摘 要：麻紡織品的吸濕速干性能已成為引導(dǎo)麻紡織品市場和銷售的一大亮點(diǎn)。苧麻紡織品以其吸濕、透氣等優(yōu)良性能備受消費(fèi)者青睞。為了研究麻棉混紡織物吸濕速干性能與苧麻纖維含量之間的關(guān)系，本文依據(jù)《天然吸濕速干麻紡織品》（FZ/T34014—2022）對織物的吸濕速干性能進(jìn)行測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)苧麻纖維含量對麻棉混紡織物的吸濕速干性能有顯著影響，苧麻含量越高，麻棉混紡織物的滴水?dāng)U散時(shí)間越短，經(jīng)、緯向芯吸高度越高，表明吸濕性越好；苧麻含量越高，其制備的紡織品透濕量越大，其汗液越容易揮發(fā)，吸濕速干性越好。
關(guān)鍵詞：麻類紡織品；吸濕性；速干性；功能性
苧麻是我國特有的麻類資源，被稱為“中國草”“纖維之王”。苧麻紡織品因吸濕、透氣性優(yōu)良，受到消費(fèi)者青睞，成為一種時(shí)尚潮流，特別是在日本、歐美市場，麻織品特有的褶皺是身份的象征[1,2]。苧麻纖維細(xì)長、堅(jiān)韌[3]、質(zhì)地輕且中間有溝狀空腔，管壁多孔隙，吸濕散濕快，在眾多麻類纖維制成的紡織品中，苧麻紡織品的透氣性最好[4]，其透氣性比棉纖維高三倍左右。
吸濕速干紡織產(chǎn)品是近年來發(fā)展比較快的一類功能性紡織產(chǎn)品。從最早的吸濕排汗到后來的吸濕速干，再到目前的導(dǎo)濕速干，功能名稱一直在變，但基本的功能要求并未改變，即在穿著或使用過程中不會(huì)因?yàn)槿梭w的排汗而讓皮膚有濕、黏、冷的不舒適感，同時(shí)還能快速干燥，使人體皮膚始終保持干爽的觸感[5]。國內(nèi)最早引入吸濕速干概念的產(chǎn)品是基于天然纖維的特性而開發(fā)的功能性紡織產(chǎn)品。吸濕速干紡織品兼具較好的吸濕性和放濕性，氣態(tài)和液態(tài)的汗液或水分能快速通過衣服從身體排到外層大氣中，其過程包括纖維吸收汗液、汗液在纖維內(nèi)部傳遞、汗液外層揮發(fā)[6]。
影響紡織品吸濕速干性能的因素較多，主要是纖維種類和結(jié)構(gòu)、織造工藝和織物組織結(jié)構(gòu)以及后整理。研究發(fā)現(xiàn)，棉纖維的成紗結(jié)構(gòu)、紗線捻度及織物組織結(jié)構(gòu)的組合搭配對面料吸濕速干性能和透氣性影響顯著[7]。在各類天然纖維中，麻類織物的吸濕速干性能最為突出，吸濕速干性能作為麻紡織品的主要優(yōu)點(diǎn)，已成為引導(dǎo)麻紡織品市場和銷售的一大亮點(diǎn)。
本文依據(jù)《天然吸濕速干麻紡織品》（FZ/T34014—2022）對織物的吸濕速干性能進(jìn)行測試[8]，研究麻棉混紡織物吸濕速干性能與苧麻纖維含量之間的關(guān)系，總結(jié)苧麻紡織品麻纖維含量與吸濕速干性能的規(guī)律，以便更好地指導(dǎo)苧麻功能性紡織品的研究和開發(fā)。
1.1 樣品制備方法
實(shí)驗(yàn)以純苧麻紗、純棉紗和棉麻混紡紗為原料，按照一定的紗線配比，采用小樣機(jī)織造出苧麻含量分別為10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七種平紋苧麻/棉紡織品，其具體的組成和規(guī)格見表1。
表1 不同苧麻含量的紡織品組成和規(guī)格
電子天平（稱量精度0.001g）、微量移液器（精度0.01mL）、原型試樣夾、M215毛細(xì)效應(yīng)儀、YG601型織物透濕儀、計(jì)時(shí)器、三級(jí)水、烘箱、無水氯化鈣（化學(xué)純，粒度0.63~2.5mm，使用前在烘箱中160℃干燥3h）、干燥器、標(biāo)準(zhǔn)圓片沖刀。
