韓 浩,叢洪蓮

(江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇無(wú)錫 214122)

0 引言

現(xiàn)階段，人們對(duì)服裝的要求越來(lái)越高，服裝正從最初的遮體、保暖、保護(hù)這些實(shí)用性能轉(zhuǎn)向功能性、舒適性，這促進(jìn)了針織運(yùn)動(dòng)面料朝著熱濕舒適性、觸覺(jué)舒適性發(fā)展。本文以緯編針織面料為例，綜述吸濕排汗緯編針織面料的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)。

天然纖維、化學(xué)纖維都難以同時(shí)滿足吸濕導(dǎo)濕的功能，天然纖維如棉花吸濕性雖好卻不能及時(shí)導(dǎo)出汗液，化學(xué)纖維如普通滌綸纖維雖然輸水性有較大優(yōu)勢(shì)，但吸濕性差，會(huì)使人體感覺(jué)悶熱，降低服裝產(chǎn)品的舒適感。吸濕排汗纖維通常具有較大比表面積的異形截面以及布滿凹槽或激孔的表面，可以利用微細(xì)溝槽產(chǎn)生的毛細(xì)效應(yīng)迅速吸收、傳導(dǎo)皮膚表面的濕氣與汗水，這樣的特性賦予面料良好的熱濕舒適性能，因此吸濕排汗面料也被稱為“吸濕快干布料”或“可呼吸面料”。國(guó)內(nèi)對(duì)吸濕排汗針織面料的研究開(kāi)發(fā)較晚，初期開(kāi)發(fā)的絲蓋棉類似于國(guó)外以天然纖維為內(nèi)襯的集層織物，隨后嘗試以棉纖維為外層,滌綸長(zhǎng)絲為內(nèi)層配置的棉蓋滌織物，其導(dǎo)濕效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于絲蓋棉[1],目前國(guó)內(nèi)外對(duì)吸濕排汗針織面料的研究思路大體一致，即針對(duì)異形截面纖維的研究開(kāi)發(fā)。

1 吸濕排汗緯編針織面料設(shè)計(jì)原理

1.1 應(yīng)用新型纖維設(shè)計(jì)吸濕排汗面料

吸濕排汗纖維可分為生物吸濕排汗纖維和吸濕排汗化學(xué)纖維[2]。生物吸濕排汗纖維既某些吸濕排汗性能較好的再生纖維如：竹纖維、大豆蛋白纖維、大麻纖維等，它們因自身的中腔、多孔微細(xì)結(jié)構(gòu)而具有較好的吸濕導(dǎo)濕性能，相比合成纖維這些綠色纖維更易被人們接受，運(yùn)用于針織面料也可改進(jìn)其熱濕舒適性能。

吸濕排汗化學(xué)纖維是指具有吸收水分并將水分向臨近纖維傳輸能力的差別化纖維，最常見(jiàn)的開(kāi)發(fā)方式是利用常規(guī)合成纖維通過(guò)物理、化學(xué)改性方法如改變噴絲孔形狀、在紡絲液中加入功能性粉末、表面刻蝕、異形混纖、接枝共聚來(lái)改變纖維截面形狀、增加表面溝槽及擴(kuò)大比表面積使其具有吸濕導(dǎo)濕特性。如美國(guó)杜邦公司研發(fā)的“十字形”、“C-O形”中空滌綸纖維COOLMAX，如下頁(yè)圖1所示,該纖維的干燥率接近于棉的2倍，且由于該類面料產(chǎn)品具有質(zhì)輕、手感柔軟、易護(hù)理的特點(diǎn)，COOLMAX纖維也因此成為NIKE、Adidas、PUNA等各大知名運(yùn)動(dòng)品牌夏季服裝的主要纖維原料之一。此外，典型產(chǎn)品還有日本東洋紡開(kāi)發(fā)的Y型截面滌綸纖維；國(guó)內(nèi)的有國(guó)家紡織產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心與泉州海天輕紡集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的COOLDRY纖維，以及其它的多葉、U字形、花瓣形等各種異形截面化學(xué)纖維[3]，具體纖維截面形態(tài)如圖2所示。通過(guò)復(fù)合紡絲及混纖絲技術(shù)引入高吸濕性高聚物也可以開(kāi)發(fā)出吸濕排汗類功能性化學(xué)纖維，由不同截面形狀、不同線密度、不同收縮率的單絲組成的混纖絲因具有更多的纖維間空隙和毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，不僅大幅優(yōu)化了織物吸濕導(dǎo)濕效果，還賦予織物持久穩(wěn)定的高彈性、優(yōu)良的蓬松性以及柔軟的手感，該類型中具有一定生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)品如國(guó)內(nèi)張家港美景榮開(kāi)發(fā)的PTT/PET高彈雙組分聚酯復(fù)合纖維“美彈絲”[4]、日本UNITIKA以高吸水性聚合物為芯層、聚酰胺纖維為皮層復(fù)合紡絲制成的皮芯型纖維“Hygra”等等。

