抗紫外滌綸/海藻纖維混紡機織面料的設計與研究

中圖分類號：TS106.4 文獻標志碼：A文章編號：2095-414X（2025）03-0008-06

0引言

炎熱夏季，在紫外線照射和高溫環境下的人體會分泌大量汗液，這些汗液會通過人體與織物間的空氣對流作用排出2，現階段市場上多數防曬紡織產品（防曬衣、防曬袖）雖具有一定的防曬功能，但穿著起來舒適性不強，人體分泌的汗液不能很好的吸收和排出，與皮膚接觸產生粘膩和悶熱感，因此具有良好吸濕舒適與抗紫外性能的服裝面料對于夏季戶外出行工作的人們來說是非常重要的[3]。

海藻纖維是以天然海藻生物褐藻（海帶、巨藻）中提取的以海藻酸天然多糖為原料，通過濕法紡制而成的生物基纖維，大分子每個重復單元都含有四個親水性基團羥基（-OH）和兩個羧基（-COOH），同時海藻纖維作為濕法紡絲，內部存在大量的微孔，其特殊的微孔結構以及親水基團的存在使得海藻纖維較其他纖維有更好的吸濕和透氣性。研究表明海藻纖維可吸收自身重量20倍的液體，吸濕性遠大于棉]。

為開發出具備抗紫外與吸濕舒適性能的機織產品，本文將海藻纖維，抗紫外滌綸，普通滌綸三種紗線進行交織，通過設計交織比例和工藝條件，探究投緯比例和織物組織結構對海藻纖維與抗紫外滌綸交織物性能的影響。

1實驗

1.1原料的選擇

材料：海藻纖維紗線（ 18.2tex ，海藻纖維與棉混紡而成，海藻纖維含量 50% ，山東華濰紡織有限公司）；抗紫外滌綸（ 16.7tex ，紹興喜能紡織科技有限公司），以熔融紡絲通過添加無機屏蔽劑 znO 摻入滌綸纖維中制成。普通滌綸（ 18.2tex ，撫州市中興制線有限公司）。

1.2實驗儀器

SGA598型全自動箭桿小樣織機、YG（B）141D型數字式厚度儀、UV-2000F紡織品抗紫外因子測試儀（美國Labsphere公司）、電子天平、三級水、儲水容器、膠頭滴管、計時器、YG871型毛細管效應測定儀（寧波紡織儀器廠）、乙烯膠粘帶、干燥劑（無水氯化鈣）、透濕杯、YG601-I/ⅡI型電腦式織物透濕儀（寧波紡織儀器廠）。

1.3織物試樣設計與制備

以普通滌綸為經線，海藻纖維與抗紫外滌綸為緯紗，設計織造A系列織物共9塊，編號分別為 Al～A9 。

經緯密為 360×320 根 /10cm ，組織均為五枚緯緞，研究表明五枚緞紋織物的性能穩定性較好，B系列織物共6塊，六種組織分別為平紋、四枚破斜紋、蜂巢、斜紋、8/5枚緯緞，五枚緯緞8。A、B系列織物規格參數如表1所示。六種織物組織實物圖如圖1所示。

2 性能測試

2.1織物的抗紫外線性能測試

織物的抗紫外性能根據GB/T18830-2009《紡織品抗紫外線性能的評定》進行評定。

測試方法：實驗前將A、B系列織物試樣放置在標準大氣環境下調濕平衡 24h ，開啟測試儀預熱30分鐘后，將樣品平整的鋪在測試點處，每個試樣選取不同的測試點測試五次，記錄UPF與UVA值。

2.2織物吸濕性能測試

織物試樣吸濕性測試結果根據《GB/T21655.1-2008GB/T21655.1-2008紡織品吸濕速干性的評定第1部分：單項組合試驗法》要求進行評定。為了綜合反映出織物的吸濕性能，織物吸濕性實驗測試了織物的吸水率、滴水擴散時間、水分蒸發速率、芯吸高度、透濕率[9]。

測試方法：實驗環境溫度 20% ，相對濕度 65% ，每個樣品裁取5塊試樣，每塊試樣的尺寸為 10cm×10cm 每項實驗開始前需稱取試樣的原始質量，精確至0.001g ，各項實驗具體操作步驟參照《GB/T21655.1-2008GB/T21655.1-2008紡織品吸濕速干性的評定第1部分：單項組合試驗法》進行操作，并記錄下各個織物試樣吸濕性實驗的具體數值。

