细旦聚酯长丝纱线及其用于运动服时的织物水分传输特性

2021-03-17UdayaKrithikaPrakashSampathSenthilkumar

国际纺织导报 2021年8期

S. M. Udaya Krithika， C. Prakash， M. B. Sampath， M. Senthilkumar

1. Sona理工学院服装技术系(印度)2. K. S. Rangasamy理工学院纺织技术系(印度)3. PSG理工学院纺织技术系(印度)

一般而言，纱线排列后形成高度多孔的结构，具有良好的透气性能和芯吸性能，可以吸收人体的湿气并排出体外。由于纤维线密度较小，细旦纤维排列后能够形成小孔并且具有更高的比表面积，由此具有较大的毛细效应，从而具有良好的湿气传输性能并使水分更快地蒸发。在一项针对细旦聚酯(PET)纱线的研究中，探究了长丝根数分别为34、 48、 108、 144和288的细旦聚酯纱线的吸湿性和舒适性，相对应的纱线分别记为34F、 48F、 108F、 144F和288F。研究结果表明：108F的细旦PET长丝纱线具有较高的芯吸性能和最佳的舒适性，更适合用于制作运动服；长丝的线密度和纱线中长丝的根数是决定细旦PET纱线舒适性的主要因素。

1 长丝的芯吸性能

本文以上述5种不同的细旦PET长丝纱线为研究对象。长丝芯吸是通过将一定数量(如25%、 50%、 75%和100%)的长丝从单束纱线中分离出来实现的。以108F长丝纱线为例，25%、 50%、 75%分别表示从108根长丝中分离出27、 54、 81根。通过对这5种纱线进行长丝芯吸试验来获取纱线作为单根长丝时的芯吸性能。为了评估分离长丝的芯吸特性，将25%、 50%、 75%和100%的单丝垂直悬挂，其下端2 cm浸入200 mL蒸馏水中，向蒸馏水中添加0.5 mL的日落黄染料，以观察芯吸过程中水通过细丝毛细管孔的传输情况。测试过程中，每隔0.5和1、 2、 3、 5、 10、 15 min观察水在毛细作用下的芯吸高度，结果如图1所示。

图1 长丝线密度对纱线芯吸特性的影响

由图1可知，随着纱线中长丝数量的增多，纱线芯吸高度也在增加。因此，可以通过增加长丝数量和降低单丝线密度来实现最大的芯吸能力。当长丝的数量从25%增加到100%时，由于纱线具有较大的毛细作用，其芯吸高度随之增加。在所有试验纱线中，尽管288F长丝纱线具有更多的长丝数量，但是108F长丝纱线却表现出最大的芯吸高度。原因是，太小和太大的毛细作用都会降低纱线的芯吸能力，纱线中的毛细孔最佳时，使水在纱线表面的传输速度更快。因此纱线芯吸能力的高低取决于长丝线密度、长丝数量和纱线线密度的选择。

2 混纺纱线的芯吸行为

多层纺织材料可以通过改善水分管理特性来提供理想的运动服。在纬编针织中采用镀圈技术可以制备双层或双层以上织物。在双层织物中，靠近皮肤的第一层是由细旦PET纤维或聚丙烯(PP)纤维组成的芯吸层，第二层通常是纤维素层，如棉或黏胶，用于吸收和蒸发汗液。到目前为止，对织物纵向芯吸行为的探究已经开展，然而着重于横向芯吸(垂直于身体和织物表面)的研究也很重要，因为人体产生的汗液趋向于朝着垂直人体表面的方向流出体外。因此，研究混纺纱线的芯吸行为是十分必要的。因为当人体产生汗液时，面料必须立刻产生芯吸，使存在于内层的部分汗液转移到外层，剩余的汗液向下流动，芯吸层和吸水层在多方向上的组合可能有助于改善织物基材的吸湿特性。为了研究混纺纱线的芯吸特性，选取6种不同组合的试样，如棉和108F细旦PET长丝组合、棉和288F细旦PET长丝组合、108F细旦PET长丝和PP纤维组合、288F细旦PET长丝和PP纤维组合、棉和棉组合、PP纤维和PP纤维组合的混纺纱线(图2)，测试其芯吸性能。

图2 混纺纱线的芯吸行为

由图2可知，棉与108F细旦PET长丝组合的混纺纱线在10 min时的芯吸高度较高，为10.08 cm，其次是棉与288F细旦PET长丝组合的混纺纱线，其在10 min时的芯吸高度为9.60 cm。棉和细旦PET长丝组合的混纺纱比PP纤维和细旦PET长丝组合的混纺纱具有更高的芯吸高度。

将细旦PET长丝和棉组合的混纺纱线按照下述规格加工成针织物：采用具有96个喂入器的直径为76.2 cm的12号单面针织圆机，以15 r/min的速度制备织物试样，与对照样一起分析织物的芯吸行为。

3 细旦PET织物的芯吸性能

将108F和288F的细旦PET长丝和棉采用不同组合分别加工成100%棉纱线、100%108F细旦PET纱线、100%288F细旦PET纱线、棉和108F细旦PET纱线组合以及棉和PP纱线组合，并分别制成织物试样。将尺寸为20 cm×2 cm的织物试样垂直悬吊，其下端2 cm浸入含200 mL蒸馏水的容器中。试验过程中，在一定的时间间隔内观察毛细作用下水的垂直运动，观察时间总计30 min(图3)。

图3 不同织物试样的芯吸特性

由图3可知：108F细旦PET纱线制成的织物在30 min的时间内纵向芯吸高度为23.3 cm；而在横向芯吸过程中，棉与108F细旦PET纱线组合的织物试样在30 min内展现出较高的芯吸高度，为12.5 cm。采用各种参数对织物试样进行全面测试发现，与其他所有纱线相比，由100%108F细旦PET长丝纱线制成的织物试样以及由棉和108F细旦PET长丝混纺纱线制成的织物试样显示出非常优异的芯吸性能。由108F和288F细旦PET长丝纱线制成的织物的芯吸性能与其纱线阶段表现出来的芯吸性能相同。可以理解为，这些长丝纱线的芯吸特性也会影响其织物的芯吸性能，因此，仅进行细旦长丝纱线的芯吸测试就足以评估织物的芯吸特性。

4 细旦PET织物的水分传输行为

4.1 浸润试验

对由100%棉线、100%108F细旦PET纱线、100%288F细旦PET纱线、棉和108F细旦PET混纺纱线以及棉和PP混纺纱线制成的织物试样进行浸润试验发现，100%108F细旦PET纱线制成的织物润湿时间只有8.38 s(图4)。

图4 针织物的浸润、下沉以及吸湿行为

4.2 下沉试验

对由100%棉线、100%108F细旦PET纱线、100%288F细旦PET纱线、棉和108F细旦PET混纺纱线以及棉和PP混纺纱线制成的织物试样进行下沉试验，结果发现，棉和PP纱线组合试样的下沉时间最长，为3.4 s，其次为棉和108F细旦PET组合制成的织物试样，其下沉时间为2.4 s。

4.3 吸水试验

试验观察到：100%棉织物试样在吸水试验前质量约为0.52 g，吸水量约为1.16 g，即吸水试验后织物质量为1.68 g；棉和108F细旦PET组合织物试样在吸水前的质量为0.72 g，其吸水量约为1.15 g，吸水试验后织物质量增大到1.87 g。很明显，与其他试样相比，100%棉织物与棉和108F细旦PET组合织物试样能够吸收更多的水。