竹原纖維針織物透氣導濕性能研究

畢曉云，田 琳，燕敬雪，王冬青(.， 青島6607；. ， 060)

1 前言

竹原纖維是采用機械、物理的方法去除天然竹材中的木質(zhì)素、多戊糖、竹粉、果膠等雜質(zhì)，從竹材中直接提取纖維，屬新型天然纖維素纖維。竹原纖維由于具有良好的透氣排汗性、抗菌性、防紫外線性能等諸多優(yōu)良性能而受到國內(nèi)外紡織界的廣泛關(guān)注。

本文主要對竹原纖維織物透氣、透濕性能進行了測試分析，并與棉/竹原織物、純棉織物進行對比，探討竹原纖維面料的透氣透濕性能。

2 試驗材料

本文所用的三種織物是在Z651A手搖針織橫機上織的，機號為12。

三種織物均為三股18 tex紗線，采用1+1羅紋所織成。

三種織物分別為純竹原織物，棉2/竹原1三股織物(棉2股竹原1股)，純棉織物，各五塊。

本文所用織物的規(guī)格及主要參數(shù)見表1。

3 試驗方法

3.1 織物透氣性能測試

本實驗使用Y561織物透氣量儀，測量在一定的壓力差下，單位時間內(nèi)通過織物的空氣量，來推求織物的透氣性。我國實驗標準規(guī)定，織物兩端壓力差為49 Pa,織物透氣性以L/m2·s表示，即在織物兩端壓力差為49 Pa的條件下，每平方米織物每秒鐘可通過的空氣公升數(shù)。

表1 織物的主要參數(shù)

3.2 織物透濕性能測試

織物的透濕性是服裝熱舒適性評價的重要內(nèi)容。人們較為熟悉的評價織物透濕性的測試方法是透濕杯法。透濕杯法可分為蒸發(fā)法和吸濕法。蒸發(fā)法和吸濕法又可分為正杯法和倒杯法。

本實驗采用蒸發(fā)法中的正杯法，因為正杯法的測試條件與人體在靜止和少量運動狀態(tài)下所穿服裝的透濕性相近，這時人體出汗較少。

按照ASTME96方法B的規(guī)定，透濕量的測試在一個測試箱內(nèi)進行，測試箱的空氣溫度為23℃，相對濕度為50%±2%，風速為2.8 m/s。測試時，往透濕杯內(nèi)倒入一定量的蒸餾水，將直徑為7.4 cm圓形試樣的測試面向下放置在透濕杯上，將試樣固定好。然后在天平上稱量，精確至0.001 g，將其放入測試箱內(nèi)，然后分別在1 h，2 h，3 h，4 h，5 h后，稱其重量。

透濕量WVT=24·(A2-A1 )/(S·t)，單位g/(m2·d)；其中A1，A2分別為透濕前后同一試樣的質(zhì)量(g)；S為試樣透濕面積(m2)；t為試驗透濕時間(h)。

3.3 織物芯吸性能測試

本實驗采用YGB871毛細管效應測定儀，采用垂直芯吸法，以毛細高度(cm/30 min)為表征。將垂直放置的紡織品，一端浸在液體中，液體借助表面張力沿其毛細管上升，在規(guī)定時間內(nèi)液體沿紡織品的縫隙上升或滲入的高度，即為芯吸高度。沿縱向在織物中各取2條試樣，試樣上不應有明顯緯斜等嚴重疵點；每條試樣長22 cm，寬1.5 cm。試樣下端加上3.0842 g重的預加張力；實驗環(huán)境條件為：溫度20℃±2 ℃；相對濕度65%±3%。將試樣垂直浸人溶有高錳酸鉀溶液的恒溫槽中(溶液溫度保持在36℃±2℃)，直到聽到鳴響，此時開始計時，分別測定30 min內(nèi)毛細效應上升的高度(cm)。

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 試驗結(jié)果

三種織物的透氣、透濕、芯吸性能測試結(jié)果分別見圖1、圖2、圖3。

圖1 織物透氣量

4.2 試驗結(jié)果分析

4.2.1織物透氣性能分析

試驗測得三種織物的透氣量分別為：竹原織物2061 L/(m2·s)，棉2/竹原1織物1634 L/(m2·s)，純棉織物1295 L/(m2·s)。由圖1可明顯看出竹原織物的透氣性遠優(yōu)于同規(guī)格的棉纖維織物。

