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显汗状态下服装热湿舒适性研究 提要 本文研究在运动状态和高温环境条件下服装面料的热湿舒适性能。 文章在综合性比较实验研究的基础上，通过对针织物润湿、导湿和散湿等不 同热湿传递过程的分析，得出以下结论：一、纺织材料，不论是亲水性的天然纤 维还是疏水性的合成纤维都能被水润湿，条件是纤维材料表面没有被污染，呈足 够的清洁状态。二、在织物清洁的条件下，影响导湿性能的主要因素是沿液念水 传递方向毛细管通道尺寸的稳定性。而影响导湿速度的主要是织物的空隙率，较 小的织物空隙率有助于提高毛细管芯吸速率。三、织物的散湿性能主要与其表面 状态有关，而与织物材料的亲水性不相关。 文章还就湿度感觉产生的机理和热湿舒适性服装面料的设计方法等方面进 行了理论上的探讨，对常用针织物热湿舒适性实验方法进行了较全面的总结。 l 关键词】：显汗状态 衣内微气候润湿性 导湿性散湿性 作者：凌群民 指导教师：李栋高 校外指导教师：徐浩贻 显汗状态下服装热湿舒适性研究 提要 s t u d yo nt h e r m a la n dh u m i d i t yc o m f o r to fg a r m e n t u n d e rp e r s p i r a t i o n s u m m a r y t h et h e s i si l l u s t r a t e st h et h e r m a lc o m f o r ti n v o l v i n gp e r s p i r a t i o nt r a n s f e ro ft h e c l o t h i n gm a t e r i a l su n d e rt h es t a t eo fm o v i n ga n dh i 曲t e m p e r a t u r e o nb a s i so ft h es y n t h e t i cs t u d yo fc o m p a r a t i v ee x p e r i m e n t s ，t h r o u g ht h ea n a l y s i s o fs u c hd i f f e r e n tc o n d u c t i o no ft h e r m a la n dp e r s p i r a t i o no ff a b r i c sa sw e t t i n g ，w i c k i n g a n de v a p o r a t i n gt h et h e s i ss u m su pt h ef o l l o w i n g ：( i ) t e x t i l em a t e r i a l s ，t h e yc o u l d b ew e t t e dw h i c h e v e rn a t u r a lh y d r o p h i l i cf i b e r so rs y n t h e t i co i ll o v i n gf i b e r ss ol o n ga s t h es u r f a c eo ff i b e ri sn o tp o l l u t e da n dc l e a ne n o u g h ( i i ) t ot h ec l e a na n dt i d y f a b r i c st h em a i nf a c t o ri n f l u e n c i n gt h ew i c k i n gp r o p e r t yi st h es t a b i l i t yo ft h es i z eo f c a p i l l a r i e s b u tt h ef a c t o ri n f l u e n c i n gt h ew i c k i n gv e l o c i t y i st h es p a c er a t eo ft h e f a b r i c s t h es m a l lr a t ei sq u i t eh e l p f u lt oc a p i l l a r yf o r c e s ( 1 i i ) t h ee v a p o r a t i n g p r o p e r t yo f f a b r i c si sr e l a t e dt oi t ss u r f a c eb u tn o ti t sh y d r o p h i l i c - t h i sp a p e ra l s oo p e n su pat h e o r e t i c a ld i s c u s s i o no nm e c h a n i s mo fw e t n e s s f e e l i n ga n dt h ed e s i g n i n go ff a b r i c s f o rt h e r m a lc o m f o r ti n v o l v i n gp e r s p i r a t i o n t r a n s f e r a n dt h et h e s i ss u m su pt h er e g u l a rm e t h o d so fd o i n ge x p e r i m e n t so nt h e r m a l c o m f o r ta n dp e r s p i r a t i o nt r a n s f e r k e yw o r d s ：s t a t e u n d e rp e r s p i r a t i o n ；c l o t h i n gm i c r o 。