吸湿排汗型锦丙交织面料的组织结构设计及性能研究【毕业设计】.doc

1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 吸湿排汗型锦 /丙交织面料的组织结构设计及性能研究 所在学院 专业班级 纺织工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要 ： 该课题以吸湿排汗型锦 /丙交织面料为材料，系统研究了锦 /丙交织面料 的 芯吸高度、透湿率、吸水率、滴 水扩散时间、蒸发速率以及断裂 伸长等数据，以及仔细的分析了该面料的织物组织结构。 研究结果表明：由于丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿。但它有芯吸作用，能通过织物中的毛细管传递水蒸气，但本身不起任何吸收作用。锦纶材料具有良好的吸湿性能。此种交织面料主要以具有良好的芯吸功能特性的丙纶纤维纤维或者具有良好的吸湿性能的

2、锦纶纤维把皮肤表面上的汗水快速吸附传递至织物表面，最后经由织品表面的扩散作用与空气对流，从而达到良好的吸湿排汗的效果。锦 /丙交织面料通过不同性能的经纬纱交织组成不同的组织结构面料达到较好的吸湿排汗型性能。 关 键词： 吸湿 ; 排汗 ; 锦 /丙 ; 交织面料 II Design and Properties of Nylon/PP Interwoven Fabric with Moisture Adsorption and Perspiration Function Abstract： Weave structure, core height, the absorption rate, b

3、ibulous rate, permeability, water diffusion time, the rate of evaporation and elongation properties of Nylon/PP interwoven fabric were studied in present paper.The results show that as the absorption of polypropylene is very small, almost no moisture absorption. But it has wicking effect, pass throu

4、gh the fabric of the capillary water vapor, which itself has no absorption. Nylon has good moisture adsorption. This fabrics mainly to have good functional properties of the adsorption fibers or polypropylene fibers have good moisture absorption of nylon fibers to the sweat on the skin surface quick

5、ly passed to the fabric surface adsorption, and finally diffusion through the fabric surface and air convection, so as to achieve good moisture adsorption and perspiration function. Nylon/pp woven fabric by weaving warp and weft of different composition of the performance of different organizational

6、 structures to achieve good moisture adsorption and perspiration fabric of function. Keywords: Adsorption; Perspiration; Nylon/PP; Interwoven fabric III 目 录 1 绪 论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 锦 /丙交织面料 . 1 1.2.1 锦纶相关介绍 . 1 1.2.2 丙纶相关介绍 . 2 1.3 发展背景、现状及趋势 . 2 1.3.1 历史背景 . 2 1.3.2 发展现状 . 3 1.3.3 发展趋势 . 3 1.4 研究目

7、的及意义 . 4 2 实 验 . 5 2.1 样品准备 . 5 2.2 工艺流程 . 5 2.3 蒸发速率 . 5 2.3.1 蒸发速率和蒸发时间 . 5 2.3.2 蒸发速率原理 . 5 2.3.3 蒸发速率的测试方法及步骤 . 5 2.3.4 实验结果表示 . 5 2.4 滴水扩散时间 . 6 2.4.1 滴水扩散时间定义 . 6 2.4.2 滴水扩散原理 . 6 2.4.3 滴水扩散时间的测试方法及步骤 . 6 2.5 透湿量 . 6 2.5.1 透湿量实验仪器及步骤 . 6 2.6 芯吸高度 . 7 2.6.1 芯吸高度实验步骤 . 7 2.7 刚柔性 . 7 2.7.1 织物刚柔性原

8、理 . 7 2.7.2 织物刚柔性的测试原理及步骤 . 8 2.7.3 实验设备、仪器与试样 . 8 2.7.4 实验结果 . 8 2.8 拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度 . 8 2.8.1 织物的拉伸撕裂强力原理 . 8 2.8.2 实验设备、仪器与试样 . 9 3 实验结果与分析 . 10 3.1 织物结构 . 10 3.1.1 织物组织结构 . 10 3.1.2 织物纤维的纵、横截面图 . 10 3.2 蒸发速率 . 12 3.2.1 织物蒸发速率的分析结果 . 12 3.2.3 蒸发速率结果分析 . 13 3.3 滴水扩散时间 . 14 IV 3.3.1 织物的滴水扩散实验 的分析结果

