作训服是军人进行训练和作战时长时间穿着的制式服装,尤其在夏季及冬季许多时间,为了保持身体灵活性的需要,作训服均贴身穿着,不可避免地与人体皮肤产生摩擦。与一般织物相比,作训服的穿戴环境更加复杂,与皮肤发生摩擦时,作训服-皮肤界面法向载荷更大、滑移速度更快、频率更高,因此更易引起皮肤损伤。此外,作训服在干湿条件下的摩擦特性也对穿着舒适性具有重要的影响。因此,作为一种功能性制服,作训服在面料选用方面对其摩擦特性提出了更高的要求。但是从目前的发展现状来看,在作训服的设计和制作过程中主要考虑的是伪装性、阻燃性、耐用性和经济性等因素,对摩擦特性的研究尚少。因此,研究作训服织物与人体皮肤的摩擦行为对于优化作训服的设计和提升作训服对军人的防护作用具有重要的理论和现实意义。本试验运用UMT-II型多功能摩擦磨损试验机,采用球-面往复摩擦模式,模拟作训服织物与皮肤在轻载、重载摩擦两种情况下的相互作用,通过使用BX-63显微镜观察作训服织物的表面形貌,使用视频接触角测量仪和电子称重仪分别测量织物亲疏水性和吸水性,使用生理反馈仪测量皮肤在不同水浴条件下的皮肤水合程度,分析了纤维种类、法向载荷、摩擦方向、干湿状态和皮肤水合作用等对皮肤摩擦特性的影响,为优化作训服设计和制作提供参考依据。主要得出以下结论:1.在干态条件下,法向载荷为1 N时人体皮肤的摩擦系数与织物表面形貌显著相关,组织结构为斜纹、表面光滑平整的织物摩擦系数较小;随着滑动速度增加,其摩擦系数增加,采用较小速度滑动有利于减少织物与皮肤间的摩擦。不同摩擦方向对摩擦系数的影响与织物经纬向密度有关,当经向密度大于纬向密度时,沿经向滑动摩擦系数较小,反之,则沿纬向滑动摩擦系数较小;法向载荷为5 N时,织物与皮肤间摩擦系数有所增加,不同织物间摩擦系数差异较小,摩擦位移主要靠皮下组织的变形协调。2.在湿态条件下,由于湿态环境增加了织物与皮肤间的粘附作用,与干态环境相比其摩擦系数增加。不同织物与皮肤间的摩擦系数与织物吸水性有关,吸水性越强,摩擦系数越小。织物的干湿状态对摩擦特性的影响明显大于织物表面形貌,因此,在作训服穿戴环境中保持作训服及皮肤干燥对于降低摩擦损伤十分重要。3.在织物-水-皮肤组成的摩擦界面中,皮肤水合作用及织物吸湿性共同影响摩擦特性。在界面水较少时,由于织物吸水性较强,水分一部分被织物所吸收,一部分停留在织物-皮肤界面,界面间水膜产生张力,增加了皮肤与织物间的摩擦,随着界面水增多,皮肤水合作用增强,摩擦实际接触面积增加,摩擦系数随之增加,当界面水过量时,皮肤与织物均处于完全湿润状态,界面间形成一层润滑膜,摩擦系数有所降低。4.皮肤与作训服织物在摩擦后表面粗糙度增大,法向载荷为5 N时造成的皮肤损伤比法向载荷为1 N时大,表面具有长凸起纤维、组织结构为平纹的织物更易划伤皮肤,质地柔软的纯棉、斜纹织物能降低皮肤的摩擦损伤。