c l i m a t e ；w e t t i n gp r o p e r t y ； w i c k i n gp r o p e r t y ；e v a p o r a t i n gp r o p e r t y w r i t t e nb yl i n gq u n m i e s u p e r v i s e db y p r o f e s s o rl id o n g g a o x uh a o y i 8 1 8 蓐0 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 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，也不含为获得苏 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：凌鸶塑日期：3 趟圣! i 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：渔垒坌垫日期：z ! 至! ! 叠 导师签名：夕参伊日期：业 纷别渤 显汗状态下服装热湿舒适性研究 第一章绪论 第一章绪论 1 1 服装舒适性的定义与分类 舒适性是消费者普遍的基本需要。现代消费者对服装的兴趣不仅在于服装华 丽的外观，更在于舒适的感觉。如果纺织服装企业想成功地拥有市场，那么他们 生产产品的最基本的准则应该是恰如其分地满足或超越消费者的需求与期望。从 纺织企业的商业管理角度看，为了在现代消费市场中获得可持续的竞争优势，在 努力满足消费者需求及愿望方面，服装舒适性研究具有真j 下的经济价值。 舒适是一个很难下定义的复杂而模糊的概念。s l a t e r 将舒适性定义为人与 环境间生理、心理及物理协调的一种愉悦状态，且解释为：生理舒适性与人体维 持生命的能力有关，心理舒适性指人脑在外部帮助下满意地保持其自身功能的能 力，物理舒适性则是外界环境对人体的作用。有些研究者把它定义为“没有焦虑 与痛苦的状态”，即：“生理幸福”。关于舒适性可广泛接受的定义是：“无痛、无 不舒适感觉的种中性状念”。它包括( 1 ) 热湿生理舒适性；( 2 ) 感觉舒适性： ( 3 ) 运动舒适性；( 4 ) 服装美观性。其中的热湿生理舒适性一直是研究的重 点。 1 2 服装热湿舒适性研究概述 1 2 1 国外服装热湿舒适性研究概况 1 9 4 0 年气候学家和生理学家塞泊尔( r s i p l e ) “1 发表了“选择寒冷气候服装 的原则”一文，从生理学和气候学的角度提出了服装防寒保暖的原则。j 9 4 1 年 加吉( a r g a g g e ) 等人提出了与人的生理参数、心理感觉和环境条件相联系的 服装隔热保暖指标克罗( c l o ) 。1 9 4 9 年英国出版了第一本服装生理学方面的 专著热调节生理学与服装科学。1 9 5 9 年伦敦又出版了一本服装生理学方 面的专著人在寒冷环境中。1 9 6 2 年伍德科克( ah w o o d c o c k ) ”提出 用服装透湿指数( i m ) 作为热气候条件下穿着舒适与否德评价指标。1 9 6 5 年美 国著名服装生理学家戈德曼( r f g o l d m a n ) ”1 将服装德克罗值与透湿指数结合 超来，提出了服装的蒸发散湿热效能指数。1 9 7 0 年月麦工业大学的范格( f a n g e r ) 显汗状态下服装热湿舒适性研究第一章绪论 ”3 教授以大量试验为基础，建立了考虑人体、服装、环境三个方面六个因素的热 舒适方程、舒适图7 点标尺系统，并在1 9 8 4 年成为国际标准。1 9 7 1 年美国的福 特和霍利斯合著了服装舒适性与功能一书该书对服装的舒适性与功能方面 的问题作了一个统一的解释。 7 0 年代后，人们在前期研究的基础上逐步认识到人体服装环境是 一个不可分割的系统，在这一阶段注重和强调对服装穿着舒适性要从多角度进行 全面的研究，出现了模拟人体服装环境系统的仪器和各种类型的假人。 1 9 7 2 年m e c h l e s s 研制了皮肤模型装置并用其测试服用织物的干念导热性与热湿 传递性。1 9 8 2 年和1 9 8 3 年f 1 本报道了用于服装微小气候模拟的装置和用电子计 算机模拟服装热湿传递性能的研究方法，并提出了用服装衣内气候来作为评价服 装舒适性标准的新理论。