王慧玲 唐 虹 高 强 宋希桐

南通大学纺织服装学院，江苏 南通 226000

防爆内裤用面料热湿舒适性影响因素分析*

王慧玲 唐 虹 高 强 宋希桐

南通大学纺织服装学院，江苏 南通 226000

以桑蚕丝平针织物、涤纶平针织物和桑蚕丝/芳纶双层布组合成的多种防爆内裤用面料为研究对象，进行热湿舒适性测试，再利用灰关联分析法对各性能指标的影响程度进行灰色关联分析，得出热湿舒适性能最好的面料，为士兵防爆内裤用面料的研究和开发提供参考。

防爆内裤， 热湿舒适性， 面料组合， 灰关联分析

防爆内裤在士兵作训和实战中扮演着十分重要的角色[1]，它起着保护士兵腹部、内脏、性器官及腹股沟血管等作用。士兵训练时动作幅度大，腹股沟及腰臀部会大量出汗，而防爆内裤作为士兵贴身穿着的衣物，要求具有很好的热湿舒适性[2]。若防爆内裤的热湿舒适性欠佳，则不仅会直接影响士兵作训的效率，还可能影响士兵身体健康。因此，对防爆内裤用面料的热湿舒适性进行研究，具有十分重要的意义和价值。

功能性服装的热湿舒适性现已成为研究的热点，但对防爆内裤的热湿舒适性研究仍较为匮乏。目前，防爆内裤常用原料有涤纶、桑蚕丝等。其中，涤纶强度高，耐热性和耐磨性好，初始模量大，但吸湿性和保温性都较差，导热系数为0．084，通常不适宜直接用作内衣；而桑蚕丝具有优秀的热湿传递性能，且拉伸强力较高，是高端内衣材料的首选。2010年，BCB国际公司研发推出了一款防爆内裤[3]，该内裤外层面料为涤纶、内层面料为桑蚕丝，其与传统防爆内裤相比防护能力得到了提升，但仍难以抵制爆炸发生后弹片对腹股沟处动脉的二次损伤，且穿着舒适性仍欠佳。

芳纶是目前柔性防弹服装用原料的最佳选择，其具有高强度、高模量、低密度和耐高温等优异的性能[4]，但在防爆内裤中未被使用。

本课题将利用芳纶的高强高模、桑蚕丝的亲肤及涤纶的耐磨等性能，通过将桑蚕丝平针织物、涤纶平针织物和桑蚕丝/芳纶双层布进行组合，制备出多种防爆内裤用面料；通过对防爆内裤用面料的热湿舒适性进行测试并加以综合分析，利用灰色关联分析法对各项性能的影响程度进行关联，得出热湿舒适性能最优的防爆内裤用面料组合，这对合理开发性能优越的防爆内裤用面料具有现实意义。

1 试样及组合

将桑蚕丝平针织物(A)、涤纶平针织物(B)和桑蚕丝/芳纶双层布(C)组合出4种组合面料(即A+B、 B+C、 A+C、 A+B+A)，并与桑蚕丝/芳纶双层布(C)一同进行对比分析。试样具体规格见表1。

表1 试样规格

序号组合面料原料成分(质量分数)面密度/(g·m-2)厚度/mm1#C(双层布)桑蚕丝50%,芳纶50%1000.382#A+B(组合双层织物)桑蚕丝50%,涤纶50%900.393#B+C(组合双层织物)涤纶33%,桑蚕丝34%,芳纶33%1450.544#A+C(组合双层织物)桑蚕丝66%,芳纶34%1450.615#A+B+A(组合三层织物)桑蚕丝66%,涤纶34%1350.62

2 热湿舒适性

2．1 透气性

参照GB/T 5453—1997标准，采用YG(B)461E型数字式织物透气性能测定仪，测定试样的透气率[5]。所得透气率如图1所示，可以看出，双层布C(1#试样)的透气率最高，组合双层织物B+C(3#试样)其次，组合双层织物A+C(4#试样)和A+B(2#试样)透气率较低，组合三层织物A+B+A(5#试样)透气率最低。可见，多层组合后织物的透气性有所下降。

