论文部分内容阅读
摘 要：为开发吸湿导湿功能织物，并探究紧度对织物吸湿和导湿性能的影响，制备了5种紧度的麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物。分别测试5种织物的吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度、湿阻和液态水分管理等指标，通过分析对比数据，得出性能较好时的织物紧度。结果表明：紧度对织物吸湿和导湿性能有明显影响。当混纺交织物总紧度为75.25%～77.50%时，吸湿性最好;当经、纬向紧度分别为55%、45%时，传导液态水的能力最好;织物的经、纬向紧度越小时，织物传导气态水的能力更好。开发的5种麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物吸湿导湿两面异性效果明显。
关键词：织物紧度;麻赛尔纤维;Coolmax纤维;吸湿排汗;毛细管效应
中图分类号： TS106.5
文献标志码：A
文章编号：1009-265X（2021）04-0057-06
Abstract： In order to develop the fabrics with moisture absorption and conduction， and explore the effect of tightness on the moisture absorption and conduction of the fabric， Jutecell / Coolmax / cotton blended fabrics of five kinds of tightness were prepared. The five types of fabrics were tested for water absorption rate， drip diffusion time， wicking height， damp resistance， and liquid water management. By analyzing and comparing the data， the fabric tightness at good performance was obtained. The results showed that the tightness had a significant effect on the moisture absorption and moisture conduction. When the total tightness of the blended fabric was 75.25% to 77.50%， the moisture absorption was the best. When the warp and weft tightness were 55% and 45%， respectively， the ability to conduct liquid water was the best. The smaller the warp and weft tightness of the fabric， the better the ability of the fabric to conduct gaseous water. The five kinds of Jutecell/ Coolmax/ cotton blended fabrics all had obvious specific effects on two layers of moisture absorption and moisture conduction.
Key words： fabric tightness; Jutecell fiber; Coolmax fiber; moisture absorption and moisture wicking; capillary effect
隨着科技水平的发展，消费者对于吸湿导湿功能织物的需求越来越多，要实现织物良好的吸湿导湿功能，一般需要借助织物差动毛细效应原理，具体有以下两种途径：一是对织物的正反面分别进行亲水和疏水整理;二是通过使用亲疏水性有差别纱线，并搭配合理的结构设计[1-2]。Liu等[3]用3-巯丙基三甲氧基硅烷对涤纶织物改性，然后在单侧紫外照射下，通过特殊方法处理获得了具有持久吸湿排汗、抗静电和去污性能的织物。徐小斌等[4]对涤纶纤维分别进行亲水整理和拒水整理后，再与维纶棉纱并捻纱交替织造，借助维纶的水溶性，开发了一种吸湿速干面料。刘昀庭等[5]用NaOH溶液和阳离子表面活性剂1227溶液对再生涤纶织物进行碱减量工艺处理，处理后的织物满足吸湿速干性产品的技术要求。Jhanji等[6]开发了一种涤棉织物，并发现当里层选用11～26 tex疏水性纱（涤），表层选用29～33 tex的亲水性纱（棉）时，织物具有较好的吸湿排汗效果。张慧敏等[7]选用混纺比为50/50的Coolmax/竹原纤维混纺纱和防紫外涤纶纱，以纤维导湿基本理论和织物热舒适理论为基础设置织物结构，开发出防紫外吸湿导湿三维织物。