圖1 COOLMAX纖維

十字形 花瓣形

Y字形 U字形

1.2 應(yīng)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)吸濕排汗面料

根據(jù)織物的熱濕舒適性機(jī)理，織物的結(jié)構(gòu)及其密度、多孔性、厚度等，是汗氣和汗液在織物中傳遞的主渠道,因此除了選用導(dǎo)濕快干原料，搭配合適的織物組織也是保證織物具有最佳熱濕舒適性的重要因素。吸濕排汗針織面料以薄型居多，可為單層、雙層或多層織物,單層結(jié)構(gòu)的面料通常由吸濕導(dǎo)汗性能優(yōu)良的合成纖維或與天然纖維混紡織成，選用的緯平針、交錯(cuò)集圈、添紗等組織如下圖3所示，依靠原料的性質(zhì)和毛細(xì)管效應(yīng)導(dǎo)濕排汗。多層結(jié)構(gòu)的吸濕排汗針織面料比單層面料有更卓越的服裝生理衛(wèi)生功能，同時(shí)可以更好地滿足消費(fèi)者對(duì)舒適性能的要求。集層織物內(nèi)層通常采用與皮膚呈點(diǎn)、線局部接觸的蜂窩網(wǎng)眼狀組織結(jié)構(gòu)，外層采用助于面料放濕、透氣的網(wǎng)眼式凸紋等擴(kuò)大表面積的結(jié)構(gòu)形態(tài)，如圖3d所示?？椢飳优c層之間的連接方式多采用集圈、添紗、襯緯或同時(shí)成圈集圈連接[5]。

(a)緯平針組織

(b)交錯(cuò)集圈組織

(c)架空添紗組織

(d)變化珠地網(wǎng)眼組織

吸濕排汗緯編針織面料按檢測(cè)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同可以分為整體吸濕排汗和單向?qū)襻樋椕媪蟽纱箢怺6]。整體吸濕排汗針織面料一般里外層的吸濕速干差異性小，根據(jù)原料的組分不同分為純紡和混紡兩類，純紡類是吸濕排汗化學(xué)纖維面料，依靠原料性質(zhì)達(dá)到吸濕導(dǎo)濕快干效果，混紡類則是親水吸濕性纖維和芯吸導(dǎo)濕性纖維混紡紗線的面料，面料整體吸濕排汗性能優(yōu)良但由于采用的是混紡紗線，親水吸濕纖維和芯吸導(dǎo)濕纖維各自的吸濕性能和芯吸導(dǎo)濕功能難以得到最大程度的發(fā)揮，并且面料的抗起毛起球性能因合成纖維的裸露變差。相比整體吸濕排汗針織面料，單向?qū)襻樋椕媪侠锿鈱游鼭袼俑尚阅艽嬖谝欢ú町?，?dǎo)濕排汗功能更為優(yōu)異因此也備受推廣，通過(guò)合理配置原料、組織結(jié)構(gòu)及后整理工藝，利用導(dǎo)濕原理燈芯點(diǎn)芯吸效應(yīng)或差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)可以開(kāi)發(fā)出不同結(jié)構(gòu)的單向?qū)衩媪?，目前以結(jié)構(gòu)法開(kāi)發(fā)出集層單向?qū)窨旄舍樋椕媪辖Y(jié)構(gòu)主要有以下三種，分別以A、B、C表示，如圖4所示。

圖4中結(jié)構(gòu)A貼身面內(nèi)層由滌綸、丙綸等拒水纖維或經(jīng)疏水后整理纖維組成，外層為親水性后整理或親水性紗線編織高密組織結(jié)構(gòu)?？椢飪?nèi)層起芯吸效應(yīng)將水分傳遞到外層親水纖維并在外層表面擴(kuò)散，在出汗量較少的情況下具有理想的導(dǎo)濕快干效果，但隨著時(shí)間增加，織物外表面的水分蒸發(fā)速率遠(yuǎn)慢于外層親水性纖維吸濕速率，導(dǎo)致親水性纖維吸濕接近飽和，內(nèi)層纖維芯吸速率變慢。

