由表4可知:Coolnise长丝及其交织织物试样(#1—#10)的透湿率均优于两种纯棉试样(#11和#12),这是纯棉织物吸湿后,棉纤维膨胀堵塞了毛细管所致。
全部由Coolnise长丝编织的#1和#2与棉纤维在外层Coolnise长丝为里层的#4和#5比,由于外层棉纤维的吸湿性加强了里层Coolnise长丝的导湿性,以致#4和#5导湿率优于全部是Coolnise长丝的#1和#2织物。
由14.5tex棉纱和8.5texCoolnise长丝编织的珠地织物#5和#6,前者(#5)以棉纱为面纱,而后者(#6)以棉纱为地纱。结果是#5导湿率明显高于#6。
#6织物的导湿性不如织物#3、#7~#10的道理也是相同的,因为#3,#7~#10织物是部分区域由吸湿纤维组成,而其它区域由吸湿纤维在外和导湿纤维在内的双纱结构组成,或导湿纤维组成的缘故。
#1#2织物全部由Coolnise长丝编织成,由于#2织物表面凹凸不平的网状结构分布均匀且所占面积大,有利于湿气向大气中散发,因而#2织物的导湿率比#1织物好。
#4#5织物全部是14.5tex棉纱为面纱,8.5texCoolnise长丝为里层的双层结构,但#4织物是纬平针添纱组织,织物轻薄易于导湿,以致其导湿率较#5织物好些。
#7、#8织物与#9、#10织物比,两者均由两种性能不同的纱线混织而成,但#7、#8为单针筒织机编织的单面织物,较轻薄,后者为双针筒织机编织而成,较厚实,以使#7、#8织物的透湿性较好。
由此,上述10种试验织物的透湿性的好坏顺序为:#4织物>#5织物>#2织物>#1织物>#7织物>#8织物>#10织物>#3织物>#6织物>#9织物。(表4)
2、梭织物(9)(10)
由经纬纱是55.56tex和83.33tex的吸湿快干低弹网络聚酯丝,经密为64根/cm,与不同纬密(55~30根/cm,纬向紧度为58.74~32.04%),以及经密为64根/cm,与纬密为40根/cm的不同组织结构(平纹的交织频率0.50,4枚斜纹为0.25,5~16枚缎纹的交织频率分别为0.20、0.13、0.08和0.6)两组织物试样。经调湿后,参照FZ/T01071~1999《纺织品毛细效应测试方法》和JIS L1907~2004C法滴水扩散试验法,分别测定两组试样的毛细管效果与水滴30秒后的扩散直径,测试数据的结果是:
(1)织物密度变化的影响:
在原料和组织相同的情况下,纬密变化真接影响织物的纬向紧度,测试数据经Origin软件处理后,获得经纬向的毛细管高度和水滴扩散直径与纬向紧度之间呈二次函数关系,如表5所示。
表5织物紧度变化与毛细管高度和扩散直径的回归方程式
指标 | 回归方程式 | 相关系数 |
经向毛细管高度 | YT=-19.73+1.72X-0.01X2 | 0.99 |
纬向毛细管高度 | YW=-11.80+0.36X-0.01X2 | 0.82 |
扩散直径 | YD=-0.83+0.30X-0.01X2 | 0.87 |
注:X为纬向紧度
由表5的回归方程式可知:毛细管效应和扩散性都与纬向紧度有二次函数关系。当纬向紧度于46%附近,经向毛细管高度达最大值;纬向毛细管高度最大值,出现在纬向紧度为37%附近。纬向紧度为50%附近时,扩散直径达最大值。试验表明:在经向紧度不变的前提下,纬向紧度太大(如大于55%)或太小(如低于30%)都不能很好地发挥导湿性。这是由于纬向紧度的改变,同时引起织物单位面积内的纤维根数和屈曲程度也生生的变化所致。水在织物中传递时,既需要较多的纤维间毛细管的传递动力(吸附力),也要求较少屈曲以降低传递阻力,只有两者处于合理平衡状态,织物才能发挥最佳的传递效果。
(2)、组织结构变化的影响
原组织的变化主要表现为经纬交织规律的变化,不同类型的原组织与导湿性之间是否存内在联系,今以各种原组织的交织频率(t)表示。交织频率是组织循环内单根经纱(或纬纱)交织规律改变次数,与经纱(或纬纱)循环数的比值。试验数据用Origin软件处理,建立了毛细管高度的扩散直径与交织频率(t)之间的回归方程式,如表6所示:
表6、织物的组织结构与毛细管高度和扩散直径的回归方程式
指标 | 回归方程式 | 相关系数 |
经向毛细节管高度 | YT=7.50+78.33t-132.44t2 | 0.85 |
纬向毛细节管高度 | Yw=8.00+64.92t-116.94t2 | 0.90 |
扩散直径 | YD=5.19+10.05t-17.44t2 | 0.76 |
