吸湿快干的纺织品开发(张).doc

苏州经贸职业技术学院毕业论文吸湿快干的纺织品开发摘要：随着人们日益对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高,开发吸湿快干类功能服装已经成为一大主要发展趋势，本文介绍了吸湿快干纺织品在国内外的现状，吸湿快干纺织品的排汗机理，即织物(纤维)完成对汗液的吸湿- 导湿- 放湿过程则织物具有吸湿快干的性能，影响吸湿快干性能的因素，主要介绍了织物组织对吸湿快干的影响，从纤维的改性，组织结构的设计，后整理加工方面说明吸湿快干纺织品的开发，在后整理加工中介绍了几种常用的吸湿快干整理剂，最后介绍了吸湿快干存在的问题以及对其纤维面料的未来展望。关键词：吸湿快干；纺织品；后整理；发展现状与前景改为：研究 前言近年来，人们对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，随着人们在户外活动时间的增加，休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势也日益受广大消费者的青睐，这类服装的面料，既要求有良好的舒适性，又要求在尽情活动时，一旦出现汗流浃背情况，服装不会粘贴皮肤而产生冷湿感。于是对服装面料提出了吸湿快干的功能1。吸湿快干产品的兴起可追溯到上世纪70 年代。通常，人体在从事剧烈运动时才会明显感到大量汗液的排出。其实，即使在一般环境状态下，人体也需不断的“无感蒸泄”来释放人体本新陈代谢所产生的热量和水汽，以维持体温的恒定。因此如何借助与皮肤近距离接触的纺织服装，将体表的热量和水汽向外界传送，经过“吸湿传导蒸发”这一连串的过程，不仅构成了纺织服装吸湿快干功能的核心，也是目前所有纺织产品吸湿快干功能检测方法发展的基础。天然纤维由于其特定的超分子结构和表面形态，一般都具有良好的吸湿快干功能，但对于部分合成纤维，由于其固有的疏水特性和光滑的表面形态，所以其吸湿快干性能较差，针对这一现象，我们从四个方面着手：一是从纤维原料的化学结构改性入手，改善其吸湿性；二是通过纤维材料的物理形态结构改性，使之借助毛细管效应而改善其吸湿和导湿的性能，如中空、沟槽、异截面、表面微孔、细旦化等纤维差别化技术的运用；三是通过合理的织物组织结构设计；四是采用适当的后整理技术(包括涂层整理加工)。通过对纤维原料、结构设计、后加工整理改变织物的吸湿快干性能，在正文中有详细的介绍。随着生活质量的提高和技术的发展，吸湿快干功能性纤维的织物的优异性能越来越被人们所青睐。目前，国外大公司对吸湿快干纤维制品全方位的研究开发，也形成了一定规模的市场，包括从纤维、染色、织布、整理和成衣（或应用），将进一步推动生产技术的发展和完善，产品的性能和品质也将进一步得到提高。目前产品在国内尚在发展中，缺乏知名品牌，而知名品牌的吸湿排汗纤维（带吊牌）与普通产品价格相距上万元/吨，未来，吸湿快干聚酯纤维物除了用在运动服、休闲服、内衣裤之外，将朝多用途发展，如衬衫、西装、军用品、医疗、家具、鞋类等。吸湿快干聚酯纤维还可以通过与抗菌纤维、抗紫外线纤维、棉、远红外线纤维等混纺，使它具有多种功能，可获得更加广阔的应用空间。新型吸湿快干聚酯纤维的开发及其相关织造技术的发展为设计舒适服装提供了更多的选择2。1 吸湿快干纺织品现状为提高服用的舒适性，美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿快干性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能3。1.1 国外研究发展情况国外吸湿快干纺织品的现状怎样？4美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干；Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线，采用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。 日本的主要产品有：东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料，它通过Y形截面来散湿；尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。 韩国的主要产品有：晓星公司开发的Aerocool新型聚酯纤维，通过象“苜蓿草”的四叶子形的细微沟槽和孔洞来吸湿排汗；东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维，也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗。