涤针织物单向导湿速干性能评价初探

涤针织物单向导湿速干性能评价初探
明钒1，倩2，华义1，亚玲1
（1.海天材料科技股份检测中心513000，2.工程学院，411104）
摘要：本文针对一系列具有单向导湿速干性的涤针织物的评价探讨。

可从单向性、吸湿导湿性、速干性评价，根据试验测试与正态分析可得：单向传递指数≥160.0；液态水动态传递指数≥0.75；滴水扩散时间≤3.7s；最大扩散面积≥1400.00mm2；蒸发速率≥0.16g/h可用于评价涤针织物单向导湿速干性能，并尝试建立涤针织物单向导湿速干评价体系。

关键词：涤针织物；单向导湿速干；评价体系
Study on One-way Moisture Transferring Evaluation System of
Polyester Knitted
Pan Mingfan1，Zhang Qian2，Sun Hua-yi1，PENG Ya-ling1
(HTT material Technology.Co.LTD .,Quanzhou 362000,China;2.Hunan Provincial Education,Xiangtan
411104,China)
Abstract:This paper discussed a series of unidirectional polyester knitted fabric guide of wet evaluation system. From unidirectional, lead moisture absorbent, quick-drying polyester knit evaluated single wizard wet, According to the test with normal test analysis available:the acumulative one-way transport capacity≥160%; overall moisture management capability≥0.75; drip diffusion time ≤3.7s; maximum diffusion an area larger than 1400mm2; evaporation rate ≥0.16g / h;for the evaluation of polyester knitted fabric one-way moisture conductivity. And try to establish one-way moisture conductivity evaluation system of polyester knitted fabric.
Keywords:Unidirectional wet; Polyester Knitted; Evaluation System.
单向导湿速干是指在人体经历过热或运动出汗后，汗液并不完全在织物表面扩散，而是通过织物外两层之间的差动毛细效应导出并被直接吸到织物外层进行快速的蒸发，使得汗液不断的排出，以保持织物层的相对干爽，减小织物与人体之间的粘着效应，提高人体的舒适性。

其机理为差动毛细效应，在织物外层形成毛细效应附加压力差，在这种压力差的作用下，织物中的液态水分自动从层扩散到外层，保持人体的干爽性。

从具体操作上讲，可从原料选择、编织方式以及染整方式等方面下手，其中染整方式是通过印花工艺对织物进行微型窗整理，主要原理应用疏水的助剂在面料表面做无色印花，其技术关键要点是，印花的图案呈不规则细微点状分布，层同时有疏水的部分和亲水的表面，水分通过亲水的部分向外层扩散和渗
透，同时外层亲水部分具有较强的吸湿性能，外层形成毛细效应压力差，结果层表面只有点状的潮湿，保持干爽，外表面比较潮湿[1]。

近两年，运动品牌对此功能面料的需求量逐渐加大，对于织物单向导湿速干性能的测试，尽管现阶段还未有一个标准来评定，本课题基于吸湿速干性的测试方式做铺垫，选取了一系列经染整方式处理具有单向导湿速干性能的涤针织物，通过试样空白对比测试分析，提出涤针织物具有单向导湿速干性能应具备怎样的条件和指标值，暂时作为笔者企业部控制的依据，同时供检测机构和同行相互交流。

1 试验部分
1.1 试验材料、药品及仪器设备
表1试验材料
织物序号名称组分
1 涤氨平纹布90D/108F仿棉纱+30D氨纶
2 涤棉毛布75D/72F DTY
3 涤氨汗布100D/144F+30D氨纶
4 涤棉毛布36D/36F+F40D/12F
5 涤直条布75D/72全消光+F75D/36凉爽丝
6 涤蜂窝布F50D/24F半光+75D/72F
7 涤棉毛布50D/72F DTY
注：其中对照组1、2、3号作单导前后对比；实验组1号至7号。

表2 试验用品
实验用品生产厂家
三级蒸馏水自制
MMT系统Atlas
电子天平精科
秒表追日电子科技
1.2 测试方法
试样均按GB 6529规定的标准大气松弛状态下调湿平衡。

