吸濕快干抗菌真絲交織物的性能研究

蔣佳怡 張紅霞 祝成炎 田偉 李艷清 金肖克 夏帥飛

摘要： 為探討緯紗中吸濕快干抗菌滌/竹（70/30）混紡紗含量和組織的變化對(duì)織物功能性的影響，文章以桑蠶絲作為經(jīng)紗原料，吸濕快干抗菌滌竹紗和絹絲紗作為緯紗原料，試織造9種組織相同、滌竹紗含量不同的交織物和5種緯紗為滌竹紗、組織不同的交織物，并測(cè)試織物吸濕快干和抗菌的性能。結(jié)果表明：在A系列織物中，緯紗全為滌竹紗時(shí)，織物的滴水?dāng)U散時(shí)間最短為1.4 s，經(jīng)緯向芯吸高度值最大，緯排比1︰3時(shí)織物的蒸發(fā)速率和透濕量值最大;在B系列織物中，八枚緞紋織物的吸濕快干性能最好;織物的抗菌性能與滌竹紗含量是非線性相關(guān)，但整體來看織物的抗菌性能優(yōu)良。

關(guān)鍵詞： 吸濕快干功能;抗菌功能;真絲纖維;交織物;服用性能;滌竹紗;八枚緞紋織物

中圖分類號(hào)： TS145.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract： In order to explore the influence of the changes in the content and weave of hygroscopic and quick-drying antibacterial blended polyester/bamboo（70/30） yarn on fabric functionality， by taking mulberry silk as the warp material， hygroscopic and quick-drying antibacterial polyester/bamboo yarn and spun silk yarn as the weft raw materials， nine kinds of intertextures with the same weave and different contents of polyester bamboo yarn and five kinds of fabrics with different weaves and the same content of polyester bamboo yarn were woven. The hygroscopic and quick-drying antibacterial properties of the fabrics were tested. The results show that： in series A fabrics， when the weft yarns are all polyester bamboo yarns， the shortest drip diffusion time of fabrics is 1.4 s， and the wicking height in the warp and weft directions is the largest， and the evaporation rate and moisture permeability of the fabric are the largest when the weft row ratio is 1︰3. In series B fabrics， eight satin fabrics have the best hygroscopic and quick-drying properties， and there is a nonlinear correlation between the antibacterial property of the fabric and the content of polyester bamboo yarn， but generally speaking， the antibacterial properties of the fabric are excellent.

Key words： the function of hygroscopic and quick-drying; antibacterial function; real silk fiber; intertexture; wearability; polyester bamboo yarn; eight satin fabrics

近年來，隨著科技不斷發(fā)展，人們生活品質(zhì)得到了提升，健康的意識(shí)不斷地強(qiáng)化，同時(shí)對(duì)紡織品的保健功能性提出了更多的訴求[1]。并且隨著功能紡織品發(fā)展空間的不斷擴(kuò)大，舒適型和健康功能型紡織品正逐漸成為發(fā)展的主題和時(shí)尚[2]。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前功能性面料的市場(chǎng)需求還在逐年上升，尤其是新型的功能性面料還具有廣泛的市場(chǎng)發(fā)展前景[3]。

功能性面料的開發(fā)首先要通過選用合適的原材料，賦予其獨(dú)特的功能，滿足人們對(duì)自然舒適性和健康美觀性的時(shí)尚需求[4]。目前在紡織原料中，真絲纖維被譽(yù)為纖維中的皇后，它在穿著的舒適和保健方面，有著無(wú)法取代的地位[5]。但是它依然存在著抗皺性和長(zhǎng)久抗菌性不好的問題[6]，而一種新型的吸濕快干抗菌滌綸纖維能彌補(bǔ)這點(diǎn)。桑蠶絲與該新型纖維交織而成的面料能將蠶絲優(yōu)良的親膚性能與新型纖維的吸濕快干抗菌性能很好地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)普通服用性能和功能性的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[7]，為開發(fā)舒適功能型的真絲交織產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

本文主要為探討吸濕快干抗菌緯紗含量和組織兩個(gè)因素[8]對(duì)織物吸濕性、快干性和抗菌性的影響，經(jīng)紗選用桑蠶絲，緯紗選用吸濕快干抗菌滌竹混紡紗和絹絲紗，試織造9種緯紗中功能性緯紗含量不同的交織物和5種組織改變但緯紗全為功能性緯紗的交織物，通過試驗(yàn)觀察織物吸濕快干性和抗菌性變化情況。

