一種新型單向?qū)衩媪系拈_發(fā)

賀建國(guó)　章為敬

摘 要：選用在濕度狀態(tài)下有良好的保形性的PBT長(zhǎng)絲和具有吸濕快干功能的Cooldry長(zhǎng)絲為原料，通過兩種長(zhǎng)絲的組合和浮點(diǎn)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用高機(jī)號(hào)的針織機(jī)編織，開發(fā)出具有單向?qū)窈退俑晒δ茚樋椕媪?，且其單向?qū)窆δ艹志茫哂辛己玫奈鼭裥?、?dǎo)濕性、快干性和服用舒服性。

關(guān)鍵詞：PBT;Cooldry;單向?qū)?針織面料;產(chǎn)品開發(fā)

中圖分類號(hào)：TS 184.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-265X（2019）04-0024-04

Development of a Novel Fabric with the Function of Unidirectional Water Conductivity

HE Jianguo1， ZHANG Weijing2

（1.Quanzhou Haitian Materials Technology Co.， Ltd.， Quanzhou 362000， China; 2.College of Textiles， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract：PBT filaments with good shape-retentive property in humidity conditions and Cooldry filaments with the function of moisture absorption and quick drying were used as materials to develop the knitted fabric with the functions of unidirectional water conductivity and quick drying with the fine-gauge knitting machine through combination of the two filaments and floating-point structure design. This fabric had lasting unidirectional water conductivity function， good moisture absorption， water conductivity and fast drying. It is comfortable for people to wear.

Key words：PBT; Cooldry; unidirectional water conductivity; knitted fabric; product development

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)生活的不斷發(fā)展，人們對(duì)于服裝的舒適性以及功能性有了更高的要求，特別是在夏季，由于人體大量排汗，汗液不能及時(shí)且迅速的排到空氣中去，造成出汗后衣服潤(rùn)濕會(huì)有貼身不舒適感覺。因此，具有吸濕快干、高散濕、高散熱涼爽舒適功能的新型單向?qū)穹b面料應(yīng)運(yùn)而生，并隨著市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，品種越來越多，主要以親/疏水印花后整理和針織組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩種方法實(shí)現(xiàn)單向?qū)窆δ躘1]。印花整理實(shí)現(xiàn)單向?qū)窆δ艿脑硎峭ㄟ^點(diǎn)狀印花網(wǎng)版將疏水整理劑印在親水織物內(nèi)層，使織物內(nèi)層印花部分疏水，織物內(nèi)外兩層產(chǎn)生潤(rùn)濕性梯度差，有利于水分由內(nèi)向外傳導(dǎo)，以此實(shí)現(xiàn)單向?qū)窆δ躘2]。此法的優(yōu)點(diǎn)是滲水通道可以通過印花方式做變化，單向傳遞效果較好，作為印花底布的織物有較多選擇，手感柔軟，外觀比較豐富，單導(dǎo)圖文豐富容易吸引消費(fèi)者。但是，由于該方法是通過后整理方式將整理劑附著在織物上，經(jīng)過頻繁水洗，部分助劑會(huì)脫落并隨機(jī)粘在織物的內(nèi)外面，影響其單導(dǎo)和吸濕效果，長(zhǎng)期水洗則會(huì)導(dǎo)致織物喪失單向?qū)窈臀殴δ堋?/p>

通過織物多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不同紗線配置的方法亦可使織物內(nèi)層疏水、外層親水，形成差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)織物良好的單向?qū)窆δ躘3]。該方法避免了通過印花整理制備單向?qū)衩媪夏途眯圆畹娜秉c(diǎn)，使織物單向?qū)窆δ艹志糜行?。本文主要?2 dtex/24根PBT長(zhǎng)絲和83 dtex/72根Cooldry長(zhǎng)絲為原料，利用其良好的吸濕性，通過針織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，開發(fā)具有良好的單向?qū)窆δ艿男滦歪樋椕媪稀?/p>