麻赛尔纤维由山东海龙公司自主研发，它是以多种天然麻纤维为原料，通过再生处理获得的一种改性黏胶纤维，其截面呈现不规则的圆角多边形，多为“双峰”形，纵向沟槽通直连贯[8-9]，具有良好的吸湿和导湿性，同时还具备了麻纤维特有的抗菌性能，是制备吸湿导湿功能织物良好的原料。
Coolmax纤维是由美国杜邦公司开发，利用截面异形化生产的新型改性聚酯纤维，其截面呈“十”字形，纤维纵向有4条连贯的凹槽，因此具有良好导湿性能。同时它还具有易护理、不易变形、悬垂感好、抗沾污、丝面光泽、触感柔软等特点[10-11]，另外还有一定的抗紫外性能。
棉纤维因其易获得，健康天然，吸湿性良好，经常用来与其他纤维混纺以制备吸湿导湿功能织物。
选取麻赛尔、Coolmax和棉纤维作为原料，通过设计织物组织结构，合理配置纤维以使织物在厚度方向产生吸湿和导湿的梯度变化，来制备吸湿导湿织物，并以该织物作为研究对象，探讨织物紧度对于织物吸湿导湿等性能的影响，以对其他功能织物的开发起到一定借鉴作用。 1 织物设计
1.1 原料选取
棉纤维虽然吸湿亲肤，但因其导湿能力一般，当人体出汗量过大时，穿着者易感到皮肤闷热黏腻。而Coolmax纤维因其独特的截面特征，具有良好的导湿性和强度，但初始吸湿速率小，亲肤吸汗效果较差。而麻赛尔纤维既具有麻纤维天然舒适的特点，纤维纵向又有连贯的通道，导湿性较好，但其强度相对于棉纤维和Coolmax较差，将其纺纱并织造成纯纺梭织织物，具有一定难度。因此，为了综合3种纤维各自的优势、规避缺陷，选取麻赛尔与棉混纺纱和Coolmax纯纺纱作为原料，并通过合理的组织结构配置纱线，实现织物的吸湿导湿功能。纤维参数如表1所示[12-13]。根据已有的研究[14]，选取的纱线规格为14.58 tex的70/30麻赛尔/棉混纺纱和14.76 tex的Coolmax纱。纱线的参数如表2所示。
1.2 结构设计
1.2.1 组织选取
麻赛尔和棉纤维均具有天然纤维良好的亲肤吸湿性，Coolmax则是三者中导湿性最好的纤维，因此应选取一种织物组织，既能够使麻赛尔/棉混纺纱集中在贴近皮肤的一面，便于实现快速吸湿，又能够使Coolmax纱线集中在接触大气的一面，便于传导汗液快速挥发。缎纹组织符合该要求。另外，当组织的交织频率为0.2～0.4时，导湿能力较好[15]，因此选取交织频率为0.2的5枚经面缎纹作为织物组织。其中，麻赛尔/棉混纺纱为纬纱，Coolmax纱为经纱。
1.2.2 紧度选取
为探究织物紧度对于其吸湿导湿功能性的影响，设置呈梯度变化的5种织物紧度，并将紧度作为唯一变量，织物使用的纱线原料、规格及织物组织均按照上文设置为统一值。一般情况下，织物的经向紧度数值大于纬向紧度。同时为了让织物的紧度能够达到较好的吸湿导湿效果[16]，5种织物紧度配置如表3所示。
2 性能测试
2.1 吸湿导湿单项测试
吸水率、滴水扩散时间按照GB/T 21655.1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第一部分：单项组合试验法》，两项测试分别从每块织物各取5个试样进行测试，试样尺寸为10 cm×10 cm;芯吸高度按照FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，每块织物上经、纬方向各取3个试样进行测试，试样尺寸为3 cm×25 cm;湿阻按照GB/T 11048-2018《纺织品 生理舒适性 稳态条件下热阻和湿阻的测定（蒸发热板法）》，每块织物取3个试样进行测试，试样尺寸为30 cm×30 cm。
2.2 吸湿导湿综合性测试
液态水分管理按照GB/T 21655.2-2019《纺织品吸湿速干性的评定 第二部分：动态水分传递法》，每块织物取5个试样进行测试，试样尺寸为9 cm×9 cm。
3 結果与分析
3.1 吸湿性能
吸水率反映织物保持液态水的能力，吸水速率则反映织物吸水的快慢，两者均可以反映织物吸湿性。5种紧度的麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物的吸水率与吸水速率平均结果的B样条曲线分别如图1、图2所示。
