细度n t 平方、截面形状 系数t i f 成正比，与长度l 平方、密度p 成反比并得到了如下关系式i l q ； k - 5 j d 5 x l o - 5 b n f n 2 p p 2 r ( 1 ) 国外对织物剌痒感的形成原因方面也傲了深入的研究g a m s l h 戳i n h y 推测纤维 末端与皮肤接触达到1 m n 或更多的压力时才会产生刺感近年来国外一些科学工作 者对引起刺感的机理进行了进一步的研究，证明刺感是由于对表皮下层特别的神经末 梢进行机械刺激所引起的神经学家的研究表明在皮肤下面的神经细胞至少需要 o 7 5 m n 的力才能触发这个值可能会因人而异但这个观点纠正了以往刺感是由过 敏所引起的错误观念l 讯m o s h 大学和c s 取0 分部的联合研究也得出同样的结果， 认为绝大多数的刺痒感并不是过敏反应引起的，而是由突出于织物表面的粗硬毛羽刺 扎皮肤表面的感觉神经引起的g i 唧_ s w o f t h y 和k 匝i 璐等人以人体和兔子为实验对 9 竹原纤维织物刺痒感的研究第1 章绪论 象，通过电极刺扎神经单元以观察神经感受器对剩扎的反应，得出结果认为一般的刺 扎不能产生刺痒摩，只有当刺扎量达到一定的量值的时候，神经感受器才能感觉到刺 痒的感觉，皮肤的润湿程度也与刺痒感的轻重有关t 单根纤维刺激皮肤，只有刺扎力 大于o 7 5 m n 时，痛觉神经才会起反应【坶 澳大利亚c s 瓜0 ( 联邦科学与工业研究组织) 关于纺织品和纤维技术的研究结果表 明：决定纺织品舒适性的关键是突出于织物表面的纤维末端对皮肤的压迫感。穿着时 产生不适的根本原因是突出于织物表面超过临界值的粗糙纤维末端的刺激，这些租糙 的纤维末端在被压弯前有足够的硬度触发皮肤表层下的神经末梢。突出的纤维末端在 被压弯前所能施加的最大力取决于纤维直径和突出的纤维末端长度因此，织物的舒 适程度取决于纤维末端直径、织物结构和后整理工艺i 搠。而后2 个因素决定了单位面 积纤维末端的密度和突出的纤维末端的长度 目前较多地对毛、麻纤维织物的刺痒感进行了研究在毛织物的刺痒感研究方面， 国内东华大学服装学院在表面纤维直径与羊毛机织精纺面科的刺痒感的联系方面做 了较细致的研究，通过显微镜测量织物表面毛羽直径与前臂实验相结合，得出结论认 为：轻薄型机织精纺毛织物的刺痒感与其表面上平均直径大于等于2 6 微米的纤维根 数密切相关例。而另有研究则表明纬平针精纺羊毛针织物的刺痒感与其表面上平均直 径大于等于3 0 或3 2 微米的纤维根数密切相关 国外澳大利亚对羊毛针织物的剌痒感做了深入的研究，澳大利亚联邦科学与工业 研究组织羊毛技术部、维多利亚动物科学研究院、维多利亚农学院、新西兰羊毛研究 组织、以及国际羊毛局和英国、日本的学者，着力于研究羊毛织物刺痒感的来源，采 用医学证明羊毛织物引起刺痒与皮肤过敏没有任何联系，研究证明羊毛织物不会造成 人体皮肤的过敏，而且织物对皮肤的刺痒感并非羊毛所特有，凡是表面有粗硬纤维的 织物都会产生这种刺扎的感觉。 学者们对针织物的刺痒感做了广泛深入的研究。发现平均直径为1 9 l 】匝的羊毛针 织物没有刺痒感，同时，羊毛针织物的刺痒感与羊毛原料中直径大于3 0 u m 的纤维所 占的百分比关系密切，但3 啦吼是针对羊毛织物而言n a y l 啊通过前臂实验及多重配 对比较的方法，发现羊毛针织物的刺痒感是由织物中粗羊毛纤维刺激人体皮肤感觉神 经形成的，并且发现织物表面毛羽直径1 鼽m 的羊毛针织物就没有刺痒感。