一种新型单向导湿面料的开发

贺建国　章为敬

摘 要：选用在湿度状态下有良好的保形性的PBT长丝和具有吸湿快干功能的Cooldry长丝为原料，通过两种长丝的组合和浮点型结构设计，选用高机号的针织机编织，开发出具有单向导湿和速干功能针织面料，且其单向导湿功能持久，具有良好的吸湿性、导湿性、快干性和服用舒服性。

关键词：PBT;Cooldry;单向导湿;针织面料;产品开发

中图分类号：TS 184.4

文献标志码：B

文章编号：1009-265X（2019）04-0024-04

Development of a Novel Fabric with the Function of Unidirectional Water Conductivity

HE Jianguo1， ZHANG Weijing2

（1.Quanzhou Haitian Materials Technology Co.， Ltd.， Quanzhou 362000， China; 2.College of Textiles， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract：PBT filaments with good shape-retentive property in humidity conditions and Cooldry filaments with the function of moisture absorption and quick drying were used as materials to develop the knitted fabric with the functions of unidirectional water conductivity and quick drying with the fine-gauge knitting machine through combination of the two filaments and floating-point structure design. This fabric had lasting unidirectional water conductivity function， good moisture absorption， water conductivity and fast drying. It is comfortable for people to wear.

Key words：PBT; Cooldry; unidirectional water conductivity; knitted fabric; product development

随着社会经济和物质生活的不断发展，人们对于服装的舒适性以及功能性有了更高的要求，特别是在夏季，由于人体大量排汗，汗液不能及时且迅速的排到空气中去，造成出汗后衣服润湿会有贴身不舒适感觉。因此，具有吸湿快干、高散湿、高散热凉爽舒适功能的新型单向导湿服装面料应运而生，并随着市场需求的不断扩大，品种越来越多，主要以亲/疏水印花后整理和针织组织结构设计两种方法实现单向导湿功能[1]。印花整理实现单向导湿功能的原理是通过点状印花网版将疏水整理剂印在亲水织物内层，使织物内层印花部分疏水，织物内外两层产生润湿性梯度差，有利于水分由内向外传导，以此实现单向导湿功能[2]。此法的优点是渗水通道可以通过印花方式做变化，单向传递效果较好，作为印花底布的织物有较多选择，手感柔软，外观比较丰富，单导图文丰富容易吸引消费者。但是，由于该方法是通过后整理方式将整理剂附着在织物上，经过频繁水洗，部分助劑会脱落并随机粘在织物的内外面，影响其单导和吸湿效果，长期水洗则会导致织物丧失单向导湿和吸排功能。

通过织物多层结构设计和不同纱线配置的方法亦可使织物内层疏水、外层亲水，形成差动毛细效应，实现织物良好的单向导湿功能[3]。该方法避免了通过印花整理制备单向导湿面料耐久性差的缺点，使织物单向导湿功能持久有效。本文主要以62 dtex/24根PBT长丝和83 dtex/72根Cooldry长丝为原料，利用其良好的吸湿性，通过针织结构设计的方法，开发具有良好的单向导湿功能的新型针织面料。

1 单向导湿织物结构设计原理

单向导湿是指利用织物内外层纤维间产生的毛细效应附加压力差，实现汗液自动从织物内层（贴肤面）扩散到织物外层（非贴肤面、扩散层），并且水分难以从织物外层向内层传导。这种具有汗液自动从内层导向外层扩散的功能织物称为单向导湿织物。采用单向导湿面料制作的服装能够最大限度地减少汗液黏贴皮肤而带来不舒服感[2-5]，因此具有良好的热湿舒适性。

通过织物结构设计实现单向导湿功能主要原理为差动毛细效应，采用毛细管直径由下到上变细的形态来解决芯吸高度和传输速率的矛盾。在双层结构织物中，当织物外层纤维形成细的毛细管，织物里层纤维之间形成较粗的毛细管时，在织物内外层界面之间就会产生附加压力差，织物中的液态水在附加压力差作用下自动从里层流到外层，形成一定的单向导湿能力。织物的内层纤维粗、纱线捻度小、密度大于外层以及纤维伸长小于外层，均有利于提高差动毛细效应，进而提高织物的单向导湿性能[3]。

2 单向导湿织物的设计思路

2.1 原料性能

PBT纤维是聚对苯二甲酸丁二酯纤维的简称。随着差别化纤维在功能性面料中的广泛使用，PBT的研究价值被重视起来[6-7]。PBT纤维兼有涤纶的优良机械性能及锦纶的柔软和耐摩擦性，而其可染性和着色性却超过涤纶和锦纶[8]。PBT纤维具有良好的回弹性、耐磨性和纤维卷曲性，伸长率可达到30%～60%，强度达到30.91～35.32 cN/tex[9]。另外，PBT纤维在湿态下的保形性极好，染色性能极佳，使用普通分散染料就能达到优良的染色牢度[10]，是开发针织服用纺织品良好的原料。

Cooldry是泉州海天轻纺集团最新推出的干爽、舒适性纺织品。它将自然界的毛细管原理导入纺织品开发，使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持肌肤的干爽。Cooldry纤维的横截面面积填充率在60%～80%之间，纤维比表面积比圆形截面增加40%～50%，因而毛细效应和透气性很高，芯吸能力大大超过棉，Cooldry纤维独特的十字形截面，使其与皮肤的接触面积产生变化。