在热湿舒适性测试仪器的研究方面美国和西欧把能够 模拟人体各部位功能的暖体假人和由计算机控制的暖体铜人作为研究的重点，而 r 本则把研究的重点放在微气候仪方面。 1 2 2 国内服装舒适性研究概况 我国在这方面的研究始于8 0 年代，当时主要是从测试仪器、新型材料及导 热排汗产品的丌发和研究入手”1 。1 9 8 3 年西北纺院研制出了织物微气候仪o ”，同 时还提出了用热阻、湿阻、当量热阻、热阻率、当量热阻率六项指标作为织物热、 湿舒适性的物理指标“1 。1 9 8 4 年曹俊周翻译了福特和霍利斯的服装的舒适性 与功能一书1 。1 9 8 5 年欧阳骅编著了服装卫生学一书”“从生理学和卫 ，七学角度对舒适性作了论述。1 9 8 5 年中国纺织大学在对织物的热传递性能进行 研究的基础上研制了服用织物传热透湿装置“3 1 。天津纺织工学院于1 9 9 0 年研制 成功了能模拟人体出汗和体温的皮肤模型以及与其配套的人工气候箱“，用该装 置能测试织物的热阻抗和渝阻抗及其透湿指数。总后军需装备研究所功效室的研 究人员对织物热湿传递性能的评价方法也做了大量研究，研制成功了衣内微气候 测试仪”，并提出了潜汗和显汗条件下织物热湿传递性能的评价指标，从而为全 面评价织物的热湿传递性能提供了评价依据。这些都说明我国在测试仪器和理论 研究方面达到了一定的水平。 目前固内外对服装舒适性的研究主要集中在以下几个方面：、织物的热湿 传递性能及其对舒适性的影响，这u 三是本文的研究方向；二、对织物动念湿传递 显汗状态下服装热湿舒适性研究第一章绪论 性能的研究：三、对运动衣和内衣的开发研究；四、对新的试验方法的研究和对 新的试验装置的研制。 3 显汗状态下织物热湿舒适性研究概述 近几年来，随着对功能性纺织品丌发研究的深入，关于人在显汗( 当外界气 温较高或人体进行激烈活动时) 状态下面料舒适性的研究引起越来越多研究者的 关注。 人体出汗分为显汗和非显汗( 隐汗) ，所谓非显汗是指人体皮肤表面进行的 不明显的水分蒸发，又叫无感出汗，而显汗是指的呈液态的出汗状态，又称有感 出汗。 从7 0 年代开始，国内外对纺织品和服装舒适性的研究进一步深入，化学纤 维工业也有了迅猛的发展。近年来研制了大量具有热湿舒适性的功能性原材料， 并相应丌发出一系列舒适性面料。 目前化纤行业丌发此类产品的方法主要有以下两种：一是采用化学方法比如 与亲水性基团的聚合物共混纺丝以提高纤维的吸湿性能；二是采用物理方法对纤 维进行改性，比如使聚合物分子构造亲水化，使纤维表面粗糙化、纤维截面异形 化、纤维直径微细化、微孔化来提高纤维的比表面积。增加纤维的导湿和散湿能 力1 。 纺织行业则尝试利用天然纤维和合成纤维的优点，采取合理的工艺搭配及织 物组织结构，丌发出快千凉爽型织物。如织物由多层构造复合而成，最外层为亲 水性纤维，最内层为琉水性纤维，中问层出亲水性纤维与疏水性纤维混合而成。 为使服装能实现快干功能可将织物设计成为表面具有明显凹凸效应的结构、较 大的空隙率和多层复台结构等。 染整行业的研究主要包括两个方面：一是采用改性助剂在织物外层进行涂层 处理；二是采用亲水性处理剂对织物进行后加工。如将吸湿性物质固定于纤维表 面，提高纤维的吸湿性；用亲水化合物整理织物：在织物上接枝亲水基团；对织 物表面进行等离子体处理；运用生物酶分解等多种技术方法的组合来提高纤维及 织物的导汗性能等。 早在1 9 8 2 年初，f 1 本帝人公司就丌始了吸水性聚酯纤维的研究，其研制的 显汗状态下服装热湿舒适牲研究第一章绪论 中空微多孔纤维在1 9 8 6 年申请了专利5 1 ：闩本东洋公司丌发“”的a g u a c h u p a r 纤维在人体大量出汗、衣服湿透的情况下，能迅速把汗液排到外界：e k u s u 聚 丙烯纤维“”可以根据环境变化进行调温和调湿；f i r a c i s 纱线最内层为长丝，中 间为人造短纤维。最外层为复合长丝，该纱线织成的织物能够迅速转移外表层的 水分：日本东丽公司开发的强吸湿聚酰胺纤维“q u u p ”，其吸湿能力是传统聚 酰胺纤维的2 倍“：同本u n i t i k a 公司开发的新型皮芯结构的高吸湿、高放湿性 纤维，商品名是h y g r a ，皮是尼龙，芯是有特殊网状结构的高吸放聚合物，这 种皮芯结构使纤维具有更好的功能性和舒适性；杜邦公司独家研究开发的功能 性纤维c o o l m a x ，不仅截面形状独特，成弓字形，而且纤维纵向有四沟槽。可随 时将皮肤上的汗液抽离皮肤，传输到面料表面从而迅速蒸发，使皮肤保持千爽和 舒适。韩国晓星公司丌发的a e r o c o o l 截面呈苜蓿草的“四叶子”形，同本东洋 公司的t r i a c t o r 纤维呈“y ”形。“1 ，这种纤维的纱线无论在织物中怎样弯曲和挤 压，都保持细密的空隙，形成良好的毛细效应，有利于改善织物的导汗性能。 同本利用亲水性纤维制成了多种干爽舒适的复合织物。东洋纺公司的 a l t i m a 织物采用特殊的两层结构，在体育运动大量出汗时能减少衣服内层的潮 湿感；东丽公司新研制的用长丝和短纤维梭织的双层织物，利用芯吸效应，具有 良好的吸汗快干性“：旭化成公司研制出铜氨、吸水聚酰胺和弹性体等3 种材料 构成的具有3 层结构的织物。