吸汗快干的速爽針織運(yùn)動面料的研制

秦兆瓊，王正球 ，黃春燕

[東麗酒伊織染（南通）有限公司，江蘇南通 226007]

隨著體育熱的不斷升溫及全名健身熱的推動，越來越多的上班族加入到運(yùn)動的行列，無論是時尚休閑的高爾夫運(yùn)動，溫婉柔性的瑜伽運(yùn)動，亦或是基本的跑步熱潮，已經(jīng)潛移默化地成為了我們生活中必不可少的一部分。一款舒適性極高的速干面料將成為時代的趨勢。

本課題針對原料的研究，搭配了特殊的組織結(jié)構(gòu)，成功研發(fā)了具有差別化吸水速干功能的速爽面料，達(dá)到了肌膚面低保水性，表里擴(kuò)散面積比高達(dá)6倍以上，具有超強(qiáng)的吸水性和速干性。

1 實驗部分

1.1 材料

紗線： 56T-72-DTY（恒力化纖）；44T-24-W80A（東麗合成纖維有限公司）。

助劑： 高效除油劑(非離子表面活性劑混合物)，1.0g/L；螯合分散劑(丙烯酸均聚物)，1.0g/L；染色酸(檸檬酸)，1.0g/L；蘇鉑隆分散染料；吉華分散染料；吸水處理劑(聚酯聚醚/脂肪醇聚氧乙烯醚)，3.0%。

1.2 儀器

28G 單 面 大 圓 機(jī)（ 日 本 福 原OD4-VXC-3S）；28G 雙面大圓機(jī)（張家港駿隆JLD-N1）；針織定型機(jī)（深圳立信門富士TWINAIR B260 NO.45T8860）；針織染色機(jī)（日本尼森600VPH-FU-1LL）； 檢查機(jī)[臺灣皇新HS-105C（2400mm)]。

1.3 性能測試方法

按GB/T 216655.1—2008 吸水速干性的評定和東麗內(nèi)部評價方法 QT-8.2-124 進(jìn)行。

1.3.1 吸水保水性

（1）稱試樣片的質(zhì)量并記錄W1。

（2）稱塑料板的質(zhì)量并記錄W0。

（3）稱兩塊濾紙的質(zhì)量并記錄（要注明表面濾紙w1和里面濾紙w3）。

（4）用注射器注入1.0mL的蒸餾水在塑料板上（水滴要滴在中間位置）。

（5）將試樣放到塑料板上記錄時間（正面朝上）。

（6）放置1min 后稱吸水后的試樣重量W2和塑料板上所殘留蒸餾水后質(zhì)量W3。

（7）將吸水后的試樣放置在兩塊濾紙中間，并用500g 下壓裝置放置1min（試樣下面的濾紙為里面濾紙，上面濾紙為表面濾紙）。

（8）1min 后稱吸水后的表面濾紙重量w2和里面濾紙質(zhì)量w4。

（9）計算吸水率（%）、表面保水率（%）、里面保水率（%）、表里保水率比算出3 枚試樣的平均值。

吸水率（%）=（W2-W1）/{(W3-W0)+(W2-W1)}×100%

表面保水率（%）=(w2-w1)/(W2-W1)×100%

里面保水率（%）=(w4-w3)/(W2-W1)×100%

表里保水率比=表保水率（%）/里保水率（%）

1.3.2 表里擴(kuò)散面積比

（1）將塑料板放在水平桌面上，注射器底部距塑料板1cm，連續(xù)滴下3 滴墨水，確保0.1mL,直徑約1cm 的狀態(tài)。

（2）將試樣放在滴完墨水的塑料板上面（正面朝上）。

（3）1min 放置后，用記號筆劃出表面及里面擴(kuò)散的面積。

（4）用面積儀測量表面及里面擴(kuò)散的面積值。

（5）計算表里擴(kuò)散面積之比，算出3 枚試樣的平均值。

表里，擴(kuò)散面積比=S1/S2。

其中，S1為表面擴(kuò)散面積，S2為里面擴(kuò)散面積。

1.3.3 殘留水分率

（1）每個樣品裁取5 塊試樣，每塊試樣的尺寸至少為10cm ×10cm，試樣應(yīng)平整無褶皺。

（2）對試樣稱其質(zhì)量，記為m。

（3）用吸管吸取0.2mL 的水輕輕滴在試樣上，滴管口距試樣表面應(yīng)不超過1cm。

（4）稱其質(zhì)量后懸掛于標(biāo)準(zhǔn)大氣中，每隔（5±0.5）min 稱取一次質(zhì)量，精確至0.001g，直至連續(xù)兩次稱取質(zhì)量的變化率不超過1%。

