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吳文蘭

（上海市紡織科學研究院）

   [提要]本文從棉織物品種的創新出發，對羽絨服織物的結構特點和性能要求，從機理分析著手，研制了功能性和舒適性兼備的防水透濕防羽絨逸出的高密棉布。

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，又要兼備外觀挺括、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，在國內也很流行，但我國對面料的開發與國外相比，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備的產品，不僅適用作羽絨服裝，還適用作運動式服裝、睡袋、雨農、風衣、手術衣。

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，則織物的孔隙應小于2Oμ。羽絨服衣料應能防止風的穿透，方可保持服裝內的空氣靜止，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構，當織物的表面能低于水時，水因其內聚力作用呈珠狀，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。

    人體隨著環境和活動狀態的不同，穿著不同的衣服，從而在人的皮膚周圍呈現出使人感到舒適的人工氣候，稱之為衣服內的微小氣候。衣服內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，故服裝應具有調節體內產熱與散熱平衡的功能，以維持人的正常活動需要。在環境-衣服-人體體系中存在濕和熱的傳遞。濕的傳遞有二種；無感蒸發排泄（氣相傳遞）和出汗發散 （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、織物結構、織物的表面整理等都有密切關系[2]。

     防風和防羽絨逸出是同一性質的要求，可用透氣量作為評價指標。但防水和透濕卻是相反的，需從織物結構和加工方式上來取得一致。先從織物結構上看，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微小氣候間的溫差及水蒸汽壓差，透濕量與衣服內外側水蒸汽壓差存在線性關系，當衣服內部壓力大于外部壓力時，衣內側的濕氣可向外側傳遞。

二、高密織物結構設計與加工工藝

  羽絨服織物的結構特點是孔隙度小，設計高密度織物時，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、數量、深度及其形狀有關；即與織物的結構、紗支、捻度、織物密度、厚度和經緯紗的配置有關；透氣量又與蓋覆程度有密切關系。織物蓋覆度由經向蓋覆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緯蓋覆比（εj/εw），若織物的支數重量相同，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]。故我們設計的高密織物，采用εj＞＞εw的方式，以經向蓋覆為主，織物外觀為經支持面，結合羽絨服的隔熱要求，織物應有一定的厚度，設計為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，經紗宜采用純棉股線，緯向可采用線或單紗，其經向緊度為以上，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，相似于流體流經多孔介質的流動，織物的孔隙截面相當于流體運動中所經流程之截面[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，經防水整理后，便可獲得不透水滴而透水蒸汽的功能。

    用蒸發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、國產尼龍涂層綢對比，結果如下，高密棉布為365，東麗為297，國產尼龍綢為203克/米²/24小時。表明高密棉布的透濕性優于涂層織物。

    高密織物的紡織染整加工，采用純棉傳統工藝，織造時嚴格控制經紗張力均勻，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。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]《紡織學報》，1984,4p.19-23

[3]1965年華東紡織工學院研究生論文，《卡普綸平紋織    物的結構與透氣量關系》。

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