聚乳酸纖維與桑蠶絲交織織物透濕和放濕性能的探討

王清源

（鎮江市產品質量監督檢驗中心，江蘇 鎮江 212000）

隨著人們生活水平的不斷提高，日常的戶外休閑和健身活動越來越普遍，人們對服裝的吸濕性能要求日益提高，尤其是對具有良好濕傳遞性能服裝的需求。目前，多采用聚酯纖維作為吸濕速干原料，但由于聚酯纖維的回潮率較低，通常會輔以化學或物理改性手段，處理后才能具備該性能。然而，隨著以石油為原料的化學纖維產量的快速增長，石油的過度消耗造成了能源的枯竭，石油制品廢棄物的不可自然分解性對環境造成了極大的威脅。除了聚酯纖維，真絲因為具有較多的親水基團，也具有良好的吸放濕性能，在正常氣溫下，可以幫助皮膚保有一定的水分，不讓皮膚過于干燥；在夏季穿著時，又可使人體排出的汗水及熱量迅速散發，使人感到涼爽，但由于其價格昂貴，不適合普遍采用。在這種背景下，聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）纖維應運而生。PLA纖維是一種源于自然界農作物的新型生物質材料，以富含淀粉的紅薯、土豆、玉米等農作物為原料，經過發酵得到乳酸，再經過加工制成PLA[1]。若PLA纖維也具備良好的濕傳遞性能，其環保、自然降解和價格便宜等特點即可彌補聚酯纖維和真絲的不足。

本項目以相同組織結構下不同纖維含量比例的PLA長絲和桑蠶絲的交織織物作為試驗樣品，按照一定的方法測量其透濕性和放濕性，通過數據分析PLA纖維/桑蠶絲纖維含量變化對濕傳遞性能的影響，探討選用含PLA纖維或通過提高PLA纖維含量的方式來提高服裝產品濕傳遞性能的可行性。

1 實驗

1.1 樣品準備

試驗交織織物經紗采用83.3 dtex×2 PLA長絲，緯紗采用83.3 dtex×2 PLA長絲和70.0 dtex×2桑蠶絲，通過緯紗中PLA長絲和桑蠶絲的投料比來控制織物中PLA長絲/桑蠶絲的纖維含量。試樣品種編號為A、B、C、D、E，共5種，其中A的經緯紗均采用PLA長絲作為原料，PLA纖維含量為100%，E的緯紗為100%桑蠶絲。織物組織結構均采用2/2左斜紋。樣品具體情況見表1。

表1 試驗用織物相關參數

1.2 試樣預處理

試驗用樣品在試驗前均在GB/T 6529——2008《紡織品 調濕和試驗用標準大氣》標準[2]規定的標準大氣[（20±2）℃，相對濕度（65±4）%]中調節24 h以上。

1.3 試驗儀器

YG（B）216-Ⅱ織物透濕量儀，ML204電子天平。

1.4 試驗方法

1.4.1 織物透濕性試驗

透濕性試驗按照GB/T 12704.2——2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2部分：蒸發法》標準[3]方法A（正杯法）進行，測得透濕率。透濕率的大小表示試樣兩面在保持規定的溫濕度條件下、規定時間內垂直通過單位面積試驗的水蒸氣質量。試驗環境采用標準規定b組試驗條件：溫度（23±2）℃，相對濕度（50±2）%，氣流速度0.3～0.5 m/s。

按標準進行制樣，5種不同纖維含量的織物分別取樣，每種織物各取4塊直徑為70 m的試樣，其中3塊用于常規試驗，1塊用于空白試驗，根據組合試樣的變化值，按公式（1）計算透濕率，結果取3塊試樣的平均值，修約至小數點后2位。

式中：WVT——透濕率，g/（m2·24 h）；

Δm——同一試驗組合體兩次稱量之差，g；

Δm’——空白試樣的同一試驗組合體兩次稱量之差，g；

A—— 有效試驗面積（本部分中的裝置為0.002 83 m2），m2；

t——試驗時間，h。

1.4.2 織物放濕性試驗

織物放濕性好壞可以以放濕時間來體現，也可以用織物的放濕率來表示。放濕率是指將吸濕后的試樣置于一定環境條件下，織物放濕量與吸濕初始質量的比例反映了織物自然干燥的速度。

