不同纖維類型織物的舒適性比較

隨著人們服裝功能化和低碳要求的提高，消費者對夏季服裝材料的涼爽性能提出了更高的要求。為使穿著者擁有清涼的感覺,織物需同時具備涼和爽兩方面的性能。所謂涼是指織物能對人體起到快速降溫的作用,該性能主要由纖維的導熱性能決定;爽即干爽,是指織物經芯吸、擴散、傳輸等方式將人體產生的氣態汗、液態汗迅速排放到織物的外層進而蒸發,從而在人體皮膚表面與服裝內側形成干燥的微氣候區。這也就是通常所指的織物吸濕排汗及散濕性能筆者對添加有熱傳導改性粉體礦物質顆粒的涼爽滌綸織物、十字截面滌綸織物及普通滌綸織物的涼爽舒適性能進行了比較研究,為進一步開發涼爽滌綸纖維及其織物提供數據支持。1測試1.1改性基于雙組合的納米級培養纖維試驗所用的涼爽滌綸纖維、十字截面滌綸纖維、普通滌綸纖維均由浙江恒逸集團有限公司提供,規格為166.7dtex/96根。其中涼爽滌綸纖維是在紡絲過程中以母粒添加的形式將5%的納米級冰涼改性礦物質母粒(礦物質成分約為20%)與聚酯切片熔融共混紡絲而成。其基本性能參數如表1所示。1.2試驗方法和儀器1.2.1關于改性絲綢的形態結構采用JSM-5610型掃描電子顯微鏡放大2000倍,對涼爽滌綸纖維和十字截面滌綸纖維的橫截面與縱向結構進行觀測。1.2.2織物試樣的制備為方便比較,分別以3種滌綸纖維為原料,利用ASL2000-B全自動織樣機試制了3種相同織物規格不同纖維種類的織物小樣。試樣的基本規格參數如表2所示。1.2.3織物吸濕排汗性能應遵循以下并表征對試樣進行涼爽舒適性能測試。其中,織物的導熱性能以導熱系數和最大瞬態熱流量表征;織物的氣態汗的傳導能力以透濕量表征,對液態汗的吸收能力以芯吸高度表征,對液態汗的釋放能力以散濕速率表征。所有試驗均將試樣在標準大氣條件下平衡24h后進行。1.2.3.導熱系數的測定利用YG(B)606D型平板式保溫儀,按照GB/T11048-2008《紡織品生理舒適性穩態條件下熱阻和濕阻的測定》測定各試樣的導熱系數λ。試樣尺寸為30cm×30cm。1.2.3.2.最大瞬態熱流量測試利用KES-F7IIB接觸冷暖感試驗儀,參照臺灣地區FTTS-FA-019《織物瞬間涼感驗證規范》測定各試樣的最大瞬態熱流量Q1.2.3.透濕量利用YG601-I/Ⅱ型電腦式織物透濕儀,按照GB/T12704-2009《紡織品織物透濕性試驗方法第1部分:吸濕法》。A吸濕法測試織物的透濕量WVT。試樣直徑為70mm。1.2.3.芯吸高度測試利用YG(B)871型毛細管效應測試儀,按照標準FZ/T01071-1999《紡織品毛細效應試驗方法》測試試樣在30min時的芯吸高度H,經緯向取平均值。試樣尺寸為2.5cm×20cm。1.2.3.5.分散速度測試參照臺灣地區的FTTS-FA-004《吸濕排汗速干紡織品驗證規范》進行測試。裁剪5cm×5cm的試樣,記錄干質量W2結果與分析2.1改性粉體顆粒的形態結構兩種改性滌綸纖維的縱橫向形態結構特征如圖1所示。由圖1a、b可以清楚地看到:添加于涼爽纖維體中的熱傳導改性粉體顆粒呈片狀結構,縱橫截面類似于普通滌綸纖維。圖1c、d所示為十字截面滌綸纖維的形態結構,縱向光滑,有明顯的溝槽;橫截面呈標準的十字結構。2.2一件織物的寒冷和舒適度2.2.1織物熱流量的影響織物的導熱性能包括導熱系數和瞬時接觸冷感兩方面。