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凉爽纤维针织面料的开发与性能研究

2017-01-17 点击:

  随着科学技术的发展,研究者发现,异形纤维比普通纤维有更加优异的特性和广阔的发展前景。异形纤维弹性好、不起球,蓬松性、覆盖性以及防污效果显著,被广泛用于地毯方面。在卫生领域,X,H形纤维因清洁程度良好,可制造出良好的毛刷类产品。甚至,中空纤维在人工肾脏领域也得到了广泛的应用。在工业领域,异形纤维被用于污水处理、浓缩分离、海水淡化,效果显著[1]。
  X-COOL凉爽纤维是将具有冰凉触感的多孔隙硅藻土和具有防止紫外线功能的二氧化钛矿石粉末植入高分子化合物中,开发出来的一种具有冰凉触感、吸湿速干以及防紫外线等性能的新型材料。将X-COOL凉爽纤维应用于针织产品,可以提高针织产品的冰凉触感,满足人们对保健纺织品日益增长的需求。
  本文采用X-COOL凉爽纤维纱,纱线线密度为8.3tex,捻向为Z捻,采用6合股进纱方式,在机号为14 针/25.4 mm的Stoll CMS 530 HP电脑横机上开发纬平针针织面料。了解X-COOL凉爽纤维纱的结构与性能有助于X-COOL凉爽针织面料编织工艺和后整理[2-3]工艺的顺利进行,因此对X-COOL凉爽纤维纱的力学性能和耐热性进行测试。之后对X-COOL凉爽纤维针织面料基本结构、热湿舒适性、外观保持性、吸水性和凉爽性能进行了测试分析。并对该针织面料的应用领域进行研究。
  
  1 X-COOL凉爽纤维纱性能研究
  1.1试验部分
  1.1.1强度
  采用YG020A型电子单纱强力仪,参照标准是GB/T3916-1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》,对X-COOL凉爽纤维纱的强力和断裂伸长进行测试,在常温常压条件下,拉伸速度为500 mm/min,上下夹头之间的隔距为500 mm,测量25次后取平均值。
  1.1.2 耐热性
  采用JA3003N型电子天平、DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱、HSY2-SP型恒温水浴锅,参照标准是GB/T13767-1992《纺织品耐热性能的测定方法》,对X-COOL凉爽纤维纱的耐湿热性进行测试,将纱线放于已被加热到80℃、90℃和100℃的水浴锅中,浸泡30min以后再进行测试。耐干热性,是将纱线放入已升温至170℃、190℃、210℃、230℃、240℃和250℃的烘箱中,30s后即可开始测试。
  1.2测试结果分析
  1.2.1强度分析
  X-COOL凉爽纤维纱强度测试结果如下:
  断裂强力           262.86 cN
  断裂强度 31.67 cN/tex
  断裂伸长93.09 mm
  断裂伸长率18.62%
  由此可知,X-COOL凉爽纤维纱的强力较高,而且断裂伸长率达到18.62%,大于5.00%,属于高伸型纱线,可满足针织产品用纱的要求。
  在耐湿热方面,X-COOL凉爽纤维纱线在80℃、90℃的热水中颜色基本没有变化,在100℃的水中时,颜色稍微有些发白色,但强力没有变化,说明X-COOL凉爽纤维有较强的耐湿热性能。在耐干热方面,X-COOL凉爽纤维纱线在210℃时,外观开始发生变化,颜色呈现出烧焦的颜色,强度有略微的下降。这表明X-COOL凉爽纤维纱线耐干热性较好。
  
  2 X-COOL凉爽纤维针织面料性能研究
  2.1试验方法
  2.1.1热湿舒适性
  冬季人体为了防寒要求服用织物减少热传导的损失;夏季人体的热能发散要求服用织物增加热传导和皮肤水分(汗液)的散发[4]。织物的热湿舒适性是为了考量织物在穿着和使用过程中进行热湿传递,并且维持和调节人体体温稳定以及微环境湿度适宜的能力[5]。
  采用YG606D型平板式保温仪,参照标准是GB/T11048-2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》,对织物保温性进行测试,常温常压下将织物裁剪成30 cm×30 cm的试样进行测试,U2为热传系数, 单位W/m·℃,It为热阻,单位克罗值,CLO,Q1为保温率,单位为%。三项指标对保暖性均具有影响,因此将测试后的三项指标按公式(1)进行综合。
  采用YG461E数字式透气量仪,参照标准是GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》,对织物透气性进行测试,织物iwu测试面积为20 cm2,压差为100 Pa。
  采用YG(B) 216X型织物透湿仪,参照标准是GB/T12704.1-2009《纺织品织物透湿性试验方法第一部分:吸湿法》,对织物透湿性进行测试,测试方法:将在160 ℃下干燥了3 h后的无水氯化钙(粒度0.63~2.50 mm)作为吸湿剂装入透湿杯中,试样(70 mm)覆盖在透湿杯上。密封后放入温度38 ℃,气流速0.3~0.5 m/s,相对湿度90%的试验箱内,平衡0.5h后盖上对应的杯盖,放入温度为20 ℃左右的硅胶干燥器中,0.5h后按编号逐个快速称量。然后去掉杯盖放入试验箱内,1h后按上次的称量顺序再次进行称量。
  式中:透湿量WVT单位是g·m-2·d,表示24 h每平方米的透湿量;为同一试验杯两次称取质量之差,g; S为试样试验面积,m2; t为试验时间,h。
  2.1.2  外观保持性
  采用YG811型织物悬垂性测定仪,参照标准是GB/T23329-2009《纺织品织物悬垂性的测定》,对织物悬垂性进行测试,测试方法是:在常温常压下,将试样剪成圆形,直径为24cm,中心穿孔,孔直径为0.4cm。在试样上,如图1所示,分别用A、B、C、D和O进行标记,其中OC为角AOB的角平分线,X-COOL凉爽纤维针织面料的悬垂系数为在OA、OB、OC,OD方向上求得的平均值。
  采用LLY-01B型电子硬挺度仪,参照标准是GB/T18318-2001《纺织品织物弯曲长度的测定》,对织物刚柔性进行测试,试样尺寸为15 cm×2 cm,横纵向各5个。通过测取试样的伸出长度,按公式(3)计算弯曲长度C [6]:
  凉爽纤维针织物应用
  X-COOL凉爽纤维,由于具有异形截面结构且添加凉爽因子,既柔软又与人体皮肤相适应。该纤维具备了天然纤维和化学纤维的综合优点,如透气性、导湿性好的优点,吸汗快,放湿快,干爽舒适性好的特点,同时又具有冰凉触感和防止紫外线的伤害。综上所述,可以作为家居服装,如内衣、内裤等;运动和休闲服饰:如POLO衫、脚踏车衣、贴身运动服装等;针织成型产品类:如针织袜品、罩袍、寢具、鞋材等。
  
  结束语
  以X-COOL凉爽纤维纱为原料,以纬平针为基本组织,可以生产出X-COOL凉爽纤维针织面料,综合分析X-COOL凉爽纤维针织面料的结构与性能,该X-COOL凉爽纤维针织面料具有冰凉触感和抗紫外线等功效,适合开发夏季针织类产品。