馮 浩,劉常威,譚東宜,朱艷芬

(湖南工程學(xué)院,湖南 湘潭411100)

織物的吸濕快干性能一直受到關(guān)注,近年來,市場(chǎng)上創(chuàng)新出眾多改性化纖制成的快干服,并廣泛地應(yīng)用于高溫及大量出汗的環(huán)境和運(yùn)動(dòng)中,其共同設(shè)計(jì)宗旨是使服裝具有很好的吸濕快干性能,能快速有效地將水分帶離皮膚,給人們?cè)诟邼窈洼^高溫度下保持良好的舒適感[1]。織物吸收和保持水分的功能即織物的芯吸性能是指導(dǎo)快干服開發(fā)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[2]。設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中常用標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01071-2008[3]中推薦的垂直芯吸法進(jìn)行測(cè)試,但依然存在無條件控制的局限性,沒有模仿織物使用環(huán)境的原位條件控制,不能真實(shí)地評(píng)價(jià)服裝在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。本文就室溫對(duì)棉平布芯吸性能測(cè)試結(jié)果的影響進(jìn)行了對(duì)比探討,旨在更好地研究快干服創(chuàng)新和發(fā)展。

1 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法的局限性及改進(jìn)

就織物導(dǎo)水性能測(cè)試,FZ/T 01071中推薦垂直芯吸法與英國BS3424[4]標(biāo)準(zhǔn)、德國DIN 53924[5]標(biāo)準(zhǔn)類似,其裝置如圖1所示。

織物試樣寬度為是3 cm,長度在25～30 cm之間,試驗(yàn)前依據(jù)GB 6529將織物進(jìn)行預(yù)調(diào)濕,試驗(yàn)環(huán)境溫度為20±2℃,相對(duì)濕度為65%±3%,試樣底端與三級(jí)水接觸,三級(jí)水溫常規(guī)溫度為36℃,可根據(jù)織物實(shí)際使用環(huán)境所接觸汗液的溫度在25～45℃范圍內(nèi)調(diào)節(jié)[6]。測(cè)量30 min時(shí),液體沿織物向上鋪展的最高高度,即最大芯吸高度。

圖1 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)裝置

FZ/T 01071標(biāo)準(zhǔn)推薦裝置中條件控制變量為三級(jí)水溫度,但在織物實(shí)際使用過程中,液體及液體在織物上保持和鋪展的溫度主要與室溫相關(guān)[7],以三級(jí)水溫度作為試驗(yàn)唯一變量并不能真實(shí)可靠地評(píng)價(jià)織物在實(shí)際使用環(huán)境中的芯吸性能表現(xiàn)[8]。本試驗(yàn)利用外加熱源對(duì)毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)裝置進(jìn)行如圖2所示的改裝,旨在測(cè)試三級(jí)水及環(huán)境溫度整體改變對(duì)棉平布芯吸性能的影響,并與三級(jí)水控溫下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。為保持單因素變量,利用加濕器對(duì)試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行濕度控制,保證試驗(yàn)相對(duì)濕度為65%±3%。

2 試驗(yàn)部分

試驗(yàn)用棉平布規(guī)格參數(shù)見表1。

2.1 以三級(jí)水溫度為變量的芯吸性能測(cè)試

保持室溫為20±2℃,用毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀對(duì)三級(jí)水進(jìn)行溫度控制,水溫以10℃為一個(gè)梯度,在25～65℃范圍下觀察棉平布30 min內(nèi)的芯吸特征。在織物徑向距布邊10 cm處裁剪成30 cm×5 cm規(guī)格的試樣,選擇質(zhì)量約為5 g的張力夾夾持試樣加持織物下端,當(dāng)試樣下端浸于液面以下5±2 mm處時(shí)開始計(jì)時(shí),記錄0.5、1、1.5、2、5、10、20、30 min時(shí)刻液體芯吸水線高度,每個(gè)溫度梯度測(cè)量3塊織物,取平均值繪制時(shí)間-芯吸高度曲線。

圖2 環(huán)境溫度可控的毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)裝置

表1 棉平布的規(guī)格參數(shù)

