周 燕

（江蘇省紡織工業(yè)協(xié)會，江蘇南京 210000 ）

亞麻織物的刺癢感評價與分析

周 燕

（江蘇省紡織工業(yè)協(xié)會，江蘇南京 210000 ）

摘 要本文通過問卷調(diào)查和人體穿著實驗，分別在靜態(tài)和運動后，對經(jīng)改性處理前后的3種亞麻面料制成的服裝進行了刺癢感的評價。從實驗面料的物理性能、織物表面上的毛羽形態(tài)、纖維的抗彎性等方面著手，比較分析了亞麻服裝的刺癢感影響因素。實驗結(jié)果表明，亞麻織物的表面粗糙度、硬挺度、表面單根纖維直徑大于16μm的毛羽，是引起人體刺癢的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞刺癢感；亞麻；纖維；面料

亞麻是人類最早使用的天然纖維之一，距今已有一萬年以上的歷史。亞麻纖維是世界上最古老的紡織纖維，亞麻纖維制成的織物用途很廣泛，可以用作服裝面料、裝飾織物、桌布、床上用品和汽車用品等產(chǎn)業(yè)用品。隨著新品種、新技術(shù)、新紡紗方法、新織造方法及新的整理工藝的出現(xiàn)，亞麻制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭越來越好。亞麻作為天然纖維，具有優(yōu)良的吸濕、透氣、涼爽等性能，在現(xiàn)今提倡環(huán)保的年代里，理應(yīng)具有良好的消費前景。但由于其纖維脆硬、具有一定的刺癢感，影響了消費者對亞麻服裝的需求。

為改善亞麻纖維的服用性能，學(xué)術(shù)界和企業(yè)開展了相關(guān)研究。劉宇清[1][6]等人根據(jù)毛織物表面的毛羽對皮膚的刺扎作用，建立了單纖維軸向壓縮彎曲模型，利用自制的單纖維壓縮彎曲儀，實測毛纖維刺扎特征曲線，結(jié)果驗證了最大刺扎力與纖維形態(tài)參數(shù)間的基本關(guān)系。韓露[2][11]等人以苧麻為研究對象，對織物刺癢感產(chǎn)生的一般原因和理論進行了探討，對改善刺癢感的處理方法做了介紹，提出了對織物刺癢感成因和消除機理研究的必要性。王革輝[5][8]等人通過前臂試驗對23種輕薄型羊毛機織精紡面料和7種其他纖維的輕薄型機織面料的刺癢感進行了比較研究，研究表明毛織物的刺癢感與其表面纖維的平面直徑及直徑大于26μm的表面纖維根數(shù)密切相關(guān)。其他學(xué)者[3-4][7][9-10][12-13]針對羊毛和苧麻纖維或織物的刺癢感開展了相關(guān)研究。

為深入研究亞麻織物刺癢感的成因，在借鑒上述文獻的基礎(chǔ)上，本文采用主客觀實驗相結(jié)合方法，對亞麻織物的穿著舒適性評價和相關(guān)實驗面料的物理性能進行了分析，希望找出影響亞麻服裝刺癢感的關(guān)鍵因素，為其改良和改性工作提供理論支持。

1　實驗

本文實驗分為主觀實驗和客觀實驗。

1.1實驗材料

試驗樣品為3塊平紋，經(jīng)緯密度分別為230/10cm、210根/10cm的同組織、同密度的純亞麻織物，其中試樣1為未經(jīng)處理的亞麻坯布，2為初步處理過的亞麻布，3為精細(xì)化處理的亞麻布。

1.2主觀實驗

1.2.1實驗前準(zhǔn)備

將給定的3塊面料制成同款式、同規(guī)格的160/84A長袖襯衫進行穿著實驗。制定刺癢感評價標(biāo)尺，本標(biāo)尺采用的是五分制的，1代表一點也不刺癢，2代表有一點刺癢，3代表刺癢，4代表很刺癢，5代表非常刺癢。

圖1　刺癢感標(biāo)價標(biāo)尺

1.2.2實驗條件與對象

選擇3名身體健康的女性大學(xué)生進行實驗，實驗在標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕實驗室中進行。每個實驗對象分別穿著3件襯衫進行實驗。3名女性受試者：年齡為23±2歲，體重為45±2公斤，身高為160±3cm。