图1 试样透气性

2．2 导湿性

参照FZ/T 01071—2008标准，采用YG871L毛细管效应仪，测试织物的芯吸高度[6]，测试结果取经纬向的平均值(图2)。从图2可知，双层布C(1#试样)的导湿性最高，多层组合织物(2#～5#试样)的导湿性明显低于1#试样，其中，厚度最大的组合三层织物A+B+A(5#试样)导湿性最低。可见，多层组合后织物的导湿性下降。

图2 试样导湿性

2．3 保暖性

参照GB/T 11048—2008标准，采用YG606N型平板式织物保暖性能测试仪，测定试样的保暖性[7]。热阻和克罗值越低，热导率越高，则织物的传热性能越好，保暖性越差。所得保暖性测试结果如表2所示，组合三层织物A+B+A(5#试样)的热阻和克罗值最大，双层布C(1#试样)的热导率最低，组合双层织物(2#～4#试样)的热导率变化趋势不明显。可见，多层组合后织物的保暖性增加。

表2 试样保暖性

试样热阻/(m2·K·W-1)克罗值热导率/(W·m-1·K-1)1#0.053670.346290.007102#0.051780.334050.007533#0.073850.476460.007314#0.061760.398420.009885#0.083660.539740.00741

3 影响热湿舒适性因素的灰色关联度分析

为分析透气性、导湿性和保暖性等因素对防爆内裤用面料热湿舒适性的影响程度，采用邓氏灰色关联度分析方法。

3．1 灰色关联分析

灰色关联分析方法是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，即“灰色关联度”，作为衡量因素间关联程度的一种方法[8]。本文针对透气率、毛细高度、热阻、克罗值、热导率等5项性能指标进行灰色关联分析，找出影响热湿舒适性能较大的因素。

3．1．1 数据归一化处理

由于各性能指标的单位不同，故需要对各数据进行无量纲化处理[9]，根据参考数列X0比较数列Xi(各项性能指标)：

X0=(x01， x02， …， x0p)

Xi=(xi1， xi2， …， xip), (i=1， 2， …， n)

3．1．2 绝对差值

第i个试样的第j个影响因素值xij与各个影响因素值x0j的绝对差Δ0i(j)：

(i=1， 2， …， n; j=1， 2， …， p)

3．1．3 关联系数

计算关联系数ζ0i(j)，将绝对差代入灰色关联系数计算式：

其中，ρ为分辨系数，ρ∈[0， 1]，ρ越小，则分辨率越高，一般取ρ=0．5。

3．1．4 关联度

关联度r0i反映了某项因素的影响程度：

r0i越大，则说明该因素对防爆内裤用面料的热湿舒适性的影响程度越大。

表3就5项性能指标对防爆内裤用面料的热湿舒适性影响的灰色关联度计算值进行了归纳。

表3 灰色关联度

性能指标关联度透气率0.76毛细高度0.72热阻0.62克罗值0.68热导率0.64

一般来讲，灰色关联度大于0．50即表示关联性强、关联度大，说明该项性能指标对防爆内裤用面料的热湿舒适性影响越密切。表3中，5项性能指标的灰色关联度均在0．60～0．80之间，关联度从大到小依次为透气率、毛细高度、克罗值、热导率、热阻。透气性与织物的孔隙大小、通道的长短与排列、表面性状、厚度等因素相关，透气性越好则防爆内裤用面料的热湿舒适性越好；毛细高度与织物的种类、组织结构及透湿性等有关，毛细高度越高，则防爆内裤用面料的透湿性越好；克罗值、热导率对防爆内裤用面料的热湿舒适性的关联度适中，克罗值越小、热导率越高，则防爆内裤用面料越舒适；热阻的关联度最小，其与防爆内裤用面料的孔隙度、面密度及覆盖系数等有关，当孔隙度越大、面密度与覆盖系数越小时，热阻越小，防爆内裤用面料的凉爽感越强。