1.2 国内研究发展情况国内对吸湿快干纺织品的研究的情况及开发到什么程度 国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能；中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维，Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗；广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维，通过异形截面吸湿导汗；香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。2 吸湿快干的基本原理从理论上讲,只要织物(纤维)完成对汗液的吸湿- 导湿- 放湿过程,就能达到舒适性要求。但实际过程要复杂得多,它涉及到纱线捻度、线密度、混纺比、织物组织、织物孔隙率以及外界环境的影响。归根结底,纤维本身的吸湿、导湿与放湿能力为本质原因,三者之间是相互协调、相互制约的。三者之间的协调作用是保持织物干爽、人体舒适的必要条件。一般来说, 纤维的亲水基团多,纤维的吸水率就高;纤维与空气接触的面积越大,纤维的放湿速度就越快, 干爽舒适性就好。同样,纱线中孔隙多,气流通道顺畅,水汽传递也快,干爽舒适性就好。以往制造舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料 为主,或采用天然与合成纤维的复合,主要是利用天然纤维的吸水性吸去皮肤上的汗水。但由于吸水后棉纤维的膨润,会导致织物纱线间隙变小, 透气性下降,致使水分不能及时向空气传递散发,此时就会粘贴在皮肤上使人不舒服。现代吸湿排汗性纤维主要是通过纤维截面异形化来实现的。其吸湿排汗机理是基于纤维表面微细沟槽产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物表面并发散,从而达到导湿快干的目的。也有人将吸湿排汗纤维称为“可呼吸纤维”。可以说,毛细管效应是最常用也是最直观的方法,可以表现织物吸汗能力及扩散能力5。3 影响纺织品吸湿快干性能的因素6织物的吸湿导湿性,除与织物的纤维性能有关外,还与织物的组织结构、密度、紧度等多种因素有关。为适应不同环境、不同款式、不同用途的服装要求,织物的质地、风格、外观、厚度、紧度等性能会有很大的不同,织物的纤维组合、组织结构,织物的紧度、厚度,甚至纱线结构也要有很大的变化。3.1 织物的密度变化对导湿性的影响在原料和组织相同的情况下,纬密变化直接影响织物的纬向紧度,对测试结果采用Origin 软件进行处理,获得织物经、纬向毛细高度和扩散直径与纬向紧度之间的二次函数拟合方程。纬向紧度的改变同时改了织物单位面积的纤维根数和屈曲程度，随着紧度的增加,单位面积的纤维数量增加,屈曲程度也随之增加,而水分在织物中传输时,既需要较多的纤维产生传输动力,也要求较少的屈曲以便减少阻力，2 个因素此消彼长,共同决定着织物的吸湿导湿性能,只有当其处于相互平衡的中间状态时,织物的导湿性能才发挥到最佳。3.2 织物组织变化对导湿性的影响在原料和紧度相同的条件下,组织不同即交织频率不同,织物的导湿效果也不一样组织交织频率过大吸湿、导湿性能的提高。织物毛细高度和滴水扩散面积都是综合反映织物吸湿、导湿性能的指标。试样的经纬向毛细高度越高、滴水扩散面积越大,织物的吸湿导湿性越好。固定原料种类和织物经密,改变纬密,从而改变织物的纬向紧度,织物的吸湿导湿性能随着纬向紧度的增加,先提高后下降,呈抛物线变化规律。织物的吸湿导湿性能与组织结构有着密切的联系,组织中纱线的交织频率过大或过小都会影必须考虑工艺的难度。如嵌花组织的花型图案应尽量简化,能合并的区域应尽量合并,以减少导纱嘴的数目,降低工艺难度,提高生产效率。越是复杂的图案,越是倾向于选择简单的组织结构,因此,图案纹样应该与组织相适应。4 吸湿快干的纺织品开发加一导言在此可加一导言，引出下面各部分内容。4.1 改性纤维原料7-9为了使织物具有吸湿快干的功能可以从纤维原料的化学结构改性入手，改善其吸湿性能，也可以从纤维材料的物理形态结构改性，使之借助毛细管效应而改善其吸湿和导湿的性能，如中空、沟槽、异截面、表面微孔、细旦化等纤维差别化技术的运用。