（纺织工程专业论文）双面效应功能性针织物编织工艺与液态水传导性能研究.pdf

摘要 本文主要对双面效应功能性针织物的编织工艺及其液态水传导性 能进行了研究。论文在分析单面圆纬机垫纱特性的基础上推导出了由 实际垫纱横角与垫纱纵角决定的纱线断面轨迹方程，论述了编织双面 效应功能性添纱针织物的单面圆纬机简径变化对垫纱横角的影响，用 回归分析的方法确定了单面圆纬机大小筒径区别的临界值。由临界值 区分的圆纬机大小筒径分别对应不同的垫纱角度配置，根据编织添纱 组织时针舌不打击纱线成圈与针舌打击纱线成圈两种情况，在小筒径 圆纬机和大筒径圆纬机上分别进行了垫纱角度配置实验，得出了实现 良好添纱效应的垫纱纵横角度配置规律。 采用上述垫纱角度配置规律在小筒径机器上编织了双面效应添纱 平针织物，在大筒径机器上编织了添纱双面效应集圈织物。利用新型 的液态水管理测试仪器m m t 进行了实验，证明良好的添纱效应织物 达到了液态水传导的性能要求，合理的织物结构与密度是织物具有优 良液态水传导性能的保证。进一步对双面圆纬机上编织的双面效应织 物的液态水传导性能进行了测试，对影响织物性能的原料与结构因素 进行了分析。对采用新型的高科技纤维编织的功能性织物的水分管理 性能从几何形态方面进行了初步分析，该织物在湿态下仍具有较好的 接触与热湿舒适性，这也是今后功能性织物发展的一个重要方向。论 文还应用数字化技术对液态水在水平织物上的传导扩散过程进行了可 视化仿真模拟，为功能性针织物液态水管理性能的研究提供了一个新 型的直观的形象化工具。 在圆纬机的实际编织过程中，旧线圈握持线为圆弧线，与传统理 论中所描述的直线不同。因此，根据织针成圈过程中沿弯纱三角下降 的同时沿针筒圆弧进行回转的运动规律，设定了大小筒径圆纬机实际 垫纱角度的表述，并推导出了计算方法。以设定的实际垫纱横角与垫 纱纵角为参数推导出了编织双面效应添纱织物的单面圆纬机纱线断面 轨迹参数方程： s = 研面万c o s 而o + c 面o s ( a 厕- # ) 一1 】 c o s ( 办+ 口) + c o s ( 办+ 口一痧) 。 栌斛谚留y - s i n 识邵c o s 嵩罴c o s 筹b ， l 驴；+ 口) +l 以+ 口一妒j 在纱线断面轨迹方程的基础上分析了单面圆纬机筒径变化对垫纱 横角的影响。经过对织针沿压针三角下降成圈时针舌闭口的瞬间相应 针筒转角。的分析，得出咖值随筒径变化曲线，并计算出不同筒径机 器的垫纱横角极值范围。结果说明该角度范围与织针针钩的尺寸大小 有密切关系。进一步对三种筒径的圆纬机纱线断面轨迹进行回归分析， 确定了7 英寸为单面圆纬机大小筒径区别的临界值。筒径大于该值的 圆纬机属于大筒径范畴。经实验验证，7 英寸筒径作为i 临界值是合理 的，且垫纱角度配置理论值与实验值相关程度高，说明用实际垫纱角 度来分析纱线在喂入针钩时的运动确实可行，得出的纱线断面轨迹可 作为添纱编织中分析垫纱角度配置与添纱效应的理论根据。 双面效应添纱织物编织的另一种情况是纱线在针舌打击作用下进 入针钩成圈。与纱线不受针舌打击而成圈的情况相比，其形成良好添 纱效应的垫纱角度配置将有所不同。文中确定了针舌打击纱线的三种 极限位置，并推导出了计算相应垫纱角度极值的理论公式。结合7 英 寸小简径z 1 3 1 型与3 0 英寸大筒径u n i t e x 型圆纬机的具体机器与织 针参数，由理论公式计算得出垫纱角度极值。设计并加工了新型的适 用于垫纱角度变化实验的三维调节导纱器，分别在上述两种机器上进 行了不同垫纱角度配置情况下针舌打击纱线成圈的添纱编织实验。实 验发现在添纱编织中，由针舌打击纱线实现成圈编织有三种情况：a 针舌打击地纱和面纱进入针钩内成圈，取得良好添纱效果的纱线配置 小筒径范围内为口面( 口地，风) 风，大筒径范围内为口面) 口地，氏) 氏； b 针舌只打击面纱进入针钩内成圈，地纱直接进入针钩成圈，这种情 况地纱会翻出织物表面，无法形成正常的添纱组织：c 针舌只打击地 纱进入针钩内成圈，面纱直接进入针钩成圈，这时地纱则在垫纱横角 较大和垫纱纵角较小的条件下可形成添纱效果良好的织物。 l i 选用合理的垫纱角度配置编织了双面效应添纱平针织物9 种与集 圈织物4 种，并采用上述分析所得的出现“跳纱”的垫纱角度配置编 织了参照织物c f 。利用能较全面地反映织物水分管理能力的新型m m t 仪器测试了这些织物的液态水传导性能。实验结果说明织物c f 不能达 到织物的水分传导要求，而其它织物都表现出了较好的水分管理能力。 其中添纱双面效应平针织物的面纱选择棉，地纱选用截面形状为五叶 形的异型涤纶，采用中等密度编织可形成水分管理性能良好的功能性 织物。在添纱双面效应集圈织物中，面纱选用棉，地纱选用c o o l m a x ， 编织工艺采用双针单列集圈及适中密度利于形成水分管理性能良好的 功能性织物。 除了在单面圆纬机上进行添纱编织外，在双面圆纬机上编织也是 常用的实现织物双面效应的方法。选用七种以导湿快干为最终服用性 能的双面织物与设计编织的5 种编织工艺手段近似而组织结构有差异 ：白勺双面织物进行了m m t 液态水管理性能测试，结果显示应用棉与异 型涤纶，采取适宜密度及表面网眼分布是提高织物液态水传导性能的 有效途径，即原料种类和配比、织物密度、组织结构是影响织物液态 水传导性能的重要因素。在原料配用基本相同的情况下，织物的组织 结构对液态水传导性能有重大影响。针织物中线圈状态( 集圈、成圈) 及其分布( 形成网眼的大小及密度) 决定了芯吸通道的顺畅程度，因 而也影响液态水的吸收和传导性能。织物表面网眼的均匀分布有利于 织物液态水传导综合能力的提高，织物中层和外层适当的保水量也是 影响其液态水传导综合能力的重要因素。此外，在液态水传导过程中 织物中的纤维会因吸收了水分而产生不同程度的膨胀，使纱线之间的 空隙减少，影响到织物的散湿能力，利用具有特殊功能的新型纤维可 使织物的性能从接触舒适性和导湿性方面都有大幅度提高。 利用数字化技术对水分在织物厚度方向的传导及水平表面的扩散 进行动态仿真模拟。