聚乳酸纤维与桑蚕丝交织织物透湿和放湿性能的探讨

王清源

（镇江市产品质量监督检验中心，江苏 镇江 212000）

随着人们生活水平的不断提高，日常的户外休闲和健身活动越来越普遍，人们对服装的吸湿性能要求日益提高，尤其是对具有良好湿传递性能服装的需求。目前，多采用聚酯纤维作为吸湿速干原料，但由于聚酯纤维的回潮率较低，通常会辅以化学或物理改性手段，处理后才能具备该性能。然而，随着以石油为原料的化学纤维产量的快速增长，石油的过度消耗造成了能源的枯竭，石油制品废弃物的不可自然分解性对环境造成了极大的威胁。除了聚酯纤维，真丝因为具有较多的亲水基团，也具有良好的吸放湿性能，在正常气温下，可以帮助皮肤保有一定的水分，不让皮肤过于干燥；在夏季穿着时，又可使人体排出的汗水及热量迅速散发，使人感到凉爽，但由于其价格昂贵，不适合普遍采用。在这种背景下，聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）纤维应运而生。PLA纤维是一种源于自然界农作物的新型生物质材料，以富含淀粉的红薯、土豆、玉米等农作物为原料，经过发酵得到乳酸，再经过加工制成PLA[1]。若PLA纤维也具备良好的湿传递性能，其环保、自然降解和价格便宜等特点即可弥补聚酯纤维和真丝的不足。

本项目以相同组织结构下不同纤维含量比例的PLA长丝和桑蚕丝的交织织物作为试验样品，按照一定的方法测量其透湿性和放湿性，通过数据分析PLA纤维/桑蚕丝纤维含量变化对湿传递性能的影响，探讨选用含PLA纤维或通过提高PLA纤维含量的方式来提高服装产品湿传递性能的可行性。

1 实验

1.1 样品准备

试验交织织物经纱采用83.3 dtex×2 PLA长丝，纬纱采用83.3 dtex×2 PLA长丝和70.0 dtex×2桑蚕丝，通过纬纱中PLA长丝和桑蚕丝的投料比来控制织物中PLA长丝/桑蚕丝的纤维含量。试样品种编号为A、B、C、D、E，共5种，其中A的经纬纱均采用PLA长丝作为原料，PLA纤维含量为100%，E的纬纱为100%桑蚕丝。织物组织结构均采用2/2左斜纹。样品具体情况见表1。

表1 试验用织物相关参数

1.2 试样预处理

试验用样品在试验前均在GB/T 6529——2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》标准[2]规定的标准大气[（20±2）℃，相对湿度（65±4）%]中调节24 h以上。

1.3 试验仪器

YG（B）216-Ⅱ织物透湿量仪，ML204电子天平。

1.4 试验方法

1.4.1 织物透湿性试验

透湿性试验按照GB/T 12704.2——2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》标准[3]方法A（正杯法）进行，测得透湿率。透湿率的大小表示试样两面在保持规定的温湿度条件下、规定时间内垂直通过单位面积试验的水蒸气质量。试验环境采用标准规定b组试验条件：温度（23±2）℃，相对湿度（50±2）%，气流速度0.3～0.5 m/s。

按标准进行制样，5种不同纤维含量的织物分别取样，每种织物各取4块直径为70 m的试样，其中3块用于常规试验，1块用于空白试验，根据组合试样的变化值，按公式（1）计算透湿率，结果取3块试样的平均值，修约至小数点后2位。

式中：WVT——透湿率，g/（m2·24 h）；

Δm——同一试验组合体两次称量之差，g；

Δm’——空白试样的同一试验组合体两次称量之差，g；

A—— 有效试验面积（本部分中的装置为0.002 83 m2），m2；

t——试验时间，h。

1.4.2 织物放湿性试验

织物放湿性好坏可以以放湿时间来体现，也可以用织物的放湿率来表示。放湿率是指将吸湿后的试样置于一定环境条件下，织物放湿量与吸湿初始质量的比例反映了织物自然干燥的速度。