9、 . 14 3.4 透湿量 . 14 3.4.1 未经过整理的织物的透湿量实验的分析结果 . 14 3.4.2 透湿量实验结果分析 . 14 3.5 芯吸高度 . 15 3.6 刚柔性 . 15 3.6.1 未经过整理的织物的刚柔性实验的分析结果 . 15 计算公式： . 15 3.6.2 刚柔性实验结果分析 . 16 3.7 拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度 . 16 3.7.1 织物的机械性能实验的分析结果 . 16 3.7.2 机械性能实验结果分析 . 17 4 结 论 . 18 参考文献 . 19 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪 论 1.1 概述 吸湿排汗纤维是利用纤维表面

10、微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，从而达到导湿快干的目的。 吸湿排汗型锦 /丙交织面料是 针对合成纤维织物不易吸湿排汗的缺点 ，国内外纤维及纺织厂商进行了大量 的研究 而，开发出吸湿排汗型织物 1。 吸湿排汗面料的发展日新月异，特殊功能性纺织品不断被开发出来，由于其功能优异且价格具竞争力，未来吸湿排汗织物除了用于运动服、休闲服、内衣等衣着用途之外，将朝多用途发展，如鞋材、家具、卫生医疗、防护及农业等领域，市场不断扩张。 未来衣着用织物将朝舒适、健康的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性的特色，吸湿排汗织物即是其中最重要的项目之一，目前在国内尚

11、在发展中，预期未来将会有很大的成长，并逐渐普及到日常衣物中。因为吸湿排汗面料能够广泛应用于衬衣、外衣、运动服、内衣、西裤 、衬里、装饰制品等领域。使用吸湿排汗面料可以改善贴身衣物的舒适性，原因是可调节贴身衣物与皮肤表面间的水分及湿度之间的关系 (衣服内气候 )、衣物和皮肤接触时的压力或接触感等，可称为 “可呼吸面料 ”，面料既具有棉制品的触感，又具清爽感。在吸湿排汗纤维的运用中，最突出之处是在与运动有关的领域，因此在运动服、竞赛服等已经被大量使用。运动服领域对该类面料的需求非常的大 2。 1.2 锦 /丙交织面料 1.2.1 锦纶相关介绍 锦纶织物属轻型织物，故有 手感 滑爽、坚牢耐用、价格适

12、中的特点，也存在织物易皱且不易恢复的 锦纶的 强力、耐磨性好，居所有 纤维 之首 3。其耐用性极佳。锦纶 织物 的弹性及弹性恢复性极好，但小外力下易变形，故其织物在穿用过程中易变皱折。通风透气性差，易产生 静电 。锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种，因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。耐热耐光性都不够好，熨烫温度应控制在 140 以下。在穿着使用过程中须注意 洗涤 、保养的条件，以免损伤织物。锦纶织物属轻型织物，故有 手感 滑爽、坚牢耐用、价格适中的特点，也存在织物易皱且不易恢复的缺点。锦纶混纺及交织物采用锦纶长丝或 短纤维与其它纤维进行混纺或交织而获得

13、的织物，兼具每种纤维的特点和长处。锦纶 6：全名为 聚己内酰胺 纤维，由己内酰胺聚合而成 4。锦纶 66：全名为聚己二酰 己二胺 纤维 ，由己二酸和己二胺聚合而成。锦纶 6与锦纶 66的共同特性：耐光性较差，在长时间的日光和紫外光照射下，强度下降，颜色发黄；其耐热性能也不够好，在 150 下，经历 5小时即变黄，强度和延伸度显著下降，收缩率增加。锦纶 6、 66长丝具有良好的耐低温性能，在零下 70 以下时，其回弹性变化也不大。它的直流电导率很低，在加工过程中容易因摩擦而产生静电，其导电率随吸湿率增加而增加，并随湿2 度增加而按指数函数规律增加。锦纶 6、 66长丝具有较强的耐微生物作用的能力

14、， 其在淤泥水或碱中耐微生物作用的能力仅次于 氯纶 。在化学性能方面，锦纶 6、 66长丝具有耐碱性和耐还原剂作用，但在耐酸性和耐氧化剂作用上性能较差 5。 1.2.2 丙纶相关介绍 丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。丙纶最大的优点是质地轻，是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所以丙纶耐磨性好。此外，丙纶的湿强基本等于干强 ，所以它是制作渔网、 缆绳 的理想材料。 吸湿性 和染色性 质轻保暖性好；几乎不吸湿，但芯吸能力很强，吸湿排汗作用明显；丙纶的吸湿性很小，几乎不吸湿，一般大气条件下的 回潮率 接近于