尤尼吉卡公司的吸汗织物“丝派西”( s p a c i e ) 也含 3 层结构，第一层用于吸戳和传输汗水，第_ 二层可以防止汗水逆向迁移，第三层 结构起放湿的作用，另外与皮肤接触的一侧为亲水性纤维。 国内对舒适功能性原料的研究起步较晚，进入九十年代以来，随着国内化纤 工业的发展及理论水平的深入，对舒适功能性原料的研究逐步展丌”“。天津石化 公司涤纶厂与北京服装学院共同丌发的高吸水中空2 5 d 涤纶短纤维，采用无机 盐作为成孔剂，预先制成母粒再进行共混纺丝，经碱减量处理，在纤维内部和 纤维表面形成孔隙。山西省榆次市化学纤维厂开发的高吸温p a n 纤维，是在纺 丝时给p a n 原液添加吸水剂，使纤维的形态结构多微孔化，所得纤维表面和截面 上有着大量直径为几十纳米以一h 至上百纳米的微孔。近年来国内对热湿舒适性材 料的研究也有很大进展。中国仪征化纤丌发的c o o l b s t 纤维，采用新的截面形 状，具有卓越的吸湿导汗功能。台湾远东丌发的t o p c o o l 十字形聚酯棉有四个沟 显汗状态下服装热湿舒适性研究 第一章绪论 槽，使织物具有很好的干爽效果“。泉州海天研制的c o o l d r y t m ，金山石化截 面呈“五叶”形，还有厦门开发的“五叶”和“十字形”的异形截面纤维都具有 比较好的导汗性能。 中国纺织大学曾对丙纶针织物以纬平针、抽针罗纹、单而集圈组织进行研究 1 2 3 1 ，得出结论：织物的透湿性主要取决于其孔隙度和厚度，内气候湿度与织物 厚度成f 相关性，与孔隙度成负相关性：织物的保水率与纤维密度的平方根和克 重有很好的线性关系其中纤维线密度对保水率的影响最大，纤维线密度的降低 和织物厚度、克重的增加，都将提高织物的保水性。 西北纺织工学院对机织物结构参数与其热湿舒适性关系进行了研究”，得出 织物的热阻、湿阻和当量热阻随织物厚度呈线性递增规律变化：织物的热阻率、 湿阻率和当量热率随织物厚度呈双曲递减规律变化的结论。 天津纺织工学院对毛针织物以纬平、罗纹、半畦编和畦编组织进行了热舒适 性能与其结构参数关系研究“，得出结论：毛针织物的热舒性能取决于织物的结 构种类和结构参数。 同一时期，对舒适织物的丌发也全面展丌。西北纺织工学院1 9 8 9 年对“吸 湿、快干、卫生”针织物三层结构进行了研究。李俊”、王其“、隆石“、 跚吉鸿分别对丙纶针织物的湿传递性能进行了研究。青岛大学的陆文明。“、浙 江丝绸工学院的黄莉茜。、天津纺织工学院的李红霞”对影响针织物舒适性织物 结构参数进行了研究。 从我国对舒适性针织服装的整体研究水平看对穿着舒适性的理论和测试仪 器等方面的研究与国外的差距较小，但在舒适性原料和产品的设计和生产方面与 国外的差距较大。 i 4 本课题的目的与意义 针织品由于体肷触感良好、穿着适体、抗皱免烫和透气的优点而深受人们的 喜爱，在各种服用场合的使用也越来越广泛。在大多数运动场合及高温的条件f ， 人们会选择针织品作为服装面料，所以本文选择针织品作为显汗状念下服装热湿 舒适性研究的材料。 从世界范围来看，虽然有各种各样的新的热湿舒适性纤维和织物品种出现， 显汗状态下服装热温舒适性研究 第一章绪论 但在显汗状态下织物的热瀑舒适性研究理论并不完善。目前关于针织面料热湿 舒适性的研究大多集中在中等湿热条件下，湿传递的研究偏重于气态水的传输。 实际上在高热湿的显汗状态下，随着人体新陈代谢水平的提高，湿传递的形式已 经不单是气态水而主要以液念水的方式传递。这时人体的不舒适感尤其严重。最 近几年，虽然随着合成纤维工业的发展出现了大量舒适性纤维材料和面料，但是 在显汗状态下织物热湿舒适性的设计和研究还存在着不足，其主要表现在：一、 缺乏显汗状态下织物热湿舒适性研究的系统理论，导致关于热湿舒适性织物的设 计方法众说纷纭，没有形成共识；二、对热湿舒适性纤维和织物产品的定量测试 数据没有标准的衡量尺度，造成新丌发的化学纤维的商业宣传的功能性远大于其 真实功效，各类鉴定数掘之间缺乏可比性。本课题在分析液态水通过服装传递过 程的基础上研究织物在显汗状态下的涧湿、导湿和散湿的机理，并在此基础上总 结显汗状态下热湿舒适针织物的设计原则和设计规律。本文同时对热湿舒适性面 料的测试方法进行总结和归纳，指出了原来常用试验方法和相关标准中的误区， 得出了一套针对此类研究的合适的试验方法。 1 5 本课题的具体研究内容 结合本课题的研究目的和意义，本课题的研究内容如下： l 、显汗状态下针织物的润湿性、导湿性和散湿性研究； 2 、人体在显汗状态下对织物热湿舒适性的感觉的研究： 3 、在热湿舒适机理研究和大量试验的基础上总结热湿舒适性针织物的设计 原则： 4 、综合分析织物热湿舒适性研究中的试验方法研究适合生产实际的简单 而有效的试验方法。 显汗状态下服装热灌舒适性研究第二章针织铀热浸舒适性能的测试方法 第二章针织物热湿舒适性能的测试方法 水分( 汽、液) 通过织物传递的途径主要有三个方面：一是水汽通过织物中 微孔的扩散：二是纤维自身吸湿，并在水气压较低的一侧蒸发：三是毛细管吸收 水分向水气压低的一侧传递和蒸发“。