刘慧慧，周静宜，王 锐，陈 放

（北京服装学院材料科学与工程学院，北京 100029）

面料的开发朝着舒适、卫生、健康方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性为特色，吸湿速干面料即是其中重要的一类[1].具有吸湿速干功能的各种改性涤纶纤维早已相继问世，如何评价这类纤维所制面料的吸湿排汗作用大小，其制成的贴身服装究竟穿着舒适性如何，对此人们一直在寻找最佳的答案.目前，国内市场的吸湿、排汗、速干面料多为针织类织物，相关的研究和开发也多针对针织面料而进行，但机织面料也大量用于各种夏季服装的制作，故对机织物的湿热舒适性研究亦同样重要.微量水分在织物中的动态传递性能可以间接反映出织物对汗液的吸收、扩散与传导作用，即根据微量水分管理测试仪（MMT）所测各项指标的强弱可以判断织物吸湿速干性能的优劣.本文采用MMT对经纬密度相同、经纱为18.2 tex棉、纬纱为3种不同改性涤纶长丝的机织物（每种材质各有平纹、斜纹和点格3种结构，共9块）进行了动态水分传递性能研究，探讨3种组织结构的织物在水分传输方面的差异；并利用模糊数学中的灰色关联分析，对9块织物中符合吸湿排汗指标要求的7块织物进行了综合性能排序，评选出吸湿排汗性能较为突出的织物，为吸湿排汗织物的优选提供了一种参考途径.

1 实验部分

1.1 实验原料

规格均为 18 tex×11.5 tex、450根/10 cm×350 根/10 cm的棉/改性涤纶长丝（DTY）交织物9块，委托北京京棉巨龙纺织有限公司织造.织物的材质、组织结构与编号如表1所示.

表1 织物编号与组织结构Tab.1 Fabric number and structure

平纹、斜纹和点格的组织图及结构图见图1.

图1 织物组织结构Fig.1 Fabric structure

1.2 微量水分管理测试

本文采用SDL Atlas公司生产的微量水分管理测试仪MMT（Moisture Management Tester），按照国标GB/T21655[2]，将每组5块试样剪成9.0 cm×9.0 cm的正方形，在温度20℃、相对湿度65%的条件下，恒温恒湿24 h；将试样平置于MMT系统的样品台上，系统自动吸取一定量的模拟汗液-NaCl溶液滴于待测织物上表面，考察120 s内样品上、下表面含水量随时间变化的情况.测定指标包括:浸润时间（s）；最大吸水速率（%/s）；最大浸润半径（mm）；扩散速率（mm/s）；单向传递指数；整体水分管理指数.

2 结果与分析

2.1 织物综合动态水分传递性能比较

MMT测得的液态水在1～9号织物中的动态传递性能结果列于表2.

表2 微量水分动态传递性能指标Tab.2 Dynamic water transfer performance indicators

表2中各项性能指标均可分为5级，级数越高，对应的性能越好[3].按照国标GB/T21655的评级标准将表2中的数据变为等级制，结果如表3所示.

表3 微量水分动态传递性能等级值Tab.3 Grade of water transfer performance indicators

由表3可以看出:9块织物的浸湿时间、吸水速率都达到或超过3级，均符合吸湿性织物的要求；从体现速干性的最大浸润半径、扩散速率和单向传递指数等级来看，除1*和7*织物的单向传递指数未达到速干性要求的3级及以上指标外，其他织物均满足速干性能的等级要求.分析1*和7*织物，发现二者都为平纹组织，织物浮长短，交织点多；观察同为平纹组织的4*织物，虽然其单向传递指数达到3级，但从表2的数值可以看出，其该项数值仅略高于1*织物，为3级的最低限；由此表明，平纹结构的织物不利于水分从织物的一面传递到另一面.

各织物试样的单向传递指数以及整体水分管理指数比较如图2和图3所示.

图2 织物单项传递指数Fig.2 Fabric one-way transportation index

图3 织物整体水分管理指数Fig.3 Overall moisture management index of fabric

由图2和图3可以看出，就单向传递指数值和整体水分管理指数而言，3种不同改性涤纶作为纬纱分别与棉交织的织物随织纹不同都表现出同样的变化规律，斜纹织物的数值最大，点格织物次之，平纹织物最小.图1显示，斜纹样品为3/1左斜纹，其背面为纬面斜纹，且纬浮长为3、经浮长为1，即浸水面以改性涤纶为主；而点格和平纹织物都为同面织物，点格中经浮长和纬浮长都由1到3变化，总体来看，点格织物的经或纬浮长高于平纹织物.由此可以推断，织物结构对水分的单向传递、综合速干性能影响显著，即与汗液接触面上改性涤纶的浮长越大，织物的综合动态水分传递性能越好.

