由表4可知:Coolnise長絲及其交織織物試樣(#1—#10)的透濕率均優于兩種純棉試樣(#11和#12),這是純棉織物吸濕后,棉纖維膨脹堵塞了毛細管所致。
全部由Coolnise長絲編織的#1和#2與棉纖維在外層Coolnise長絲為里層的#4和#5比,由于外層棉纖維的吸濕性加強了里層Coolnise長絲的導濕性,以致#4和#5導濕率優于全部是Coolnise長絲的#1和#2織物。
由14.5tex棉紗和8.5texCoolnise長絲編織的珠地織物#5和#6,前者(#5)以棉紗為面紗,而后者(#6)以棉紗為地紗。結果是#5導濕率明顯高于#6。
#6織物的導濕性不如織物#3、#7~#10的道理也是相同的,因為#3,#7~#10織物是部分區域由吸濕纖維組成,而其它區域由吸濕纖維在外和導濕纖維在內的雙紗結構組成,或導濕纖維組成的緣故。
#1#2織物全部由Coolnise長絲編織成,由于#2織物表面凹凸不平的網狀結構分布均勻且所占面積大,有利于濕氣向大氣中散發,因而#2織物的導濕率比#1織物好。
#4#5織物全部是14.5tex棉紗為面紗,8.5texCoolnise長絲為里層的雙層結構,但#4織物是緯平針添紗組織,織物輕薄易于導濕,以致其導濕率較#5織物好些。
#7、#8織物與#9、#10織物比,兩者均由兩種性能不同的紗線混織而成,但#7、#8為單針筒織機編織的單面織物,較輕薄,后者為雙針筒織機編織而成,較厚實,以使#7、#8織物的透濕性較好。
由此,上述10種試驗織物的透濕性的好壞順序為:#4織物>#5織物>#2織物>#1織物>#7織物>#8織物>#10織物>#3織物>#6織物>#9織物。(表4)
2、梭織物(9)(10)
由經緯紗是55.56tex和83.33tex的吸濕快干低彈網絡聚酯絲,經密為64根/cm,與不同緯密(55~30根/cm,緯向緊度為58.74~32.04%),以及經密為64根/cm,與緯密為40根/cm的不同組織結構(平紋的交織頻率0.50,4枚斜紋為0.25,5~16枚緞紋的交織頻率分別為0.20、0.13、0.08和0.6)兩組織物試樣。經調濕后,參照FZ/T01071~1999《紡織品毛細效應測試方法》和JIS L1907~2004C法滴水擴散試驗法,分別測定兩組試樣的毛細管效果與水滴30秒后的擴散直徑,測試數據的結果是:
(1)織物密度變化的影響:
在原料和組織相同的情況下,緯密變化真接影響織物的緯向緊度,測試數據經Origin軟件處理后,獲得經緯向的毛細管高度和水滴擴散直徑與緯向緊度之間呈二次函數關系,如表5所示。
表5織物緊度變化與毛細管高度和擴散直徑的回歸方程式
指標 | 回歸方程式 | 相關系數 |
經向毛細管高度 | YT=-19.73+1.72X-0.01X2 | 0.99 |
緯向毛細管高度 | YW=-11.80+0.36X-0.01X2 | 0.82 |
擴散直徑 | YD=-0.83+0.30X-0.01X2 | 0.87 |
注:X為緯向緊度
由表5的回歸方程式可知:毛細管效應和擴散性都與緯向緊度有二次函數關系。當緯向緊度于46%附近,經向毛細管高度達最大值;緯向毛細管高度最大值,出現在緯向緊度為37%附近。緯向緊度為50%附近時,擴散直徑達最大值。試驗表明:在經向緊度不變的前提下,緯向緊度太大(如大于55%)或太小(如低于30%)都不能很好地發揮導濕性。這是由于緯向緊度的改變,同時引起織物單位面積內的纖維根數和屈曲程度也生生的變化所致。水在織物中傳遞時,既需要較多的纖維間毛細管的傳遞動力(吸附力),也要求較少屈曲以降低傳遞阻力,只有兩者處于合理平衡狀態,織物才能發揮最佳的傳遞效果。
(2)、組織結構變化的影響
原組織的變化主要表現為經緯交織規律的變化,不同類型的原組織與導濕性之間是否存內在聯系,今以各種原組織的交織頻率(t)表示。交織頻率是組織循環內單根經紗(或緯紗)交織規律改變次數,與經紗(或緯紗)循環數的比值。試驗數據用Origin軟件處理,建立了毛細管高度的擴散直徑與交織頻率(t)之間的回歸方程式,如表6所示:
表6、織物的組織結構與毛細管高度和擴散直徑的回歸方程式
指標 | 回歸方程式 | 相關系數 |
經向毛細節管高度 | YT=7.50+78.33t-132.44t2 | 0.85 |
緯向毛細節管高度 | Yw=8.00+64.92t-116.94t2 | 0.90 |
擴散直徑 | YD=5.19+10.05t-17.44t2 | 0.76 |
由表6的回歸方程式可知,在原料和織物緊度相同的情況下,不同組織(即交織頻率不同)其導濕率也不同,在試驗范圍內與經緯向毛細管高度和擴散直徑都存在二次函數關系。交織頻率在0.2~0.4之間(即五枚緞紋,1/4斜紋,1/3斜紋,2/2斜紋等組織)時,經緯向毛細管效應和擴散性均較好,但平紋(交織頻率為0.5),8~16枚緞紋組織(交織頻率為0.13~0.06),其毛細管效應和擴散性均不理想,可見組織交織頻率過大或過小都不利于吸濕排汗功能。
