高建平

［伊士曼（中国）投资管理有限公司，上海201210］

0 引言

随着科技的发展，人们对生活品质有了越来越高的追求，功能型、舒适型的纺织品面料越来越受到市场的青睐，在现实生活中也得到广泛的应用。其中，凉感面料无疑是近年来的一个热点。伴随着2020 年已处于公示阶段（预估2021 年将会正式实施）的凉感面料产品标准FZ∕T 62042—2020《凉感面料床上用品》和FZ∕T 73067—2020《接触凉感针织服装》的问世，标志着凉感面料的设计开发以及凉感的检测方法经过发展基本趋于成熟。

近年来，随着醋酯纤维在服用纺织品领域的应用和发展，越来越多的醋酯纤维面料被应用到女装、儿童服装、内衣、床上用品等品类中。醋酯纤维与其他纤维素类纤维的混纺面料的瞬间凉感和舒适性，使其在床品和春、夏服装领域的应用上得到市场的强烈关注。文中对目前醋酯纤维凉感面料的设计开发及凉感检测方法的适用性进行探讨，希望研究结果可为相关人士提供帮助。

1 醋酯纤维凉感面料的设计开发

所谓凉感面料，准确地讲，是接触瞬间有凉感的面料，且随着时间的推移，这种凉感会逐渐减弱并消失。无论通过何种工艺生产的凉感面料，凉感产生的基本原理都是人体皮肤在接触面料时，面料瞬间带走皮肤表面的热量而使皮肤获得舒适和凉爽的感觉。很多瞬间凉感面料具有的一个主要特征就是接触瞬间的凉感和吸湿导湿速干。换个角度看，是通过吸湿导湿速干给人体皮肤带来的凉爽感。一方面，面料导热性好，可以迅速吸收人体热量并传导到织物表面，给人带来凉爽的感觉；另一方面，面料吸湿导湿性能优异，可通过快速吸收并蒸发或导出汗液，在带走热量的同时给人带来干爽感。

1.1 导热系数对织物凉感性的影响

影响面料传递热量能力的因素有很多，其中纤维材料本身的特性就与其密切相关。表1 是在环境温度为20 ℃、相对湿度为65%的条件下所测几种纤维集合体的导热系数（所谓纺织纤维集合体的导热系数，就是纤维无规则排列集合体状态的导热系数的综合值，即纤维、空气和水分三者混合物的导热系数值）。导热系数越大，纤维的散热或者热量传递性能就越好。静止空气的导热系数仅为0.026 W∕(m∙K)，而水的导热系数为0.697 W∕(m∙K)（最大），所以面料中水分越多，则向外传递热量的能力越强，凉感会越明显。根据这一特性，企业在开发醋酯纤维凉感面料时，可将醋酯纤维与导热性能更好的纤维材料进行交织或混纺，从而提升混纺面料的凉感。

另外，还可以超细旦的醋酯纤维，或带沟槽的异形截面的醋酯纤维为原料，通过增加醋酯纤维表面的芯吸效应（也叫毛细效应），将皮肤表面的汗水快速扩散传导到织物表面，借助于水分的蒸发带走热量，从而给人带来凉爽的感觉。

表1 不同纤维集合体（纤维、水分、空气）的导热系数

1.2 纱线结构对织物凉感性的影响

研究表明，在相同条件下，纱线的线密度大小对织物吸湿性影响较大，对速干性无显著影响；随着纱线捻度的减小，织物的吸湿速干性提高；纱线的纺纱方式对织物的吸湿速干性能也有着显著影响，环锭纺纱线制成的织物吸湿速干性能最好，紧密纺的性能次之，赛络纺的性能第三[1]。因此，在设计醋酯纤维凉感面料时，不但要充分利用纱线结构的有效调整和不同纺纱方式的结合，还需要兼顾纱线、织物生产过程的难易程度等，从而确定最合适的纱线结构。