研究还 l o 竹原纤维织物剌痒感的研究第1 章绪论 发现羊毛针织物的刺痒感轻重与织物中直径大于3 m 皿的纤维所占的百分比关系密 切另外，n a y l o f 等人还研究了覆盖因子和纱线支数的关系1 2 ，得出结论：即相应的 织物引起的刺感与粗纤维末端直径的分布的百分比乘以织物的重量并除以纱线支数 的平方根成正比研究的结果表明：在低的覆盖因子下，纤维末端的有效位置在开放 结构中织物的内部而对于紧密结构而言，这些点移至纤维的表面，降低了弯曲的有 效长度。增加了弯曲的负荷，覆盖因子增加，织物表面的刺感增加 对麻织物的研究主要在于对苎麻织物的刺痒感的评价、麻制品刺痒感产生机理的 研究和解决织物刺痒感的工艺探讨方面，东华大学得出结论：细度大于0 6 5 9 t 旺长度 小于2 m m 的苎麻纤维会产生刺痒感，同时汗液处理能一定程度降低刺痒感【1 q ；还有 观点认为苎麻织物刺痒感产生的原因复杂，除了因为纤维本身的性质决定外，后道加 工不当亦会加剧刺痒感。目前，国内外对消除麻织物刺痒感的方法进行了较多的应用 研究，也有一定的进展，如麻织物的砂洗、生物酶减量、烧毛、丝光、预缩整理、砂 洗、液氨处理、酶柔处理等整理技术能部分去除或柔软毛羽等。而关于竹原纤维制 品刺痒感方面，目前还未进行大量深入的研究 目前对竹原纤维织物的刺痒感方面的研究目前不多随着近几年来竹原纤维用来 制作纺织服装产品，对竹原纤维织物的剌痒感的研究也在逐渐深入 1 3 本课题的研究目的和研究内容 本文的研究方向是竹原纤维织物的刺痒感的研究，研究的内容是影响竹原纤维织 物刺痒感的原因探讨。目前对织物刺痒感的研究表明，影响织物刺痒感的因素有很多， 如分子捧列、高结晶度、高取向度、织物毛羽纤维直径粗细、毛羽形态以及毛羽长度 等织物结构因素，造成织物刺痒感的原因复杂，对产生刺痒感的内在因素尚未完全确 定，没有能以简洁的关系式直接表达与刺痒感的关联，对造成织物刺痒感的原因还有 待进一步的研究因此，进一步深入了解竹原纤维织物刺痒感的产生原因，分析形成 竹原纤维织物刺痒感的因素，深入研究竹原纤维织物的刺痒感将有利于改善竹原纤维 织物的刺痒感以及提高竹原纤维织物的服用品质 目前我国对竹原纤维及其产品的研究还只是刚刚起步，大部分研究停留在纤维机 械性能和物理结构的研究以及产品开发上，对竹原纤维织物的刺痒感的研究还很少 1 1 竹原纤维织物刺痒感的研究 第1 章绪论 据此，确定本课题的研究内容如下： 1 选用合适的测试评价方法，对竹原纤维织物刺痒感进行主观评价 2 通过测试竹原纤维的相关性能，研究其与织物刺痒感的相互关系 3 分析测试竹原纤维纱线特性，研究其对织物刺痒感的影响。 4 分析测试竹原纤维织物的表面性能，分析其与织物刺痒感的关系。 竹原纤维织物剌痒感的研究第2 章织物刺痒感的测试与评价方法 第2 章织物刺痒感的测试与评价方法 织物所产生刺痒感是由织物给人体皮肤带来的一种综合感觉，包括刺扎、疼痛、 轻扎、刮拉以及摩擦产生的轻痒等，与人体的皮肤生理结构以及织物的结构、性能等 很多方面有着直接或问接的关系，如果这种刺激是较轻微往复或间歇式，将产生骚痒 感；如果刺激较重或很剧烈，还将产生刺痛感【埘本章首先分析织物刺痒感的形成机 理，并介绍量化地表征和描述织物刺痒感的方法 2 1织物刺痒感的机理 织物刺痒摩是由织物上突出于织物表面的纤维对皮肤的机械刺激所致，大量租硬 纤维反复刺激人体神经末梢产生不同程度的刺痒，人体感觉神经又分为游离神经末 梢、痛觉感受器、触觉感受器、温觉感受器和压觉感受器( 图2 1 所示) ，织物表面 突出毛羽通过刺激人体痛觉和触觉感受器而产生刺痒感 其中刺扎感是由那些突出于织物表面的刚硬毛羽对皮肤的强烈的局部大变形的 刺激造成的，其中痛觉神经末梢为主要感觉部分织物表面毛羽对皮肤神经末梢作用 力下的反复、持久作用引起痒的感觉，痒觉转化为痛觉的神经阈值是o 、7 5 m n 神 经末梢对刺痒感的轻重取决于神经末梢的分布深度、神经末梢分布密度、神经末梢灵 敏度、个人心理感觉差异和其他一些尚未确定之因烈1 喇 。 