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吳文蘭

（上海市紡織科學(xué)研究院）

   [提要]本文從棉織物品種的創(chuàng)新出發(fā)，對羽絨服織物的結(jié)構(gòu)特點和性能要求，從機理分析著手，研制了功能性和舒適性兼?zhèn)涞姆浪笣穹烙鸾q逸出的高密棉布。

羽絨服裝的面料是一種功能性織物，對它的性能要求比一般衣著織物高，要有防羽絨逸出、防風、防水而又透濕等功能，又要兼?zhèn)渫庥^挺括、手感柔軟，從而使羽絨服不僅能防寒保暖，而且服用時形體美觀、舒適、輕便。近年來，追求衣料的舒適性、功能性，已形成一種流行趨勢，羽絨服的面料尤為突出。1979年以來，國外流行運動式服裝，在國內(nèi)也很流行，但我國對面料的開發(fā)與國外相比，存在一定的差距。

    防水透濕織物是由美國Gore公司于1973年*，大致可分為四類[1]:棉高密織物、粘合薄膜織物、涂層織物和超細纖維高密織物。其中粘合簿膜和涂層織物，從消費者角度看，存在手感稍硬，摩擦時有不悅耳的音響、不宜干洗和耐用性差等問題。因此，尚有待改進其穿著舒適性和服用性，而棉高密織物則不存在上述缺點，在穿著舒適性方面更顯出其性，是一種功能性和舒適性兼?zhèn)涞漠a(chǎn)品，不僅適用作羽絨服裝，還適用作運動式服裝、睡袋、雨農(nóng)、風衣、手術(shù)衣。

一、防水透濕功能的機理

    羽絨服中的保溫填充料羽絨，它的絨毛纖細，細絨的軸徑為20μ左右，若要阻止其逸出，則織物的孔隙應(yīng)小于2Oμ。羽絨服衣料應(yīng)能防止風的穿透，方可保持服裝內(nèi)的空氣靜止，使服裝獲得良好的絕熱性能，因而也要求織物的孔隙度小，即織物的透氣量要小，但織物需有一定的透氣性，以防止服裝內(nèi)羽絨的窒息。

    羽絨忌沾水，故衣料要有防水性，織物阻止水的滲透，取決于織物表面能和織物的結(jié)構(gòu)，當織物的表面能低于水時，水因其內(nèi)聚力作用呈珠狀，從而使織物具有防水性。表面能的衡量一般是測量水滴與織物表面的接觸角θ， 當θ≥90°時，即織物的臨界表面張力小于水的臨界表面張力時，織物可不被水潤濕。由于織物為多孔質(zhì)材料，具有芯吸性，不能阻止水的滲透，故需進行防水整理，便其臨界表面張力小于73達因/厘米，而具有拒水性。

    人體隨著環(huán)境和活動狀態(tài)的不同，穿著不同的衣服，從而在人的皮膚周圍呈現(xiàn)出使人感到舒適的人工氣候，稱之為衣服內(nèi)的微小氣候。衣服內(nèi)微小氣候的舒適溫度為32℃，相對濕度50%左右。人在運動時，微小氣候溫度升高，人體便通過發(fā)汗來散熱，以保持正常體溫。當服裝散熱受障礙時，會形成熱蓄積，使人感到悶熱粘著不舒適感，故服裝應(yīng)具有調(diào)節(jié)體內(nèi)產(chǎn)熱與散熱平衡的功能，以維持人的正?；顒有枰?。在環(huán)境-衣服-人體體系中存在濕和熱的傳遞。濕的傳遞有二種；無感蒸發(fā)排泄（氣相傳遞）和出汗發(fā)散 （液相傳遞）。排汗的速率對服裝的舒適性影響很大，故衣著織物要有良好的濕傳遞性，即既能吸濕又能將濕汽盡快地傳遞出去。這個性能與纖維的種類、織物結(jié)構(gòu)、織物的表面整理等都有密切關(guān)系[2]。

