织物的热舒适性测试与分析

主要就几类含毛混纺家纺织物的热湿舒适性进行测试与分析。利用织物触感测试仪对织物正反面进行织物触感测试,分析接触织物最大热流量、织物摩擦因数与织物规格及热湿舒适性间的关系,并对织物的热阻进行测试,分析热阻与织物规格之间的关系。研究结果表明,织物的热阻与织物厚度及纱线线密度呈正相关。     

基于脑电技术的面料触感捕捉刺激器的设计与开发

为了客观地捕捉人们对服装面料舒适性的感觉,针对人们触摸不同服装面料时,脑电波等生理指标会发生变化的特点,研究脑电波和服装触觉舒适性的关系,设计制作出一种新型的基于脑电技术的服装触感捕捉刺激器,辅以ERPs脑电仪捕获触感并进行离线分析,验证该装置多次实验的可重复性。指出:标识面料与皮肤接触瞬间的时间点是该装置设计制作的关键和难点;初步测试表明,该装置能够标识出皮肤与面料接触的瞬间时间点,且多次实验具有可重复性。     

内衣面料触觉舒适性数字化分析与评价模型的建立

针对面料触觉舒适性的主观评价不稳定、标准不统一的问题,该文提出一种基于面料物理性能指标的面料触觉舒适性数字化评价模型。借助织物触感仪测试50款市售内衣面料的力学性能,得到反映织物弯曲、压缩、热传导、表面摩擦和粗糙性能的18项物理性能指标,并衍生出3项感官评价指标以及综合触感评分,以此为基础分析织物物理性能与触觉舒适性的关系,进而建立触感的数字化评价模型,并通过主观实验验证其有效性。研究结果表明,该数字化评价模型回归拟合优度高,主客观实验的评价结果与预测结果一致性高,模型预测效果好。     

织物与皮肤间摩擦特性研究现状与展望

织物作为人体的贴身材料,具有保护人体皮肤的作用,其接触舒适性是衡量织物品质的重要指标之一,与皮肤不当的摩擦会影响人体着装的舒适感,甚至危害人体健康,因而测试与研究织物与皮肤间摩擦特性对提高服装舒适性具有重要意义。文章总结对比了国内外常用的织物与皮肤摩擦特性测试原理和方法,从织物性质、人体的性别、年龄、体表部位及摩擦外界条件分析了对皮肤与织物间摩擦特性的影响,指出在测试设备方面,应进一步扩大设备适用范围、提高精度和操作方便性;在皮肤模拟材料方面,应对皮肤模拟材料的表面特征和组织结构进行更深入研究。     

新型羊毛精纺面料抗皱性能和力学性能研究

采用KES风格仪对几种新型羊毛精纺面料进行测试,通过对面料折皱回复性能和基本力学性能测试分析发现,对于抗皱面料,由于采用强捻纱,织物表面比较光洁,摩擦因数较低;织物面密度和经纬密度较低,比较轻薄,弯曲刚度较低;采用平纹组织,织物的剪切刚度较高,剪切滞后量较小,因而抵抗剪切变形的能力强,容易回复,具有较好的压缩回弹性,因此,该抗皱面料具有较好的抗皱性能。对于对照面料,由于采用斜纹组织,经纬纱线之间相对滑移容易,因此急弹性回复角略高于抗皱面料,但缓弹性回复角略低于抗皱面料。对于暖感面料,由于经过特殊后整理工艺,其具有手感温和,压缩比功较高,压缩功回复率较低的特点,且布面丰满,不光滑,所以表面摩擦因数较大。对于冷感面料,由于进行了抗紫外线整理,因此织物表面的摩擦因数较高、表面粗糙。通过比对为织造适合不同需求的羊毛面料提供参考。     

