棉滌包芯紗機(jī)織物單向?qū)窦翱旄尚阅苎芯?/h1>
2022-02-14 11:49謝治云蔣培清樂鵬濤李文斌
棉紡織技術(shù) 2022年1期
謝治云 蔣培清 樂鵬濤 張 瞳 李文斌
（1.武漢紡織大學(xué)，湖北武漢，430200；2.湖北省紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢，430200；3.惠州學(xué)院，廣東惠州，516007；4.際華三五零六紡織服裝有限公司，湖北武漢，430030）
人體散熱的途徑主要有傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射和蒸發(fā)，在熱環(huán)境或運(yùn)動(dòng)條件下會(huì)刺激人體產(chǎn)生熱性出汗。當(dāng)環(huán)境溫度超過29℃時(shí)，主要靠蒸發(fā)散熱來維持熱濕平衡［1］。而汗液的蒸發(fā)主要由“皮膚-服裝-環(huán)境”系統(tǒng)對(duì)人體與服裝之間的熱濕舒適環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)［2］。在人體蒸發(fā)散熱的同時(shí)，必然引起服裝與皮膚間微氣候區(qū)的濕度上升，使人體產(chǎn)生不舒適感。因此，液態(tài)水的濕傳遞對(duì)服裝舒適性至關(guān)重要［3］。近幾年來，單向?qū)褚约翱旄擅媪弦驯蛔C明能夠快速且有效地調(diào)節(jié)人體與服裝間的微環(huán)境，該類面料能將人體汗液通過織物內(nèi)外層的差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)迅速蒸發(fā)掉［4］，使人體能夠在長時(shí)間處于舒適狀態(tài)。
純棉面料具有較好的吸濕性，多應(yīng)用于貼身衣物穿著，棉纖維中親水基團(tuán)的存在，使得其織物具有較好的親水性，但這些親水結(jié)合點(diǎn)易使水分滯留在這些親水纖維中，導(dǎo)致水分在棉織物中的傳導(dǎo)和散濕較差［5］。因此，眾多學(xué)者致力于研制既具有吸濕性質(zhì)又具有優(yōu)良散濕性能的服用面料。目前，已有研究聚焦在纖維材料的物理改性［6］，對(duì)已有的化學(xué)纖維進(jìn)行截面改造，改造后的纖維截面呈三葉草形［7］、Y形［8］、凹凸截面形［9］等異形結(jié)構(gòu)，此種纖維表面特殊的溝槽結(jié)構(gòu)可以使液態(tài)水吸附在纖維表面，從而通過織物快速吸濕，但此種方法技術(shù)較為復(fù)雜；也有很多學(xué)者通過對(duì)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲得單向?qū)窨旄煽椢?，設(shè)計(jì)出內(nèi)外層不同松緊度的雙層組織結(jié)構(gòu)，利用表里層的空隙差產(chǎn)生的毛細(xì)差動(dòng)效應(yīng)使織物獲得單向?qū)裥阅埽?0］；這些研究大都基于針織物和雙層織物研究范圍，對(duì)于單層機(jī)織物的單向?qū)窦翱旄尚阅艿难芯坎⒉怀浞?。本研究著重探討棉滌包芯紗機(jī)織物的單向?qū)褚约翱旄尚阅?，以期為舒適性運(yùn)動(dòng)服裝面料生產(chǎn)廠家提供可靠的理論依據(jù)。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)原料
試驗(yàn)用紗線規(guī)格參數(shù)：紗線1為C 29.5 tex×2，紗線2為C 14.8 tex×2，紗線3為C/T 65/35 29.5 tex×2，紗線4為C/T 65/35 14.8 tex×2。紗線3和紗線4均為棉滌包芯紗，芯絲為滌綸長絲，所有紗線均外購。