由图1可以看出，当织物的总紧度过大或者过小时，织物的吸水率都会下降，织物总紧度为75.25%左右时，织物吸水率达到最大。这主要是因为当织物总紧度较小时，纱线排列松散，等面积织物中各成分纤维总量均较少，也包括了吸湿性能良好的棉和麻赛尔纤维，因此织物无法吸收大量的液态水;而当织物紧度达到75.25%左右时，经纬纱线交织均匀而紧凑，织物中有一定的间隙存放自由水，同时等面积织物中的棉和麻赛尔纤维能够发挥其良好的吸湿作用;而当织物紧度更大时，经纬纱排列过密，经纬纱交织的孔隙尺寸缩小，本可以通过吸湿膨胀来保持水分的棉和麻赛尔纤维在织物中没有足够的空间可以膨胀，即自由水没有可以存在的空间，因此织物的吸水率下降。
吸水率反映织物整体的吸湿情况，液态水分管理测试中的吸湿速率则从织物的两个面来反映织物的吸湿。浸水面表示先接触水的织物一面，即设计为靠近皮肤的一面，也是麻赛尔和棉纤维集中的一面。由图2可以看出，当麻赛尔织物的总紧度大于75.25%时，即具有较稳定的吸水速率，这也反映出麻赛尔和棉纤维良好的吸湿性能。而从织物渗透面，即Coolmax集中的一面的吸水速率可以看出，当织物总紧度为77.50%左右时，吸湿最快，紧度过小或者过大都会变慢，这是因为水分不是直接接触该面，需要从浸水面顺着厚度方向传输过来，因此也要受到织物孔隙等因素影响，具体原因与吸水率的原因相同。另外，织物浸水面的吸水速率均明显大于渗透面，这说明靠近皮肤一面的吸湿性更优，可以快速吸收人体产生的汗液。这体现了将麻赛尔和棉设计为贴近皮肤一面的优势。
3.2 导湿性能
芯吸高度可以反映织物在平面方向传导水分的能力，它又分为经向芯吸高度和纬向芯吸高度。因为织物是由经纬纱相互交织构成的，无论是在进行经向还是纬向芯吸高度测试时，水分都是在经纱和纬纱两者上面传导，织物最终的芯吸高度结果由经纬纱共同决定，又由于织物的各项异性，在分析芯吸高度这一部分内容时，同时考虑经向紧度和纬向紧度两个变量来进行探讨比仅考虑总紧度更加全面。麻赛尔混纺交织物的经向、纬向紧度与经向、纬向芯吸高度的关系如图3、图4所示。
由图3、图4可以看出，织物经向、纬向的紧度共同影响了织物的芯吸高度结果，无论是经向还是纬向的芯吸高度，最初均随着经向、纬向紧度的增大而升高，而当织物的经向、纬向紧度分别达到55%、45%时，麻赛尔织物的经向、纬向芯吸高度均达到最高水平，当经纬紧度继续升高时，织物的经向、纬向芯吸高度均会下降。
这是因为芯吸高度的测试结果是由织物中纤维的毛细管效应和织物纱线间的芯吸效应共同决定的。织物紧度开始增加时，单位面积内纤维的含量增加，尤其是纤维纵向有凹槽的麻赛尔纤维和Coolmax纤维，纤维含量的增加使得纤维集合体本身的毛细效应得到加强;并且织物的孔隙也在逐步变小，趋于适当，这些都会使得芯吸高度变大。但随着紧度的继续增加，纱线排列越来越紧密，孔隙从大小适当变为过小，毛细管效应减弱，织物的芯吸高度随织物紧度的增加而下降。 芯吸高度衡量的是织物平面方向对于液态水的传导能力。而湿阻则用于衡量水分从织物的一侧传导到另一侧的能力，因为在整个测试过程中，液态水不能够与织物直接的接触，因此该种指标指的是织物传导气态水的能力。因为使用者有时也会以不显汗的方式来转移代谢的水汽，所以探究织物的湿阻也有一定必要。5种紧度的织物其湿阻的结果如图5，由图5可以看出，织物的湿阻大小随着织物总紧度的增加而增加，即织物对于气态水的传导能力随着织物总紧度的增加而减弱。该结果表明，织物对于气态水的传导能力主要受到织物孔隙大小决定。同时可推测，织物传导气态水主要依靠的途径是纱线排列间的孔隙，而不主要依靠纤维上的凹槽。
3.3 液态水分管理
基于前期的测试结果，又对5种不同紧度的麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物进行了液态水分管理测试。该方法可以通过传感器测试和计算得出相关指标，以确定测试织物是否符合GB/T 21655.2-2019中的相关规定。5组织物的各项液态水分管理测试结果如图6—图8所示。
织物浸水面为测试时的上表面，也是设计为接触皮肤的一面，渗透面为测试时的下表面，也是设计为接触空气的一面。浸湿时间表示从织物与液体开始接触起，到织物开始吸收液体所需的时间。液态水扩散速度表示织物浸湿后扩散到最大润湿半径时延半径方向液态水的累计传递速度。通过图6、图7可以看出，5种织物渗透面的润湿时间均明显大于浸水面，渗透面的液态水扩散速度快于浸水面，这体现了织物两面在吸湿导湿的两面异性。麻赛尔和棉纤维集中在接触皮肤的一面，这一面能在极短时间内吸收人体产生汗液，Coolmax集中在接触空气的一面，汗液能在该平面快速扩散传导，汗液与空气的接触面积被扩大，进而在一定程度上加速汗液蒸发。根据GB/T 21655.2-2019指示，5种麻赛尔织物的润湿时间符合3级以上要求（其中渗透面均为3级，浸水面均为5级）;除#1织物外，另外4种麻赛尔织物的液态水扩散速度符合3级以上要求（其中渗透面均为3级，浸水面均为5级）。