吸湿导汗的原理概括为吸温一导湿一放 湿三个过程，对织物吸湿导汗能力的测试主要根据这三个过程以及传递途径的不 同来进行 a 4 o 目前国内外对织物热湿舒适性能测试所采用的试验方法比较多，如滴液法、 滴液面积法、透湿杯法、垂直芯吸法、保水率、竖直杯法、润湿面积法、散漫速 率等。 2 1 织物性能的测试原理和测试方法 2 1 1 织物润湿性能的测试 织物润湿性能是指液念水转移到织物上的难易程度。可用滴液扩散时间法： 沉降法和接触角测量等多种方法来测量。滴液扩散时间法、沉降法同时还能反映 织物的导湿能力。 2 1 1 1 滴液扩散时间法1 将织物做成2 0 c m 2 0 c m 的试样共5 片，向织物滴一滴水，从水滴落在织物 上开始到织物上的水滴没有光反射为止，记录时间，单位为s 。取5 次平均值。 扩散时间越短说明织物的浸润性越好。 2 1 】2 沉降法 将织物做成l c m l c m 的试验片3 片，平放入2 0 + 2 的水中记录从放入到试 验片浸湿后丌始下沉所需的时f 、日j ，单位为s ，取5 次的平均值。此法反映了织物 的润湿和导湿速率，时间越短，吸湿和导湿的综合性能越好。 2 1 1 3 接触角测量法 用专用的纤维或织物接触角测试仪进行测量测试结果较准确。 2 1 2 织物吸湿性能的测试 测定织物的吸收和保留液体( 通常是水) 的敏感性。 2 1 2 1 织物回潮率测试 7 墨堑茎受! 墼差垫里堑堕堡煎塞苎三兰笪塑塑垫蓬堑垩堡丝苎型堕查鲞 反映织物吸收气念水的能力。本方法采用电子天平作为称量仪器首先让试 样在1 0 5 ( 2 的烘箱内。烘至恒重后称其干重，再让其在一定的温湿度条件下测出 其回潮率的变化。 2 1 2 2 保水率的测试o “ 保水性是指纤维吸湿溶胀后，纤维体积之外吸附和包含自由水( 不因水的自 重而流失的部分) 的能力。织物的保水能力取决于织物的孔隙率、孔隙形态、纤 维的接触角、液体的界面张力、液体比重等。 测试时。将试样放在2 5 l 、相对湿度6 5 勰的环境中平衡后，先称重； 在蒸馏水深5 0 m m 下浸渍3 0 m i n ，提出水面后悬挂至基本不滴水后称重。再用离 心脱水机脱水3 m i n ( 周边加吸水织物防止容器内壁剩水被织物吸回) 后称重， 记为w o 。再烘干称得于重记为w 。织物的保水率计算k - - - - ( w 0 一w 。) w 。x 1 0 0 。 2 1 2 3 织物吸收性能的测试 把2 0 c r n x 2 0 c m 的正方形样品轻轻展玎，央在刺绣环辅上：在离样品5 c m 处高度滴滴水在样品表面且开始计时，等织物完全吸收时停止计时。 2 1 2 4 擦拭测试法 把一定量的水滴到一个镜子上来模拟出汗的皮肤表面，用测试织物擦拭镜子 之后的外观特征束反映织物吸收液态水的能力。此方法的缺点是难以定量地反映 测试结果。 2 1 3 织物透气性能的测试 织物的透气性是织物两面存在压差的情况下织物透过空气的性能。织物透气 量是织物在规定的压差下，单位时问内流过织物单位面积的空气体积，其单位是 l m 2s 。 可根据国标g b 5 4 3 3 - - 8 5 的规定来进行。 2 1 4 织物透湿性的测试 2 1 4 1 人工模拟法 利用研制的织物热渝传递性能测定仪。模拟人体皮肤出显汗的条件，用于研 究织物吸湿传湿的性能。仪器主体部分幽模拟皮肤、热流传感器、供水系统和试 验样品组成。将待测样品制成直径为1 2 c m 试样，将其固定在环形支架上，将人工 显汗状态下服装热湿舒适性研究 第二章针织物热温舒适性能的测试方法 气候箱控制在2 5 ( 2 、6 5 r h 的环境下，平衡3 0 r a i n ，从注水管向模拟皮肤注入 0 5 m l 温度3 3 c 的蒸馏水。记录热流变化曲线，一直到曲线回复到注水前状态时 结束试验m 1 。 2 1 _ 4 2 吸湿法。 ( i ) 试样及试验仪器的准备 根据透湿杯的尺寸把试样剪成d = 9 0 m m 的圆。 试验仪器：透湿杯、电子天平、干燥剂、秒表 ( 2 ) 试验步骤 把干燥剂装入透湿杯中，使得干燥剂距离测试布样的下表面o 3 m m 。 将织物剪成直径d - - 9 0 m m 的圆，试样安放在透湿杯上，并用透明胶布密封， 以防止边缘散湿。 把透湿杯和布样起放在具有恒定温湿度的封闭环境中3 0 m i n 调湿，i 受| | 得 此时的整体重量m l 。 把透湿杯和布样整体放置l h 后称重得m 2 。m 2 一m 1 就是试样的透湿量 m 。 2 1 4 3 蒸发法。州 ( 1 ) 试样及试验仪器的准备 试样剪成直径为d = 9 0 m m 的圆形，并在中央剪出直径为6 m m 左右的圆7 l 。 试验仪器：电炉、透湿杯、胶带、温度计、电子天平 ( 2 ) 试验步骤 将热水加入透湿杯中立即将织物正面向上覆盖在透湿杯上，把织物固定 并用胶带将边缘封好。 将温度计插入透湿杯中，使之与水接触，称重并丌始计时。 到时间后称重，与初始值重量相减，即为陔时间内的透湿量。 每种织物分别测得1 5 r a i n 、3 0 m i n 、4 5 m i n 、6 0 m i n 的透湿量。 2 1 5 织物导湿性能的测试 2 1 5 1 垂直芯吸法。州 毛细管芯吸高度用单位时问内水在织物中上升的高度来表示。