在对添纱双面效应平针织物的实际结构( 水平扩 散纵横向路径不同) 进行分析的基础上，引入水分传导面积修正系数 a f ： i i i a f = 专。z 其中参数分别为：结构曲折系数孝、方向系数名与保水系数航程序通 过面向用户的界面实时演示水分开始与织物接触到浸润进而向三个不 同方向传导扩散的动态过程，同时可反映具体织物的三种修正系数及 m m t 测试指标。对添纱双面效应平针织物的液滴法实验结果进行拍 摄，并将其与仿真模拟结果进行了对比。两者吻合程度较高，说明该 仿真模拟程序设计定位准确，所引入的修正系数较全面地反映了相应 织物的各项特性。证明通过数字化技术仿真模拟织物中的液态水动态 传导与扩散过程合理可行，为研究织物的液态水传导性能提供了一种 形象直观的可视化新型方式，对进一步研究多品种多结构针织物的液 态水传导性能打下了良好的基础。 关键词：双面效应功能性针织物添纱编织临界筒径值 ， 液态水传导 数字化仿真模拟 i v a b s t r a c t t h ek n i t t i n gp r o c e s sa n dl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e so fd o u b l e - f a c e d e f f e c tf u n c t i o n a lk n i t t e df a b r i c si sd i s c u s s e di n t h i sp a p e r v i at h ea n a l y s i so ft h e l a p p i n gc h a r a c t e ro fs i n g l ec i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e ，t h ep r a c t i c a lh o r i z o n t a la n d v e r t i c a l l a p p i n ga n g l e i si n t r o d u c e dt od e t e r m i n et h ec e n t e rt r a c ko fy a m c r o s s - s e c t i o n t h ee f f e c to fc y l i n d e rd i a m e t e rc h a n g eo nt h eh o r i z o n t a ll a p p i n ga n g l e i sa n a l y z e d w i t ht h em e t h o do fr e g r e s s i o na n a l y s i st h ec r i t i c a ld i a m e t e ro f d i f f e r e n t i a t i n gt h es m a l la n dl a r g ec y l i n d e rd i a m e t e ri sd e t e r m i n e di nt h ec a s eo f s i n g l ec i r c u l a rk 玎j t t i i l gm a c h i n e t h ed i f f e r e n tc y l i n d e rd i a m e t e ro fc i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n ec o r r e s p o n d st ot h e d i f f e r e n tl a p p i n ga n g l ep o s i t i o n t h ek n i t t i n gp r o c e s sc a nb ec o m p l e t e db yt h e n e e d l e si nt w ow a y s ：o n ei st h en e e d l et o n g u ec o n t r o l l e db yt h eo l dl o o pd o e s n th i t t h ey a r n sw h i l er o t a t i n gu pa n da n o t h e rw a yd o e s c o r r e s p o n d i n gt ot h et w o s i t u a t i o n s ，t h ee x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u to nt h es m a l la n dl a r g ed i a m e t e rc i r c u l a r k n i t t i n gm a c h i n er e s p e c t i v e l y t h r o u g ha b o v ed i s c u s s i o nt h er u l eo fo p t i m a ll a p p i n g a n g l ep o s i t i o nc a r lb ed e r i v e d ，t h e r e f o r et h eg o o dp l m i n ge f f e c tc a n b ee n s u r e d a d o p t i n ga b o v el a p p i n ga n g l ep o s i t i o nr u l e s ，t h ed o u b l e f a c e de f f e c tp l a t e df a b r i c s a r ek n i t t e do nt h es m a l la n dl a r g ed i a m e t e rs i n g l ec i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e t h e