根据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[2]以及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[3]中的测量参数，可从三个方面来评价涤针织物的单向导湿速干性（1）吸湿导湿性：滴水扩散时间t、最大扩散面积S；（2）速干性：蒸发速
率v；（3）单向性：单向传递指数O、液态水动态传递综合指数M。

1.2.1 滴水扩散时间t
将水滴在试样上，水滴接触试样至其完全扩散并渗透至织物需要的时间（s）。

同最大扩散面积测试。

1.2.2最大扩散面积S
裁取5块尺寸为100mm*100mm，放置在试验平台上（使用时贴近皮肤的一面朝上），用滴定管吸入适量的三级水，将约0.2mL的水轻轻地滴在试样上，滴管口距试样表面应不超过1cm；仔细观察水滴扩散情况，记录水滴接触试样表面至完全扩散（不再呈镜面反射）所需时间，并计时10S、20s、1min、2min、3min、5min下经向和纬向扩散的距离。

对于不同织物，定量液滴在织物上扩散的面积可较好区分液滴扩散能力，液滴扩散面积越大，它与空气接触面积也越大，液体蒸发速率越快，液体越容易干燥，对于导湿性不同的织物，用液滴扩散最大面积可表征织物导湿能力。

定量液滴滴入织物5min后，基本不再扩散，液体扩散最大面积可定义为一定量（取0.5mL）液体滴入织物5min 后，液体在织物上的扩散面积，以S max（最大值）表示,量纲为mm2。

由于液滴在织物上以近似圆形或椭圆形扩散。

因此，液体在织物上扩散最大扩散面积，如式（1），修约至0.01。

S max ＝π.L1,max.L2,max (1)
式中：S max—试样滴水润湿后的面积，mm2；
L1,max，L2,max—经向、纬向最大扩散半径；
对于浅色织物，可在液体加入染料，当液体扩散至最大面积时用求积仪测试液体在织物上扩散最大面积。

1.2.3蒸发速率v
根据GB/T 21655.1-2008标准进行测试，将裁取的5块尺寸为100mm*100mm试样，放置在标准大气条件下调湿平衡，称取试样的原始数据，精确至0.001g 用移液管移取0.2mL的蒸馏水，依次滴在称好原重的布样，计时5min、10min、15min、20min、30min、40min、50min，在各蒸发时刻对5块布样依次称重并记录好数据。

将一定量的水滴在试样上后悬挂在标准大气中自然蒸发，其时间-蒸发量曲线上线性区间单位时间的蒸发质量,如式（2），修约至0.01g/h。

v i =(m-m i) /t i*60 (2)
式中：v i—蒸发速率，g/h；
m—试样滴水润湿后的质量，g；
m i—试样在滴水润湿后某一时刻质量，g；
t i—蒸发实验终止时刻所用的时间，min。

1.2.4单向传递指数O
根据GB/T 21655.2-2009标准进行测试，织物试样水平放置，液态水与其浸水面接触后，会发生液态水沿织物的浸水面扩散，并从织物的浸水面向渗透面传递，同时在织物的渗透面扩散，含水量的变化过程是时间的函数，当试样浸水面滴入测试液后，利用与试样紧密接触的传感器，测定液态水动态传递状况，及时测出一系列性能指标。

以织物两面吸水量的差值与时间之比来表示。

如式（3），数值修约至0.1
O=（∫U B-∫U T)/t (3)
式中：O——单向传递指数，%；
t——测试时间，s；
∫U T——浸水面的吸水量；
∫U B——渗透面的吸水量；
1.2.5液态水动态综合传递指数OMMC
以织物的渗透面吸水速率、单向传递指数和渗透面液扩散速率的加权值来表示。

如式（4），数值修约至0.01。

测试同单向传递指数。

M=C1A BD+C2O D+C3S BD (4)
式中：C1，C2和C3—权重值（C1=0.25，C2=0.5，C3=0.25）
A BD、O D、S BD 是渗透面吸水速率、单向传递指数和渗透面扩散速度的无量纲化计算。