田中tr 蕾觉感受暑f 一痛觉神经束精；c 触觉岳受暑；s g 汗腺，d p 真皮乳头 图2 - 1 人体感觉神经1 1 8 l 竹原纤维织物刺痒感的研究第2 章织物剌痒感的测试与评价方法 2 2 织物刺痒感的评价方法 在织物刺痒感测试评价方面，我国研究人员做过许多的研究，其主要方面是采用 麻或毛纤维制品评价标准，对织物刺痒感的测试的研究大致有3 种方法：主观检测方 法、主观与客观相结合的检测方法和纯客观的方法，目前没有一个统一的标准。主观 方法有前臂测试、动物电极刺激实验、试穿评定 目前所采用的客观测试方法有3 种：低应力的压缩实验，采用激光计数器测量伸 出的毛羽和采用改进的音频装置进行测试主客观相结合的方法如澳大利亚n a y l m 等人采用前臂实验和多重配对比较的方法对6 种织物的相对刺感进行分析，证明一种 平均直径为2 3 2pm ，直径变异c 、，d 为1 6 4 精梳平针织物比另一种平均直径为2 1 5 i lm ，c v d 为2 1 7 的刺感小，发现织物引起的刺感是随着粗纤维的增加而增加，平 均直径和直径变异之间存在着良好的一致关系并证明在羊毛针织物中，由织物引起 的刺感是由粗纤维末端直径大于3 2pm 的百分比所决定的i l s l 2 2 1 主观检测方法 2 2 1 1 动物电极刺激实验 主要为刺痒神经感觉单元的认定和刺激量域值的确定，其借助电极或金属针刺激 作用。 实验方法主要是通过电极对刺痒神经感觉单元进行认定和确定刺痒感的刺激量 阈值，一般借助电极或金属针刺激动物或人体神经感觉单元，如兔子隐静脉神经刺激 实验，确定哪一类神经纤维对刺痒感起主要作用和引发该神经纤维剌痒的激发域值， 从人体感觉神经方面分析一般能引起人体刺痒感的纤维特征i 洲 已有的研究表明：在人体皮肤下面的神经细胞至少需要o 7 5 m n 的力才能触发， 其中痛觉神经的反应总量需要达到一定的数值，如果与皮肤的接触面积小于5 c 一， 即使织物有刺扎感，人体也感觉不到闻。 2 2 1 2 前臂测试 人体前臂实验最早是在1 9 8 8 年报道的，属于主观检测方法范畴，凭借测试者的主 1 4 竹原纤维织物剌痒感的研究第2 章织物刺痒感的测试与评价方法 观判断对织物的刺痒做出评价1 2 叼织物是否刺痒最终要得到消费者穿着的检验，因此 皮肤直接接触织物后产生的触觉( 人工评定) 可作为评定它刺痒感的主要依据 目前，由亍没有统一的评价标准，在评定某一产品时，往往以。刺痒贫不刺痒。 来武断的下结论，不能准确而直观地反应刺痒感的轻重程度目前常采用等级划分， 根据评定人员( 主要在手腕部) 对织物的刺痒感、压痛感、柔软性和粗糙感进行综合评 分，将其划分为五个等级，级别越高，刺痒感越重。参加评分的人群，他们必须具备 一些基本条件，如身体健康，精神状态良好，有正常的皮肤感觉能力，对织物无偏见， 男女生比例相当等闻 2 2 1 2 1 测试方法 前臂实验的具体方法是通过选取不同纤维织物做成袖子套被测试者的前臂上，在 温湿度相对稳定的条件下，被测试者在相对舒适的坐姿下。