多层非织造材料结构对保暖性和舒适性的影响.docx

多层非织造材料结构对保暖性和舒适性的影响 网布、羽毛、网布、缎子、羊毛、。 1 物理性能、透气性能综合评价 本文选取两种面密度相近但保暖性能差异较大的PP/PA针刺材料和两种面密度、保暖性能差异都较大的熔喷材料（PP、PP/PET），其基本物理性能、保温性能和透气性能（均为平均值）分别如表1、表2所示。 本文所用测试仪器包括：YG(B)141手持式织物厚度仪（常州第二纺织厂），BSA224S-CW电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司），YG(B)461E织物透气量测试仪（温州大莱纺织仪器有限公司），YG606N平板式织物保暖测试仪（南通宏大实验仪器有限公司）。 2 多层材料的组合设计 织物的热传递包括：一部分热通过纤维传导；一部分热通过织物中纤维间空气的微弱对流进行传递；还有一部分热通过纤维与纤维表面的辐射进行传递 2.1 结构组合设计 在多层材料的结构设计中，对上述4种类型单层材料选取具有明显结构特征的4种结构组合以便比较，如表3所示。 2.2 原材料组合设计 为了比较熔喷材料与针刺材料及其不同的组合形式对保暖性能的影响，设计如表4所示的4种原料组合形式。 2.3 多层材料的结构和原材料的组合 对以上多层材料的结构组合及原料组合进行全排列，形成16种具有不同结构和原料组合特征的试样，如表5所示。 2.4 材料的面密度 厚度：使用YG(B)141手提式织物厚度仪在每块试样上选取3个不同的点，施加100 c N的压力，每个点压盘停留30 s，读出厚度，取平均值。 面密度：从每种试样上剪取3块10 mm×10 mm待测样品，分别用BSA224S-CW电子天平测量质量，记录实验数据，取平均值，根据公式（1）计算材料的面密度。 其中：σ为试样的面密度；m为试样的平均质量；S为试样的面积。 保暖性能：试样尺寸300 mm×300 mm，使用YG606N平板式织物保暖测试仪，按照GB/T11048—2018《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定（蒸发热板法）》测试。 透气性能：试样尺寸300 mm×300 mm，使用YG(B)461E织物透气量测试仪，按照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》测试。 3 结果与讨论 3.1 多层材料组合后厚度分布 图1为多层保暖材料的厚度分布趋势图。由图1可见：多层保暖材料组合后其厚度大致分布在10～13 mm之间；这16种多层材料样品的厚度分布略有差异，但其线性趋势和指数趋势都在11～12 mm之间。 3.2 密度分布 图2为多层保暖材料的面密度分布趋势图。由图2可以看出：多层材料的面密度分布在1 000～1 600 g/m 3.3 从材料组成组成来分析 图3为不同叠层材料组成织物的克罗值。由图3可以看出，Ⅰ类和Ⅱ类材料的保暖性均产生了显著的差异性，而Ⅲ类和Ⅳ类材料的保暖性则没有显著差异。从材料的组成来看，Ⅰ类材料全部由熔喷材料组成，Ⅱ类材料全部由针刺材料组成，Ⅲ、Ⅳ类材料均由针刺+熔喷材料组成。针刺絮片的纤维细度一般在几十微米，熔喷絮片的纤维细度一般在10μm以下，这说明材料的组成差异性越大，越有助于材料表现稳定的保暖性能。反之，材料的组成差异性越小，越有可能造成保暖性能上的不稳定性。 3.4 保水性层材料的热性能 图4为不同结构组成织物的克罗值。由图4可以看出，不论多层材料是由哪种材料组成，C（密松松密）结构材料的克罗值始终最高，保暖性能最好。分析其原因主要是：多层保暖材料表面密，致密层材料本身结构细密、纤维分布的杂乱程度高。人体属于既能辐射热量又能吸收热量的黑体材料。如图5所示，处于最内侧的致密保温材料有助于增强对人体辐射热量的反射，并被人体吸收；最外侧的致密保温材料相当于减少了单位面积中的热量通路，有助于减少保温材料与外界的热量交换；中间两层的材料比较蓬松，纤维间的空隙率大，这种高孔隙率的结构使得材料储存了大量的静止空气，空气的导热系数比一般纤维的导热系数要小得多，所以传导损耗的热量小，并且静止空气层中的纤维阻止了纤维表面附近空气的流动，起着隔热保暖的作用，所以C（密松松密）结构的保暖性能最优。 3.5 不同材料对通风性能的影响 图6为不同材料组成织物的透气率。由图6可以看出，无论是哪种结构，材料Ⅱ（N 3.6 结构的透气性 图7是不同结构组成织物的透气率。由图7可见，在相同种类材料的情况下，4种结构的多层材料透气性虽然比较接近，但是A（密密松松）结构的透气性明显好于其他3种，这个现象在A结构的第Ⅳ种材料组成（M 3.7 多层材料组合 从图3至图7可以看出，C（密松松密）结构的保暖性能最好，A（密密松松）结构的透气性能最好，C结构的透气性能除了第Ⅳ种材料组合明显低于A结构外，其余几乎一样，所以C结构的多层材料能够兼顾高保暖和良好的透气性。 从图3至图7还可以看出，C