2.2 灰色关联分析评价

从动态水分传递测试的结果看，织物的吸湿速干性能参数较多.本文尝试采用模糊数学中的灰色关联分析[4]理论对吸湿排汗速干[5]的织物进行比较、优选出性能最出色的织物.

动态水分管理测试中，多项指标表现为数值越大该项指标对应的性能越好；但织物的浸湿时间一项却相反，数值越大，吸湿性越差；所以，评价时对该项做取倒数处理.此外，分析中以浸湿时间倒数、吸水速率、最大浸润半径、扩散速率和单向传递指数的最大值为比较所用的标准值.

标准数值构成数列X0'（k），其中k代表各性能指标.9块织物中因1*、7*织物未达到排汗性能的要求，在此将二者排除，仅对其他7块样品进行性能评价.每种织物各性能指标构成的数列为Xi'（k），各性能参数物理意义不同致使数值的量纲不同，为确保比较时结论的正确性，用Xi（k）=Xi'（k）/X0'（k）[6]得出各比较数列的值，结果列于表4.

表4 织物各项性能与标准值的比值Tab.4 Ratios of fabric performance and standard values

对于一个参考数列X0，有7个比较数列X2～X6、X8、X9，各比较数列与参考数列在各个时刻的关联系数εi（k）可由下列公式计算:

式中:i表示织物品种；k表示某个性状；η为分辨系数，取值范围为0～1，这里η取0.5.

根据式（1）求出的7块织物关联度系数列于表5.

表5 织物的关联度系数Tab.5 Correlation coefficient of fabric

每种织物的关联度系数达到9个指标，而信息过于分散不利于进行整体性比较，因此求取一个集中值，即关联度.关联度ri的计算公式如下:

式中:n为性状的数量.

由于各性状贡献大小不同，考虑权重时，可由式（3）求出权重关联度[7].

式中:ωk为权重系数.根据吸湿排汗速干性能组合的特点，取权重系数 ω1～ω8为 0.09、ω9为 0.28.

利用式（2）和式（3）分别求出各织物的等权关联度和权重关联度，并进行排序，结果如表6所示.

表6 织物的等权和权重关联度及其排序Tab.6 Correlation coefficient of equal weight and weighted incidence of fabric and their sorts

表6显示，8*和6*织物在等权关联度和权重关联度的排序中都位居第一和第二，位居三、四名的是4*或9*织物，3*、2*和5*织物排序比较靠后.说明3#和2#改性涤纶与棉的交织物较1#改性涤纶与棉交织物具有更好的吸湿排汗性；3#改性涤纶所织织物中，8*斜纹织物吸湿排汗速干功能最强；含2#改性涤纶的织物中，6*点格织物呈现最佳的湿舒适性.

3 结论

（1）织物组织对水分的单向传递作用有显著影响，棉与改性涤纶交织物中，改性涤纶纱的浮长越大，越有利于汗液的排出，平纹织物对水分的单向输送能力最弱.

（2）通过灰色关联分析，优选出吸湿排汗速干性能相对最出色的为棉/3#改性涤纶的3/1斜纹织物和棉/2#改性涤纶的点格织物.

（3）从织物的等权和权重关联度排序结果看，所有织纹的1#改性涤纶交织物均位居后3位，说明1#改性涤纶长丝的吸湿、导湿、散湿综合能力不及3#和2#改性涤纶长丝.

[1]倪海燕，付世伟.Coolplus纤维针织物的的热湿舒适性能研究[J].现代纺织技术，2008（4）:44－46.

[2]中国国家标准化委员会.GB/T 21655.2—2009纺织品吸湿速干性的评定第2部分动态水分传递法[S].北京:中国标准出版社，2009.

[3]任 惠，吴雄英，王善元.吸湿排汗涤纶织物性能评价[J].东华大学学报，2007，32（2）:256－259.

[4]汪学骞.模糊数学在纺织工业中的应用[M].香港:开益出版社，1992:169.

[5]何天虹.纯纤维素纤维吸湿排汗速干织物的设计开发与研究[D].天津:天津工业大学，2007.

[6]刘思峰，党耀国，方国耕.灰色系统理论及其应用[M].3版.北京:科学出版社，2004.

[7]孔令剑，晏 雄.灰色理论在麻织物热湿舒适性研究中的应用[J].纺织学报，2007，28（4）:41－44.