1.2 試驗(yàn)藥品和儀器
藥品：氫氧化鈉（天津市北辰方正試劑廠，AR）、滲透劑（上海申致化工有限公司）、拒水劑Fwo-990s（上海市紡織印染材料研究工程中心）、拒水輔助劑（上海市紡織印染材料研究工程中心），去離子水為實(shí)驗(yàn)室自制。
儀器：HH-ZK4型恒溫水浴鍋（鞏義市瑞德儀器設(shè)備有限公司），DHG-9076A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司），電子天平（精度0.01g）（福州華志科學(xué)儀器有限公司），SGA589-SD型半自動(dòng)打樣機(jī)（江陰市通源紡織有限公司），YG（B）871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀（溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠），F(xiàn)FZ191型水分蒸發(fā)速率檢測(cè)儀（溫州方圓儀器有限公司），M290型液態(tài)水分管理測(cè)試儀（Moisture Management Tester，MMT）（SDL Atlas中國）。
1.3 試驗(yàn)過程
1.3.1 紗線處理
親水處理工藝。首先，在1 000 mL去離子水中加入10 g NaOH和2 g滲透劑，攪拌均勻后得到親水整理溶液；其次，分別將上述4種紗線放進(jìn)配置好的親水整理溶液中，浴比1∶20；然后，在恒溫水浴鍋中緩慢升溫至100℃（升溫速率為5℃/min），并在100℃下煮漂30 min；最后，將紗線從親水整理溶液中取出，用80℃的蒸餾水清洗1次后再采用20℃蒸餾水清洗2次～3次，自然風(fēng)干待用。
拒水處理工藝。在1 000 mL去離子水中加入20 g拒水劑和5 g拒水輔助劑，攪拌均勻后得到拒水整理溶液；分別將4種紗線放入拒水整理溶液中，浴比1∶20；將紗線和拒水整理溶液放入恒溫水浴鍋中緩慢升溫至80℃（升溫速率為5℃/min），并在80℃下煮漂30 min；將紗線從親水整理溶液中取出，用80℃的蒸餾水清洗1次后再采用20℃蒸餾水清洗2次～3次；而后將紗線放入烘箱，在105℃下預(yù)烘30 min，再在150℃下烘干2 min后取出待用［11］。
1.3.2 織物織造
將經(jīng)過親水處理的4種紗線作為經(jīng)紗，經(jīng)過拒水處理的4種紗線作為相對(duì)應(yīng)的緯紗，以經(jīng)山形斜紋組織織造4種織物，紗線1～紗線4依次對(duì)應(yīng)織物1～織物4?？椢锷蠙C(jī)圖見圖1。其中織物1和織物3的經(jīng)密均為283根/10 cm，緯密均為237根/10 cm；織物2和織物4經(jīng)密均為325根/10 cm，緯密均為330根/10 cm。
圖1 織物上機(jī)圖
2 測(cè)試表征
2.1 潤濕性能測(cè)試
試驗(yàn)儀器有0.1 mL的注射器、量尺、秒表。試樣規(guī)格10 cm×10 cm。試驗(yàn)條件：在織物上方一定距離滴定0.05 mL的三級(jí)水，測(cè)量1 min后擴(kuò)散長度a和擴(kuò)散寬度b，多次測(cè)量取平均值。因?yàn)閿U(kuò)散形狀類似橢圓，按公式（1）計(jì)算潤濕面積S。
式中：a為擴(kuò)散長度（cm），b為擴(kuò)散寬度（cm）。
2.2 芯吸高度的測(cè)試
采用毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀，參照FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測(cè)試織物芯吸高度。試樣規(guī)格30 cm×3 cm。試驗(yàn)條件：毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀中所用溶液為三級(jí)水，水溫為30℃，分 別 記 錄0.5 min、1.0 min、1.5 min、2.0 min、5.0 min、10.0 min、15.0 min、20.0 min、25.0 min、30.0 min時(shí)刻織物的芯吸高度。