1.3 织物组织结构对面料凉感性的影响

织物的吸湿导湿性与其组织结构、经纬纱密度及经纬纱交织频率等有着密切的关系。纬密过高或过低、交织频率较大的平纹组织与交织频率较小的大循环缎纹组织，均不利于导湿性能的提高。当织物的经纬密度设计比较适中时，组织结构为小循环的缎纹或斜纹时，织物的吸湿导湿性能较优[2]。借鉴此经验，企业在设计醋酯纤维凉感面料时，应注意控制面料的面密度（克重），保持经纬纱密度适中，控制经纬纱交织频率，且组织结构的循环不要过大。

1.4 后整理方式对面料凉感性的影响

一般情况下，企业可以通过凉感整理剂使面料和纤维表面覆盖一层功能层，当皮肤表面的汗水接触到功能层后，该功能层会发生吸热反应，从而带走体表热量，产生凉感。这种凉感整理剂虽有很多，但其主要成份一般为木糖醇、赤糖醇等。此外，还有一类凉感整理剂是相变微胶囊，借助于黏合剂将相变微胶囊黏合在织物表面，当周围温度超过相变材料的转变温度时，相变材料会从固态变为液态，在这个转变过程中因吸收周围的热量而使皮肤感受到凉爽。

2 瞬间凉感检测的不同方法

目前，瞬间凉感检测的方法主要有GB ∕T 35263—2017《纺织品 接触瞬间凉感性能的检测和评价》（以下简称GB∕T 35263）、FTTS-FA-019《织物瞬间凉感验证规范》（以下简称FTTS-FZ-019）、ASTM D7984—2016《采用改性瞬态平面源（MTPS）仪器测量织物蓄热系数的标准试验方法》等，且不同方法测试织物瞬间凉感性的结果存在较大差异。

2.1 GB/T 35263标准

处于公示阶段的纺织行业标准FZ∕T 62042—2020《凉感面料床上用品》和FZ∕T 73067—2020《接触凉感针织服装》，均要求面料凉感的检测参照GB∕T 35263执行。其中，GB∕T 35263采用的是最大瞬间热流量测试方法，并用接触凉感系数（contact cool feeling coefficient）qmax作为评价指标，其单位用J∕(cm2∙s)表示。接触凉感系数qmax是将温度高于试样规定温差（一般∆T为15 K）的热检测板以一定压力与试样接触，热检测板与试样接触后热量传递过程中热流密度的最大值。qmax值越大，表示织物与皮肤接触的瞬间热流量越大，人们感受到的瞬间凉感也越明显。qmax一般出现在接触后的瞬间（约0.2 s），测试时间在10 s 内。试验时，通常将仪器的载样台温度设为（20±0.5）℃，热检测板的温度设为（35±0.5）℃。当qmax≥0.15 J∕( c m2∙s) 时，可认为该面料具有接触瞬间凉感性能。需要特别注意的是，当∆T采用其他温度时，这个评价指标是不适用的。

2.2 FTTS-FA-019规范

台湾机能性暨产业用纺织品认证与验证评议委员会（The Committee for Conformity Assessment of Accreditation and Certification on Functional and Technical Textiles）于1997 年发布的FTTS-FA-019《织物瞬间凉感验证规范》在国际市场上被广泛采用。FTTS-FZ-019 采用的测试设备和GB∕T 35263相同，均通过测量qmax作为瞬间凉感的评价指标。但其与GB∕T 35263 不同的是，在FTTS-FZ-019 中，温差∆T为10 K（GB∕T 35263 中温差∆T为15 K），要求冷板温度设定为25 ℃、热板温度设定为35 ℃，从而导致两者的评价合格标准不同，即要求：针织物瞬间凉感热流量≥0.130 W∕cm2，梭织物瞬间凉感热流量≥0.170 W∕cm2。