1.3 試驗(yàn)方法
以苧麻含量分別為10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七種面料為原料，在距布匹末端1m以上，距布邊15cm處取樣，采用《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》（GB/T6529—2008）規(guī)定的大氣。依據(jù)《天然吸濕速干麻紡織品》（FZ/T34014—2022）中所規(guī)定的吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸高度、水分蒸發(fā)速率（蒸發(fā)速率）、透濕率等指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)方法對樣品進(jìn)行檢測[8-9]。
1.3.1 吸水率
從每個(gè)樣品上裁取5塊試樣（尺寸10cm×10cm，試樣平整無褶皺），稱重。將試樣放入盛有三級(jí)水的容器內(nèi)，試樣吸水后自然下沉，將試樣在水中完全浸潤5min后取出，自然平展地垂直懸掛，試樣中水分自然下滴。當(dāng)試樣不再滴水時(shí)，立即用鑷子取出試樣稱取質(zhì)量。
1.3.2 滴水?dāng)U散時(shí)間
按照1.3.1取5塊試樣，將試樣平放在試驗(yàn)平臺(tái)上（使用時(shí)貼近人體皮膚的一面朝上），用滴定管吸入適量的三級(jí)水，將一滴約0.05mL的水輕輕地滴在試樣上，滴管口距試樣表面不超過1cm。仔細(xì)觀察水滴擴(kuò)散情況，記錄水滴接觸試樣表面至完全擴(kuò)散（不再呈現(xiàn)鏡面反射）所需時(shí)間，計(jì)算5塊試樣的平均擴(kuò)散時(shí)間。
1.3.3 水分蒸發(fā)速率
將備好的滴水?dāng)U散時(shí)間的原始試樣，稱取其質(zhì)量m0，將做完滴水?dāng)U散時(shí)間的試樣，自然平展地垂直懸掛在空氣中，每隔（5±0.5）min稱取一次質(zhì)量，記為m。
按照公式Δm=mi-m0計(jì)算在每個(gè)稱取時(shí)刻的水分蒸發(fā)量，繪制時(shí)間-蒸發(fā)量曲線，正常的時(shí)間-蒸發(fā)量曲線通常在某點(diǎn)后蒸發(fā)量會(huì)明顯趨緩。在該點(diǎn)之前的曲線上作最接近直線部分的切線，求切線的斜率即為水分蒸發(fā)速率Ev（g/h）。分別計(jì)算5塊試樣的平均蒸發(fā)速率，結(jié)果修約至0.01g/h。
1.3.4 芯吸高度
裁取經(jīng)緯向各3塊試樣（長度≥250mm，有效寬度30mm，且沿長度方向的邊紗為完整的紗線）。記錄30min時(shí)同一試樣寬度方向上芯吸高度的最小值，分別計(jì)算經(jīng)緯2個(gè)方向各3塊試樣芯吸高度最小值的平均值。旋轉(zhuǎn)底座螺旋調(diào)節(jié)試驗(yàn)裝置的水平，用試樣夾將試樣一端固定在橫梁架，在試樣下端8~10mm處裝上適當(dāng)質(zhì)量的張力夾，使試樣保持垂直。調(diào)整試樣位置，使試樣靠近并平行于標(biāo)尺，下端位于標(biāo)尺零位以下15±2mm處，將三級(jí)水倒入底座上的容器內(nèi)，降低橫梁架使液面處于標(biāo)尺的零位，開始記時(shí)，分別測量經(jīng)過10s、30s、1min、5min、10min、20min、30min時(shí)液體芯吸高度的最小值，最終芯吸高度以經(jīng)向/縱向中較大者報(bào)出，單位為mm。