通过测量不同 试样在相同时间间隔内的垂直芯吸高度，来比较试样间的导湿特性。 显汗状态下服装热遢舒适性研究第二章针织物热湿舒适性能的溯试方法 ( 1 ) 测试方法的选择 根据国标“z b w 0 4 0 1 9 - - 9 0 纺织品毛细效应式样方法”，将织物的一端吊起 另端浸入水中，测试定时日j i 日j 隔内的毛细效应的高度。 ( 2 ) 试样及试验仪器的准备 把测试的布样剪成2 5 c m 3 0 c m 的徊条。 试验仪器：铁架台( 两个) 、恒温水浴锅、夹子( 若干) 、直尺、秒表、剪刀 ( 3 ) 试验步骤 将织物试样放在标准大气条件下放置2 4 h 后进行测试。 把织物的一端吊起另一端8 1 0 m m 处用央样装置央紧后浸入恒温水中 水的温度保持在2 7 2 。测定某一时刻的毛细管效应的高度，即测量水在织物 中上升的高度。 2 1 5 2 垂直吸水法。 ( 1 ) 试验方法 将织物一端吊在称重仪器上，另一端浸入水中，测定定时间内织物的吸水 量。 ( 2 ) 试样及试验仪器的准备 试验试样为3 0 c m x2 5 c m 的布条。 试验仪器：称重仪、秒表、恒温水浴锅 2 1 5 3 滴液面积法。” 将织物展平，悬空撑平，距离织物1 c m 处向织物滴0 0 4 m l 水，l m i n 后测量浸 润面积即水滴在织物表面的扩散面积。 2 1 5 4 湿点测试法 在一杯蒸馏水中加入l m l 墨水配制成测试液，在直径3 e r a 试样上滴入o 4 m ! 测试液，3 0 s 后将白纸放在试样上。白纸周边加上】o o g 重的铁圈，以便白纸边 缘和织物充分接触，再等3 0 s 后去掉自纸，观察自纸上湿点大小与多少。但此法 很难对数据进行控制。 2 1 5 5 导湿质量测试法” 在织物的一面滴一滴水，l m i n 后测试织物另一面的导湿面积。由于织物的 厚度不同，可以计算织物的导湿体积v ，v = 导湿面积x 织物厚度；由于孔隙率 墨要鉴查! ! ! 茎銎里堑鋈竺堡壅 苎三塞笪壑塑垫鎏塑重堡些塑型堕查鲨 不同，可计算织物的导湿质量= 导湿面积x 织物的面密度。 2 1 5 6 导湿性测试法 将织物在重铬酸钾溶液中浸l s 钟即提起，观察其3 0 m i n 时的渗透高度。 2 1 5 7 水滴法 将水滴在织物反面，用照相机按一定时间间隔仰拍织物诈面的扩散面积，并 以f 反丽水滴扩散面积比作为织物透液念水指标。 2 1 6 织物散湿性能的测试 2 1 6 1 织物含水率变化的测量 采用沙多利斯电子天平作为称量仪器，测试放湿时试样含水率的变化。试 样首先在蒸馏水中浸渍2 0 m i n ，让其充分吸湿，再用等压挤压，然后称重再让 其在一定温度条件下放湿，测其含水率变化”。 2 1 ，6 2 失重速率的测量“ 在恒温恒湿的试验条件下，取质量相当的部分针织物试样，将2 m l 的水滴 在织物上，测织物重量。1 5 m i n 后再测织物重量，计算出前后二次测试的质量差， 实际上此测量结果综合反映了织物的导渝速率和散湿速率。 2 1 6 3 干燥速度的测量 织物散湿速率可以通过织物的干燥时间来反映。织物的干燥时阳j 越长织物的 散湿能力越不好反之，织物的散渝能力越好。 ( 1 ) 测试方法 将织物浸入蒸馏水中2 h 以上使之充分吸水后挤干在洗衣机内脱水1 4 m i n ， 然后挂在试验室，每隔半个小时称重一次，直至重量恒定为止。计算从挂布时到 重量恒定时所用的时间，这段时间为干燥时问。 ( 2 ) 试样及试验仪器的准备 利用做透湿量测试的试样束做织物干燥速度的测试，干燥速度的测试和保水 率的测试可以用同样的试样同时进行。 试验仪器：电子天平、镊子、秒表 ( 3 ) 试验步骤 在做保水试验的过程中，将脱水称重后的命样悬挂晾干，在晾干的过程中， 每隔3 0 m i n 称重一次，直至布样的重量基本不变，即达到平衡状态，比较各试样 显汗状态下服装热湿舒适性研究第：章针织物热湿舒适性能的测试方法 的干燥速度。 2 2 试验方法总结 如上所述。大量的测试试验用来获得关于织物的润湿能力、导湿能力、蒸发 能力、湿气扩散能力等数据，但是在上述各种资料介绍的试验方法以及部分国家 标准中存在这样和那样的问题。下面是我对部分试验方法的总结。 2 2 1 关于垂直芯吸法 2 2 1 1 关于溶液的准备 在“z bw 0 4 0 1 9 - - 9 0 纺织品毛细效应式样方法”中有试验溶液为蒸馏水或 0 5 的重铬酸钾溶液的规定，将蒸馏水配制成o 5 的重铬酸钾溶液是为了使毛 细管高度水线观察起来更加清晰。但是本人在试验中发现，对漂白稚进行测试时 在试验溶液中d n , x , o 5 或更多的重铬酸钾都对观察毛细管高度水线无太多的帮 助，特别是在对有色( 染色或色织) 布进行测试时更是无任何帮助。因此在试验 溶液中加入o 5 的重铬酸钾是没有必要的。 垂直芯吸法的测试数据是为了反映织物对汗水的传递能力，考虑到汗水含盐 的实际情况，试验溶液以采用5 的赫溶液为最好。 2 2 1 2 关于测试时间 大多数关于垂直芯吸法的测试时间是3 0 r a i n 或更长时间，比如“z bw 0 4 0 1 9 9 0 纺织品毛细效应式样方法”中规定的时间就是3 0 m i n 。