姜利利++孫運(yùn)

摘要：

簡(jiǎn)要介紹了吸濕速干紡織品的發(fā)展概況及性能，針對(duì)吸濕速干紡織品的特殊功能性總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的檢測(cè)方法，并提出綜合的評(píng)價(jià)體系，為紡織品的功能性檢測(cè)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：吸濕速干紡織品；檢測(cè)方法；評(píng)價(jià)體系

近年來，人們不僅對(duì)衣服的保暖性、款式有較高的要求，而且對(duì)服裝面料的舒適性、健康性、安全性和環(huán)保性的要求也越來越高，既要求服裝有良好的舒適性，又要求在大量活動(dòng)而出現(xiàn)汗流浹背的情況時(shí)，服裝不會(huì)粘貼皮膚而使人產(chǎn)生濕冷感。于是人們對(duì)面料提出了吸濕速干功能新要求[1]。

1 吸濕速干紡織品的發(fā)展概況

吸濕速干產(chǎn)品的興起可追溯到上世紀(jì)80年代。早在1982年初，日本帝人公司就開始了吸水性聚酯纖維的研究，到了1986年，正式推出中空微多孔纖維第一代產(chǎn)品專利，并命名為Wellkey；1986年美國(guó)杜邦公司首次推出名為“Coolmax”的吸濕排汗聚酯纖維，纖維外表具有4條排汗溝槽，可將汗水快速帶出，散發(fā)到空氣中，制成的衣料洗后30min幾乎已完全干透，夏季穿著仍能保持皮膚干爽；1999年杜邦公司推出升級(jí)換代Coolmax Aim系列布料。自杜邦公司推出吸濕排汗功能的Coolmax后，我國(guó)臺(tái)灣的許多纖維生產(chǎn)商依托自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，先后投入巨資開發(fā)具有吸濕排汗功能的相關(guān)產(chǎn)品，如遠(yuǎn)東紡織研制成功的Topcool十字形截面吸濕排汗纖維、華壟中興紡織出品的十字?jǐn)嗝鍯oolplus新型高科技功能性改性聚酯纖維、臺(tái)灣豪杰股份集團(tuán)開發(fā)的Technofine吸濕排汗聚酯纖維。目前杜邦的Coolmax、遠(yuǎn)東紡織的Topcool、豪杰的Technofine、中興紡織的Coolplus等吸濕排汗纖維制成的產(chǎn)品已投入市場(chǎng)[2]。

相比而言，我國(guó)大陸對(duì)于吸濕排汗纖維的研究在技術(shù)上還存在一定的差距，近年由于市場(chǎng)興起“吸濕排汗”纖維開發(fā)和應(yīng)用的熱潮，加上后道織物產(chǎn)品開發(fā)對(duì)吸濕排汗纖維需求的增加，大陸的研究機(jī)構(gòu)也逐漸投入大量的精力研究相關(guān)的課題。

2 吸濕速干紡織品的原理

吸濕性指纖維表面或內(nèi)部吸附或吸收氣相水分的特性，放濕性指纖維吸濕后向外界環(huán)境放濕的特性，圖1形象地展示了服裝產(chǎn)品在穿著時(shí)的濕傳導(dǎo)過程。吸濕速干，顧名思義就是面料能很快地吸收水分，又能及時(shí)將水分排出，從而保持人體的干爽狀態(tài)，無論天然纖維還是合成纖維都很難兼具這兩種性能，如何能使一種纖維同時(shí)具有快速吸濕、散濕的高舒適性能，紡織專家嘗試各種技術(shù)開發(fā)吸濕速干面料，目前研究比較多的主要是通過以下幾個(gè)途徑：一是通過合理的織物組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到吸濕速干的功效；二是采用適當(dāng)?shù)暮笳砑夹g(shù)（包括涂層整理加工）賦予織物良好的吸濕排汗功能；三是通過纖維材料的物理形態(tài)結(jié)構(gòu)改性，使之借助毛細(xì)管效應(yīng)而改善其吸濕和導(dǎo)濕的性能，如中空、溝槽、異截面、表面微孔等纖維差別化技術(shù)的運(yùn)用。