p r o p e r t i e so fl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n ga r et e s t e dw i t ht h en o v e le q u i p m e n tm m t t h ee x p e r i m e n t st e s t i f yt h a tt h ef a b r i c s 、j r i 廿lg o o dp l m i n ge f f e c ta n dr e a s o n a b l e s t r u c t u r ea n dd e n s i t ym e e tt h er e q u i r e m e n to ft h el i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n g t h e s a m ee x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u tw i t hd o u b l e - 加e de f f e c tf a b r i c sk n i t t e do nt h e d o u b l ec k c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e as e to fn o v e lf u n c t i o n a lk n i t t e df a b r i ci sa n a l y z e d 舶mt h et w oa s p e c t so ft a c t i l ea n dt h e r m o - h y d r oc o m f o r ti nt h ec o n d i t i o no fl i q u i d m o i s t u r ea b s o r p t i o n t h e p r o c e s so fl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n ga n dd i f f u s i n gi nt h es i n g l ep l a t e df a b r i c s i ss i m u l a t e db yd i g i t a lt e c h n i q u e t h es i m u l a t i o np r o v i d e san o v e le m u l a t i o n a l f a c i l i t yf o rt h el i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e so f f u n c t i o n a lk n i t t e df a b r i c s i nt e r m so ft h es i t u a t i o nt h a tt h eh o l dl i n eo fo l dl o o p si sac u r v ei nt h ep r a c t i c a l k n i t t i n gp r o c e s so fc i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e ，d i f f e r e n t l yw i t ht h e t r a d i t i o n a lt h e o r i e s ， t h ep a p e re n a c tt h eh o r i z o n t a la n dv e r t i c a ll a p p i n ga n g l e so nt h es m a l la n dl a r g e v d i a m e t e rs i n g l ec i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n e u s i n gt h el a p p i n ga n g l e sa si n d e p e n d e n t s t h e p a p e re d u c e st h ef o l l o w i n ge q u a t i o n so fy a mc r o s s - s e c t i o nt r a c k ： g = 斜面万c o s 而a + c 面o s ( a 厕- 尹) 一1 】 c o s ( 办+ 口) + c o s ( ，+ 口一) 。 驴埘纰y - s i n 榔商c o s 嵩篙c o s 筹， l 驴；+ 口) +l 驴；+ 口一驴) t h ev a r i a t i o no fc y l i n d e rd i a m e t e rw i l la f f e c tt h ep o s i t i o no fh o r i z o n t a ll a p p i n ga n g l e i nt h ek n i t t i n g p r o c e s s ，t h ec l o s i n gm o m e n to fn e e d l et o n g u ec o r r e s p o n d st h e c y l i n d e rr o t a t i n ga n g l e 矽c t h ec u r v ea b o u t cc h a n g i n gw i t ht h ec y l i n d e rd i a m e t e r i ss h o w e da n dt h er a n g e so fh o r i z o n t a ll a p p i n ga n g l ei nd i f f e r e n tc y l i n d e rd i a m e t e r