萬殊姝,沈蘭萍

(西安工程大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 西安 710048)

0 引 言

麻賽爾是一種具有抗菌性[1]的新型差別化黏膠纖維,其纖維大分子上含有大量親水基團(tuán),截面不規(guī)則,縱向有貫通的凹槽,這些特點(diǎn)都利于其織物吸濕排濕。麻賽爾可紡性好,於婷[2]將麻賽爾與羊毛、棉混紡,并確定了較好的工藝。高秀麗[3]發(fā)現(xiàn)麻賽爾織物各項(xiàng)服用性能均優(yōu)于圣麻纖維織物。棉是天然纖維的“最佳代表”,其多孔結(jié)構(gòu)使水分可快速滲入非結(jié)晶區(qū),與內(nèi)部的親水基團(tuán)結(jié)合,吸濕性好。截面異形化纖維Coolmax縱向具有貫通的凹槽,纖維間可形成強(qiáng)烈的毛細(xì)效應(yīng),水汽可快速散發(fā)[4]。趙艷志[5]用動(dòng)態(tài)濕傳遞性能測(cè)試證實(shí)了含Coolmax織物具有較好的導(dǎo)濕快干功能。

但大多纖維都很難同時(shí)具有良好的吸濕性和放濕性,也難以直接制備出高效的吸濕放濕功能性織物并滿足多方面的要求[6-8],因此將幾種吸濕放濕性能不同的纖維,以合理手段結(jié)合起來,是開發(fā)新型功能性吸濕排汗織物的趨勢(shì)。王耀武[9]發(fā)現(xiàn)Coolmax與棉的并捻交織物擁有良好的吸濕排汗性。劉杰[10]采用Coolmax與木棉/棉混紡紗交織,通過高導(dǎo)濕梯度,制備出良好的單向?qū)窨椢?。張慧敏[11]為改善棉導(dǎo)濕性差等問題,根據(jù)差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)原理,以竹原纖維和Coolmax為原料,開發(fā)了具有導(dǎo)濕速干性能的織物。徐長(zhǎng)安[12]將麻賽爾與滌綸混紡,開發(fā)出吸濕排汗的仿麻竹節(jié)面料。目前將麻賽爾、Coolmax和棉這3種吸濕放濕各有優(yōu)勢(shì)的纖維結(jié)合起來的研究還較少。文獻(xiàn)[13]發(fā)現(xiàn),原材料含量極大地影響了織物的熱和濕度調(diào)節(jié)性能。在Coolmax/麻賽爾/棉混紡交織物中,原料含量比是決定織物各項(xiàng)性能的關(guān)鍵因素。本文設(shè)計(jì)織造4種結(jié)構(gòu)相同、含量比不同的混紡織物,并進(jìn)行一系列吸濕放濕相關(guān)性能檢測(cè),旨在探討Coolmax/麻賽爾/棉混紡交織物各項(xiàng)性能的優(yōu)劣以及不同纖維含量對(duì)織物性能的影響。為其他新型吸濕排汗功能面料的開發(fā)提供參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試樣設(shè)計(jì)

吸濕排汗功能性織物在接觸人體的一面應(yīng)當(dāng)親和皮膚并具有良好的吸汗效果,接觸外部環(huán)境的一面應(yīng)當(dāng)能將汗液快速排出并蒸發(fā)到大氣中。由于織物兩面的性能要求不同,可以通過使用兩種吸濕、放濕性不同的紗線作為經(jīng)緯紗,并選取合適的織物組織,盡可能地使吸濕性好的紗線接觸皮膚,放濕性好的紗線接觸空氣。

1.2 紗線選取

為了能充分探究纖維含量對(duì)織物性能的影響,同時(shí)保證織物順利織造,選取如表1的紗線原料。

表 1 紗線原料

1.3 織物結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

已有的研究表明,交織頻率在0.2～0.4之間,經(jīng)、緯向毛細(xì)效應(yīng)和擴(kuò)散性能較好[14]。為了盡可能地使導(dǎo)濕性好的Coolmax在接觸空氣的一面,吸濕性好的麻賽爾純紡或混紡紗在接觸皮膚的一面,使用五枚緞紋作為基礎(chǔ)組織,織物組織如圖1所示。

