吸湿排汗锦纶织物的开发

本文论述了锦纶织物吸湿排汗的机理,影响织物吸湿排汗的主要因素,高导湿锦纶织物的结构设计原则和提高织物吸湿排汗性能的主要方法.针对双层织物,作者建议尽量用细纤维,并加大内外层纤维的直径差,使织物里层的纱线和纤维都要比外层粗.

Thispaperdescribesthemechaniofmoistureabsorbableandbreathablenylonfabric,themainfactorsofaffectingmoistureabsorbableandbreathablefabric,theprinciplesofstructuredesignofhighmoisturenylonfabricandthemainmethodofimprovingmoisturemanagementproperties.Fordouble-layerfabric,theauthorssuggestedthatfinefibersshouldbeused,increasingthedifferenceoffiberdiameterbetweeninnerandouter,theyarnandfiberofinnerlayershouldbecruderthanouter.

在开发吸湿性纤维方面,国内外厂家主要是通过纤维截面异形化来增加毛细管作用,使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道,产生芯吸作用而具有干爽导湿性能.芯吸作用愈大,导湿性能愈好.

近年来双层或多层结构织物发展,科学地利用疏水性合成纤维作里层,以吸湿性天然纤维作表层的新方法,克服了由原来以棉作内层出汗后发生皮肤与织物粘连、发冷感觉的问题.

1织物吸湿排汗机理

人体出汗一般有两种表现：无感出汗和有感出汗.无感出汗是指少量汗液在汗腺孔附近蒸发为水汽,由于出汗量不大皮肤表面看不到液态的汗液,而是以气态的汗汽形式存在.这些气态水分首先被纤维材料吸收（即吸湿）,然后通过纤维内孔洞和纤维间空隙的毛细管传输到织物外表面,再扩散到环境中去.有感出汗是指在高温或运动状态下短时间内大量的出汗,在皮肤表面形成液态汗.由于吸湿排汗纤维一般具有较高的比表面积,其截面一般为特殊的异形状,表面有众多的微孔或沟槽,从而使皮肤表面的液态水分通过纤维内部的孔洞（毛细孔、微孔、沟槽以及纤维之间的空隙）所产生的毛细效应迅速的被纤维吸附,进行扩散和蒸发（即放湿）.因此,纤维的吸湿性和透气性与水分传递性能有密切关系.

2影响织物吸湿排汗性的主要因素

织物的吸湿排汗性能与纤维材料的导湿性能有直接的关系；纤维的直径和截面形状影响毛细管的大小和形状；纱线的捻度也影响毛细管的大小、形状和分布规律；而织物的密度则影响织物中孔洞的大小和毛细管的多少.三者的合理搭配,会使织物中的孔洞小,毛细管多,从而使纤维中的液流畅通,从而改善了织物的吸湿排汗性能.

织物结构以及服装的款式与结构等因素也对吸湿排汗性能有着重要的影响.例如针织物,一方面,由于其特有的线圈结构有利于透气、吸湿排汗,如果配合使用吸湿排汗型纤维就可获得具有快速吸湿排汗功能的面料；另一方面,在服装结构上采用宽松款式,有利于体内汗液和汗汽通过对流形式挥发,特别是易出汗的腋下、背、胸等部位,采用通风的设计方法能使汗、汽快速挥发,使人体始终保持舒适.

3高导湿锦纶织物结构设计的原则

高导湿锦纶织物的设计思路应该主要通过毛细效应,将织物内层的汗水吸到织物外层,由织物外层蒸发,实现织物的导湿快干.为了增强毛细效应,纤维应尽量细.当锦纶织物采用双层结构时,外层的纱线和纤维要比里层细；当织物内、外层纱线的粗细一定时,加大织物内、外层纤维直径之差,可以增强毛细效应；当织物里外层纤维直径差一定时,里外层纤维越细,毛细效应越强.

织物外层厚度应小于内层,液流在织物中流动畅通,织物的导湿快干能力强.同时,要提高里层织物中纤维的表面亲水性,就要提高纤维的表面能,降低液体与纤维表面的接触角.疏水性纤维的亲水性可以通过染整加工来改善.但纤维内部亲水性基团较少时,纤维内部的亲水性较低,这样水分不易进入纤维内部,毛细效应显著,液态水传导快,织物耐水洗,织物可以保持持久的高导湿功能.

