基于层合的棉/涤及涤/涤单向导湿针织面料开发

高 胜,陈志鹏

(1.武汉依翎集团 武汉市依翎针织有限责任公司研发中心,湖北 武汉430000;2.武汉纺织大学 纺织科学与工程学院,湖北 武汉430020)

贴身穿着的针织面料,其舒适性对穿着者来说非常重要,热湿舒适性又是特别重要的指标。具有良好吸湿快干功能的针织服装受到了市场的青睐,生产厂家不断寻求创新,通过不同的方式生产这类功能面料。采用吸湿快干纤维材料纱线织造来实现吸湿快干针织面料是生产厂家普遍采用的方式,但其有一定的局限性,如棉针织面料通过常规的加工很难实现吸湿快干,而采用不同性能的纤维材料进行混纺形成吸湿快干针织面料也是生产厂家常用的方式。这些方式可以实现针织面料的吸湿快干功能,但很难实现更高一级的单向导湿功能要求。生产厂家也有采用不同的面料进行层合而形成特定功能的复合面料,层合工艺的特点是能组合不同面料的性能使层合后的面料具有新的功能,还能充分发挥各自面料特有的性能,如采用起绒针织面料与梭织面料进行复合得到的面料,具有保形性好和保暖性能佳的特点。文中采用亲水性好的面料与具有一定疏水性的面料进行复合,得到了一种具有单向导湿功能的复合面料。

1 面料的选择

层合的导湿面料运用芯吸原理,外层面料需要有良好的吸湿性,内层面料有一定的拒水性,设计成两层面料,两层面料又设计了2种组合:第一种双层层合面料外层是亲水棉面料,内层是经过疏水处理的涤纶面料,即亲水棉/疏水涤层合面料;第二种双层面料是外层做过亲水整理的涤纶面料与内层做过疏水整理的涤纶面料层合,即亲水涤/疏水涤层合面料。层合面料中各层面料的基本结构参数见表1。

表1 面料的基本参数

2 面料层合工艺

试验设备:胶点转移复合机。

层合工艺:涂覆黏合剂为聚酯复合胶,异氰酸酯,GLA-75架桥剂,按照100∶45∶15的比例混合而成,在温度115℃,压力为3 kgf/c m2,时间为15 s的工艺条件下上胶量为15~20 g/m2,层合后的面料在140~170℃的温度下焙烘定形。层合后的2种双层面料的厚度和平方米克重,见表2。

表2 层合后面料的基本参数

由以上工艺层合出来2种面料,通过测试面料的芯吸高度、滴水扩散时间、快干性、导湿面积、面料的热阻湿阻以及液态水管理系统MMT进行测试来评价面料的导湿性和舒适性。

3 层合面料的导湿性能

3.1 芯吸性能与快干性能

由于2种面料的里层都是疏水涤面料,复合后的复合面料的里层的芯吸高度为零,而外层则表现出较好的湿传递性,2种双层复合面料外层的芯吸性能测试结果如图1、图2所示。

图1 亲水棉/疏水涤层合面料纵横向芯吸

图2 亲水涤/疏水涤层合面料纵横向芯吸

由图1和图2可知,亲水棉/疏水涤层合面料和亲水涤/疏水涤复合面料外层都有较好的芯吸效应,亲水涤/疏水涤复合面料的纵横向芯吸分别为12.5 c m和6.0 c m,亲水棉/疏水涤层合面料纵横向芯吸分别为8.5 c m和4.5 c m,涤涤层合面料比棉涤层合面料的纵横向芯吸要高,这与层合面料中各面料独立的性能有一定关系,更主要的是涤涤层合面料中,经过亲水处理的涤纶面料的湿传递性比普通的棉纤维的湿传递性要强,另外涤纶纤维的毛细效应本身就好,这种涤/涤层合的面料芯吸效应较好。

测试层合后2种双层面料的干燥时间,棉/涤层合面料完全干燥的时间为40 min,涤涤层合面料完全干燥的时间为25 min,说明层合后双层面料的快干性能都较好,且涤/涤层合的面料快干性更好,主要是因为亲水涤面料中的涤纶纤维湿传递性能较好,涤纶吸收水分后,在面料表面快速扩展,水份蒸发的面积增大,面料的水分能快速蒸发,而棉纤维本身的保水性较强,经过吸收水分后纤维会发生膨胀,面料间的空隙会被堵塞,织物放湿的速度会减慢,影响水分的蒸发。所以,涤/涤层合的面料快干性能比棉涤层合的面料要好。

3.2 透气性

测试面料的透气性,棉/涤用的是4号喷嘴,涤/涤面料用的是8号喷嘴,经过层合后2种双层面料透气性差别比较大,棉/涤层合面料的透气性能较差为417.5 mm/s,涤/涤层合后面料的透气性较好为1 095.4 mm/s。由于棉/涤面料的组织结构和纱线决定了面料较厚,平方米克重较大;涤/涤层合面料的组织结构和纱线决定面料的厚度较薄,平方米克重较小,所以棉/涤层合面料的透气性较涤/涤面料的透气性小。由于人体在大量运动时,会产生大量的热气,透气性好的面料有利于面料贴肤层的热气向外扩散,所以用涤/涤层合的面料舒适性比棉/涤层合的面料舒适性要好。

