機織物單向導濕性能企業標準的制定與評價

鄔淑芳，張亭亭，孫冬陽，周　丹，陳益人

?

機織物單向導濕性能企業標準的制定與評價

鄔淑芳，張亭亭，孫冬陽，周丹，陳益人*

（武漢紡織大學 紡織科學與工程學院，湖北 武漢 430073）

鑒于單向導濕機織物的性能評價缺乏有效的標準，導致生產企業無法評判產品所具備的單向導濕功能。本文參照美標AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》和國標GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法》，制定出一套評價機織物單向導濕性能的企業標準。標準包括6項檢測指標：潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度、單向傳輸指數、綜合導濕快干能力。用本標準對企業提供的單向導濕機織面料進行測試，結果表明該標準科學合理，結果可靠，可適用于生產企業的產品評判。

機織物；企業標準；單向導濕；液態水分管理測試儀

單向導濕機織物一直缺乏檢測標準[1]。市場上大多使用織物導濕快干的評價標準來評價單向導濕機織物。本文對市場評價較高的單向導濕性能機織物進行測試，得出相應數據。將測試數據與美標AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》和國標GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法》的指標進行比對，把測試等級分為1～5 級，制定出一套針對機織物單向導濕性能的企業評價標準。用該標準對兩款不同組織結構的單向導濕機織物的單向導濕性能進行測試，測試結果表明：所制定的標準用來檢測機織物單向導濕性能可行。

1 織物單向導濕性能企業標準的制定

1.1 導濕快干性能的AATCC測試標準和吸濕快干性能的國家標準

市面上用于評定導濕快干性能的標準有AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》[2]見表1 和用于評定紡織品吸濕快干性能的評價標準有GB/T 21655.1-2008《紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法》[3]見表2。

表1 AATCC TM195-2009《織物的液態水分管理特性》

表2 GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法》中對于針織物和機織物吸濕速干評價標準的比較

1.2 機織物單向導濕評價指標的確定

由于滴液平鋪測試、芯吸高度測試、接觸角測試三項測試[4]易受到人為因素、環境因素和表征方式的影響，并不能精確表征機織物的單向導濕性能。而Gellowen G290液態水分管理測試儀（MMT）采取全自動模式，水量以及取樣位置和計算模式一致，不同試樣之間的測試方法具有相對一致性，人為干擾已經降到最小，實驗結果更加可靠[5-6]，數據更加全面，可以精確表征織物的單向導濕能力，因此采用該儀器作為檢測儀器。將液態水分管理測試儀（MMT）檢測織物的指標作為機織物單向導濕的評定指標。檢測指標包括：潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度、單向傳輸指數、綜合導濕快干能力。

圖1 緯二重單向導濕機織物上機圖

2 MMT檢測與分析

對市場評價度較高的一款單向導濕機織物進行測試，可將其測試數據作為等級范圍的最高和最低區間的數據參考。將測試數據與美標AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》和國標GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法》指標進行比對，確定一個機織物單向導濕指標的分級范圍，作為評價標準。

2.1 織物結構分析

分析市場評價度較高的單向導濕機織物的結構如表3，上機圖如圖1。

表3 緯二重單向導濕機織物規格

2.2 測試結果分析

將試樣放入液態水分管理測試儀（MMT）中，試樣接觸皮膚層向上。儀器自動將一定量的水滴到測試織物接觸皮膚層的中心位置，織物兩面的含水量可由傳感器測量得出，儀器根據織物兩面的含水量隨著時間的變化來計算和比較織物的兩面含水量的相互轉移情況，計算出樣品的潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度以及單向傳輸指數。試樣表里層織物含水量與時間的關系見表4。

表4 試樣表里層織物含水量與時間測試數據

里層的潤濕時間很慢（3.6s），里層吸收水分慢，大部分水分傳遞到表層。表層的潤濕時間非常短（0.324s），水分能夠在短時間內吸收，無法回流到里層。里層的吸收速率為54.9119%/s，與表層的吸收速率905.3135%/s有明顯的速率差，使得單向導濕性能大大提高。織物里層吸收速率慢，不易吸收，水分傳遞到織物的表層，在表層迅速吸收。水分從里層傳遞到表層，里層的最大潤濕半徑為5mm，表層為30mm，說明水分在里層不易擴散。單向傳輸指數和綜合導濕快干能力指數是MMT儀器自帶數據系統，通過對織物兩面各項指標的綜合評價之后得到的，可以直接表達織物單向導濕性能。該織物R=1998.7711，OMMC=1.0都是非常優良的數值。因此該織物的單向導濕性能優秀。

2.3 評價范圍的確定

從潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度、單向傳輸指數、綜合導濕快干能力六個方面確定評價標準。

