冷感织物性能的测试与分析

许红星，马建伟，陈绍娟

(青岛大学，山东 青岛 266071)

冷感织物性能的测试与分析

许红星，马建伟，陈绍娟

(青岛大学，山东 青岛 266071)

文章选取了Coolmax冷感织物，对其干燥速率、透湿性能和芯吸高度进行测试，分析了Coolmax织物的冷感性能，并通过对纤维细度、横截面形状等方面的测试研究，分析了冷感织物冷感性能的影响因素和冷感原理。

Coolmax织物；冷感；透湿性能

近年来随着体育运动的发展，随着户外运动成为人们改善生活方式和提高生活质量的重要内容，人们对于运动服装健康化、功能化、休闲化和舒适性的需求也越来越高。冷感织物也从中产生并迅速发展壮大起来。所谓的冷感织物就是吸湿速干功能性纺织品，它能够迅速地吸收人体表面的汗液和汗汽并迅速排出体外，带走人体的大量热量，从而保持在运动过程中的凉爽性。其功能的获取一般通过纤维原料的改性处理等方式，改善传统的非亲水性织物吸湿性能，使其具有良好的吸水能力、水分导通和排放能力[1-3]。冷感织物在国内运动装的运用将极大地推动我国运动装市场的发展[4]。

1 冷感织物性能测试

目前对于织物冷感性能的测试主要通过测试织物的水分蒸发速率、透湿透气性能等方面[5]，本文选取普通棉织物、涤纶织物和Coolmax冷感织物三种面料，通过对其干燥速率、透湿透气性能和芯吸高度等测试指标的测试，研究了不同织物的冷感性能。

1.1 干燥速率的测试

参照国家标准GB/T21655.1—2008的测试方法，剪取组织结构均匀、表面平整无疵点、大小为20 cm×20 cm的普通棉织物、涤纶织物和Coolmax冷感织物3种织物试样，每种样品选择3块，首先将试样放入恒温恒湿箱中进行调温调湿，待织物温湿度稳定后，称取织物的质量记为G1，将织物反面朝上夹持在夹持框中使中间悬空，保持水平放置，将10 mL的三级水滴加试样中心直径大小为10 cm的圆形悬空区域内，保证圆形区域织物表面基本湿润而不滴水，称取此时试样的重量记为G2，将试样放入温度为37℃、相对湿度为65%的实验环境中静置并开始计时，30 min以后称取织物的质量记为G3。每种织物测试三次，取三块织物测试数据的平均值，测试结果如图1所示。

图1 织物干燥速率对比

1.2 透湿性能的测试

织物的透湿性能测试指标主要是透湿率，透湿率是单位时间内通过织物单位面积的水分质量。测试中把织物覆盖在盛有一定质量吸湿剂的干燥器瓶口上，瓶口周边密封，将一定质量的水倒在织物上方，然后放入恒温恒湿箱中，隔一段时间后称取干燥器中吸湿剂质量的变化[6]。因织物透湿过程较慢，单位时间内吸湿剂吸收水分较少，为减少误差时间t一般以“min”或“h”为单位。计算公式如下：

式中：τ为织物透湿率(mg/cm2·h)，G为t(h)时间内通过织物的水分质量(mg)。

测试结果如表1所示。

1.3 芯吸高度的测试

将毛细管测试仪水槽内加入蒸馏水，并保持水槽中水的温度恒定在25℃±1℃，调整测试仪的标定尺使标定尺的0刻度线与液面保持同一水平高度。选取一块组织结构均匀、无褶皱瑕疵的织物，从中剪取3块长30 cm，宽2.5 cm的试样长条，将长条放在恒温恒湿箱中调温调湿，待样品温湿度稳定后，将样品一端夹持在测试仪标尺的试样夹上垂直固定，另一端浸入到水中，实验每过5 mim读取一次数据，记录水在织物中的高度，当前后两次记录数据相差小于2%时认为实验结束。测试实验过程中样条不同部位的芯吸高度可能不同，此时量取芯吸高度的最高点和最低点，取二者的平均值作为该试样的芯吸高度。每种试样结果的计算选取该试样3块芯吸高度的平均值。图2为毛细管效应测试仪的测试示意图。

