混紡比對(duì)滌棉平紋面料導(dǎo)濕排汗性能的影響

摘 要： 面料的原材料和組分對(duì)服裝導(dǎo)濕、排汗性能影響較大。為探究面料混紡比與導(dǎo)濕、排汗性能間的關(guān)系，選擇不同混紡比的滌棉平紋面料，通過(guò)電阻法評(píng)估汗液在各面料上的擴(kuò)散及蒸發(fā)行為，采用動(dòng)態(tài)水分管理測(cè)試儀和織物透濕量?jī)x分別對(duì)面料水分?jǐn)U散速率和透濕性進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明：混紡面料經(jīng)緯向緊度是影響汗滴在面料經(jīng)緯方向上擴(kuò)散速率的主要因素，兩者呈線性正相關(guān)；混紡面料中滌棉纖維混紡比、織物緊度和厚度影響面料的導(dǎo)濕及排汗性能，混紡面料中棉纖維含量越大，面料緊度值和厚度越大，則面料中汗液擴(kuò)散速率和蒸發(fā)速率越??；隨著混紡面料中棉纖維含量增大，面料的透濕性也會(huì)增大。研究結(jié)果對(duì)開發(fā)導(dǎo)濕、排汗面料具有一定參考價(jià)值，能夠?yàn)橄募痉b產(chǎn)品的選擇提供理論參考。

關(guān)鍵詞： 混紡比；滌棉面料；導(dǎo)濕排汗；電阻測(cè)試；滴液法；夏季服裝

中圖分類號(hào)： TS102.5""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A""" 文章編號(hào)： 1009-265X（2025）01-0030-06

混紡紗線與面料在紡織領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其產(chǎn)品特質(zhì)顯著依賴混紡纖維的種類及其配比。在混紡產(chǎn)品加工過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)選纖維組合，可以提高面料的物理機(jī)械性能、優(yōu)化手感、改善穿著舒適度等。在混紡產(chǎn)品機(jī)械性能方面，高春燕等^［1］、張陳恬等^［2］探究了混紡比對(duì)混紡紗線力學(xué)性能的影響；田西西等^［3］、梁巧敏等^［4］分析了混紡比對(duì)紗線條干、紗疵、毛羽等指標(biāo)的影響；吳佳慶等^［5］建立了混紡紗強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。在混紡產(chǎn)品舒適性能方面，徐夢(mèng)夢(mèng)等^［6-7］通過(guò)研究得到棉/絲光羊毛紗及混紡織物的吸濕性與棉纖維有關(guān)；尚潤(rùn)玲等^［8］測(cè)試了棉/莫代爾/氨綸混紡織物的耐皂洗色牢度、摩擦色牢度、尺寸穩(wěn)定性、透氣吸濕性性能，得到相關(guān)性能與混紡織物中的莫代爾纖維含量有關(guān)；王玉新等^［9］分析了丙綸磁性纖維/棉/竹漿混紡織物濕舒適性能，得到丙綸磁性纖維/棉/竹漿含量為60/10/30時(shí)織物濕舒適性能最好；羅小芹等^［10］分析了6種不同混紡比針織物的主要服用性能指標(biāo)，得出不同混紡比對(duì)其針織物服用性能影響的函數(shù)關(guān)系式；何海洋"等^［11］用熵權(quán)TOPSIS法分析棉麻混紡織物的透氣性、透濕性、導(dǎo)濕性，得出苧麻混紡織物的綜合舒適性能優(yōu)于亞麻和漢麻混紡織物；孫浪濤等^［12］分析了Coolmax與棉混紡面料的吸濕速干性能，得出Coolmax纖維含量顯著影響混紡面料吸濕速干性能；焦真等^［13］發(fā)現(xiàn)亞麻/Modal混紡面料的紗線粗細(xì)、織物組織對(duì)面料導(dǎo)濕、透濕性能有影響，而混紡比對(duì)其影響不大。

上述 研究說(shuō)明面料的成分及混紡比對(duì)其機(jī)械性能和舒適性能都有影響，因此分析混紡紗線和面料的性能時(shí)，需結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際使用需求，優(yōu)選最佳混紡比。在面料舒適性上，如人體大量出汗后，混紡服裝對(duì)吸收以及導(dǎo)濕性能很大程度受到面料成分及混紡比的影響，通過(guò)對(duì)混紡面料濕舒適性進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，優(yōu)選合適的面料成分及最佳混紡比是夏季導(dǎo)濕排汗面料新品開發(fā)的關(guān)鍵。本文基于電阻法自制一套面料導(dǎo)濕排汗測(cè)試儀，使用該儀器測(cè)試分析滌棉混紡面料的導(dǎo)濕、排汗性能，總結(jié)面料導(dǎo)濕排汗的性能變化規(guī)律，以期為夏季服裝產(chǎn)品的選擇和使用提供理論參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

