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服装材料学--服装基础知识引言不同服装材料其性能表现各不一样，带来服装应用范围和最终用途也会大相径庭。因此，认识和掌握服装材料的各种性能，对正确地选用材料，合理地设计服装，满意地穿着服装会大有帮助，产生事半功倍的效果。服装材料的性能包括物理机械性能、化学性能、外观性能以及卫生保健性能和缝纫加工性能等服用性能。第一节服装材料的物理机械性能一、定义织物在外力作用下引起的应力与变形间的关系所反映的性能叫做织物的物理机械性能。它包含强度、伸长、弹性及耐磨性等方面的性能。二、强度性能1．织物的拉伸强度与断裂伸长率织物在服用过程中，受到较大的拉伸力作用时，会产生拉伸断裂。将织物受力断裂破坏时的拉伸力称为断裂强度；在拉伸断裂时所产生的变形与原长的百分率，称为断裂伸长率。织物的拉伸断裂性能决定于纤维的性质、纱线的结构、织物的组织以及染整后加工等因素。⑴纤维的性质：纤维的性质是织物拉伸断裂性能的决定因素。纤维的断裂强度是指单位细度的纤维能承受的最大拉伸力，单位：CN/dtex。在天然纤维中，麻纤维的断裂强度最高，其次是蚕丝和棉，羊毛最差。化纤中，锦纶的强度最高，并且居所有纤维之首，其次是涤纶、丙纶、维纶、腈纶、氯纶、富强纤维和粘胶纤维。其中，粘胶纤维强度虽低，但略高于羊毛，在湿态下，其强力下降很多，几乎湿强仅为干强的40~50%。除粘胶纤维外，羊毛、蚕丝、维纶、富强纤维的湿强也有所下降，但棉、麻纤维例外，其湿强非但没有下降反而有所提高。涤纶、丙纶、氯纶、锦纶、腈纶等则因吸湿小，而使其干、湿态强度相差无几。至于断裂伸长率，则属麻纤维最小，只有2%左右，其次为棉，只有3~7%，蚕丝15~25%，而羊毛属天然纤维之首，可达25~35%。化纤中，以维纶和粘胶纤维的断裂伸长率最低，在25%左右，其它合纤均在40%以上。因此，各类纺织纤维的拉伸性能是不同的：棉麻类属高强低伸型，羊毛属低强高伸型，而锦纶、涤纶、腈纶等属高强高伸型，此外，还有维纶和蚕丝属中强中伸型。一般细而长的纤维织成的织物比粗而短的纤维织物拉伸性能好。⑵纱线结构：一般情况下，纱线越粗，其拉伸性能越好；捻度增加，有利于拉伸性能提高；捻向的配置一致时，织物强度有所增加；股线织物的强度高于单纱织物。⑶织物的组织结构：在其它条件相同的情况下，在一定长度内纱线的交错次数越多，浮长越短，织物的强度和断裂伸长率越大。因此，三原组织中以平纹的拉伸性能为最好，斜纹次之，缎纹织物最差。⑷后染整加工：织物的后整理对拉伸性能的影响，应视具备情况而定，有利有弊。织物拉伸性能可用断裂强力、断裂伸长、断裂长度、断裂伸长率、断裂功等指标来表达。国际上通用经纬向断裂功之和作为织物的坚韧性指标。2．织物的撕裂强度在服装穿着过程中织物上的纱线会被异物钩住而发生断裂，或是织物局部被夹持受拉而被撕成两半。织物的这种损坏现象称为撕裂或撕破。目前，我国在经树脂整理的棉型织物和其它化纤织物测试中，有评定织物撕裂强度的项目。织物撕裂强度的影响因素同拉伸性能，所不同的是撕裂性能还与纱线在织物中的交织阻力有关，因而表现出平纹组织织物的撕裂强度最小，方平组织织物最大，锻纹和斜纹组织处于两者之间。织物的撕裂性能在一定程度上能反映出织物的活络、板结等风格特性。测试织物撕裂强度的方法，国家标准中规定有三种：单缝法、梯形法、落锤法。这三种方法分别适合于测试经染整加工处理的织物、各种机织物及轻薄非织造织物。针织物一般不作撕裂试验。3．织物的顶裂强度织物局部在垂直于织物平面的负荷作用下受到破坏，称其为顶裂或顶破。顶破与衣着用织物的拱肘拱膝现象相关，也与手套及袜子的受力情况相似。顶破试验可提供织物多向强伸特征的信息，特别适用于针织物、三向织物、非织造布及降落伞用布等。国家标准中规定，顶裂试验采用弹子式或气压式顶裂试验机进行。测试指标为顶破强度和顶破伸长。三、抗皱性与弹性抗皱性是指织物抵抗弯曲变形的能力，也称为折痕回复性；弹性是指织物变形后的恢复能力。二者同归于织物的弯曲性能。