混紡比對滌棉平紋面料導濕排汗性能的影響

摘 要： 面料的原材料和組分對服裝導濕、排汗性能影響較大。為探究面料混紡比與導濕、排汗性能間的關系，選擇不同混紡比的滌棉平紋面料，通過電阻法評估汗液在各面料上的擴散及蒸發行為，采用動態水分管理測試儀和織物透濕量儀分別對面料水分擴散速率和透濕性進行測試。結果表明：混紡面料經緯向緊度是影響汗滴在面料經緯方向上擴散速率的主要因素，兩者呈線性正相關；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，則面料中汗液擴散速率和蒸發速率越小；隨著混紡面料中棉纖維含量增大，面料的透濕性也會增大。研究結果對開發導濕、排汗面料具有一定參考價值，能夠為夏季服裝產品的選擇提供理論參考。

關鍵詞： 混紡比；滌棉面料；導濕排汗；電阻測試；滴液法；夏季服裝

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

混紡紗線與面料在紡織領域應用越來越廣泛，其產品特質顯著依賴混紡纖維的種類及其配比。在混紡產品加工過程中，通過優選纖維組合，可以提高面料的物理機械性能、優化手感、改善穿著舒適度等。在混紡產品機械性能方面，高春燕等^［1］、張陳恬等^［2］探究了混紡比對混紡紗線力學性能的影響；田西西等^［3］、梁巧敏等^［4］分析了混紡比對紗線條干、紗疵、毛羽等指標的影響；吳佳慶等^［5］建立了混紡紗強度預測模型。在混紡產品舒適性能方面，徐夢夢等^［6-7］通過研究得到棉/絲光羊毛紗及混紡織物的吸濕性與棉纖維有關；尚潤玲等^［8］測試了棉/莫代爾/氨綸混紡織物的耐皂洗色牢度、摩擦色牢度、尺寸穩定性、透氣吸濕性性能，得到相關性能與混紡織物中的莫代爾纖維含量有關；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，得出不同混紡比對其針織物服用性能影響的函數關系式；何海洋"等^［11］用熵權TOPSIS法分析棉麻混紡織物的透氣性、透濕性、導濕性，得出苧麻混紡織物的綜合舒適性能優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］發現亞麻/Modal混紡面料的紗線粗細、織物組織對面料導濕、透濕性能有影響，而混紡比對其影響不大。

上述 研究說明面料的成分及混紡比對其機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，需結合產品實際使用需求，優選最佳混紡比。在面料舒適性上，如人體大量出汗后，混紡服裝對吸收以及導濕性能很大程度受到面料成分及混紡比的影響，通過對混紡面料濕舒適性進行測試評估，優選合適的面料成分及最佳混紡比是夏季導濕排汗面料新品開發的關鍵。本文基于電阻法自制一套面料導濕排汗測試儀，使用該儀器測試分析滌棉混紡面料的導濕、排汗性能，總結面料導濕排汗的性能變化規律，以期為夏季服裝產品的選擇和使用提供理論參考。

1 實驗

1.1 材料與儀器

夏季機織服裝面料多為平紋或簡單斜紋組織，為避免面料組織結構對其導濕排汗性能影響，選擇10塊不同混紡比的滌棉平紋機織面料（面料經緯紗成分完全相同），測試其導濕排汗性能，試樣參數如表1所示。

儀器：YG（B）141D數字式織物厚度儀（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）、織物電阻自動測試系統（自制）、FA2104電子天平（上海精密儀器儀表有限公司）。

1.2 測試方法

1.2.1 電阻測試法

采用滴液法評價各試樣導濕排汗性能，自制織物電阻自動測試系統，儀器原理如圖1所示。

將調配好的含0.9%質量分數的NaCl溶液的模擬汗液（簡稱汗液），通過可調式移液器精確量取0.2 mL，經注液管注入，隨后開始計時。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數量級下降至MΩ，與探針串聯的20 MΩ定值電阻兩端的電壓表出現電壓信號，由于探針2位置固定，只需記錄汗液由滴入時刻到遷移至探針2的時間，可間接獲得汗液擴散速率。隨著汗液蒸發，探針1和2之間電阻逐漸增大，電壓表之間電壓值減小，當趨近于0 V，則說明汗液已蒸發完畢。

以探針1為中心，沿著試樣經向、緯向、30°、45°和60°（角度為與試樣經紗方向的夾角），每間隔4 mm布置1根探針，探針分布如圖2所示。沿著試樣經向上下兩個方向都設置探針，通過檢測探針與探針1間電阻變化，可得汗液沿試樣不同方向的導濕、排汗性能。

1.2.2 紡織品吸濕速干性測試

參照 GB/T 21655.2—2019《紡織品 吸濕速干性的評定 第2部分：動態水分傳遞法》，采用錫萊-亞太拉斯有限公司動態水分管理測試儀（MMTⅡ）測試試樣面層與里層擴散速率，每個試樣測試5次，取平均值。

1.2.3 織物透濕性測試

參照GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》，采用上海際發儀器設備有限公司YG216G型織物透濕量儀測試各試樣透濕性能，每個試樣測試5次，取平均值。

2 結果與討論

2.1 面料各向導濕性能差異分析

當插入面料的探針之間含有液態水時，探針間電阻值為MΩ數量級，不含有液態水或者液態水未 完全分布在探針之間時，探針間電阻值為GΩ數量級，標記探針板上各探針與中心探針1之間電阻值，可得汗液擴散情況。記錄試樣經向、緯向、30°、45°和60°方向上所有電阻值為MΩ數量級的探針，選取其中距離滴汗液落位置最遠的探針，將該探針位置作為汗液擴散最前沿位置。汗液沿著試樣擴散情況統計結果如表2所示。同時為定量評價試樣不同方向擴散差異，引入各向偏差參數指標，其值以某一位置點角度數量最多的方向為標準位置點，如汗液沿著試樣各向擴散前沿位置點相同，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準位置點時，則加0.5。如1#試樣標準位置點為16 mm，12 mm位置點有30°和60°方向低于標準位置點，1#試樣各向偏差為2；5#試樣標準位置點取位于中間的12 mm，低于標準位置點有2個方向，高于標準位置點有1個方向，5#試樣各向偏差為2.5。

