发热纤维保暖针织面料的工艺及热舒适性研究Yd14208

吉利梅，蔡永东 南通纺织职业技术学院，江苏南通226007

收稿日期：2011-02-23

作者简介：吉利梅(1978)，女，江苏如皋人，讲师，主要从事针织工程专业教学工作。

原载:上海纺织科技2011/8;20-22

【摘要】介绍了发热纤维的特点及性能，制定了发热纤维针织保暖面料的开发工艺，其中包括设备参数、原料、织针排列、三角排列、穿纱方式、线圈长度、面料参数等；并对有关针织保暖面料的热舒适性能，如透气性、保温性及透湿性等进行测试，从而为保暖面料的生产与开发提供了理论依据。

【关键词】Eks纤维；发热纤维；保暖面料；针织面料；工艺；热舒适性能

【中图分类号】TS941.713；TS184.42；TS101.923 文献标识码：A 文章编号：1001-2044(2011)08-0020-03

针对消费者对织物保暖性和舒适性的要求，研究开发了发热纤维保暖针织面料，把Eks发热纤维引入到面料中，使面料具有很好的保暖效果和舒适感，满足消费者的健康需求。

1 发热纤维的性能介绍

目前市场上的发热纤维主要有日本东洋纺公司的Eks、美国杜邦公司的Thermolite、日本尤尼帝加公司的Thermotron及日本旭化成株式会社的Thermogear等。本产品生产主要采用Eks发热纤维。将Eks Power加入到聚酯聚合体中混合，可纺成半永久性的Eks纤维，由于Eks Power与纤维间以化学键相结合，Eks纤维亲水性基团超过了任何一种天然纤维，故Eks不仅可调节人体与衣服之间的温度及湿度，还具有保护人体与环境的功能。

2 产品设计与主要生产工艺

2.1 产品设计

Eks发热纤维具有高吸湿性、发热性、隔热性，可用于四面弹不倒绒及磨毛布等保暖面料的开发。这里仅介绍前一产品的设计与生产，它采用双面机生产，表面为棉，里面的腈纶经拉毛处理，从而使这种面料具有高回弹性、尺寸稳定性、良好的抗疲劳性、耐磨性和透气性，使得服用时更加保暖、舒适，且感觉清爽。

2.2 编织工艺

2.2.1 设备参数

机型为卜硕双面圆纬机，机号28针／25.4mm，筒径762 mm，路数72 F，机速23 r／min，采用棉毛对位方式。

2.2.2 原料

采用13 tex精梳棉纱、14.8 tex Eks纱、15.5 tex腈纶纱和4.4 tex氨纶丝。

2.2.3 织针排列

针盘针与针筒针都按照ab顺序排列。

2.2.4 三角排列

三角排列方式如表1所示，3路一个循环。

表1 三角配置图

项目	顺序	1	2	3
上针	b	V	-	V
	a	-	-	V
下针	a	-	∧	-
	b	∩	∧	-

2.2.5 穿纱方式

第1路穿14.8 tex Eks纤维纱，第2路穿13 tex精梳棉纱+4.4 tex氨纶丝，第3路穿15.5 tex腈纶纱。

2.2.6 用纱比

产品中各用纱的比例经计算如表2所示。

表2 用纱比

编号	原料	用纱比／％	纱长(100个线圈长度)／cm
A	13tex精梳棉纱	30.78	35.5
B	14.8tex Eks纤维纱	13.62	27.5
C	15.5tex腈纶纱	52.12	27.5
D	4.4tex氨纶丝	3.48	13

2.2.7 面料参数

毛坯幅宽145 cm，毛坯面密度420 g／m²，光坯幅宽155 cm，光坯面密度410g／m²。

2.2.8 调机要点

为了防止氨纶丝滑移，一般由针筒针先进行编织，氨纶丝的垫纱角度不低于棉纱的垫纱角度，针筒针出针时对应的针盘针的压针要退回到原点。

3 针织保暖面料热舒适性能测试与分析

根据保暖面料热舒适性能测试要求，结合有关产品检测标准，选定透气性能、保暖性能及透湿性能作为该面料热舒适性能测试与研究项目。同时为比较其热舒适性能，特选3种同类保暖面料作为试样，一并进行测试。

3.1 试样选择

本实验共选择3种面料，试样规格见表3。

表3 试样规格

试样编号	品种	组织结构	厚度／mm	面密度／g·m^-2
1	14.6tex巨龙半精梳纱+8.3tex／l 36f涤丝+16.7tex／288f双丝(蒸丝)+4.4tex氨纶丝	普通四面弹不倒绒	3. 87	433
2	14.8tex发热纤维纱+13 tex精梳棉纱+15.5tex腈纶纱+4.4 tex氨纶丝	发热纤维四面弹不倒绒(腈纶绒面)	3.32	410
3	14.8tex发热纤维纱+18.2tex精梳棉纱+4 . 4 tex氨纶丝	发热纤维棉毛磨毛布	1.50	300

3.2 测试方法与指标

3.2.1 透气性能

织物的透气性习惯上用透气量来表示，即织物两

面在规定的压差下，单位时间内通过织物单位面积的

空气体积，单位为L／(m²·s)[1]。

本实验采用YG461型织物中压透气量仪。环境条件为温度20℃，相对湿度65％ 。采用标准为GB／T5453-1997(纺织品织物透气性测定》。

3.2.2 保暖性能

保暖性的大小取决于织物中静止空气的含量。目前其测试指标主要有保温率、传热系数及克罗值。

保温率是指无试样时的散热量和有试样时的散热量之差与无试样时的散热量之比的百分率。

传热系数是指纺织品表面温度差为1 ℃时，通过单位面积的热流量。

克罗值是指在室温为2l℃，相对湿度50％以下，气流为10 cm／s(无风)的条件下，试穿者静坐不动，其基础代谢为58.15 W／m² 时，感觉舒适并维持其体表平均温度为33℃，此时所穿衣服的保温值为1克罗(CLO)值(1CLO=0.155 m²·℃／W)[2] 。