但是我通过多次试 验发现，l o l5 m i n 时的水线是清晰可见的，超过1 5 m i n 后，时间越长水线越不 清晰。 根据表2 一i 的测试结果不同时间芯吸高度数据排序如下： 5 m i n 排序： ( 7 ) ( 5 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 4 ) ( 6 ) ( 3 ) ( 1 1 ) ( 8 ) ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 1 0 ) ( 9 ) ( 1 9 ) ( 18 ) ( 1 6 ) ( 1 7 ) ( 1 5 ) ( 1 4 ) 15 m i n 排序： ( 2 ) ( 7 ) ( 5 ) ( 4 ) ( 1 ) ( 3 ) ( 6 ) ( 1 1 ) ( 8 ) ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 1 0 ) ( 9 ) ( 1 9 ) ( 1 8 ) ( 1 6 ) ( 1 7 ) ( 1 5 ) ( 1 4 ) 3 0 m i n 排序： 显汗状态下服装热温舒适性研究第二章针织物热湿舒适性能的测试方法 ( 2 ) ( 7 ) ( 5 ) ) ( 1 ) ( 4 ) ( 3 ) ( 6 ) ( 1 1 ) ( 8 ) ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 1 0 ) ( 9 ) ( 1 9 ) ( 1 8 ) ( 1 6 ) ( 1 7 ) ( 1 5 ) ( 1 4 ) 裹2 1 不同时问的织物芯吸高度 测试时间 试样序号。 5 m i n1 5 m i n3 0 r a i n ( 1 ) 捆绑纱纬平针纵物1 0 3 61 5 3 61 9 4 8 ( 2 ) s e l l p y 纱纬平钟织物 1 0 4 61 6 7 6 2 1 3 4 ( 3 ) 环锭纺棉纱纬平针织物 8 9 41 32 21 6 8 6 ( 4 ) 拉架球地般面组织织物 1 0 0 41 5 6 4 1 8 1 4 ( 5 ) 珠地般面组织织物 l l4 81 6 6 22 0 0 6 ( 6 ) 涤蔫棉平针组纵织物 9 0 8 1 2 4 8 1 4 8 6 ( 7 ) 抽针珠地般面组织织物 l l ，8 41 6 6 62 0 2 6 ( 8 ) r9 7 4 1 4 7 41 8 7 ( g ) h5 7 082 81 0 1 0 ( 1 0 ) l6 ，4 29 4 01 2 1 0 ( 1 1 ) r c1 0 0 1 5 0 01 8 7 6 ( 1 2 ) h c 9 6 41 4 6 61 8 5 0 ( 1 3 ) l c 9 5 61 4 0 0 17 8 0 ( 1 4 ) 纯棉 8 9 3 1 3 5 71 7 5 0 ( 1 5 ) c v c9 9 0 1 4 91 9 17 ( 1 6 ) t c 1 0 9 0 1 5 9 72 0 17 ( 1 7 ) 涤纶短纤 l o 4 71 5 8 31 9 2 0 ( 1 8 ) 金山f i 化涤纶 1 l ，0 0 1 6 8 02 l 0 3 ( 1 9 ) 瞥通涤纶 1 2 11 9 5 02 4 8 0 5 m i n 和3 0 m i n 试验结果排序的不吻合数据是5 对，排序的不吻合率是1 6 而1 5 r a i n 和3 0 r a i n 试验结果排序的不吻合数据是一对，排序的不吻合率是5 2 ， 而且这一对的数据差较小，不排除在试验中观察或记录的失误。由此可见，为综 合考虑毛细管高度水线的可见度和试验数据的客观性，在垂直芯吸法测试试验中 将测试时间定为l o m i n 或1 5 m i n 将更为合理。中国台湾标准规定的测试时间是 1 0 m in 。 2 2 1 3 关于在试样上划上标记 有资料介绍沿试样长度方向上用墨水划线可以帮助观察毛细管高度的水线 位置。实验表明：如果在试验前较早的时间就划上墨线，墨水蒸发后的墨线对观 察毛效高度无任何帮助：如果划上墨线后立即进行试验，未干的墨水向试验旁的 显汗状态下服装热湿舒适性研究第二章针织物热漫舒适性能的测试方法 扩散确实对观察毛效高度有帮助但是它等于提前润湿了织物的局部，使得试验 数据不能反映织物的实际导湿能力，而且在划线用力不同时得出的试验数据也不 同。划墨线和不划墨线的毛细管高度的水线形状如图2 一l ，从中我们可以看出湿 的墨线对毛效高度数据的影响。 不划墨线测试 墨线干燥后测试 划墨线后立即测试 图2 - 1 不同测试方法时毛细管高度水线形状 所以，不能为了测试时方便观察而在试样上划上墨线。减短测试的时间彳 是有效的方法，还有节省测试时间的优点。 2 2 t 4 关于毛细管高度水线的形状 不同类型( 材料不同或织物结构不同或织物的后处理方法不同) 的织物毛细 管高度水线的形状是不同的汜录方法有面积法、最高最低值平均法和面积法必 须借助仪器测量，可行性不大：记录最高值和最低值求平均值的方法虽然可行但 是会增加数据的不准确性。