因為織物透氣性取決于織物中的空隙大小及多少，而這又與纖維性狀、紗線性狀、織物幾何結(jié)構(gòu)以及后整理等因素有關(guān)。

圖2 織物透濕性

圖3 織物縱向芯吸效應

竹原纖維織物的透氣性好，這是由竹纖維本身的特殊結(jié)構(gòu)決定的。在電鏡下觀察竹纖維的橫切面和縱向結(jié)構(gòu)，竹原纖維縱向有橫節(jié)，粗細分布很不均勻，纖維表面有無數(shù)微細凹槽。橫向為不規(guī)則的橢圓形、腰圓形等，內(nèi)有中腔，橫截面上布滿了大大小小的空隙，且邊緣有裂紋，與苧麻纖維的截面很相似。竹原纖維的這些空隙、凹槽與裂紋，猶如毛細管，可以在瞬間吸收和蒸發(fā)水分，故被專家們譽為“會呼吸的纖維”，用這種純天然竹原纖維紡織成面料及加工制成的服裝服飾產(chǎn)品吸濕性強、透氣性好，有清涼感。

4.2.2織物透濕性能分析

由圖2的織物透濕量變化曲線可看出，竹原織物的透濕量在最初的3 h內(nèi)一直有明顯變化，而棉/竹織物和純棉織物的透濕量2 h內(nèi)有較小的變化，3 h后三種織物的透濕量都趨于穩(wěn)定。此外，任一時間段內(nèi)竹原織物的透濕量較其他兩種織物都有明顯的優(yōu)勢，且竹原織物的透濕量變化較大?？椢锿笣竦囊环N重要方式是與高濕空氣接觸一面的纖維從高濕空氣中吸濕，水汽由纖維傳遞到織物的另一面，并向低濕空氣中放濕。因此，纖維吸濕與導濕能力的好壞與織物透濕關(guān)系密切。而竹原纖維表面有無數(shù)的微細凹槽，其橫截面高度天然中空，布滿眾多空隙，這些凹槽和空隙使得竹原纖維的比表而積大大增加，具有較大的表面能，對水蒸氣具有很強的物理吸附作用；同時這些凹槽和空隙使竹原纖維具有非常強的毛細管效應，從而能將吸附的水蒸氣迅速傳遞到織物的另一面并快速蒸發(fā)，使得織物對水蒸汽具有持續(xù)的吸附傳遞和快速蒸發(fā)能力，達到散發(fā)水分和熱量的作用。由此可見竹原纖維面料和麻類纖維面料一樣是理想的夏季衣料。

4.2.3織物芯吸性能分析

三種織物的吸濕性能有明顯的差異，圖3為織物縱向芯吸效果圖。由于所采用的織物試樣組織結(jié)構(gòu)、紗線細度、織物緊密度、織物厚度差異不大，因此試樣的芯吸效應差異主要取決于試樣纖維的性能特征。本實驗中純棉織物沒有表現(xiàn)出明顯的芯吸效應，但從圖3可看出竹原纖維織物的縱向毛細芯吸效應都優(yōu)于棉2/竹原1織物。由圖3中可以觀察到竹原織物10 min內(nèi)芯吸高度一直增加很快，之后增加量緩慢，說明竹原織物的芯吸過程可以分為2個階段：開始時的快速芯吸階段和逐漸趨于平衡的階段。而混紡織物的芯吸量一直變化緩慢且少。

通過對竹原纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)分析可知，竹原纖維中細長的空洞和表面的溝槽能夠產(chǎn)生很好的“芯吸”效應，使水分子沿纖維表面形成的毛細管迅速上升、并從另一端析出水珠。因而皮膚上的有形汗液能夠較好地通過存在于織物纖維間的毛細孔隙向外排放，所以竹原纖維具有優(yōu)良的導濕性能。而棉纖維由于縱向具有較多的天然轉(zhuǎn)曲，其形成的利于毛細傳遞的導濕槽比表面積小于竹原纖維取向上的溝槽所形成的比表面積，因此“芯吸”效應降低，此外相對于竹原纖維，棉纖維的結(jié)晶度較低，其良好的吸濕性能使得纖維吸濕后發(fā)生溶脹，也在一定程度上降低了芯吸效果，因此棉/竹織物的毛細芯吸效應明顯低于純竹原纖維織物。

5 結(jié)論

5.1竹原纖維本身的特殊結(jié)構(gòu)決定了其透氣性遠優(yōu)于同規(guī)格的棉纖維織物。

5.2竹原纖維織物具有良好的芯吸效應，導濕性能優(yōu)良。

5.3夏季衣料要導濕、透濕、透氣才涼爽，而冬季衣料要防風保溫。從以上測試分析結(jié)果可見，竹原纖維織物是一種理想的夏季面料。

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