通过内外层织物亲、疏水性的不同,即织物外层亲水而内层大部分疏水,使汗液从织物疏水的内层传输到织物亲水的外层,并在外层蒸发,可以获得具有单向导湿快干功能的织物。单向导湿 织物大多为针织物,或通过化学整理剂对织物表面进行后整理,实现单向导湿功能。我们通过对莱赛尔纱线进行拒水整理,设计开发了6种单向导湿机织物,并测试了其性能。现将整个设计开发过程及测试分析介绍如下。

1  纱线处理 

6种织物经纬纱均为纯莱赛尔纱。首先对纱线进行煮漂前处理,以便提高拒水整理效果,然后对纱线进行拒水处理。

1.1煮漂前处理 

试验器材及原料有数字恒温水浴锅、纱线、氢氧化钠、 30%过氧化氢、渗透剂、烘箱。煮漂一浴法工艺参数:浴比1：20,烧碱2g/L,双氧水 8g/L,渗透剂JFC2g/L。前处理工艺流程:纱线进锅堆置→煮漂液(浴比1：20) →升温煮漂(缓慢升温至100℃,煮漂60min)→排液热水洗( 80℃~90℃, 20min)→冷水洗→出锅。

1.2  拒水处理

试验器材及原料有:数字恒温水浴锅、拒水剂、纱线、烘箱。拒水整理工艺参数:浴比1：20, 拒水剂15g/L,处理温度40℃,处理时间40min。工艺流程为:纱线烘干(105℃) →浸渍处理液(40℃, 40min)  →轧干(轧余率60% ~70%)  →预烘 (30 min,100℃)  →焙烘( 2min, 150℃) 。

2  织物规格

通过纱线拒水整理获得亲水性和疏水性不同的莱赛尔纱线,选用纬二重组织和接结双层组织设计不同的单向导湿机织物。 

2.1  纬二重单向导湿机织物 

3种织物上机图如图1、图2和图3所示,其 中投纬顺序均为表1里1。

经过拒水整理的莱赛尔纱作为经纱,与里纬交织形成里组织,拒水经纱与亲水表纬交织形成织物表组织。选用不同的表、里组织设计了3种不同的纬二重织物,即织物1、织物2和织物3,各 织物兼具纬面效果和单向导湿功能。3种织物经纱均为紫色拒水莱赛尔14.7tex纱,表纬均为白色亲水莱赛尔18.4tex纱,里纬均为白色拒水莱赛尔18.4tex纱,经密均为355根/10cm,织物1、织物2和织物3纬密依次为470根/10cm、560根/10cm和330根/10cm。 

2. 2  接结双层单向导湿机织物 

表经表纬选用莱赛尔纱交织形成表组织,里经里纬选用经拒水整理的莱赛尔纱线交织形成里组织,从而赋予织物对水分单向传导的能力。设计了3种不同的接结双层织物,即织物4、织物5和织物6。3种织物表经均为白色亲水莱赛尔 9.8tex纱,里经均为蓝色拒水莱赛尔9.8tex纱, 表纬均为蓝色亲水莱赛尔9.8t ex纱,里纬均为 白色拒水莱赛尔9.8tex纱,经密均为355根/10cm,织物4、织物5和织物6纬密依次为330根/10cm、340根/10cm和320根/10cm。 3种织物上机图如图4、图5和图6所示。其中织物4的表里经纱排列比为1：1,投纬顺序为表1 里1;织物5的表里经纱排列比为1：1,投纬顺序为里1表2里1;织物6的表里经纱排列比为 1：1,投纬顺序为表1里1。

3  织物性能检测及分析 

3.1  试验设备与材料 

试验材料为上述6种织物和0. 9%的生理盐水。仪器与设备:JY-82 型接触角测定仪、YG461E-III 型透气量仪、G290型液态水分管理测试仪。 

3.2  水分管理测试仪检测结果及分析 

我们采用标准 AATCC195—2009《纺织面料液体水分管理属性》对织物的单向导湿性能进行评价。该测试方法可以测试出120s内织物内、外层含水量与时间的动态曲线,并计算出织物润湿时间、水分吸收速率、扩散速率、最大润湿半径等指标,用于评价织物的单向传输能力。将试样在恒温恒湿实验室中平衡24h后进 行测试。测试准备工作:配制生理盐水,加至仪器中; 打开测试软件,将织物接触皮肤面(织物内层)向上平整地放置,按下启动开始测试。测试时间为120s,单次测试结束后,仪器自动停止运转,用吸水纸擦干探头后换下一块样品,继续测试。 