2.3 吸濕速干性能測(cè)試
采用FFZ191型水分蒸發(fā)速率檢測(cè)儀測(cè)試織物水分蒸發(fā)速率，參照GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分：單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》。試樣規(guī)格10 cm×10 cm。試驗(yàn)條件：將0.2 mL的三級(jí)水均勻滴到試樣上，待水分完全擴(kuò)散進(jìn)織物時(shí)，立即懸掛于儀器內(nèi)，連續(xù)稱重記錄每隔3 min的水分蒸發(fā)量。
2.4 織物單向?qū)裥阅軠y(cè)試
采用M290型液態(tài)水分管理測(cè)試儀測(cè)試單向傳遞能力。參照AATCC 195—2011《紡織織物液態(tài)水分管理性能》和GB/T 21655.2—2019《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第2部分：動(dòng)態(tài)水分傳遞法》。試樣規(guī)格9 cm×9 cm。試驗(yàn)條件：測(cè)試織物正面和反面在注水120 s內(nèi)的浸濕時(shí)間、吸水速率、最大浸濕半徑和液態(tài)水?dāng)U散速度來計(jì)算織物的單向?qū)衲芰Α?/p>
3 結(jié)果與分析
3.1 潤濕性能
織物潤濕面積是織物發(fā)生芯吸作用的前提［12］，關(guān)系到織物的吸濕快干性能。由于織物的結(jié)構(gòu)具有各向異性［13］，織物中不同方向的潤濕具有各向異性，與纖維和紗線的形態(tài)、織物組織結(jié)構(gòu)以及織物后整理有關(guān)［14］。水在4種織物正面（親水面）潤濕的擴(kuò)散情況見圖2和表1。
圖2 織物潤濕實(shí)物圖
表1 織物潤濕面積
由圖2可知，水分在每種試樣的擴(kuò)散長度均大于擴(kuò)散寬度，這是因?yàn)樗O(shè)計(jì)的織物組織結(jié)構(gòu)為經(jīng)山形斜紋，織物正面紗線紋路整體呈經(jīng)向，紗線與紗線之間形成了較多的毛細(xì)管［15］。且經(jīng)紗在上機(jī)過程中具有一定的上機(jī)張力，水分在經(jīng)紗內(nèi)部所形成的毛細(xì)管中的傳輸路徑不會(huì)因?yàn)榧喚€的彎曲而堵塞，所以水分在織物中的經(jīng)向傳導(dǎo)較好。再由表1可知，織物4的潤濕面積為8.45 cm2，相比織物2提升了77.1%。這主要是因?yàn)槊逌彀炯営擅蘩w維包覆滌綸長絲而成。滌綸由于缺乏親水基團(tuán)導(dǎo)致其幾乎不吸濕，而是通過滌綸纖維間的毛細(xì)管對(duì)水進(jìn)行傳導(dǎo)，從而具有優(yōu)異的導(dǎo)濕性能［16］，當(dāng)其織物接觸液態(tài)水時(shí)，通過棉纖維對(duì)水的吸附以及芯部滌綸長絲的導(dǎo)水作用，使得水分在織物中的擴(kuò)散速率較快。而在棉織物中，純棉紗線中的棉纖維在吸濕后發(fā)生膨脹，堵塞了纖維之間形成的毛細(xì)管，水分無法快速通過毛細(xì)管向周圍擴(kuò)散，從而減弱了水分在棉織物中的擴(kuò)散潤濕。
3.2 芯吸高度
織物的芯吸作用是水分在織物中發(fā)生動(dòng)態(tài)傳遞的重要過程，由于織物中纖維與纖維之間、紗線與紗線之間和織物組織結(jié)構(gòu)之間存在著各種不同的孔隙，構(gòu)成了大量的毛細(xì)管，使得水分在織物中發(fā)生毛細(xì)芯吸效應(yīng)。4種織物芯吸高度測(cè)試結(jié)果見圖3。