2.3.1 潤濕時間等級區間確定

表4中織物測試結果里層潤濕時間3.6s，表層潤濕時間0.324s，織物要具備單向導濕性能，里層不能完全拒水，應該部分拒水部分親水，而表層完全親水。參考表2中機織物要具備吸濕性能其滴水擴散時間≤5s，確定機織物第5級潤濕時間≤5s。參考AATCC TM 195-2009 《織物的液態水分管理特性》制定機織物潤濕時間等級，確定第4級潤濕時間為5~10s，第3級潤濕時間為11~20s，第2級潤濕時間為21~119s，第1級潤濕時間為≥120s。

2.3.2 吸水速率等級區間確定

表4中織物里層的吸水速率為54.9119%/S，表層吸水速率為905.3135%/S，在美標AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》中分別評到4級和5級，該織物兩面的吸水速率在數值上差異明顯，卻在處于兩個相鄰的等級區間，因此AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》的評級區間過大，不適合機織物性能的測試，本文針對機織物評價將等級區間細化。參考AATCC TM 195-2009 《織物的液態水分管理特性》制定機織物吸水速率等級，確定機織物第5級吸水速率為＞120%/S，第4級吸水速率為70~119%/S，第3級吸水速率為40~69%/S，第2級吸水速率為20~39%/S，第1級吸水速率為0~19%/S。

2.3.3 最大潤濕半徑等級區間確定

表4織物的里層的潤濕半徑為5mm，表層潤濕半徑為30mm，因為該織物性能優良，所以5mm和30mm應該處于最大潤濕半徑的最小區間和最大區間內。由于機織物的吸濕性能沒有針織物好，所以應當適當縮小區間。參考AATCC TM 195-2009 《織物的液態水分管理特性》制定機織物最大潤濕半徑等級，確定第5級最大潤濕半徑＞25mm，第4級最大潤濕半徑16~25mm，第3級最大潤濕半徑11~15mm，第2級最大潤濕半徑6~10mm，第1級最大潤濕半徑0~5mm。

2.3.4 擴散速度等級區間確定

表4中織物里層擴散速度為1.3312，表層擴散速度為20.0754，可知該機織物表層的擴散速度很快，水分從里層傳到織物表層，并在表層迅速擴散。可以將AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》中擴散速率的評價值做適當的增加。確定第5級機織物擴散速度＞10mm/s，第4級機織物擴散速度為5~10mm/s，第3級機織物擴散速度為3~4.9mm/s，第2級機織物擴散速度為1~2.9mm/s，第1級機織物擴散速度為0~0.9mm/s。

2.3.5 單向傳輸指數等級區間確定

表4織物的單向傳輸指數為1998.7711，高于AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》中的5級：＞400，因此把單向傳輸指標區間拉大。參考AATCC TM 195-2009 《織物的液態水分管理特性》制定機織物單向傳輸指數等級。第5級單向傳輸指數＞700，第4級單向傳輸指數500~699，第3級單向傳輸指數300~499，第2級單向傳輸指數100~299，第1級單向傳輸指數＜99。

2.3.6 綜合導濕快干能力等級區間的確定

該項指標是儀器經過電腦綜合以上指標的各項性能計算出的數值，這項指標對機織物針織物沒有區別，評級參照AATCC TM 195-2009《織物的液態水分管理特性》中綜合導濕快干能力的分級。

2.4 機織物單向導濕性能評價標準

本文以該機織物的單向導濕性能測試數據為評定基礎，參考美標AATCC195-2009《織物的液態水分管理特性》測試標準（見表1）和國標GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分單項組合試驗法》（見表2），把測試等級分成1～5 五個等級。測試指標包括：織物表里層的潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度、單向傳輸能力、綜合導濕快干能力。檢測時，記錄織物表里層兩面的數據，分別進行標準評價。單向傳輸指數R能綜合反映織物的單向導濕性能，達到5級為最佳，3級以上稱為具有單向導濕性能。制定出的機織物單向導濕的評價標準見表5。

表5 機織物單向導濕評價標準

3 單向導濕機織物性能評價

用本文制定的機織物單向導濕性能的企業評價標準，對兩塊不同機織物的單向導濕性能進行評定。

3.1 織物結構分析

兩塊不同機織物的結構如下表6所示。

表6 織物結構分析

3.2 單向導濕性能評價

用本文制定的機織物單向導濕性能評價標準，對接結雙層組織織物和緯二重織物進行單向導濕性能評價。緯二重織物的測試結果如下表7所示。用本文制定標準評定之后，得到下表8。

表7 緯二重織物的MMT測試結果

表8 緯二重織物指標等級

單向傳輸指數為3級可視為具有單向導濕能力，該緯二重織物具有單向導濕性能。其里層潤濕時間比表層要短，液態水很大一部分在織物里層吸收，而未傳輸到表層。表層潤濕時間長，無法鎖住水分，水分會倒流到里層。其表里層最大潤濕半徑一樣大，可以得出：織物并沒有起到一面干爽一面鎖水的作用，因此只能評定其為3級。