织物并非完全弹性体，织物在外力作用下会产生可变的弹性变形和不可变的塑性变形。当外力去除后织物能立即恢复原状或经过一段时间逐渐恢复原状的性能称为可变弹性变形，包括急弹性变形和缓弹性变形；当外力去除后织物不能恢复原状的性能称为不可变塑性变形。影响抗皱性和弹性的主要因素有纤维性质、纱线结构、织物组织及染整后加工等。⑴纤维性质：纤维的抗皱性和弹性是影响织物抗皱性和弹性的主要因素，抗皱性决定于纤维初始模量的大小。初始模量是指较小的拉伸力与变形应力之比。初始模量越大，抗皱性越好；初始模量越小，抗皱性越差。在天然纤维中，以麻纤维的初始模量属首位，且在所有纤维中其值最大，棉、蚕丝次之，羊毛最差。在化纤中，初始模量从大到小依次是涤纶、粘胶纤维、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、锦纶。弹性与纤维在小变形下的拉伸回复性能成线性关系，天然纤维中的羊毛弹性最好，氨纶又称之为弹性纤维，其次是锦纶、丙纶、涤纶、腈纶、氯纶和维纶，以粘胶的弹性为最差。因此，涤纶初始模量高，弹性好，其织物不易折皱，保形性好，而锦纶虽然弹性好于涤纶，但初始模量低，其织物挺括度不如涤纶织物好，相比之下，涤纶更适合于做外套服装，而锦纶织物则在肘部、臀部、膝部会隆起来。麻、棉、粘胶等纤维初始模量较高，但弹性差，其织物一旦形成折皱，不易消失。⑵纱线结构：纱线捻度适中，其织物抗皱性好，否则抗皱性会因捻度过大或过小而变差。⑶织物的组织结构：一般组织点少的织物抗皱性好，因此锻纹组织织物的抗皱性较好，而平纹组织织物较差。⑷染整后加工：织物经过热定型和树脂整理，可提高抗皱性。表达织物抗皱性的指标为折痕回复角，而反映弹性大小的指标是弹性恢复率。它们的测定均有国家标准统一的测试方法。四、耐磨性织物在穿着和使用过程中会受到各种磨损而引起织物损坏，将织物抵抗磨损的特性称为耐磨性。磨损是服装织物损坏的主要原因之一，其影响因素仍是纤维的性质、纱线的结构、织物组织及染整后加工特性。⑴纤维的性质：在各种纤维中，以锦纶的耐磨性为最优，其次是涤纶、维纶、丙纶、氯纶，腈纶的耐磨性最差。天然纤维中，羊毛的耐磨性相当好，棉、蚕丝和麻的耐磨性一般。这就是锦纶常用来制袜，而羊毛耐穿的原因。⑵纱线结构：纱线粗，其织物耐磨性好；捻度大的织物耐磨性亦好；股线织物的耐磨性优于单纱织物。⑶织物组织结构：在经纬密度较疏松的织物中，平纹组织织物的耐磨性最好，锻纹组织最差；而在经纬密度较大的紧密织物中，结论正好相反，平纹织物的耐磨性最差，锻纹织物耐磨性最好。一般，过松、过紧的织物都不利于织物的耐磨性。⑷染整后加工：织物经过树脂整理，可提高其耐磨性。织物的磨损分平磨、曲磨和折边磨等。衣服的袖口与裤脚属平磨，而衣裤的肘、膝部是曲磨，上衣领口、裤脚边则属折边磨。织物耐磨性能的测试有实际穿着试验与仪器试验两类。评价织物耐磨性的指标很多，大致可分为以下几种：①经一定的摩擦次数后，以织物物理性能发生的变化表示。例如用样卡来对比评定外观色泽、起毛起球级别，用仪器来测定强度、重量、厚度、透气量等的变化率。②以试样上出现一定的物理形态变化（如产生破洞）时的摩擦次数来表示。③采用综合耐磨值：综合耐磨值=3/（1/耐平磨值+1/耐曲磨值+1/耐折边磨值）第二节服装材料的化学性能一、定义服装材料的化学性能是指服装在加工和使用过程中受到各种因素的影响、作用和干扰，使其性质发生变化，甚至破坏，而服装材料能够抵抗这种变化和破坏的性能。它一般包含材料的耐热性、耐旋光性及耐酸、碱等化学药品性能。二、耐热性能服装材料在加工和使用过程中，经常会遇到各种热的作用，如染色、热定型、洗涤、熨烫、干燥等，织物受热作用后，其强度一般会下降，强度下降的程度随温度、时间和纤维种类而异。将织物在高温下保持自己物理机械性能的能力叫耐热性。织物耐热的性能随着温度的升高，逐渐呈现出物理和化学性质变化，直至高温下，天然纤维和人造纤维分解炭化或合成纤维软化、熔融。1．纤维的性质织物的耐热性决定于纤维耐热性的好坏。