在织物无污染的状态下毛细管高度水线的形状趋于呈 水平线，所以水线的最高值能较客观地反映织物的导湿性能。 2 2 2 关于织物的导湿性测试方法的选择 垂直芯吸法中毛细管高度数据测量的是织物沿纱线轴向传递水的能力，而且 是从一个无限水源时织物的传递水的能力它与人体出汗状念下通过服装( 织物) 传递汗水的实际情况有一定的差别，但是就目前的测试方法来看，它较好地反映 了织物传递水分的能力。 沉降法能较好地反映穿着状念下服装( 织物) 的吸湿保水能力，测试方法简 单，但是在测试时操作误差较大，如将织物放入水中时动作的力度和通过观察记 录时间的方法存在较大的人为误差，不利于不同试验数掘的比较。 湿点测试法的人为误差太大，数据不稳定，不宜推广。 滴液扩散面积法在缺乏面积测试仪时测试数据因人为的原因容易出现大的 误差。几乎所有的资料在介绍滴液扩散面积法时都将测试时问定为i r a i n 但是 星要茎查! 壁薹垫望墅重堡堡塞 墨三兰笪塑塑垫墨堑堕壁堡塑塑堕查鎏 测试试验表明：仅在滴液后3 0 s 时能观察到清晰的扩散界面，随着时间的增加， 扩散界面越来越模糊到i m i n 时几乎无法看清扩散界面因此测试时问以3 0 s 为宜。 从下表中滴液扩散时间、织物沉降时间、1 5 m i n 芯吸高度和3 0 s 扩散面积四 项数据可以看出，它们之间缺乏相关性，四项测试数据分别反映的是织物液态水 传递性能的不同方面。其中的滴液扩敞时间反映的是织物的澜湿性能；织物沉降 时间反映的是织物的吸湿保水性能它与织物的保水率之间具有较好的相关性： 1 5 m i n 芯吸高度和3 0 s 扩散面积的数据之间不具备相关性。从测试实践来看， 1 5 m i n 芯吸高度和3 0 s 扩散面积反映的都是织物的导湿能力，但是3 0 s 扩散面积 的测试数据之间差别太小，而芯吸高度虽然包括了织物散湿能力对数据的影响。 但织物的导湿能力相同时，散湿能力较强的织物1 5 m i n 芯吸高度测试数据会较 低，当选择垂直芯吸法的测试时间越长时，织物散湿性的不同对数据的影响越大， 所以垂直芯吸法的测试时问以i o m i n 为最佳。 亵2 - 2 不同涤棒混纺比纬平针织物测试数据 序 品名 滴液扩散时间织物沉降时间保水率1 5 m i n 芯吸高3 0 s 扩散面积 号 ( s ) ( s )度( c m )( c l n 2 ) 1 棉 02 ”9 6 ，81 362 7 3 2c v c02 ”2 66 5 31 4 925 0 3t c 0 3 ”1 65 021 6 o2 5 4 4酱通涤纶0 3 1 9 “4 8 2 9 21 5 82 2 6 5涤纶短纤0 4 9 ”3 0 2 2 71 6 82 2 6 6金山“化0 53 2 ”8 73 6 21 9 52 6 8 2 2 3 关于散湿速率的测试 散湿速率测试宜采用较小的测量时间间隔，如采用每5 m i n 或l o m i n 称量一 次比每3 0 m i n 称量一次得出的数据更准确。 散湿速率测试的结果是完全干燥时间即织物从饱和含水到达平衡回潮率的 时间。但是织物的干燥过程分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，降速干燥阶段时 间的长短与织物的饱和含水率有较大的关系保水率大的织物需要较长的降速干 燥时恻。但是对于持续出汗的情况来说影响织物舒适性的主要是恒速干燥阶段 的干燥速率，所以，散湿速率的测试结果最好能用恒速阶段的单位面积织物在单 位时间内的散湿量来衡量更为合理。这可以通过较短的测试时问间隔在前3 0 m i n 最汗状态下服装热浸舒适性研究第二章针织物热湿舒适性麓的测试方法 的总散瀑量来求得此结果。 2 2 4 关于透气性和透湿性的测量 透气性测量和透湿性测量有共同的特点是测试数据与织物的空隙率相关性 较大。因机织物不易变形当测试对象为机织物时测试数据较准确。针织物具有 尺寸不稳定的共性，它使测得的透气和透湿测量数据极不稳定。当试验者在试验 过程中准备样品和固定样品时只要用力稍不注意就会改变织物的基本结构参数， 因此试验数据的离散性太大，没有引用的价值。 针织物的透气和透湿性的测量应采用什么方法来减少因变形造成的测量误 差还有待进一步的研究和探索。 2 3 结论 在织物的液态水传递性能的研究中可在特定的研究条件下根据具体的研究 对象选择试验方法。 l 、织物的润湿性能试验采用滴液扩散时问法较好： 2 、织物的吸湿性能的测试用保水率指标反映较好； 3 、织物的导湿性能的测试以垂直芯吸法较好，但是测试时间以1 0 m i n 或 1 5 m i n ，测试液以5 盐溶液，测试记录以最高水线为宜： 4 、织物的散湿速率的测量以干燥速率的测量方法较好，但是测量时间间隔 以l o m j n 到1 5 m i n ，测试数据以完全干燥时间和干燥过程前3 0 r a i n 的总散湿量两 项指标来衡量比较全面。 6 显汗状态下服装热湿舒适性研究第三章织物润湿性能的研究 第三章织物润湿性能的研究 汗水呈液态通过服装排放到外界的过程出三个阶段构成：首先是面料在汗液 作用下的润湿，接着是向外界