m a c h i n e sa r ef i g u r e do u tb a s i n go nt h ey a mc r o s s s e c t i o nt r a c k t h er e s u l t sp r o v e t h a tt h es i z eo fn e e d l eh o o kp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei nt h el a p p i n ga n g l er a n g e o n t h eo t h e rh a n d ，t h er e g r e s s i o na n a l y s i sa b o u ty a mc r o s s s e c t i o nt r a c ki nt h r e ek i n d s o fc y l i n d e rd i a m e t e rd e t e r m i n e st h a t7i n c hi st h ec r i t i c a lc y l i n d e rd i a m e t e r t h e s i n g l ec i r c u l a rk n i t t i n gm a c h i n eb e l o n g st ot h el a r g ed i a m e t e rm a c h i n ew h e ni t s d i a m e t e ri sl a r g e rt h a n7i n c h t h ee x p e r i m e n t sc o r t f a mt h er e a s o n a b l ea g r e e m e n t s b e t w e e na b o v et h e o r i e sa n d p r a c t i c a lk n i t t i n gp r o c e s s a sf o rt h en e e d l et o n g u eh i t t i n gt h ey a m st ok n i tt h ep l a t e df a b r i c s ，t h er e l e v a n t l a p p i n ga n g l ep o s i t i o n si n v o l v et h r e es i t u a t i o n st h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i sa n d e x p e r i m e n t s ：a t h en e e d l et o n g u eh i t t i n gt h ep l a t i n gy a m sa n dg r o u n dy a r n s t h e l a p p i n ga n g l ep o s i t i o no fg o o dp l a t i n ge f f e c ti s 口面( 口地& 面) 氏( s m a l lc y l i n d e r d i m e t e r ) a n d 口面) 口地& ) 以( 1 a r g ec y l i n d e rd i a m e t e r ) b t h en e e d l et o n g u e h i t t i n gt h ep l a t i n gy a m so n l y t h eg r o u n dy a m st u r no u tt ot h ef r o n ts u r f a c eo ft h e f a b r i ca n dt h ef a b r i c sc a nn o tf o r mt h eg o o dp l a t i n gs t r u c t u r e c t h en e e d l et o n g u e h i t t i n gt h eg r o u n dy a mo n l y t h el a p p i n ga n g l ep o s i t i o no fg o o dp l a t i n ge f f e c ti s 口面( 口地& 风i n t w ok i n d so f m a c h i n e s t h ed o u b l e - f a c e de f f e c tp l a t e df a b r i c sw i t ht h es t r u c t u r eo fp l a i na n dt u c ka l ek n i t t e d a d o p t i n gt h er e a s o n a b l ey a ml a p p i n ga n g l ep o s i t i o n t h ee x p e r i m e n t st e s t e db y m m t p r o v et h e s ef a b r i c sg o o dl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e s c h o o s i n gt h e c o t t o na st h ep l a t i n gy a m sa n dp r o f i l e dc r o s s - s e c t i o np o l y e s t e ra st h eg r o u n dy a r n s ， t h ep l a t e df a b r i c sh a v et h ei d e a lc a p a b i l i t yo fm a n a g i n gt h el i q u i dm o i s t u r e t r a n s m i t t i n g t h ef a b r i c sw i t hd o u b l e f a c e de f f e c tk n i t t e do nd o u b l ee k e u l a rk n i t t i n g m a c h i n ea r ea l s oc o m m o n l yu s e d 。