圖3 織物芯吸高度
由圖3可知，織物1、織物2、織物3和織物4在相同環(huán)境溫濕度條件下，芯吸高度分別為12.5 cm、11.8 cm、15.5 cm和12.5 cm。在0 min～3 min之間，織物的芯吸高度快速上升，這是由于剛開始水源充足，水分快速通過織物中的組織結(jié)構(gòu)空隙呈鋪張式傳遞；在3 min～20 min之間，水分主要通過紗線之間形成的毛細(xì)管傳導(dǎo)，速度逐漸減?。辉?0 min～30 min之間，水分主要通過纖維與纖維之間形成的毛細(xì)管傳導(dǎo)，水分的傳遞更加細(xì)微；其中，純棉織物在30 min后基本處于平衡狀態(tài)，而棉滌包芯紗織物中水分依然存在傳導(dǎo)現(xiàn)象。兩種棉滌包芯紗織物的芯吸高度均大于純棉織物，這是由織物的潤濕性決定的，結(jié)合潤濕性的測(cè)試結(jié)果，即可表明棉滌包芯紗織物對(duì)液態(tài)水的傳導(dǎo)能力優(yōu)于純棉織物。
3.3 吸濕速干性能
織物在自然狀態(tài)下的水分蒸發(fā)量是表征織物速干性能的重要指標(biāo)。根據(jù)每3 min的水分蒸發(fā)量繪制曲線，曲線的斜率即為水分蒸發(fā)速率。結(jié)果見圖4。
圖4 蒸發(fā)量-時(shí)間曲線
由圖4可知，織物1～織物4的水分蒸發(fā)速率依次為0.18 g/h、0.24 g/h、0.25 g/h、0.44 g/h。GB/T 21655.1—2008指出，水分蒸發(fā)速率不小于0.18 g/h的機(jī)織物具有速干性，故而4種織物均具有速干性能。究其原因，織物兩面的親疏水性差異使得水分依靠織物兩面差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)快速從疏水層傳輸?shù)接H水層達(dá)到速干效果；織物4的蒸發(fā)速率最大，相比于織物2提高了83.3%。這也間接表明了織物的蒸發(fā)速率與其潤濕面積呈正相關(guān)，液態(tài)水在織物中的擴(kuò)散面積越大，其蒸發(fā)面積越大，單位時(shí)間內(nèi)的水分蒸發(fā)量也就越多。
3.4 單向?qū)裥阅?/h3>
MMT單向?qū)裥阅軠y(cè)試是通過測(cè)試120 s內(nèi)織物正反兩面含水量的變化情況，得出織物浸濕時(shí)間、吸水速率、最大浸濕半徑、液態(tài)水?dāng)U散速度、單向傳遞指數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)［17］。本試驗(yàn)將所設(shè)計(jì)的織物反面作為浸水面，正面作為滲透面進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試可知，織物1～織物4的水分單向傳遞指數(shù)依次為313.0、554.1、444.5、938.5?？椢?的水分單向傳遞能力最好，相比于織物2提高了69.4%。GB/T 21655.2—2019指出單向傳遞指數(shù)不小于3級(jí)的織物具有吸濕速干排汗性。故設(shè)計(jì)織造的織物均具有一定的單向?qū)裥阅?，但效果有所不同?/p>