分析原因：該緯二重織物里層緯紗是經過拒水處理的棉紗，表層緯紗是具有良好吸濕性的天絲，雖然有兩種不同的緯紗，卻是一套經紗系統，該織物的經紗是莫代爾，莫代爾的吸水性能良好，可能在傳輸水分的過程中，并沒有完全把水分傳輸到表層，而是自己吸收了大部分的水分，水分大部分位于織物中間部分，緯二重織物很薄，因此在MMT測試儀的探頭檢測織物兩面水分時，會檢測到織物兩面都含有大量水分。

雙層接結組織的測試結果如表9所示。用本文制定標準評價各項指標見表10。

表9 雙層接結組織MMT測試結果

表10 雙層接結組織各項指標等級

表9中織物表里層的指標等級有明顯差異，擴散速率、最大潤濕半徑、吸水速率的等級表層比里層要高，這是單向導濕織物的必要條件。只有當織物表層對于水分的擴散和吸收性能優于里層，織物兩面才能具有濕度梯度，從而具備單向導濕性能，同時最大潤濕半徑里層為0.0mm，表層為15.0mm，說明該織物能夠很好的將水分傳導至織物的下層，保持一面干爽一面鎖水。單向傳輸指數為5級，說明該織物具有良好的單向導濕性能。

分析原因：該織物是接結雙層組織，有兩個系統的經緯紗，上層緯紗是拒水處理過的棉紗，下層緯紗是天絲，上下層經紗都用莫代爾，但是上層經紗經過輕微的拒水處理，使其不再具有良好的吸水性但也不完全拒水。水分能夠及時的通過經紗傳遞到織物下層，來到下層被完全親水的下層組織吸收鎖住，因此這塊織物的單向導濕性能較好。

4 結論

（1）單向導濕機織物一直缺乏檢測標準。市場上大多使用織物導濕快干的評價標準來評價單向導濕機織物。隨著單向導濕這種功能面料的市場需求量日益增大，一套針對機織物單向導濕性能的企業標準的制定是非常必要的。

（2）液態水分管理儀（MMT）對單向導濕機織物的檢測方法科學合理，不同試樣之間的測試方法具有相對一致性，人為干擾較小，實驗結果更加可靠。該儀器能夠精準的量化表征織物的各項性能，能夠對織物單向導濕性能有一個更加具體直觀的評定。將液態水分管理測試儀檢測織物的指標作為機織物單向導濕的評定指標。檢測指標包括：潤濕時間、吸水速率、最大潤濕半徑、擴散速度、單向傳輸指數、綜合導濕快干能力。

（3）本文用所制定的標準對兩款不同機織物單向導濕性能進行測試，測試結果表明這兩款不同機織物都具有單向導濕性能。其中該接結雙層織物單向傳輸指數評級為5級，緯二重織物單向傳輸指數評級為3級。

[1] 徐偉杰, 張玉高. 導濕快干與單向導濕織物[J]. 印染, 2011, (2): 46-51.

[2] Fred Cheng, John Crocker. 紡織品液態水分管理性能的測試方法[J]. 針織工業, 2008, (7):60-61.

[3] GB/T 21655. 1-2008. 紡織品吸濕快干性能的評價第一部分：單項組合試驗法[S]. 北京：中國標準出版社，2008.

[4] 王其, 馮勛偉. 織物液態水傳導測試方法研究[J]. 化纖與紡織, 2001, 22(5).

[5] 鄭春曉, 郝超偉, 董俠，等. 一種新方法研究細線密度丙綸織物單向導濕性能[J]. 西安工程科技學院學報, 2004, (04).

[6] 余紹勇, 張慧萍, 晏雄. 織物導濕性能測試技術進展[J]. 紡織科技進展, 2008, (1):35-36.

The Formulation of Enterprise Standards on Unidirectional Water-transfer Woven Fabric

WU Shu-fang, ZHANG Ting-ting, SUN Dong-yang, ZHOU Dan, CHEN Yi-ren

（School of Textile Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

Due to the lack of effective standards in the performance evaluation of unidirectional water-transfer woven fabric, manufacturing enterprises cannot judge the unidirectional water-transfer property of the product. In this paper, with reference to AATCC TM 195-2009 Liquid Moisture Management Properties of Textile Fabrics and GB/T21655.1-2008 the First Part of the Evaluation of Wet-absorb and Fast-dry Performance of Textiles: Single Unit Test Method, formulating a set of enterprise standards on unidirectional water-transfer woven fabric. The standards include six test indexes: wetting time, water absorption rate, and maximum wetting radius, diffusion speed, one-way transmission index, and comprehensive wet fast drying ability. Using this standard to test the unidirectional water-transfer woven fabrics from the enterprises, the results show that the enterprise standard is scientific and reasonable, and the result is reliable. It can be applied to the product evaluation of production enterprises.

woven fabric；enterprise standards；unidirectional water-transfer；liquid moisture management tester

TS116

A

2095－414X(2017)06－0044－06

通訊作者：陳益人（1964-），女，教授，研究方向：紡織品設計及檢驗.