u s i n gs e v e nk i n d so fd o u b l ek n i t t e df a b r i c s v i d e s i g n e df o rg o o dm o i s t u r ea b s o r p t i o na n dq u i c k - d r yp r o p e r t i e sa n df i v ek i n d so f d e s i g n e df a b r i c sw i t h d i f f e r e n ts t r u c t u r e ，t h e e x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u tf o r c o m p a r i n gt h e i rl i q u i dm o i s t u r ep r o p e r t i e s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ee f f e c t i v ew a yt o i m p r o v et h ef a b r i c sl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n g p r o p e r t i e s i s a p p l y i n g t h e w e l l - p r o p o r t i o n e dm e s hd i s t r i b u t i o na n db e f i t t i n gs t i t c hd e n s i t yw i t ht h ec o r o na n d p r o f i l e dy a r n s n a m e l y , t h ey a r n s 。m a t e r i a lc o m p o n e n t s ，s t i t c hd e n s i t ya n df a b r i c s t r u c t u r ep l a yt h ei m p o r t a n tr o l ei nt h ef a b r i c sl i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e s s o m ef i b e r sh a v eh y g r o s c o p i ce x p a n s i o na f t e rt h em o i s t u r ea b s o r p t i o nt od i f f e r e n t e x t e n t s ot h ey a md i a m e t e ri n c r e a s e s ，e s p e c i a l l yt h ec o t t o ny a m s ，w h i c hr e s u l t si n t h ep o r o s i t yd e c r e a s i n ga n dt h ef a b r i c s c a p a b i l i t yo ft r a n s f e r r i n gt h em o i s t u r e r e d u c e d h o w e v e r , t h es i t u a t i o nc o u l db ec h a n g e di fu s i n gan o v e lf u n c t i o n a lf i b e r a n ds p e c i a ld e s i g n e dk n i ts t r u c t u r e t h ep r o p e r t i e so ft h ef a b r i c sa r ei m p r o v e d 舶m b o t ht a c t i l ea n dt h e r m o h y d r oc o m f o r t 砀ea p p l i c a t i o no fd i g i t a lt e c h n i q u ep r o v i d e san o v e lw a yt oi n v e s t i g a t et h ef a b f i c l i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e s 硼豫d y n a m i ct r a n s m i t t i n g p r o c e s s i s s i m u l a t e di nag r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c e b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ed o u b l e f a c e d e f f e c tp l a t e dp l a i nf a b r i cs t r u c t u r eh o r i z o n t a l l ya n dv e r t i c a l l y , t h et r a n s m i t t i n ga r e a m o d i f yc o e f f i c i e n ta f i si n t r o d u c e dt ot h es i m u l a t o rp r o g r a m ： 1 a f = 专| z 八 w h e r e ，毛i st h es t r u c t u r