3結果與討論

3.1織物抗紫外性能測試結果分析

織物對紫外線的防護效果取決于其對紫外線的吸收和反射能力[10]。如圖2（a）所示，隨著緯紗中抗紫外滌綸的增加，織物UPF值逐漸增加，UVA值逐漸降低，緯紗中海藻纖維含量為 100% 時，織物的UPF值為69.37，UPFgt;50 ，但UVA紫外透射率較大，遠高于 5%^[11]"。這是由于海藻纖維中含有存在于海洋藻類生物中的水溶性紫外線吸收菌孢素氨基酸MAAs，摩爾消光系數（ E= 28100～50000?m^-1?cm^-1） ，可有效的防止紫外線輻射的損傷[12]。但因其在海藻纖維中含量較少，使得單純的海藻纖維在抗紫外性能方面受到限制。

不同織物組織抗紫外性能測試結果如圖2（b）所示。結果表明8枚緯緞織物抗紫外性能最好，蜂巢組織較差，原因是8枚5飛緯面緞紋組織點最少，緯浮長線較長，使得抗紫外滌綸更多的浮于織物表面，賦予織物良好的抗紫外性能[13]，而蜂巢組織結構呈凹凸狀，使得紫外光線更容易通過孔隙透入；平紋、四枚破斜紋、1/2斜紋組織織物因其組織循環數少，經緯紗交織點多，抗紫外性能相差不大。

標準GB/T18830—2009《紡織品防紫外線性能的評定》9.1指出當樣品的 UPFgt;40 ，且TUVA）AVlt;5時可稱為\"紫外線產品\"4]。根據實驗結果，A系列中 A1^*"、A2^#，A3^#，A4^#"，B系列中 B5^#"符合國家《紡織品防紫外線性能的評定》中對于“防紫外產品\"的標準，其余試樣未達標準。

3.2織物吸濕性測試結果分析

吸濕性測試結果如表2所示，隨著緯紗中海藻纖維含量增加，織物吸濕性各項性能總體都呈上升趨勢[5]，緯紗中海藻纖維含量為 100% 時，吸水率達到了 239%^[16]"。五種織物的水分蒸發速率基本在30min 后達到平衡，組織結構對織物的吸濕性表現出較大的差異，6種織物組織中8枚5飛緯面緞紋的水分蒸發速率最大。蜂巢組織雖然組織結構孔隙率高，有更多空間吸收水分，但其厚度較大，使得空氣在織物中流通的阻力增大，平紋和斜紋由于織物結構緊密，織物透氣性較差[，影響織物的吸濕性能。

4綜合評價

為了在所織造的14塊試樣中得到綜合性能最優的織物，本文運用模糊信息處理的方法對試樣進行綜合評價[19]。

4.1建立評判因素集U和對象集V

本文選取因素集""{UPF、T（UvA）Av、吸水率、滴水擴散時間、水分蒸發速率、芯吸高度、透濕率}作為因素集]。由于A系列中只有試樣 A1^*，A2^*，A3^*，A4^*"符合抗紫外中UPF和 T_（UVA）AV"值對于抗紫外產品的標準，因此，以A1＼～A4的4組試樣為判斷集，即 V={A1^*，A2^*，A3^*，A4^*}

4.2建立綜合評判矩陣

標準化公式如（1）所示。

式中U為該系列試樣某一指標的數值； U_min"為該系列試樣中該因素指標的最小值； U_max"為該系列試樣中該指標的最大值，由于 T_（UVA）AV"與滴水擴散時間與織物對應的相關性能呈負相關，其數值越小表示其性能越好，其標準化公式應為 1-R_i^（11）"。經公式規范后的A系列變換評判矩陣：

4.3權重集A的確定

經過計算后得到A系列綜合評判矩陣：

B=A?R=（0.48，0.572，0.327，0.524）

根據矩陣B的數據結果顯示，A系列織物模糊綜合評價結果 A2^#gt;A4^#gt;A1^#gt;A3^#. ，即織物組織為五枚緯緞，經緯密為 360×320 根 /10cm ，海藻纖維與抗紫外滌綸投緯比例為1：4時，織物的抗紫外和吸濕舒適性能最好。以A系列為例計算B系列評價矩陣，8枚5飛緯面緞紋織物綜合吸濕抗紫外性能最好。

5單層小提花織物的設計

5.1蝴蝶紋樣小提花圖案

蝴蝶紋樣作為中國傳統紋樣中典型的動物紋樣，反映了不同歷史時期審美觀念和文化特色的變化[20]。蝴蝶紋樣常以對稱方式排列組合，展現出和諧美感。

為了得到7個因素對每個織物的綜合評價數值，本文以問卷調查的方式以紡織專業的同學和老師為對象，對評判因素按照重要程度進行評價打分，根據問卷調查結果統計后得到7個因素的權重集為"_A={0.36"0.12，0.179，0.076，0.072，0.057，0.136}，權重系數如表3所示。

