医用防护服用非织造布的热湿舒适性能研究

图３试样剪切变形性能
图６试样表面性能比较
２．２．３通透性和防水性测试结果分析 从表４中可以发现非织造布Ｃ、Ｅ、Ｆ透气性均
较棉机织物大。这是由于非织造材料孔隙率较大 （通常在８０％以上），因此比较透气舒适。通过对非 织造材料孔径和透气性进行相关分析，发现两者的 相关系数达ｏ．９７５，非常显著。Ｂ、Ｄ、Ｈ由于覆膜或 涂层透气性差。
表５表面温度与各物理性能之间的相关系数
孔径 厚度 透湿量 透气量
６皮尔逊系数 双尾显著性检验 自由度
￡皮尔逊系数 双尾显著性检验 自由度
一ｏ．５４３一ｏ．９９２（＊）一ｏ．４４３一ｏ．４０５
ｏ．２６５
ｏ．０００
ｏ．２７１
ｏ．３１９
６
８
８
８
Ｏ．３７２
Ｏ．４４４ Ｏ．７９７（＊＊）Ｏ．１８３
ｏ．４６８ ６
差外，高支棉涂层织物Ｈ也较其他织物稍差。其余
非织造布透湿性均与传统棉机织物相似，其中木
浆／聚酯水刺布Ｆ透湿量比棉还大。可见非织造布
在穿着舒适性方面也具有一定优势。
根据我国２００３年４月２９日发布的《医用一次性
Байду номын сангаас
防护服技术要求》：当静水压为１．６７ ｋＰａ（１７ ｃｍＨ２０）
时，防护服不得渗漏。从表４可知除聚丙烯纺粘非织
从图２可以直观地看到Ｂ（聚乙烯闪蒸法非织 造涂层织物）弯曲长度及弯曲刚度值均最大，织物 柔软性最差。而Ｅ（涤纶／粘胶水刺非织造布）弯曲 长度及刚度最小。由于弯曲刚度与织物定量有关， 非织造布Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆ较棉机织布Ｇ质轻，故弯曲刚 度较小，总体上织物刚柔性差别不大。其中试样Ａ 与Ｂ，Ｄ与Ｅ，Ｂ为非织造布Ａ表面涂层的织物，Ｄ 为非织造布Ｅ表面复合ＰＥ薄膜而成。由此可见涂 层处理较复合薄膜对织物刚柔性影响大得多。
２ 结果与讨论
２．１特征指标测定结果与讨论 从表３可以看到，８种织物定量即克重依次为
Ｇ＞Ｈ＞Ｄ＞Ｂ＞Ｆ＞Ｅ＞Ａ＞Ｃ，其中Ｇ为传统棉质 防护服面料，Ｈ为涂层高支棉布，其他Ｄ、Ｂ、Ｆ、Ｅ、 Ａ、Ｃ均为非织造布防护服面料。厚度方面，只有Ｅ 涤纶／粘胶水刺布较Ｇ稍厚，其余均较轻薄。
表３孔径、定量与厚度的测量结果
第３２卷第６期 ２００６年１２月
东华大学学报（自然科学版） ＪｏＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＨＵＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖ０１．３２．Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００６
医用防护服用非织造布的热湿舒适性能研究＋
王云仪，李 俊，王革辉，张丽华，施雷花
一
（东华大学服装学院，上海，２０００５１）
摘要测试了医用防护服用非织造布的结构特征参数，热湿舒适性方面的透湿透气性，以及ＫＥＳ测试的低负荷下各项 力学性能等各项性能。分析了非织造布相较于传统医用服装机织面料在热湿舒适性、触觉舒适性及成型性等方面的 特点。通过所设计的实验装置用ＤＬ一７００Ｃ红外热像仪监测了模拟衣下微气候的热湿传递特性，以及不同状态时面料 表面温度的变化规律。提出了织物表面温度变化率作为表征非织造布的热湿舒适性能的评价指标。 关键词：非织造布，医用防护服，温度变化率，热湿舒适性 中图分类号：Ｔｓｌ７６＋．９