单项传递指数表示织物将液体从浸水面带到渗透面的能力。由图8可以看出，当织物总紧度在75.25%时单向水分传输指数最大，这是因为当织物的纤维原料、纱线纤度、组织等均相同时，改变织物紧度，织物上的孔隙、单位面积内各纤维含量等都发生了改变。随着紧度的增加，单位面积的织物的孔隙数量增加，孔隙尺寸减小，织物芯吸效应增强。加之织物两面因原料不同而产生的明显的吸湿导湿异性，因此水分可以在织物截面方向快速传递。当紧度超过75.25%左右时，织物内的纱线排列越来越紧，同时由于单位面积内棉纤维含量的增加，棉纤维吸湿膨胀进而加速织物孔隙变小的情况也需要考虑，因此单向水分传输指数有所降低。但5种紧度的麻赛尔织物单项水分传输指数均符合GB/T 21655.2-2019标准5级要求。
4 结 论
a）当总紧度为75.25%～77.50%左右时，织物孔隙尺寸合适，存在空间存储水分，此时织物的吸湿性最好。
b）芯吸高度和湿阻均可以反映织物的导湿能力，前者反映的是织物对于液态水沿着织物平面传导的能力，而后者反映的是织物对于气态水沿着织物横截面传导的能力。两者都受到织物孔隙大小的影响，但是由于液体表面张力，芯吸高度的结果还会受到纤维材料的毛细管效应的影响。在5组麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物中，当经、纬向紧度分别为55%、45%时，织物对于液态水的传导能力最佳，而织物的经、纬向紧度越小时，对于气态水的传导能力更好。
c）根据液态水分管理测试，发现织物吸湿导湿两面异性效果明显。根据GB/T 21655.2-2019，除总紧度为72.50%的织物外，其余4种紧度织物的浸湿时间、液态水扩散速度均可达到渗透面3级、浸水面5级水平;5种织物的单向传输指数均可达到5级水平;总紧度在75.25%时，麻赛尔织物的单向水分传输能力最好。
参考文献：
[1]孙洁，李志伟，贺江平.涤纶针织物吸湿快干整理工艺优化及性能探讨[J].西安工程大学学报，2013，27（2）：162-165.
[2]龙晶，沈兰萍，凌子超.吸湿快干型凉爽织物的开发及性能研究[J].现代纺织技术，2020，28（2）：25-28.
[3]LIU J J，WANG W， YU D， ZHAO K. Durable moisture-wicking and fast-dry polyester fabric prepared by UV-induced click reaction[J]. Fibers and Polymers，2020，21（1）：111-118.
[4]徐小斌，陆彪，章小勇.新型吸湿速干针织运动面料的研发[J].针织工业，2016（8）：39-41.
[5]刘昀庭，张红霞，贺荣，等.导水型再生涤纶织物的制备及其性能[J].纺织学报，2016，37（4）：96-100.
[6]JHANJI Y ，GUPTA D， KOTHARI V K， et al.Moisture management and wicking properties of polyester-cotton plated knits[J]. Indian Journal of Fibre & Textile Research，2017，42（2）：183-188.
[7]张慧敏，沈兰萍.防紫外吸水导湿功能性织物的开发[J].现代纺织技术，2019，27（2）：39-42.
[8]杨明霞，周蓉.麻赛尔纤维性能分析[J].上海纺织科技，2015，43（11）：59-61.
[9]ZHONG Z L， WANG Y X， WO J Q. Comprehensive quality evaluation of jutecell/ cotton blended yarnbased on principal component analysis[J].Indian Journal of Fibre & Textile Research，2014，39（3）：326-328.
[10]龍晶，沈兰萍.云母/CoolMax/棉纤维吸湿速干型凉爽织物的开发[J].现代纺织技术，2020，28（4）：42-45.
[11]张琳，武海良，沈艳琴，等.碱处理对异形截面聚酯纱线芯吸效应及强力的影响[J].纺织学报，2019，40（1）：73-78.
[12]黄海涛，朱文涛，刘慧娟.麻赛尔纤维与圣麻纤维的性能测试对比分析[J].河南工程学院学报（自然科学版），2016，28（1）：1-4.
[13]罗晓菊，高小华，龚熠.羊毛、Coolmax（R）混纺针织物吸湿速干性能研究[J].针织工业，2017（4）：12-16.
[14]万殊姝，沈兰萍.纤维含量对麻赛尔混纺交织物吸湿放湿性能的影响[J].纺织高校基础科学学报，2019，32（2）：175-179.
