冷感織物性能的測(cè)試與分析

許紅星，馬建偉，陳紹娟

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

冷感織物性能的測(cè)試與分析

許紅星，馬建偉，陳紹娟

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

文章選取了Coolmax冷感織物，對(duì)其干燥速率、透濕性能和芯吸高度進(jìn)行測(cè)試，分析了Coolmax織物的冷感性能，并通過(guò)對(duì)纖維細(xì)度、橫截面形狀等方面的測(cè)試研究，分析了冷感織物冷感性能的影響因素和冷感原理。

Coolmax織物；冷感；透濕性能

近年來(lái)隨著體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，隨著戶外運(yùn)動(dòng)成為人們改善生活方式和提高生活質(zhì)量的重要內(nèi)容，人們對(duì)于運(yùn)動(dòng)服裝健康化、功能化、休閑化和舒適性的需求也越來(lái)越高。冷感織物也從中產(chǎn)生并迅速發(fā)展壯大起來(lái)。所謂的冷感織物就是吸濕速干功能性紡織品，它能夠迅速地吸收人體表面的汗液和汗汽并迅速排出體外，帶走人體的大量熱量，從而保持在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的涼爽性。其功能的獲取一般通過(guò)纖維原料的改性處理等方式，改善傳統(tǒng)的非親水性織物吸濕性能，使其具有良好的吸水能力、水分導(dǎo)通和排放能力[1-3]。冷感織物在國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)裝的運(yùn)用將極大地推動(dòng)我國(guó)運(yùn)動(dòng)裝市場(chǎng)的發(fā)展[4]。

1 冷感織物性能測(cè)試

目前對(duì)于織物冷感性能的測(cè)試主要通過(guò)測(cè)試織物的水分蒸發(fā)速率、透濕透氣性能等方面[5]，本文選取普通棉織物、滌綸織物和Coolmax冷感織物三種面料，通過(guò)對(duì)其干燥速率、透濕透氣性能和芯吸高度等測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試，研究了不同織物的冷感性能。

1.1 干燥速率的測(cè)試

參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21655.1—2008的測(cè)試方法，剪取組織結(jié)構(gòu)均勻、表面平整無(wú)疵點(diǎn)、大小為20 cm×20 cm的普通棉織物、滌綸織物和Coolmax冷感織物3種織物試樣，每種樣品選擇3塊，首先將試樣放入恒溫恒濕箱中進(jìn)行調(diào)溫調(diào)濕，待織物溫濕度穩(wěn)定后，稱取織物的質(zhì)量記為G1，將織物反面朝上夾持在夾持框中使中間懸空，保持水平放置，將10 mL的三級(jí)水滴加試樣中心直徑大小為10 cm的圓形懸空區(qū)域內(nèi)，保證圓形區(qū)域織物表面基本濕潤(rùn)而不滴水，稱取此時(shí)試樣的重量記為G2，將試樣放入溫度為37℃、相對(duì)濕度為65%的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中靜置并開始計(jì)時(shí)，30 min以后稱取織物的質(zhì)量記為G3。每種織物測(cè)試三次，取三塊織物測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 織物干燥速率對(duì)比

1.2 透濕性能的測(cè)試

織物的透濕性能測(cè)試指標(biāo)主要是透濕率，透濕率是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)織物單位面積的水分質(zhì)量。測(cè)試中把織物覆蓋在盛有一定質(zhì)量吸濕劑的干燥器瓶口上，瓶口周邊密封，將一定質(zhì)量的水倒在織物上方，然后放入恒溫恒濕箱中，隔一段時(shí)間后稱取干燥器中吸濕劑質(zhì)量的變化[6]。因織物透濕過(guò)程較慢，單位時(shí)間內(nèi)吸濕劑吸收水分較少，為減少誤差時(shí)間t一般以“min”或“h”為單位。計(jì)算公式如下：

式中：τ為織物透濕率(mg/cm2·h)，G為t(h)時(shí)間內(nèi)通過(guò)織物的水分質(zhì)量(mg)。

測(cè)試結(jié)果如表1所示。

1.3 芯吸高度的測(cè)試

將毛細(xì)管測(cè)試儀水槽內(nèi)加入蒸餾水，并保持水槽中水的溫度恒定在25℃±1℃，調(diào)整測(cè)試儀的標(biāo)定尺使標(biāo)定尺的0刻度線與液面保持同一水平高度。選取一塊組織結(jié)構(gòu)均勻、無(wú)褶皺瑕疵的織物，從中剪取3塊長(zhǎng)30 cm，寬2.5 cm的試樣長(zhǎng)條，將長(zhǎng)條放在恒溫恒濕箱中調(diào)溫調(diào)濕，待樣品溫濕度穩(wěn)定后，將樣品一端夾持在測(cè)試儀標(biāo)尺的試樣夾上垂直固定，另一端浸入到水中，實(shí)驗(yàn)每過(guò)5 mim讀取一次數(shù)據(jù)，記錄水在織物中的高度，當(dāng)前后兩次記錄數(shù)據(jù)相差小于2%時(shí)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)束。測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣條不同部位的芯吸高度可能不同，此時(shí)量取芯吸高度的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，取二者的平均值作為該試樣的芯吸高度。每種試樣結(jié)果的計(jì)算選取該試樣3塊芯吸高度的平均值。圖2為毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)試儀的測(cè)試示意圖。