ez i g z a gc o e f f i c i e n t , z i st h eo r i e n t a t i o nc o e f f i c i e n t ，ki s t h em o i s t u r er e t a i nc o e f f i c i e n t n ep a p e rc o m p a r e st h es i m u l a t i o nr e s u l t sw i t ht h e p i c t u r e sg o t t e nf r o ms c r e e n i n gt h ee x p e r i m e n t sr e s u l t so fp l a t e dp l a i nf a b r i c s t h e r e a r er e a s o n a b l ea g r e e m e n tb e t w e e nt h eg r a p h i c sa n dp i c t u r e s ，w h i c hs h o w st h a tt h e s i m u l a t o rp r o g r a mi sp r e c i s e l yo r i e n t a t e da n dt h em o d i f yc o e f f i c i e n tr e f l e c t st h e f a b r i c sc h a r a c t e rm o s t l y t h e s er e s u l t sa l s od e n o t et h er a t i o n a l i t yo fd y n a m i c s i m u l a t i n gt h el i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n gp r o c e s sw i t hd i g i t a lt e c h n i q u e t h e s t u d i e sp r o v i d eg o o df o u n d a t i o nf o rf u r t h e ri n v e s t i g a t i n gt h el i q u i dm o i s t u r e t r a n s m i t t i n gp r o p e r t i e so f m o r ek i n d so ff u n c t i o n a lk n i t t e df a b r i c s v i i d u y a n f e n g ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db y ：p r o f e n gx t m w e i a s s o c i a t ep r o f s h e nw e i k e y w o r d s ：d o u b l e f a c e de f f e c t f u n c t i o n a lk n i t t e df a b r i c p l a t e dw o r k c r i t i c a lc y l i n d e rd i a m e t e r l i q u i dm o i s t u r et r a n s m i t t i n g d i g i t a ls i m u l a t i o n v i i i 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的 学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的 成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本 人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名：埘 日期： 0 年月i 旧 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密口。 学位论文作者签名：指导教师签名： 均她 日期：c 习年f 月1 、日日期：口7 年f 月。日 东华大学博士论文 双面效应功能性针织物编织工艺与液态水传导性能研究 第一章绪论 1 1有关舒适性的研究 织物的液态水传导性能研究属于服装舒适性研究的范畴，是影响 人体着装舒适性的重要因素，尤其是在人体处于特殊环境中皮肤连续 分泌大量液态汗水的状态下，织物吸收、传递与扩散水分的能力优劣 将直接关系到人体的舒适与健康状况。人体是一个生理与心理随外界 环境变化而自响应调节的复杂综合系统，水分从人体的质量转移必然 伴随着热量在人体与环境之间的交换与平衡，热和湿的传递在织物与 人体的交互作用中是同时发生且以多维状态存在的。因而对织物的湿 传导进行研究时离不开伴随的热量传递的分析，有关湿传导的理论与 实验结果也来源于对热湿传递的综合分析与实验。所以，有必要对包 括服装舒适性在内的织物热湿性能的研究进行总结。 1 1 1 服装舒适性研究 人体的着装舒适性是外部环境影响和人体自身状态的交互作用产 生的综合性复杂性的感觉。n e v i n s 将舒适性定义为多因素共同作 用的一种感官性结果，这些因素包括；人体活动状态、人所处外部环 境中空气温度、水汽压力、风速、季节气候状况、环境中的光照及噪 声等；服装的款式及颜色、着装者年龄与健康状况、其所处物质与精 神状态及对所处环境的适应程度等等。前一部分着重于外界环境对人 体的影响，后一部分则侧重于心理状况对服装舒适性感觉的影响。 j e f f r i e sn 1 则进一步定义了影响舒适性的四个主导因素；热湿生理 因素、感觉触觉因素、人体活动性因素和心理因素。由于这些因素交 互作用的复杂性，全面而确切地反映人体着装舒适性是比较困难的， 因而衍生出侧重点各不相同的许多领域研究服装的舒适性。 