細旦聚酯長絲紗線及其用于運動服時的織物水分傳輸特性

S. M. Udaya Krithika， C. Prakash， M. B. Sampath， M. Senthilkumar

1. Sona理工學院 服裝技術系(印度)2. K. S. Rangasamy理工學院 紡織技術系(印度)3. PSG理工學院 紡織技術系(印度)

一般而言，紗線排列后形成高度多孔的結構，具有良好的透氣性能和芯吸性能，可以吸收人體的濕氣并排出體外。由于纖維線密度較小，細旦纖維排列后能夠形成小孔并且具有更高的比表面積，由此具有較大的毛細效應，從而具有良好的濕氣傳輸性能并使水分更快地蒸發。在一項針對細旦聚酯(PET)紗線的研究中，探究了長絲根數分別為34、 48、 108、 144和288的細旦聚酯紗線的吸濕性和舒適性，相對應的紗線分別記為34F、 48F、 108F、 144F和288F。研究結果表明：108F的細旦PET長絲紗線具有較高的芯吸性能和最佳的舒適性，更適合用于制作運動服；長絲的線密度和紗線中長絲的根數是決定細旦PET紗線舒適性的主要因素。

1 長絲的芯吸性能

本文以上述5種不同的細旦PET長絲紗線為研究對象。長絲芯吸是通過將一定數量(如25%、 50%、 75%和100%)的長絲從單束紗線中分離出來實現的。以108F長絲紗線為例，25%、 50%、 75%分別表示從108根長絲中分離出27、 54、 81根。通過對這5種紗線進行長絲芯吸試驗來獲取紗線作為單根長絲時的芯吸性能。為了評估分離長絲的芯吸特性，將25%、 50%、 75%和100%的單絲垂直懸掛，其下端2 cm浸入200 mL蒸餾水中，向蒸餾水中添加0.5 mL的日落黃染料，以觀察芯吸過程中水通過細絲毛細管孔的傳輸情況。測試過程中，每隔0.5和1、 2、 3、 5、 10、 15 min觀察水在毛細作用下的芯吸高度，結果如圖1所示。

圖1 長絲線密度對紗線芯吸特性的影響

由圖1可知，隨著紗線中長絲數量的增多，紗線芯吸高度也在增加。因此，可以通過增加長絲數量和降低單絲線密度來實現最大的芯吸能力。當長絲的數量從25%增加到100%時，由于紗線具有較大的毛細作用，其芯吸高度隨之增加。在所有試驗紗線中，盡管288F長絲紗線具有更多的長絲數量，但是108F長絲紗線卻表現出最大的芯吸高度。原因是，太小和太大的毛細作用都會降低紗線的芯吸能力，紗線中的毛細孔最佳時，使水在紗線表面的傳輸速度更快。因此紗線芯吸能力的高低取決于長絲線密度、長絲數量和紗線線密度的選擇。

2 混紡紗線的芯吸行為

多層紡織材料可以通過改善水分管理特性來提供理想的運動服。在緯編針織中采用鍍圈技術可以制備雙層或雙層以上織物。在雙層織物中，靠近皮膚的第一層是由細旦PET纖維或聚丙烯(PP)纖維組成的芯吸層，第二層通常是纖維素層，如棉或黏膠，用于吸收和蒸發汗液。到目前為止，對織物縱向芯吸行為的探究已經開展，然而著重于橫向芯吸(垂直于身體和織物表面)的研究也很重要，因為人體產生的汗液趨向于朝著垂直人體表面的方向流出體外。因此，研究混紡紗線的芯吸行為是十分必要的。因為當人體產生汗液時，面料必須立刻產生芯吸，使存在于內層的部分汗液轉移到外層，剩余的汗液向下流動，芯吸層和吸水層在多方向上的組合可能有助于改善織物基材的吸濕特性。為了研究混紡紗線的芯吸特性，選取6種不同組合的試樣，如棉和108F細旦PET長絲組合、棉和288F細旦PET長絲組合、108F細旦PET長絲和PP纖維組合、288F細旦PET長絲和PP纖維組合、棉和棉組合、PP纖維和PP纖維組合的混紡紗線(圖2)，測試其芯吸性能。