在天然纤维中，麻的耐热性最好，其次是蚕丝和棉，羊毛最差。在化学纤维中，粘胶纤维的耐热性很好，常被用作轮胎粘帘子布，涤纶的耐热性也非常好，其次是腈纶，而锦纶和维纶、丙纶的耐热性较差，锦纶遇热产生收缩，维纶不耐湿热，丙纶则耐湿热不耐干热，耐热性最差的纤维应属氯纶。2．织物的性质服装材料的耐热性包含热可塑性和热收缩性。热可塑性是指织物受热后塑性增加，即将织物加热压成一定形状后使其迅速冷却，织物会在这一形式下固定下来。任何织物都具有热可塑性，以羊毛和合纤表现更为突出。服装进行熨烫定型就是利用了这一点。热收缩性是指织物受热后产生收缩的性能，一般羊毛和合成纤维都会产生热收缩。羊毛在湿热条件下反复受外力作用，纤维之间会互相缠在一起交编毡化，这就是羊毛特有的缩绒性。利用这一特性可生产质地丰满的粗纺呢绒和毛毡，使其表面形成一层毛绒，手感更加柔软，外观更加美丽，而精纺呢绒为了保持布面的光洁和织纹的清晰，要进行防缩绒处理，这也是羊毛穿着过程中不易保持尺寸稳定的根本原因。在合成纤维中，维纶的热水收缩率很高，因此维纶不宜用热水洗涤，而其它合纤也都有不同程度的热收缩，因而在制作这类织物服装时，裁剪规格要略大些。3．检测方法评价织物和服装耐热性能优劣的指标有两种：抗熔孔性和阻燃性。⑴搞熔孔性：织物在局部接触火星或高温时抵抗形成孔洞的性能称为抗熔孔性。其测定方法常用落球法和烫法。落球法是把加热的玻璃或钢球放在水平张紧的织物上，用织物形成熔孔所需的最低温度，或球体在织物上停留的时间来加以评定。烫法是将加热到一定温度的钢球落在织物试样上，经一定时间后，观察试样的烫痕来加以评定。⑵阻燃性：服装材料的阻燃性是指织物是否容易燃烧和是否经得起燃烧两层含义。织物的阻燃性与纤维本身的燃烧性能有关，还与织物组织、厚度、重量、空气含有量有关。各种纤维的燃烧性能如下：纤维素纤维与腈纶易燃，羊毛、蚕丝、锦纶、涤纶、维纶等可燃，氯纶纤维难燃，而石棉、玻璃等纤维不燃。通常将织物的阻燃性用极限氧指数（LOI）表示，即材料点燃后在大气里维持燃烧所需要的最低含氧量的体积百分数。极限氧指数越大，表示织物越难以燃烧，耐热性能越好。三、耐旋光性能服装材料在使用和贮存中，由于日光和大气等因素的综合作用会发生氧化，使性能逐渐恶化，强度降低，以致丧失使用价值。这种现象称为服装材料的“老化”。将服装材料抵抗气候作用的性能叫耐气候性，而其中抵光太阳光作用的性能叫耐旋光性。耐旋光性对于经常在露天使用的服装来说是十分重要的。1．纤维的性质织物的耐旋光性随纤维种类的不同而不同。在天然纤维和人造纤维中，羊毛和麻的耐旋光性是较好的；棉和粘胶纤维的耐旋光性较差；蚕丝的耐旋光性最差。在合成纤维中，腈纶的耐旋光性最好；涤纶的耐旋光性较好，接近羊毛，维纶的耐旋光性较差，与棉接近；锦纶的耐旋光性差，和蚕丝相近；而丙纶和氯纶的耐旋光性最差。2．织物的性质各种纤维织造的织物，其耐旋光性差异决定了应用范围和条件的差异。因腈纶的耐旋光性很好，居各类纤维之首，因此可用作窗帘、床罩及旅游装、泳装等户外服装；涤纶织物的耐旋光性仅次于腈纶而优于其它纤维织物，适合于制作外衣服装；呢绒织物虽有较好的耐旋光性，但不宜长时间在日光下曝晒，否则会失去羊毛油润的光泽而泛黄，给人以陈旧干枯之感；丝绸和锦纶织物更是如此，因为日光中的紫外线对其有脆化、破坏作用，长时间曝晒，不仅使其色泽变黄，且强度显着不降，故这类织物不适宜做户外用装。一般，大多数织物应在阴凉通风处阴干，这不仅有利于保持织物色泽的鲜艳，而且可以延长织物的使用寿命。3．检测方法服装材料的耐旋光性，可用两种方法加以测试，即露天曝晒法和人工模拟试验法。前者的优点是试验条件比较接近实际穿用的条件，缺点是试验周期长和试验结果的再现性差。后者为仪器试验法，其优点是空气的温湿度和辐射强度可以控制，试验的老化过程可以加速进行，试验结果较稳定，但缺点亦存在，因仪器所用人工光源与日光的光谱分布有差别，故不同试验结果的可比性较差。实际使用中，可根据不同需要，分别采用不同方法测试服装材料照射一定时间后，其强度损失的百分率来反映其耐旋光性的优劣程