组织结构对防紫外吸湿速干织物性能的影响

2021-05-08龙晶沈兰萍

现代纺织技术 2021年2期

龙晶沈兰萍

摘要：为了改善纯棉织物导湿速干性差、吸湿后衣服与皮肤严重的黏着性等问题，以Coolmax纱线和防紫外竹/棉混纺纱线为原料，设计开发4种不同组织结构的防紫外吸湿速干织物，测试4种不同组织结构织物的基本服用性能、吸湿速干性能和防紫外性能。结果表明：这4种组织织物均具有较好的防紫外吸湿速干性能。其中，缎纹组织为综合性能最佳的织物组织。

关键词：Coolmax纱线;混纺纱;防紫外;吸湿速干;组织结构

中图分类号：TS102.5

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2021）02-0039-04

Abstract：In order to address the defects of poor wet permeability and quick drying， and wetted clothes clinging to skin， anti-ultraviolet， moisture-absorption and quick-drying fabrics of four different weave structures were designed and developed using Coolmax yarns and anti-ultraviolet bamboo/cotton blended yarns as raw materials. The fabrics were tested for the basic wearability， wet permeability， quick-drying and ultraviolet protection. The results show that the fabrics of the four weave textures all are of good ultraviolet protection， wet permeability， and quick-drying performance. Among the four structures， satin weave performs best in respect of overall performance.

Key words：Coolmax yarns; blended yarns; anti-ultraviolet; moisture absorption and quick-drying; weave structure

作者简介：龙晶（1995-），女，陕西渭南人，硕士研究生，主要从事纺织材料与纺织品设计方面的研究。

近年来，温室效应的加剧，使人们对面料的抗紫外线和吸湿快干性要求越来越高[1-2]。目前，市场上出现的防紫外纺织品大多数都是通过后整理的方式实现的，但这种方式存在很多缺陷，如耐久性差、舒适性差等问题[3]。此外，对于吸湿速干织物的研究只集中在吸湿导湿纤维[4]和单一功能织物上，且在针织领域研究诸多，周亚利等[6]设计并开发了吸湿快干抗菌复合针织弹力牛仔面料;李伟涛[7]采用了云母冰凉纤维，开发轻薄的云母冰凉纤维针织物;朱碧红、葛俊伟等[8-9]对织物吸湿排汗性、刚柔性、起毛起球性等服用性能及物理性能进行了测试，分析了织物组织结构对针织物综合性能的影响。而对兼具防紫外线、除臭、透气、抑菌等多功能的吸湿速干机织物的研究还处于空白状态。市场上常见的吸湿性产品主要以棉、黏胶等具有优良吸湿性的织物为主[10-11]，但当人们在剧烈运动时，该类织物不能及时的将汗液导出，使衣服与人体处于黏贴状态，极大地影响织物的舒适性[12]。

针对以上问题，采用具有优良吸湿导湿性能的截面异性纤维Coolmax[13]，具有除臭、透气、抑菌性能的竹浆纤维[14]和具有优异舒适性和吸湿性兼具的棉纤维[15]为原料，设计开发4种不同组织结构的防紫外吸湿速干织物，测试4种不同组织结构织物的基本服用性能、吸湿速干性能和防紫外性能，分析织物组织结构对防紫外吸湿速干机织物的影响。

1 实验

1.1 原料与仪器

原料 Coolmax纱线，7.38×2 tex;防紫外竹/棉混纺纱（30/70），7.38×2 tex。均由浙江肖庐纱线科技有限公司提供。

仪器 YG（B）141D数字式织物厚度仪（温州际高检测仪器有限责任公司）;YG461E型数字式织物透气量仪（宁波纺织仪器厂）;YG502B型织物起毛起球仪（宁波纺织仪器厂）;M290 MMT液态水分管理测试仪（锡莱亚太拉斯有限公司）;UV-2000F纺织品抗紫外因子测试仪（美国Labsphere Inc.公司）。

1.2 织物组织结构设计

本试验根据织物平均浮长线的差异，共设计了4种不同组织的防紫外吸湿速干织物（平纹组织、方平组织、斜纹组织和缎纹组织，平均浮长为1，2，2，2.5），組织结构如图1所示。