伸出前臂平放在桌面上， 另一只手上套上手套，将已做好的袖子套在被测试者的前臂上，由于刺痒感难以用语 言描述，研究人员在测试前先选取两块具有极端情况的织物试样，无刺痒感的试样的 定义为刺痒程度o ，另一个刺痒感严重的定为1 0 作为被测试者进行剌瘁感评价的参 考依据刺痒摩的评分标准，让测试者根据自己的主观感受给出分数测试者再套上 橡皮手套，轻轻拍打或来回移动套在前臂上的袖子，依据事先确定好的刺痒感的评分 标准，让测试者根据自己的主观感受给出分数 然后，根据评定人员对织物的刺痒感、压痛感、柔软感和粗糙感进行综合评分， 最后对评分结果进行加权平均得出织物刺痒感的轻重等级。这种方法与人体皮肤的感 觉接触范围是前臂，织物毛羽对人体神经感受器的作用范围较广，神经的反应总量较 大实验过程中为了避免同一种织物的评价相互影响，事先将所有织物的顺序打乱i 刎。 2 2 1 2 2 测试指标 一般无剌痒感的试样定义剌瘁程度为o ，刺痒感严重的定义为1 0 ，级别越高，刺 痒感越重，刺痒感的评分标准见表2 - 1 竹原纤维织物剌痒感的研究第2 章织物刺痒感的测试与评价方法 2 2 1 3 试穿评定 人体在穿着对皮肤有刺瘁的织物时，织物表面的毛羽刺扎毛细血管及神经单元， 引起神经末梢的感应和激发，产生各种感觉，包括瘙痒、刺痛、刮擦痒、局部压迫、 接触冷熟感、湿粘涩、振动与拨拉汗毛等，引起人体不适，主要是织物上的硬、尖毛 羽对人体表皮下的感觉神经的作用 国内制定了服装刺痒感穿着评定方法。用织物做成的服装成品试样在小部分人 群中直接进行试穿来评定刺痒感的轻重，根据不同的语言描述，把刺痒感划分为o 巧 个等级。选择一定数量和年龄范围的身体健康、精神状况良好的评价员，在规定的时 限范围内进行试穿，然后分别给出评价等级最后对每个评定结果进行统计加权平均 得出织物的刺痒情况总的评定等级由于评价刺痒感有无的最终结果来自消费者，所 以这种方法简单明了，具有一定的代表性这种方法里织物接触的人体的感觉神经范 围最广，具有全面性嗍 2 2 1 4 事发相关电位 目前利用检测人体的生理反应来评价织物的质感是纺织界的研究热点，事发相 关电位( 珊，是指中枢神经的任何部位对于故意刺激感受器官、感觉神经、感觉通 路上的任何一点或与感觉器官有关的任何结构上任意一点时产生的电位变化，它主要 由突触后电位总和组成 当人或动物受到外部刺激时，在脑内会产生相应的电位变化并且电位值随着 刺激的时间和刺激形式的变化而变化。事发相关电位的测定一般采用国际上通用的 1 0 2 0 点位法，将电极置于颅表的不同部位，用计算机分析记录到电压一时间波形 根据所给刺激的不同，确定反映受试者生理变化的指标由视觉事发相关电位和触觉 事发相关电位的变化曲线，可以提取与织物的视觉特征和触觉特征有关的物理指标， 利用医学器材肌电仪来记录人脑受外界刺激时的相关电位，利用这种方法把织物对人 竹原纤维织物刺痒感的研究第2 章织物剌痒感的测试与评价方法 体产生的刺痒感用物理指标反映出来，再结合织物的物理性能进行分析，是评价织物 刺痒感的一种新的研究途径 具体方法是在人脑的前额和头顶附近放置电极，用计算机记录人触摸织物产生刺 痒感时的相关电位图同时给出刺痒感的主观评定等级 与前几种方法比较而言，它具有以下优点： 1 、把刺痒感以物理指标的形式记录下来，既能反映人的主观感觉，又与织物的客观 指标建立一定的联系 2 、它是利用国际通用的1 0 加点位法，用计算机记录电压时间波形，得出触觉事 发相关电位的变化曲线利用计算机把客观物理指标准确记录下来【2 7 1 2 2 2 客观检测方法 织物表面纤维通过不同的摩擦方式相对于皮肤运动，对皮肤产生作用力一定程 度的作用力形成刺痒感以人体皮肤为受力对象，人体与织物的接触方式如图2 - 2 