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机织物单向导湿性能试验流程

单向导湿机织物一直缺乏检测标准[1]。市场上大多使用织物导湿快干的评价标准来评价单向导湿机织物。本文对市场评价较高的单向导湿性能机织物进行测试,得出相应数据。将测试数据与美标 AATCC TM195-2009《织物的液态水分管理特性》和国标 GB/T21655.1-2008《纺织品吸湿快干性能的评价第一部分:单项组合试验法》的指标进行比对,把测试等级分为 1~5 级,制定出一套针对机织物单向导湿性能的企业评价标准。用该标准对两款不同组织结构的单向导湿机织物的单向导湿性能进行测试,测试结果表明:所制定的标准用来检测机织物单向导湿性能可行。
 
1 织物单向导湿性能企业标准的制定
1.1 导湿快干性能的 AATCC 测试标准和吸湿快干性能的国家标准市面上用于评定导湿快干性能的标准有 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》[2]见表 1 和用于评定纺织品吸湿快干性能的评价标准有 GB/T 21655.1-2008《纺织品吸湿快干性能的评价第一部分:单项组合试验法》[3]见表 2。 

 
1.2 机织物单向导湿评价指标的确定
由于滴液平铺测试、芯吸高度测试、接触角测试三项测试[4]易受到人为因素、环境因素和表征方式的影响,并不能精确表征机织物的单向导湿性能。而 Gellowen G290 液态水分管理测试仪(MMT)采取全自动模式,水量以及取样位置和计算模式一致,不同试样之间的测试方法具有相对一致性,人为干扰已经降到最小,实验结果更加可靠[56],数据更加全面,可以精确表征织物的单向导湿能力,因此采用该仪器作为检测仪器。将液态水分管理测试仪(MMT)检测织物的指标作为机织物单向导湿的评定指标。
检测指标包括:
润湿时间、吸水速率、最大润湿半径、扩散速度、单向传输指数、综合导湿快干能力。
 
2 MMT 检测与分析
对市场评价度较高的一款单向导湿机织物进行测试,可将其测试数据作为等级范围的最高和最低区间的数据参考。将测试数据与美标AATCC TM 195-2009 《 织物的液态水分管理特性》和国标GB/T21655.1-2008《纺织品吸湿快干性能的评价第一部分:单项组合试验法》指标进行比对,确定一个机织物单向导湿指标的分级范围,作为评价标准。
2.1 织物结构分析
分析市场评价度较高的单向导湿机织物的结构如表 3,上机图如图 1。 
 