参照GB/T 21655.1——2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单项组合试验法》标准[4]，从A——E号织物中各剪取10 cm×10 cm试样，将试样放入盛有蒸馏水的玻璃器皿中，让试样自然吸水下沉，当试样在水中完全浸湿30 min后取出，自然平展地垂直悬挂，让试样水分自然下滴。当试样不再滴水时或滴水间隔时间≥30 s时，立即用镊子取试样称取质量，记为初始质量m。然后将试样放置在（20±2）℃，相对湿度（65±4）%环境中放湿，每隔5 min称取一次试样质量mi，精确至0.001 g，直至连续两次称取的质量互差不超过1%，则中止试验，并按公式（2）计算放湿率。

式中：m——吸湿滴干后的初始质量，g；

mi——放湿过程中每次实测质量的值，g。

2 试验结果和讨论

2.1 织物透湿性

按照织物透湿性试验方法，得到A——E号试样的透湿率的平均值，见表2。

表2 织物透湿率试验结果

从表2中A——E号试样的透湿率试验结果看，纯PLA纤维织物的A号试样透湿率最高，达到6 292.99 g/（m2·24 h），当织物中PLA纤维含量下降到60%左右、相应桑蚕丝含量上升到40%左右时，织物的透湿量相应下降到5 763.71 g/（m2·24 h），下降幅度达到8%左右。下面以A——E号织物中PLA纤维含量对织物透湿率试验结果进行线性拟合，得到线性拟合方程为：y=13.452x+ 4 919.7，相关系数0.980 2。根据上述试验结果，绘制PLA纤维含量与透湿率关系图，如图1所示。

从图1可以看出，在织物组织一致的情况下，改变织物中的纤维含量比例，织物的透湿率也随之改变，随原料中PLA纤维含量的降低呈现规律下降趋势，且线性关系良好。对于PLA纤维/桑蚕丝交织织物来说，PLA纤维对织物的透湿性能影响大于桑蚕丝，且随着织物中PLA纤维含量的增加，织物的透湿率逐渐变大，即透湿性能逐渐提高。织物的透湿性能与织物中PLA纤维的含量成正比关系，与织物中桑蚕丝含量成反比关系。

2.2 织物放湿性

按照织物放湿性试验方法，得到A——E号试样在不同放湿时间下的放湿率，结果见表3。

从表3中A——E号试样的放湿率试验结果看，织物放湿性能的好坏与放湿率有关系，放湿率越大表明放湿性越好。除此以外，其还与放湿率的变化快慢有关系，放湿越快织物的放湿性能越好；反之，织物的放湿性能越差。其中，编号A的织物为100%PLA纤维，达到放湿稳定的时间为30 min左右，其他交织织物的放湿时间略有延长。

根据不同放湿时间时各PLA纤维/桑蚕丝交织织物的放湿率变化，绘制放湿时间与放湿率的变化曲线，见图2。

图1 PLA纤维含量与透湿率关系

表3 不同放湿时间时织物放湿率试验结果

图2 PLA纤维/桑蚕丝交织织物放湿时间与放湿率关系

从图2可见，在织物组织等条件一致的情况下，对于PLA纤维/桑蚕丝交织织物来说，随着PLA纤维含量的降低、桑蚕丝含量的增加，织物的放湿率也随之呈现一定规律的下降趋势。因此，织物的放湿性能与织物中PLA纤维含量成正比关系，即当PLA纤维含量增加时，织物整体的放湿性能会出现一定程度的提高；反之，织物的放湿性能会出现下降。从单个织物的放湿过程看，放湿率也在不断变化，在刚开始放湿时，织物的放湿率变化最大，随着时间的延长，织物中含湿量不断减少，放湿率变化开始变缓，直至织物达到放湿平衡，放湿率维持恒定。

3 结语

PLA纤维/桑蚕丝交织织物的透湿性试验结果显示，PLA纤维对织物透湿性能的影响大于桑蚕丝，随着织物中PLA纤维含量的增加，织物的透湿率变大，即透湿性能逐渐提高。织物的透湿性能与织物中PLA纤维的含量成正比例关系。PLA纤维/桑蚕丝交织织物的放湿性试验结果显示，随着织物中PLA纤维含量的增加、桑蚕丝含量的降低，织物的放湿率也随之变大，即放湿性能逐渐提高。织物的放湿性能与织物中PLA含量成正比，因此，随着PLA纤维含量的提高，织物的湿传递性能也得到了提高，加上具有环保、自然降解和价格便宜等特点，可以考虑选用聚乳酸纤维替代真丝等材料，提高服装产品的舒适性。