由表6的回归方程式可知,在原料和织物紧度相同的情况下,不同组织(即交织频率不同)其导湿率也不同,在试验范围内与经纬向毛细管高度和扩散直径都存在二次函数关系。交织频率在0.2~0.4之间(即五枚缎纹,1/4斜纹,1/3斜纹,2/2斜纹等组织)时,经纬向毛细管效应和扩散性均较好,但平纹(交织频率为0.5),8~16枚缎纹组织(交织频率为0.13~0.06),其毛细管效应和扩散性均不理想,可见组织交织频率过大或过小都不利于吸湿排汗功能。
四、染整加工
吸湿排汗(快干)织物(纯纺、混纺或交织)的染整加工,其前处理和染色印花等工艺流程和具体加工技术条件,基本上可参照常规聚酯及其混纺或交织物的工艺流程和工艺参数,只是由于吸湿排汗(快干)纤维的特殊异形结构形态,尤其是表面的微细沟槽或微孔应注意避免受到较大损伤,否则会影响产品的吸湿排(快干)功能。此外,染整加工的重要目的是使吸湿排汗(快干)纤维表面亲水化,使织物中的无数微细毛细管通道具有强大的吸附湿气和水份的原动力,塑造成性能优良的吸湿排汗(快干)产品,兹将有关注的问题简述于后。
(一)前处理和染色(11)(12)(13)(14)
前处理不论是冷轧堆工艺还是轧蒸高温工艺,为了防止微细沟槽受到损伤,碱液浓度,堆放时间,汽蒸温度和时间适当调整,避免聚酯分子的过份碱水解而影响纤维表面的异形结构。混纺或交织物如需丝光加工,则其烧碱浓度以200g/L左右为宜,热定形温度以180℃左右为好。
染色时,由于异形聚酯纤维的表面积比常规(园形)聚酯纤维的大20~30%,使分散染料的吸附速率要快得多,应控制上染速度,和适当降低染色温度等方面,采取必要的措施。
(二)亲水化技术
水与聚酯纤维表面的接触角约为800左右,是不易润湿聚酯纤维的,可谓称为是疏水性表面,据测定聚酯纤维的临界表面张力(γe)为43dyne/cm,而水的临界表面张力为72.8dyne/cm;水滴不能润湿聚酯纤维的表面,当然就不可在聚酯纤维表面自由地铺展了。亲水化技术是提高聚酯纤维表面的临界表面张力,使之大于水的临界表面张力,使水滴能瞬间被聚酯纤维吸收,并自动沿织物中的毛细管通迅速扩散。而且这种表面亲水化处理技术又要具有足够的耐久性,能满足织物的服用要求才行。当前聚酯纤维表面的亲水化有三种方法(15),一是在纤维表面形成一薄层亲水性膜;二是在纤维表面分子上接技亲水性化合物(如SAC工艺);三是用低温等离子体技术改变纤维表面原子组成结构。目前已工业化应用的第一种方法,即在纤维表面施加具有亲水性基团的聚合物,而其它两种方法尚在不断完善中。
聚合物中各种官能团吸附水分子的能力是不同的,据研究资料表明,在25℃不同相对湿度时,其吸附克分子水的关系如表7所示(16)
表7高聚物结构中各官能团吸附克分子水率(25℃不同相对湿度时)
官能团 | 相对湿度 | ||||||||
0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | |||||
—CH2—
| (1.5×10-5) | (2.5×10-5) | (3.3×10-5) | (4.5×10-5) | (4.5×10-5) | ||||
| 0.001 | 0.002 | 0.003 | 0.004 | 0.005 | ||||
| 0.25 | 0.055 | (0.11) | (0.20) | (0.3) | ||||
-C
| 0.025 | 0.05 | 0.075 | 0.14 | 0.2 | ||||
O | 0.006 | 0.01 | 0.02 | 0.06 | 0.1 | ||||
—OH2 | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | 2 | ||||
—NH3 | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | (2) | ||||
—NH2 | 2.8 | 5.3 | |||||||
—COOH | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.3 | ||||
—COO | 1.1 | 2.1 | 4.2 | ||||||
NH- | 0.35 | 0.5 | 0.75 | 1.5 | 2 | ||||
—CO | 0.003 | 0.006 | 0.015 | 0.06 | (0.1) | ||||
—CN | 0.015 | 0.02 | 0.065 | 0.22 | (0.3) | ||||
由此可知,高聚物中的羧基盐和羟基等是有利于吸湿的,另外有一些文献资料指出一些极性基团与水分子的配伍数,如表8所示(17)
表8极性基与水分子配位数
-CH | -COOH | -NH2 | =NH | =O | -N= | |
水 | 3 | 4~5 | 3 | 2 | 2 | 1 |
(三)亲水整理