圖2 混紡紗線的芯吸行為

由圖2可知，棉與108F細旦PET長絲組合的混紡紗線在10 min時的芯吸高度較高，為10.08 cm，其次是棉與288F細旦PET長絲組合的混紡紗線，其在10 min時的芯吸高度為9.60 cm。棉和細旦PET長絲組合的混紡紗比PP纖維和細旦PET長絲組合的混紡紗具有更高的芯吸高度。

將細旦PET長絲和棉組合的混紡紗線按照下述規格加工成針織物：采用具有96個喂入器的直徑為76.2 cm的12號單面針織圓機，以15 r/min的速度制備織物試樣，與對照樣一起分析織物的芯吸行為。

3 細旦PET織物的芯吸性能

將108F和288F的細旦PET長絲和棉采用不同組合分別加工成100%棉紗線、100%108F細旦PET紗線、100%288F細旦PET紗線、棉和108F細旦PET紗線組合以及棉和PP紗線組合，并分別制成織物試樣。將尺寸為20 cm×2 cm的織物試樣垂直懸吊，其下端2 cm浸入含200 mL蒸餾水的容器中。試驗過程中，在一定的時間間隔內觀察毛細作用下水的垂直運動，觀察時間總計30 min(圖3)。

圖3 不同織物試樣的芯吸特性

由圖3可知：108F細旦PET紗線制成的織物在30 min的時間內縱向芯吸高度為23.3 cm；而在橫向芯吸過程中，棉與108F細旦PET紗線組合的織物試樣在30 min內展現出較高的芯吸高度，為12.5 cm。采用各種參數對織物試樣進行全面測試發現，與其他所有紗線相比，由100%108F細旦PET長絲紗線制成的織物試樣以及由棉和108F細旦PET長絲混紡紗線制成的織物試樣顯示出非常優異的芯吸性能。由108F和288F細旦PET長絲紗線制成的織物的芯吸性能與其紗線階段表現出來的芯吸性能相同。可以理解為，這些長絲紗線的芯吸特性也會影響其織物的芯吸性能，因此，僅進行細旦長絲紗線的芯吸測試就足以評估織物的芯吸特性。

4 細旦PET織物的水分傳輸行為

4.1 浸潤試驗

對由100%棉線、100%108F細旦PET紗線、100%288F細旦PET紗線、棉和108F細旦PET混紡紗線以及棉和PP混紡紗線制成的織物試樣進行浸潤試驗發現，100%108F細旦PET紗線制成的織物潤濕時間只有8.38 s(圖4)。

圖4 針織物的浸潤、下沉以及吸濕行為

4.2 下沉試驗

對由100%棉線、100%108F細旦PET紗線、100%288F細旦PET紗線、棉和108F細旦PET混紡紗線以及棉和PP混紡紗線制成的織物試樣進行下沉試驗，結果發現，棉和PP紗線組合試樣的下沉時間最長，為3.4 s，其次為棉和108F細旦PET組合制成的織物試樣，其下沉時間為2.4 s。

4.3 吸水試驗

試驗觀察到：100%棉織物試樣在吸水試驗前質量約為0.52 g，吸水量約為1.16 g，即吸水試驗后織物質量為1.68 g；棉和108F細旦PET組合織物試樣在吸水前的質量為0.72 g，其吸水量約為1.15 g，吸水試驗后織物質量增大到1.87 g。很明顯，與其他試樣相比，100%棉織物與棉和108F細旦PET組合織物試樣能夠吸收更多的水。

5 結論

本文分析結果表明，288F和108F細旦PET紗線具有良好的芯吸性能。相比其他織物試樣，棉和108F細旦PET組合織物試樣具有更好的芯吸性能。

在浸潤試驗中，相比于其他組合織物試樣，108F細旦PET織物具有更快的浸潤速度。在下沉試驗中，棉和PP紗線組合織物試樣顯示出更長的下沉時間，其次是棉和108F細旦PET組合織物。在吸濕試驗中，與其他織物試樣相比，100%棉織物與棉和108F細旦PET組合織物的吸濕性更強。

眾所周知，棉與PP紗線的組合織物多年前就已在運動紡織品中得到廣泛應用。通過本研究發現，棉與108F細旦PET組合織物在所有的水分管理和水分傳輸特性方面，如芯吸、浸潤、下沉和吸濕特性，都類似于現有的棉與PP組合織物，使其適合用于運動紡織品。此外，基于織物的最終用途，可以在不同紗線中選擇最優的組合。

康 帥 譯 于俊榮 校