2.2 测试结果分析
将试样放入液态水分管理测试仪(MMT)中,试样接触皮肤层向上。仪器自动将一定量的水滴到测试织物接触皮肤层的中心位置,织物两面的含水量可由传感器测量得出,仪器根据织物两面的含水量随着时间的变化来计算和比较织物的两面含水量的相互转移情况,计算出样品的润湿时间、吸水速率、最大润湿半径、扩散速度以及单向传输指数。试样表里层织物含水量与时间的关系见表 4。 
里层的润湿时间很慢(3.6s),里层吸收水分慢,大部分水分传递到表层。表层的润湿时间非常短(0.324s),水分能够在短时间内吸收,无法回流到里层。里层的吸收速率为 54.9119%/s,与表层的吸收速率 905.3135%/s 有明显的速率差,使得单向导湿性能大大提高。织物里层吸收速率慢,不易吸收,水分传递到织物的表层,在表层迅速吸收。水分从里层传递到表层,里层的最大润湿半径为 5mm,表层为 30mm,说明水分在里层不易扩散。单向传输指数和综合导湿快干能力指数是 MMT 仪器自带数据系统,通过对织物两面各项指标的综合评价之后得到的,可以直接表达织物单向导湿性能。该织物 R=1998.7711,OMMC=1.0都是非常优良的数值。因此该织物的单向导湿性能优秀。
2.3 评价范围的确定
从润湿时间、吸水速率、最大润湿半径、扩散速度、单向传输指数、综合导湿快干能力六个方面确定评价标准。
2.3.1 润湿时间等级区间确定
表 4 中织物测试结果里层润湿时间 3.6s,表层润湿时间 0.324s,织物要具备单向导湿性能,里层不能完全拒水,应该部分拒水部分亲水,而表层完全亲水。参考表 2 中机织物要具备吸湿性能其滴水扩散时间≤5s,确定机织物第 5 级润湿时间≤5s。参考 AATCC TM 195-2009 《织物的液态水分管理特性》制定机织物润湿时间等级,确定第 4 级润湿时间为 5~10s,第 3 级润湿时间为 11~20s,第 2 级润湿时间为 21~119s,第 1 级润湿时间为≥120s。
2.3.2 吸水速率等级区间确定
表 4 中织物里层的吸水速率为 54.9119%/S,表层吸水速率为 905.3135%/S,在美标 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》中分别评到 4 级和 5 级,该织物两面的吸水速率在数值上差异明显,却在处于两个相邻的等级区间,因此 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》的评级区间过大,不适合机织物性能的测试,本文针对机织物评价将等级区间细化。参考 AATCC TM 195-2009 《织物的液态水分管理特性》制定机织物吸水速率等级,确定机织物第 5 级吸水速率为>120%/S,第 4 级吸水速率为70~119%/S,第 3 级吸水速率为 40~69%/S,第 2 级吸水速率为 20~39%/S,第 1 级吸水速率为 0~19%/S。
2.3.3 最大润湿半径等级区间确定
表 4 织物的里层的润湿半径为 5mm,表层润湿半径为 30mm,因为该织物性能优良,所以 5mm 和 30mm应该处于最大润湿半径的最小区间和最大区间内。由于机织物的吸湿性能没有针织物好,所以应当适当缩小区间。参考 AATCC TM 195-2009 《织物的液态水分管理特性》制定机织物最大润湿半径等级,确定第5 级最大润湿半径>25mm,第 4 级最大润湿半径 16~25mm,第 3 级最大润湿半径 11~15mm,第 2 级最大润湿半径 6~10mm,第 1 级最大润湿半径 0~5mm。
2.3.4 扩散速度等级区间确定
表 4 中织物里层扩散速度为 1.3312,表层扩散速度为 20.0754,可知该机织物表层的扩散速度很快,水分从里层传到织物表层,并在表层迅速扩散。可以将 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》中扩散速率的评价值做适当的增加。确定第 5 级机织物扩散速度>10mm/s,第 4 级机织物扩散速度为5~10mm/s,第 3 级机织物扩散速度为 3~4.9mm/s,第 2 级机织物扩散速度为 1~2.9mm/s,第 1 级机织物扩散速度为 0~0.9mm/s。
2.3.5 单向传输指数等级区间确定
表 4 织物的单向传输指数为 1998.7711,高于 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》中的5 级:>400,因此把单向传输指标区间拉大。参考 AATCC TM 195-2009 《织物的液态水分管理特性》制定机织物单向传输指数等级。第 5 级单向传输指数>700,第 4 级单向传输指数 500~699,第 3 级单向传输指数 300~499,第 2 级单向传输指数 100~299,第 1 级单向传输指数<99。
2.3.6 综合导湿快干能力等级区间的确定
该项指标是仪器经过电脑综合以上指标的各项性能计算出的数值,这项指标对机织物针织物没有区别,评级参照 AATCC TM 195-2009《织物的液态水分管理特性》中综合导湿快干能力的分级。
2.4 机织物单向导湿性能评价标准
本文以该机织物的单向导湿性能测试数据为评定基础,参考美标 AATCC195-2009《织物的液态水分管理特性》测试标准(见表 1)和国标 GB/T21655.1-2008《纺织品吸湿速干性的评定第 1 部分单项组合试验法》(见表 2),把测试等级分成 1~5 五个等级。测试指标包括:织物表里层的润湿时间、吸水速率、最大润湿半径、扩散速度、单向传输能力、综合导湿快干能力。检测时,记录织物表里层两面的数据,分别进行标准评价。单向传输指数 R 能综合反映织物的单向导湿性能,达到 5 级为最佳,3 级以上称为具有单向导湿性能。制定出的机织物单向导湿的评价标准见表 5。 
 