[15]张红霞，刘芙蓉，王静，等.织物结构对吸湿快干面料导湿性能的影响[J].纺织学报，2008（5）：31-33，38.
[16]刘倩，沈兰萍，卢士艳.棉织物紧度对其热湿舒适性能的影响[J].西安工程大学学报，2013，27（1）：29-32.
关键词：织物紧度;麻赛尔纤维;Coolmax纤维;吸湿排汗;毛细管效应
中图分类号： TS106.5
文献标志码：A
文章编号：1009-265X（2021）04-0057-06
Abstract： In order to develop the fabrics with moisture absorption and conduction， and explore the effect of tightness on the moisture absorption and conduction of the fabric， Jutecell / Coolmax / cotton blended fabrics of five kinds of tightness were prepared. The five types of fabrics were tested for water absorption rate， drip diffusion time， wicking height， damp resistance， and liquid water management. By analyzing and comparing the data， the fabric tightness at good performance was obtained. The results showed that the tightness had a significant effect on the moisture absorption and moisture conduction. When the total tightness of the blended fabric was 75.25% to 77.50%， the moisture absorption was the best. When the warp and weft tightness were 55% and 45%， respectively， the ability to conduct liquid water was the best. The smaller the warp and weft tightness of the fabric， the better the ability of the fabric to conduct gaseous water. The five kinds of Jutecell/ Coolmax/ cotton blended fabrics all had obvious specific effects on two layers of moisture absorption and moisture conduction.
Key words： fabric tightness; Jutecell fiber; Coolmax fiber; moisture absorption and moisture wicking; capillary effect
隨着科技水平的发展，消费者对于吸湿导湿功能织物的需求越来越多，要实现织物良好的吸湿导湿功能，一般需要借助织物差动毛细效应原理，具体有以下两种途径：一是对织物的正反面分别进行亲水和疏水整理;二是通过使用亲疏水性有差别纱线，并搭配合理的结构设计[1-2]。Liu等[3]用3-巯丙基三甲氧基硅烷对涤纶织物改性，然后在单侧紫外照射下，通过特殊方法处理获得了具有持久吸湿排汗、抗静电和去污性能的织物。徐小斌等[4]对涤纶纤维分别进行亲水整理和拒水整理后，再与维纶棉纱并捻纱交替织造，借助维纶的水溶性，开发了一种吸湿速干面料。刘昀庭等[5]用NaOH溶液和阳离子表面活性剂1227溶液对再生涤纶织物进行碱减量工艺处理，处理后的织物满足吸湿速干性产品的技术要求。Jhanji等[6]开发了一种涤棉织物，并发现当里层选用11～26 tex疏水性纱（涤），表层选用29～33 tex的亲水性纱（棉）时，织物具有较好的吸湿排汗效果。张慧敏等[7]选用混纺比为50/50的Coolmax/竹原纤维混纺纱和防紫外涤纶纱，以纤维导湿基本理论和织物热舒适理论为基础设置织物结构，开发出防紫外吸湿导湿三维织物。