由表2可得，對于5#與7#試樣，汗液沿著各向擴散差異較大，9#與10#試樣各向擴散差異較小，由于汗液擴散時一部分水分沿著紗線內部毛細孔芯吸擴散，一部分水分沿著紗線之間擴散，因此面料經緯紗線粗細與面料經緯密度差異會顯著影響面料導濕性能差異。采用面料經緯向緊度比表征面料結構差異，其值如表1所示，如面料經向緊度小于緯向緊度，如8#試樣，采用緯向緊度與經向緊度比。將經緯向緊度比與面料各向導濕性能偏差作對比，如圖3所示。隨著面料經緯向緊度比增大，面料各向導濕性能偏差也越大，將二者線性擬合后的相關系數達到0.9501，具有較高的相關性。因此當面料經緯紗原料相同時，其經緯向緊度差異會顯著影響面料各向導濕性能。

2.2 混紡比對面料導濕排汗性能影響

由表2可知，各試樣導濕擴散位置各不相同，但8 mm位置處，汗液沿著各試樣不同方向擴散前沿位置都達到了，因此以汗液沿著試樣各向擴散至8 mm時所需時間來作為評價面料導濕性能優劣的指標，其值越大說明面料導濕性能越差。隨著滌棉混紡面料中棉纖維含量增加，汗液擴散至8 mm處所需時間如圖4所示，其中最大值為汗液沿著面料5個方向擴散到8 mm處所需最長時間，平均值為5個方向擴散到8 mm位置處平均時間。

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

圖5中電阻法與MMT儀器測得的面料導濕速率在數量級上接近，但二者數值有一定差異，主要原因是測試和評價方法的差異。將兩者的數值作線性擬合，相關性達到0.9367，說明兩種方法都能明顯區分面料導濕性能優劣。因此自制的測試儀測試結果穩定可靠，可滿足面料導濕性能測試分析。

由圖1的探針分布可知，當注液管周圍最近的探針處（4 mm位置）的水分蒸發后，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時間作為評價基準，其值越大，說明面料中汗液干燥越慢。將面料中汗液蒸發時間用干燥時間來表征，分析混紡面料中汗液干燥時間與棉纖維含量之間關系，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間也變大，蒸發速率下降。當棉纖維含量超過80%時，干燥時間明顯增大，說明棉纖維含量越大，混紡面料中汗液蒸發速率越小。選擇透濕性能評價混紡面料的舒適性，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。當棉纖維含量超過50%時，試樣透濕性提升顯著，主要原因可能是由于棉纖維表 面天然轉曲，易形成豐富的毛細孔；同時棉纖維內部孔隙也比滌綸多，當棉纖維含量多時，有利于水分透過試樣。結合圖3和圖4可知，當棉纖維含量低于50%時，汗液擴散時間與干燥時間相對較小，表明試樣導濕排汗性能優異。結合透濕性能以及導濕排汗性能綜合分析，滌/棉混紡比為50/50時產品綜合性能 最佳。

2.3 結構參數對面料導濕排汗性能影響

影響面料導濕排汗性能主要因素包括纖維成分、混紡比、紗線細度、捻度、織物結構和厚度等。依據表1中紗線細度和捻度數值分別計算經、緯紗特數制捻系數，得到10款試樣 經紗捻系數范圍為329.7～344.6，緯紗捻系數范圍為327.0～345.7，說明紗線加捻程度差異不大；而經緯紗粗細和經緯向密度參數可合并到織物緊度參數中。結構參數對面料導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，得到面料結構參數值。以擴散時間和干燥時間作為面料導濕和干燥性能參數，兩者與面料結構參數關系分別如圖7所示。

圖7中的面料結構參數都顯著影響汗液擴散時間及干燥時間，分別將其與面料結構參數作線性擬合，其相關性分別為0.9089和0.9124，說明棉纖維含量、織物緊度、厚度都能顯著影響面料導濕排汗性能，即棉纖維含量越多、織物越緊密、厚度越大則面料對汗液傳導和蒸發性能越差。

3 結論

本文基于電阻法原理自制面料導濕、排汗性能測試儀，測試了汗液在面料不同方向上擴散速率及蒸發時間的差異，并采用動態水分管理測試儀和織物透濕量儀對面料水分擴散速率和透濕性進行了系統評估，主要結論如下：

a）當面料經緯紗原料相同時，面料經緯向緊度比顯著影響其各向導濕性能，緊度比值越大，汗液沿著面料各向擴散性能差異也越大，二者呈線性正相關。

b）滌棉面料纖維混紡比、面料緊度和厚度對混紡面料的導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，汗液沿著面料擴散時間及蒸發時間變長，導濕及排汗性能變差。

c）為保證面料具備較好的導濕排汗性能，棉纖維含量需要控制在50%以下。

本文研究結果為滌棉混紡面料的開發提供有一定的指導價值，期望推動市場生產出更多優質的服裝產品，也為消費者選擇和使用夏季服裝產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

基金項目： 2024年度南陽師范學院博士專項科研項目（2024ZX034）

作者簡介： 張才前（1979—），男，江蘇鹽城人，副教授，博士，主要從事紡織品測試技術及新產品開發方面的研究