图2 毛细效应测试仪测试示意图

由表2测试结果可以看出，相比于普通涤纶织物，棉织物的吸水性能和水分传递速率相对较好，但是其水分排放速率较低，因此其凉爽性能相对较低；而Coolmax织物的吸水性能、水分传递速率和水分的蒸发速率都相对较快，因此在穿着过程中其冷感性能较为明显。

表2 织物芯吸高度测试

根据以上测试实验，我们可以看出不同纤维原料和纤维特性对于织物的冷感性能均有较为明显的影响，对此本文进行了分析研究。

2 纤维对于织物冷感性能的影响分析

纤维原料对于织物冷暖感性能的影响主要体现在两个方面：一方面是不同纤维类型对于织物冷暖感的影响；另一方面体现在同一种纤维类型经过一系列的物理或者化学处理后表现的特性对织物冷暖感性能的影响。

2.1 纤维材料类型的影响

不同纤维材料类型对于织物冷感性的影响原理不同，例如棉织物具有较大的吸水速率和水分传递速率，但是由于棉织物吸水后，纤维会发生较大的膨胀从而将水分保留在纤维当中，使其蒸发速率较慢，因此其冷感性能相对来说并不明显。而涤纶纤维虽然水分的蒸发排放速率较快，但是其吸收和传递水分的速率较低也导致其冷感效应不明显。另外，不同纤维的吸水率、滴水扩散时间和扩散面积、透湿透气性能和纤维物理结构性能的影响导致不同织物的冷感性能不同。

图3 Coolmax纤维的异形结构

图4 超细纤维纵面放大图

2.2 纤维改性性能的影响

Coolmax织物具有良好的冷感性能，其原材料同样为涤纶纤维，其冷感性能比普通涤纶纤维好的原因在于Coolmax纤维的改性性能处理。其纤维原材料运用涤纶纤维的异形处理和超细化处理，增强了织物的吸湿速率和水分传递速率，同时利用涤纶纤维的疏水性能将水分快速排出到空气中。

图3和图4分别为Coolmax纤维的异形结构和超细结构。异形结构的应用加大了纤维与空气的接触面积，加快了纤维与外界能量的交换速率，同时异形结构纤维表面的凹槽能够迅速的传递水分，加快了水分在织物中的流通。纤维的超细化结构加强了纤维和织物的毛细效应，改善了涤纶纤维吸湿性差、吸湿速率慢的缺点，同时超细纤维加大了纤维表面与人体表面和空气的接触面积，当人体表面有汗液排出时，汗液能够迅速地通过纤维间的毛细通道输送到纤维织物的表面，同时利用涤纶织物的疏水性将水分迅速地蒸发到空气中，水分在蒸发过程中带走大量的热量，使织物具有凉爽的性能。

3 结语

本文探讨测试了3种不同织物的冷感性能，对比了3种织物不同的冷感性能，同时通过分析不同类型纤维原料特性对于织物冷感的影响，从微观角度分析了Coolmax纤维产生冷感性能的原理，对于研究和改善织物冷感性能具有较好的借鉴作用。

[1] 于伟东等.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2006.

[2] 石铮,郭静等.浅述吸湿排汗聚酯纤维[J].聚酯工业，2007，20(2)：1—4.

[3] 邵强.凉爽纤维的制备及性能测试[D].天津：天津工业大学，2008.

[4] 姚穆等.论织物接触冷暖感[J].西北纺织工学院学报. 2001，15(2)：37—41.

[5] 曹欣羊等.功能性涤纶凉爽纤维生产工艺[J].纺织学报，2007，28(7)：12—15.

[6] 杨柳，杨建忠，李龙，等.消防服用棉型多层织物系统透湿性测试与分析[J].山东纺织科技，2014，55(5)：30—33.

Test and Analysis of Performance of Cool Feeling Fabric

XuHongxing，MaJianwei，ChenShaojuan

(Qingdao University，Qingdao 266071，China)

The Coolmax cool feding fabric was selected to test the rate of drying, moisture permeability and wicking height in order to analyze the cool feeling performance of the coolmax fabric.Then the influential factors of cool feeling performance and principle were researched from the aspects of fineness, the cross-sectional shape and other aspects of the fiber.

Coolmax fabric; cool feeling; moisture permeability

2015-03-20

许红星(1990—)，男，山东临沂人，硕士研究生.

TS101

A

1009-3028(2015)03-0025-03