圖 1 織物組織Fig.1 Fabric weave

另外,在經(jīng)向緊度保持不變的前題下,緯向緊度太大(如大于55%時(shí))或太小(如小于30%時(shí))都不能很好地發(fā)揮導(dǎo)濕性能[15-16]。所以設(shè)計(jì)經(jīng)向緊度為60%,緯向緊度為55%,經(jīng)向密度為420 根/10 cm,緯向密度為390 根/10 cm。4組試樣織物的纖維含量比、經(jīng)緯紗配置和織物面密度如表2所示。

表 2 經(jīng)緯紗配置

1.4 試樣制備

為達(dá)上機(jī)要求,需對(duì)經(jīng)紗進(jìn)行漿紗處理,再使用江陰市通源紡機(jī)有限公司生產(chǎn)的SGA598型半自動(dòng)小樣織機(jī)進(jìn)行試織,織物下機(jī)后再經(jīng)退漿處理。按該流程獲得5種麻賽爾/棉/Coolmax混紡交織物。

1.5 指標(biāo)測(cè)試

1.5.1 滴水?dāng)U散時(shí)間 根據(jù)GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第一部分:單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》,每組織物裁取10 cm×10 cm的5塊試樣,測(cè)試并取平均值。

1.5.2 吸水率 根據(jù)GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第一部分:單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》,每組織物裁取10 cm×10 cm的5塊試樣,測(cè)試并取平均值。

1.5.3 芯吸高度 根據(jù)FZ/T01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》,每組織物經(jīng)、緯向各裁取3塊3 cm×25 cm的試樣,使用溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠生產(chǎn)的YG(B)871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試，取平均值。

1.5.4 透濕量 根據(jù)GB/T 12704.2—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法第二部分:蒸發(fā)法》,每組織物各裁取3塊直徑為7 cm的圓形試樣,使用TEXTEST瑞士生產(chǎn)的全自動(dòng)織物透濕量測(cè)試儀進(jìn)行試驗(yàn)。其中透濕量計(jì)算公式為

(1)

式中:W為透濕量(g·m-2·d-1);s為試樣實(shí)驗(yàn)面積(m2);t為2次測(cè)量的時(shí)間差(h);Δm為t時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量增量(g)。

1.5.5 濕阻 根據(jù) FZ/T 01029—1993 《紡織品穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定》, 每組織物裁取 15 cm×15 cm 的3塊試樣, 使用美國西北測(cè)試公司生產(chǎn)的 SGHP-10.5 熱阻濕阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試， 取平均值。

1.5.6 液態(tài)水分管理 根據(jù)GB/T 21655.2—2009《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第二部分:動(dòng)態(tài)水分傳遞法》,每組織物裁取10 cm×10 cm的5塊試樣,使用上海泛標(biāo)紡織品科技有限公司生產(chǎn)的液態(tài)水分管理測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，取平均值。

2 結(jié)果與討論

為了方便研究,將織物吸濕放濕相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總于表3。

表 3 吸濕速干性能綜合數(shù)據(jù)表

2.1 吸濕性能

2.1.1 滲透性與吸水性 滴水?dāng)U散時(shí)間和吸水率分別反映織物的滲透性和吸水性。由表3可知,在麻賽爾/棉/Coolmax混紡交織物中,當(dāng)Coolmax含量相同時(shí),麻賽爾含量越高,織物的滴水?dāng)U散時(shí)間越短、吸水率越大,織物的滲透性和吸水性越強(qiáng)。這是由于麻賽爾結(jié)晶度比棉小,水分子更易進(jìn)入纖維內(nèi)部,麻賽爾公定回潮率為12.8%[17],而棉公定回潮率為8.5%,麻賽爾與水結(jié)合的能力優(yōu)于棉,同時(shí)麻賽爾縱向具有連貫的通道,利于水分傳導(dǎo)擴(kuò)散。

