芳綸/阻燃黏膠混紡織物單向導濕整理工藝優化*

蔡瑩瑩 孫啟龍 紀 月 王 茹 劉雪強 李永貴

1. 南通大學紡織服裝學院，江蘇 南通 226019；2. 閩江學院福建省高校紡織服裝工程研究中心，福建 福州 350108

芳綸/阻燃黏膠混紡織物具有柔軟的手感，良好的蓬松性、懸垂性和吸濕透氣性，較高的強力和耐磨性，以及遇火碳化不融滴等優良的特性[1-2]。有研究表明[3-4]，當芳綸與阻燃黏膠纖維的混紡質量配比為65∶35時，所得芳綸/阻燃黏膠混紡織物具有最佳的阻燃性能，已被廣泛用于制作煉鋼及消防等領域的特種防護服。但是，芳綸/阻燃黏膠混紡織物的導濕性較差，其不能及時將汗液導向織物外表面，這會令出汗較多的穿著者產生黏濕或悶熱感，產品服用舒適性嚴重受影響，更有甚者可能會滋生細菌，威脅人體健康[5]。

單向導濕功能要求織物里層拒水、表層親水，表里層存在潤濕梯度，這樣汗液就能從織物的里層向表層轉移，且外部水分無法滲入織物里層，從而使皮膚側干爽舒適。開發單向導濕的芳綸/阻燃黏膠混紡織物對改善織物的舒適性具有重要意義。目前，實現單向導濕的主要方法有：對纖維進行改性以形成異形截面纖維，從而增強織物的毛細效應，達到快速易干的目的[6]；利用織物結構的設計，使織物表里層紗線的緊密程度、織物密度不同，織物表里層之間形成潤濕梯度[7-8]；對織物的一側進行親/疏水后整理，使織物表里層形成潤濕性差異[9-10]；等等。市面上異形截面芳綸較少，且成本較高，其不適于目前單向導濕織物的生產。通過織物結構設計獲得的單向導濕織物相對較厚，也不利于服裝加工[11]。因此，親/疏水后整理所得單向導濕面料目前較為常見。親/疏水后整理工藝主要有噴霧法、滿地印制法和留空印制法等。其中，噴霧法效果較不均勻，滿地印制法無法滿足面料快速導濕的功能要求[12]。本研究將采用留空印制法對芳綸/阻燃黏膠混紡織物進行單向導濕整理，通過改變整理漿料中拒水劑與增稠劑的濃度、印花整理面積比及涂覆次數，得到優化的單向導濕整理工藝。

1 單向導濕芳綸/阻燃黏膠混紡織物的制備

1.1 材料

芳綸/阻燃黏膠混紡織物，斜紋，面密度175.6 g/m2，經紗密度238根/(10 cm)、緯紗密度270根/(10 cm)，常熟寶灃特種纖維股份有限公司生產。

1.2 整理漿料的配置

在電子天平上稱取一定量的增稠劑，先加入少量的蒸餾水，用玻璃棒緩慢攪拌至形成增稠液；然后，利用膠頭滴管移取規定量的拒水劑加入增稠液中, 再加入蒸餾水至混合物整體體積為20 mL，繼續攪拌直至形成均勻的糊狀整理漿料。

表1 整理漿料中拒水劑和增稠劑的濃度配置

1.3 留空印制法工藝設計

按圖1所示圖案制備3種印花整理面積比的網版(網版A、網版B、網版C)，其中黑色為整理漿料透過區域，白色為非整理區域。圖中，r為非整理區域圓半徑，l為兩圓間的最短距離，k為印花整理面積比，即整理區域面積與整個網版面積之比。

圖1 網版用圖案

應用時，織物整理面即織物里層作為衣物貼身層，未整理面即織物表層作為衣物表層。出汗時，汗液通過織物里層的疏水通道向織物表層擴散并蒸發，使衣物貼身層保持相對干爽、舒適(圖2)。

圖2 單向導濕織物的汗液傳導示意

2 性能測試

本文將對制備的單向導濕芳綸/阻燃黏膠混紡織物進行性能測試，以優化印花整理面積比和涂覆次數。

2.1 浸潤性能

采用OCA 15EC光學接觸角測量儀(DatePhysics Instruments 公司)，按照DB44/T 1872—2016《紡織品 表面潤濕性能的測定 接觸角法》，測試織物里層的水接觸角，以表征織物里層的浸潤性能。