1 功能性原料的選擇

本文所選用的吸濕快干抗菌纖維是采用納米技術(shù)研發(fā)的外觀呈現(xiàn)不規(guī)則形狀且內(nèi)部含有陽(yáng)離子抗菌劑的滌綸短纖維[9]。吸濕快干抗菌滌綸纖維的功能性主要由其結(jié)構(gòu)來決定，本文通過對(duì)該新型纖維進(jìn)行縱向和橫向截面的電鏡觀察，進(jìn)一步了解其功能性特征，其形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1吸濕快干抗菌滌綸纖維縱橫向形態(tài)結(jié)構(gòu)可以看出，纖維的橫向截面呈現(xiàn)出不規(guī)則彎曲略扁平的形狀，其內(nèi)部有許多微小的顆粒存在，纖維的縱向形態(tài)結(jié)構(gòu)表面存在微孔和細(xì)小的顆粒物質(zhì)。

吸濕快干抗菌滌綸纖維的線密度為1.67 dtex，纖維的長(zhǎng)度為38 mm，由浙江上虞弘強(qiáng)彩色滌綸有限公司提供。經(jīng)紗采用的桑蠶絲是由2根22.2/24.4 dtex桑蠶絲加600 捻/m而成，線密度為46.7 dtex;緯紗采用的絹絲是由2根絹絲加600 捻/m而成，線密度為71.4 dtex，均由浙江嘉欣絲綢股份有限公司提供。

2 織物規(guī)格設(shè)計(jì)與測(cè)試方法

2.1 織物規(guī)格設(shè)計(jì)

本文選用線密度為46.7 dtex桑蠶絲作為經(jīng)紗，線密度為147.6 dtex吸濕快干抗菌滌/竹（70/30）混紡紗和線密度為71.4 dtex的雙股絹絲作為緯紗，在同一臺(tái)機(jī)器上采用相同的工藝織造試樣織物?？紤]到加工的可能性及后續(xù)產(chǎn)品舒適性要求，將抗菌滌綸與竹漿黏膠纖維按70/30混紡而成的紗作為功能性緯紗。在織造過程中，通過控制緯紗中功能性纖維的含量和組織兩個(gè)影響因素的變化，深入研究功能性緯紗與組織分別對(duì)織物功能性的影響，從而選出合適的功能性緯紗含量與組織，為開發(fā)功能性真絲面料提供相應(yīng)理論依據(jù)。

本文織造了9種吸濕快干抗菌滌竹混紡紗與絹絲紗在緯紗中按功能性紗線含量由小到大比例變化的交織面料，這9種面料的組織選擇的是五枚緞紋，根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在其他基本參數(shù)不變的情況下五枚緞紋織物的各項(xiàng)性能穩(wěn)定性最好。同時(shí)織造了5種緯紗全為吸濕快干抗菌滌竹混紡紗而組織不同的交織物。組織按照枚數(shù)依次增加，最后又增加了一種蜂巢組織。經(jīng)線密度為110 根/cm;緯線密度為43 根/cm，其他具體規(guī)格參數(shù)見表1和表2。面料織造后需要脫膠處理來使織物性能達(dá)到最優(yōu)。

2.2 織物性能測(cè)試方法

2.2.1 織物吸水率測(cè)試

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分：?jiǎn)雾?xiàng)組合試驗(yàn)法》，將調(diào)濕平衡后的5塊10 cm×10 cm布樣放入三級(jí)水中浸潤(rùn)5 min，之后取出垂直懸掛，到不滴水時(shí)稱重，計(jì)算布樣5次吸水率的平均值。

2.2.2 織物滴水?dāng)U散時(shí)間測(cè)試

根據(jù)上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將調(diào)濕平衡后的5塊10 cm×10 cm布樣平放于試驗(yàn)臺(tái)上，用滴管滴約0.2 mL的三級(jí)水到布樣上，滴管口離布樣表面距離不超過1 cm，觀察水滴在織物表面的擴(kuò)散情況，記錄水滴完全擴(kuò)散（織物表面沒有鏡面反射）需要的時(shí)間，計(jì)算布樣5次滴水?dāng)U散時(shí)間的平均值。

2.2.3 織物芯吸高度測(cè)試

根據(jù)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》，將調(diào)濕平衡后的25 cm×3 cm經(jīng)緯向各三條布樣，在毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀上進(jìn)行試驗(yàn)，記錄下30 min時(shí)各條布樣芯吸高度的最小值，分別計(jì)算經(jīng)緯向三條布樣芯吸高度的平均值。

2.2.4 織物水分蒸發(fā)速率測(cè)試

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21655.1—2008，將剛做過滴水?dāng)U散實(shí)驗(yàn)后的布樣進(jìn)行稱重，再取出垂直懸掛，每隔（5±0.5） min稱量1次質(zhì)量，直到連續(xù)兩次稱重變化不超過1%則實(shí)驗(yàn)結(jié)束。計(jì)算布樣5次水分蒸發(fā)速率的平均值。