2.1.2 芯吸高度 在芯吸高度試驗(yàn)中,4組織物各自的經(jīng)、緯紗線密度一樣,經(jīng)、緯緊度相差不大,而緯向芯吸高度均大于經(jīng)向,這是因?yàn)榻M成緯紗的麻賽爾和棉纖維的細(xì)度均比組成經(jīng)紗的Coolmax長(zhǎng)絲細(xì)度小,更有利于芯吸效應(yīng)。

2.2 放濕性能

4組織物接觸空氣的一面主要是Coolmax,它不僅縱向有連貫的“凹槽”,同時(shí)也是疏水纖維,它大分子鏈上的有機(jī)基團(tuán)難與水分子形成氫鍵結(jié)合,因此能更快放濕。而透濕量和濕阻分別可以反映織物的透濕性和對(duì)濕氣釋放的阻力大小。從表3可以看出,當(dāng)Coolmax含量固定時(shí),Coolmax/麻賽爾/棉含量比為50/35/15時(shí),織物透濕量最大、濕阻最小,放濕能力最好;當(dāng)棉含量距離15%相差得越多,織物的放濕能力越差。這是因?yàn)槁橘悹柕奈鼭裥员让迯?qiáng),更有利于織物中水氣的傳導(dǎo),但是同時(shí)水分子與親水基團(tuán)結(jié)合后更不易分開,于是又起到阻礙作用,所以引入少量吸濕性相對(duì)差些的棉有利于放濕。但是當(dāng)棉含量過高時(shí),棉纖維因吸濕膨脹又會(huì)阻礙織物的導(dǎo)濕與放濕。

2.3 液態(tài)水分管理

吸水速率表示了織物的芯吸能力,液態(tài)水?dāng)U散速度反映了織物的芯吸速度。麻賽爾/棉/Coolmax混紡交織物的芯吸能力以及芯吸速度與織物中麻賽爾含量有關(guān),麻賽爾含量越高,織物芯吸能力越好,芯吸速度也越快。這與本文2.1.2小節(jié)芯吸高度實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也相互印證。

4組織物單向傳遞指數(shù)液態(tài)水從織物浸水面?zhèn)鬟f到滲透面的單向傳遞指數(shù)均達(dá)到GB/T 21655.2—2009中單向傳遞指數(shù)5級(jí)標(biāo)準(zhǔn),具有良好的單向?qū)衲芰Α?/p>

液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)是液態(tài)水在織物上動(dòng)態(tài)傳遞的綜合指標(biāo),4組織物的液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)均較為接近,并都達(dá)到了GB/T 21655.2—2009中液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)4級(jí)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)液態(tài)水分管理的能力均較好。

3 結(jié) 論

麻賽爾/棉/Coolmax混紡交織物不僅光澤柔和、手感柔軟、懸垂性好,還具有優(yōu)良的吸濕速干性能,是制備吸濕排汗功能性產(chǎn)品的推薦選擇之一。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出：

(1) 由于麻賽爾吸濕性優(yōu)于棉,當(dāng)Coolmax含量固定時(shí),Coolmax/麻賽爾/棉混紡交織物的吸濕能力隨麻賽爾含量的增加而提高。4組試樣中,Coolmax和麻賽爾純紡紗交織物的吸濕能力最好。

(2) Coolmax縱向具有連貫的通道,這樣的特點(diǎn)有利于織物的導(dǎo)濕。當(dāng)Coolmax含量不變時(shí),由于棉的吸濕性比麻賽爾差,適量棉可改善因麻賽爾吸濕性過強(qiáng)導(dǎo)致的導(dǎo)濕難的問題。當(dāng)棉含量在15%時(shí),Coolmax/麻賽爾/棉混紡交織物的導(dǎo)濕和放濕能力最好,高于或者低于該值,導(dǎo)濕和放濕能力下降。

(3) 根據(jù)單向傳遞指數(shù)和液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù),4種含量比的麻賽爾/棉/Coolmax混紡交織物對(duì)液態(tài)水分管理能力均較好,符合國標(biāo)GB/T 21655.1—2009中“綜合速干性”的技術(shù)要求。