(a)結(jié)構(gòu)A

(b)結(jié)構(gòu)B

(c)結(jié)構(gòu)C

結(jié)構(gòu)B通過(guò)利用杉樹(shù)吸水的差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了面料單向?qū)?，機(jī)理如圖5所示，采用毛細(xì)管直徑由內(nèi)到外逐漸變細(xì)的形態(tài)獲得單向?qū)裥阅懿⒔鉀Q芯吸高度與傳輸速度的矛盾。利用這一原理可開(kāi)發(fā)出含有100%聚酯的多層結(jié)構(gòu)針織品，面料在靠近皮膚一側(cè)采用粗旦纖維形成粗網(wǎng)眼，外側(cè)配置超細(xì)纖維，從內(nèi)層到外層，隨著織物毛細(xì)孔由粗到細(xì)的變化使得表層毛細(xì)管引力高于內(nèi)層毛細(xì)管引力構(gòu)成表里層臨界面上的引力差異，引力差作用下毛細(xì)管導(dǎo)濕能力明顯增強(qiáng)且內(nèi)外層纖維單纖維密度差越大，差動(dòng)效應(yīng)越顯著[7]。

圖5 差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)原理圖

結(jié)構(gòu)C是一種更為理想的集層單向?qū)窨椢锬Ｐ徒Y(jié)構(gòu)，織物內(nèi)層為拒水整理后的粗旦纖維，外層為超細(xì)纖維。中間為疏水導(dǎo)濕纖維連接織物兩面,利用連接紗的親水基團(tuán)與液體接觸來(lái)加快潤(rùn)濕纖維表面引起毛細(xì)作用，毛細(xì)作用快速驅(qū)動(dòng)液體進(jìn)入多孔介質(zhì)系統(tǒng)發(fā)生芯吸作用，從而起到燈芯點(diǎn)芯吸的效果，連接纖維一般為滌棉混紡紗或高吸濕的聚氨酯纖維[8]。這種結(jié)構(gòu)織物內(nèi)外層之間既存在差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，傳導(dǎo)液態(tài)水，又存在燈芯吸水作用，芯吸速度快加快了汗液從浸水面到滲透面的轉(zhuǎn)移，和上述集層織物結(jié)構(gòu)模型相比，具有更好的導(dǎo)濕快干作用。

1.3 應(yīng)用新型整理設(shè)計(jì)吸濕排汗面料

吸濕快干整理也是織物實(shí)現(xiàn)吸濕快干功能化的主要手段之一。一般應(yīng)用在滌綸或滌棉混紡織物上，采用親水或疏水整理劑對(duì)針織物進(jìn)行單面或雙面整理，使織物兩面吸濕性能相異從而形成織物兩面的差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)單向?qū)?，通過(guò)吸濕排汗整理后的織物兼具吸水、透濕和快干的特性[9]，典型的技術(shù)應(yīng)用有美國(guó)棉花公司推出的芯吸窗及TransDRY TM導(dǎo)濕快干處理技術(shù)。此外，有人利用吸濕快干整理實(shí)現(xiàn)了全棉織物的單向?qū)瘢悍浪幚砗蟮拿藜喓推胀藜啺慈我獗壤椩?，織造成防水紗和棉紗相互間隔并具有一定循環(huán)數(shù)的特殊結(jié)構(gòu)織物[10]，這種設(shè)置的特點(diǎn)在于當(dāng)面料遇水后，出現(xiàn)隱形間隔圖形，普通紗起到導(dǎo)濕作用，汗水則在防水紗表面擴(kuò)散，最后利用親水整理劑優(yōu)化普通棉紗的吸水性使面料單向?qū)裥阅茏顑?yōu)化,該面料不僅實(shí)現(xiàn)了天然纖維面料的單向?qū)?，也解決了化纖面料的服用舒適性差、抗靜電性能差、易起毛起球的問(wèn)題。

