一、前言
人們對服裝面料的功能性和舒適性要求中，吸濕排汗（快干）性能越來越受到快節奏生活的廣大消費者的青睞。即希望織物具有吸水（濕）和快干性，如何將人體散發的氣、液態汗水盡快排出服裝，是提高穿著舒適性的關鍵之一。
汗液經織物傳導到外界空間的通道有二種形式：一是人體皮膚上的汗水直接由織物或纖維間的縫隙（或稱毛細管）擴散遷移到外層空間；二是人體散發的水蒸汽，由織物中纖維的微孔或在纖維表面凝結成水，經纖維的微孔或纖維間縫隙的毛細管作用傳遞到織物表面，再蒸發到外界空間(1)。由此可知其過程是：吸水——保水——蒸發。因而，無論是天然纖維或是合成纖維單獨都不具備這方面的性能，以致早期的吸濕快干織物是由二種或二種以上不同纖維織成二層或三層結構的織物來擔當此項任務的。自二十世紀八十年代開發吸濕排汗技術以來，情況就完全改觀。
傳統的合成纖維，尤其是聚酯纖維的分子化學結構中缺乏親水性基團，吸濕性很差，在服用過程中，人體散發的濕氣很難通過聚酯織物傳遞出去，容易產生悶熱不舒適感。棉纖維有親水性基團（每個單元結構上有三個羥基），吸濕和吸水性很強，保水性也很好，但其剛性較小，尤其吸濕（水）后會粘貼在皮膚上，使人感覺不爽，以及隨著棉纖維的吸濕（水）量增加而纖維的膨脹，誘發產生悶熱問題。吸濕快干技術針對上述穿著時的情況，選擇以合成纖維為基材，提高纖維的表面積，增強纖維的吸濕和快干的潛在能力；在紡織物理性加工中，進一步改進集合體的傳導效果；在染整化學加工時，再賦以纖維表面的親水化，最終實現吸濕快干功能。
吸濕排汗纖維有聚酯，聚酰胺和聚丙烯等品種，以聚酯纖維為大宗。其中以美國杜邦公司獨家研發的Coolmax為最著名,它是具有四溝槽的異形聚酯纖維，利用這些溝槽型的纖維成紗和織造后，纖維和纖維之間可形成更多的毛細管通道，更好地發揮芯吸作用（毛細管效應）產生吸濕排汗功能。
在物理改性的吸濕排汗聚酯纖維中，有異形、中空、細旦和微孔化等不同的品種，其中異形為多。異形化中又有三葉、多葉（五一八葉）、三角，十字，W和Y型等斷面的纖維可供設計產品選用。約四年前，作者曾寫過一篇關于產品開發的文章(2)，其后陸續作過些補充，今將其整理成文，再次就教于諸同好，請校正。
二、理論分析
織物的吸濕排汗（快干）性能，實質上是濕氣和水在織物中傳遞問題，為此可作些理論上的探討。
（一）一般的傳遞模式
織物的吸濕排汗性能，是（濕）氣和水等物質在紡織品中傳遞現象。這類現象在化學工程中早就進行過系統的基礎研究，并已建立了相關的理論模式。對織物而言，是其兩面（內外兩側）的壓力差，使（濕）汽和水等流體的移動?？珊唵蔚卣f，是差力差（△P）和（移動或傳遞）流速的關系問題?？椢锸抢w維的一種特殊集合體形式而已，具有無數彎曲的微細管狀通道，屬多孔膜傳遞模式，流體在其間以層流傳遞（移動）的，為此可以Kozney-Carman方程式可由（1）式表示之：
U=(1)
其中：U流體通過多孔體（膜）的速度
△P壓力損失
ε空隙率
r單根纖維的半徑
f小管道的實際長度/織物的厚度ι
u流體的粘度
q形狀系數，傳遞系統提供的適當值。
此外，若織物紗線間的小縫隙部分可視作單獨的小園管通道的話，還可以單獨小園管傳遞模式來描述。如小園管的當量半徑為ra，那未流體的流速可由（2）式所示：
U=ra2△p/8uι(2)
對織物說來，紗線部位可以多孔體傳遞模式計算其流量，紗線間縫隙部分可以單獨小園管模式來計算。只要不是高密織物，影響織物的流動性的主要因素就是此縫隙部分了。
由此可知，織物結構的主要因素是：一是紗線的撚度系數；二是織物的覆蓋系數或緊度；三是紗線的毛羽（或光潔度）等。通過的流體是空氣（或濕氣）和水時，會因其粘度差，而使壓力產生很大的差異，但結構因素的影響，可視為相同的。
（二）潤濕與滲透——毛細管效應
當液體（一般指水）接觸織物表面時，如能潤濕液體會自發地沿毛細管滲透到織物內部，即產生芯吸現象。假設織物中的毛織管為理想狀態，毛細管壓力（吸附力）可用Laplac方程式表示之(4)(5)
P=（2δLCcosθ）/ra（3）
式中：p—毛細管(pa)
ra—毛細管當量半徑（cm）
θ—接觸角（0）
δLC—液體界面張力（水為71.96dyne/cm）
毛細管上升高：h=(2δLCCosθ)/gρra（4）
式中：h—毛細管上升高度（cm）
g—重力加速度（980cm/sec2）
ρ—液體密度（水為0.977g/cm3）
毛細管中液體的流量通常由posinuille定律描述，流量是與沿毛細管的有效壓力梯度成正比：
q=(πra 2/8η)(△P/L)(5)
式中：q—流量（cm3/Sec）
η—液體粘滯系數（水為0.01cm/g·sec）
L—吸水的毛細管長度（cm）
則單位時間的線速度為υ
υ=dL/dt=q/πra 2=πra 2/8η)△P/L=(ra 2/8η)(P/L-ρg)(6)
由此可推導液體在水平方向（L）和垂直方向（Ln）隨時間的線速度表式
L2=（raδLC Cosθ/2η）·t(7)
Ln=(8)
式中t時間（sec）
由上述公式可知：只有毛細管壓力為正時，液體才能在毛細管內自動流動，即要求Cosθ為正值，即織物具有可濕性才是產生芯吸作用必要的前提。毛細管的有效半徑越小，毛細管壓力越大，芯吸高度越高；可是，液體流動速度也越小，要達到芯吸的平衡時間也越長。此外，接觸角的大小也對毛細管中液體流動速度有很大影響。
吸濕排汗的異形纖維與普通的園形纖維比，使液態水的傳導面積增大，氣態水的蒸發面積也增大。其次，異形纖維之間形成的毛細管數量也比相同纖度的園形纖維的要增加許多，且毛細管當量半徑也小些。
總的說，由于異形纖維束（指紗線）的毛細管數量增加，整個織物的表面積增大，致使織物對液態水的傳導速度和氣態水的蒸發速度都得到了明顯的提高。
（三）水蒸氣（濕氣）擴散
水蒸氣（水的氣體分子）在紡織品中的擴散，可以在織物內部（或紗線間）縫隙部分進行，有時也可以在纖維內部進行吸收和擴散的傳遞方式(3)。
在紗線間的擴散，可按一般擴散方程式如（9）式表示
（9）
上式中Ca表示該氣體分子在空氣中濃度，Da表示在空氣中氣體分子的擴散系數。
在纖維表面則因吸濕而成立如下二個平衡關系式：
（10a）
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