根据夏季服装面料的要求，将4种组织织物的上机规格参数设计为表1所示。

1.3 表征及性能测试

1.3.1 厚度

依据GB/T 3820—1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》测定试样厚度。压脚面积为2 000 mm2，压强为1 kPa，加压压力为200 cN的条件下，30 s内测得织物的厚度，每个试样测10次，求平均值。

1.3.2 透气性

根据GB/T 5435—1997《纺织品织物透气性能的测试》测定试样透气性。将测试织物在标准大气下调湿24 h，测试压差为100 Pa，试样面积至少为25 cm×25 cm，喷嘴口径为8 mm，每个试样测10次，求平均值。

1.3.3 抗起毛起球性

根據GB/T 4802.1—2008《纺织品织物起毛起球性能测定第1部分：圆轨迹法》测定样品抗起毛起球性。试样大小为直径120 mm的圆形，在夹头加压压力为490 cN的条件下、进行次数为10次的起毛测试和次数为50次的起球测试。最后对其进行评级，织物的起毛起球指标依据起球程度划分成5级，1级起球严重，最差，5级最好。

1.3.4 吸湿速干性能

依据GB/T 21655.1—2009《纺织品吸湿速干性的评定第二部分：动态水分传递法》测定试样吸湿速干性。测试指标为吸水速率、浸湿时间、液体扩散速度和最大浸湿半径。测试时间为120 s，每个试样测10次，取平均值。

1.3.5 防紫外性能

根据GB/T 18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》测定试样防紫外性能，测试指标为UPF值和UVR值。应将试样放在标准大气下调湿24小时后进行测试，最后记录UPF值和UVR值。每个试样测10次，求平均值[16-18]。

2 结果及分析

2.1 织物基本服用性能

4种防紫外吸湿速干织物的基本服用性能测试结果如表2所示。

由GB/T 3820—1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》和表2织物厚度测试结果可知：平纹组织、方平组织、斜纹组织和缎纹组织织物均属于偏薄型织物。织物厚度由大到小顺序依次为缎纹组织、斜纹组织、方平组织和平纹组织。因为缎纹组织织物自身的原因，其平均浮长较长，单位面积内经纬纱交织次数最少，织物较为蓬松，因此，织物较厚。而方平组织相比平纹组织而言，浮长线较长，交织点相对较少，故纱线容易重叠，从而导致织物的整体厚度较大于平纹组织。在透气性方面，缎纹组织的透气性相对于斜纹组织、平纹组织和方平组织来说最好，因为缎纹组织织物表面组织点较少，织物较为蓬松，对空气的阻力较小，因此，其透气量较其他3种组织织物而言最好。抗起毛起球方面，4种组织织物的抗起毛起球性能都在4级以上，均具有较好的抗起毛起球性。

对各项测试项目的国家标准和4种防紫外吸湿速干织物的基本服用性能测试结果进行综合对比分析，可知这4种防紫外吸湿速干织物均具有较好的基本服用性能。

2.2 织物吸湿速干性能

4种防紫外吸湿速干织物的吸湿速干性能测试结果如表3所示。

浸湿时间和吸水速率是表征织物吸湿性的指标，浸湿时间越少，吸水速率越快，织物的吸湿性就越好。由表3测试结果可知：缎纹组织的浸湿时间用得最少，斜纹组织次之，方平组织第三，平纹组织的浸湿时间最多。由GB/T 21655.1—2009《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》可知：缎纹组织和斜纹组织的浸湿时间在3.1～6.0 s之间，吸湿级别达到测试标准中的4级（快速），方平组织和平纹组织织物浸湿时间在6.1～20.0 s之间，吸湿级别均达到3级（中速）。由表3测试结果可知：缎纹组织单位时间内的吸水速率增加最快，斜纹组织次之，方平组织较慢，平纹组织最慢，由GB/T 21655.1—2009《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》可知：缎纹组织的吸水速率在50.1～100.0%/s之间，吸湿级别达到测试标准中的4级（快速），斜纹组织和方平组织的吸水速率在30.1～50.0%/s之间，吸湿级别达到测试标准中的3级（快），平纹组织吸水速率在10.1～30.0%/s之间，吸湿级别达到测试标准中的2级（较快）。