參照GB/T 21655.1——2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分：單項組合試驗法》標準[4]，從A——E號織物中各剪取10 cm×10 cm試樣，將試樣放入盛有蒸餾水的玻璃器皿中，讓試樣自然吸水下沉，當試樣在水中完全浸濕30 min后取出，自然平展地垂直懸掛，讓試樣水分自然下滴。當試樣不再滴水時或滴水間隔時間≥30 s時，立即用鑷子取試樣稱取質量，記為初始質量m。然后將試樣放置在（20±2）℃，相對濕度（65±4）%環境中放濕，每隔5 min稱取一次試樣質量mi，精確至0.001 g，直至連續兩次稱取的質量互差不超過1%，則中止試驗，并按公式（2）計算放濕率。

式中：m——吸濕滴干后的初始質量，g；

mi——放濕過程中每次實測質量的值，g。

2 試驗結果和討論

2.1 織物透濕性

按照織物透濕性試驗方法，得到A——E號試樣的透濕率的平均值，見表2。

表2 織物透濕率試驗結果

從表2中A——E號試樣的透濕率試驗結果看，純PLA纖維織物的A號試樣透濕率最高，達到6 292.99 g/（m2·24 h），當織物中PLA纖維含量下降到60%左右、相應桑蠶絲含量上升到40%左右時，織物的透濕量相應下降到5 763.71 g/（m2·24 h），下降幅度達到8%左右。下面以A——E號織物中PLA纖維含量對織物透濕率試驗結果進行線性擬合，得到線性擬合方程為：y=13.452x+ 4 919.7，相關系數0.980 2。根據上述試驗結果，繪制PLA纖維含量與透濕率關系圖，如圖1所示。

從圖1可以看出，在織物組織一致的情況下，改變織物中的纖維含量比例，織物的透濕率也隨之改變，隨原料中PLA纖維含量的降低呈現規律下降趨勢，且線性關系良好。對于PLA纖維/桑蠶絲交織織物來說，PLA纖維對織物的透濕性能影響大于桑蠶絲，且隨著織物中PLA纖維含量的增加，織物的透濕率逐漸變大，即透濕性能逐漸提高。織物的透濕性能與織物中PLA纖維的含量成正比關系，與織物中桑蠶絲含量成反比關系。

2.2 織物放濕性

按照織物放濕性試驗方法，得到A——E號試樣在不同放濕時間下的放濕率，結果見表3。

從表3中A——E號試樣的放濕率試驗結果看，織物放濕性能的好壞與放濕率有關系，放濕率越大表明放濕性越好。除此以外，其還與放濕率的變化快慢有關系，放濕越快織物的放濕性能越好；反之，織物的放濕性能越差。其中，編號A的織物為100%PLA纖維，達到放濕穩定的時間為30 min左右，其他交織織物的放濕時間略有延長。

根據不同放濕時間時各PLA纖維/桑蠶絲交織織物的放濕率變化，繪制放濕時間與放濕率的變化曲線，見圖2。

圖1 PLA纖維含量與透濕率關系

表3 不同放濕時間時織物放濕率試驗結果

圖2 PLA纖維/桑蠶絲交織織物放濕時間與放濕率關系

從圖2可見，在織物組織等條件一致的情況下，對于PLA纖維/桑蠶絲交織織物來說，隨著PLA纖維含量的降低、桑蠶絲含量的增加，織物的放濕率也隨之呈現一定規律的下降趨勢。因此，織物的放濕性能與織物中PLA纖維含量成正比關系，即當PLA纖維含量增加時，織物整體的放濕性能會出現一定程度的提高；反之，織物的放濕性能會出現下降。從單個織物的放濕過程看，放濕率也在不斷變化，在剛開始放濕時，織物的放濕率變化最大，隨著時間的延長，織物中含濕量不斷減少，放濕率變化開始變緩，直至織物達到放濕平衡，放濕率維持恒定。

3 結語

PLA纖維/桑蠶絲交織織物的透濕性試驗結果顯示，PLA纖維對織物透濕性能的影響大于桑蠶絲，隨著織物中PLA纖維含量的增加，織物的透濕率變大，即透濕性能逐漸提高。織物的透濕性能與織物中PLA纖維的含量成正比例關系。PLA纖維/桑蠶絲交織織物的放濕性試驗結果顯示，隨著織物中PLA纖維含量的增加、桑蠶絲含量的降低，織物的放濕率也隨之變大，即放濕性能逐漸提高。織物的放濕性能與織物中PLA含量成正比，因此，隨著PLA纖維含量的提高，織物的濕傳遞性能也得到了提高，加上具有環保、自然降解和價格便宜等特點，可以考慮選用聚乳酸纖維替代真絲等材料，提高服裝產品的舒適性。