圖2 毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀測(cè)試示意圖

由表2測(cè)試結(jié)果可以看出，相比于普通滌綸織物，棉織物的吸水性能和水分傳遞速率相對(duì)較好，但是其水分排放速率較低，因此其涼爽性能相對(duì)較低；而Coolmax織物的吸水性能、水分傳遞速率和水分的蒸發(fā)速率都相對(duì)較快，因此在穿著過(guò)程中其冷感性能較為明顯。

表2 織物芯吸高度測(cè)試

根據(jù)以上測(cè)試實(shí)驗(yàn)，我們可以看出不同纖維原料和纖維特性對(duì)于織物的冷感性能均有較為明顯的影響，對(duì)此本文進(jìn)行了分析研究。

2 纖維對(duì)于織物冷感性能的影響分析

纖維原料對(duì)于織物冷暖感性能的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是不同纖維類型對(duì)于織物冷暖感的影響；另一方面體現(xiàn)在同一種纖維類型經(jīng)過(guò)一系列的物理或者化學(xué)處理后表現(xiàn)的特性對(duì)織物冷暖感性能的影響。

2.1 纖維材料類型的影響

不同纖維材料類型對(duì)于織物冷感性的影響原理不同，例如棉織物具有較大的吸水速率和水分傳遞速率，但是由于棉織物吸水后，纖維會(huì)發(fā)生較大的膨脹從而將水分保留在纖維當(dāng)中，使其蒸發(fā)速率較慢，因此其冷感性能相對(duì)來(lái)說(shuō)并不明顯。而滌綸纖維雖然水分的蒸發(fā)排放速率較快，但是其吸收和傳遞水分的速率較低也導(dǎo)致其冷感效應(yīng)不明顯。另外，不同纖維的吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間和擴(kuò)散面積、透濕透氣性能和纖維物理結(jié)構(gòu)性能的影響導(dǎo)致不同織物的冷感性能不同。

圖3 Coolmax纖維的異形結(jié)構(gòu)

圖4 超細(xì)纖維縱面放大圖

2.2 纖維改性性能的影響

Coolmax織物具有良好的冷感性能，其原材料同樣為滌綸纖維，其冷感性能比普通滌綸纖維好的原因在于Coolmax纖維的改性性能處理。其纖維原材料運(yùn)用滌綸纖維的異形處理和超細(xì)化處理，增強(qiáng)了織物的吸濕速率和水分傳遞速率，同時(shí)利用滌綸纖維的疏水性能將水分快速排出到空氣中。

圖3和圖4分別為Coolmax纖維的異形結(jié)構(gòu)和超細(xì)結(jié)構(gòu)。異形結(jié)構(gòu)的應(yīng)用加大了纖維與空氣的接觸面積，加快了纖維與外界能量的交換速率，同時(shí)異形結(jié)構(gòu)纖維表面的凹槽能夠迅速的傳遞水分，加快了水分在織物中的流通。纖維的超細(xì)化結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了纖維和織物的毛細(xì)效應(yīng)，改善了滌綸纖維吸濕性差、吸濕速率慢的缺點(diǎn)，同時(shí)超細(xì)纖維加大了纖維表面與人體表面和空氣的接觸面積，當(dāng)人體表面有汗液排出時(shí)，汗液能夠迅速地通過(guò)纖維間的毛細(xì)通道輸送到纖維織物的表面，同時(shí)利用滌綸織物的疏水性將水分迅速地蒸發(fā)到空氣中，水分在蒸發(fā)過(guò)程中帶走大量的熱量，使織物具有涼爽的性能。

3 結(jié)語(yǔ)

本文探討測(cè)試了3種不同織物的冷感性能，對(duì)比了3種織物不同的冷感性能，同時(shí)通過(guò)分析不同類型纖維原料特性對(duì)于織物冷感的影響，從微觀角度分析了Coolmax纖維產(chǎn)生冷感性能的原理，對(duì)于研究和改善織物冷感性能具有較好的借鑒作用。

[1] 于偉東等.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

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[3] 邵強(qiáng).涼爽纖維的制備及性能測(cè)試[D].天津：天津工業(yè)大學(xué)，2008.

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[5] 曹欣羊等.功能性滌綸涼爽纖維生產(chǎn)工藝[J].紡織學(xué)報(bào)，2007，28(7)：12—15.

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Test and Analysis of Performance of Cool Feeling Fabric

XuHongxing，MaJianwei，ChenShaojuan

(Qingdao University，Qingdao 266071，China)

The Coolmax cool feding fabric was selected to test the rate of drying, moisture permeability and wicking height in order to analyze the cool feeling performance of the coolmax fabric.Then the influential factors of cool feeling performance and principle were researched from the aspects of fineness, the cross-sectional shape and other aspects of the fiber.

Coolmax fabric; cool feeling; moisture permeability

2015-03-20

許紅星(1990—)，男，山東臨沂人，碩士研究生.

TS101

A

1009-3028(2015)03-0025-03