3．2 试样综合性能排序

根据灰色关联度(从大到小)对各项性能指标进行排序，并取前三名，结果如表4所示。

表4 各项性能指标关联度排序

指标优良中透气率1#3#2#毛细高度1#4#3#热阻2#1#4#克罗值2#1#4#热导率4#2#5#

设优为3分、良为2分、中为1分，则1#试样得8分、 2#试样得9分、 3#试样得4分、 4#试样得7分、 5#试样得1分，即5块试样的热湿舒适性综合值由高到低依次为A+B、 C、 A+C、 B+C、 A+B+A。原因在于组合双层织物及双层布的透气率优于组合三层织物，而透气率又是影响热湿舒适性最主要的因素。

4 结论

(1) 在防爆内裤用面料中，芳纶可起机械防护作用，涤纶可改善耐用性，桑蚕丝则对提高热湿舒适性作用最大。

(2) 灰色关联分析显示，透气率、毛细高度、热阻、克罗值、热导率这5项性能指标均与热湿舒适性有关联，且它们对防爆内裤用面料的热湿舒适性的影响程度从大到小依次为透气率、毛细高度、克罗值、热导率、热阻。

(3) 防爆内裤用面料的组合状态对热湿舒适性影响较大，多层组合后的面料的透气性和导湿性下降，保暖性增加。

[1] 王慧玲，唐虹，高强．防爆服的防护性能及其研究进展[J]．纺织报告，2016(5)：33-37．

[2] 徐巧，丛洪莲．冰爽涤纶无缝内衣面料热湿舒适性的综合评价[J]．纺织学报，2013，34(11)：49-53．

[3] 何春燕，周永凯，张华．不同面料的男士内裤热湿舒适性研究[J]．天津纺织科技，2013(1)：40-43．

[4] 黄献聪．防弹防刺材料的研究与技术发展[J]．纺织导报，2013(1)：87-91．

[5] 尹思源，翟世瑾，张昭华．服装热湿舒适性评价方法研究[J]．国际纺织导报，2014，42(9)：70-72．

[6] 王干，张佩华．凉感尼龙长丝针织物热湿舒适性能测试与分析[J]．国际纺织导报，2015，43(2)：38-40．

[7] KE Baozhu． Prediction of fabric subjective thermal-wet comfort properties by inputting the objective parameters[C]∥2011 International Conference on Network Computing and Information Security， 2011：81-84．

[8] 骆诗华，杨彩云．棉纱质量与棉纤维指标的灰关联分析[J]．国际纺织导报，2015，43(1)：23-25．

[9] 沈岳，季涛，高强，等．活性碳纤维材料吸声性能影响因素分析[J]．产业用纺织品，2014，32(11)：13-15．

Analysis on influencing factors of thermal and moisture comfort properties for explosion-proof underwear fabric

WangHuiling，TangHong，GaoQiang，SongXitong

College of Textile and Clothing， Nantong University， Nantong 226000， China

Taking various explosion-proof underwear fabrics shch as silk jersey， polyester jersey and silk/aramid double layer fabric as research objects， the thermal and moisture comfort properties were tested． Then by utilizing grey relational analysis， influencing degree of each performance indexes was further analyzed，and the fabric with the best thermal and moist comfort properties was obtained，which provided references for the research and development of military explosion-proof underwear fabrics．

explosion-proof underwear， thermal and moisture comfort property， fabric combination， grey relational analysis

*南通大学纺织服装学院研究生自主创新项目(FZ201609)

2016-09-01

王慧玲，女，1993年生，在读硕士研究生，研究方向主要为服装舒适性与功能性

唐虹，E-mail：tang．h@ntu．edu．cn

TS941．12

A

1004-7093(2016)11-0032-04