2.2 设计思路

由于织物单向导湿机理与织物的结构、织物的密度以及织物内外层所用的纤维种类不同，实际效果也有所不同，选用合适的纤维应用到结构型单向导湿织物中，尤为关键。由于PBT纱线弹性好，且弹性不受湿度影响，将PBT纤维的纱线应用到单向导湿织物的内层（贴肤面），用PBT作为支架将皮肤和织物外层隔离开来，在皮肤和织物之间形成空气对流层，具有疏水作用。同时空气对流的存在加速了织物外层汗液的蒸发速度。将具有快吸水、快扩散的十字截面Cooldry长丝作为外层材料，使织物内外层产生附加压力差，形成差动毛细效应，使织物具有单向导湿功能。

织物的结构意匠图如图1所示，设计组织结构为浮线和成圈的相互交替排列，使织物内面形成凹凸的纹理槽面，织物内层形成均匀浮点状分布，与皮肤成点状接触，减少粘贴感而增强舒适感。织物外层选用十字截面的纤维，提升织物的毛细效应，增大汗液在织物正面的扩散速度和面积，提高速干效果。如图2所示，纱线在织物内部形成少而粗的毛细管，使得织物内外两面纤维吸湿性形成明显的差异。织物内层水分不断的被外层毛细管吸走至外层蒸发，从而使内层保持较少的水分残留。该种方法设计的织物，毛细管在纱线内部形成，织物在水洗和使用过程中织物内外层毛细管效应差异不易被破坏，高效的导湿功能便不会减弱，因此单向导湿功能能够持久稳定。

3 织造工艺

3.1 设备参数

针织大圆机选用福源单面机，机号为36针/25.4 mm，筒径864 cm（34吋），总针数3 900枚。

3.2 织针排列及三角排列

針筒织针排列按AABB顺序排列。三角排列如图3所示。

3.3 排纱

第1，2，6，7，11，12，16，17路穿62 dtex/24根（PBT）（55D/24根）。

第3，4，5，8，9，10，13，14，15，18，19，20路穿83 dtex/72根Cooldry（75D/72根）。

3.4 编织参数

第1，2，6，7，11，12，16，17路线长为11 cm/100枚。

第3，4，5，8，9，10，13，14，15，18，19，20路线长19 cm/100枚。

横密94纵行/5 cm，纵密136横列/5 cm，毛坯平方米质量85 g/m2，毛坯幅宽115 cm。

4 染整工艺

染整的工艺流程：去油→染色→还原洗→酸洗→脱水→剖幅→定形（170 ℃，轧渗透剂JFC 3G/L）。

4.1 去油

去除坯布在织造过程中沾染上的油污、杂质，避免染色时出现色花等问题。工艺参数：浴比1∶8，温度控制90 ℃，采用吸湿排汗剂，剂量1 g/L，去油剂使用TF129K（浙江传化股份有限公司），剂量1 g/L，运作时间20 min。

4.2 染色

使染料和纤维发生化学或物理结合，让染料在纤维上形成色淀，使纤维染上颜色。去油、染色曲线如图4所示，染色设备采用台湾亚叽工业有限公司的高温染色机，工艺参数：浴比为1∶8，温度130 ℃，时间30 min，pH值3.8～4.2。

4.3 还原洗

去除染色表面的浮色，提高织物的色牢度，使用剂量：H2O2为2%（按投染毛坯的重量），Na2CO3为

3%（按投染毛坯的重量），工艺参数：浴比1∶20，温度90 ℃，时间运行20 min。

4.4 酸洗

中和还原洗的酸碱度，使pH值达到6～7之间，CH3COOH使用剂量0.3%（按投染毛坯的重量），工艺参数：浴比1∶20，常温，时间运行100 min。

4.5 定形

在染整过程中由于机械外力的作用造成被加工的织物伸长、收缩，导致织物的幅宽/克重、纬斜、花高等内外品质指标不能满足要求，故应进行后定形加工。助剂在定形机前浸轧槽添加，在定形这道工序中，需要注意温度、风量、速度等的调节与控制。工艺参数：温度170℃，风量1 500 r/min，速度20 m/min，添加助剂JFC（轧渗透剂），剂量3 g/L。

4.6 成品规格

经染色定形后，光坯织物外层如图5所示，外层有细腻的肌理感，纹理清晰。织物内层（贴肤面）如图6所示，呈现均匀的凹凸面。织物平方米质量为125 g/m2，门幅150 cm。

5 织物吸湿导湿性能评价

织物性能测试参照GB/T 21655.1—2008《纺织品吸湿速干性的评定 第1部分，单向组合实验法》和GB/T 21655.2—2009《纺织品吸湿速干性的评定 第2部分，动态水分传递法》，采用MMT液态水分管理测试仪器测试织物单向传递指数、吸湿性、速干性能，检测结果见表1。

由表1表明，使用PBT和Cooldry长丝开发的单向导湿织物的单导传递指数在洗前和洗后变化不大，均达到国标要求，说明该方法开发的单导通道保持性良好，单向导湿功效依然存在。吸湿性能和速干性在洗前洗后均符合国家标准，尤其芯吸高度说明织物的浸水后，PBT纤维在湿态状态下，弹力保持率好，Cooldry十字截面长丝有助于水在织物外层扩散，增加水与空气的接触面积，更利用水分向空气中蒸发，达到速干的功效。

6 结 语

选用具有良好的刚性和蓬松度，以及在湿度状态下有良好的保形性的PBT长丝和具有吸湿快干功能的Cooldry长丝为原料，通过与十字截面纤维的组合设计和浮点型结构设计，选用高机号的针织机编织，开发出具有单向导湿和速干功能的双层针织面料，其单向导湿功能持久，具有良好的吸湿性、导湿性和快干性，穿着舒服。同时，该单向导湿功能面料质感细腻、轻薄（平方米质量125 g/m2），手感柔软且富有弹性，容易染色、色泽鲜艳、湿态弹性的保持率高等优点，在运动类针织服装领域具有极大 的应用开发价值。

参考文献：

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