1.2.3實驗內(nèi)容

受試者在實驗前24h內(nèi)無劇烈運動，15h內(nèi)不食用辛辣或含酒精、咖啡因的食品。實驗前所有的服裝都被清洗干凈并在恒溫恒濕室中平衡12h以上，實驗時受試者上身穿著襯衫，下身只穿著短褲。

實驗前受試者在恒溫恒濕室靜坐30min以適應(yīng)環(huán)境。通過多次預(yù)實驗設(shè)定將評價過程分為兩個階段：第一階段為靜態(tài)，受試者在穿上襯衫后扭動上身讓衣服與身體進行摩擦，然后評價其刺癢感；第二階段為運動后，受試者穿著襯衫在跑步機上運動，速度控制為 3.5km/h，當(dāng)受試者感覺身體發(fā)熱明顯，脖子、胸部等處快要出汗時結(jié)束運動，根據(jù)實驗設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)對穿著襯衫進行刺癢感評價。

1.3客觀實驗

1.3.1織物物理性能的測試

制備尺寸為20cm×20cm的試樣，先在恒溫恒濕實驗室里放置24小時。然后進行KES風(fēng)格測試，包括面料表面性能，剪切和彎曲性能的測試，每項測量3次，取得平均值。

1.3.2織物表面毛羽形態(tài)的測試

從每種試樣織物上分別剪取10塊5cm×5cm的小樣，拆解四邊紗線，尺寸變?yōu)?cm×3cm。沿同一根經(jīng)紗將面料進行折疊，用載玻片蓋住，置于載物臺上，將光學(xué)顯微鏡，放大200倍，在恒溫恒濕實驗室里觀察這根折疊紗線上尖端突出的毛羽，測得每根毛羽的3處不同部位的直徑，以3次的平均值作為每次測定的紗線的直徑，并統(tǒng)計紗線上尖端突出毛羽的數(shù)量。

1.3.3纖維抗彎性能的測試

從每塊試樣上各抽取40根纖維，將纖維一根根排列在事先制備的板上。先在恒溫恒濕實驗室里，用光學(xué)顯微鏡測得纖維直徑，測量3次取得平均值。然后用鑷子按照纖維排列的順序，夾取纖維放置于INSTRON實驗儀的橡膠夾頭之間，夾取長度為10mm，拉伸纖維直至斷裂，記錄纖維拉伸強力，拉伸位移，以及彈性模量的值。

2　實驗結(jié)果與分析

2.1主觀評價實驗

3塊面料的刺癢感評價結(jié)果，如表1所示：

表1　匯總后的刺癢感

從表1中可以看出，經(jīng)過精細(xì)化改性處理的織物的刺癢感明顯比沒經(jīng)過處理的坯布要弱，說明改性亞麻的刺癢感得到了改善。而且普遍運動后的刺癢感要比靜態(tài)時強，說明人體運動后的皮膚對刺癢感更加敏感。

2.2織物物理性能測試結(jié)果分析

通過KES風(fēng)格儀，對3塊面料的表面性能，剪切和彎曲性能進行測量。測量結(jié)果與織物的刺癢感對照如后圖所示：

圖2　表面粗糙度與刺癢感分值

圖3　剪切剛度與刺癢感分值

圖4　彎曲剛度與刺癢感分值

從圖2-4可以看出，經(jīng)過處理的織物的表面粗糙度、剪切剛度和彎曲剛度都要比沒經(jīng)過處理的織物小，說明經(jīng)過處理的織物的表面平整性更好，手感更加光滑柔軟細(xì)膩；隨著3塊織物表面粗糙度、剪切剛度和彎曲剛度的下降，織物的刺癢感也相應(yīng)地呈下降趨勢，表明織物手感越好，其刺癢感就越弱。

2.3織物表面毛羽形態(tài)的測試結(jié)果分析

通過對織物紗線上毛羽纖維直徑、數(shù)量的測量和統(tǒng)計，得出3塊織物表面尖端毛羽的平均直徑、每2cm紗線上尖端毛羽數(shù)及其在特定直徑范圍內(nèi)的數(shù)量分布情況，然后與3塊亞麻織物刺癢感進行對照分析，可以得出亞麻織物刺癢感與織物表面纖維直徑的相關(guān)性。本次實驗采用SPSS軟件，對直徑、數(shù)量與刺癢感進行了雙變量的相關(guān)分析，如表2所示。