式中：△mi—水分蒸發(fā)量，g；m0—試樣原始質(zhì)量，g；m—試樣滴水潤濕后的質(zhì)量，g；mi—試樣滴水潤濕后某一時刻的質(zhì)量，g；Ei—水分蒸發(fā)率，%。

1.3.4 人工氣象模擬運(yùn)動的遠(yuǎn)紅外測試

（1)同一名測試者，靜坐25min 后，分別試穿開發(fā)品及比較品制成的T 恤后對前胸和后背用遠(yuǎn)紅外攝像頭拍攝，記錄下溫度。綠色是汗液分布多的地方相對溫度低，紅色為汗液分布少的地方相對溫度高。

（2）該測試者進(jìn)行30min 的室內(nèi)跑步運(yùn)動。

（3）每隔5min，記錄一下遠(yuǎn)紅外溫度照片。

（4）30min 后，記錄下遠(yuǎn)紅外溫度照片，對比開發(fā)品和比較品的速干性，綠色的面積大的則殘留汗液多，速干性差。

2 結(jié)果與討論

2.1 纖維選擇及面料組織設(shè)計

在織物的表層使用超細(xì)聚酯纖維。在織物的里層使用東麗纖維有限公司特有的高卷縮聚酯纖維。高卷縮聚酯纖維形態(tài)如圖1。

圖1 高卷縮纖維形態(tài)

在組織構(gòu)造的設(shè)計上，通過集圈的部分使用，來形成凹凸點狀結(jié)構(gòu)。在單面組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在部分線圈上使用集圈連接形成線圈圈弧的重疊，繼而在織物的反面形成凹凸點狀結(jié)構(gòu)。在雙面組織的基礎(chǔ)上，通過織針的抽針排列形成凹凸結(jié)構(gòu)，配合成圈和集圈的線圈結(jié)構(gòu)形成點狀結(jié)構(gòu)。水分子擴(kuò)散的示意圖如圖2。線圈結(jié)構(gòu)圖如圖3。

圖2 水分子擴(kuò)散示意圖

圖3 線圈結(jié)構(gòu)圖

人體大量發(fā)汗后通過速爽面料里層的點狀結(jié)構(gòu)時，紅色凸點處是由高卷縮紗線形成的架橋結(jié)構(gòu)，由于纖維本身保水率極低，從而形成了毛細(xì)管效應(yīng)。水分子由凸點兩側(cè)的間隙進(jìn)入到由超細(xì)纖維構(gòu)成的織物表層[1]。以此循環(huán)往復(fù)，不斷地將人體排出的汗液轉(zhuǎn)移到織物的表層，再通過空氣的流通，將汗液蒸發(fā)。

圖3 是為達(dá)到超吸水速干的效果設(shè)計的線圈結(jié)構(gòu)圖。圖中藍(lán)色的線圈是由超細(xì)纖維編織的，而紅色的部分是由高卷縮纖維編織的。其中，高卷縮纖維采用部分編織的方法來達(dá)到凹凸的點狀效果。

基于組織及紗線搭配的原理開發(fā)了一款網(wǎng)眼速爽面料。通過網(wǎng)眼的組織結(jié)構(gòu)，加速空氣的流通，進(jìn)一步加快面料快干的速度。組織外觀如圖4 所示。

圖4 組織外觀圖

藍(lán)色實心圓圈的水分子沿著圖中藍(lán)色虛線的箭頭不斷地通過網(wǎng)眼進(jìn)入到面料的表層。紅色實線所表示的網(wǎng)眼邊緣是由高卷縮紗線編織的。而淺藍(lán)色的橫線則為超細(xì)纖維編織的表層，不斷地吸收從面料里層轉(zhuǎn)移過來的水分子。為了使網(wǎng)眼更加的立體，從而使汗液盡快地轉(zhuǎn)移到織物表層。[2]網(wǎng)眼處采用抽針，使瘦長型的線圈轉(zhuǎn)變成短胖型的，擴(kuò)大汗液轉(zhuǎn)移的區(qū)域，同時減少肌膚的接觸點，從而達(dá)到點線的接觸效果，如圖4 右所示。

2.2 速爽面料的超吸水性分析（里層保水率10%以下）

與常規(guī)的設(shè)計不同，在普通組織的基礎(chǔ)上，增加了導(dǎo)水層結(jié)構(gòu)，使面料的表層與人體肌膚面徹底地隔離開，同時利用毛細(xì)管效應(yīng)，在織物表層運(yùn)用高吸水紗線，增加了面料吸水?dāng)U散層的吸水性。另外，導(dǎo)水層的特殊紗線，能迅速將水分子排到特殊組織的拱橋結(jié)構(gòu)中的凹槽里，通過凹槽的間隙被吸水層稀釋及擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)到面料的表層，從而使肌膚面永久性的保持干爽舒適，達(dá)到了超吸水功能。