圖2和圖3分別顯示了涼爽滌綸織物與普通滌綸織物、十字滌綸織物的導熱系數和最大瞬態熱流量。織物是由纖維和空氣共同構成的纖維復合體,因此織物的導熱系數由纖維本身和蘊含其中的空氣共同決定;而織物與人體接觸時,熱量將通過織物的傳遞、吸收等方式由人體皮膚轉移到織物,此時產生的最大瞬態熱流量則主要由纖維自身的性能決定,同時該值也決定了織物接觸冷感的強弱。圖2和圖3顯示,與普通滌綸織物和十字截面滌綸織物相比,涼爽滌綸織物具有非常優秀的導熱性能,接觸冷感明顯。這主要是由于涼爽滌綸纖維中所加的改性粉體礦物質顆粒具有優異的導熱性能所致。相對而言,十字截面滌綸織物則由于纖維內部溝槽中容納的空氣量多于普通滌綸織物和涼爽滌綸織物,空氣的導熱系數遠遠小于纖維的相應值,因此十字截面滌綸織物的導熱系數比普通滌綸織物和涼爽織物纖維的相應指標都要小;但同時十字截面滌綸纖維的溝槽結構也有利于熱量的流失,因此其最大瞬態熱流量較普通滌綸織物大,接觸冷感有所增強。普通滌綸織物與人體接觸時的最大瞬態熱流量最小,接觸冷感最弱。2.2.2滌綸織物的組成圖4所示為涼爽滌綸織物、普通滌綸織物與十字滌綸織物的透濕量測試結果。圖4顯示,涼爽滌綸織物的透濕性能介于十字截面滌綸織物與普通滌綸織物之間。與普通滌綸織物相比,涼爽滌綸織物、十字截面滌綸織物的透濕量分別提高了16.03%和7.70%。眾所周知,水汽透過織物主要是通過兩種方式實現:一種是利用纖維自身的吸濕能力,將高濕空氣中的水汽從織物的一面輸送至織物的另一面,并向低濕空氣中釋放;另一種方式則是水汽直接通過織物內紗線之間、纖維之間的空隙擴散至織物的另一面2.2.3織物吸濕結構分析圖5所示為涼爽滌綸織物、普通滌綸織物與十字滌綸織物的芯吸高度測試結果。圖5表明,3種織物中十字截面滌綸織物的芯吸高度最高,導濕快,而涼爽滌綸織物的芯吸高度甚至不如普通滌綸織物。分析認為十字滌綸織物良好的吸濕性能主要源于其溝槽結構。與圓形截面相比,十字形截面為纖維自身提供了更大的表面積,使纖維容易形成毛細效應,增加纖維的吸濕導濕能力,而且也使纖維毛細間隙保持的水分增加。而涼爽滌綸纖維中由于添加了熱傳導改性粉體礦物質顆粒,阻礙了水分在滌綸纖維內部的傳遞,因此涼爽滌綸纖維的芯吸高度比普通滌綸纖維的要小。2.2.4織物結構參數的影響3種織物在40min內殘留水分率隨時間變化的散濕速率線如圖6所示。在前20min以內散濕過程中,3種織物的散濕速率基本一致;但20min以后涼爽滌綸織物的放濕快干速度明顯快于普通滌綸織物和十字截面滌綸織物;第40min時,涼爽滌綸織物的殘留水分率僅為1.39%,遠遠優于普通滌綸織物的殘留水分率6.26%和十字滌綸織物的殘留水分率3.41%。這可能和相同纖度、相同織物規格情況下,涼爽滌綸纖維直徑較細、進而織物緊度較小有關。根據FTTS-FA-004《吸濕排汗速干紡織品驗證規范》的規定,當第40min時RWR值小于40即可認為該織物具有快干性能。因此可以認為這3種織物均具有良好的快干性能,快干等級達到4級以上,其中涼爽滌綸織物達到5級屬優秀水平。3織物導熱性能通過對涼爽滌綸織物、十字形截面滌綸織物及普通滌綸織物的導熱性、透濕性、導濕性及散濕性等涼爽舒適性能測試與對比分析,獲得如下結果:1)涼爽滌綸織物的導熱系數和接觸冷感優于十字形截面滌綸織物和普通滌綸織物,表明向聚合物中添加有熱傳導改性粉體礦物質顆?？梢杂行岣呖?/p>