1.3.5 透濕率
剪取三塊試樣（直徑為70mm），向清潔、干燥的透濕杯內(nèi)裝入干燥劑約35g，并振蕩均勻，使干燥劑成一平面。干燥劑裝填高度為距試樣下表面位置4mm左右，空白試驗(yàn)的杯中不加干燥劑。將試樣測試面朝上放置在透濕杯上，裝上墊圈和壓環(huán)，旋上螺帽，再用乙烯膠粘帶從側(cè)面封住壓環(huán)、墊圈和透濕杯，組成試驗(yàn)組合體。迅速將試驗(yàn)組合體水平放置在已達(dá)到試驗(yàn)條件的試驗(yàn)箱內(nèi)，經(jīng)過1h平衡后取出。迅速蓋上對應(yīng)杯蓋，放在20℃左右的硅膠干燥器中平衡30min，逐一稱重。稱量后輕微振動(dòng)杯中的干燥劑，使其上下混合，以免長時(shí)間使用上層干燥劑使其干燥效用減弱。振動(dòng)過程中，盡量避免使干燥劑與試樣接觸。除去杯蓋，迅速將試驗(yàn)組合體放入試驗(yàn)箱內(nèi)，經(jīng)過1h試驗(yàn)后取出，稱量，每次稱量試驗(yàn)組合體的先后順序應(yīng)一致。
2 結(jié)果與討論
2.1 吸水率
分別測試了苧麻纖維含量為10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七種麻棉混紡織物的吸水率，試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 不同苧麻纖維含量織物的吸水率
吸水率主要反映紡織品的吸水和鎖水能力[10]。由表2可知，苧麻織物吸水性較好，本實(shí)驗(yàn)中不同苧麻含量的紡織品的吸水率均比較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)織物吸水率100%[9]，符合麻紡織品優(yōu)等品吸水率≥120%的要求[8]。吸水率主要與材料的比表面積、內(nèi)部的微孔、毛細(xì)管效應(yīng)等有關(guān)。苧麻纖維中間存在大量溝狀空腔，管壁上大量孔隙，吸水性較強(qiáng)，即使這些紡織品麻纖維含量為10%，也能達(dá)到較高的吸水率。除了纖維含量之外，紗線的粗細(xì)對吸水率的影響也較大[6]，其中經(jīng)緯紗均較粗的6號(hào)紡織品吸水性最差，經(jīng)密和緯密比較低的1、3、5號(hào)紡織品的吸水性較好。
2.2 滴水?dāng)U散時(shí)間試驗(yàn)
滴水?dāng)U散時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 不同苧麻纖維含量織物的滴水?dāng)U散時(shí)間
以麻纖維含量為自變量，以滴水?dāng)U散時(shí)間為因變量做線性回歸分析，如圖1所示.結(jié)果表明，滴水?dāng)U散時(shí)間與苧麻纖維含量呈線性負(fù)相關(guān)，線性相關(guān)系數(shù)（R值）約為0.94。苧麻纖維內(nèi)部的孔隙和空腔，有利于形成導(dǎo)水孔，因此苧麻含量越高，紡織品滴水?dāng)U散時(shí)間越短，其吸濕性和導(dǎo)濕性越好。
圖1 麻纖維含量與滴水?dāng)U散時(shí)間線性回歸分析圖
2.3 芯吸高度
芯吸高度也是表征紡織品吸濕性能的重要指標(biāo)，30min時(shí)，不同苧麻紡織品的芯吸高度檢測結(jié)果見表4。
表4 不同苧麻纖維含量織物的芯吸高度試驗(yàn)結(jié)果
以麻纖維含量為x軸，以芯吸高度為y軸，繪制散點(diǎn)圖，結(jié)果見圖2。
