織物吸濕速干性能影響因素分析

郭曉蕓

[機時商貿（上海）有限公司，上海200003]

0 引言

隨著人們生活水平的提高，對服飾產品的舒適性和功能性有了更高的要求。對于越來越重視健康以及生活品質的人們，跑步、健身等運動已日趨常態化，且逐漸成為一種生活方式。在運動中優良的穿著舒適性越來越受到消費者們的青睞，這一現象引起各類具有吸濕性能、速干性能或排汗性能的服裝逐漸風靡市場。

對于普通消費者而言，市場上種類繁多的吸濕速干服裝產品，除了標價不同，其它并無更多的相關信息可以幫助消費者進行鑒別和選擇。同時，產品質量監管部門也有類似的困惑。試驗選用從市場上購買的一系列標稱具有吸濕速干或相關功能的服裝產品進行吸濕速干等各項指標的測試，并對產品組織結構、纖維截面、紗線材質等影響因素與織物吸濕速干性能之間的關系進行分析，希望可以為相關專業人士提供參考。

1 試驗

1.1 試驗依據

目前我國測試紡織品吸濕快干性的標準主要有GB/T 21655．1—2008《紡織品吸濕速干性的評定第一部分：單項組合試驗法》（以下簡稱GB/T 21655．1）和 GB/T 21655．2—2009《紡織品 吸濕速干性的評定第2部分：動態水分傳遞法》（以下簡稱GB/T 21655．2），其中GB/T 21655．1通過各單項指標的組合來評價紡織品的吸濕速干性能，GB/T 21655．2則通過液態水的動態傳遞性能來評價紡織品的吸濕速干性能。試驗采用GB/T 21655．2的方法對試樣的液態水動態傳遞性能進行評價，表1為GB/T 21655．2對于吸濕速干等性能規定的技術要求。

表1 GB/T 21655.2對吸濕速干性能的技術要求

1.2 試驗原理

試驗時將織物水平放置，當液態水與其浸水面接觸后會發生液態水沿織物的浸水面擴散并向滲透面傳遞和同時在滲透面擴散的現象。利用傳感器測定液態水的動態傳遞狀況，從而對織物的吸濕、速干、排汗等性能進行評價。

1.3 試驗儀器

采用SDL Atlas Ltd生產的M290型液態水分管理測試儀（見圖1）對各試樣的浸濕時間T、吸水速率A、滲透面最大浸濕半徑R、滲透面液態水擴散速度S、單向傳遞指數O等參數進行測試。

圖1 液態水分管理測試儀

1.4 試驗試樣

本次試驗采用從市場上購買的標注有吸濕、速干或相關性能的服裝進行測試。為了分析纖維截面及織物結構等因素對織物吸濕速干性能的影響，采用JOEL公司生產的JSM-6380型掃描電子顯微鏡對所有試樣的纖維截面等進行了分析。表2和圖2分別列出了各試樣的基本參數和幾張典型的纖維截面圖。

1.5 試驗條件

根據測試要求，試驗在符合GB/T 6529—2008標準規定的大氣條件中進行測試，所使用的測試液為9 g/L的氯化鈉（NaCl）溶液。由于不了解市場上隨機購買服裝的后整理工藝，而后整理對于產品的吸濕速干性能有影響，本次試驗主要分析試樣水洗后的數據。洗滌方法按照GB/T 8629—2001《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》5A程序洗滌5次，并在不超過60℃的溫度下自然晾干。

2 影響因素分析

根據GB/T 21655．2標準要求，測試試樣在不同浸濕時間下的吸水速率A、最大浸濕半徑R、液態水擴散速度S和單向傳遞指數O，測試結果詳見表3。

2.1 浸潤時間T

浸濕時間是指液體接觸織物表面到織物吸收水分的時間。試驗浸潤所需時間越短，說明織物對液體的吸附能力越好，液體在該織物上的擴散速率越快。

由表3可知，浸濕時間的合格率較高，僅兩個機織平紋的產品滲透面的數據未達到要求，為2級。從總體數據來看：針織物試驗的測試結果明顯好于機織物，這是由于針織物的組織結構較機織物更為松散，交織點少，浮線長，表面毛羽多，因而水分更容易潤濕滲透；織物編織越緊密，浸濕時間就越長；織物厚度和面密度對于浸濕時間有一定影響，且從整體趨勢看，織物厚度越大，面密度越高，浸濕時間越長；異形纖維增加纖維間的毛細效應，從而提高織物的吸濕性能；溝槽增加纖維間的比表面積，增大纖維的表面能，從而提高織物的浸潤能力。