3 结果与讨论
3.1涤针织物吸湿导湿性评价
（1）滴水扩散时间测试：7种织物分别进行5次滴水扩散时间测试数据如表3，
表3 各织物5次滴水扩散时间测试数据（单位：s）
注：对照组（1、2、3号），实验组（1号至7号）。

从表3中可看出，1、2、3号经单向导湿速干整理后的织物与未整理织物测试对比，经整理后织物的滴水扩散时间均值比未整理的大，织物经单向导湿速干整理后使得水份不能在反面（接触人体皮肤面）扩散，而是通过正反两面的毛细效应差，将水导入正面扩散，其中毛细效应的过程延长了滴水扩散的时间。

经对整理后7块试样测试结果统计分析，质量过程能力控制容差值取95%置信区间的单边上限，可得具有单向导湿速干的涤针织物滴水扩散时间小于3.7s作为生产控制的指标值。

其值比GB/T 21655.1-2008 纺织品吸湿速干性的评定第一部分：单项组合试验法规定的具有吸湿速干织物滴水扩散时间3.0s大一些，应视为正常，但如果太大说明导湿性能差或不具备导湿性能，因此我司选取3.7s作为控制的上限。

（2）最大扩散面积：7种织物分别进行5次最大扩散面积测试，数据如表4，
表4 各织物5次最大扩散面积测试数据(单位：mm2）
布样1-未整理1-整理2-未整理2-整理3-未整理3-整理4-整理5-整理6-整理7-整理
1 1318.80 2527.70 1186.9
2 2527.70 1372.18 1551.16 2373.84 2826.00 3516.80 2882.52
2 1877.72 2775.76 1356.48 2775.76 1067.60 1884.00 1949.94 2826.00 3796.26 2628.18
3 1949.9
4 2260.80 1186.92 2260.80 1186.92 1670.48 1808.64 2857.40 3551.34 2797.74
4 1318.80 3253．04 1252.86 3253.04 1243.44 1821.20 1959.36 2562.24 3796.26 2612.48
5 1582.5
6 2857.40 1312.52 2857.40 1312.52 2022.16 1959.36 2637.60 3918.72 2411.52 均值1609.56 2734.94 1259.14 2734.94 1236.53 1789.80 2010.23 2741.85 3715.88 2666.49 经单向导湿速干整理后的织物综合正态分析均值2627.73 标准差615.80 从表4中可看出，1、2、3号经单向导湿速干整理后的织物比未经整理的织物，其织物正面的扩散面积的均值明显要大许多，这可以体现单导织物的一大特点——导湿性好，正面的扩散面积越大，说明织物的吸湿导湿能力越好，也加大汗液及水分的速干性，两种性能指标相互促进，更好体现单向导湿速干织物优良的吸湿导湿性。

经对整理后7块试样测试结果统计分析，质量过程能力控制容差值取95%置信区间的单边下限，可得具有单向导湿的涤针织物最大扩散面积大于1395.13mm2，修约到1400.00 mm2作为生产控制的指标值。

3.2涤针织物速干性评价
（1）蒸发速率：如图1和图2中蒸发量与时间的关系：
图1 蒸发量与时间的曲线关系对照组
图2 蒸发量与时间的曲线关系实验组
从图1可看出，经单向导湿速干整理后的织物比未经整理的织物的蒸发速率值略大，两条曲线相隔很近，单导整理使得织物反面的亲水面积缩小，对水分的吸附量降低，转而扩散至正面，所以使得正面的水分蒸发速率提高。

蒸发量与时间的曲线越陡，说明该织物的蒸发速率越大，更加证明单向导湿织物具有优越的速干性。

经对整理后7块试样测试结果均值0.31g/h，标准差0.075统计分析，质量过程能力控制容差值取95%置信区间的单边下限，可得具有单向导湿的全涤针织物蒸发速率大于0.16g/h作为生产控制的指标值。