4.1.1 物理改性法 异形截面法异形截面法使纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。 多孔中空截面法多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，其生产工艺是：先与特殊的微孔形成剂共混，然后再将其溶出。 双组分复合共纺法借助共轭熔融纺丝技术，将2 种聚合物分别通过2 台螺杆挤压机连续熔融挤出，经过各自的熔体管道，并经过量泵定量输入纺丝组件，在组件内适当部位2 组分以一定方式复合，从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型，最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构，单丝纤度小于0.3dtex 的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex 的海岛型复合超细纤维。 纤维细旦化法细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。4.1.2 化学改性法 共熔结晶型聚合物应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。 共聚物共混纺丝如以间苯二甲酸-5-磺酸钠作为第3 单体合成共聚酯，再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。 丝胶朊聚酯用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能，并对皮肤无任何不良作用。 接枝共聚通过接枝共聚方法，在大分子结构内引人亲水基因，以增加纤维吸湿排汗功能。通常是引入羧基、酰胺基、羟基和氨基等，增加对水的亲和性。在原料改性的同时，还要有适当的纺丝工艺，使纤维具有多孔结构和更大的比表面积等。吸湿快干整理是纤维表面改性技术，因此要每根纤维表面都获改性处理才能使产品发挥良好的效果。从目前吸湿排汗涤纶工业化状况看来，主要是利用物理方法，纺“”、“Y”和”T”3种异形纤维，再加上其表面数量不等的微细沟槽，以利加强导湿排汗功能。4.2 组织结构设计6固定原料种类和织物经密,改变纬密,从而改变织物的纬向紧度,织物的吸湿导湿性能随着纬向紧度的增加,先提高后下降,织物的纬度在最大值时织物的吸湿性最好。织物的吸湿导湿性能与组织结构有着密切的联系,组织中纱线的交织频率过大或过小都会影响织物的吸湿导湿性的提高。当交织频率在012014之间时织物的吸湿导湿性较好。经纬纱组合分别采用55156dtex和83133dtex吸湿快干低弹网络涤纶丝时,选择组织为5枚缎纹或4枚斜纹,经密为64根Pcm、纬密为3745根Pcm ,织物的毛细效应和水滴扩散能力均较好,是吸湿快干面料较理想的工艺参数。4.3 后整理加工10 染整加工的重要目的是使吸湿排汗快干纤维表面亲水化, 使织物中的无数微细毛细管通道具有强大的吸附湿气和水份的原动力, 塑造成性能优良的吸湿排汗快干产品。4.3.1 前处理前处理不论是冷轧堆工艺还是轧蒸高温工艺, 为了防止微细沟槽受到损伤, 碱液浓度, 堆放时间, 汽蒸温度和时间适当调整, 避免聚醋分子的过份碱水解而影响纤维表面的异形结构。混纺或交织物如需丝光加工, 则其烧碱浓度以岁左右为宜, 热定形温度以左右为好。染色时, 由于异形聚醋纤维的表面积比常规园形聚醋纤维的大一, 使分散染料的吸附速率要快得多, 应控制上染速度, 和适当降低染色温度等方面, 采取必要的措施。4.3.2 亲水化技术亲水化技术是提高聚醋纤维表面的临界表面张力, 使之大于水的临界表面张力, 使水滴能瞬间被聚酷纤维吸收, 并自动沿织物中的毛细管通迅速扩散。而且这种表面亲水化处理技术又要具有足够的耐久性, 能满足织物的服用要求才行。当前聚醋纤维表面的亲水化有三种方法” , 一是在纤维表面形成一薄层亲水性膜二是在纤维表面分子上接技亲水性化合物如工艺三是用低温等离子体技术改变纤维表面原子组成结构。目前已工业化应用的第一种方法, 即在纤维表面施加具有亲水性基团的聚合物, 而其它两种方法尚在不断完善中。4.3.3 亲水整理亲水整理剂顾名思义是能赋予纤维亲水性能的一种功能整理助剂, 基于亲水整理剂用于原来是疏水性的吸湿快干纤维后, 能生产吸湿快干功能, 因而, 有些这类商品称为吸湿快干整理剂的,在这里主要介绍四种：吸湿排汗整理剂 TF-2620吸湿排汗整理剂TF-2620一端是疏水芳环链段,另一端是亲水聚醚键。因此,它具有疏水和亲水两种特性。