纱线细度对纯棉衬衫面料手感的影响

探讨纱线细度与面料手感间的关系。采用新型面料触感测试仪对不同细度纱线制备的纯棉衬衫面料的手感进行了测试,分析和比较了纱线细度对纯棉衬衫面料的手感各项指标的影响。研究结果发现,纱线细度对织物的弯曲性能、压缩性能、热学性能和表面性能都有显著影响,随着纱线细度变细,纯棉衬衫面料的弯曲强度降低,压缩强度和回弹强度增大,热导性能增强,最大热流值增大,表面摩擦因数减小。认为:纯棉衬衫面料的纱线细度变细后,面料柔软度、抗折皱性、弹性、保暖性、凉爽感、平整性会得到增强。     

柔性康复手套设计与工效性评价

为了提升柔性康复手套的舒适性、加速病情康复,对康复手套使用舒适性进行了临床调查,确定了影响柔性康复手套使用舒适性的4个设计要素:功能要素、面料要素、结构要素和视觉要素。并在此基础上,以某公司研发的三款软体手指为载体,开发了一款改良型康复手套。然后对该手套进行了客观手指弯曲力度、面料与皮肤间摩擦因数、面料透气透湿性等性能测试,以及手套面料接触舒适性和结构工效性2项主观性评价实验。结果表明:该康复手套的合适工作气压为40~120 kPa;在手套充压40 kPa时,拇指所受最大压力为2.94 N、小手指所受最大压力为1.77 N、其他手指所受最大压力为1.96 N,具有初步的康复效果;面料接触舒适性评分为6.63分,舒适性良好;手套整体穿戴方便且不影响其正常功能性。     

面料与液体之间贴附性的测试及其条件研究

湿透的衣服紧贴着人体皮肤,使伸展、弯曲等动作受到很大约束,并带来生理、心理上的强烈不适感。因此,研究面料与皮肤表面的液体之间的贴附性至关重要。文章基于一种新的测试装置与方法,获取最大贴附力、最大贴附距离、贴附功三个指标,以及贴附距离-贴附力曲线,可评价面料与液体间的贴附性。对4种典型面料进行了实验,表明测试结果具有较好的区分度和可重现性,可用于比较不同面料与液体间的贴附性;分离速度、预加张力、润湿时长、水温及液体类型这些测试条件对结果均有不同程度的影响,应进行合理控制。     

触感清凉棉织物的制备及其性能

为获得一种具有冰爽舒适性能的针织面料,采用纤维素酶处理棉针织物,然后用冰爽硅油对织物进行整理。通过红外光谱、热重、KES织物风格、毛细效应、透气性、透湿性、热阻、湿阻的测试分析,研究了触感清凉棉织物的性能。结果表明：触感清凉棉织物剪切刚度为0.74 cN/(cm?(°) ),弯曲刚度为0.0073 cN?cm,悬垂系数为30.7%,30 min 毛细效应为12.3 cm, 透气性为352.3 L/(m2?s), 透湿性为4.012 g/ (m2?d), 热阻为0.019 1 m2?°C/W,湿阻为4.687 Pa?m2。经纤维素酶和冰爽硅油处理后,棉织物表面柔软度和滑爽度增加,动摩擦因数为0.206,摩擦因数平均偏差为0.006 2,表面粗糙度为2.250。红外谱图分析结果表明,处理后纤维分子结构中引入了硅油基团。热重分析结果表明,触感清凉棉织物初始分解温度为247.7°C,热稳定性能保持良好。     

针织医用压力袜接触舒适性测试分析

基于皮肤摩擦学原理,选择5种不同材料与组织结构的二级医疗压力袜进行摩擦测试,并测试其透气性和透湿性,探索不同材料和结构对医用压力袜接触舒适性的影响。结果表明,含有天丝的医用压力袜的摩擦系数较小,而且透气性和透湿性更好,接触舒适性更优。该研究有助于人们更好地理解皮肤与医用压力袜之间的接触摩擦行为,可为制造厂商优化压力袜的性能提供参考。     

Friction characteristics of fabrics in the presence of air

High frictional force between the skin and the air bag greatly influences the scratch damage to human skin when an air bag inflates and rubs against the skin. The coefficient of friction should therefore be reduced. In this study, we propose a new method to reduce frictional force by producing air lubrication between an air bag made of a non‐coated fabric and the human skin. Air was generated, and an experimental device that could measure frictional force was produced. The frictional force of the air bag with air was measured, and the effectiveness and efficiency were confirmed. In the presence of air, the friction disk materials, fabric materials, and fabric structure do not influence the frictional force and coefficient of friction. Instead, the coefficient of friction is influenced by air mass flow passing through the fabric.     