麻赛尔纤维由山东海龙公司自主研发，它是以多种天然麻纤维为原料，通过再生处理获得的一种改性黏胶纤维，其截面呈现不规则的圆角多边形，多为“双峰”形，纵向沟槽通直连贯[8-9]，具有良好的吸湿和导湿性，同时还具备了麻纤维特有的抗菌性能，是制备吸湿导湿功能织物良好的原料。
Coolmax纤维是由美国杜邦公司开发，利用截面异形化生产的新型改性聚酯纤维，其截面呈“十”字形，纤维纵向有4条连贯的凹槽，因此具有良好导湿性能。同时它还具有易护理、不易变形、悬垂感好、抗沾污、丝面光泽、触感柔软等特点[10-11]，另外还有一定的抗紫外性能。
棉纤维因其易获得，健康天然，吸湿性良好，经常用来与其他纤维混纺以制备吸湿导湿功能织物。
选取麻赛尔、Coolmax和棉纤维作为原料，通过设计织物组织结构，合理配置纤维以使织物在厚度方向产生吸湿和导湿的梯度变化，来制备吸湿导湿织物，并以该织物作为研究对象，探讨织物紧度对于织物吸湿导湿等性能的影响，以对其他功能织物的开发起到一定借鉴作用。 1 织物设计
1.1 原料选取
棉纤维虽然吸湿亲肤，但因其导湿能力一般，当人体出汗量过大时，穿着者易感到皮肤闷热黏腻。而Coolmax纤维因其独特的截面特征，具有良好的导湿性和强度，但初始吸湿速率小，亲肤吸汗效果较差。而麻赛尔纤维既具有麻纤维天然舒适的特点，纤维纵向又有连贯的通道，导湿性较好，但其强度相对于棉纤维和Coolmax较差，将其纺纱并织造成纯纺梭织织物，具有一定难度。因此，为了综合3种纤维各自的优势、规避缺陷，选取麻赛尔与棉混纺纱和Coolmax纯纺纱作为原料，并通过合理的组织结构配置纱线，实现织物的吸湿导湿功能。纤维参数如表1所示[12-13]。根据已有的研究[14]，选取的纱线规格为14.58 tex的70/30麻赛尔/棉混纺纱和14.76 tex的Coolmax纱。纱线的参数如表2所示。
1.2 结构设计
1.2.1 组织选取
麻赛尔和棉纤维均具有天然纤维良好的亲肤吸湿性，Coolmax则是三者中导湿性最好的纤维，因此应选取一种织物组织，既能够使麻赛尔/棉混纺纱集中在贴近皮肤的一面，便于实现快速吸湿，又能够使Coolmax纱线集中在接触大气的一面，便于传导汗液快速挥发。缎纹组织符合该要求。另外，当组织的交织频率为0.2～0.4时，导湿能力较好[15]，因此选取交织频率为0.2的5枚经面缎纹作为织物组织。其中，麻赛尔/棉混纺纱为纬纱，Coolmax纱为经纱。
1.2.2 紧度选取
为探究织物紧度对于其吸湿导湿功能性的影响，设置呈梯度变化的5种织物紧度，并将紧度作为唯一变量，织物使用的纱线原料、规格及织物组织均按照上文设置为统一值。一般情况下，织物的经向紧度数值大于纬向紧度。同时为了让织物的紧度能够达到较好的吸湿导湿效果[16]，5种织物紧度配置如表3所示。
2 性能测试
2.1 吸湿导湿单项测试
吸水率、滴水扩散时间按照GB/T 21655.1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第一部分：单项组合试验法》，两项测试分别从每块织物各取5个试样进行测试，试样尺寸为10 cm×10 cm;芯吸高度按照FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，每块织物上经、纬方向各取3个试样进行测试，试样尺寸为3 cm×25 cm;湿阻按照GB/T 11048-2018《纺织品 生理舒适性 稳态条件下热阻和湿阻的测定（蒸发热板法）》，每块织物取3个试样进行测试，试样尺寸为30 cm×30 cm。
2.2 吸湿导湿综合性测试
液态水分管理按照GB/T 21655.2-2019《纺织品吸湿速干性的评定 第二部分：动态水分传递法》，每块织物取5个试样进行测试，试样尺寸为9 cm×9 cm。
3 結果与分析
3.1 吸湿性能
吸水率反映织物保持液态水的能力，吸水速率则反映织物吸水的快慢，两者均可以反映织物吸湿性。5种紧度的麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物的吸水率与吸水速率平均结果的B样条曲线分别如图1、图2所示。
由图1可以看出，当织物的总紧度过大或者过小时，织物的吸水率都会下降，织物总紧度为75.25%左右时，织物吸水率达到最大。这主要是因为当织物总紧度较小时，纱线排列松散，等面积织物中各成分纤维总量均较少，也包括了吸湿性能良好的棉和麻赛尔纤维，因此织物无法吸收大量的液态水;而当织物紧度达到75.25%左右时，经纬纱线交织均匀而紧凑，织物中有一定的间隙存放自由水，同时等面积织物中的棉和麻赛尔纤维能够发挥其良好的吸湿作用;而当织物紧度更大时，经纬纱排列过密，经纬纱交织的孔隙尺寸缩小，本可以通过吸湿膨胀来保持水分的棉和麻赛尔纤维在织物中没有足够的空间可以膨胀，即自由水没有可以存在的空间，因此织物的吸水率下降。