试验仪器：织物保温性试验仪SFJJ-606PC，为由微机控制的平板式织物保温性实验仪。按照GB／T11048-1989((纺织品保温性能试验方法》的要求，设定标准状态(人体温度36℃)，用恒定温差散热法由微机计算保温率 、传热系数 和克罗值h。

环境条件：温度(20±2)℃ ，相对湿度(65±2)％。

实验参数：预热时间30 min，加热周期次数5次，试验板温度36℃ ，试验板尺寸250 mm×250 mm。每种试验测量3次，求其算术平均值。

标准为2009年版《针织保暖内衣行业标准》。

3.2.3 透湿性能

透湿量：在织物两面分别存在恒定的水蒸气压的条件下，规定时间内通过单位面积织物的水蒸气质量，以g／(m²·d)表示[3]。

环境条件：温度20℃，相对湿度65％。

透湿箱条件：温度38℃，相对湿度90％ ，气流速度0.3～0.5 m／s。

实验标准：GB／T 12704-1991《织物透湿量测定法》。

试验采用方法A透湿，即把盛有吸湿剂或水、并封以织物试样的透湿杯放置于规定温度和相对湿度的密封环境中，根据一定时间内透湿杯(包括试样和吸湿剂或水)的质量变化计算出透湿量。

实验仪器材料：实验箱，透湿杯，天平，吸湿剂，标准筛，干燥剂，量筒。

试样透湿量按下式计算：

WVT= 24×△m／(S·t) (1)

式中： WVT —— 24 h透湿量，g／(m²·d)；

△m —— 同一实验组合体两次称量之差，g；

S —— 试样实验面积，m²；

t —— 实验时间，h。

3.3 测试结果与分析

3.3.1 透气性能测试数据与分析

透气性能测试数据见表4。

表4 透气性能测试结果 mm.s

样品序号	试样1(04号喷嘴)	试样2(03号喷嘴)	试样3(05号喷嘴)
1	263	137.2	625
2	264.1	167.5	766
3	289.9	146.4	675
4	270.3	165.5	768
5	281.8	183.6	654

由表4可以看出，发热纤维棉毛磨毛布的透气性最好，普通四面弹不倒绒次之，这种现象的解释是采用棉毛组织结构的发热纤维棉毛磨毛布较薄，透气量较大，透气性较好；而织物原料的不同使得织物的透气性能也存在着差异。可见织物的透气性不仅与织物的组织结构有关，还受织物所采用的原料影响。

3.3.2 保暖性能测试数据与分析保暖性能测试数据见表5。

表5 保暖性能测试结果

序号	试样1			试样2			试样3
	保温率／％	传热系数／W·m-2·℃-1	克罗值	保温率／％	传热系数／W·m-2·℃-1	克罗值	保温率／％	传热系数／W·m-2·℃-1	克罗值
1	68.3	24.3	0.265	73.4	27	0.238	72.7	27.9	0.231
2	68.8	22.7	0.251	74.8	27.3	0.240	71.2	24.8	0.24l
平均	68.6	23.5	0.258	74.1	27.2	0.239	72.0	26.4	0.23

由表5可以得出发热纤维四面弹不倒绒保暖性最好，发热纤维棉毛磨毛布次之，普通四面弹不倒绒的保暖性最差，织物越厚，保暖性就越好，采用发热纤维的织物的保暖性优于普通纤维，可见织物的保暖性不仅与织物组织结构有关，还与织物的纱线(原料)性质有关，织物越厚，保暖性就越好；发热纤维的保暖性能优于普通纤维。

3.3.3 透湿性能测试数据与分析

透湿性能测试数据见表6。

表6 透湿性能测试结果

称重次数	试样1	试样2	试样3
第一次称量／g	152.5825	144.6446	153.6086
第二次称量／g	153.5129	145.5738	154.9259
△m／g	0.9304	0.9292	1.3173
透湿量／g·m^-2·d^-1	5 810	5 798	8 220

由表6可以看出，发热纤维棉毛磨毛布的透湿性最好，普通四面弹不倒绒次之，织物越薄，透湿性越好；原料不同，透湿性也不同，普通四面弹不倒绒透湿性较好，可见织物的透湿性不仅与织物组织结构有关，还与织物的原料有关。

3.4 测试结论

通过上述热舒适性能的测试，可以得知织物原料的选用以及组织结构的选择均会影响织物的热舒适性能，织物越薄，织物的透气性与透湿性越好；发热纤维棉毛磨毛布与发热纤维四面弹不倒绒的保暖性都比普通四面弹不倒绒的保暖性好，说明发热纤维的保暖性优于普通纤维的保暖性。

4 结语

Eks发热纤维热保暖面料的生产实践与热舒适性能测试表明，该纤维可用于针织保暖面料的生产，但设计产品时须综合考虑原料及组织结构的合理选用，才能较好地满足消费者追求轻薄、保暖、舒适的要求。

参考文献：

[1] GB／T 5453-1997.纺织品织物透气性的测定[s].

[2] GB／T 11048-1989.纺织品保温性能试验方法／新标准[s].

[3] GB／T 12704-1991.织物透湿量测定法[S].