由图可以看出：织物对皮肤的压强，一部分取决于服装压的大小，另一部分取决于纤 维的直径以及纤维头端的接触面积的大小 图2 2 纤维与人体皮肤的作用【捌 织物纤维与人体神经相作用，接触面积为与织物接触的感觉神经部分，总压力的 大小既与纤维本身的密度有关，还与高度和截面积的大小等因素有关，各个纤维如同 1 7 竹原纤维织物剌痒感的研究第2 章织物刺痒感的测试与评价方法 柔状的针刺，当外力施加时，有一定的弯曲，针状纤维的轴向刺扎力产生剩瘁感阎 最大压缩强力p 口与压缩模量e 、纤维细度n t 平方、截面形状系数t i f 成正比，与长 度l 平方、密度p 成反比，各参数间的关系如公式( 1 ) 所示： l - 5 ，0 5 x 1 0 4 b n f n ；，j ，p 2 p 织物刺痒感的大小与织物中与刺痒感相关的纤维所占的百分比密切相关即刺扎 人体神经感受器产生刺痒的织物表面毛羽越多刺痒感越重i 阍也就是说，织物引起 的刺痒感与织物的纤维末端的密度，即与纤维末端直径的分布百分比有密切的关联， 纤维末端直径的大小是影响织物刺痒感的主要因素。 2 2 2 ，1 薄膜法 。 在一定压力下，织物表面的纤维可以在聚四氟乙烯薄膜上留下压痕，研究人员认 为这些压痕的深浅与纤维产生压瘦所需的受力大小有关根据薄膜压痕评价织物刺痒 程度，研究人员主要采用了以下两种方法： ( 1 ) 由于不同大小的压力会在聚四氟乙烯薄膜上留下不同深浅和密度的压痕，那么 薄膜的透光量也会不同根据薄膜透光量多少对织物的刺痒程度作出评价 ( 2 ) 人工点数每张薄膜压痕的数目，根据数日的多少作为评价依据 2 2 2 2 单纤维压缩 由于织物表面纤维在低应力下遵循欧拉公式p z - e d ，其最大抗压应力p z = e 曲 l2 ，e 为弹性模量，d 为纤维直径，i 为纤维长度，纤维的最大抗压应力p z 与纤维 的直径成正比，与纤维长度成反比，通过分析单根纤维低应力压缩状态下的受力情况， 结合前臂实验的结果进行综合分析 2 2 2 3 织物的机械性能 利用织物的某些机械性能的变化来反映织物的刺痒感如织物的纤维刚度、织物 的表面摩擦性能，印动静摩擦系数和动摩擦变异系数i 堋 目前刺痒感测试主要从两方面着手，一方面是测试纤维的主体直径、末端直径、 竹原纤维织物刺痒感的研究第2 章织物剌痒感的测试与评价方法 平均长度和粗纤维的百分比，这方面澳大利亚入傲了很多工作，但由于这种方法比较 间接，存在着很多问题另一方面是直接测量纤维的刚度。新西兰羊毛组织进行了一 定的探索，但是考虑的方法过于简单 各种方法只能直接或间接从单个角度反映一些刺痒感的作用和大小，同时各种方 法还存在着缺陷 主观评价方法中动物电极刺激实验是以动物的神经小体与人体的神经感觉小体 非常相似为前提的，其间差别并未认定故无法实用于刺瘁感的评价；前臂实验受较 多的外界条件影响，以及被测者的主观影响大；试穿评定理论上可行，但测试成本高， 主观因素影响也很大 客观评价方法中薄膜法和单纤维压缩的评价标准需依赖入的主观解释：间接性能 测试的两种方法没有考虑织物组织等的影响等等这些都存在着缺陷，而且以上这些方 法都只是粗略地评价织物引起的剌痒感，没有能具体详尽地描述出刺痒感的轻重，各 有其不足之处，所以作为织物刺痒感实用性研究和评价还需要进行深入细致的研究 本文的研究方向是对竹原纤维织物的刺痒感的研究，采用前臂实验和测试竹原纤 维织物性能的方法，通过与苎麻织物对照比较分析竹原纤维织物的性能，分析了引起 竹原纤维织物刺痒感的纤维、纱线和织物因素 竹原纤维织物剌痒感的研究 第3 章竹原纤维织物刺痒感的主观评价 第3