基于層合的棉/滌及滌/滌單向導濕針織面料開發

高 勝,陳志鵬

(1.武漢依翎集團 武漢市依翎針織有限責任公司研發中心,湖北 武漢430000;2.武漢紡織大學 紡織科學與工程學院,湖北 武漢430020)

貼身穿著的針織面料,其舒適性對穿著者來說非常重要,熱濕舒適性又是特別重要的指標。具有良好吸濕快干功能的針織服裝受到了市場的青睞,生產廠家不斷尋求創新,通過不同的方式生產這類功能面料。采用吸濕快干纖維材料紗線織造來實現吸濕快干針織面料是生產廠家普遍采用的方式,但其有一定的局限性,如棉針織面料通過常規的加工很難實現吸濕快干,而采用不同性能的纖維材料進行混紡形成吸濕快干針織面料也是生產廠家常用的方式。這些方式可以實現針織面料的吸濕快干功能,但很難實現更高一級的單向導濕功能要求。生產廠家也有采用不同的面料進行層合而形成特定功能的復合面料,層合工藝的特點是能組合不同面料的性能使層合后的面料具有新的功能,還能充分發揮各自面料特有的性能,如采用起絨針織面料與梭織面料進行復合得到的面料,具有保形性好和保暖性能佳的特點。文中采用親水性好的面料與具有一定疏水性的面料進行復合,得到了一種具有單向導濕功能的復合面料。

1 面料的選擇

層合的導濕面料運用芯吸原理,外層面料需要有良好的吸濕性,內層面料有一定的拒水性,設計成兩層面料,兩層面料又設計了2種組合:第一種雙層層合面料外層是親水棉面料,內層是經過疏水處理的滌綸面料,即親水棉/疏水滌層合面料;第二種雙層面料是外層做過親水整理的滌綸面料與內層做過疏水整理的滌綸面料層合,即親水滌/疏水滌層合面料。層合面料中各層面料的基本結構參數見表1。

表1 面料的基本參數

2 面料層合工藝

試驗設備:膠點轉移復合機。

層合工藝:涂覆黏合劑為聚酯復合膠,異氰酸酯,GLA-75架橋劑,按照100∶45∶15的比例混合而成,在溫度115℃,壓力為3 kgf/c m2,時間為15 s的工藝條件下上膠量為15~20 g/m2,層合后的面料在140~170℃的溫度下焙烘定形。層合后的2種雙層面料的厚度和平方米克重,見表2。

表2 層合后面料的基本參數

由以上工藝層合出來2種面料,通過測試面料的芯吸高度、滴水擴散時間、快干性、導濕面積、面料的熱阻濕阻以及液態水管理系統MMT進行測試來評價面料的導濕性和舒適性。

3 層合面料的導濕性能

3.1 芯吸性能與快干性能

由于2種面料的里層都是疏水滌面料,復合后的復合面料的里層的芯吸高度為零,而外層則表現出較好的濕傳遞性,2種雙層復合面料外層的芯吸性能測試結果如圖1、圖2所示。

圖1 親水棉/疏水滌層合面料縱橫向芯吸

圖2 親水滌/疏水滌層合面料縱橫向芯吸

由圖1和圖2可知,親水棉/疏水滌層合面料和親水滌/疏水滌復合面料外層都有較好的芯吸效應,親水滌/疏水滌復合面料的縱橫向芯吸分別為12.5 c m和6.0 c m,親水棉/疏水滌層合面料縱橫向芯吸分別為8.5 c m和4.5 c m,滌滌層合面料比棉滌層合面料的縱橫向芯吸要高,這與層合面料中各面料獨立的性能有一定關系,更主要的是滌滌層合面料中,經過親水處理的滌綸面料的濕傳遞性比普通的棉纖維的濕傳遞性要強,另外滌綸纖維的毛細效應本身就好,這種滌/滌層合的面料芯吸效應較好。

測試層合后2種雙層面料的干燥時間,棉/滌層合面料完全干燥的時間為40 min,滌滌層合面料完全干燥的時間為25 min,說明層合后雙層面料的快干性能都較好,且滌/滌層合的面料快干性更好,主要是因為親水滌面料中的滌綸纖維濕傳遞性能較好,滌綸吸收水分后,在面料表面快速擴展,水份蒸發的面積增大,面料的水分能快速蒸發,而棉纖維本身的保水性較強,經過吸收水分后纖維會發生膨脹,面料間的空隙會被堵塞,織物放濕的速度會減慢,影響水分的蒸發。所以,滌/滌層合的面料快干性能比棉滌層合的面料要好。

3.2 透氣性

測試面料的透氣性,棉/滌用的是4號噴嘴,滌/滌面料用的是8號噴嘴,經過層合后2種雙層面料透氣性差別比較大,棉/滌層合面料的透氣性能較差為417.5 mm/s,滌/滌層合后面料的透氣性較好為1 095.4 mm/s。由于棉/滌面料的組織結構和紗線決定了面料較厚,平方米克重較大;滌/滌層合面料的組織結構和紗線決定面料的厚度較薄,平方米克重較小,所以棉/滌層合面料的透氣性較滌/滌面料的透氣性小。由于人體在大量運動時,會產生大量的熱氣,透氣性好的面料有利于面料貼膚層的熱氣向外擴散,所以用滌/滌層合的面料舒適性比棉/滌層合的面料舒適性要好。