2.2.5 織物透濕量測(cè)試

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法第1部分：吸濕法》，將直徑70 mm的圓形布樣放在加入35 g無(wú)水氯化鈣的透濕杯上，加上墊圈和壓環(huán)擰上螺帽，從側(cè)面貼上一圈膠帶，組成試驗(yàn)組合體。然后放入試驗(yàn)箱平衡1 h，再取出蓋上蓋子放入硅膠干燥器中平衡0.5 h后稱重，接著拿掉蓋子重復(fù)前面步驟稱重即試驗(yàn)結(jié)束。計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的透濕量并取平均值。

2.2.6 織物抗菌性測(cè)試

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20944.2—2007《紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)第2部分：吸收法》，先將凍干菌融化分散在5 mL培養(yǎng)液中，37 ℃培養(yǎng)18～24 h，再用接種環(huán)取菌液在培養(yǎng)皿上劃線培養(yǎng)1 d，再?gòu)呐囵B(yǎng)皿上取一個(gè)菌接種到試管培養(yǎng)1 d，然后測(cè)菌液濃度，用移液槍取0.1 mL菌液稀釋三次后涂布培養(yǎng)1 d，用20 mL培養(yǎng)液洗脫布上細(xì)菌，再?gòu)闹腥?.1 mL稀釋涂板。培養(yǎng)1 d后計(jì)數(shù)算抑菌率，其中對(duì)照組是不加樣布的菌液。

3 織物性能測(cè)試與分析

3.1 織物吸濕快干性能

織物的吸濕快干性能[10]是指濕氣和水等物質(zhì)在紡織品中傳遞的能力，主要包括吸濕性和快干性兩個(gè)方面?？椢锏奈鼭裥允侵缚椢镌诔睗窨諝庵形账值哪芰Γ账值哪芰υ綇?qiáng)，則吸濕性越好?？椢锏目旄尚允侵缚椢镌诖髿庵惺ニ值哪芰Γ瑯邮芰υ綇?qiáng)，快干性能越好。本文主要是通過吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間和芯吸高度三個(gè)指標(biāo)來判斷織物的吸濕性，以及水分蒸發(fā)速率和透濕量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)來判斷織物的快干性。

3.1.1 織物吸濕性能指標(biāo)測(cè)試分析

吸水率是完全浸潤(rùn)的試樣取出后無(wú)滴水時(shí)吸收水分占干重的百分率。滴水?dāng)U散時(shí)間是從水滴接觸試樣擴(kuò)散至完全滲入織物所需的時(shí)間。芯吸高度是衡量織物毛細(xì)效應(yīng)的指標(biāo)，是指垂直懸掛的試樣從一端浸水時(shí)開始在一定時(shí)間內(nèi)水沿著它內(nèi)部毛細(xì)管上升到達(dá)的高度。芯吸反映的是流體在毛細(xì)管內(nèi)遷移的能力，它的大小代表著織物吸水能力強(qiáng)弱。纖維的芯吸常常取決于其化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)。代表吸濕性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表3和表4所示。

從表3和表4可以看出，織物的吸濕性指標(biāo)與吸濕快干抗菌滌竹混紡紗的含量及織物的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。在A系列織物中，A1—A9織物的吸水率均大于100%，且隨著吸濕快干抗菌滌竹混紡紗含量的增加而呈現(xiàn)略微減小的趨勢(shì)，說明該功能性緯紗在吸水性方面能趕上天然的真絲織物;A2—A9織物的滴水?dāng)U散時(shí)間均小于5 s，且隨著吸濕快干抗菌滌竹混紡紗含量的增加而減小，這與吸濕快干抗菌滌綸纖維表面形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)，該結(jié)構(gòu)能加快織物的吸水速度;A1—A9織物的芯吸高度均大于9 cm，且整體是隨著吸濕快干抗菌滌竹混紡紗含量的增加而增加，這是因?yàn)槲鼭窨旄煽咕鷾炀]纖維的孔隙結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了毛細(xì)效應(yīng)，促進(jìn)織物吸水能力的提升。在B系列織物中，八枚緞紋織物的吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間和芯吸高度的數(shù)據(jù)最好，說明織物的吸濕性受到織物組織枚數(shù)的影響，在相同枚數(shù)下組織點(diǎn)的平均分布有利于吸濕性的提高。

3.1.2 織物快干性能指標(biāo)測(cè)試分析

水分蒸發(fā)速率是水分在單位時(shí)間內(nèi)從試樣上蒸發(fā)的質(zhì)量，是反映織物蒸發(fā)的快慢。透濕量是指在恒定溫濕度條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積織物的水氣質(zhì)量，它可以用來衡量織物的快干性能。透濕量越大，織物快干性能越好。代表快干性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表5和表6所示。

