改性中空滌綸針織物導(dǎo)濕保暖性能研究

王 曉(, )

織物的熱濕舒適性[1]是指織物在人體與環(huán)境的熱濕傳遞間維持和調(diào)節(jié)人體體溫穩(wěn)定，為人體正常生理機(jī)能創(chuàng)造良好條件，從而使人體保持舒適的感覺。改性中空滌綸是一種新型舒適性功能纖維，纖維大分子中引入親水基團(tuán)，降低了液體/材料接觸角，水分在纖維表面潤濕、擴(kuò)散速度加快，加上纖維的中空結(jié)構(gòu)和面料中的纖維集合體之間形成多重毛細(xì)管，構(gòu)成一個優(yōu)良導(dǎo)濕系統(tǒng)，顯著地提高了織物的導(dǎo)濕性[2]；纖維的中空結(jié)構(gòu)可以使纖維集合體更加蓬松，包含更多的靜止空氣，形成獨特的保暖系統(tǒng)，增強(qiáng)面料的保暖性能。本文設(shè)計了不同纖維組成的四種單面針織物，通過實驗分析、比較、評價其熱濕舒適性能，從而評價改性中空滌綸織物的熱濕舒適性能。

1 四種針織物試樣制作

為了研究改性中空滌綸織物優(yōu)良的熱濕舒適性能，在臺灣榕煙臺股份有限公司生產(chǎn)的BCM單面大園機(jī)上分別編織了紗線線密度為18.45 tex的PTT、Coolbst、Porel和棉四種不同纖維單面針織物，圓機(jī)機(jī)型為90KJ，筒徑16英寸，針距28針，路數(shù)1路。

化纖織物下機(jī)后經(jīng)過洗油→親水整理→脫水→烘干→熱定型工序；棉織物下機(jī)后經(jīng)過煮練→水洗→脫水→烘干→熨燙整理工序。織物的規(guī)格參數(shù)如表1所示。

表1 織物規(guī)格參數(shù)

2 導(dǎo)濕性測試

2.1 芯吸高度測試

垂直芯吸法[3]是將織物的一端吊起，另一端浸入水中，液體借助毛細(xì)效應(yīng)沿織物上升，測量5 min內(nèi)液體上升的高度，稱作芯吸高度，由此可以計算織物芯吸速率w：

(1)

式中：w——芯吸速率；

h——芯吸高度(cm)；

t——時間(min)。

2.2 導(dǎo)濕面積測試

對試樣進(jìn)行導(dǎo)濕面積測試，將試樣鋪展固定在一圓環(huán)上，在織物反面滴一滴水，測量1 min后織物正面的導(dǎo)濕面積S，測量織物的導(dǎo)濕面積S時，由于導(dǎo)濕面積大多為橢圓形，可以測量織物縱向的導(dǎo)濕高度a和橫向的導(dǎo)濕寬度b，按照橢圓面積公式(2)計算導(dǎo)濕面積S[4]。

(2)

a—橢圓長半軸；

b—橢圓短半軸。

根據(jù)以上方法測量的織物各項導(dǎo)濕性能指標(biāo)的結(jié)果如表2所示。

表2 織物導(dǎo)濕指標(biāo)測試結(jié)果

由表2可以看出，3#Coolbst織物的芯吸高度最高，芯吸速率最快，導(dǎo)濕面積最大，說明液態(tài)水在3#織物上傳導(dǎo)得最快，導(dǎo)濕能力最好。1#圓形截面PTT織物的導(dǎo)濕能力最差。原因是：3#Coolbst短纖維的截面形狀為“H”型，在纖維表面形成較多細(xì)微的溝槽，纖維集合體之間形成較多較細(xì)的毛細(xì)管，同時纖維的比表面積增加了一倍，增加了水分的擴(kuò)散面積，所以其毛細(xì)效應(yīng)顯著，導(dǎo)濕性最好。1#PTT織物是因為其纖維集合體間形成較少的毛細(xì)管，毛細(xì)管也較粗，毛細(xì)效應(yīng)不顯著，導(dǎo)濕性也就最差。