它的疏水芳环链与涤纶分子结构非常相似。涤纶在高温状态下,芳环之间的链段受热伸展,吸湿排汗剂的疏水链段与涤纶的芳环中心相似相容,能进入到纤维内部。温度降低后涤纶芳环之间的链段重新收缩,而将吸湿排汗剂嵌在中间紧密亲和。吸湿排汗剂的亲水聚醚伸向纤维的外部,形成连续的亲水薄膜。GX-212 亲水整理剂GX-212亲水整理剂的主要结构为聚酯和聚醚嵌段和聚酯分子组成相似,产生共结晶,而聚醚链段起到了亲水的作用,从而改善了聚酯织物的吸湿性。汽巴精化的欧特菲HSD汽巴精化的欧特菲HSD是含亲水性聚硅氧烷和亲水性聚酯的分散体。由于其分子结构中有与涤纶分子结构相同的苯环,在高温作用下,可使分子链段锚固在涤纶表面。使涤纶的疏水性表面变成耐久的亲水性表面。吸湿排汗柔软剂 XL2F02吸湿排汗柔软剂XL2F02适用于涤纶及其混纺产品的亲水柔软整理, XL2F02分子中含有大量的亲水基因,是良好的抗静电剂,同时还是优良的柔软、亲水和防污易去污整理剂。XL2F02可以吸收环境中的水分,因此可以赋予织物较好的穿着舒适性,同时也改善了合成纤维表面的气候条件。整理加工在此可增加对织物吸湿快干整理加工工艺。5 总结吸湿快干纺织品的开发偏重于纤维原料和功能整理方面的较多，而与纱线结构、织物结构方面结合的相对较少，如纱线的捻度变化、经纬纱捻向的变化、纱支的变化、变纤、异纤以及织物结构本身的变化等，可以采用纱罗、网眼、蜂巢、绉地等组织的复合，使表面有立体感和肌理变化效果，同时也可以采用异原料、异支、异捻、异结构纱线交替使用， 相互融合于一块面料中，不仅结构新颖， 而且也提高了产品档。对于具有吸湿膨胀性的纤维，虽然可制造出悬垂性极佳且不贴身的面料，但同时也应注意到纤维膨润后，纱线之间的空隙量将减少，会影响汗液直接向大气的散逸。为了提高舒适性，可选择不同膨润性的纱线或者是相同膨润性不同纱支的纱线。因为不同的纱支或不同膨润性的纱线，在吸湿膨胀后仍能使纱线之间留有足够的空隙量，使汗液能直接向大气扩散。另外，还应该注意到人体需要连续排汗，那么织物在湿态下的透湿能力是决定织物干爽舒适性的主要因素，因此有必要对织物湿态下的透湿性能进行研究1。随着人们生活水平的提高，现有的吸湿快干纺织品已不能满足人们日益增长的物质需求，如何提高服装面料的干爽舒适性已成为科研单位研究的重点、企业关注的焦点。各种旨在提高面料吸湿快干从而提高其科技附加值的研究工作正方兴未艾及其在服装上的应用便应运而生。但是这些纤维的性能单一，往往不能兼顾纤维的吸湿、导湿、放湿三项性能，使织物的导湿快干受到制约。而能够满足这三项性能的三层结构织物又未免太笨重，与人们希冀的轻薄化织物相背离，因而也就决定了它与高档次乏缘。因此使织物有这三种性能是提高吸湿快干的有效途径。高科技已日益融入纺织工业中，传统的纺织品通过新型技术加工可获得崭新的效果。近年开发的高透湿涤纶，其特点是纤维采用了异形结构。吸湿快干类纤维表面具有中空或细微的沟槽结构，这种改性的聚酯纤维有深染性能，入射光射到纤维表面先被折射后再多次漫色被纤维吸收，染后的织物色光偏暗，这点与碱碱量有关，减量程度越大，凹或凸状沟槽越多，所染织物色光越暗，给染色工作者控制增添难题。产品做成后外观上显得晦暗，给人陈旧的感觉。为此适当选择染色和控制碱减量率对吸湿快干织物的色光起很大的作用。当今科技的进步给人们的生活方式和消费模式带来了重大的影响，人们越来越讲究舒适的生活、绿色的消费。那些享受舒适但饱受环境污染等公害之苦的人们时刻期待着绿色面料的涌现，这是人类走向文明和经济发展的必然。然而我们必须承认当代人头脑中的“绿色面料”还只是一个相对的概念，相信随着科技进步，人们的绿色理念会得到升华，人们会越来越垂青于以人为本的吸湿快干的绿色面料1。建议：1、 文章条理尚可，根据提出的修改意见再进一步修改完善。2、 修改完善后，再发一份正稿给我。3、 修改后基本可定稿，根据论文排版要求作编排。4、 对自己所写的文章要充分理解，以便答辩。5、 填写好毕业论文手册。参考文献1 龙英妮. 消费新走向: 干爽舒适面料 J . 纺织导报, 2003, (1) : 48249.2 翟保京,王贤瑞,吸湿排汗整理织物的测试技术及其进展J.印染,2005(2):33-363 胡盼盼，潘婉莲，吴旭华，等，异形涤纶导湿性能研究J，合成纤维工业，2002，25(5)：15-174 刘峻，纤维导湿改性的进展及其新产品开发J，纺织导报2005，1：24-28 5 刘越,徐润香. 聚酯纤维的舒适性研究 J . 纺织导报, 2004, (1) : 38240.6 张红霞, 刘芙蓉, 王静, 祝成炎. 织物结构对吸湿快干面料导湿性能的影响J. 纺