吸水率反映织物整体的吸湿情况，液态水分管理测试中的吸湿速率则从织物的两个面来反映织物的吸湿。浸水面表示先接触水的织物一面，即设计为靠近皮肤的一面，也是麻赛尔和棉纤维集中的一面。由图2可以看出，当麻赛尔织物的总紧度大于75.25%时，即具有较稳定的吸水速率，这也反映出麻赛尔和棉纤维良好的吸湿性能。而从织物渗透面，即Coolmax集中的一面的吸水速率可以看出，当织物总紧度为77.50%左右时，吸湿最快，紧度过小或者过大都会变慢，这是因为水分不是直接接触该面，需要从浸水面顺着厚度方向传输过来，因此也要受到织物孔隙等因素影响，具体原因与吸水率的原因相同。另外，织物浸水面的吸水速率均明显大于渗透面，这说明靠近皮肤一面的吸湿性更优，可以快速吸收人体产生的汗液。这体现了将麻赛尔和棉设计为贴近皮肤一面的优势。
3.2 导湿性能
芯吸高度可以反映织物在平面方向传导水分的能力，它又分为经向芯吸高度和纬向芯吸高度。因为织物是由经纬纱相互交织构成的，无论是在进行经向还是纬向芯吸高度测试时，水分都是在经纱和纬纱两者上面传导，织物最终的芯吸高度结果由经纬纱共同决定，又由于织物的各项异性，在分析芯吸高度这一部分内容时，同时考虑经向紧度和纬向紧度两个变量来进行探讨比仅考虑总紧度更加全面。麻赛尔混纺交织物的经向、纬向紧度与经向、纬向芯吸高度的关系如图3、图4所示。
由图3、图4可以看出，织物经向、纬向的紧度共同影响了织物的芯吸高度结果，无论是经向还是纬向的芯吸高度，最初均随着经向、纬向紧度的增大而升高，而当织物的经向、纬向紧度分别达到55%、45%时，麻赛尔织物的经向、纬向芯吸高度均达到最高水平，当经纬紧度继续升高时，织物的经向、纬向芯吸高度均会下降。
这是因为芯吸高度的测试结果是由织物中纤维的毛细管效应和织物纱线间的芯吸效应共同决定的。织物紧度开始增加时，单位面积内纤维的含量增加，尤其是纤维纵向有凹槽的麻赛尔纤维和Coolmax纤维，纤维含量的增加使得纤维集合体本身的毛细效应得到加强;并且织物的孔隙也在逐步变小，趋于适当，这些都会使得芯吸高度变大。但随着紧度的继续增加，纱线排列越来越紧密，孔隙从大小适当变为过小，毛细管效应减弱，织物的芯吸高度随织物紧度的增加而下降。 芯吸高度衡量的是织物平面方向对于液态水的传导能力。而湿阻则用于衡量水分从织物的一侧传导到另一侧的能力，因为在整个测试过程中，液态水不能够与织物直接的接触，因此该种指标指的是织物传导气态水的能力。因为使用者有时也会以不显汗的方式来转移代谢的水汽，所以探究织物的湿阻也有一定必要。5种紧度的织物其湿阻的结果如图5，由图5可以看出，织物的湿阻大小随着织物总紧度的增加而增加，即织物对于气态水的传导能力随着织物总紧度的增加而减弱。该结果表明，织物对于气态水的传导能力主要受到织物孔隙大小决定。同时可推测，织物传导气态水主要依靠的途径是纱线排列间的孔隙，而不主要依靠纤维上的凹槽。
3.3 液态水分管理
基于前期的测试结果，又对5种不同紧度的麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物进行了液态水分管理测试。该方法可以通过传感器测试和计算得出相关指标，以确定测试织物是否符合GB/T 21655.2-2019中的相关规定。5组织物的各项液态水分管理测试结果如图6—图8所示。
织物浸水面为测试时的上表面，也是设计为接触皮肤的一面，渗透面为测试时的下表面，也是设计为接触空气的一面。浸湿时间表示从织物与液体开始接触起，到织物开始吸收液体所需的时间。液态水扩散速度表示织物浸湿后扩散到最大润湿半径时延半径方向液态水的累计传递速度。通过图6、图7可以看出，5种织物渗透面的润湿时间均明显大于浸水面，渗透面的液态水扩散速度快于浸水面，这体现了织物两面在吸湿导湿的两面异性。麻赛尔和棉纤维集中在接触皮肤的一面，这一面能在极短时间内吸收人体产生汗液，Coolmax集中在接触空气的一面，汗液能在该平面快速扩散传导，汗液与空气的接触面积被扩大，进而在一定程度上加速汗液蒸发。根据GB/T 21655.2-2019指示，5种麻赛尔织物的润湿时间符合3级以上要求（其中渗透面均为3级，浸水面均为5级）;除#1织物外，另外4种麻赛尔织物的液态水扩散速度符合3级以上要求（其中渗透面均为3级，浸水面均为5级）。
