竹原纤维针织物透气导湿性能研究

毕晓云，田 琳，燕敬雪，王冬青(.， 青岛6607；. ， 060)

1 前言

竹原纤维是采用机械、物理的方法去除天然竹材中的木质素、多戊糖、竹粉、果胶等杂质，从竹材中直接提取纤维，属新型天然纤维素纤维。竹原纤维由于具有良好的透气排汗性、抗菌性、防紫外线性能等诸多优良性能而受到国内外纺织界的广泛关注。

本文主要对竹原纤维织物透气、透湿性能进行了测试分析，并与棉/竹原织物、纯棉织物进行对比，探讨竹原纤维面料的透气透湿性能。

2 试验材料

本文所用的三种织物是在Z651A手摇针织横机上织的，机号为12。

三种织物均为三股18 tex纱线，采用1+1罗纹所织成。

三种织物分别为纯竹原织物，棉2/竹原1三股织物(棉2股竹原1股)，纯棉织物，各五块。

本文所用织物的规格及主要参数见表1。

3 试验方法

3.1 织物透气性能测试

本实验使用Y561织物透气量仪，测量在一定的压力差下，单位时间内通过织物的空气量，来推求织物的透气性。我国实验标准规定，织物两端压力差为49 Pa,织物透气性以L/m2·s表示，即在织物两端压力差为49 Pa的条件下，每平方米织物每秒钟可通过的空气公升数。

表1 织物的主要参数

3.2 织物透湿性能测试

织物的透湿性是服装热舒适性评价的重要内容。人们较为熟悉的评价织物透湿性的测试方法是透湿杯法。透湿杯法可分为蒸发法和吸湿法。蒸发法和吸湿法又可分为正杯法和倒杯法。

本实验采用蒸发法中的正杯法，因为正杯法的测试条件与人体在静止和少量运动状态下所穿服装的透湿性相近，这时人体出汗较少。

按照ASTME96方法B的规定，透湿量的测试在一个测试箱内进行，测试箱的空气温度为23℃，相对湿度为50%±2%，风速为2.8 m/s。测试时，往透湿杯内倒入一定量的蒸馏水，将直径为7.4 cm圆形试样的测试面向下放置在透湿杯上，将试样固定好。然后在天平上称量，精确至0.001 g，将其放入测试箱内，然后分别在1 h，2 h，3 h，4 h，5 h后，称其重量。

透湿量WVT=24·(A2-A1 )/(S·t)，单位g/(m2·d)；其中A1，A2分别为透湿前后同一试样的质量(g)；S为试样透湿面积(m2)；t为试验透湿时间(h)。

3.3 织物芯吸性能测试

本实验采用YGB871毛细管效应测定仪，采用垂直芯吸法，以毛细高度(cm/30 min)为表征。将垂直放置的纺织品，一端浸在液体中，液体借助表面张力沿其毛细管上升，在规定时间内液体沿纺织品的缝隙上升或渗入的高度，即为芯吸高度。沿纵向在织物中各取2条试样，试样上不应有明显纬斜等严重疵点；每条试样长22 cm，宽1.5 cm。试样下端加上3.0842 g重的预加张力；实验环境条件为：温度20℃±2 ℃；相对湿度65%±3%。将试样垂直浸人溶有高锰酸钾溶液的恒温槽中(溶液温度保持在36℃±2℃)，直到听到鸣响，此时开始计时，分别测定30 min内毛细效应上升的高度(cm)。

4 试验结果与分析

4.1 试验结果

三种织物的透气、透湿、芯吸性能测试结果分别见图1、图2、图3。

图1 织物透气量

4.2 试验结果分析

4.2.1织物透气性能分析

试验测得三种织物的透气量分别为：竹原织物2061 L/(m2·s)，棉2/竹原1织物1634 L/(m2·s)，纯棉织物1295 L/(m2·s)。由图1可明显看出竹原织物的透气性远优于同规格的棉纤维织物。