圖2 纖維截面圖

2.2 吸水速率A

吸水速率是指織物單位時間內含水量的增加率，數值越大，說明織物對水分的傳導越快，儲水能力越好。

眾所周知，天然纖維（如棉纖維）的回潮率高，吸水量大，儲水能力好，早期曾被作為良好的吸濕速干材料進行開發。由表3中含棉較多的7#樣品的測試結果可以發現，雖然棉纖維的回潮率高，但由于其良好的儲水能力，在織物滲透面的結果并不理想，對于水分的蒸發效果也較差。而從市面上隨機采樣的情況可獲知，疏水改性化學纖維在吸濕速干方面的應用更為廣泛，化學纖維吸水速率更多地體現在纖維的導濕能力上。由表3可知，針織物的吸水速率明顯優于機織物，這是由于針織物的結構比機織物松散，交織點少，纖維間空隙大，水分更容易滲透，也具有更大的儲水空間。若紗線織造緊密，則水分在紗線間的傳遞阻力上升，吸水速率降低；面料越厚，織物的儲水能力越強，對吸水速率也有一定的影響；異形纖維增加纖維間的毛細效應，加快織物的吸濕性；纖維表面的溝槽增大纖維的比表面積，使吸收后的水分擴散加快。

表3 GB/T 21655.2標準要求測試參數結果 /級

2.3 最大浸濕半徑R

最大浸濕半徑是指織物開始浸濕到規定時間結束時潤濕區域的最大半徑。浸濕半徑越大，說明織物的導濕性能越好。

由表3可知，針織物的最大浸濕半徑測試結果明顯優于機織物，是由于針織物結構比機織物松散，且在組織結構相同的情況下，織造密度越小，結構越松散，則水分越容易沿著纖維傳遞，浸潤更多的紗線部分。

從截面形態來看：3#試樣的纖維截面并未進行特殊處理，其測試結果較差，最大浸濕半徑僅為1級；異形纖維最大浸濕半徑的測試結果則較好，主要是因為異形和帶有溝槽的纖維表面增大了纖維的表面積和毛細效應，從而加快水分的擴散，在相同時間內最大浸濕半徑擴大。此外，纖維的異形截面和溝槽加大纖維與空氣的接觸面，從而提高了織物的干燥速率，加速水分在纖維間的傳導。

2.4 液態水擴散速度S

液態水擴散速度是指織物表面浸濕后擴散到最大浸濕半徑時沿半徑方向液態水的累計傳遞速度，也是評價織物導濕性能的一項指標。在織物組織結構方面，針織物的結果明顯優于機織物，是由于針織物的組織結構相對松散，水分傳遞阻力低，有足夠的空間進行水分的傳遞。帶有溝槽的纖維表面增大纖維的比表面積，增加織物內部水分與空氣接觸面，從而加快水分的擴散并干燥。

理論上講，織物的厚度和面密度的增加都會影響纖維與空氣的接觸。通常織物越輕薄，水分更多地集中在織物表面，擴散越快。由于目前市場上吸濕速干的服裝大多采用異形纖維，擴大纖維的比表面積，所以織物厚度和面密度對織物液態水擴散速度的影響相對較小。

2.5 單向傳遞指數O

單向傳遞指數是指液態水從織物浸水面傳遞至滲透面的能力，以織物兩側吸水量的差值與測試時間的比值表示。

由表3可知，單向傳遞指數的合格率較低，且從對合格產品的分析結果來看，也無很強的規律性。因此，研究應從單向傳遞指數的定義及公式著手進行分析。根據GB/T 21755．2標準可知，單向傳遞指數O的計算公式為：

式中：O——單向傳遞指數；

UB——浸水面的吸水量；

UT——滲透面的吸水量；

T——測試時間。

由公式（1）可知，在測試時間相對固定的情況下，滲透面的吸水量和浸濕面的吸水量相差越大，則單向傳遞指數O越好。因為水分滴在織物上是一個被織物吸附、傳導和蒸發的動態過程，當這一過程達到動態平衡時，若不考慮水分的蒸發，則水分在織物上的傳遞便失去其最主要的原動力，即表面張力的影響，傳導過程會基本停止，此時織物浸水面和滲透面吸水量的差異不會太大，也就是說單向傳遞指數O的數值不會很高；當織物比較輕薄或存在較大空隙時，水分由于重力的影響集中于試樣的滲透面，雖會得到較高的單向傳遞指數O，但不能就此判斷織物具有較好的快干性能。由表3可知：具有良好最大浸濕半徑R和動態水擴散速度S的織物的單向傳遞指數O并不理想，且單向傳遞指數O的結果與織物的材質、纖維截面、織物組織結構等因素的關聯性較小。因此，可否用單向傳遞指數去表征織物的快干性能還需要進行探討。

3 結論

織物的吸濕速干主要由吸濕、導濕和蒸發三個過程組成，好的吸濕速干服裝需要同時滿足吸汗快、傳導快和蒸發快三個特性。結合織物纖維材質、截面形態、織物組織結構、織物密度等因素分析可知，采用吸水纖維來增加纖維的親水基團，雖可增加織物的吸水性，但卻影響水分蒸發，因此疏水性的改性化學纖維被更多地應用于吸濕速干服裝中；采用異形纖維和溝槽表面，可以提高纖維的表面能，縮短水分在織物中的吸收擴散蒸發過程；織物組織結構對其吸濕速干性有一定影響，針織物優于機織物，輕薄織物優于厚重織物，低密度織物優于高密度織物；單向傳遞指數作為一項表征織物速干排汗性能的重要指標，其合理性值得探討。