設(shè)計(jì)的織物結(jié)構(gòu)中疏水面分布著大量的拒水組織點(diǎn)和少數(shù)親水組織點(diǎn)，親水面分布著大量的親水組織點(diǎn)和少量的拒水組織點(diǎn)。水滴在疏水面通過親水組織點(diǎn)在由正反兩面親疏水性差異形成的差動(dòng)摩擦效應(yīng)下傳導(dǎo)到親水面，從而實(shí)現(xiàn)了織物的單向?qū)裉匦?。在紗線材質(zhì)相同的情況下，紗線越細(xì)，織物的單向?qū)衲芰υ黾釉矫黠@。這可能是因?yàn)榧喚€越細(xì)，紗線之間的比表面積越大，紗線與紗線之間形成毛細(xì)管通道越多［18］，液態(tài)水更易從疏水面?zhèn)鬏數(shù)接H水面。在紗線細(xì)度相同的情況下，棉滌包芯紗表現(xiàn)出更好的單向?qū)裥阅?，其主要原因是包芯紗?nèi)部滌綸長絲的存在，在棉纖維吸濕后，纖維內(nèi)部滌綸對(duì)水的傳導(dǎo)作用使得水在織物正反兩面之間得以傳遞；而水作用于純棉織物表面，在紗線內(nèi)部引起纖維膨脹，減少了織物正反兩面之間由纖維與纖維間形成的毛細(xì)管通道，從而減弱了純棉織物的單向?qū)衲芰Α?/p>
4 結(jié)論
（1）棉滌包芯紗織物的潤濕性能明顯優(yōu)于純棉織物?？椢?的潤濕面積相比于織物2提高了77.1%，紗線細(xì)的織物潤濕面積較紗線粗的織物更大。
（2）棉滌包芯紗織物的芯吸性能優(yōu)于純棉織物，紗線粗的織物芯吸高度優(yōu)于紗線細(xì)的織物，影響織物芯吸高度的因素主要為紗線的結(jié)構(gòu)性能、纖維間的空隙和紗線間的空隙。
（3）所設(shè)計(jì)織造的織物均具有較好的速干性，織物4速干性相比于織物2提高了83.3%，且紗線細(xì)的織物速干性優(yōu)于紗線粗的織物。
（4）設(shè)計(jì)織造的4種織物均具有較好的單向?qū)裥阅?，織?的水分單向傳遞能力最高，相比于織物2提高了69.4%，說明棉滌包芯紗織物具有較優(yōu)的單向?qū)裥阅堋?/p>
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純棉面料具有較好的吸濕性，多應(yīng)用于貼身衣物穿著，棉纖維中親水基團(tuán)的存在，使得其織物具有較好的親水性，但這些親水結(jié)合點(diǎn)易使水分滯留在這些親水纖維中，導(dǎo)致水分在棉織物中的傳導(dǎo)和散濕較差［5］。因此，眾多學(xué)者致力于研制既具有吸濕性質(zhì)又具有優(yōu)良散濕性能的服用面料。目前，已有研究聚焦在纖維材料的物理改性［6］，對(duì)已有的化學(xué)纖維進(jìn)行截面改造，改造后的纖維截面呈三葉草形［7］、Y形［8］、凹凸截面形［9］等異形結(jié)構(gòu)，此種纖維表面特殊的溝槽結(jié)構(gòu)可以使液態(tài)水吸附在纖維表面，從而通過織物快速吸濕，但此種方法技術(shù)較為復(fù)雜；也有很多學(xué)者通過對(duì)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲得單向?qū)窨旄煽椢?，設(shè)計(jì)出內(nèi)外層不同松緊度的雙層組織結(jié)構(gòu)，利用表里層的空隙差產(chǎn)生的毛細(xì)差動(dòng)效應(yīng)使織物獲得單向?qū)裥阅埽?0］；這些研究大都基于針織物和雙層織物研究范圍，對(duì)于單層機(jī)織物的單向?qū)窦翱旄尚阅艿难芯坎⒉怀浞?。本研究著重探討棉滌包芯紗機(jī)織物的單向?qū)褚约翱旄尚阅?，以期為舒適性運(yùn)動(dòng)服裝面料生產(chǎn)廠家提供可靠的理論依據(jù)。
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1.3 試驗(yàn)過程
1.3.1 紗線處理
親水處理工藝。首先，在1 000 mL去離子水中加入10 g NaOH和2 g滲透劑，攪拌均勻后得到親水整理溶液；其次，分別將上述4種紗線放進(jìn)配置好的親水整理溶液中，浴比1∶20；然后，在恒溫水浴鍋中緩慢升溫至100℃（升溫速率為5℃/min），并在100℃下煮漂30 min；最后，將紗線從親水整理溶液中取出，用80℃的蒸餾水清洗1次后再采用20℃蒸餾水清洗2次～3次，自然風(fēng)干待用。