和方法见表２。
表２实验仪器及方法
所测物理量
实验仪器
实验方法
孔径ＰＭＩ孔径流率测量仪
参照ＧＢ２５４３—１９９７测试
定量
称量天平
参照Ｆ移Ｔ６０００３—９１测试
厚度
ＬＦＹ一２０５Ａ织物厚度仪
参照Ｆ衫Ｔ６０００４—９１测试
抗弯刚度Ｉｊ吖一２０７织物硬挺度测试仪 斜面法，角度控制为４５。
剪切拉伸压缩ｌ呱基本力学性能试验仪
参考文献
［１］
Ｍｃｃ。ｍ璩ｃｋ Ａ Ｌ，Ｈａｆｆｒｌｅｒ ｗ Ｂ Ｋｉｍｂｅｒｌｙ ｃｌａｒｋ啪ｒｌｄ耐ｄｅ
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ｏｍｏｅ ＵＳＰ ６２３８７６７，２００１—５—
１０
［２］ｗｉｌｌｉｓ ｗ Ｄ．Ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｂａ—ｅｒ ｇｏｗｎ ｆｒｏｍ ３Ｍ ｈ鼬ｌｔｈ ｃａ圯 Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，１９９４，２（４）：２４
孔径／ｍ Ｏ．７４９ ８ Ｏ．３３８ ９ ５４．２０６ ７ ０．２８９ ６ ４２．４５８ ３ ２０．３１３ ５＊
＊
。＃￡，¨ｓ ｚｍ撖，ｍ ｓｍ
Ｌｓｓ
ｓ．ｅｓ
ｅ
厚度／ｏ．１６
Ｏ．２１
Ｏ．３３
ｏ．４３
０．５２
Ｏ．３３
ｏ．４５ ０．２３
注：＊Ｇ、Ｈ为棉布，未测量其孔径。
２．２品质指标测定结果与讨论 ２．２．１弯曲性能结果分析
表４试样透气性、透湿性、静水压测量结果
图４试样拉伸性能
（３）压缩特性结果分析。压缩比功是压缩过程
中外力对单位面积试样所做的功，压缩功越大，面
料越蓬松。压缩特性的值越大表示织物越不易压
缩。如图５所示，Ａ、Ｂ、Ｃ试样压缩比功较小，面料 Ｅ压缩比功最大，织物手感丰满。
注：＊表示仪器无法测得。
另外，除聚乙烯闪蒸涂层非织造布Ｂ透湿性很
１ 实验
本文从３个方面测试研究了非织造布物理性： 特征指标、品质指标、力学性能。从舒适性研究的 角度出发，主要对与其关系密切的前两者进行了测 试研究。非织造布最基本的特征指标包括孔径、定 量（单位面积的质量［８１）、厚度等，品质指标主要有 低负荷下面料基本力学性能、透通性及隔热性等。
另外，本研究中通过自制实验装置，模拟干热 传递和水蒸气蒸发散热两种状态，测量非织造布在 不同状态下的温度变化。 １．１实验材料
２．２．２剪切、拉伸、压缩及表面性能测试结果分析 （１）剪切断特性结果分析。Ｇ表示面料抵抗剪
切变形能力；２ＨＧ与２ＨＧ５反映面料剪切变形时的 回复性，其值越大剪切回复性越差。如图３所示， 除Ｅ外的各种非织造布以及Ｈ（棉织物涂层）的剪
１１８
东华大学学报（自然科学版）
第３２卷
切变形性能均不及Ｇ（棉机织布），在受到剪切力作 用时出现斜向起拱，会造成穿着者心理不适感。
造布Ｃ、涤纶／粘胶水刺非织造布Ｅ及棉机织布Ｇ的
图５试样压缩性能静水压没有达到要求外，其余非织造布均大大高于标
（４）表面性能结果分析。织物的表面滑糯或滑
爽度主要由面料的表面摩擦性能决定，从图６看， 万方数据