夏季機(jī)織服裝面料多為平紋或簡(jiǎn)單斜紋組織，為避免面料組織結(jié)構(gòu)對(duì)其導(dǎo)濕排汗性能影響，選擇10塊不同混紡比的滌棉平紋機(jī)織面料（面料經(jīng)緯紗成分完全相同），測(cè)試其導(dǎo)濕排汗性能，試樣參數(shù)如表1所示。

儀器：YG（B）141D數(shù)字式織物厚度儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）、YG（B）511B型織物密度鏡（溫州市大榮紡織儀器有限公司）、織物電阻自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（自制）、FA2104電子天平（上海精密儀器儀表有限公司）。

1.2 測(cè)試方法

1.2.1 電阻測(cè)試法

采用滴液法評(píng)價(jià)各試樣導(dǎo)濕排汗性能，自制織物電阻自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，儀器原理如圖1所示。

將調(diào)配好的含0.9%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaCl溶液的模擬汗液（簡(jiǎn)稱汗液），通過(guò)可調(diào)式移液器精確量取0.2 mL，經(jīng)注液管注入，隨后開始計(jì)時(shí)。汗液沿服裝面料由探針1滲透至探針2位置后，探針間電阻由GΩ數(shù)量級(jí)下降至MΩ，與探針串聯(lián)的20 MΩ定值電阻兩端的電壓表出現(xiàn)電壓信號(hào)，由于探針2位置固定，只需記錄汗液由滴入時(shí)刻到遷移至探針2的時(shí)間，可間接獲得汗液擴(kuò)散速率。隨著汗液蒸發(fā)，探針1和2之間電阻逐漸增大，電壓表之間電壓值減小，當(dāng)趨近于0 V，則說(shuō)明汗液已蒸發(fā)完畢。

以探針1為中心，沿著試樣經(jīng)向、緯向、30°、45°和60°（角度為與試樣經(jīng)紗方向的夾角），每間隔4 mm布置1根探針，探針?lè)植既鐖D2所示。沿著試樣經(jīng)向上下兩個(gè)方向都設(shè)置探針，通過(guò)檢測(cè)探針與探針1間電阻變化，可得汗液沿試樣不同方向的導(dǎo)濕、排汗性能。

1.2.2 紡織品吸濕速干性測(cè)試

參照 GB/T 21655.2—2019《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》，采用錫萊-亞太拉斯有限公司動(dòng)態(tài)水分管理測(cè)試儀（MMTⅡ）測(cè)試試樣面層與里層擴(kuò)散速率，每個(gè)試樣測(cè)試5次，取平均值。

1.2.3 織物透濕性測(cè)試

參照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》，采用上海際發(fā)儀器設(shè)備有限公司YG216G型織物透濕量?jī)x測(cè)試各試樣透濕性能，每個(gè)試樣測(cè)試5次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 面料各向?qū)裥阅懿町惙治?/p>

當(dāng)插入面料的探針之間含有液態(tài)水時(shí)，探針間電阻值為MΩ數(shù)量級(jí)，不含有液態(tài)水或者液態(tài)水未 完全分布在探針之間時(shí)，探針間電阻值為GΩ數(shù)量級(jí)，標(biāo)記探針板上各探針與中心探針1之間電阻值，可得汗液擴(kuò)散情況。記錄試樣經(jīng)向、緯向、30°、45°和60°方向上所有電阻值為MΩ數(shù)量級(jí)的探針，選取其中距離滴汗液落位置最遠(yuǎn)的探針，將該探針位置作為汗液擴(kuò)散最前沿位置。汗液沿著試樣擴(kuò)散情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。同時(shí)為定量評(píng)價(jià)試樣不同方向擴(kuò)散差異，引入各向偏差參數(shù)指標(biāo)，其值以某一位置點(diǎn)角度數(shù)量最多的方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)，如汗液沿著試樣各向擴(kuò)散前沿位置點(diǎn)相同，則各向偏差值為1，如汗液沿著某一方向前沿位置低于或者高于標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)時(shí)，則加0.5。如1#試樣標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)為16 mm，12 mm位置點(diǎn)有30°和60°方向低于標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)，1#試樣各向偏差為2；5#試樣標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)取位于中間的12 mm，低于標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)有2個(gè)方向，高于標(biāo)準(zhǔn)位置點(diǎn)有1個(gè)方向，5#試樣各向偏差為2.5。