1 單向?qū)窨椢锝Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

單向?qū)袷侵咐每椢飪?nèi)外層纖維間產(chǎn)生的毛細(xì)效應(yīng)附加壓力差，實(shí)現(xiàn)汗液自動(dòng)從織物內(nèi)層（貼膚面）擴(kuò)散到織物外層（非貼膚面、擴(kuò)散層），并且水分難以從織物外層向內(nèi)層傳導(dǎo)。這種具有汗液自動(dòng)從內(nèi)層導(dǎo)向外層擴(kuò)散的功能織物稱為單向?qū)窨椢?。采用單向?qū)衩媪现谱鞯姆b能夠最大限度地減少汗液黏貼皮膚而帶來不舒服感[2-5]，因此具有良好的熱濕舒適性。

通過織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單向?qū)窆δ苤饕頌椴顒?dòng)毛細(xì)效應(yīng)，采用毛細(xì)管直徑由下到上變細(xì)的形態(tài)來解決芯吸高度和傳輸速率的矛盾。在雙層結(jié)構(gòu)織物中，當(dāng)織物外層纖維形成細(xì)的毛細(xì)管，織物里層纖維之間形成較粗的毛細(xì)管時(shí)，在織物內(nèi)外層界面之間就會(huì)產(chǎn)生附加壓力差，織物中的液態(tài)水在附加壓力差作用下自動(dòng)從里層流到外層，形成一定的單向?qū)衲芰??？椢锏膬?nèi)層纖維粗、紗線捻度小、密度大于外層以及纖維伸長(zhǎng)小于外層，均有利于提高差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，進(jìn)而提高織物的單向?qū)裥阅躘3]。

2 單向?qū)窨椢锏脑O(shè)計(jì)思路

2.1 原料性能

PBT纖維是聚對(duì)苯二甲酸丁二酯纖維的簡(jiǎn)稱。隨著差別化纖維在功能性面料中的廣泛使用，PBT的研究?jī)r(jià)值被重視起來[6-7]。PBT纖維兼有滌綸的優(yōu)良機(jī)械性能及錦綸的柔軟和耐摩擦性，而其可染性和著色性卻超過滌綸和錦綸[8]。PBT纖維具有良好的回彈性、耐磨性和纖維卷曲性，伸長(zhǎng)率可達(dá)到30%～60%，強(qiáng)度達(dá)到30.91～35.32 cN/tex[9]。另外，PBT纖維在濕態(tài)下的保形性極好，染色性能極佳，使用普通分散染料就能達(dá)到優(yōu)良的染色牢度[10]，是開發(fā)針織服用紡織品良好的原料。

Cooldry是泉州海天輕紡集團(tuán)最新推出的干爽、舒適性紡織品。它將自然界的毛細(xì)管原理導(dǎo)入紡織品開發(fā)，使其能夠快速吸水、輸水、擴(kuò)散和揮發(fā)，從而保持肌膚的干爽。Cooldry纖維的橫截面面積填充率在60%～80%之間，纖維比表面積比圓形截面增加40%～50%，因而毛細(xì)效應(yīng)和透氣性很高，芯吸能力大大超過棉，Cooldry纖維獨(dú)特的十字形截面，使其與皮膚的接觸面積產(chǎn)生變化。

2.2 設(shè)計(jì)思路

由于織物單向?qū)駲C(jī)理與織物的結(jié)構(gòu)、織物的密度以及織物內(nèi)外層所用的纖維種類不同，實(shí)際效果也有所不同，選用合適的纖維應(yīng)用到結(jié)構(gòu)型單向?qū)窨椢镏?，尤為關(guān)鍵。由于PBT紗線彈性好，且彈性不受濕度影響，將PBT纖維的紗線應(yīng)用到單向?qū)窨椢锏膬?nèi)層（貼膚面），用PBT作為支架將皮膚和織物外層隔離開來，在皮膚和織物之間形成空氣對(duì)流層，具有疏水作用。同時(shí)空氣對(duì)流的存在加速了織物外層汗液的蒸發(fā)速度。將具有快吸水、快擴(kuò)散的十字截面Cooldry長(zhǎng)絲作為外層材料，使織物內(nèi)外層產(chǎn)生附加壓力差，形成差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，使織物具有單向?qū)窆δ堋?/p>