准要求。试样中的普通棉织物防水性差，不能阻止血 液及体液的渗透，容易引起感染。
６期
王云仪，等：医用防护服用非织造布的热湿舒适性能研究
本文主要研究非织造布医用防护服的各项物理 性能，首先通过仪器测定非织造布的结构特征参数： 孔径、定量及厚度，ＫＥＳ测试低负荷下各项力学性 能，及热湿舒适指标透湿透气性；其次通过分析，对非 织造布及传统棉质机织防护服各项性能比较发现非 织造布面料的热湿舒适性与传统棉织物无显著差异， 在防水性上前者更能满足医用防护服的防护要求，但 触觉舒适及成形性方面不足。同时通过自制实验装 置，模拟干热传递和水蒸气蒸发散热两种状态，研究 发现干、湿热传递时织物表面温度的变化分别与织物 厚度和透湿量有关，提出了用温度变化率来定量描述 织物的隔热性能，即着装表面温度变化率可以作为表 征非织造布的热湿舒适性的一个新指标。
３ 结论
图７表面温度变化翠柱形示意图
第一阶段只抽取绝热挡板５，织物表面温度变 化率由大到小依次为：Ａ＞Ｂ＞Ｈ＞Ｃ＞Ｆ＞Ｄ＞ Ｇ＞Ｅ。第二阶段抽取挡板８，在模拟装置中夹板４ 和７之间形成温湿场，此时八种织物表面温度变化 率由大到小依次为：Ｆ＞Ｇ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ＞Ａ＞Ｈ＞Ｂ。
可见两种状态下织物表面温度变化率有很大 差异。织物Ａ、Ｂ在只有干热释放状态时，温度升高 最快，而在第二阶段时，温度变化不及其他织物大。 为了寻找其间的原理，分析织物结构参数（孔径、厚 度）和透通性（透湿量、透气量）与温度变化率导之间 的关系。各量间相关性分析结果如表５：
１．红外热像仪 ２．温度计 ３．被测织物 ４．塑料夹板 ５．塑料挡板 ６．空气层 ７．金属夹板 ８．金属挡板 ９．塑料圆筒 １０．泡沫塑料 １１．热水 １２．固定夹 １３．支架
图１实验装置正视圈
测试条件为室内温度：２８℃；相对湿度：
６７％±３％；风速：小于ｏ．１吖ｓ。 万方数据
图２弯曲性能测试结果图示
随着ＨＩｖ（ＡＩＤＳ）等通过血液和体液接触威胁 生命的传染病的出现，人们对医用防护纺织材料引 起了高度重视。在各类防护织物中，用即弃型非织 造布防护服因其可以避免交叉感染等优势占据了 医用防护服市场的主要份额。国内外许多机构及 学者都致力于提高织物防护性能的研究中【１￣６］。然 而对于防护服装，防护性能与舒适性能是不可或缺 的两个方面。服装舒适性作为服装功能的重要组 成部分，反映人体对服装的接受程度，直接关系穿 着者工作效能的发挥。因此，从穿着舒适性的角度 出发，对一次性非织造布医用防护服进行探讨研 究，具有一定的理论及实际意义。
ｏ．２７０ ８
ｏ．０１８ ８
ｏ．６６５ ８
注：＊在０．０１水平上相关性显著（双尾检验）； ＊＊在０．０５水平上相关性显著（双尾检验）。
通过相关分析发现，在干热传递状态下，各类 织物表面温度变化率￡与织物厚度相关性很强，相 关系数ｒｎ一一ｏ．９９２。而当挡扳８抽掉，热湿蒸汽 同时接触织物时，岛与厚度相关性减小拖一ｏ．４４４， 而与透湿量相关性较强ｒ２２一ｏ．７９７。分析其原因， 在干燥状态下织物的导热性能主要取决于织物内 所含的 万静方止数空据气，织物越厚所含静止空气越多，导
１１９
２．３干热和湿热状态下的温度变化与面料物理性 能的相关性分析
