织物含水率对其湿摩擦性的影响

程浩南

江西省现代服装工程技术研究中心(中国)



织物含水率对其湿摩擦性的影响

程浩南

江西省现代服装工程技术研究中心(中国)

织物的摩擦性能在一定程度上可以间接地反映其刺痒感和湿黏感。选用4种不同规格的聚酯/棉/麻混纺织物，利用FTT织物触感仪对织物进行动摩擦性能测试，通过调节织物含水率，模拟不同的湿度环境，研究织物在被汗液或雨水浸湿后表面动摩擦因数的变化。结果显示：织物含水率较小时，织物的动摩擦因数随着织物含水率的增加而呈现先增大后减小的趋势，织物刺痒感和湿黏感先增强后减弱；织物经、纬向摩擦性能由于织物密度不同而有所差异；当纱线中聚酯含量一定时，不同混纺比的聚酯/棉/麻织物摩擦性能的差异和规律并不明显。

含水率；动摩擦因数；刺痒感；湿黏感

服装面料摩擦性能在一定程度上可以间接地反映其刺痒感和湿黏感，直接影响服装面料穿着时的舒适性[1-3]。尤其是高温高湿环境下，随着人体的不断运动，汗液会明显增加，如果人体产生的汗汽和汗液不能通过织物顺利地进行有效传递，就会导致服装面料与人体皮肤间微气候中湿度增大[4]，且随着人体皮肤与服装面料之间接触面积的不断增加，汗液将逐渐充满织物，导致纤维和纱线间空隙处空气明显减少，不仅人体会感觉更加闷热[5]，而且皮肤与服装的粘贴还会产生一定的刺痒感，加剧人体的不舒适感觉[6-7]。

本文选用聚酯/棉/麻混纺织物为试验原料，通过调节试验过程中织物的含水率，模拟不同湿度环境，研究织物在被汗液或雨水浸湿后，织物与人体皮肤接触产生的刺痒感的变化。为进一步系统研究织物的舒适性提供一些理论参考。

1 试验

1.1 材料

选用聚酯/棉/麻混纺纤维织物为试验材料。聚酯/棉/麻混纺织物迎合了舒适性新产品的开发趋势，它能有效利用棉的吸湿、柔软，聚酯的挺括、抗皱，麻的凉爽触感、放湿速率高及抗菌等性能，是一种吸湿快干、凉爽舒适的夏季面料。试样所用纤维的规格及性能如表1所示，采用赛络纺纺制4种

不同混纺比的纱线并织制织物，织物组织均为平纹。纱线与织物的具体规格参数如表2和表3所示。

表1 纤维的规格及性能

表2 纱线规格参数

注： T——聚酯短纤维； C——棉纤维； J——麻纤维。

表3 织物试样的规格参数

1.2 测试仪器与方法

采用FTT织物触感仪(SDL ATLAS公司与香港理工大学研制)(图1)[8]，利用织物在微变形下的力学指标对织物接触舒适性进行表征和对比。

试样为31 cm长、31 cm高的L形样品，宽11 cm(图2)。为避免织物织造不匀引起的误差，每种织物取3块试样，测试数据取平均值。将织物试样放置在20 ℃、相对湿度为65%的标准环境下预处理24 h后，采用烘箱法干燥织物，根据聚酯、棉、麻3种原料的特性，烘箱温度设置为105 ℃，加热90 min后，进行第一次干燥后称量，记录数据后继续烘燥，每隔10 min称量一次，直至前后两次试样质量差在0.05%以内，即实现了完全干燥。然后将完全干燥的试样浸入去离子水中，待完全吸湿后，用夹子夹起，悬挂于20 ℃、相对湿度为65%的标准环境中，至不滴水时，进行一次称量，计算试样的含水率，然后根据实

图1 FTT织物触感仪

图2 试样规格

际状态，每隔一段时间进行一次测量，待织物达到所需含水率后，装入密封袋，以免水分继续散失，最后利用FTT织物触感仪进行快速试验。整个测试过程在(20±0.5) ℃、相对温度(65±4)%的环境中进行。FTT织物触感仪下测试板初始温度为20 ℃，上测试板温度始终保持比下测试板高10 ℃。

2 结果与分析

由图3所示的织物摩擦力随测试移动距离(即测试仪器的探头在面料上移动的距离)的变化曲线可见：织物的经、纬向摩擦力并没有完全重合。开始阶段，由

于毛羽的存在，压头并没有真正接触织物，摩擦力较小；随着测试板逐渐接近织物，压力增大，摩擦力增大，当压力达到一定值后，摩擦力稳定，即为织物的实际摩擦力；压头收回后，摩擦力下降。由于测试中压力不断变化，摩擦力受压力影响较大，而摩擦因数则不然，它能更好地反映和对比织物的摩擦性能。