而在FZ∕T 62042—2020《凉感面料床上用品》中，要求凉感的测试参照GB∕T 35263 执行，且测试温差∆T为15 K，测试前需按照产品标签上明示的洗涤方法进行水洗或干洗；未明示时，水洗程序采用GB∕T 8629—2017《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》中A 型洗衣机4N 洗涤程序循环洗涤5 次，然后悬挂晾干；干洗程序参照GB∕T 19981.2—2014《纺织品 织物与服装的专业维护、干洗和湿洗 第2部分：使用四氯乙烯干洗和整烫时性能试验的程序》执行。对于面料凉感功能，要求：A级≥0.20 J∕(cm2∙s)，AA级≥0.25 J∕(cm2∙s)，AAA级≥0.30 J∕(cm2∙s)

对于针织服装的凉感测试，在FZ∕T 73067—2020《接触凉感针织服装》中要求按照GB∕T 35263执行，测试温差∆T为15 K，且耐久性能的测定采用GB∕T 8629—2017《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》中A型洗衣机、标准洗涤剂3、4G洗涤程序循环洗涤5 次，并明示手洗的采用4H 洗涤程序连续洗涤5次，同时要注意洗涤过程中只允许添加一次洗涤剂，干燥方法采用程序A。对于面料凉感的要求，该标准要求：合格品≥0.18 J∕(cm2∙s)，一等品≥0.20 J∕(cm2∙s)，优等品≥0.25 J∕(cm2∙s)。

通过qmax测试方法的基本原理和评价指标，可根据测试最大瞬间热流量来表达面料的凉感，也就是短时间（约0.2 s）的凉感指标，但不能测量或者评价凉感的持续性效果。因此，用qmax评价通过凉感后整理或者凉感添加剂加工的醋酯纤维面料的凉感性能比较适合。

对于通过吸湿导湿快干的方式达到凉感的面料，除了通过qmax方法测量其接触凉感系数以外，还可以利用温度传感器直接测量法，即利用GB∕T 29866—2013《纺织品吸湿发热性能试验方法》中的设备，通过直接监测滴了水的试样上的温度来评价其凉感功能。通过试验记录的温度数据，获得温度—时间曲线，曲线中温度最低点越低，皮肤获得的凉感越明显；测试时间结束时温度越低，则表示面料保持凉感的时间越长。温度传感器直接测量法的原理简单，测试结果可以通过温度下降的数值来表达，但该方法并不适用于通过凉感后整理的面料、不吸水的面料和网眼结构的凉感功能面料。

ASTM D7984Standard test method for measure⁃ment of thermal effusivity of fabrics using a modified transient plane source（MTPS）instrument［采用改性瞬态平面源（MTPS）测量织物蓄热系数的标准试验方法］则是利用测量面料的导热率（又称导热系数）来评价面料的凉感功能。导热系数反映的是物质本身的热传导能力，且导热系数越大，织物的散热能力越强。因此，此方法适用于所有具有凉感功能的面料。然而，由于不同纺织材料的导热系数之间的差异不大，这对监测设备的精度要求比较高。

3 结论和建议

（1）开发醋酯纤维凉感面料的方式主要有：利用醋酯纤维本身的物理特性和化学特性（如采用超细旦和带有沟槽的异形截面的醋酯纤维）,与适当比例的其他类型纤维进行混纺或交织；在纺纱过程中通过调整捻度、纺纱方式，选择适中的经纬纱密度、合适的组织结构等方法来开发具有吸湿导湿快干的凉感功能面料；通过凉感后整理加工技术（比如凉感整理剂），利用纤维或面料上的凉感功能层与汗水发生吸热反应达到降温目的；使用相变微胶囊，利用相变材料从固态变为液态的转变过程中，吸收热量，从而达到降温的目的。

（2）由于面料凉感功能的实现原理不同，因而选择合适的凉感测试方法进行评价是尤为重要的。

（3）qmax方法适合用于评价通过凉感后整理或者凉感添加剂加工的醋酯纤维面料。对于通过吸湿导湿快干的方式达到凉感的醋酯面料，除了qmax的方法测量其接触凉感系数以外，可以利用温度传感器直接测量法。导热系数方法测量的是面料本身的热传导能力，因而适合所有具有凉感功能的醋酯纤维面料的检测。