最大浸湿半径和液体扩散速度是表征织物速干性的指标，最大浸湿半径越大，液体扩散速度越快，织物速干性就越好。由表3测试结果可知：缎纹组织和斜纹组织的最大浸湿半径最大，方平组织次之，平纹组织最小，由GB/T 21655.1—2009《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》可知：缎纹组织和斜纹组织的最大浸湿半径>22.0 mm，级别达到国家标准中的5级（极大），平纹组织和方平组织的最大浸湿半径在12.1～17.0之间，级别为3级（较大）。缎纹组织和斜纹组织的液体扩散速度>4 mm/s，扩散级别达到测试标准中的5级（极快），平纹组织和方平组织的液体扩散速度处于3.1～4.0之间，级别为3级（中快）。

造成以上测试结果的原因是因为织物的吸湿速干性与组织结构有密切的关系，缎纹组织交织次数较少，经纬方向的浮长线较长，对水分的阻碍较小，因此，吸湿速干性能较好。虽然斜纹组织具有较长的浮线，但其织物自身组织点连续而形成倾斜的纹路，使得吸湿速干性能较差于缎纹组织。方平组织具有较长浮长线，但其组织结构规律与平纹组织相似，织物表面的组织点和经纬纱线的交错次数较多，对水分的阻碍较大，因此，平纹组织和方平组织的吸湿速干性能较缎纹组织来说较差。

2.3 织物防紫外性能

4种防紫外吸湿速干织物的防紫外性能测试结果如表4所示。

UPF是目前国内外采用较多的评价织物防紫外性能的指标，UPF越高，表明织物的抗紫外性能越强，URV越低，表明织物防紫外线效果越好，由GB/T 18830—2009《纺织品防紫外线性能的评定》可知：若机织物的UPF值大于50+，UVR小于5%，则说明该织物具有非常优异的防紫外线性能。由表4防紫外性能测试结果可知：缎纹组织、斜纹组织、方平组织和平纹组织的防紫外线指标UPF和UVR均符合国家标准的要求，因此，这4种织物均具有优异的紫外线防护能力。由于厚度对织物的防紫外性能具有显著影响，由表2可知，缎纹组织织物的厚度较厚于其他3种组织织物，因此，缎纹组织的防紫外性能较优于其他3种织物。

3 结论

a）以Coolmax纱线和防紫外竹/棉混纺纱为原料，设计并开发出的缎纹组织、斜纹组织、平纹组织和方平组织这4种机织物均具有防紫外吸湿速干性能。

b）从织物基本服用测试结果可知，在实验条件下，厚度方面，平纹组织、方平组织、斜纹组织和缎纹组织织物均属于偏薄型织物。透气性方面，缎纹组织的透气性较斜纹组织、平纹组织和方平组织来说最好。抗起毛起球方面，平纹组织、方平组织、斜纹组织和缎纹组织织物的抗起毛起球等级都在4级以上，抗起毛起球性均较好。

c）从织物吸湿速干测试结果可知，在实验条件下，缎纹组织和斜纹组织为吸湿速干性能最好的织物组织。

d）从织物防紫外性能测试结果可知，在实验条件下，缎纹组织、斜纹组织、方平组织和平纹组织的防紫外线指标UPF和UVR均符合国家标准的要求，缎纹组织的防紫外性能较优于其他3种织物。

e）在实验条件下，得出开发防紫外吸湿速干织物的结构参数为经、纬纱线密度为7.38×2 tex，经纬向密度分别为384根/10 cm、284根/10 cm，织物组织为缎纹组织。

参考文献：

[1] 龙晶，凌子超，沈兰萍.功能性吸湿导湿机织物的开发及性能研究[J].合成纤维，2018，47（11）：32-34.

[2] 龙晶，沈兰萍.织物组织结构对吸湿快干机织物性能的影响[J].合成纤维，2018，47（2）：36-39.

[3] 魏孟媛，和杉杉，段冀渊，等.功能性纺织品的安全性评估及其功能因子的分析[J].产业用纺织品，2014，24（7）：39-43.

[4] 程隆棣，俞建勇，翟涵，等.功能性涤纶纤维及其产品的吸湿导湿性能[J].棉纺织技术，2003，31（9）：34-36.

[5] 周亚利，张宇，余阳，等.吸湿快干抗茵复合针织弹力牛仔面料的开发[J].纺织科技进展，2012（4）：14-19.