因为织物透气性取决于织物中的空隙大小及多少，而这又与纤维性状、纱线性状、织物几何结构以及后整理等因素有关。

图2 织物透湿性

图3 织物纵向芯吸效应

竹原纤维织物的透气性好，这是由竹纤维本身的特殊结构决定的。在电镜下观察竹纤维的横切面和纵向结构，竹原纤维纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等，内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹，与苎麻纤维的截面很相似。竹原纤维的这些空隙、凹槽与裂纹，犹如毛细管，可以在瞬间吸收和蒸发水分，故被专家们誉为“会呼吸的纤维”，用这种纯天然竹原纤维纺织成面料及加工制成的服装服饰产品吸湿性强、透气性好，有清凉感。

4.2.2织物透湿性能分析

由图2的织物透湿量变化曲线可看出，竹原织物的透湿量在最初的3 h内一直有明显变化，而棉/竹织物和纯棉织物的透湿量2 h内有较小的变化，3 h后三种织物的透湿量都趋于稳定。此外，任一时间段内竹原织物的透湿量较其他两种织物都有明显的优势，且竹原织物的透湿量变化较大。织物透湿的一种重要方式是与高湿空气接触一面的纤维从高湿空气中吸湿，水汽由纤维传递到织物的另一面，并向低湿空气中放湿。因此，纤维吸湿与导湿能力的好坏与织物透湿关系密切。而竹原纤维表面有无数的微细凹槽，其横截面高度天然中空，布满众多空隙，这些凹槽和空隙使得竹原纤维的比表而积大大增加，具有较大的表面能，对水蒸气具有很强的物理吸附作用；同时这些凹槽和空隙使竹原纤维具有非常强的毛细管效应，从而能将吸附的水蒸气迅速传递到织物的另一面并快速蒸发，使得织物对水蒸汽具有持续的吸附传递和快速蒸发能力，达到散发水分和热量的作用。由此可见竹原纤维面料和麻类纤维面料一样是理想的夏季衣料。

4.2.3织物芯吸性能分析

三种织物的吸湿性能有明显的差异，图3为织物纵向芯吸效果图。由于所采用的织物试样组织结构、纱线细度、织物紧密度、织物厚度差异不大，因此试样的芯吸效应差异主要取决于试样纤维的性能特征。本实验中纯棉织物没有表现出明显的芯吸效应，但从图3可看出竹原纤维织物的纵向毛细芯吸效应都优于棉2/竹原1织物。由图3中可以观察到竹原织物10 min内芯吸高度一直增加很快，之后增加量缓慢，说明竹原织物的芯吸过程可以分为2个阶段：开始时的快速芯吸阶段和逐渐趋于平衡的阶段。而混纺织物的芯吸量一直变化缓慢且少。

通过对竹原纤维的结构形态分析可知，竹原纤维中细长的空洞和表面的沟槽能够产生很好的“芯吸”效应，使水分子沿纤维表面形成的毛细管迅速上升、并从另一端析出水珠。因而皮肤上的有形汗液能够较好地通过存在于织物纤维间的毛细孔隙向外排放，所以竹原纤维具有优良的导湿性能。而棉纤维由于纵向具有较多的天然转曲，其形成的利于毛细传递的导湿槽比表面积小于竹原纤维取向上的沟槽所形成的比表面积，因此“芯吸”效应降低，此外相对于竹原纤维，棉纤维的结晶度较低，其良好的吸湿性能使得纤维吸湿后发生溶胀，也在一定程度上降低了芯吸效果，因此棉/竹织物的毛细芯吸效应明显低于纯竹原纤维织物。

5 结论

5.1竹原纤维本身的特殊结构决定了其透气性远优于同规格的棉纤维织物。

5.2竹原纤维织物具有良好的芯吸效应，导湿性能优良。

5.3夏季衣料要导湿、透湿、透气才凉爽，而冬季衣料要防风保温。从以上测试分析结果可见，竹原纤维织物是一种理想的夏季面料。

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