由表2可得，對(duì)于5#與7#試樣，汗液沿著各向擴(kuò)散差異較大，9#與10#試樣各向擴(kuò)散差異較小，由于汗液擴(kuò)散時(shí)一部分水分沿著紗線內(nèi)部毛細(xì)孔芯吸擴(kuò)散，一部分水分沿著紗線之間擴(kuò)散，因此面料經(jīng)緯紗線粗細(xì)與面料經(jīng)緯密度差異會(huì)顯著影響面料導(dǎo)濕性能差異。采用面料經(jīng)緯向緊度比表征面料結(jié)構(gòu)差異，其值如表1所示，如面料經(jīng)向緊度小于緯向緊度，如8#試樣，采用緯向緊度與經(jīng)向緊度比。將經(jīng)緯向緊度比與面料各向?qū)裥阅芷钭鲗?duì)比，如圖3所示。隨著面料經(jīng)緯向緊度比增大，面料各向?qū)裥阅芷钜苍酱?，將二者線性擬合后的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9501，具有較高的相關(guān)性。因此當(dāng)面料經(jīng)緯紗原料相同時(shí)，其經(jīng)緯向緊度差異會(huì)顯著影響面料各向?qū)裥阅堋?/p>

2.2 混紡比對(duì)面料導(dǎo)濕排汗性能影響

由表2可知，各試樣導(dǎo)濕擴(kuò)散位置各不相同，但8 mm位置處，汗液沿著各試樣不同方向擴(kuò)散前沿位置都達(dá)到了，因此以汗液沿著試樣各向擴(kuò)散至8 mm時(shí)所需時(shí)間來(lái)作為評(píng)價(jià)面料導(dǎo)濕性能優(yōu)劣的指標(biāo)，其值越大說(shuō)明面料導(dǎo)濕性能越差。隨著滌棉混紡面料中棉纖維含量增加，汗液擴(kuò)散至8 mm處所需時(shí)間如圖4所示，其中最大值為汗液沿著面料5個(gè)方向擴(kuò)散到8 mm處所需最長(zhǎng)時(shí)間，平均值為5個(gè)方向擴(kuò)散到8 mm位置處平均時(shí)間。

由圖4可得，當(dāng)棉纖維含量在0%～50%，汗液擴(kuò)散時(shí)間總體變化不大，當(dāng)棉纖維含量在60%以上時(shí)，汗液擴(kuò)散時(shí)間有所增加，當(dāng)棉纖維含量超過(guò)80%后，其汗液擴(kuò)散時(shí)間明顯增大，即面料導(dǎo)濕性能下降明顯，主要原因是棉纖維比滌綸纖維吸濕能力強(qiáng)，當(dāng)棉纖維含量超過(guò)滌綸后，可以明顯抑制了水分迅速擴(kuò)散，導(dǎo)致面料導(dǎo)濕性能下降。液態(tài)水分管理測(cè)試儀（MMT）評(píng)價(jià)面料導(dǎo)濕性能主要是通過(guò)測(cè)試樣品面層與里層擴(kuò)散速率，為便于與電阻法比較，將MMT儀器測(cè)得的面層與里層擴(kuò)散速率取平均值，汗液擴(kuò)散至8 mm位移除以汗液擴(kuò)散至8 mm處所需時(shí)間最大值得到電阻法導(dǎo)濕速度，兩者對(duì)比如圖5所示。

圖5中電阻法與MMT儀器測(cè)得的面料導(dǎo)濕速率在數(shù)量級(jí)上接近，但二者數(shù)值有一定差異，主要原因是測(cè)試和評(píng)價(jià)方法的差異。將兩者的數(shù)值作線性擬合，相關(guān)性達(dá)到0.9367，說(shuō)明兩種方法都能明顯區(qū)分面料導(dǎo)濕性能優(yōu)劣。因此自制的測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠，可滿足面料導(dǎo)濕性能測(cè)試分析。