3 单向导湿机织物性能评价
用本文制定的机织物单向导湿性能的企业评价标准,对两块不同机织物的单向导湿性能进行评定。
3.1 织物结构分析
两块不同机织物的结构如下表 6 所示。 
 
3.2 单向导湿性能评价
用本文制定的机织物单向导湿性能评价标准,对接结双层组织织物和纬二重织物进行单向导湿性能评价。纬二重织物的测试结果如下表 7 所示。用本文制定标准评定之后,得到下表 8。 
单向传输指数为 3 级可视为具有单向导湿能力,该纬二重织物具有单向导湿性能。其里层润湿时间比表层要短,液态水很大一部分在织物里层吸收,而未传输到表层。表层润湿时间长,无法锁住水分,水分会倒流到里层。其表里层最大润湿半径一样大,可以得出:织物并没有起到一面干爽一面锁水的作用,因此只能评定其为 3 级。
分析原因:
该纬二重织物里层纬纱是经过拒水处理的棉纱,表层纬纱是具有良好吸湿性的天丝,虽然有两种不同的纬纱,却是一套经纱系统,该织物的经纱是莫代尔,莫代尔的吸水性能良好,可能在传输水分的过程中,并没有完全把水分传输到表层,而是自己吸收了大部分的水分,水分大部分位于织物中间部分,纬二重织物很薄,因此在 MMT 测试仪的探头检测织物两面水分时,会检测到织物两面都含有大量水分。
双层接结组织的测试结果如表 9 所示。用本文制定标准评价各项指标见表 10。 
表 9 中织物表里层的指标等级有明显差异,扩散速率、最大润湿半径、吸水速率的等级表层比里层要高,这是单向导湿织物的必要条件。只有当织物表层对于水分的扩散和吸收性能优于里层,织物两面才能具有湿度梯度,从而具备单向导湿性能,同时最大润湿半径里层为 0.0mm,表层为 15.0mm,说明该织物能够很好的将水分传导至织物的下层,保持一面干爽一面锁水。单向传输指数为 5 级,说明该织物具有良好的单向导湿性能。
分析原因:
该织物是接结双层组织,有两个系统的经纬纱,上层纬纱是拒水处理过的棉纱,下层纬纱是天丝,上下层经纱都用莫代尔,但是上层经纱经过轻微的拒水处理,使其不再具有良好的吸水性但也不完全拒水。水分能够及时的通过经纱传递到织物下层,来到下层被完全亲水的下层组织吸收锁住,因此这块织物的单向导湿性能较好。
 
4 结论
(1)单向导湿机织物一直缺乏检测标准。市场上大多使用织物导湿快干的评价标准来评价单向导湿机织物。随着单向导湿这种功能面料的市场需求量日益增大,一套针对机织物单向导湿性能的企业标准的制定是非常必要的。
(2)液态水分管理仪(MMT)对单向导湿机织物的检测方法科学合理,不同试样之间的测试方法具有相对一致性,人为干扰较小,实验结果更加可靠。该仪器能够精准的量化表征织物的各项性能,能够对织物单向导湿性能有一个更加具体直观的评定。将液态水分管理测试仪检测织物的指标作为机织物单向导湿的评定指标。检测指标包括:润湿时间、吸水速率、最大润湿半径、扩散速度、单向传输指数、综合导湿快干能力。
(3)本文用所制定的标准对两款不同机织物单向导湿性能进行测试,测试结果表明这两款不同机织物都具有单向导湿性能。其中该接结双层织物单向传输指数评级为 5 级,纬二重织物单向传输指数评级为3 级。 

 
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