15、零。但它有芯吸作用，能通 过织物中的毛细管传递水蒸气，但本身不起任何吸收作用。丙纶的染色性较差，色谱不全，但可以采用原液着色的方法来弥补不足 6。耐酸耐碱性 丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了浓硝酸 ，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好，所以适于用作过滤材料和包装材料。耐光性等 丙纶耐光性较差， 热稳定性 也较差，易老化，不耐 熨烫。但可以通过在 纺丝 时加入防老华剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良好，但加工时易产生 静电 。由于丙纶的导热系数较小，保暖性好。强度高 丙纶弹力丝强度仅次于 锦纶 ，但价格却只有锦纶的 1/3； 制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不错， 化学稳定性 好。但热

16、稳定性差，不耐日晒，易于老化脆损，为此常在丙纶中加入抗老化剂 7。 丙纶的品种有长丝（包括未变形长丝和膨体变形长丝）、短纤维、 鬃丝 、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种 复合纤维 和无纺织布等。主要用途是制作地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、家具布、各种绳索、条带、 渔网 、吸油毡、建筑 增强材料 、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。丙纶在大分子结构上不含有能与染料结合的化学基团，所以染色比较困难。 1.3 发展背景、现状及趋势 1.3.1 历史背景 进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国吸湿排汗面料行业保持了多年高速增长，并随着我国加入 WTO。近年来，吸湿排汗面料行业的

17、出口也形势喜人。 2008 年，全球金融危机爆发，我国吸湿排汗面料行业发展也遇到了一些困难，如国内需求下降，出口减少等，吸湿排汗面料行业普遍出现了经营不景气和利润下降的局面。 2009 年，随着我国经济刺激计划出台和全球经济走出低谷，我国吸湿排汗面料行业也逐渐从金融危机的打击中恢复，重新进入良性发展轨道 8。 在人类追求高生活质量的时代，新合纤不仅提供了优良的手感 与外观，而且创造出传统纤维没有的新颖风格，正好迎合了时代的需求，所以得到迅速发展。 新合纤的技术手段可以概括为：利用细纤维创造柔软、滑糯手感，用粗纤维获得织物的硬挺度，利用异收缩纤维及变形加工方法获得织物的蓬松性或丰满度，利用异形截

18、面纤维创造优美的3 光泽，利用纤维表面形态的微细变化消除织物的表面蜡感并改善染深色性，利用腐蚀性后整理加工进一步改善织物的手感和光泽性能。所以吸湿排汗型面料自然成为了人们的研究重点之一。 1.3.2 发展现状 Aerocool 中文名为 “艾丽酷 ”，是韩国晓星公司开发的一种具有良好吸湿 排汗功能的新型聚酯纤维。参照 “苜蓿草 ”的四叶子形吸湿排汗程序，利用纤维表面的细微沟槽和孔洞，将肌肤表层排出的湿气和汗水经由芯吸、扩散、传输的作用，瞬间排出体外，使肌肤保持干爽和清凉。韩国东国贸易株式会社利用纤维表面异型截面的毛细管现象以及比表面积大的特点，研发出 I-COOL 系列吸湿排汗纤维。 目前杜邦

19、的 Colmax、台湾远纺的 Topcol、台湾豪杰的 Technofine、中兴纺织的 Colplus 等吸湿排汗纤维，都已有较大的产能，开发了系列的长丝和短纤产品，特别是台湾几家公司的产品功能价格极具竞争力，产品投入 市场多年。相比而言，中国大陆吸湿排汗聚酯纤维开发无论在时间还是技术上都存在一定的差距，近年由于市场兴起 “吸湿排汗 ”纤维开发和应用的热潮，加上后道织物产品开发对吸湿排汗纤维需求的增加，引起内地一些研究机构和纤维生产商的极大关注。目前市场上的吸湿排汗纤维有仪征化纤的 “H”形截面 Colbst 纤维，顺德金纺集团与东华大学合作开发的 Colnice 异形截面涤纶纤维，泉州海天