从图７可以直观地看到，在相同的时间内模拟 装置干热传递和湿热传递时，织物的表面温度变化 率￡和￡存在明显差异。
热性越差，由此可知，实验提出的织物表面温度变 化率拿可以反映织物隔热性能。而在第二阶段，由 于水的导热性较空气大得多，因此透湿性好的织物 表面温度上升较快。从织物表面温度变化率导的角 度出发，本研究所选取的面料中，Ｆ和Ｃ，即纺粘法 加工的聚丙烯与水刺法加工的木浆／聚酯纤维更适 合做医用防护服的面料。
（２）拉伸特性结果分析。从图４可知，除聚乙 烯闪蒸法非织造布Ａ、Ｂ外，其余几种非织造布面料 拉伸比功均较大，而拉伸功回复率相对较低。在受 到外力作用时，非织造面料更容易变形，而且弹性 回复性差。
试样Ｂ、Ｄ、Ｈ的表面粗糙度ＳＭＤ值较小，这是由于 织物经涂层处理或覆膜降低了织物表面的高低不 平性，粗糙感减小。
关于服装舒适性的实验研究体系主要有客观评 价与主观评价。大量文献报道运用客观测量法对服 装在不同环境与温湿度下的舒适性研究成果，并建立
了各种热湿传递的模型以及各项评价指树７１。但是
这些客观测量方法与模型等集中以传统的纺织品为 研究对象。非织造布在纤维形态、成网结构和孔隙结 构上都不同于传统的纺织品，其舒适性能的表征有特 殊性。本文重点对非织造布医用防护服材料的客观 物理性能进行测定，研究非织造布在结构特征参数、 品质指标、通透性和防水性等各方面与传统机织棉布 相比的不同特征，并自制实验装置，用ＤＬ一７００Ｃ红 外热像仪研究处于不同状态时服装表面温度的变化 规律；从而得到非织造布医用防护服舒适性研究结果 之一——不同面料典型物理性能的比较分析。
及表面性能
参照ＧＢ３９施１—１９９７测试
透气性ＹＧ４６１织物中透气量仪
参照ＧＢ ５４５０—１９９７测试
透湿性Ｕ吖一２１６Ｂ织物透湿量 测定仪
透湿杯蒸发法
防水性Ｙ℃熬１２织物渗水性测定仪
参照ＧＢ／Ｔ４７“一１９９７测试
自制的实验装置如图１，装置设计为圆筒形， 使用内外两只塑料圆筒组合，两筒之间用泡沫塑 料填充，作为隔热保护层实验时只有试样表面暴 露于环境外。两筒口均用夹板覆盖，夹板中间插 入活动挡板，夹板４及挡板５为绝热泡沫塑料 板，而夹板７及挡板８为导热性能优良的铝制薄 板。两夹板间留有１ ｃｍ空气层。被测织物覆盖 于夹板４之上，实验开始时将边缘固定。内筒中 装满热水，插入温度计，以便观察水温。实验所 用ＤＬ一７００Ｃ红外热像仪采用非制冷焦平面红 外探测器，面料初始表面温度％为２８℃，测得干 热状态下的表面温度幻，湿热状态下的表面温度 “。得到织物表面的温度变化率ｅ，其中干状态下的 温度变化率￡一（幻一￡ｏ）／％，湿热状态下的温度变 化率岛一（“一幻）／幻。
［３］ 张建春．织物防水透湿原理与层压织物生产技术．北京：中国 纺织出版社，２００３：３２
共采集了６种不同原料、不同工艺的非织造布 面料，并选取２种传统棉质医用防护服用以比较分 析。见，表１。
表１试验面料的构成特征
收稿日期：２００５一０３—３１
。本 万研方究数由上据海市科委启明星基金资助（编号０５ＱＭｘｌ４０２）
６期
王云仪，等：医用防护服用非织造布的热湿舒适性能研究
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１．２实验仪器及方法 对非织造布物理性能的测量，具体的实验仪器