織物的結(jié)構(gòu)意匠圖如圖1所示，設(shè)計(jì)組織結(jié)構(gòu)為浮線和成圈的相互交替排列，使織物內(nèi)面形成凹凸的紋理槽面，織物內(nèi)層形成均勻浮點(diǎn)狀分布，與皮膚成點(diǎn)狀接觸，減少粘貼感而增強(qiáng)舒適感?？椢锿鈱舆x用十字截面的纖維，提升織物的毛細(xì)效應(yīng)，增大汗液在織物正面的擴(kuò)散速度和面積，提高速干效果。如圖2所示，紗線在織物內(nèi)部形成少而粗的毛細(xì)管，使得織物內(nèi)外兩面纖維吸濕性形成明顯的差異?？椢飪?nèi)層水分不斷的被外層毛細(xì)管吸走至外層蒸發(fā)，從而使內(nèi)層保持較少的水分殘留。該種方法設(shè)計(jì)的織物，毛細(xì)管在紗線內(nèi)部形成，織物在水洗和使用過程中織物內(nèi)外層毛細(xì)管效應(yīng)差異不易被破壞，高效的導(dǎo)濕功能便不會(huì)減弱，因此單向?qū)窆δ苣軌虺志梅€(wěn)定。

3 織造工藝

3.1 設(shè)備參數(shù)

針織大圓機(jī)選用福源單面機(jī)，機(jī)號(hào)為36針/25.4 mm，筒徑864 cm（34吋），總針數(shù)3 900枚。

3.2 織針排列及三角排列

針筒織針排列按AABB順序排列。三角排列如圖3所示。

3.3 排紗

第1，2，6，7，11，12，16，17路穿62 dtex/24根（PBT）（55D/24根）。

第3，4，5，8，9，10，13，14，15，18，19，20路穿83 dtex/72根Cooldry（75D/72根）。

3.4 編織參數(shù)

第1，2，6，7，11，12，16，17路線長(zhǎng)為11 cm/100枚。

第3，4，5，8，9，10，13，14，15，18，19，20路線長(zhǎng)19 cm/100枚。

橫密94縱行/5 cm，縱密136橫列/5 cm，毛坯平方米質(zhì)量85 g/m2，毛坯幅寬115 cm。

4 染整工藝

染整的工藝流程：去油→染色→還原洗→酸洗→脫水→剖幅→定形（170 ℃，軋滲透劑JFC 3G/L）。

4.1 去油

去除坯布在織造過程中沾染上的油污、雜質(zhì)，避免染色時(shí)出現(xiàn)色花等問題。工藝參數(shù)：浴比1∶8，溫度控制90 ℃，采用吸濕排汗劑，劑量1 g/L，去油劑使用TF129K（浙江傳化股份有限公司），劑量1 g/L，運(yùn)作時(shí)間20 min。

4.2 染色

使染料和纖維發(fā)生化學(xué)或物理結(jié)合，讓染料在纖維上形成色淀，使纖維染上顏色。去油、染色曲線如圖4所示，染色設(shè)備采用臺(tái)灣亞嘰工業(yè)有限公司的高溫染色機(jī)，工藝參數(shù)：浴比為1∶8，溫度130 ℃，時(shí)間30 min，pH值3.8～4.2。

4.3 還原洗

去除染色表面的浮色，提高織物的色牢度，使用劑量：H2O2為2%（按投染毛坯的重量），Na2CO3為

3%（按投染毛坯的重量），工藝參數(shù)：浴比1∶20，溫度90 ℃，時(shí)間運(yùn)行20 min。

4.4 酸洗

中和還原洗的酸堿度，使pH值達(dá)到6～7之間，CH3COOH使用劑量0.3%（按投染毛坯的重量），工藝參數(shù)：浴比1∶20，常溫，時(shí)間運(yùn)行100 min。

4.5 定形

在染整過程中由于機(jī)械外力的作用造成被加工的織物伸長(zhǎng)、收縮，導(dǎo)致織物的幅寬/克重、緯斜、花高等內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo)不能滿足要求，故應(yīng)進(jìn)行后定形加工。助劑在定形機(jī)前浸軋槽添加，在定形這道工序中，需要注意溫度、風(fēng)量、速度等的調(diào)節(jié)與控制。工藝參數(shù)：溫度170℃，風(fēng)量1 500 r/min，速度20 m/min，添加助劑JFC（軋滲透劑），劑量3 g/L。