拒水處理工藝。在1 000 mL去離子水中加入20 g拒水劑和5 g拒水輔助劑，攪拌均勻后得到拒水整理溶液；分別將4種紗線放入拒水整理溶液中，浴比1∶20；將紗線和拒水整理溶液放入恒溫水浴鍋中緩慢升溫至80℃（升溫速率為5℃/min），并在80℃下煮漂30 min；將紗線從親水整理溶液中取出，用80℃的蒸餾水清洗1次后再采用20℃蒸餾水清洗2次～3次；而后將紗線放入烘箱，在105℃下預(yù)烘30 min，再在150℃下烘干2 min后取出待用［11］。
1.3.2 織物織造
將經(jīng)過親水處理的4種紗線作為經(jīng)紗，經(jīng)過拒水處理的4種紗線作為相對(duì)應(yīng)的緯紗，以經(jīng)山形斜紋組織織造4種織物，紗線1～紗線4依次對(duì)應(yīng)織物1～織物4?？椢锷蠙C(jī)圖見圖1。其中織物1和織物3的經(jīng)密均為283根/10 cm，緯密均為237根/10 cm；織物2和織物4經(jīng)密均為325根/10 cm，緯密均為330根/10 cm。
圖1 織物上機(jī)圖
2 測(cè)試表征
2.1 潤濕性能測(cè)試
試驗(yàn)儀器有0.1 mL的注射器、量尺、秒表。試樣規(guī)格10 cm×10 cm。試驗(yàn)條件：在織物上方一定距離滴定0.05 mL的三級(jí)水，測(cè)量1 min后擴(kuò)散長度a和擴(kuò)散寬度b，多次測(cè)量取平均值。因?yàn)閿U(kuò)散形狀類似橢圓，按公式（1）計(jì)算潤濕面積S。
式中：a為擴(kuò)散長度（cm），b為擴(kuò)散寬度（cm）。
2.2 芯吸高度的測(cè)試
采用毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀，參照FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測(cè)試織物芯吸高度。試樣規(guī)格30 cm×3 cm。試驗(yàn)條件：毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀中所用溶液為三級(jí)水，水溫為30℃，分 別 記 錄0.5 min、1.0 min、1.5 min、2.0 min、5.0 min、10.0 min、15.0 min、20.0 min、25.0 min、30.0 min時(shí)刻織物的芯吸高度。
2.3 吸濕速干性能測(cè)試
采用FFZ191型水分蒸發(fā)速率檢測(cè)儀測(cè)試織物水分蒸發(fā)速率，參照GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分：單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》。試樣規(guī)格10 cm×10 cm。試驗(yàn)條件：將0.2 mL的三級(jí)水均勻滴到試樣上，待水分完全擴(kuò)散進(jìn)織物時(shí)，立即懸掛于儀器內(nèi)，連續(xù)稱重記錄每隔3 min的水分蒸發(fā)量。
2.4 織物單向?qū)裥阅軠y(cè)試
采用M290型液態(tài)水分管理測(cè)試儀測(cè)試單向傳遞能力。參照AATCC 195—2011《紡織織物液態(tài)水分管理性能》和GB/T 21655.2—2019《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第2部分：動(dòng)態(tài)水分傳遞法》。試樣規(guī)格9 cm×9 cm。試驗(yàn)條件：測(cè)試織物正面和反面在注水120 s內(nèi)的浸濕時(shí)間、吸水速率、最大浸濕半徑和液態(tài)水?dāng)U散速度來計(jì)算織物的單向?qū)衲芰Α?/p>
