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竹炭涤纶纤维织物的紧密程度对其透气性能的影响解析

  通过合理设计试验方案,在ASL2000全自动气动剑杆试样织机上织制了4种不同规格试样,测试透气性,指出了可以通过调整织物紧度来改善竹炭涤纶纤维织物的透气性,使其具有更佳的穿着舒适性。
竹材在高温的条件下受热分解得到固体产物竹炭,主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素,竹材炭化后,竹材中含有的无机成分大都留在竹炭灰分中,其中含有相对较多金属元素钾、镁、钠、钙、铁、锰等元素。竹炭研磨成竹炭粉,经用硅表面活性剂处理,在高温下与聚酯切片混熔,通过传统涤纶纺丝工艺加工制得竹炭涤纶纤维。
竹炭涤纶纤维中的炭粉分子结构呈六角形,炭质密、孔隙多、表面积大,具有较强的吸附能力,使其纤维和织物具有导湿、干爽、除臭等功能,并有一定的抑菌性。同时由于含有多种金属元素,使其还具有超强抗静电性能、抗辐射性能等等,这些都使得对竹炭涤纶纤维产品的开发越来越广泛。近年来,人们利用竹炭涤纶纤维不断研发出具有抗紫外线功能、抗菌防霉功能、保健功能等特殊要求的高档织物面料,用于加工具有特殊要求的医用服装、孕妇及婴幼儿服装、保健服装等等。
竹炭涤纶纤维织物的性能,如透气性、弹性、悬垂性等直接影响人体穿着时的舒适、美观程度,因此研究其织物性能亦具有重要的理论价值和实际意义。这些性能与组成纱线的纤维种类、紧度等因素密切相关。本文通过对织物进行设计、织造和测试,对竹炭/涤纶纤维织物的紧度参数对透气性的影响做了一些探讨。

一、试验方案设计
本试验目的是研究不同的竹炭/涤纶纤维织物的透气性能,讨论织物中竹炭涤纶纤维织物的紧度对透气性的影响,具体的织物规格见表1。

二、试样研制
根据试验方案,参考目前市场上主要几种竹炭涤纶纤维机织面料的规格,对竹炭涤纶纤维织物试样进行制作。选用ASL2000全自动气动剑杆试样织机,并配以适当的上机工艺,进行小样试制。整经张力、织造时的经纱及纬纱的张力必须控制得当,否则影响织造效果,织造时应注意以下几点:
(1)由于是人工整经,所以尽量做到整经张力均匀,经线长短差异不要太大,否则织造时开口不清,容易引起经纱断头率的提高,影响测试效果。
(2)在织造时,若发现经纱张力过大或过小,按动织机上的卷布、退布、送经、回卷按钮或用鼠标点击计算机屏幕上的卷布、退布、送经、回卷按钮,将经纱张力调整到合适的水平。
(3)织造时纬纱的张力也要适当,张力太大,剑杆很难引纬;张力太小,纬纱不能完全伸直,可能屈曲在织物中,造成织物表面不平整,且张力太小时,织物很难握持住纬纱而造成纬纱不断被剪断。调节断纬自停装置上张力盘上的螺母,即可使纬纱张力达到适中。

三、竹炭涤纶纤维织物透气性能的研究
透气性即空气透过织物的程度[1],它不仅直接影响织物的服用性能,还会对织物的卫生性能产生影响,因为人体每时每刻从皮肤不断渗出蒸发的水分及新陈代谢产生的二氧化碳等物质,会污染人的体表及服装组成的微气候区,所以要求织物必须具有一定的透气性,使服装内的空气及时更换,保持舒适和清洁。织物透气性的单位是L/m2s,指织物两侧在一定的气压差时,每秒通过每平方米织物的空气流量的体积数。
3.1透气性能测试
测试仪器:YG(B)461D数字式织物透气量仪。
测试方法参照国标GB/T?5453—1997 《纺织品 织物透气性的测定》,测试面积为50cm2,试样压差为127 Pa,选择7号喷嘴,保证所测的流量压差示压管的读数在600 L/m2s~3500 L/m2s之间。透气量测试结果见表2。
表2透气量测试结果
3.2测试结果分析
织物透气性实质上是织物两边的空气在一定的压力差的条件下,从压力较高一边通过织物流向压力较低一边的过程。气体通过织物主要有两种途径:一是从织物经纬纱线交织的空隙中通过,二是穿过纤维间缝隙。因此,织物透气性的好坏主要取决于织物中的空隙大小、多少,同时与纤维性状、织物几何结构以及后整理等因素有关[2]。
一般情况下,当织物组织相同时,对织物透气性产生影响的结构因素主要是织物的总紧度、经纬紧度比及经纬纱的线密度。1~4号竹炭涤纶纤维织物试样在织物组织、原料粗细相同的情况下,织物紧度成为影响透气量的主要因素,试样的紧度值见表3。
表3试样的各项紧度值
根据表2中的透气量测试数据以及表3中织物紧度值绘制织物紧度与透气量之间的关系曲线图(如图1所示)。
图1总紧度与透气量之间的关系
由图1,我们可以看到1~4号织物中,随着总紧度和纬向紧度的增加,织物的透气量呈不断下降趋势。这是因为当织物纬密增加时,纱线在织物中排列的紧密程度增加,织物总紧度增加,织物空隙面积减小,纱线之间构成的气体通道变小,导致空气垂直于织物流动的黏滞阻力增大,所以织物的透气性下降。但是当紧度增加到一定程度后,纱线中纤维的孔隙已经很小了,再增加纬纱密度只能加大织物对纱线的挤压而孔隙变化很小,透气量的降低幅度也减小了。

四、结论
由上可知,在产品开发的过程中,可以考虑调整织物紧度来改善竹炭涤纶纤维织物的透气性,使其具有更佳的穿着舒适性能。

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