4.6 成品規(guī)格

經(jīng)染色定形后，光坯織物外層如圖5所示，外層有細(xì)膩的肌理感，紋理清晰?？椢飪?nèi)層（貼膚面）如圖6所示，呈現(xiàn)均勻的凹凸面。織物平方米質(zhì)量為125 g/m2，門幅150 cm。

5 織物吸濕導(dǎo)濕性能評(píng)價(jià)

織物性能測(cè)試參照GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定 第1部分，單向組合實(shí)驗(yàn)法》和GB/T 21655.2—2009《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》，采用MMT液態(tài)水分管理測(cè)試儀器測(cè)試織物單向傳遞指數(shù)、吸濕性、速干性能，檢測(cè)結(jié)果見表1。

由表1表明，使用PBT和Cooldry長(zhǎng)絲開發(fā)的單向?qū)窨椢锏膯螌?dǎo)傳遞指數(shù)在洗前和洗后變化不大，均達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，說明該方法開發(fā)的單導(dǎo)通道保持性良好，單向?qū)窆πб廊淮嬖?。吸濕性能和速干性在洗前洗后均符合?guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尤其芯吸高度說明織物的浸水后，PBT纖維在濕態(tài)狀態(tài)下，彈力保持率好，Cooldry十字截面長(zhǎng)絲有助于水在織物外層擴(kuò)散，增加水與空氣的接觸面積，更利用水分向空氣中蒸發(fā)，達(dá)到速干的功效。

6 結(jié) 語

選用具有良好的剛性和蓬松度，以及在濕度狀態(tài)下有良好的保形性的PBT長(zhǎng)絲和具有吸濕快干功能的Cooldry長(zhǎng)絲為原料，通過與十字截面纖維的組合設(shè)計(jì)和浮點(diǎn)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用高機(jī)號(hào)的針織機(jī)編織，開發(fā)出具有單向?qū)窈退俑晒δ艿碾p層針織面料，其單向?qū)窆δ艹志?，具有良好的吸濕性、?dǎo)濕性和快干性，穿著舒服。同時(shí)，該單向?qū)窆δ苊媪腺|(zhì)感細(xì)膩、輕薄（平方米質(zhì)量125 g/m2），手感柔軟且富有彈性，容易染色、色澤鮮艷、濕態(tài)彈性的保持率高等優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)類針織服裝領(lǐng)域具有極大 的應(yīng)用開發(fā)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳白順，郭峰，何澤壽.單向?qū)襻樋椕媪系拈_發(fā)[J].針織工業(yè)，2014（2）：1-4.

[2] 李納納，陳曉玲.基于單向?qū)裉荻饶Ｐ偷奈鼭衽藕姑媪祥_發(fā)[J].針織工業(yè)，2016（10）：8-11.

[3] 郝習(xí)波，李輝芹，鞏繼賢，等.單向?qū)窆δ芗徔椘返难芯窟M(jìn)展[J].紡織學(xué)報(bào)，2015，36（7）：157-161，168.

[4] 王其，馮勛偉.紗線模型及應(yīng)用研究[J].上海紡織科技，2002，30（4）：13-15.

[5] 王其.高導(dǎo)濕功能織物的研究和設(shè)計(jì)[J].紡織科學(xué)研究，2003（4）：11-17.

[6] 邢聲遠(yuǎn).彈性好易染色的PBT纖維[J].北京紡織，2000（3）：58-59.

[7] 朱翠翠，劉闖，王戰(zhàn)平.纖維級(jí)PBT切片的生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)[J].化工管理，2018（1）：190-191.

[8] 劉偉，劉學(xué)強(qiáng)，韓楊，等.棉/PBT交織彈力織物的染整工藝[J].針織工業(yè)，2004（20）：27-29.

[9] 孫晉良，呂偉元.纖維新材料[M].上海：上海大學(xué)出版社，2007：492-494.

[10] 張萍.色織PBT滌棉彈力縐織物的生產(chǎn)技術(shù)[J].遼東學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（3）：62-66.