3 結(jié)果與分析
3.1 潤濕性能
織物潤濕面積是織物發(fā)生芯吸作用的前提［12］，關(guān)系到織物的吸濕快干性能。由于織物的結(jié)構(gòu)具有各向異性［13］，織物中不同方向的潤濕具有各向異性，與纖維和紗線的形態(tài)、織物組織結(jié)構(gòu)以及織物后整理有關(guān)［14］。水在4種織物正面（親水面）潤濕的擴(kuò)散情況見圖2和表1。
圖2 織物潤濕實(shí)物圖
表1 織物潤濕面積
由圖2可知，水分在每種試樣的擴(kuò)散長度均大于擴(kuò)散寬度，這是因?yàn)樗O(shè)計(jì)的織物組織結(jié)構(gòu)為經(jīng)山形斜紋，織物正面紗線紋路整體呈經(jīng)向，紗線與紗線之間形成了較多的毛細(xì)管［15］。且經(jīng)紗在上機(jī)過程中具有一定的上機(jī)張力，水分在經(jīng)紗內(nèi)部所形成的毛細(xì)管中的傳輸路徑不會(huì)因?yàn)榧喚€的彎曲而堵塞，所以水分在織物中的經(jīng)向傳導(dǎo)較好。再由表1可知，織物4的潤濕面積為8.45 cm2，相比織物2提升了77.1%。這主要是因?yàn)槊逌彀炯営擅蘩w維包覆滌綸長絲而成。滌綸由于缺乏親水基團(tuán)導(dǎo)致其幾乎不吸濕，而是通過滌綸纖維間的毛細(xì)管對(duì)水進(jìn)行傳導(dǎo)，從而具有優(yōu)異的導(dǎo)濕性能［16］，當(dāng)其織物接觸液態(tài)水時(shí)，通過棉纖維對(duì)水的吸附以及芯部滌綸長絲的導(dǎo)水作用，使得水分在織物中的擴(kuò)散速率較快。而在棉織物中，純棉紗線中的棉纖維在吸濕后發(fā)生膨脹，堵塞了纖維之間形成的毛細(xì)管，水分無法快速通過毛細(xì)管向周圍擴(kuò)散，從而減弱了水分在棉織物中的擴(kuò)散潤濕。
3.2 芯吸高度
織物的芯吸作用是水分在織物中發(fā)生動(dòng)態(tài)傳遞的重要過程，由于織物中纖維與纖維之間、紗線與紗線之間和織物組織結(jié)構(gòu)之間存在著各種不同的孔隙，構(gòu)成了大量的毛細(xì)管，使得水分在織物中發(fā)生毛細(xì)芯吸效應(yīng)。4種織物芯吸高度測(cè)試結(jié)果見圖3。
圖3 織物芯吸高度
由圖3可知，織物1、織物2、織物3和織物4在相同環(huán)境溫濕度條件下，芯吸高度分別為12.5 cm、11.8 cm、15.5 cm和12.5 cm。在0 min～3 min之間，織物的芯吸高度快速上升，這是由于剛開始水源充足，水分快速通過織物中的組織結(jié)構(gòu)空隙呈鋪張式傳遞；在3 min～20 min之間，水分主要通過紗線之間形成的毛細(xì)管傳導(dǎo)，速度逐漸減?。辉?0 min～30 min之間，水分主要通過纖維與纖維之間形成的毛細(xì)管傳導(dǎo)，水分的傳遞更加細(xì)微；其中，純棉織物在30 min后基本處于平衡狀態(tài)，而棉滌包芯紗織物中水分依然存在傳導(dǎo)現(xiàn)象。兩種棉滌包芯紗織物的芯吸高度均大于純棉織物，這是由織物的潤濕性決定的，結(jié)合潤濕性的測(cè)試結(jié)果，即可表明棉滌包芯紗織物對(duì)液態(tài)水的傳導(dǎo)能力優(yōu)于純棉織物。
3.3 吸濕速干性能
織物在自然狀態(tài)下的水分蒸發(fā)量是表征織物速干性能的重要指標(biāo)。根據(jù)每3 min的水分蒸發(fā)量繪制曲線，曲線的斜率即為水分蒸發(fā)速率。結(jié)果見圖4。
圖4 蒸發(fā)量-時(shí)間曲線