通常的吸水速干面料，盡管具有較強(qiáng)的吸水性，但是并不具備單向吸水的能力，而該速爽面料因在織物的里層使用了高卷縮的聚酯纖維，使得里層的保水率在10%以下，肌膚面的水分子全部透過里層被表層所吸收，繼而賦予了面料很強(qiáng)的單向吸水的功能。

圖5 為織物里層的相對濕度對比圖。開發(fā)品的速干性較滌綸品及棉品具有明顯的優(yōu)勢。

圖5 織物里層的相對濕度對比圖

圖6 為織物里層的水分子殘留量對比圖，左圖為開發(fā)品，右圖為純棉品，取2mL 的紅色油墨分別滴在開發(fā)品及純棉品的反面。30s 后，用同樣的力度將透明玻璃薄片按壓被滴有油墨的兩塊面料。按壓開發(fā)品，速爽品的這塊玻璃薄片上幾乎無油墨殘留，純棉品的這塊玻璃薄片上仍留有油墨?？梢?，開發(fā)品接觸肌膚面的面料里層的保水率很低。經(jīng)過實驗測試，該速爽面料的里層保水率低于10%。

圖6 織物里層的水分子殘留量對比圖

2.3 速爽面料的水分?jǐn)U散性分析

由超強(qiáng)的吸水?dāng)U散層作為核心層，將導(dǎo)水層輸送來的水分子幾乎全部吸收并開始稀釋性地擴(kuò)散開來。擴(kuò)散速度快，擴(kuò)散面積達(dá)到了棉品的3 倍以上，所制得的服裝比棉品具有更佳的穿著舒適性能。

從圖7 可以看出，水分子由肌膚面直接通過面料的里層的凹凸點狀結(jié)構(gòu)處，迅速地轉(zhuǎn)移到面料的表層，再在面料的表層不斷的擴(kuò)散開來。圖8 是對速爽面料和棉品進(jìn)行的水分子擴(kuò)散實驗的對比。左圖為開發(fā)品，右圖為純棉品。用同一滴管各取一滴油墨低于開發(fā)品和純棉品上，在滴有油墨的兩塊面料的左側(cè)分別放上一枚一元硬幣。30s 后，觀察油墨在兩塊面料上的擴(kuò)散面積。速爽品上的油墨擴(kuò)散面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一元硬幣的面積，而純棉品的擴(kuò)散面積遠(yuǎn)小于一元硬幣。

圖7 水分子擴(kuò)散圖

圖8 水分子擴(kuò)散實驗的對比

2.4 速爽面料的速干性分析

以水分殘留作為速干性的評價指標(biāo)，分別對速爽面料、全棉面料、全滌面料進(jìn)行速干性實驗，結(jié)果如圖9 所示。實驗發(fā)現(xiàn)，速爽品在25min 以內(nèi)殘留水分已經(jīng)達(dá)到10%以下，而在40min 以內(nèi)殘留水分為0。而全棉品在40min 的時候殘留水分任為27.3%，全滌品在40min 時殘留水分6.9%。速爽面料具有極好的速干性。人工氣象室模擬運(yùn)動的遠(yuǎn)紅外測試效果如圖10。結(jié)果表明，速爽面料的快干速度是純棉品的2 倍以上。

圖9 不同面料的速干性（水分殘留）比較

圖10 人工氣象模擬運(yùn)動的遠(yuǎn)紅外測試效果

3 結(jié)語

在普通大圓機(jī)上通過組織設(shè)計形成凹凸點狀結(jié)構(gòu)，表里分別使用超細(xì)聚酯纖維及高卷縮聚酯纖維，通過網(wǎng)眼的組織結(jié)構(gòu)[3,4]，加速空氣的流通，進(jìn)一步加快面料快干的速度，網(wǎng)眼處采用抽針，使瘦長型的線圈轉(zhuǎn)變成短胖型的，擴(kuò)大汗液轉(zhuǎn)移的區(qū)域，同時減少肌膚的接觸點。

開發(fā)的吸汗快干速爽網(wǎng)眼針織運(yùn)動面料，里層保水率10%以下，表里水分子擴(kuò)散面積6 倍以上，25min 以內(nèi)殘留水分已經(jīng)達(dá)到10%以下，40min 以內(nèi)殘留水分為0，快干速度是純棉品的2 倍以上。