单项传递指数表示织物将液体从浸水面带到渗透面的能力。由图8可以看出，当织物总紧度在75.25%时单向水分传输指数最大，这是因为当织物的纤维原料、纱线纤度、组织等均相同时，改变织物紧度，织物上的孔隙、单位面积内各纤维含量等都发生了改变。随着紧度的增加，单位面积的织物的孔隙数量增加，孔隙尺寸减小，织物芯吸效应增强。加之织物两面因原料不同而产生的明显的吸湿导湿异性，因此水分可以在织物截面方向快速传递。当紧度超过75.25%左右时，织物内的纱线排列越来越紧，同时由于单位面积内棉纤维含量的增加，棉纤维吸湿膨胀进而加速织物孔隙变小的情况也需要考虑，因此单向水分传输指数有所降低。但5种紧度的麻赛尔织物单项水分传输指数均符合GB/T 21655.2-2019标准5级要求。
4 结 论
a）当总紧度为75.25%～77.50%左右时，织物孔隙尺寸合适，存在空间存储水分，此时织物的吸湿性最好。
b）芯吸高度和湿阻均可以反映织物的导湿能力，前者反映的是织物对于液态水沿着织物平面传导的能力，而后者反映的是织物对于气态水沿着织物横截面传导的能力。两者都受到织物孔隙大小的影响，但是由于液体表面张力，芯吸高度的结果还会受到纤维材料的毛细管效应的影响。在5组麻赛尔/Coolmax/棉混纺交织物中，当经、纬向紧度分别为55%、45%时，织物对于液态水的传导能力最佳，而织物的经、纬向紧度越小时，对于气态水的传导能力更好。
c）根据液态水分管理测试，发现织物吸湿导湿两面异性效果明显。根据GB/T 21655.2-2019，除总紧度为72.50%的织物外，其余4种紧度织物的浸湿时间、液态水扩散速度均可达到渗透面3级、浸水面5级水平;5种织物的单向传输指数均可达到5级水平;总紧度在75.25%时，麻赛尔织物的单向水分传输能力最好。
参考文献：
[1]孙洁，李志伟，贺江平.涤纶针织物吸湿快干整理工艺优化及性能探讨[J].西安工程大学学报，2013，27（2）：162-165.
[2]龙晶，沈兰萍，凌子超.吸湿快干型凉爽织物的开发及性能研究[J].现代纺织技术，2020，28（2）：25-28.
[3]LIU J J，WANG W， YU D， ZHAO K. Durable moisture-wicking and fast-dry polyester fabric prepared by UV-induced click reaction[J]. Fibers and Polymers，2020，21（1）：111-118.
[4]徐小斌，陆彪，章小勇.新型吸湿速干针织运动面料的研发[J].针织工业，2016（8）：39-41.
[5]刘昀庭，张红霞，贺荣，等.导水型再生涤纶织物的制备及其性能[J].纺织学报，2016，37（4）：96-100.
[6]JHANJI Y ，GUPTA D， KOTHARI V K， et al.Moisture management and wicking properties of polyester-cotton plated knits[J]. Indian Journal of Fibre & Textile Research，2017，42（2）：183-188.
[7]张慧敏，沈兰萍.防紫外吸水导湿功能性织物的开发[J].现代纺织技术，2019，27（2）：39-42.
[8]杨明霞，周蓉.麻赛尔纤维性能分析[J].上海纺织科技，2015，43（11）：59-61.
[9]ZHONG Z L， WANG Y X， WO J Q. Comprehensive quality evaluation of jutecell/ cotton blended yarnbased on principal component analysis[J].Indian Journal of Fibre & Textile Research，2014，39（3）：326-328.
[10]龍晶，沈兰萍.云母/CoolMax/棉纤维吸湿速干型凉爽织物的开发[J].现代纺织技术，2020，28（4）：42-45.
[11]张琳，武海良，沈艳琴，等.碱处理对异形截面聚酯纱线芯吸效应及强力的影响[J].纺织学报，2019，40（1）：73-78.
[12]黄海涛，朱文涛，刘慧娟.麻赛尔纤维与圣麻纤维的性能测试对比分析[J].河南工程学院学报（自然科学版），2016，28（1）：1-4.
[13]罗晓菊，高小华，龚熠.羊毛、Coolmax（R）混纺针织物吸湿速干性能研究[J].针织工业，2017（4）：12-16.
[14]万殊姝，沈兰萍.纤维含量对麻赛尔混纺交织物吸湿放湿性能的影响[J].纺织高校基础科学学报，2019，32（2）：175-179.
[15]张红霞，刘芙蓉，王静，等.织物结构对吸湿快干面料导湿性能的影响[J].纺织学报，2008（5）：31-33，38.
[16]刘倩，沈兰萍，卢士艳.棉织物紧度对其热湿舒适性能的影响[J].西安工程大学学报，2013，27（1）：29-32.