如果纖維大分子在化學(xué)結(jié)構(gòu)中有親水基團(tuán)存在，這些親水基團(tuán)能與水分子形成水合物，纖維就具有吸濕性，所以纖維大分子存在親水基團(tuán)是纖維具有吸濕能力的主要原因。纖維中的大分子在結(jié)晶區(qū)中緊密而有規(guī)則地排列在一起，在此晶區(qū)中，活性基團(tuán)之間形成交聯(lián)，如纖維素中的羧基間形成氫鍵，聚酰胺中的酰胺基間形成氫鍵，所以水分子不容易滲入結(jié)晶區(qū)，如果要使晶區(qū)分子吸濕，必須破壞這種結(jié)構(gòu)，使活性基團(tuán)處于游離狀態(tài)，才能具有吸濕作用。因此纖維的吸濕主要發(fā)生在無定形區(qū)，所以纖維的結(jié)晶度愈低，吸濕能力愈強(qiáng)。此外，微孔結(jié)構(gòu)使纖維的吸濕率提高很多，化學(xué)纖維的吸濕率大多比不上天然纖維，這是因?yàn)楹铣衫w維一般比較致密，而天然纖維組織中有微隙[2]。在吸濕速干織物的開發(fā)過程中，除了采用的纖維原料外，織物的組織結(jié)構(gòu)、印染工藝、后整理技術(shù)及物理形態(tài)的結(jié)構(gòu)改性等都對(duì)織物的吸濕速干性能有著非常大的影響。

3 吸濕速干紡織品的測(cè)試方法

吸濕速干面料的檢測(cè)技術(shù)與其設(shè)計(jì)原理和所采用的加工工藝緊密關(guān)聯(lián)，目前國(guó)內(nèi)外尚無單一的方法或標(biāo)準(zhǔn)可以涵蓋所有不同種類的吸濕速干紡織產(chǎn)品，各國(guó)的測(cè)試方法也不盡相同。

3.1 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21655.1—2008的測(cè)試方法

GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評(píng)定 第1部分：?jiǎn)雾?xiàng)組合試驗(yàn)法》采用組合法，以多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)紡織品的吸濕性與速干性，原理簡(jiǎn)單、測(cè)試方便。該方法主要測(cè)試紡織品的吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸高度、蒸發(fā)速率和透濕量5項(xiàng)指標(biāo)。

3.1.1 吸水率的測(cè)試

每個(gè)樣品取5塊試樣，每塊試樣尺寸至少為10cm×10cm，在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕平衡，將試樣放入盛有三級(jí)水的容器內(nèi)，試樣吸水后自然下沉，在水中浸潤(rùn)5min后取出，自然平展地垂直懸掛，水分自然下滴，當(dāng)試樣不再滴水時(shí)，用鑷子取出試樣稱重。試樣的吸水率等于浸濕后的質(zhì)量與原始質(zhì)量的差值占原始質(zhì)量的比值，計(jì)算5塊試樣的均值。

3.1.2 滴水?dāng)U散時(shí)間的測(cè)試

每個(gè)樣品取5塊試樣，每塊試樣尺寸至少為10cm×10cm，在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕平衡，將試樣平放在試驗(yàn)平臺(tái)上，用滴定管吸入適量的三級(jí)水，將約0.2mL的水輕輕地滴在試樣上，滴管口距試樣表面應(yīng)不超過1cm。觀察水滴擴(kuò)散情況，記錄水滴接觸試樣表面至完全擴(kuò)散所需時(shí)間，若水滴擴(kuò)散較慢，一定時(shí)間后仍未完全擴(kuò)散，可停止試驗(yàn)，并記錄擴(kuò)散時(shí)間大于設(shè)定時(shí)間。