紡織品的芯吸高度直接反映其吸濕性，由圖2可以看出，麻棉混紡織物經(jīng)向和緯向的芯吸高度均隨著苧麻纖維含量增加而增加，麻棉混紡織物經(jīng)向和緯向芯吸高度與苧麻纖維含量的線性相關(guān)系數(shù)（R值）分別為0.91和0.96，表明紡織品吸濕性與苧麻纖維含量呈線性正相關(guān)。苧麻纖維含量越高，紡織品芯吸高度越高，麻棉混紡織物吸濕性越好。苧麻纖維內(nèi)部容易形成毛細(xì)管效應(yīng)，能夠快速吸收和傳導(dǎo)水分，加速水分的揮發(fā)。
圖2 芯吸高度與麻纖維含量關(guān)系圖
2.4 水分蒸發(fā)速率
水分蒸發(fā)速率可以表征紡織品的速干性，測試結(jié)果如圖3所示。經(jīng)計(jì)算，不同苧麻含量的紡織品水分蒸發(fā)速率均在0.16~0.18g/h，各組苧麻纖維含量對麻棉混紡織物的水分蒸發(fā)速率的影響不顯著。
圖3 不同苧麻纖維含量織物的水分蒸發(fā)速率
2.5 透濕率
透濕率試驗(yàn)結(jié)果見表5。以苧麻纖維含量為自變量、透濕率為因變量做線性回歸分析，結(jié)果如圖4所示。
透濕性主要指汽態(tài)水從織物的一面轉(zhuǎn)移到另一面。影響透濕性的因素較多，包括纖維的親水性、紗線結(jié)構(gòu)、織物組織結(jié)構(gòu)以及后整理方式。從圖4可以看出，在其他因素基本相同的情況下，紡織品的透濕量跟其中苧麻含量呈線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.90，苧麻纖維含量越高，透濕量越大。
表5 不同苧麻纖維含量織物的透濕率試驗(yàn)結(jié)果
圖4 苧麻纖維含量對麻棉紡織品透濕率的影響
3 結(jié)論與展望
紡織品的吸濕速干性能的評價(jià)指標(biāo)較多，其中吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸效應(yīng)主要表征紡織品的吸水性，透濕量、水分蒸發(fā)時(shí)間、蒸發(fā)速率主要表征紡織品的速干性，透濕量可以反映潛汗揮發(fā)的情況[10-11]。通過研究麻棉混紡織物中苧麻的含量和織物吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、經(jīng)向/緯向芯吸高度、透濕量、水分蒸發(fā)速率之間的關(guān)系，得到以下結(jié)果。
（1）在其他條件基本一致的情況下，苧麻含量與麻棉混紡織物的滴水?dāng)U散時(shí)間和經(jīng)/緯向芯吸高度呈較強(qiáng)的線性相關(guān)，苧麻含量越高，麻棉混紡織物的滴水?dāng)U散時(shí)間越短；經(jīng)/緯向芯吸高度越高，紡織品吸濕性越好。
（2）苧麻含量越高，所制得的苧麻紡織品的透濕量越大，表明其氣態(tài)水更容易揮發(fā)，汗液更快干燥，從而使人體皮膚有干爽的觸感，具有更好的吸濕速干性。
吸濕速干紡織品能滿足人民群眾對于高質(zhì)量生活的需求，在市場上廣受歡迎，因此吸濕速干紡織品的開發(fā)是十分必要的，研究結(jié)果表明，天然的苧麻纖維含量對紡織品的吸濕速干性有直接且正面的影響，因此在開發(fā)具有這種吸濕速干性能的紡織品時(shí)，可以適當(dāng)增加苧麻纖維的含量。
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文章摘自：胡小蓉，羅鳳香，甘丹，雷勁宇，陳雯，徐珍，徐奕. 苧麻纖維含量對麻棉混紡織物吸濕速干性能的影響研究[J]. 湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2024，34(01)：62-67.