3.2.1  润湿时间 

织物内、外层润湿时间是指从测试开始到织物内、外层含水量与时间的斜率分别大于tan15°之间的时间。测试结果见表1。 

由表1数据可知, 6种织物的外层润湿时间较快,表明织物接触空气面具有较好的亲水性能; 内层润湿时间相较于外层长很多,证明亲肤面亲水性较差。由此可看出,织物两面具有不同的亲、疏水性能,水分可以从亲肤面传导至织物外层,人体在出汗时织物不会黏贴皮肤。 

3.2.2  水分吸收速率 

水分吸收速率是测试织物内、外层吸收水分的快慢能力,即测试织物内、外层含水量与时间的斜率平均值。测试结果见表2。 

由表2中的数据可知,织物内、外层水分吸收速率有较大差异,表明织物具有一定的单向传导水分的能力。设计的纬二重织物只有一组亲水纬纱,经纱和里纬均作了拒水处理,拒水经纱与亲水 纬纱交织使得表面水分的传导只能顺着纬向传导,水分吸收速率较低。 

3.2.3  最大润湿半径 

最大润湿半径是指当织物内、外层含水率与时间的斜率分别大于tan15°之后,织物内、外层的最大润湿半径。测试结果见表3。 

由表3中数据可知,织物内、外层的最大润湿半径有明显差异,说明织物内、外层的吸水性能有区别;纬二重织物的外层最大润湿半径小于接结双层织物的外层最大润湿半径,这是由于接结双 层织物外层完全亲水,而纬二重的表组织由亲水 纬纱与拒水经纱构成,其润湿性相对稍差。 

3.2.4  扩散速率 

织物内、外层的扩散速率是指织物内、外层从探头中心到最大润湿半径时累计的扩散速率。测试结果见表4。 

由表4中数据可知,织物内、外层扩散速率有很大差距,证明织物内、外层形成了湿润梯度,实现了水分的单向传导。 

3.3  内、外层接触角检测结果及分析 

水与织物间的接触角大小可以较为直观地反映织物表面的亲水性能。我们用JY-82型接触角测量仪测定织物内外层的接触角,每个样品内、外层各测3次,取其平均值(数据在水滴滴到布面5s时读取)。接触角越小,表明织物的亲水性能越好,反之,则表明织物亲水性越差。测试结果见表5。

由表5中数据可知,纬二重织物与接结双层织物内层都具有较好的拒水效果,纬二重外层因拒水经纱较粗,导致其亲水性能有所降低,接结双层织物则很好的实现了内外层之间亲、疏水性能的差异。

4  结论 

(1)通过纱线设计与织物组织结构的配合,可使机织物获得亲、疏水性不同的双侧结构,一定程度上实现了织物的单向导湿功能。接结双层组织与纬二重组织的两面由不同的亲、疏水性经纬纱交织,织物外层亲水,内层拒水,内外层之间形成了润湿梯度,可使贴近皮肤面的水分单向传递至织物外层,而织物外层水分因内层拒水面的阻挡, 则不会向内渗透。 

(2)接结双层织物由两个系统的经纱与纬纱分别交织形成内外层,其亲水面与疏水面之间的相互影响较小,亲疏水性差异较大。纬二重织物因外层组织由亲水和拒水纱线共同交织构成,吸水性大大降低,减弱了织物两侧结构的亲、疏水性能差异,降低了水分单向传导的能力。 

(3)经纬密的大小也是单向导湿机织物设计的一个重点。经纬密过小,易造成织物空隙过大, 疏水面形同虚设,水分直接透过空隙在内外层间传导,失去单向导湿功能;经纬密过大,则织物透气性差,易造成穿着时的闷热感,舒适性较差。