图3 织物摩擦力随测试移动距离变化的曲线

2.1 试验结果

在不同含水率的情况下，测试不同织物试样的动摩擦因数，结果如表4所示。

表4 织物试样不同含水率时的动摩擦因数

注： 表中测试数据均为5次测试的平均值。

2.2 分析

将表4的测试数据转化为各织物试样摩擦因数随含水率的变化曲线(图4)，可见：4种织物经、纬向的动摩擦因数整体都随含水率的增加呈先增加后减小的趋势，但也存在不同程度的差异，试样的经向动摩擦因数在含水率为20%时达到峰值，然后下降；纬向动摩擦因数则在含水率为10%时达到最大值，之后再逐渐减小。这是因为织物含水率较低时，纤维吸湿后发生膨胀，水分子不断进入纤维与纤维之间，导致纱线直径变大，屈曲波高增大，与此同时，织物紧度也不断增大，手感变硬，当含水率较小的织物表面与测试板相对滑动产生摩擦时，织物中的纤维集合体或纱线由于较柔软蓬松，更容易避让，因此动摩擦因数小。随着试验过程中不断提高织物的含水率，织物变得更加紧密，更为僵硬，动摩擦因数变大。当织物的含水率继续增加到一定程度后，织物内部空隙已被水分子完全占据，织物吸湿后过剩的水分子只能吸附在织物表面，形成一层水膜，水膜使织物在摩擦过程中容易发生水滑，且过剩的水分子越多，织物表面的水滑现象越明显，织物表面越光滑，动摩擦因数越小。所以在织物动摩擦因数达最大值后，随着织物含水率的继续增加，动摩擦因数出现减小的现象，且随着试验过程中织物含水率的不断增大，纱线表面的毛羽也更贴伏在纱线表面，在一定程度上也会降低动摩擦因数，可在一定程度上使织物所产生的刺痒感有所下降，湿黏感也会因动摩擦因数减小而有所缓解。

(a) 经向

(b) 纬向

同种织物的经、纬向动摩擦因数存在差异，织物经向动摩擦因数整体大于纬向动摩擦因数，这主要是由于织物经、纬向密度不同，经向密度较大，织物表面产生的屈曲点较多，测试过程中织物表面与测试板的接触点较多，因而动摩擦因数相对较大。

织物中纤维的混纺比不同时，动摩擦因数的测试值也有差异，但并不明显。这是因为麻纤维和棉纤维与钢质材料的动摩擦因数接近，且比聚酯纤维的动摩擦因数大很多。本试验所选用的4种织物试样的聚酯含量(质量分数60%)相同，所不同的只是棉纤维及麻纤维的混纺比。因此，4种织物的动摩擦因数没有太大差异。

3 结语

——织物的含水率较小时，织物的动摩擦因数在一定范围内会随织物含水率的增加而增加，织物刺痒感和湿黏感增强。

——当织物的含水率增加到一定数值后，其动摩擦因数随含水率的继续增大而出现下降，这是因为织物吸湿过剩的水在织物表面形成水膜，增加了织物表面的光滑程度，同时也会造成纱线毛羽被覆程度提高，刺痒感有所下降，湿黏感因动摩擦因数的减小也有所缓解。

——织物经、纬向摩擦性能由于织物密度不同而有所差异。当纱线中聚酯含量一定时，对于不同混纺比的聚酯/棉/麻织物，随着织物含水率的变化，其动摩擦动因数并没有明显差异。

[1] 王革辉，张渭源．夏季服装面料的舒适性研究[J].东华大学学报(自然科学版)，2001，27(1)：74-77．

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[3] 张元．夏季织物粘体感与织物基本性能的关系研究[J]．四川丝绸，2008，29(4)：7-11．

[4] 张昭华，王云仪，李俊．衣下空气层厚度对着装人体热传递的影响[J]．纺织学报，2010，31(12)：103-107．

[5] 薛广洲．人体的出汗与针织服装的液态湿舒适性能[J]．针织工业，2002，23(4)：122-123．

[6] 李亿光，襄晔．织物接触舒适性的影响因素[J]．上海纺织科技，2013，41(12)：8-10．

[7] 王革辉，严静雅．非标准条件下夏季服装面料的透湿性能研究[J]．浙江纺织服装职业技术学院学报，2015，13(1)：4-8．

[8] 张红梅.涤棉麻混纺纤维织物的舒适性研究[D]．西安：西安工程大学，2015．

Effect of moisture content of fabrics on wet frictional

ChengHaonan

JiangxiProvincialModernResearchCenterofClothingEngineeringTechnology，Nanchang/China

Fabric friction properties can indirectly reflect the sticky and wet prickle feeling. The four different specifications of polyester/cotton/linen blend fabrics were selected as experimental samples, whose dynamic friction performance was test by FTT fabric tactile instrument. And by continuously adjusting the moisture regain to simulate different humidity environment, the variation of fabric surface dynamic friction coefficient was researched after its being soaked in rainwater or sweat. The results showed that when the moisture regain of the fabric was small, dynamic friction coefficient of the fabric increased first and then decreased with the increase in the moisture regain of the fabric, and the prickle and wet sticky feeling of the fabric would enhance first and then decrease. Warp and weft fabric friction properties varied due to the different densities. When there was certain polyester contentin in yarn, polyester/cotton/linen fabric friction and differences between the laws of different blending ratio were not obvious.

moisture content; dynamic friction coefficients; prickle; wet sticky feeling