5.1.1蝴蝶紋樣織物設計與上機圖

小提花織物選用SGA598型全自動箭桿小樣織機進行織造。經緯紗 18.2tex 。經向密度360根/ （10cm） 緯向密度320根/ （10cm） ，采用170齒 /10cm 鋼笳，每笳齒穿入數2入。穿綜方式采用照圖穿法，共需18頁綜，幅寬 194cm ，總經根數700根。地組織為緞紋，經線起花，蝴蝶紋樣織物上機圖如圖3所示。

4.4確定模糊綜合評判矩陣

根據模糊評價矩陣的評價方法，已知權重集合A和因素矩陣R，計算公式如（2）所示：

B=A?R

5.1.2 蝴蝶紋樣織物小樣實物圖

蝴蝶紋樣小提花織物經紗為玉石綠，象征健康，和 諧好運，緯紗為克萊因藍，圖4為蝴蝶紋樣織物實物 圖，織物整體給人以純凈、自由、向往之感。

5.2“果\"字紋樣小提花圖案

“果”，象形字，像樹上結滿球狀的籽實，果，木實也。從木，象果形，在木之上[2。果字融入小提花織物中，是對傳統文化的一種傳承和弘揚，也是對傳統手工藝的一種創新和發展。

5.2.1“果”字紋樣織物設計與上機圖

“果”字紋樣織物共需16片綜，紗線規格與織造工藝與蝴蝶紋樣相同?！肮鸤"字織物上機圖如圖5所示。

5.2.2“果\"字織物小樣實物圖

“果”字形紋樣由經緯浮長線形成，經紗為明黃色，緯紗為姜黃色，象征收獲、光明與活力。圖6為“果\"字紋樣織物實物圖。從織物外觀看，“果\"字紋樣效果明顯，精巧，具有鮮明的中國古漢字文化特色。

6結論

本文結合市場需求開發出了一款抗紫外與吸濕舒適面料，通過設計投緯比例和織物組織共織造了14塊試樣，為開發新型功能性面料做出了探索，研究結果如下：

（1）織物抗紫外性能與緯紗中抗紫外滌綸含量呈高度的線性相關關系；隨著緯紗中海藻纖維含量的增加，織物吸濕性得到顯著提升。模糊綜合分析數據顯示，緯紗中海藻纖維與抗紫外滌綸投緯比例為1：4時織物綜合性能最好。

（2）不同織物組織結構中，8枚緯面緞紋的抗紫外性能和吸濕性能最好。平紋、斜紋相差不大，分析得到織物組織點是影響織物功能性的重要因素，

（3）根據實驗結果設計了兩款緞紋地小提花織物，為減少綜片數設計織物組織均采用左右對稱，實物效果顯示花紋清晰，整體風格清新典雅，可應用于家用以及服裝紡織品中。

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Abstract：InordertodevelopnewfabricstometthedemandforUV-resistatandmoisture-wickingcomfortableclothinginsumerthe articledesignsandweavesAandBtwosriesabricsbchangingthewarpproportionofpolyesterandtheweftproportionofseawdfiber andUV-resistantpstendteststeUVesistantandmostureicgperformaneofteabsuderdfentwapdftpoo tionsandfabricstrucuresusing6diferetweavingstructures.Tearticleuses Originsoftwareadfuzzyiformationproessngtoanalye themoisture-wckingandUVresistantpeformancedataoftefbricsandtheresultsshowtatastecontentofUVresantpolsterd seaweedfiberinthewefticreases，thabric'sUVresistantperformanceandmoisture-wickingperformancegraduallimprove.Whenthe ratioofseawdfibertoUVresistantpolyesterintewefti：4，thefabricasbettrUVresistatandmoistureickingofortefo mance.Thefabrictructre，ycleumberofteeavestructurewarpfloatlengthndfbricsufacestructureetheUVistatd moisturewickingperformanceofthebric，andamongte6dierentweavstructures，te8saft5-flysatinweavefabricasbeeroe allperfoaellsedpeeeealulsfdrsticit single-layersalpaedb.esadrompsitefucoalbissedinisrticeanusedfooutdosrtsd householdtextilesand provideacertaintheoreticalreference forthedevelopmentofnewcompositefunctionalproducts.

Keywords：polyester;algaefiber;UVresistance;moistureabsorption;wovenfabric;watervaporpermeability;satin;salljacquard.

（責任編輯：孫婷）