由圖4可知，織物1～織物4的水分蒸發(fā)速率依次為0.18 g/h、0.24 g/h、0.25 g/h、0.44 g/h。GB/T 21655.1—2008指出，水分蒸發(fā)速率不小于0.18 g/h的機(jī)織物具有速干性，故而4種織物均具有速干性能。究其原因，織物兩面的親疏水性差異使得水分依靠織物兩面差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)快速從疏水層傳輸?shù)接H水層達(dá)到速干效果；織物4的蒸發(fā)速率最大，相比于織物2提高了83.3%。這也間接表明了織物的蒸發(fā)速率與其潤濕面積呈正相關(guān)，液態(tài)水在織物中的擴(kuò)散面積越大，其蒸發(fā)面積越大，單位時(shí)間內(nèi)的水分蒸發(fā)量也就越多。
3.4 單向?qū)裥阅?/h3>
MMT單向?qū)裥阅軠y(cè)試是通過測(cè)試120 s內(nèi)織物正反兩面含水量的變化情況，得出織物浸濕時(shí)間、吸水速率、最大浸濕半徑、液態(tài)水?dāng)U散速度、單向傳遞指數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)［17］。本試驗(yàn)將所設(shè)計(jì)的織物反面作為浸水面，正面作為滲透面進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試可知，織物1～織物4的水分單向傳遞指數(shù)依次為313.0、554.1、444.5、938.5?？椢?的水分單向傳遞能力最好，相比于織物2提高了69.4%。GB/T 21655.2—2019指出單向傳遞指數(shù)不小于3級(jí)的織物具有吸濕速干排汗性。故設(shè)計(jì)織造的織物均具有一定的單向?qū)裥阅?，但效果有所不同?/p>
設(shè)計(jì)的織物結(jié)構(gòu)中疏水面分布著大量的拒水組織點(diǎn)和少數(shù)親水組織點(diǎn)，親水面分布著大量的親水組織點(diǎn)和少量的拒水組織點(diǎn)。水滴在疏水面通過親水組織點(diǎn)在由正反兩面親疏水性差異形成的差動(dòng)摩擦效應(yīng)下傳導(dǎo)到親水面，從而實(shí)現(xiàn)了織物的單向?qū)裉匦?。在紗線材質(zhì)相同的情況下，紗線越細(xì)，織物的單向?qū)衲芰υ黾釉矫黠@。這可能是因?yàn)榧喚€越細(xì)，紗線之間的比表面積越大，紗線與紗線之間形成毛細(xì)管通道越多［18］，液態(tài)水更易從疏水面?zhèn)鬏數(shù)接H水面。在紗線細(xì)度相同的情況下，棉滌包芯紗表現(xiàn)出更好的單向?qū)裥阅?，其主要原因是包芯紗?nèi)部滌綸長絲的存在，在棉纖維吸濕后，纖維內(nèi)部滌綸對(duì)水的傳導(dǎo)作用使得水在織物正反兩面之間得以傳遞；而水作用于純棉織物表面，在紗線內(nèi)部引起纖維膨脹，減少了織物正反兩面之間由纖維與纖維間形成的毛細(xì)管通道，從而減弱了純棉織物的單向?qū)衲芰Α?/p>
4 結(jié)論
（1）棉滌包芯紗織物的潤濕性能明顯優(yōu)于純棉織物?？椢?的潤濕面積相比于織物2提高了77.1%，紗線細(xì)的織物潤濕面積較紗線粗的織物更大。
（2）棉滌包芯紗織物的芯吸性能優(yōu)于純棉織物，紗線粗的織物芯吸高度優(yōu)于紗線細(xì)的織物，影響織物芯吸高度的因素主要為紗線的結(jié)構(gòu)性能、纖維間的空隙和紗線間的空隙。
（3）所設(shè)計(jì)織造的織物均具有較好的速干性，織物4速干性相比于織物2提高了83.3%，且紗線細(xì)的織物速干性優(yōu)于紗線粗的織物。
（4）設(shè)計(jì)織造的4種織物均具有較好的單向?qū)裥阅?，織?的水分單向傳遞能力最高，相比于織物2提高了69.4%，說明棉滌包芯紗織物具有較優(yōu)的單向?qū)裥阅堋?/p>
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