表2　織物表面毛羽直徑、數(shù)量的測試結(jié)果

由測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，改性處理的亞麻織物表面纖維平均直徑明顯比其余兩組要小，但是紗線尖端毛羽數(shù)卻增多了，即改性處理減小了表面纖維的直徑，卻增加了尖端毛羽的數(shù)量。由SPSS軟件的雙變量相關(guān)分析得出兩者與刺癢感的相關(guān)系數(shù)分別為為0.95 和-0.98，說明表面毛羽直徑變大，毛羽數(shù)量減小，但織物刺癢感還是增強。從而表明織物表面纖維直徑的大小是影響織物刺癢感強弱的重要因素，而毛羽數(shù)量不是一個決定性的因素。

通過進一步分析實驗結(jié)果，由表中數(shù)據(jù)可知，織物的刺癢感與每2cm紗線上直徑≥16μm的纖維根數(shù)成正相關(guān)，而與直徑小于16μm的纖維根數(shù)成負(fù)相關(guān)，說明直徑≥16μm的表面毛羽是引起織物刺癢感的重要根源，從而引起亞麻織物竹織物刺癢感的單根纖維直徑的閾值為16μm。

2.4纖維抗彎性能的測試結(jié)果與討論

為探討織物表面纖維抗彎性與織物刺癢感的關(guān)系，本次實驗通過測量纖維的直徑、斷裂強力，與斷裂伸長，運用抗彎剛度的計算公式來具體計算處理前與處理后的亞麻纖維的抗彎性能。

由材料的抗彎剛度公式可知，抗彎剛度為材料的楊氏模量與橫截面的最小形心慣矩慣性矩的乘積。材料的拉伸公式：，可以得出，式中L為物體長度，F(xiàn)為物體在其長度方向上的作用力，△L為在作用力下的伸長，S為材料的截面面積。因此其中D為材料直徑。而對于正圓形截面的材料最小形心主慣矩 。對于紡織纖維而言，其截面形狀一般不是正圓形，目前常用的方法是按下式計算：，ηf為纖維彎曲時的截面形狀系數(shù)，通過有關(guān)資料的查閱，亞麻纖維的截面形狀系數(shù)是0.87。因此從上可以推導(dǎo)出，亞麻纖維的抗彎剛度R的計算公式為：。

由光學(xué)顯微鏡測得每根纖維的直徑，再由INSTRON實驗儀測得這根亞麻纖維的拉伸強力和拉伸位移，形成拉伸曲線。將每根曲線等分為若干等份，分別求出各伸長L和對應(yīng)伸長的平均作用力。根據(jù)纖維的抗彎剛度計算公式，求得抗彎剛度，最后取平均值（L為INSTRON實驗儀的夾持距為10mm）。通過測量每塊面料中的40根纖維，取平均值，就可以精確計算出纖維的抗彎剛度。再通過SPSS軟件，對纖維抗彎剛度與刺癢感，纖維平均直徑進行相關(guān)分析測量結(jié)果如表3所示。

表3　纖維抗彎剛度計算結(jié)果

從表3可以看出，經(jīng)過改性處理的亞麻織物纖維的抗彎剛度明顯比其余兩組要小，說明改性處理降低了亞麻纖維的抗彎性能，使纖維更容易彎曲變形；而且纖維抗彎剛度與刺癢感相關(guān)系數(shù)達到0.999，呈高度正相關(guān)，表明纖維的抗彎剛度越大，刺癢感越強，纖維的抗彎剛度的大小影響了刺癢感的強弱。

3　結(jié)論

本實驗通過主觀和客觀實驗相結(jié)合的辦法，得出對于同種類、組織、密度的亞麻織物，人體皮膚表面的溫濕度、織物的表面粗糙度、硬挺度、織物表面纖維的直徑、纖維的抗彎剛度，是織物刺癢感的重要影響因素。因此，對于織物刺癢感的改善，建議從改善織物手感，減小表面纖維直徑與纖維抗彎性能著手。

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投稿日期：2015-06-03

Evaluation and Analysis of Scratchiness of Linen Fabric

ZHOU Yan
(Jiangsu Textile Assocation, Jiangsu Nanjing 210000, China)

AbstractThis paper evaluated the scratchiness of linen fiber/fabric combining of a subjective and an objective experiment under a static and a dynamic status respectively. It concludes that the main factors which are influence on the scratchiness cover the roughness, the stiffness and the number and radius of hairiness of the linen fiber/fabric.

Key wordsscratchiness; linen; fiber; fabric

作者簡介：周 燕，江蘇省紡織工業(yè)協(xié)會咨詢部副主任，工程師，E-mail:653423198@qq.com。

文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TS124.34