由圖1的探針?lè)植伎芍?，?dāng)注液管周圍最近的探針處（4 mm位置）的水分蒸發(fā)后，殘留在面料中的水分很少，可以這些探針位置處的水分蒸發(fā)時(shí)間作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，其值越大，說(shuō)明面料中汗液干燥越慢。將面料中汗液蒸發(fā)時(shí)間用干燥時(shí)間來(lái)表征，分析混紡面料中汗液干燥時(shí)間與棉纖維含量之間關(guān)系，如圖6（a）所示，其中最大值與平均值含義與圖4中表示的含義相同。由圖6（a）可得，隨著滌棉混紡面料中棉纖維含量增加，汗液在面料上干燥時(shí)間也變大，蒸發(fā)速率下降。當(dāng)棉纖維含量超過(guò)80%時(shí)，干燥時(shí)間明顯增大，說(shuō)明棉纖維含量越大，混紡面料中汗液蒸發(fā)速率越小。選擇透濕性能評(píng)價(jià)混紡面料的舒適性，面料透濕量與混紡面料中棉纖維含量關(guān)系如圖6（b）所示。由圖6（b）可得，隨著棉纖維含量增加，試樣透濕量逐漸增大。當(dāng)棉纖維含量超過(guò)50%時(shí)，試樣透濕性提升顯著，主要原因可能是由于棉纖維表 面天然轉(zhuǎn)曲，易形成豐富的毛細(xì)孔；同時(shí)棉纖維內(nèi)部孔隙也比滌綸多，當(dāng)棉纖維含量多時(shí)，有利于水分透過(guò)試樣。結(jié)合圖3和圖4可知，當(dāng)棉纖維含量低于50%時(shí)，汗液擴(kuò)散時(shí)間與干燥時(shí)間相對(duì)較小，表明試樣導(dǎo)濕排汗性能優(yōu)異。結(jié)合透濕性能以及導(dǎo)濕排汗性能綜合分析，滌/棉混紡比為50/50時(shí)產(chǎn)品綜合性能 最佳。

2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)面料導(dǎo)濕排汗性能影響

影響面料導(dǎo)濕排汗性能主要因素包括纖維成分、混紡比、紗線細(xì)度、捻度、織物結(jié)構(gòu)和厚度等。依據(jù)表1中紗線細(xì)度和捻度數(shù)值分別計(jì)算經(jīng)、緯紗特?cái)?shù)制捻系數(shù)，得到10款試樣 經(jīng)紗捻系數(shù)范圍為329.7～344.6，緯紗捻系數(shù)范圍為327.0～345.7，說(shuō)明紗線加捻程度差異不大；而經(jīng)緯紗粗細(xì)和經(jīng)緯向密度參數(shù)可合并到織物緊度參數(shù)中。結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)面料導(dǎo)濕排汗性能影響只需考慮面料中棉纖維含量、面料厚度及緊度，將三者相乘，得到面料結(jié)構(gòu)參數(shù)值。以擴(kuò)散時(shí)間和干燥時(shí)間作為面料導(dǎo)濕和干燥性能參數(shù)，兩者與面料結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系分別如圖7所示。

圖7中的面料結(jié)構(gòu)參數(shù)都顯著影響汗液擴(kuò)散時(shí)間及干燥時(shí)間，分別將其與面料結(jié)構(gòu)參數(shù)作線性擬合，其相關(guān)性分別為0.9089和0.9124，說(shuō)明棉纖維含量、織物緊度、厚度都能顯著影響面料導(dǎo)濕排汗性能，即棉纖維含量越多、織物越緊密、厚度越大則面料對(duì)汗液傳導(dǎo)和蒸發(fā)性能越差。

3 結(jié)論

本文基于電阻法原理自制面料導(dǎo)濕、排汗性能測(cè)試儀，測(cè)試了汗液在面料不同方向上擴(kuò)散速率及蒸發(fā)時(shí)間的差異，并采用動(dòng)態(tài)水分管理測(cè)試儀和織物透濕量?jī)x對(duì)面料水分?jǐn)U散速率和透濕性進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估，主要結(jié)論如下：

a）當(dāng)面料經(jīng)緯紗原料相同時(shí)，面料經(jīng)緯向緊度比顯著影響其各向?qū)裥阅埽o度比值越大，汗液沿著面料各向擴(kuò)散性能差異也越大，二者呈線性正相關(guān)。