從表5和表6可以看出，織物的快干性指標(biāo)與吸濕快干抗菌滌竹混紡紗的含量及織物的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。在A系列織物中，A1—A9織物的水分蒸發(fā)速率均大于0.18 g/h，其中A2和A3織物蒸發(fā)速率最大且蒸發(fā)時(shí)間短，這與吸濕快干抗菌滌綸纖維表面的形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)，增大了比表面積，加入適量該功能性緯紗能加快織物水分的蒸發(fā);A1—A9織物的透濕量均大于8 000 g/（m2·d），且A3織物的最好，由于水蒸氣通過織物是從纖維間空隙、紗線間隙和織物交織彎曲間隙離開，而該功能性緯紗表面存在孔隙，加入適量的功能性緯紗使織物透濕性變好。在B系列織物中，2/1斜紋織物的水分蒸發(fā)速率最大，八枚緞紋織物的透濕量的數(shù)據(jù)最好，說明織物的水分蒸發(fā)隨著織物組織的枚數(shù)增大而減小，織物的透濕隨著織物組織的枚數(shù)增大而增大，在相同枚數(shù)下組織點(diǎn)的平均分布有利于透濕。

3.2 織物抗菌性能

織物抗菌性能指織物具有的能抑制細(xì)菌繁殖的能力。本文采用吸收法對(duì)織物的抗菌性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要為了模擬人穿著時(shí)織物對(duì)細(xì)菌繁殖的抑制情況。織物抗菌性能測(cè)試結(jié)果如表7所示?？椢镏形鼭窨旄煽咕鷾熘窦喓颗c抑菌率關(guān)系如圖2所示。織物抗菌性測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

從表7和圖2可以看出，織物的抗菌性與緯紗中吸濕快干抗菌滌竹混紡紗的含量有關(guān)。在A系列織物中，A1—A9織物對(duì)大腸桿菌的抑菌率大于90%，其中A9織物抑菌率最大，說明含有抗菌劑滌竹紗的加入對(duì)大腸桿菌有抑菌效果;A1—A8織物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率大于90%，且A5織物的最好，說明該功能性緯紗與真絲排列比為1︰1時(shí)，織物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好。

3.3 織物線性回歸分析

假設(shè)在其他條件保持相同的情況下，利用Eviews軟件和運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中OLS方法，將織物的吸濕性、快干性和抗菌性各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建一個(gè)函數(shù)模型，對(duì)功能性緯紗含量與性能指標(biāo)之間關(guān)系進(jìn)行表示，選擇相關(guān)性高的指標(biāo)進(jìn)行后續(xù)織物整體服用性能綜合判斷?；貧w分析方程及相關(guān)系數(shù)如表8所示。

從表8可以看出，織物的吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間和芯吸高度指標(biāo)的樣本決定系數(shù)R2接近于1且大于0.8，表明這些指標(biāo)的函數(shù)模型擬合優(yōu)度好。再?gòu)幕貧w分析方程看，吸水率和滴水?dāng)U散時(shí)間與功能性緯紗含量呈負(fù)相關(guān)，芯吸高度與功能性緯紗含量呈正相關(guān)。即織物的吸水率和滴水?dāng)U散時(shí)間會(huì)隨功能性緯紗含量增大而減小，芯吸高度會(huì)隨功能性緯紗含量增大而增大。而其他指標(biāo)的系數(shù)R2過于偏離1，說明功能性緯紗含量與指標(biāo)之間不是呈線性關(guān)系。

4 結(jié) 論

本文以真絲纖維與吸濕快干抗菌滌綸短纖為原料，共織制了14種交織物，基于投緯比例和組織兩個(gè)因素變化對(duì)交織物性能影響進(jìn)行試驗(yàn)研究分析，可以得到以下結(jié)論：

1）在其他條件保持一致情況下，隨著織物緯紗中吸濕快干抗菌滌竹混紡紗含量的增加，交織物的吸水率略微減小，滴水?dāng)U散時(shí)間變短，經(jīng)緯向芯吸高度值增大，蒸發(fā)速率和透濕量值有所改變;且在一定范圍內(nèi)，適量組織枚數(shù)的增大使交織物的吸濕快干性能得到了提升。其中吸濕性與功能性緯紗含量呈線性相關(guān)，緯紗全為功能性紗且組織為八枚緞紋時(shí)，織物的吸濕性最好。緯排比為1︰3且組織為八枚緞紋的織物快干性最好。

2）在其他條件相同情況下，織物抗菌性隨著功能性緯紗含量的增大有一定的變化，但兩者不是線性關(guān)系?？傮w看織物具有良好的抗菌性能，其中織物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果比大腸桿菌要好。

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