不同横截面聚酯纤维舒适性能的比较分析

J. Jadeja， A. Karande， V. Shivankar， P.P. Raichurkar

MPSTME NMIMS大学 功能纺织中心(印度)

舒适性是织物最重要的特性，也是服装最重要的特征之一。服装舒适性分为心理舒适、触觉舒适和热舒适3大类，这3种类型的舒适性能均能反映织物在任何气候条件下的舒适度。其中热舒适性是保持身体热量或平衡身体热量的一种特性。纤维的横截面形状对舒适性的优化具有重要意义，也会影响纤维的强度和伸长率。不同截面形状对纤维的强度和断裂伸长率均有影响。而纤维类型(天然纤维、合成纤维或混纺纤维)、织物组织(机织或针织)和织物结构(纱线密度、织物厚度等)都是影响运动服装织物热性能和透气性的参数。

1 服装舒适性

服装舒适性是指人体处于最低压力水平时的一种心理状态，也是指人的生理、心理和身体达到平衡的一种满足状态。服装舒适性一般可以分为两大类，即感官舒适性和非感官舒适性。感官舒适是指对服装舒适度的感知，它是人体神经末梢对热、压、痛等外部刺激，产生神经生理冲动并发送到大脑的感觉反应。非感官舒适主要是指产生刺激的物理过程，如传导、对流和辐射的热量传递，扩散、吸附、排汗和蒸发的水分传递等。

2 纤维横截面对服装舒适度的影响

织物对空气、水分以及热量的传输性能是影响服装舒适性的关键因素，它决定着服装的功能应用潜力。本文以聚酯长丝机织物为研究对象，研究了纤维横截面形状因素变化对织物的空气、水分传输和热传递性能的影响。

3 材料和方法

试验按照如下过程进行，纱线选择→混纺配比→织物选择→化工原料选择→测试样品选择→物理测试→功能测试→织物转换成产品→结果与讨论。

3.1 材料选择

本研究将棉纤维与不同截面形状的聚酯纤维混纺并织成机织物进行研究。

3.2 试样的预处理

精练和漂白的目的是清洁织物表面，并提高其功能特性。精练是增强织物亲水性的过程，而漂白是对织物进行化学处理以去除织物中的天然色素。精练和漂白配方采用1 g/L洗涤剂、3 g/L氢氧化钠、4 g/L过氧化氢、1 g/L过氧化物稳定剂和1 g/L络合剂，以1∶30的浴比在100 ℃温度条件下进行1 h煮练。

3.3 试样制备

除混纺比不同外，均采用相似线密度的纱线和织物参数制备缎面织物，并采用类似的商业化生产工艺在工厂进行织造。聚酯的横截面分别采用三叶型、双叶型和圆型。分别织造了三叶型聚酯/棉混纺(混纺比65/35，经密142根/10 cm，纬密87根/10 cm)、双叶型聚酯/棉混纺(混纺比60/40，经密150根/10 cm，纬密94根/10 cm)和圆形聚酯/棉混纺(混纺比60/40，经密189根/10 cm，纬密102根/10 cm)的缎纹织物。

3.4 化学改性

织物柔软性是影响其舒适性能的重要因素之一，软化剂可改善纺织品的手感柔软性、平滑性、弹性、亲水性、抗静电和防污性能等。选择硅酮软化剂有助于提高织物的吸收性能。

本研究中，首先用非离子型洗涤剂对织物进行清洗，然后采用填充法将织物置于30 ℃质量浓度分别为10、20和30 g/L的硅酮水溶液中进行处理，通过乙酸调节处理溶液使其pH值保持在5。处理后的织物在130 ℃下干燥并固化40 s。

4 试样的测试和评价

4.1 物理性能测试

表1所示为织物物理性能测试结果。从表中数据可看出，三叶型、双叶型和圆形截面试样的厚度和质量均逐渐增大。织物经过化学处理后其硬度随横截面的变化而变化，表现出织物舒适性具有一定灵活性，可根据实际需要灵活调节。

从表1中数据还可看出，双叶型和圆型截面织物的芯吸高度比三叶型织物的芯吸高度增加更多，较好的芯吸性能对舒适的穿着体验非常重要，软化剂的应用提高了织物的芯吸性能。经过化学处理后，试样对水分的吸收能力增强，三叶型截面织物试样液滴扩散时间缩短了44%。双叶型截面织物试样的液滴扩散时间缩短了42%，而圆型截面样品则缩短了52%。

4.2 功能性测试

由各织物样品的失水量及水蒸气透过率(表1)可看出，双叶型和圆型截面样品的水蒸气透过率均高于三叶型，处理前织物的水蒸气透过率较小，而处理后水蒸气透过率增大。这说明通过软化剂处理提高了织物的排汗性能，从而提高了其水蒸气透过率。

从表1中的数据还可看出，双叶型和圆型截面织物的孔隙率有所增大，这是织物舒适性能提高的重要因素。

表1 织物各项结构参数与性能值

5 结论

聚酯纤维是最常用的工业纤维之一，这种纤维本身具有很多优异性能，具有极大的开发利用价值。聚酯自身的疏水性是目前可观测到的唯一缺点，因此有必要考虑如何将聚酯改性并获得亲水性能。本试验采用不同的化学试剂和软化剂对聚酯织物进行处理，以提高织物的舒适性能。通过提高不同截面聚酯纤维混纺纱线舒适性能的试验工作，得到了以下结果，织物的质量随着纤维横截面形状的变化而发生显著变化，这意味着可根据最终产品的要求对纤维横截面对面密度的影响进行分析；液滴试验结果表明，化学改性后三叶型截面试样的液滴扩散时间延长了44%，双叶型截面样品的液滴扩散时间延长了42%，而圆形截面样品的液滴扩散时间则延长了52%。