由表2得出1#到4#號織物的芯吸高度和導(dǎo)濕面積示意圖如圖1。A代表芯吸高度測試曲線，B代表導(dǎo)濕面積曲線。

圖1 織物芯吸高度、導(dǎo)濕面積比較圖

由圖1可知，2#Porel織物的芯吸高度、芯吸速率和導(dǎo)濕面積次于3#Coolbst織物，顯著高于其它織物，說明其導(dǎo)濕性能良好。

3 透汽性測試

本文用的透濕性測試方法是參照GB/T12704—199透濕杯法[5]，將試樣測試面向下放置在盛有30 g蒸餾水的特定直徑和高度的透濕杯上匝緊，放入設(shè)定溫度的烘箱內(nèi)，保持2 h后稱重，根據(jù)透濕杯(包括試樣和水)重量的變化計算出透濕率，如式(3)：

(3)

WVT——透濕率，單位：g/(m2h)；

Δm——透濕杯前后兩次稱量之差，單位：g；

s——試樣實驗有效面積，單位：m2；

t——測定時間，單位：h。

由于織物的厚度不同，且透汽量與厚度成反比，將透汽量除以織物厚度，得到了相當(dāng)于織物厚度為1 mm時的透汽量，稱作當(dāng)量透汽量。其測試和計算的結(jié)果如表3所示。

表3 織物透汽量測試結(jié)果

由表3可見，2#Porel織物的透汽量最大，透濕速率最快。因為2#織物所用的纖維具有中空結(jié)構(gòu)，水汽通過織物時，空隙多、通道暢通，加上合成纖維大分子中引入親水基團(tuán)，吸濕快，放濕快，以及織物的厚度最小，織物的透濕性最好。

4 保暖性測試與研究

本文用的平板式織物保溫性實驗儀SFJJ-606PC，實驗的主要技術(shù)參數(shù)如下：環(huán)境溫度20±2 ℃，相對濕度(65±2)% ，預(yù)熱時間30 min，加熱周期次數(shù)5次，試驗板溫度36℃。實驗測試結(jié)果如表4所示。

表4 試樣保暖性測試結(jié)果

由表4可以看出，2#Porel織物的保溫率和克羅值最高，導(dǎo)熱系數(shù)最低，其織物的保暖性就最好。原因是纖維為中空結(jié)構(gòu)，纖維的中空管道可以使纖維集合體更加蓬松，包含更多的靜止空氣，而保暖性的大小取決于織物中靜止空氣的含量，儲存的靜止空氣越多，織物保暖性越好，雖然織物厚度最小，但保暖性最好，說明中空纖維為保溫性纖維。

5 結(jié)語

就導(dǎo)濕性而言，Porel織物的芯吸高度較高，芯吸速率快，液態(tài)水在織物上傳導(dǎo)得快，導(dǎo)濕能力較好，比較接近于Coolbst織物，明顯高于PTT織物和棉織物；就透汽性而言，Porel織物的透汽量最大，因為織物所用的纖維具有中空結(jié)構(gòu)，水汽通過織物時，空隙多、通道暢通，加上合成纖維大分子中引入親水基團(tuán)，吸濕快，放濕快，以及織物的厚度最小，織物的透濕性最好；就保暖性而言，Porel織物的保溫率和克羅值最高，導(dǎo)熱系數(shù)最低，原因是纖維為中空結(jié)構(gòu)，纖維的中空管道可以使纖維集合體更加蓬松，包含更多的靜止空氣，其織物的保暖性最好。

總之，改性中空滌綸Porel導(dǎo)濕能力較好，透濕性好，保暖性好，是一種保暖舒適性纖維。

[1] 于偉東.紡織材料學(xué)[M].中國紡織出版社，2006.

[2] 程國磊. Porel纖維介紹[EB/OL].[2009-06-05]. http://njdhfiber.com.cn.

[3] Wang Qi，F(xiàn)eng Xunwei.Wet Permeability and Moisture Transmission Characteristics of Soybean Fiber Knitted Fabrics[J].Journal of Dong Hua University, 2001,(3):117—119.

[4] 王其.導(dǎo)濕快干運動衣面料研討[D].上海：中國紡織大學(xué)，1995.

[5] GB/T12704-1991織物透濕量測法[S].