不同橫截面聚酯纖維舒適性能的比較分析

J. Jadeja， A. Karande， V. Shivankar， P.P. Raichurkar

MPSTME NMIMS大學(xué) 功能紡織中心(印度)

舒適性是織物最重要的特性，也是服裝最重要的特征之一。服裝舒適性分為心理舒適、觸覺舒適和熱舒適3大類，這3種類型的舒適性能均能反映織物在任何氣候條件下的舒適度。其中熱舒適性是保持身體熱量或平衡身體熱量的一種特性。纖維的橫截面形狀對舒適性的優(yōu)化具有重要意義，也會影響纖維的強(qiáng)度和伸長率。不同截面形狀對纖維的強(qiáng)度和斷裂伸長率均有影響。而纖維類型(天然纖維、合成纖維或混紡纖維)、織物組織(機(jī)織或針織)和織物結(jié)構(gòu)(紗線密度、織物厚度等)都是影響運(yùn)動服裝織物熱性能和透氣性的參數(shù)。

1 服裝舒適性

服裝舒適性是指人體處于最低壓力水平時的一種心理狀態(tài)，也是指人的生理、心理和身體達(dá)到平衡的一種滿足狀態(tài)。服裝舒適性一般可以分為兩大類，即感官舒適性和非感官舒適性。感官舒適是指對服裝舒適度的感知，它是人體神經(jīng)末梢對熱、壓、痛等外部刺激，產(chǎn)生神經(jīng)生理沖動并發(fā)送到大腦的感覺反應(yīng)。非感官舒適主要是指產(chǎn)生刺激的物理過程，如傳導(dǎo)、對流和輻射的熱量傳遞，擴(kuò)散、吸附、排汗和蒸發(fā)的水分傳遞等。

2 纖維橫截面對服裝舒適度的影響

織物對空氣、水分以及熱量的傳輸性能是影響服裝舒適性的關(guān)鍵因素，它決定著服裝的功能應(yīng)用潛力。本文以聚酯長絲機(jī)織物為研究對象，研究了纖維橫截面形狀因素變化對織物的空氣、水分傳輸和熱傳遞性能的影響。

3 材料和方法

試驗按照如下過程進(jìn)行，紗線選擇→混紡配比→織物選擇→化工原料選擇→測試樣品選擇→物理測試→功能測試→織物轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品→結(jié)果與討論。

3.1 材料選擇

本研究將棉纖維與不同截面形狀的聚酯纖維混紡并織成機(jī)織物進(jìn)行研究。

3.2 試樣的預(yù)處理

精練和漂白的目的是清潔織物表面，并提高其功能特性。精練是增強(qiáng)織物親水性的過程，而漂白是對織物進(jìn)行化學(xué)處理以去除織物中的天然色素。精練和漂白配方采用1 g/L洗滌劑、3 g/L氫氧化鈉、4 g/L過氧化氫、1 g/L過氧化物穩(wěn)定劑和1 g/L絡(luò)合劑，以1∶30的浴比在100 ℃溫度條件下進(jìn)行1 h煮練。

3.3 試樣制備

除混紡比不同外，均采用相似線密度的紗線和織物參數(shù)制備緞面織物，并采用類似的商業(yè)化生產(chǎn)工藝在工廠進(jìn)行織造。聚酯的橫截面分別采用三葉型、雙葉型和圓型。分別織造了三葉型聚酯/棉混紡(混紡比65/35，經(jīng)密142根/10 cm，緯密87根/10 cm)、雙葉型聚酯/棉混紡(混紡比60/40，經(jīng)密150根/10 cm，緯密94根/10 cm)和圓形聚酯/棉混紡(混紡比60/40，經(jīng)密189根/10 cm，緯密102根/10 cm)的緞紋織物。

3.4 化學(xué)改性

織物柔軟性是影響其舒適性能的重要因素之一，軟化劑可改善紡織品的手感柔軟性、平滑性、彈性、親水性、抗靜電和防污性能等。選擇硅酮軟化劑有助于提高織物的吸收性能。

本研究中，首先用非離子型洗滌劑對織物進(jìn)行清洗，然后采用填充法將織物置于30 ℃質(zhì)量濃度分別為10、20和30 g/L的硅酮水溶液中進(jìn)行處理，通過乙酸調(diào)節(jié)處理溶液使其pH值保持在5。處理后的織物在130 ℃下干燥并固化40 s。

4 試樣的測試和評價

4.1 物理性能測試

表1所示為織物物理性能測試結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)可看出，三葉型、雙葉型和圓形截面試樣的厚度和質(zhì)量均逐漸增大?？椢锝?jīng)過化學(xué)處理后其硬度隨橫截面的變化而變化，表現(xiàn)出織物舒適性具有一定靈活性，可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)節(jié)。

從表1中數(shù)據(jù)還可看出，雙葉型和圓型截面織物的芯吸高度比三葉型織物的芯吸高度增加更多，較好的芯吸性能對舒適的穿著體驗非常重要，軟化劑的應(yīng)用提高了織物的芯吸性能。經(jīng)過化學(xué)處理后，試樣對水分的吸收能力增強(qiáng)，三葉型截面織物試樣液滴擴(kuò)散時間縮短了44%。雙葉型截面織物試樣的液滴擴(kuò)散時間縮短了42%，而圓型截面樣品則縮短了52%。

4.2 功能性測試

由各織物樣品的失水量及水蒸氣透過率(表1)可看出，雙葉型和圓型截面樣品的水蒸氣透過率均高于三葉型，處理前織物的水蒸氣透過率較小，而處理后水蒸氣透過率增大。這說明通過軟化劑處理提高了織物的排汗性能，從而提高了其水蒸氣透過率。

從表1中的數(shù)據(jù)還可看出，雙葉型和圓型截面織物的孔隙率有所增大，這是織物舒適性能提高的重要因素。

表1 織物各項結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能值

5 結(jié)論

聚酯纖維是最常用的工業(yè)纖維之一，這種纖維本身具有很多優(yōu)異性能，具有極大的開發(fā)利用價值。聚酯自身的疏水性是目前可觀測到的唯一缺點(diǎn)，因此有必要考慮如何將聚酯改性并獲得親水性能。本試驗采用不同的化學(xué)試劑和軟化劑對聚酯織物進(jìn)行處理，以提高織物的舒適性能。通過提高不同截面聚酯纖維混紡紗線舒適性能的試驗工作，得到了以下結(jié)果，織物的質(zhì)量隨著纖維橫截面形狀的變化而發(fā)生顯著變化，這意味著可根據(jù)最終產(chǎn)品的要求對纖維橫截面對面密度的影響進(jìn)行分析；液滴試驗結(jié)果表明，化學(xué)改性后三葉型截面試樣的液滴擴(kuò)散時間延長了44%，雙葉型截面樣品的液滴擴(kuò)散時間延長了42%，而圓形截面樣品的液滴擴(kuò)散時間則延長了52%。