衣下空气层厚度对着装人体热传递的影响

位于人体皮肤与服装内表面之间的空气层是着装人体向外环境传热的重要途径。通过在人工气候室中重构热平板仪,测量了不同衣下空气层厚度时的面料表面温度,研究空气层厚度与面料表面温度之间的相互关系。建立了模拟显热量从皮肤表面经过衣下空气层、面料层向外环境传递的数学模型,分析衣下空气层厚度及环境条件对着装人体热传递的影响。实验及模拟结果表明,衣表温度随着衣下空气层厚度的增加而下降,但当空气层厚度达到16 mm时,自然对流的出现加大了皮肤向面料内表面的传热量,导致衣表温度升高。环境温度及风速与衣下空气层组合起来,共同影响人体通过服装系统向环境的散热量。     

硅溶胶整理对双层吸水速干织物应用性能的影响

为了研发出具有更高性能的吸水速干织物,采用十字断面涤纶纤维设计织造出有毛细差动的双层构造织物,以获得优异的吸水性能。以正硅酸四乙酯制备了疏水性的硅溶胶改性剂,并采用局部喷涂法对织物反面进行硅溶胶整理,进一步提高双层吸水速干织物的速干性能。结果表明,与普通吸水整理后的双层织物相比,经过硅溶胶局部喷涂法整理的织物正面亲水、反面疏水,正面接触角为0°,反面接触角大于130°。织物的芯吸高度保持与普通吸水整理同等水平,芯吸高度经向、纬向分别为18.7和16.9 cm;织物完全干燥时间由普通吸水整理的40 min缩短到25 min。局部喷涂法硅溶胶整理,在保持双层织物优异吸水性能的前提下,大幅度提高了织物的速干性能,有利于汗液迅速从皮肤侧导向衣服外侧并快速蒸发,保持肌肤面的干爽舒适感。     

织物接触冷暖感的模拟分析

为了探究织物接触冷暖感,针对织物与皮肤接触瞬间热量传导情况及其影响因素,采用有限元方法构建三维织物传热仿真模型分析织物接触冷暖感的影响因素。通过Texgen建模软件建立织物三维几何模型,结合等效热导率的串并联模型,用Ansys workbench软件进行仿真模拟。提取最大热通量值与KES-F7型织物冷暖感测试仪的测试结果进行对比验证,结果显示模拟值与测试值误差均在6%以内,且吻合度较好。研究结果表明:织物毛羽层厚度增大时,织物与人体皮肤接触面热通量会随之变小;当织物内部加入高热导率纱线时,织物与人体皮肤接触面热通量值随之增加,且热导率增大时,织物与人体皮肤接触面热通量增幅趋缓;当高热导率纱线数量增多时,织物与人体皮肤接触面热通量值也会明显增大。     

Thermal and mass transport properties of polyester–cotton plated fabrics in relation to back layer fibre profiles and face layer yarn types

Clothing plays an important role in maintaining thermal equilibrium between a human body and the ambient environment by serving as a medium for heat, moisture vapour and liquid moisture transfer. The ability of fabric to maintain this equilibrium is related to thermo-physiological comfort. Plating is an innovative knitted fabric production technique to obtain bi-layered fabrics. An attempt has been made to engineer plated knit structures with such a combination of fibre cross section in the back (inner/next to skin) and the yarn type in the face (outer) layer, so that a rapid liquid transfer from back layer by wicking and quick liquid absorption and evaporation by the face layer can be achieved. Plated fabrics using the combination of triangular polyester fibre in the back and carded cotton yarn in the face layer showed the higher thermal resistance, higher absorbent capacity and would be warmer to the initial touch. However, the combination of combed cotton yarn with triangular polyester fibre resulted in fabrics with the higher air permeability, moisture vapour transmission rate and transplanar wicking.     