3.1.3 蒸發(fā)速率的測(cè)試

每個(gè)樣品取5塊試樣，每塊試樣尺寸至少為10cm×10cm，對(duì)每塊樣品稱重，記為m0，將試樣進(jìn)行滴水?dāng)U散時(shí)間的測(cè)試，試驗(yàn)完成后立即稱取質(zhì)量并自然平直懸掛于標(biāo)準(zhǔn)大氣中，每隔（5±0.5）min稱取一次質(zhì)量，直至連續(xù)兩次稱取質(zhì)量的變化率不超過1%，結(jié)束試驗(yàn)。如水滴不能擴(kuò)散，可以加入潤(rùn)濕劑，或以玻璃棒搗壓水滴，如果水滴仍不能擴(kuò)散，停止試驗(yàn)，報(bào)告試樣不吸水，無法測(cè)定蒸發(fā)速率。按公式（1）和公式（2）計(jì)算試樣在每個(gè)稱取時(shí)刻的水分蒸發(fā)量，繪制“時(shí)間—蒸發(fā)量曲線”。

△mi=m-mi （1）

Ei=△mi×100/m0 （2）

△mi——水分蒸發(fā)量，g；

m0——試樣原始質(zhì)量，g；

m——試樣滴水潤(rùn)濕后的質(zhì)量，g；

mi——試樣在滴水潤(rùn)濕后某一時(shí)刻的質(zhì)量，g；

Ei——水分蒸發(fā)率，%。

正常的時(shí)間—蒸發(fā)量曲線通常在某點(diǎn)后蒸發(fā)量變化會(huì)明顯趨緩，在該點(diǎn)之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為水分蒸發(fā)速率，分別計(jì)算洗滌前和洗滌后5塊試樣的平均蒸發(fā)速率。

3.1.4 芯吸高度和透濕量的測(cè)試

芯吸高度按FZ/T 01071的規(guī)定執(zhí)行，裁取6塊試樣，其中3塊試樣的長(zhǎng)邊平行于織物經(jīng)向（或縱向），另3塊的長(zhǎng)邊平行于織物的緯向（或橫向）。記錄30min時(shí)芯吸高度的最小值，分別計(jì)算洗滌前和洗滌后2個(gè)方向各3塊試樣芯吸高度最小值的平均值。

透濕量按GB/T 12704方法A吸濕法執(zhí)行。

3.1.5 吸濕速干性能技術(shù)要求及評(píng)定

按表1或表2評(píng)定產(chǎn)品的吸濕速干性能，產(chǎn)品洗滌前和洗滌后的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到技術(shù)要求的，可明示為吸濕速干產(chǎn)品，否則不應(yīng)稱為吸濕速干產(chǎn)品。對(duì)于吸濕產(chǎn)品，僅考核吸濕性的3項(xiàng)指標(biāo)；對(duì)于速干產(chǎn)品，僅考核速干性的兩項(xiàng)指標(biāo)。

3.2 美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM的測(cè)試方法

豎直杯法（ASTM E96-80-Procedure-B）。該試驗(yàn)方法是在溫度為23℃、相對(duì)濕度為50%的情況下將織物蓋在盛有水的杯上，織物下表面距離水面0.019m，水汽不斷地通過織物傳輸?shù)酵饨纾虼吮兴恐饾u減少，通過周期性地稱量杯內(nèi)水的重量，從而得到該織物對(duì)水汽的傳輸速率，單位為g/（ m2·d）[2]。該裝置簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)各種織物有比較性，由于織物下表面與水面僅有0.019m的距離，因此基本消除了對(duì)流的影響，屬于純擴(kuò)散控制，與基本出發(fā)點(diǎn)完全吻合，適合于低等或中等透氣性的織物的測(cè)定，但對(duì)于具有高透氣性的材料，由于其較高的透氣性會(huì)導(dǎo)致材料上方的空氣進(jìn)入下方杯中，破壞了杯中的靜止空氣層，使測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。