     防風和防羽絨逸出是同一性質(zhì)的要求，可用透氣量作為評價指標。但防水和透濕卻是相反的，需從織物結(jié)構(gòu)和加工方式上來取得一致。先從織物結(jié)構(gòu)上看，雨滴的直徑約為0.1-3毫米，水蒸汽粒子直徑為0.0004μ，若織物中的孔隙直徑介于兩者之間時，便可起到透濕不透水的作用。水蒸汽傳遞還取決于外界空氣與衣服內(nèi)微小氣候間的溫差及水蒸汽壓差，透濕量與衣服內(nèi)外側(cè)水蒸汽壓差存在線性關(guān)系，當衣服內(nèi)部壓力大于外部壓力時，衣內(nèi)側(cè)的濕氣可向外側(cè)傳遞。

二、高密織物結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工工藝

  羽絨服織物的結(jié)構(gòu)特點是孔隙度小，設(shè)計高密度織物時，可從三方面來度量，織物的透氣量、織物的緊度和織物的孔隙度。

     織物的透氣量與織物中孔隙大小、數(shù)量、深度及其形狀有關(guān)；即與織物的結(jié)構(gòu)、紗支、捻度、織物密度、厚度和經(jīng)緯紗的配置有關(guān)；透氣量又與蓋覆程度有密切關(guān)系。織物蓋覆度由經(jīng)向蓋覆εj、緯向蓋覆εw、重疊蓋覆組成。織物透氣量取決于表面蓋覆度和經(jīng)緯蓋覆比（εj/εw），若織物的支數(shù)重量相同，εj/εw大的織物，其重疊蓋覆小于εj/εw小的織物，即前者透氣量小于后者[3]。故我們設(shè)計的高密織物，采用εj＞＞εw的方式，以經(jīng)向蓋覆為主，織物外觀為經(jīng)支持面，結(jié)合羽絨服的隔熱要求，織物應(yīng)有一定的厚度，設(shè)計為0.30～0.35毫米，高密織物的重量與一般外衣面料相當，設(shè)計為200克/米²以下，由于高密織物的透氣量很小，為了獲得良好的濕遷移性，經(jīng)紗宜采用純棉股線，緯向可采用線或單紗，其經(jīng)向緊度為以上，緯向緊度為30～40%，織物的透氣量在30升/米²/秒以下。

    空氣透過織物，相似于流體流經(jīng)多孔介質(zhì)的流動，織物的孔隙截面相當于流體運動中所經(jīng)流程之截面[4]。由織物的透氣量、厚度、重量等，按照計算多孔介質(zhì)的當量孔隙半徑的方法，計算高密織物的孔隙直徑如下:

    Q=αr²ΔP/8ηι²

式中，Q為織物透氣量（升/米²/秒）；r為織物孔隙平均當量半徑（μ）；α為單位面積織物中孔隙度（厘米³/厘米²）；ΔP為試驗時壓差（0.5英寸）；ι為織物厚度（厘米）。

    按上式驗算設(shè)計的織物孔隙直徑d可符合 100μ（水）＞d＞0.0004μ（水蒸汽）和d＜20μ（羽絨軸徑）二項要求，經(jīng)防水整理后，便可獲得不透水滴而透水蒸汽的功能。

    用蒸發(fā)法實測我們研制的高密棉布，在2O℃、65%RH條件下的透濕量，并與日本東麗Entrant尼龍涂層綢、國產(chǎn)尼龍涂層綢對比，結(jié)果如下，高密棉布為365，東麗為297，國產(chǎn)尼龍綢為203克/米²/24小時。表明高密棉布的透濕性優(yōu)于涂層織物。

    高密織物的紡織染整加工，采用純棉傳統(tǒng)工藝，織造時嚴格控制經(jīng)紗張力均勻，采用重箱打緯。染整加工時在保持織物平整條件下，采取收幅低伸長，防水整理后仍保持織物的多孔狀態(tài)。整理后的織物具有良好的防水級，手感柔軟滑爽，其硬挺度為4.7×3.3厘米，純彎曲（剛度）為0.13×0.09克/厘米²厘米，在低溫（-40℃）下，手感不變硬。

參  考  資  抖

[1]<J.T.N.> 1982,2;1982,12;1983,2

[2]《紡織學(xué)報》，1984,4p.19-23

[3]1965年華東紡織工學(xué)院研究生論文，《卡普綸平紋織    物的結(jié)構(gòu)與透氣量關(guān)系》。

[4]P.C，Carman，<Flow of Gases Through Porous     Media>/1956