四、染整加工
吸濕排汗(快干)織物(純紡、混紡或交織)的染整加工,其前處理和染色印花等工藝流程和具體加工技術條件,基本上可參照常規聚酯及其混紡或交織物的工藝流程和工藝參數,只是由于吸濕排汗(快干)纖維的特殊異形結構形態,尤其是表面的微細溝槽或微孔應注意避免受到較大損傷,否則會影響產品的吸濕排(快干)功能。此外,染整加工的重要目的是使吸濕排汗(快干)纖維表面親水化,使織物中的無數微細毛細管通道具有強大的吸附濕氣和水份的原動力,塑造成性能優良的吸濕排汗(快干)產品,茲將有關注的問題簡述于后。
(一)前處理和染色(11)(12)(13)(14)
前處理不論是冷軋堆工藝還是軋蒸高溫工藝,為了防止微細溝槽受到損傷,堿液濃度,堆放時間,汽蒸溫度和時間適當調整,避免聚酯分子的過份堿水解而影響纖維表面的異形結構。混紡或交織物如需絲光加工,則其燒堿濃度以200g/L左右為宜,熱定形溫度以180℃左右為好。
染色時,由于異形聚酯纖維的表面積比常規(園形)聚酯纖維的大20~30%,使分散染料的吸附速率要快得多,應控制上染速度,和適當降低染色溫度等方面,采取必要的措施。
(二)親水化技術
水與聚酯纖維表面的接觸角約為800左右,是不易潤濕聚酯纖維的,可謂稱為是疏水性表面,據測定聚酯纖維的臨界表面張力(γe)為43dyne/cm,而水的臨界表面張力為72.8dyne/cm;水滴不能潤濕聚酯纖維的表面,當然就不可在聚酯纖維表面自由地鋪展了。親水化技術是提高聚酯纖維表面的臨界表面張力,使之大于水的臨界表面張力,使水滴能瞬間被聚酯纖維吸收,并自動沿織物中的毛細管通迅速擴散。而且這種表面親水化處理技術又要具有足夠的耐久性,能滿足織物的服用要求才行。當前聚酯纖維表面的親水化有三種方法(15),一是在纖維表面形成一薄層親水性膜;二是在纖維表面分子上接技親水性化合物(如SAC工藝);三是用低溫等離子體技術改變纖維表面原子組成結構。目前已工業化應用的第一種方法,即在纖維表面施加具有親水性基團的聚合物,而其它兩種方法尚在不斷完善中。
聚合物中各種官能團吸附水分子的能力是不同的,據研究資料表明,在25℃不同相對濕度時,其吸附克分子水的關系如表7所示(16)
表7高聚物結構中各官能團吸附克分子水率(25℃不同相對濕度時)
官能團 | 相對濕度 | ||||||||
0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | |||||
—CH2—
| (1.5×10-5) | (2.5×10-5) | (3.3×10-5) | (4.5×10-5) | (4.5×10-5) | ||||
| 0.001 | 0.002 | 0.003 | 0.004 | 0.005 | ||||
| 0.25 | 0.055 | (0.11) | (0.20) | (0.3) | ||||
-C
| 0.025 | 0.05 | 0.075 | 0.14 | 0.2 | ||||
O | 0.006 | 0.01 | 0.02 | 0.06 | 0.1 | ||||
—OH2 | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | 2 | ||||
—NH3 | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | (2) | ||||
—NH2 | 2.8 | 5.3 | |||||||
—COOH | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.3 | ||||
—COO | 1.1 | 2.1 | 4.2 | ||||||
NH- | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | 2 | ||||
—CO | 0.003 | 0.006 | 0.015 | 0.06 | (0.1) | ||||
—CN | 0.015 | 0.02 | 0.065 | 0.22 | (0.3) | ||||
由此可知,高聚物中的羧基鹽和羥基等是有利于吸濕的,另外有一些文獻資料指出一些極性基團與水分子的配伍數,如表8所示(17)
表8極性基與水分子配位數
-CH | -COOH | -NH2 | =NH | =O | -N= | |
水 | 3 | 4~5 | 3 | 2 | 2 | 1 |
(三)親水整理
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