自动吸放热无缝针织物的性能研究与产品开发

摘要

Outlast粘胶纤维是一种可根据环境温度变化吸收和释放热量的调温纤维，现已广泛应用于调温纺织品的制备。无缝针织技术是一种将织物一次基本成型织造的高科技现代针织工艺。本文将Outlast粘胶纤维与无缝针织技术结合，运用无缝针织的设计灵活性优势实现Outlast粘胶调温服装各部位的设计符合人体生理特征，满足人体不同部位不同的生理舒适条件，为新型调温无缝针织物的设计开发提供一定的参考价值。
　　 本文将Outlast粘胶无缝针织物与普通粘胶无缝针织物进行对比，研究Outlast粘胶含量、组织结构对无缝针织物在体表调温性能的影响。根据无缝编织工艺要求，选取Outlast粘胶含量为50％的Outlast粘胶混纺纱与普通粘胶纱线进行交织。选取三种交织比例(0∶100、50∶50、100∶0)及无缝针织中常有且具代表性的三种组织（纬平针组织、3+1假罗纹组织、毛圈组织），建立实验方案，制得9套无缝针织物试样。
　　 通过出汗暖体假人模拟真人测试Outlast粘胶无缝针织物在环境温度变化时的真实调温效果，并结合人体生理学基础对测试结果进行研究，分析Outlast粘胶无缝针织物的组织结构、原料交织比对热舒适性的影响。
　　 研究表明:纬平针织物在升温和降温的过程中的调温性随着Outlast含量增大变化最小，其延迟升温和降温的性能改善也不明显，但减缓降温速率有所提高，其主要调温阶段在体表平均温度舒适温度范围内。3+1假罗纹织物在升温和降温的过程的调温性随Outlast含量增加而提高得都较显著，其延迟升温和延迟降温的效果明显，但后期升温和降温速率都没得到改善，其主要调温段包含了体表平均温度舒适温度范围。毛圈织物随Outlast含量增加能提高缓冲升温速率的性能，但不具备延迟升温的效果，且易导致高温下人体温度过高;其延迟降温的性能随着Outlast含量的增加有非常显著的提高，后期降温速率改善不大，舒适温度范围在主要调温段之内。同时体表各部位的调温实验结果表明:当人体经常从适中温度环境下步入高温和低温环境下时，胸部宜采用纬平针织物，其交织比为50∶50与100∶0时在这部位的调温效果相差不大;腹部宜采用含有Outlast粘胶纤维的3+1假罗纹织物，也可结合纬平针织物提高缓冲升温速率的效果;背部宜采用含有Outlast粘胶纤维的毛圈织物，并结合纬平针织物提高暖冲升温速率的效果。臂部的生理舒适温度范围较低，宜采用纬平针织物，其交织比为50∶50与100∶0时在这部位的缓冲降温速率的性能得到提高但相差不大;腿部与臂部相似，宜采用纬平针织物，但该组织在Outlast粘胶含量增大时没明显改善该部位的调温性。
　　 通过对Outlast粘胶无缝针织物的服用性能（定伸长弹性、吸湿性、透湿性、透气性、抗起毛起球性、刚柔性）测试研究表明:随着Outlas粘胶含量的增大，无缝针织物的吸湿性、透湿性、透气性、抗起毛起球性及柔软性都逐渐变差，而其定伸长弹性性能、保暖性得到了提高，但不同组织织物的服用性能受到的影响程度不同。
　　 结合以上研究结果采用Outlast粘胶为主要原料，设计开发了一套符合人体生理学及人体工效学要求的春秋季女子款Outlast粘胶无缝针织服装，使人体在穿着时身体各部位都能具有良好的热舒适性和服用舒适性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 Outlast粘胶调温纤维及国内外研究现状

1．2 无缝针织物

1．3 人体生理学及自动调温纺织品

1．3．1 人体体表温度概述

1．3．2 人体体表温度与生理感觉的联系

1．3．3 自动调温织物在纺织品中应用的必要性

1．4 本文研究的目的意义及内容

1．4．1 研究目的及意义

1．4．2 研究内容

第二章 实验方案的制定及试样的制备

2．1 实验方案的制定

2．1．1 纱线原料的选择

2．1．2 纱线的性能研究方案

2．1．3 针织物调温性能研究方案

2．1．4 针织物服用性能研究方案

2．2 Outlast粘胶无缝针织物规格方案的制定及试样的制备

2．3 本章小结

第三章 纱线性能的测试

3．1 回潮率的测定

3．2 纱线力学性能测试

3．2．1 纱线拉伸断裂性能测试

3．2．2 纱线定负荷弹性测试

3．3 差示扫描量热法(DSC)

3．4 热重分析法(TGA)

3．5 本章小结

第四章 Outlast粘胶无缝针织物的调温性能研究

4．1 “Walter”出汗暖体假人工作系统及实验方案

4．1．1 Labview软件应用与设置

4．1．2 测试前后假人设备操作

4．1．3 实验方案

4．2 Outlast粘胶无缝针织物吸、放热性能测试分析

4．2．1 针织套装试样对体表平均温度的调温性及讨论

4．2．2 针织套装试样对胸部皮肤的调温性及讨论

4．2．3 针织套装试样对腹部皮肤的调温性及讨论

4．2．4 针织套装试样对背部皮肤的调温性及讨论

4．2．5 针织套装试样对臂部皮肤的调温性及讨论

4．2．6 针织套装试样对腿部皮肤的调温性及讨论

4．3 本章小结

第五章 Outlast粘胶无缝针织物的服用性能研究

5．1 织物的定伸长弹性性能

5．2 织物的吸湿性

5．3 织物的透湿性

5．4 织物的透气性

5．5 织物的保暖性

5．6 织物的抗起毛起球性

5．7 织物的刚柔性

5．8 本章小结

第六章 Outlast粘胶无缝针织服装的设计开发

6．1 设计思路

6．2 设计流程

6．2．1 原料选择

6．2．2 款式设计

6．2．3 织造工艺

6．2．4 服装成品及评价

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