纺织品制成服装被人穿着时作为人一服装一环境综合系统的一部 分，是人类能在多种气候与复杂环境条件下生存的必要保证，对人体 第一章绪论 在各种环境下的热湿交换平衡即舒适性的保持起决定性的作用d 1 。服 装舒适性的研究由来已久，基本可分为三个阶段： 第一阶段从四十年代开始，主要确定舒适性研究的基本指标( 如c l o 值和透湿指数等) ，建立一些测试装置及基础理论研究；“- 7 1 第二阶段将人体一服装一环境作为整体不可分割的综合系统来研究， 用综合性仪器及假人对系统进行模拟和测试，并建立计算机 模型预测和理论分析系统功能；8 - 1 门 第三阶段则进一步对人体生理及心理的感知舒适性进行研究，使服装 舒适性的理论与实践研究提高到了一个更人性化与功能性的 水平。1 2 1 3 现今服装舒适性的研究随着化纤工业和计算机技术的发展从深度 和广度上更加深入，这同时也给纺织和服装业带来了更大的发展潜力。 对服装舒适性的研究涉及到许多学科，主要的有以下几个方面： 在物理学方面包括：纱线种类及织物的几何形态与性能，纤维与大气 热传导的工程热力学系统的规律、织物中的辐射、对流传热，透气 透湿、水在织物中的吸附、吸收、芯吸传输、凝聚与蒸发问题等。4 1 7 】 在生理学方面包括人体结构、皮肤及神经系统的解剖等和生理调节 机制等等。“8 - 1 9 1 在心理学方面包括心理学基本规律、实验心理学方法及其数据处理 方法等等。 在服装学方面包括成衣的面料、尺寸合体度、款式设计、色彩、流 行趋势与穿衣组合等。n 0 2 在工程学方面包括各种测试技术、测试元件、测试仪器与装置、测 试环境控制，其中包括人工气候室、暖体假人和计算机技术等。 尽管影响服装舒适性的因素存在多维性与复杂性，但在研究服装 穿着舒适性综合感觉的交互反应模式中，有三种相互独立的影响因子： r2 3 - 2 5 l 2 东华大学博士论文 双面效应功能性针织物编织工艺与液态水传导性能研究 第一，微气候：即贴身穿着织物与皮肤间微小空间的温度、湿度和气 流。b u h l e rn 将微气候定义为分布在身体表面各处的，皮肤与 织物间l m m 厚度的空气层内的温湿度状态。人体舒适的标准微气 候为：温度3 2 左右，相对湿度5 0 左右，气流速度2 5 c m s 左 右。 第二，服装压：即皮肤受衣服的压迫，表现为衣服对人体运动的拘束 性( 衣服的运动机能性) 2 7 n 钉 第三，触觉舒适性：即穿着者的皮肤与衣服接触时的感受。 上述有关服装舒适性的研究方面在人一服装一环境的综合系统中 是相互关联、相互影响的，而纺织品的舒适性能则直接影响着生理及 心理的反应，其中织物的原料、组织结构、编织工艺及后整理方法是 决定性因素。因此，有关功能性针织物结构与编织工艺相关参数对织 物热湿舒适性的影响的理论与实践研究对服装学、生理心理、实验检 测、数据建模、计算机模拟等方面的研究有重要意义。 1 1 2 织物的热湿舒适性能 人体无时无刻不处在各种综合环境条件下和体力活动中，服装的 重要功能之一就是保护人体免受环境条件变化的影响，使人体处于热 湿平衡状态之中。织物是服装的主体，在人体和环境的相互作用下， 织物应在尽可能宽的范围内，从身体上把热和湿根据需要调节到外界 环境中去，使皮肤表层产生舒适的微气候区。对此国内外研究者做了 大量繁杂而细致的工作，取得了许多有重要价值的研究成果。 1 1 2 1 织物传热传湿机理 织物传热机理 织物作为纺织纤维和空气的集合体，其传热途径包括： 传导一空气及服装材料传热 对流传递和辐射 潜热一伴随着水汽传输水分发生相变时的吸放热 第一章绪论 焓流一纤维吸湿产生的润湿热 由于纺织品的纱线之间、纤维之间或纤维内部的缝隙孔洞相对较 小，对一般纺织品而言，对流和辐射的传热效果在常规使用条件下小 于热传导对传热的贡献。由于纤维导热系数一般大于空气导热系数， 沿纤维轴向的导热系数远大于沿纤维径向的导热系数，热量的传递势 必寻找最小阻力途径，故有较多的热量沿纤维轴向传导。 影响织物导热能力的因素有以下一些：a 纤维的种类：纤维的 种类不同其导热能力不同，纤维导热能力强，织物热阻就小。b 纱线 的性质：纱线的直径、纱线的捻度及纤维在纱线中互相包缠的状态等； c 织物的结构：纱线在织物中的压扁程度、织物的松紧情况、厚度及 织纹组织等。总之织物的导热能力是结构参数的多元函数，同时受上 述几方面因素的影响。衡量织物热传导性能的相关指标有导热系数、 热阻等，间接指标有织物的透气性、孔隙率、比表面积等。2 们 湿传导机理 织物湿传导分为气相和液相传递：气相传递包括水蒸气在纤维和 织物的孔隙内的吸附、扩散和凝聚0 _ 3 ”。文献钉着重研究了织物湿 传递的四种途径：即织物中纱线与纱线的空隙、纤维本身、纱线中纤 维与纤维之间的空隙以及由织物表面曲屈波所引起的自由空隙对织物 湿传递的影响。 液相传递可看成是一个多环节的完整过程，它包括a 织物和液体 的接触、润湿与吸收；b 液体输送；c 保水；d 液态水蒸发散逸； 一般认为人在潜汗状态下以气相湿传导为主，在显汗状态下则是 两相的综合传导过程。h o l l i e s 3 钉认为人体在安静状态下，皮肤水汽 蒸发或蒸气压很小，穿着纯棉织物或涤纶织物并没有显著的舒适性差 异，而当人体大量出汗时却有明显不同，所以说织物的湿传导性能成 为评价服装热湿舒适性的主要因素3 6 。3 。只有织物具有良好的吸附( 吸 湿或吸水) ，转移( 透湿或透气) 、散发【放湿) 等功能，才能使织物与 人体间的微气候保持干燥，使人感到不闷热、不粘着、穿着舒适。 4 东华大学博士论文双面效应功能性针织物编织工艺与液态水传导性能研究 在大多数状态下热湿传导是一个共同传递的耦合互动过程， 3 盯 是导热、毛细流动、渗透、分子扩散、蒸发一凝结等的联合过程。织 物的湿传导受其导热性能、温度的影响，纤维材料的大分子取向结晶 度变化使其产生不同的润湿热。而织物热传递时，其导湿性有时起决 定性的作用。纺织纤维本身导热系数很小( 棉0 0 7 2 毛0 0 5 3 涤 0 0 8 1 ) ，