2.2 以三級(jí)水和環(huán)境整體溫度的芯吸性能測(cè)試

利用改進(jìn)的環(huán)境溫度可控的毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)裝置將三級(jí)水和環(huán)境進(jìn)行整體控溫,溫度以10℃為一個(gè)梯度,觀察在25～65℃范圍下棉平布30 min內(nèi)的芯吸特征。取樣及操作與以三級(jí)水溫度為變量的芯吸性能測(cè)試保持一致,繪制時(shí)間-芯吸高度曲線。

3 結(jié)果與分析

依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,繪制不同三級(jí)水溫度梯度下,時(shí)間-棉平布芯吸高度曲線,如圖3所示；繪制不同三級(jí)水和環(huán)境整體溫度梯度下,時(shí)間-棉平布芯吸高度曲線如圖4所示。

由圖3及圖4可見,不論在三級(jí)水控溫還是整體控溫下,織物芯吸速率都隨時(shí)間的增加呈遞減趨勢(shì),曲線輪廓近似為二階指數(shù)衰減函數(shù)。三級(jí)水控溫試驗(yàn)中,曲線起點(diǎn)差異較大,30 min時(shí)的最大芯吸高度無明顯差異。整體控溫試驗(yàn)中,曲線起點(diǎn)差異較大,30 min時(shí)的最大芯吸高度有顯著差異。為研究棉平布初始芯吸速率與水溫和環(huán)境溫度之間的關(guān)系,取2 min時(shí)刻芯吸高度計(jì)算初始芯吸速率,繪制溫度-初始芯吸速率曲線,如圖5所示,同時(shí)繪制溫度-30 min最大芯吸高度曲線,如圖6所示。

圖3 不同三級(jí)水溫度下芯吸時(shí)間-芯吸高度曲線

圖4 不同整體溫度下芯吸時(shí)間-芯吸高度曲線

圖5 溫度-初始芯吸速率曲線圖

由圖5可見,在25～65℃范圍內(nèi),隨溫度提升,三級(jí)水控溫和整體控溫都使得織物初始芯吸速率提高,即三級(jí)水溫度和織物初始芯吸速率正相關(guān)；此外,在25～65℃范圍內(nèi)任一確定溫度,整體控溫的初始芯吸速率更大,即環(huán)境溫度升高對(duì)織物芯吸速率有正向促進(jìn)作用。

圖6 水溫-最終芯吸高度曲線

如圖6所示,在25～65℃范圍內(nèi),隨溫度提升,三級(jí)水控溫試驗(yàn)下,織物最大芯吸高度差異不大,即試驗(yàn)水溫與織物最終芯吸高度無顯著相關(guān)關(guān)系。整體控溫下的最終芯吸高度隨整體溫度的提升而下降,呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,即環(huán)境溫度同步升高阻止了液態(tài)水在織物上鋪展面積。

4 結(jié)論

利用外加熱源改進(jìn)的可控溫毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)裝置對(duì)棉平布進(jìn)行了三級(jí)水控溫和整體控溫下織物芯吸性能測(cè)試,結(jié)果表明:

(1)溫度在25～65℃范圍內(nèi),棉平布初始芯吸速率與三級(jí)水溫度和整體溫度都呈正相關(guān)關(guān)系,且整體控溫時(shí),棉平布初始芯吸速率更大,即棉平布在實(shí)際使用時(shí)表現(xiàn)出來的初始芯吸性能比FZ/T 01071-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試所得的結(jié)果更強(qiáng),環(huán)境溫度升高加速液態(tài)水在棉織物上的初始鋪展速度。

(2)溫度在25～65℃范圍內(nèi),棉平布30 min最大芯吸高度與水溫?zé)o關(guān),環(huán)境溫度與最大芯吸高度負(fù)相關(guān),即棉平布在實(shí)際使用時(shí)表現(xiàn)出來的液態(tài)水鋪展面積比標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試所得的結(jié)果更小,環(huán)境溫度升高抑制棉織物在織物上更大面積的保持和鋪展。

(3)考慮織物實(shí)際使用時(shí)的環(huán)境溫度差異,FZ/T 01071-2008標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用的織物芯吸性能測(cè)量裝置可進(jìn)行整體溫度控制的附件加裝,幫助吸濕快干面料的測(cè)試能更原位地模擬面料實(shí)際使用環(huán)境,使得測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。