三是開拓創新，求真務實，積極做好老年服務工作。創新是一個民族的靈魂，是社會發展的不竭動力，開創老年工作的新局面同樣需要創新。我們要結合企業的實際，認真研究本企業老年工作的規律和特點，積極探索適合企業自身特點的老年工作方法、制度等，在具體的處理方式上要求新、求變，以不斷適應改革開放新形勢的發展要求。一改以往企業老年工作只要每年組織開展幾次活動，僅僅停留在滿足于完成上級布置的任務的心理狀態，要徹底糾正這種無所作為的思想，要更新觀念，重新認識該項工作的重要性，要實現企業老年服務工作的理論和實踐“雙創新”。

2.2 透濕性測試

采用YM-11透濕杯(萊州元茂儀器有限公司)，按照GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》，測試織物的透濕率。測試時，試樣直徑為70 mm。其中，測得未處理織物的透濕率為580.57 g/(m2·h)。

2.3 透氣性測試

采用YG(B)461E型數字式透氣性能測定儀(溫州際高檢測儀器有限公司)，按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，測試織物的透氣率。測試時，試樣面積為20 cm2，壓強為100 Pa。其中，測得未處理織物的透氣率為249.04 L/(m2·s)。

2.4 單向導濕性能

織物平鋪后，利用注射器在垂直距離織物2 cm處向織物滴加1 mL的去離子水液滴，按照GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定》，記錄液滴從珠狀到平鋪時所需的時間即液滴平鋪時間，以此表征織物對汗液的導濕擴散性能[12]16。測試時，每塊試樣測試5次，結果取平均值。比較織物表里層的液滴平鋪時間，分析其單向導濕性能。

2.5 芯吸性能測試

采用YG871L型毛細管效應儀(萊州市電子儀器有限公司)，按照FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細效應試驗方法》，測試織物的芯吸高度。測試時，試樣尺寸取250 mm×30 mm，每塊試樣測試3次，結果取平均值。其中，測得未處理織物的芯吸高度為8.5 cm。

3 測試結果與討論

3.1 整理漿料配置的優化

整理漿料中拒水劑與增稠劑的濃度對1#～16#織物的水接觸角、透濕率及透氣率影響如圖3～圖5所示。

圖3 整理漿料中拒水劑與增稠劑濃度對織物里層水接觸角的影響

圖4 整理漿料中拒水劑與增稠劑濃度對織物透濕率的影響

圖5 整理漿料中拒水劑與增稠劑濃度對織物透氣率的影響

從圖3可以看出：整理漿料中增稠劑的濃度對織物里層水接觸角影響不明顯；而拒水劑濃度增加，水接觸角增大趨勢明顯，其中經40 g/L拒水劑整理后的織物的最小水接觸角達138.13°。因此，為滿足后續單向導濕芳綸/阻燃黏膠混紡織物的拒水要求，優先選擇拒水劑濃度不小于40 g/L。再結合圖4可以看出：織物透濕率隨著拒水劑濃度的增加整體呈下降趨勢，其中經60 g/L和80 g/L拒水劑處理后的織物透濕率較未處理織物的透濕率[580.57 g/(m2·h)]下降明顯，這將嚴重影響汗液的導出。因此，本文確定整理漿料中拒水劑濃度以40 g/L為最優。

從圖5可以看出：整理漿料中增稠劑濃度為80 g/L時，織物透氣率下降明顯，其最小的透氣率較未處理織物的透氣率[249.04 L/(m2·s)]下降了27.70%，這將嚴重影響織物的穿著舒適性。再結合圖4，織物透濕率隨著增稠劑濃度的增加也表現出下降的趨勢。故確定整理漿料中，增稠劑濃度優先選擇60 g/L及以下。