3.3涤针织物单向性评价
（1）单向传递指数O，如表5
表5 各织物5次单向传递指数的测试数据
序号1-未整理1-整理2-未整理2-整理4-整理5-整理6-整理7-整理
1 221.4 786.8 73.6 265.3 553.7 308.8 674.3 265.3
2 199.7 755.2 162.5 398.5 589.8 486.1 684.
3 398.5
3 226.2 789.7 142.7 372.2 581.3 502.3 607.1 278.1
4 209.4 764.2 139.
5 359.
6 464.2 294.3 664.4 256.9
5 198.7 759.4 155.3 381.1 526.8 591.8 651.7 348.1
均值211.1 771.1 134.7 355.3 543.2 436.7 656.4 309.4
单导后的织物综合正态分析均值512.0 标准差177.08 注：因3号织物在测试过程中的数据不稳定，舍弃不取。

从表5中可看出，1、2号经单向导湿速干整理后的织物比未经整理的织物的单向传递指数均值成倍增长，单导整理增加了液态水从反面传递到正面的能力，即单向性，提高了汗液或水分的单向传递指数。

经对整理后6块试样测试结果统计分析，质量过程能力控制容差值取95%置信区间的单边下限，可得具有单向导湿的涤针织物单向传递指数大于157.8，修约到160.0作为生产控制的指标值。

（2）液态水动态传递综合指数M，如表6
表6 各织物5次液态水动态传递综合指数的测试数据
序号1-未整理1-整理2-未整理2-整理4-整理5-整理6-整理7-整理
1 0.61 0.90 0.43 0.77 0.91 0.80 0.9
2 0.88
2 0.42 0.92 0.61 0.88 0.92 0.88 0.9
3 0.78
3 0.38 0.91 0.600.86 0.91 0.75 0.93 0.75
4 0.54 0.9
5 0.49 0.8
6 0.92 0.76 0.9
7 0.85
5 0.62 0.92 0.53 0.85 0.92 0.87 0.90 0.81
均值0.51 0.92 0.53 0.84 0.92 0.81 0.93 0.81 单导后的织物综合正态分析均值0.87 标准差0.06 从表6中各织物液态水动态综合传递指数的均值，可以看出整理和未经整理的织物浸水面传递到渗水面的能力有明显的差异，液态水动态综合传递指数成倍增长，综合单向传递指数突现了单向导湿速干织物的单向性。

经对整理后6块试样测试结果统计分析，质量过程能力控制容差取95%置信区间的单边下限，可得具有单向导湿的涤针织物液态水动态传递指数大于0.75作为生产控制的指标值。

3结论
通过一系列的指标测试与统计分析，最终得出评价经后整理处理涤针织物的单向导湿性可以从吸湿导湿性、速干性以及单向性三方面着手，通过对这些参数的原始数据进行正态分析可得：（1）吸湿导湿性：滴水扩散时间≤3.7s；最大扩散面积≥1400.00mm2；（2）速干性：蒸发速率≥0.16g/h；（3）单向性：单向传递指数≥160.0；液态水动态传递指数≥0.75作为企业部生产控制的指标值。

4 展望
在纺织服用领域，单向导湿织物具有控制人体湿热平衡的功能，作为附加值较高、穿着舒适性好以及符合现代生活需求的织物，受到人们的欢迎，也得到了国外科研人员的关注。

对于评价涤纶针织物的单向导湿速干性能，本文的测试方式有待进一步完善与实践。

参考文献
[1] HarmathyTZ. Simultaneousmoisture and heat transfer in porous sys-temswith particular reference to drying [J]. Industrial&EngineeringChemistry Fundamentals, 1969, 8 (1) : 92-103.
[2] 中华人民国国家质量监督检验检疫总局.GB/T21655．1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第1 部分:单项组合实验法》，中华人民国国家标准.：中国标准，2009:06-19.
[3] 中华人民国国家质量监督检验检疫总局.GB/T21655．2-2009《纺织品吸湿速干性的评定第2 部分:动态水分传递法》，中华人民国国家标准.：中国标准，2008:04-09.。