可控出汗量的织物湿态贴附性测试仪开发与研究

摘要

在剧烈运动后，湿气在衣服上聚集使衣物重量增加有时多达10％，而湿气增加3％～5％就足以使穿着者产生不舒适的感觉。而如今，人们对服装舒适性的要求不断的提高。为满足市场的需求，国内外的面料生产厂商都致力于设计吸湿快干、不贴体的功能性面料。为了为新型面料的开发与测试提供方法及仪器，实验室人员开发了一种面料湿态贴体性快速客观测试装置，很好的解决了这一现实问题。然而该测试装置在实际测试过程当中，无法定量控制模拟人体自然出汗的状态，进而不能模拟测试人体在同等运动状态、出汗量相近时织物的粘附性。固然对于运动员而言，高强度运动时，大量的出汗可以将织物较完全的浸湿，然而对于大部分普通的消费者，在中低强度的运动下，未完全浸湿时织物的粘附性指标更具有现实意义。在缺乏足够的实验数据的情况下，直接使用完全浸湿的织物湿态贴附性指标来定性织物湿态贴附性并不完善。所以该测试装置不能模拟人体出汗的问题需要解决。
　　本文针对该仪器无法定量模拟人体出汗状态的不足，在参考众多暖体假人等出汗模拟装置后，设计了适用于该仪器的可控出汗量的模拟皮肤装置，该装置内部采用导流槽+微孔增压膜的方式，在不改变外层材料材质的基础上实现了均匀出汗的效果。该新型装置摒弃了过去热湿舒适性领域常用的在出汗装置外覆盖织物以达到均匀出汗效果的方法，采用了将增压膜内置的方法以达到均匀出汗的效果，使得该装置应用于织物的接触舒适性成为了可能。
　　文章中对织物湿态贴附性测试中是否需要使用合成汗液进行测试进行了讨论，由于合成汗液的成份改变了水的表面能，从而可能对模拟皮肤与织物之间的粘附性产生影响，而随着织物厚度、组织结构、成分的不同，这一改变会表现出不同的影响。文章选用7种服用面料在分离速度为15mm/min、30mm/min、50mm/min、100mm/min及150mm/min的情况下，分别使用合成汗液与水进行了对照性实验，证实了使用合成汗液与使用水进行测试之间存在差异，且该差异随织物的不同而不同。结构紧密且浮线较短的机织物最易受到影响，其粘附性曲线会呈现完全不同的形状;结构较为疏松或浮线较长的机织物受影响较小，使用合成汗液进行测试与使用水进行测试相差不大;针织物几乎不受影响实验用汗液的影响。在测试不同织物的粘附性时，为避免由于使用水进行测试而产生误差，应尽量使用合成汗液进行测试，若考虑节约成本及实验的便利性，对针织物进行测试时可使用水作为代替物。
　　可控出汗量模拟皮肤的开发，使织物湿态贴附性测试仪具有了控制出汗量的功能。之前该测试仪器，需对织物进行预浸湿操作以进行实验时，仅能测试织物在饱和吸水情况下的湿态贴附性。通过初步实验，验证了在应用本文发明的模拟皮肤装置后，虽然织物湿态贴附性测试结果的cv值较之前略有增加，但依然具有良好的可重复性。同时，通过不同织物间不同出汗量下的简单对比，发现不同织物在出汗量不断增加的情况下，粘附性测试结果的变化呈现出较大的不同。证实了开发可控出汗量的模拟皮肤装置的必要性及可行性。
　　文章针对使用该装置模拟人体定量出汗的情况对粘附性造成的影响进行了分析探讨。选用常见的5种服用面料在分离速度为30mm/min的条件下，分别测试5ml、10ml和15ml出汗量下以及饱和吸水状态下的粘附性数据，发现不同的织物在不同出汗量下的表现有较大的差异，吸湿速率快的织物，在三种出汗量下，实验数据都有明显的不同，而吸湿速率慢的织物，由于有大量的汗液直接流失，而表现出与完全浸湿条件下相差较大的实验数据。当指定出汗量时，不同织物间粘附性指标的排序也会发生明显的变化。所以虽然直接用浸湿的织物进行测试时，可以良好的表征织物在完全浸湿时的粘附性，可以直接应用与运动员服装粘附性的测试中，也可以进一步指导一般消费者服装粘附性的测试。然而考虑大部分消费者在其运动过程中，一般都保持较低的运动量，使得测试织物在不完全浸湿情况下的粘附性具有现实意义。所以说开发可控出汗量的模拟皮肤装置是有意义和价值的。
　　织物湿态贴附性测试仪在具有控制出汗量功能后，可以更深入的指导服用纺织面料的开发以及市场定位，有利于功能性面料的研发。对于消费者而言，在有了更完善的粘附性参考指标后，可以根据自身的身体素质与运动强度来自主选择运动服装以满足个人不同的需求。从而可以帮助服装公司获得更好的细分市场，并进一步改善其产品的消费体验。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 服装舒适性研究现状

1．3 纺织品测试用模拟皮肤研究现状

1．4 纺织品测试用模拟出汗装置研究现状

1．5 本课题研究意义

1．6 本课题研究内容与方法

2 织物湿态贴附性测试仪及模拟出汗装置介绍

2．1 织物湿态贴附性测试仪介绍

2．2 出汗量可控的模拟皮肤模块设计原理

2．3 配备定量出汗装置后织物湿态贴附性测试操作

2．4 本章小结

3 液相介质对织物湿态贴附性测试的影响

引言

3．1 合成汗液的配制

3．2 试样测试方法

3．3 使用合成汗液及水的织物贴附性实验数据

3．4 使用合成汗液及水进行贴附性实验的结果分析

3．5 本章小结

4 可控出汗量的织物湿态贴附性测试仪测试效果分析

引言

4．1 织物贴附性实验数据

4．2 不同面料不同出汗量的测试结果对比

4．3 独立重复实验的重复性

4．4 本章小结

5 出汗量对织物湿态粘附性测试的影响

5．1 概述

5．2 试样及测试方法

5．3 定量出汗条件下织物贴附性测试

5．4 定量出汗条件下织物贴附性数据分析

5．5 本章小结

6 总结及展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录

攻读学位期间研究成果

致谢