b）滌棉面料纖維混紡比、面料緊度和厚度對(duì)混紡面料的導(dǎo)濕及排汗性能影響較大，隨著混紡面料中棉纖維含量提升，面料緊度和厚度增加，汗液沿著面料擴(kuò)散時(shí)間及蒸發(fā)時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)濕及排汗性能變差。

c）為保證面料具備較好的導(dǎo)濕排汗性能，棉纖維含量需要控制在50%以下。

本文研究結(jié)果為滌棉混紡面料的開發(fā)提供有一定的指導(dǎo)價(jià)值，期望推動(dòng)市場(chǎng)生產(chǎn)出更多優(yōu)質(zhì)的服裝產(chǎn)品，也為消費(fèi)者選擇和使用夏季服裝產(chǎn)品提供了參考和建議。

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Influence of the blending ratio on moisture diffusion and perspiration of polyerster/cotton blended plain fabrics

ZHANG" Caiqian1，" MENG" Shaoni1，" MA" Haiyan2

（1.Institute of Art and Art Design， Nanyang Normal University， Nanyang 473061， China;

2.Yuanpei College， Shaoxing University， Shaoxing 312000， China）

Abstract：

The most important factors affecting the moisture diffusion and perspiration performance of blended yarns or fabrics are the types of fibers and the blending ratio. In this paper， the resistance method was adopted to test the moisture diffusion and perspiration performance of summer polyester/cotton blended woven fabrics with different composition ratios. At the same time， the moisture diffusion rate and moisture permeability of the fabric were tested by dynamic moisture management tester and fabric moisture permeability meter， differences in moisture diffusion and perspiration performance of fabrics with different parameters were analyzed， and the performance variation law was obtained.

The test objects were ten polyester/cotton plain woven fabrics with different blend ratios. Some metal probes were inserted into the fabric sample as a resistance sensor. A precise volume of 0.2ml of simulated human sweat was measured by using an adjustable pipette and injected into the fabric through a dispensing tube. The data acquisition card was used to monitor the changes in resistance values between the probes after the simulated sweat diffused on the surface and inside the fabric. If the resistance value decreased from the order of GΩ to MΩ， the sweat had transferred to the probe position; if the resistance between the probes increased from the order of MΩ to GΩ， it indicated that the sweat had evaporated. The probes were distributed in the warp， weft， 30°， 45°， and 60° directions of the fabric. By detecting the resistance changes between these probes， the diffusion and evaporation properties of simulated sweat along different directions of the fabric could be obtained. A dynamic moisture management tester was used to test the moisture diffusion velocity of each fabric， and the drop diffusion time was compared with that of the resistance method. The fabric permeability meter was used to test the moisture permeability of the fabric， and the comfort performance of the fabric was evaluated comprehensively.

The conclusions are as follows： when the warp and weft yarns of the fabric are made of the same material， the tightness ratio between the warp and weft significantly affects the differences in moisture diffusion property in various directions. As the tightness ratio increases， the differences in sweat diffusion performance along various directions of the fabric also increase， showing a linear relationship; the fiber blending ratio， fabric tightness， and thickness of polyester/cotton blended fabrics have a significant impact on their moisture diffusion and perspiration performance. Due to the strong moisture absorption capability of cotton fibers but relatively weak water transport capability， as the proportion of cotton fibers in the blended fabric increases， the moisture diffusion and evaporation performance deteriorate， leading to longer diffusion and evaporation time for sweat along the fabric. Both the moisture diffusion and perspiration performance of the fabric worsen， and the fabric thickness and tightness also greatly affect its moisture diffusion and perspiration performance; as the cotton fiber content in polyester/cotton blended fabric increases， the moisture permeability of the fabric gradually improves. When the cotton fiber content in polyester/cotton blended fabric exceeds 50%， the moisture diffusion and perspiration performance lead to significant declines. Therefore， to ensure that the fabric has better moisture diffusion and perspiration performance， the cotton fiber content needs to be controlled below 50%. The results of this study can provide reference for the development of polyester/cotton fabrics， and also provide a basis for the selection and use of comfortable summer clothing.

Keywords：

blending ratio; polyester/cotton fabric; moisture diffusion and perspiration; resistance method; dropping" method; summer clothing

基金項(xiàng)目： 2024年度南陽(yáng)師范學(xué)院博士專項(xiàng)科研項(xiàng)目（2024ZX034）

作者簡(jiǎn)介： 張才前（1979—），男，江蘇鹽城人，副教授，博士，主要從事紡織品測(cè)試技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)方面的研究