基于全织物传感网络的温敏服装设计

为实现对人体皮肤温度的实时监测,在深入研究现有监测技术的基础上,结合人体不同部位皮肤温度分布存在差异,以及人们对温敏服装的可重复性及舒适性的要求,通过建立人体区域传感网络的阵列式排列模型与数据采集存储系统的设计方法,最终制备基于全织物传感网络的温敏服装。测试全织物温度传感网络的拉伸回复性,证明其具有较高的稳定性。测试温敏服装的温敏性并评估其可重复性和舒适性,证明其具有较高的灵敏度及良好的实用性。综合比较数据采集模块的实用性,最终开发出便携式数据采集存储系统。结合数据采集系统采用温敏服装实时监测人体皮肤温度,证明可通过人体温度的变化曲线追踪人体的呼吸状态,同时满足舒适性要求。     

The mechanics of buckling fiber in relation to fabric‐evoked prickliness: a theory model of single fiber prickling human skin

The simple Euler model of buckling of a slender rod has been commonly used to explain the mechanics in relation to the buckling of fabric‐evoked prickliness. Unfortunately, few works have paid attention to its applicability into the buckling behavior of fiber prickling human skin to evoke prickliness, though the friction between the fiber end and the skin and the firmness of a fiber end held in fabric (denoted as elastic stiffness) are considered to be among the main factors for fabric‐evoked prickliness. To model the mechanics of buckling of a fiber in relation to fabric‐evoked prickliness, the fiber–skin friction, the elastic stiffness, and the initial inclined angle of the fiber are introduced into the simple Euler model of buckling of a slender rod. Then, a sensitivity analysis is performed on these three factors to observe their role in the buckling behavior of a fiber. The results demonstrate that the fiber–skin friction and the elastic stiffness have a significant effect on the buckling behavior of fiber end prickling skin and the stimulus intensity to skin. Additionally, the fiber with an initial inclined angle can exert compression force on skin above the average force threshold of nociceptors responsible for fabric‐evoked prickliness, and the force size depends on the fiber property and its end‐restraint intensity. Therefore, it is not appropriate for the assumption of a fixed‐hinged boundary of the fiber end prickling human skin. In this sense, a developed fiber–skin coupling model provides a good modeling for the buckling behavior of fiber end pricking human skin.     

织物吸湿性对织物和皮肤间动摩擦力的影响

为探明含水率不同织物与皮肤间的动摩擦力变化趋势,选取18种机织面料和9种针织面料与同一女性青年志愿者的前臂内侧皮肤进行摩擦实验,利用织物皮肤摩擦测试仪测试湿态条件下织物与皮肤间的动摩擦力。针对不同湿态条件的织物试样,采用完全浸润织物后悬挂自然晾置的方式,以织物的含水率定量表征织物的润湿程度。结果表明：相同原料的织物和皮肤间的动摩擦力变化趋势相似,反之亦然;织物含水率在10%~60%的范围内,随着织物含水率的增大,不同原料的织物与皮肤间的动摩擦力变化普遍存在先增大后减小的趋势;湿态条件下织物和皮肤间的动摩擦力达到峰值时,织物的含水率与纤维的公定回潮率存在正相关关系。     

织物热传递性能研究

从人体、服装、环境这一系统出发,探讨了织物层数和层间空气层厚度变化对热传递规律的影响。从紧贴织物和非紧贴织物两种情况入手,得到热传递随织物层和层间空气层厚度变化的规律;织物间空气层厚度的增加,会使织物总的克罗值增大,但随着层数的增加,总的克罗值增大的幅度越来越小。如果厚度太大,克罗值不仅不增加反而减小。     

织物热传递性能研究

从人体、服装、环境这一系统出发，探讨了织物层数和层间空气层厚度变化对热传递规律的影响。从紧贴织物和非紧贴织物两种情况入手，得到热传递随织物层和层间空气层厚度变化的规律；织物间空气层厚度的增加，会使织物总的克罗值增大，但随着层数的增加，总的克罗值增大的幅度越来越小。如果厚度太大，克罗值不仅不增加反而减小。