2 吸濕排汗緯編針織面料生產(chǎn)實(shí)踐

不同的原料、面料結(jié)構(gòu)配置可以開(kāi)發(fā)出形式和功能多樣化的吸濕排汗面料，以Sorona與棉混紡紗為原料并結(jié)合網(wǎng)眼組織結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)出的Sorona棉雙面提花吸濕排汗針織面料，聚集了異形滌綸纖維和棉纖維的優(yōu)點(diǎn)，不添加氨綸但卻達(dá)到同等氨綸面料的彈力效果[11]。以長(zhǎng)桑蠶絲為面紗，氨綸絲為底紗按一定工藝在單面大圓機(jī)可以開(kāi)發(fā)出集功能性、超輕、超薄、手感柔和爽滑于一體的吸濕內(nèi)衣針織面料[12]。除了原料和面料結(jié)構(gòu)，合理的后整理加工工藝同樣可以完善面料的吸濕性能及實(shí)現(xiàn)面料的多功能化，如上述的全棉單向?qū)襻樋椕媪?，這些都給予我們吸濕排汗針織面料不同的開(kāi)發(fā)思路。

編織工藝

(1)設(shè)備

機(jī)型：福源M-8ME22；路數(shù) 90F；筒徑33英寸；機(jī)號(hào)40針/25.4mm。

(2)原料選擇

外層選用8.33tex/96F“+”形CoolMax纖維紗線；內(nèi)層采用8.33tex/72F滌綸。

(3)織物上機(jī)圖和線圈圖如圖6、圖7所示：

圖6 上機(jī)編織圖

圖7 織物線圈圖

(4)染整工藝流程：坯布—堿減量處理—染色—纖拋光酶除毛處理—功能整理—烘干—定形—光坯。

堿減量處理：6%NaOH，80℃處理30min。

親水整理：為使產(chǎn)品具有更好的吸濕排汗、風(fēng)涼效果。利用親水有機(jī)硅柔軟劑DF368助劑整理針織產(chǎn)品。設(shè)備 ：功能整理機(jī)，工藝處方：親水有機(jī)硅柔軟劑DF-368 50g/L、檸檬酸0.5-1g/L、MgcL2催化劑 3g/L、一浸一軋 室溫2min、軋余率 80%。

定形：設(shè)備TFJ—2000日本圓網(wǎng)定型機(jī)、溫度160℃、時(shí)間50s、車速5m/min、落幅45.0cm。

織物線圈圖如上頁(yè)7所示，該織物內(nèi)外層采用不同線密度的紗線利用差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)完成織物的單向?qū)?，?nèi)層通過(guò)滌綸纖維芯吸—擴(kuò)散—傳輸?shù)让?xì)效應(yīng)將汗液導(dǎo)出至外層，而外層CoolMax原料具有吸濕散濕效果，配合織物外層表面凹凸的結(jié)構(gòu)可迅速散發(fā)水分。最后通過(guò)親水整理將織物的單向?qū)衽藕构δ茏顑?yōu)化加快吸汗—排汗—快干過(guò)程的循環(huán)并提高面料柔軟性，賦予織物更良好的服用舒適性能，非常適合籃球服、足球服、排球服等運(yùn)動(dòng)量較大的體育項(xiàng)目服裝。

3 吸濕排汗緯編針織面料發(fā)展趨勢(shì)

3.1 多功能發(fā)展

人們對(duì)服飾追求的提高也開(kāi)闊了功能性針織面料的市場(chǎng)，面料功能不斷細(xì)化，單一的吸濕排汗功能針織面料已不能滿足市場(chǎng)需求，只有賦予針織面料更多的功能使其滿足人們對(duì)功能性面料的要求才能保證其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這為多功能復(fù)合針織面料的發(fā)展提供了機(jī)遇。未來(lái)發(fā)展中，針織面料的單功能性發(fā)展成復(fù)合型功能是必然趨勢(shì)。

3.2 時(shí)尚化發(fā)展

時(shí)尚的款式一直是消費(fèi)者傾向的選擇，因此在未來(lái)的發(fā)展中，針織面料會(huì)越來(lái)越向時(shí)尚化發(fā)展，在功能性具備的前提下最大程度的將針織面料的織造、款式以及色彩的運(yùn)用進(jìn)行時(shí)尚化處理，美觀化處理，跟上市場(chǎng)主流和流行趨勢(shì)[13]。

3.3 多元化發(fā)展

今后復(fù)合功能型針織面料的發(fā)展將越來(lái)越強(qiáng)調(diào)原料多元化、紗線結(jié)構(gòu)多元化、面料結(jié)構(gòu)多元化。以差別化、功能化新型纖維為原料開(kāi)發(fā)出的高檔功能性針織面料，可以提高服裝產(chǎn)品的性能，配合運(yùn)用基本組織及花色組織使針織面料的花型、風(fēng)格也越來(lái)越多元化。