由于本文單向導濕的性能要求織物里層拒水、表層親水，這便希望拒水的整理漿料不滲透到織物的表層。根據前面的優選，分別對含60 g/L和含40 g/L增稠劑的整理漿料進行滲透性測試，其拒水劑濃度均為40 g/L(圖6)。發現，含增稠劑40 g/L的整理漿料已滲透至織物的表層，而含增稠劑60 g/L的整理漿料未滲透至織物的表層。增稠劑濃度越大，整理漿料越難滲透。因此，本文確定整理漿料中增稠劑濃度以60 g/L為最優。

a) 增稠劑濃度40 g/L

3.2 印花整理面積比和涂覆次數的優化

對利用最優配置的整理漿料(即拒水劑濃度為40 g/L、增稠劑濃度為60 g/L)得到的12種單向導濕芳綸/阻燃黏膠混紡織物進行性能分析，以期得到優化的印花整理面積比和涂覆次數。

3.2.1 單向導濕性能

12種織物表里層的液滴平鋪時間如表2所示。

表2 液滴平鋪時間 (s)

由表2可知：A2、A4、A6、A8、B2、B4、C2因印花整理面積比小與/或涂覆次數少而織物表里層幾乎不存在潤濕性差異，織物里層未達到有效的拒水效果；B8、C4、C6、C8因涂覆次數多與/或印花整理面積比大而導致織物表里層存在顯著的潤濕性差異，但這些織物表層的潤濕性也偏低，此種情況下汗液被織物吸收后不能向表層擴散然后蒸發出去，故無法實現理想的單向導濕效果；B6表里層液滴平鋪時間存在明顯差異，且表層液滴平鋪時間較短，其能將里層吸收的汗液快速地向表層擴散并蒸發出去。

圖7以A6、B6、C6為例，直觀地展示了它們表里層的液滴試驗效果。

圖7 織物表里層的液滴試驗

從圖7可以看出，B6里層疏水、表層親水，織物表里層具有明顯的潤濕梯度，故織物單向導濕效果好，其能在滿足外部水分無法滲入織物里層的同時，將汗液快速地從織物里層向外層轉移、擴散，達到令皮膚側干爽舒適的目標。

3.2.2 芯吸性能

印花整理面積比和涂覆次數對織物芯吸性能的影響如圖8所示，其中涂覆次數為0的織物即為未處理織物。

圖8 印花整理面積比和涂覆次數對織物芯吸性能的影響

從圖8可知：芯吸高度隨著印花整理面積比和涂覆次數的增加而均有所降低，這與整理漿料使織物芯吸通道不連續，阻絕了織物芯吸效應有關，且印花整理面積比越大、涂覆次數越多，芯吸高度越低。B6的芯吸高度為6.6 cm，其雖較未處理織物的芯吸高度 (8.5 cm)有所下降，但該芯吸效應滿足單向導濕的功能要求，其能將汗液從織物里層向表層快速地轉移、擴散。

3.2.3 透氣性能

印花整理面積比和涂覆次數對織物透氣性的影響如圖9所示，其中涂覆次數為0的織物即為未處理織物。

圖9 印花整理面積比和涂覆次數對織物透氣性的影響

由圖9可知，織物透氣率隨著整理面積比和涂覆次數的增加逐漸降低，但降幅都較小，說明印花整理面積比和涂覆次數對織物透氣率影響較小。其中，B6的透氣率在233.50 L/(m2·s)，較未處理織物的透氣率[249.04 L/(m2·s)]也僅降低了6.2%。

3.2.4 小結

由上述分析可知，B6的單向導濕性能、芯吸性能及透氣性能最佳，故優化的留空印制法工藝為印花整理面積比65.09%、涂覆次數6。

4 結論

(1) 采用留空印制法對芳綸/阻燃黏膠混紡織物的單向導濕整理工藝進行優化，得到優化的整理工藝為拒水劑40 g/L、增稠劑60 g/L、印花整理面積比65.09%、涂覆次數6。

(2) 利用優化整理工藝制備的織物，里層拒水、表層親水，具有明顯的表里層潤濕性差異，汗液能從織物里層向表層轉移但外部水分無法滲入織物里層。同時，整理的織物芯吸高度較未處理織物下降較小，汗液仍能快速地擴散至表層；透氣率影響也較小，僅較未處理織物降低了6.2%。穿著此種織物制成的服裝，不會有黏濕或悶熱感，服用舒適性好。