3.3 日本JIS L1096的測(cè)試方法

3.3.1 A法

將織物做成20cm×20cm的試樣片10片，向織物滴一滴水，從水滴落在織物上開始到織物上的水滴沒有光反射為止，記錄時(shí)間，單位為s，取10次平均值，保留至小數(shù)點(diǎn)后一位。該法反映了織物對(duì)水的浸潤(rùn)性質(zhì)，所測(cè)得的時(shí)間越短，織物對(duì)水的浸潤(rùn)性越好。

3.3.2 B法

將織物做成20cm×2.5cm的試樣片，縱向、橫向各5片，在裝有（20±2）℃水的水槽上安裝一水平棒，把試驗(yàn)片固定于棒上，試驗(yàn)片下端線浸于水面，用一直尺測(cè)量10min內(nèi)由毛細(xì)現(xiàn)象水上升的高度（mm），取5次平均值，保留到整數(shù)。

3.3.3 C法

將織物做成1cm×1cm的試樣片3片，平放入（20±2）℃的水中，記錄從放入到試驗(yàn)片浸濕后開始下沉所需的時(shí)間，單位為s，取5次平均值，保留到整數(shù)。

3.4 美國(guó)紡織化學(xué)師與印染師協(xié)會(huì)AATCC79：2000的測(cè)試方法

3.4.1 織物的干燥性能（水分蒸發(fā)率）

將6cm×6cm的試樣置于（20±1）℃、相對(duì)濕度（65±2）%的環(huán)境下24h，以滴定管口距受測(cè)織物表面1cm距離，滴0.05mL水于織物表面后（織物濕態(tài)質(zhì)量為ms），置于準(zhǔn)確度0.001g的微量天平懸空測(cè)試，12min后測(cè)（織物的質(zhì)量為mt）其水分蒸發(fā)率，如公式（3）所示，取測(cè)試5次的平均值。

水分蒸發(fā)率=[（ms-mt）/0.05]×100% （3）3.4.2 滴水面積法

將織物展平，懸空撐平，向織物滴0.04mL水，3min后測(cè)量浸潤(rùn)面積，這種方法簡(jiǎn)單直觀，觀察者不但可從浸潤(rùn)面積的大小對(duì)織物做出對(duì)比，而且也可以從其浸潤(rùn)過程織物的不同表現(xiàn)來判斷它的吸水特性。

4 吸濕速干紡織品的評(píng)價(jià)體系

織物對(duì)液態(tài)水的傳遞可看成是一個(gè)多環(huán)節(jié)的完整過程。它包括：①織物和液體的接觸、潤(rùn)濕與吸收；②液體輸送；③保水；④液態(tài)水蒸發(fā)散逸4個(gè)環(huán)節(jié)。由于吸濕速干特性與多種因素有關(guān)，如織物本身的性質(zhì)、纖維表面的平滑程度、纖維的宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)（如中空、微孔等）以及紗線的構(gòu)成方式、織物的編織結(jié)構(gòu)等。所以評(píng)價(jià)織物的吸濕速干性能并不能停留于單一的吸濕速干指標(biāo)的高低，輔助指標(biāo)同樣重要，只有充分滿足輔助指標(biāo)的最低要求，并且同時(shí)具備高性能的吸濕速干特性的織物才能稱之為吸濕速干織物。[3]我們認(rèn)為，一個(gè)完備的吸濕速干織物的測(cè)試與評(píng)價(jià)體系框架應(yīng)該如圖2所示。

參考文獻(xiàn)：

[1] 商成杰.功能紡織品[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

[2] 姜懷.功能紡織品開發(fā)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[3] 廉志軍，潘菊芳.吸濕速干聚酯織物測(cè)試與評(píng)價(jià)體系.2004滌綸產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)研討會(huì)[C].桂林：中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì).2004：178-182.

（作者單位：宿遷市纖維檢驗(yàn)所）