4吸湿排汗锦纶织物的开发方法

4.1开发新型吸湿排汗锦纶纤维

4.1.1采用物理方法

利用物理方法获得的吸湿排汗锦纶纤维主要有异形截面纤维和细旦、超细旦纤维.其主要原理是使纤维表面形成沟槽,借助沟槽的芯吸导湿性能,迅速吸收皮肤表层湿气和汗水,再由布表的纤维将汗水扩散并快速蒸发掉,从而达到吸湿排汗、调节体温的目的.

叶美明研制了截面为Y型、T星、十字形、五叶型的锦纶纤维.其主要是利用异形截面喷丝板喷丝孔的不同形状来制得异形截面纤维.

4.1.2采用化学改性方法

利用聚合物共混或复合纺丝法将含亲水基的聚合物与锦纶切片混纺丝；或者利用接枝共聚方法,在大分子结构内引入亲水基团,以增加纤维吸湿排汗功能.

赵建青、张世杰用纳米铜粒子催化剂使聚乙烯基毗咯烷酮在常温、常压下碱性水解进行开环反应,获得高效吸湿改性剂.再将少量该吸湿改性剂与锦纶6共混纺丝,制成高吸湿锦纶.制备的改性锦纶具有很强的吸湿能力,当吸湿改性剂质量含量为10%时,该纤维的吸湿率可以达到棉纤维的水平,同时提高了锦纶纤维原有的力学性能.

倪建新、钱燕飞开发了一种0.06D超特细涤锦复合纤维的加工方法.他们以涤纶切片60～85份、锦纶切片15～40份的重量比复合纺丝.其中复合丝横截面形状为圆形,横截面结构呈类似桔瓣形.用这种超特细涤锦复合纤维制成的织物比常规细旦纤维织成的织物,具有更加柔软的手感、透气性、吸湿性、去污性、散湿性能,同时,双组分复合纤维既具有涤纶的挺括、刚强特性,又具有锦纶的柔软、吸水特性.

4.2采用不同纱线混合织造

采用具有高吸湿性能的纱线与锦纶纱线混合织造,在改善锦纶织物的吸湿排汗性能的同时保持锦纶织物本身的优良性能.

沈汉墉利用20、30D超细旦锦纶丝作为经线、竹浆纤维纱线作为纬线,其织物不仅具有竹浆纤维的高吸湿快干、高透气性、抗菌等优点,而且具有锦纶织物的细腻感和悬垂性,制得的织物具有良好的吸湿排汗性能.

4.3采用内外双层结构或后整理方法

采用不同纤维交织制成双面复合结构织物或多层织物,是提高织物吸湿排汗性能的重要方法之一.织物的正面和反面或者内层与外层选择不同的纱线,可以使制得的织物具有良好的吸湿排汗性能.

周琴利用涤盖锦制得涤锦交织物.其中涤纶纱处在织物的外面,锦纶纱处在织物的里面.细旦锦纶的芯吸效应使织物里面具有很高的吸水、导水作用,可以尽快吸收身体表面的水分,织物外边的细旦高吸水涤纶纱可以把水分尽快排到服装的外面.

5结语

目前国内吸湿排汗锦纶织物开发的主要思路是采用物理方法改变化纤喷丝板微孔的形状,纺制具有表面沟槽的异形纤维来实现其吸湿排汗效果,这种方法是目前最直接,最有效的方法.异形截面纤维用来做吸湿排汗面料,具有许多优点,比亲水后整理更环保.吸湿排汗异形纤维主要包括十字形、五角形、四叶形等截面形状的纤维.

采用双层或多层结构织物科学地利用疏水性合成纤维作里层,以吸湿性天然纤维作表层,可以明显地提高织物的吸湿排汗性能.其织物克服了由原来以棉作内层出汗后,发生皮肤与织物粘连、发冷感觉的问题.

采用吸湿排汗助剂对织物进行后整理,也可以提高织物的吸湿排汗性能.为了增强毛细效应,应尽量使用细纤维.当锦纶织物采用双层结构时,织物外层厚度应小于内层,外层的纱线和纤维要比里层细,要加大织物内、外层纤维直径之差.

[5]倪建新,钱燕飞．一种0.06D超特细涤锦复合纤维的制备方法[P]．中国专利：200910025727.4,2009－08－12．

[6]沈汉墉．锦纶丝与竹纤维的交织布及其织造方法[P]．中国专利：0810136352.4,2009－09－23．

[7]周琴．涤锦交织物[P]．中国专利：200820217219.7,2009－10－28．