3.3 動態水分傳遞性能

根據GB/T 21655.2-2009的液態水分動態傳遞法,運用模擬人體汗液配置一定濃度的氯化鈉溶液,通過定量記錄氯化鈉溶液在120 s內在面料的面層和貼膚層的傳遞過程、面料的吸濕快干性能得到量化,并且能夠模擬汗液測試氯化鈉溶液在面料上的傳遞分布特征,為單向面料的導濕性能測試提供了新的方法,這個方法更有說服力和依據。對于面料層數多的織物,汗液在面料面層和貼膚層的傳導性能的差異率對面料的舒適性影響很大,由于MMT測試能定量評價汗液在面料上的傳導性能,為設計多層功能性的面料提供指導。運用MMT測試的相關指標有面料的浸濕時間,面料的最大浸潤半徑、液態水傳遞速度、單向傳遞指數以及液態水動態傳遞指數。測試數據見表3,2種面料的吸濕動態曲線及評價級別分別如圖3~圖6所示。

表3 面料的動態水份測試指標

圖3 液態水在棉/滌面料中的傳導過程

圖4 棉/滌MMT各指標的等級

圖5 液態水在滌/滌中的傳導過程

圖6 滌/滌MMT各指標的等級

用GB/T 21655.2-2009《紡織品 吸濕速干性的評定第二部分:動態水分傳遞法》中規定的面料達到吸濕速干的標準來衡量,具體性能指標如下:運用面料的浸潤時間和吸水速率2個指標來表征吸濕性(要求達到三級或以上),運用滲透面最大浸潤半徑、滲透面液態水擴散速率、單項傳遞指數3個指標來表征面料的速干性(要求達到三級或以上),運用單向傳遞指數來表征面料的排汗性(要求達到三級或以上),運用單向傳遞指數(要求達到三級或以上)、液態水動態傳遞綜合指數(要求達到二級或以上)來表征面料的綜合速干性。由棉/滌層合面料和滌/滌層合面料的動態水分傳遞測試指標可以看出,滌/棉的浸潤時間和吸水速率,達到了五級,說明滌/棉的吸濕性很好;棉/滌面料的最大浸潤半徑,評定等級在二級范圍內,外層的水分擴散速率非?？?說明內層的汗液能快速傳導到面料的外層,被評定為五級,棉/滌面料的單向傳遞指數較高,評定為四級,液態水動態傳遞綜合指數為0.87,在五級范圍內,結合這3個指標的評定可以得出面料的速干性較好;單向傳遞指數被評定在四級說明面料的排汗性和速干性較好;滌/滌的浸潤時間,比棉/滌面料要快,說明層合的滌/滌面料能非?？斓帽唤?被評定為五級,吸水速率大于內層小于50%/s,外層的吸水速率大于100%/s,說明面料的吸水性能非常好,達到了四到五級,結合這3個指標可以得出棉/滌的吸濕性比滌/滌的更優;滌/滌面料的最大浸潤半徑評定等級在二級范圍內,外層的水分擴散速率為14.94 mm/s,速率極快且比棉/滌層合面料的快,說明內層的汗液能快速傳導到面料的外層,被評定為五級,滌/滌面料的單向傳遞指數為547.26,汗液的單向傳遞性能較好,評定為五級,結合這3個指標的評定可以得出滌/滌面料的速干性較棉滌面料的好,由滌/滌面料的單向傳遞指數547.26,評定為五級,且液態水動態傳遞綜合指數為1達到五級最高標準,說明滌/滌面料的排汗性和綜合速干性非常好。綜上所述,滌/滌的單向導汗性能較棉/滌的好與傳統的測試方法結果一致。

兩層層合面料在120 s內,面料內層的含水量較正面的少,汗液主要集中在面料外層,面料導濕性能明顯,面料內層的含水量先快速上升,在20 s左右面料內層的含水量達到最大,之后面料內層的含水量逐漸減小,且水分主要集中在面料的外層,說明在實際穿著這種層合面料的過程中,在人體顯汗的條件下,汗液能在面料內層面料上鋪展開并能很快地把貼膚層的汗液傳導到面層,快速蒸發;通過對棉/滌和滌/滌層合面料的相關性能測試,棉/滌面料和滌/滌面料都具有良好的單向導濕性能,且棉/滌層合面料與滌/滌層合面料相比,在20 s后,滌/滌層合面料的內層含水量一直比棉/滌面料的小,貼膚層的干爽舒適性好。

4 結語

選擇導濕性良好的針織面料與具備較好疏水性的面料進行層合,可以獲得具有良好單向導濕性能的復合面料。通過成熟的層合工藝,對棉親水面料與滌疏水面料進行復合獲得了棉/滌層合面料,對親水滌與疏水滌針織面料進行層合獲得了滌/滌層合面料。對2種層合面料進行了縱橫向芯吸、面料的透氣性、面料的快干性及MMT測試,測試表明,通過選擇合適的面料運用層合工藝開發導濕面料是可行的,且開發的面料單向導濕效果都較好,對于夏季運動服面料采用滌/滌的面料層合,在衣服被大量汗液浸濕時,滌/滌面料能快速蒸發干燥,相對棉/滌面料較舒適,而棉/滌面料層合面料比較適合作為秋冬季貼身穿著的服裝面料。