3.3 动态水分传递性能

根据GB/T 21655.2-2009的液态水分动态传递法,运用模拟人体汗液配置一定浓度的氯化钠溶液,通过定量记录氯化钠溶液在120 s内在面料的面层和贴肤层的传递过程、面料的吸湿快干性能得到量化,并且能够模拟汗液测试氯化钠溶液在面料上的传递分布特征,为单向面料的导湿性能测试提供了新的方法,这个方法更有说服力和依据。对于面料层数多的织物,汗液在面料面层和贴肤层的传导性能的差异率对面料的舒适性影响很大,由于MMT测试能定量评价汗液在面料上的传导性能,为设计多层功能性的面料提供指导。运用MMT测试的相关指标有面料的浸湿时间,面料的最大浸润半径、液态水传递速度、单向传递指数以及液态水动态传递指数。测试数据见表3,2种面料的吸湿动态曲线及评价级别分别如图3~图6所示。

表3 面料的动态水份测试指标

图3 液态水在棉/涤面料中的传导过程

图4 棉/涤MMT各指标的等级

图5 液态水在涤/涤中的传导过程

图6 涤/涤MMT各指标的等级

用GB/T 21655.2-2009《纺织品 吸湿速干性的评定第二部分:动态水分传递法》中规定的面料达到吸湿速干的标准来衡量,具体性能指标如下:运用面料的浸润时间和吸水速率2个指标来表征吸湿性(要求达到三级或以上),运用渗透面最大浸润半径、渗透面液态水扩散速率、单项传递指数3个指标来表征面料的速干性(要求达到三级或以上),运用单向传递指数来表征面料的排汗性(要求达到三级或以上),运用单向传递指数(要求达到三级或以上)、液态水动态传递综合指数(要求达到二级或以上)来表征面料的综合速干性。由棉/涤层合面料和涤/涤层合面料的动态水分传递测试指标可以看出,涤/棉的浸润时间和吸水速率,达到了五级,说明涤/棉的吸湿性很好;棉/涤面料的最大浸润半径,评定等级在二级范围内,外层的水分扩散速率非常快,说明内层的汗液能快速传导到面料的外层,被评定为五级,棉/涤面料的单向传递指数较高,评定为四级,液态水动态传递综合指数为0.87,在五级范围内,结合这3个指标的评定可以得出面料的速干性较好;单向传递指数被评定在四级说明面料的排汗性和速干性较好;涤/涤的浸润时间,比棉/涤面料要快,说明层合的涤/涤面料能非常快得被浸润,被评定为五级,吸水速率大于内层小于50%/s,外层的吸水速率大于100%/s,说明面料的吸水性能非常好,达到了四到五级,结合这3个指标可以得出棉/涤的吸湿性比涤/涤的更优;涤/涤面料的最大浸润半径评定等级在二级范围内,外层的水分扩散速率为14.94 mm/s,速率极快且比棉/涤层合面料的快,说明内层的汗液能快速传导到面料的外层,被评定为五级,涤/涤面料的单向传递指数为547.26,汗液的单向传递性能较好,评定为五级,结合这3个指标的评定可以得出涤/涤面料的速干性较棉涤面料的好,由涤/涤面料的单向传递指数547.26,评定为五级,且液态水动态传递综合指数为1达到五级最高标准,说明涤/涤面料的排汗性和综合速干性非常好。综上所述,涤/涤的单向导汗性能较棉/涤的好与传统的测试方法结果一致。

两层层合面料在120 s内,面料内层的含水量较正面的少,汗液主要集中在面料外层,面料导湿性能明显,面料内层的含水量先快速上升,在20 s左右面料内层的含水量达到最大,之后面料内层的含水量逐渐减小,且水分主要集中在面料的外层,说明在实际穿着这种层合面料的过程中,在人体显汗的条件下,汗液能在面料内层面料上铺展开并能很快地把贴肤层的汗液传导到面层,快速蒸发;通过对棉/涤和涤/涤层合面料的相关性能测试,棉/涤面料和涤/涤面料都具有良好的单向导湿性能,且棉/涤层合面料与涤/涤层合面料相比,在20 s后,涤/涤层合面料的内层含水量一直比棉/涤面料的小,贴肤层的干爽舒适性好。

4 结语

选择导湿性良好的针织面料与具备较好疏水性的面料进行层合,可以获得具有良好单向导湿性能的复合面料。通过成熟的层合工艺,对棉亲水面料与涤疏水面料进行复合获得了棉/涤层合面料,对亲水涤与疏水涤针织面料进行层合获得了涤/涤层合面料。对2种层合面料进行了纵横向芯吸、面料的透气性、面料的快干性及MMT测试,测试表明,通过选择合适的面料运用层合工艺开发导湿面料是可行的,且开发的面料单向导湿效果都较好,对于夏季运动服面料采用涤/涤的面料层合,在衣服被大量汗液浸湿时,涤/涤面料能快速蒸发干燥,相对棉/涤面料较舒适,而棉/涤面料层合面料比较适合作为秋冬季贴身穿着的服装面料。