20、轻纺有限公司开发的 Coldry 五叶形截面聚酯纤维，江苏仪化宇辉公司（原仪征化纤涤纶五厂）生产的具有表面沟槽的异形吸湿排汗聚酯长丝 ”FCLS-75”等 。还有仪征化纤股份有限公司聚酯短纤中心研制的 CoolBST 填补了国内差别化短纤的一项空白。该厂生产的 CoolBST 纤维产品采用全新的十字形的纤维截面形状设计，将毛细管原理成功地运用到纺织品表面结构，使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发，从而保持人体皮肤的干爽。同时，由于聚酯纤维具有较高的湿屈服模量，在湿润状态时也不会像棉纤维那样倒伏，所以始终能够保持织物与皮肤间的微气候状态，达到提高舒适性的目的。因此，具有卓越的吸湿排汗性能 9。 纤

21、维的吸湿排汗性能取决于其化学组成和物理结构形态。从皮肤表面蒸发的气态水分首 先被纤维材料吸收（即吸湿），然后经由材料表面放湿；而皮肤表面的液态水分由纤维内部的孔洞（毛细孔、微孔、沟槽）以及纤维之间的空隙所产生的毛细效应使水分在材料间表面的吸附、扩散和蒸发（即放湿）。两种作用的结果导致水分发生了迁移，前一种作用主要与纤维大分子的化学组成有关，后一种作用则与纤维的物理结构形态有关。吸湿排汗纤维一般具有较高的比表面积，表面有众多的激孔或沟槽，其截面一般为特殊的异形状，利用毛细管效应，使纤维能迅速吸收皮肤表面湿气与汗水，通过扩散、传递到外 界 10。 1.3.3 发展趋势 吸湿排汗织物早 期都以针织类

22、贴身衣着为主，现在梭织布料也大量采用异形断面纤维，藉以提升布料吸汗能力，创造产品附加价值。因为在酷热的天气或运动的情形下，汗水淋漓，使用吸湿排汗布料的衣服将发挥更好的排汗功能。吸湿排汗功能指是藉由异形断面纤维、组织结构或添加吸湿化学剂于布料中，以提升织物的吸湿排汗速度。此种机能性织品主要以具有毛细功能特性的纤维或吸湿剂将皮肤表面上的汗水快速吸附传递至织物表面，最后经由织品表面的扩散作用与4 空气对流，达到快速蒸发与干燥的功能 11。 由于吸湿排汗面料的发展速度迅猛，特殊功能性纺织品不断被开发出来， 由于其功能优异且价格具竞争力，未来吸湿排汗织物面料的发展趋势不仅仅局限于运动服、休闲服、内衣等衣

23、着用途，就连鞋材、家具、卫生医疗、防护及农业等领域也是巨大的市场。而 随着全球暖化的这一现状的产生，人们对服用纺织品的要求就更加强烈。在天热的时候，人们会大量地出汗，而穿着的衣服如果能及时吸汗并且快干，那么，穿着的衣服才会更加舒适 12。 未来世界纺织品需求发展方向明确，而吸湿排汗型面料发展与应用能够满足人们对纺织品舒适的这一要求。总的来说，吸湿排汗型面料的发展前景巨大，社会的需求量大。 1.4 研究目的及意义 由于全球环境变化加快，人们的生活水平逐步提高。人们的对纺织品的需求日益向舒适、健康 的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性的特色，吸湿排汗织物是其中最重要的项目之一，为了克服现有技术

24、存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种吸湿速干功能面料的制备方法，该面料由 Hydrofil改性锦纶作经纱、细旦十字型截面丙纶作纬纱相互浮沉交织而成。织物表层主要由经组织点覆盖，里层主要由纬组织点覆盖并均匀间隔地凸出纬浮线小提花花型。当织物提花面与人体接触时，利用细旦十字型截面聚丙烯纤维的芯吸作用，迅速将体表水分传递扩散到 外层然后蒸发，而不被里层纤维吸收。同时织物表层亲水性强的 Hydrofil改性锦纶可进一步增加水分的转移、扩散及蒸发速度，使皮肤保持干爽舒适。 目前在国内尚在发展中，预期未来将会有很大的成长，并逐渐普及到日常衣物中。 5 2 实 验 2.1 样品准备 将锦 /丙交织面料

25、进行裁剪，使其尺寸分别为 10cm10cm。 2.2 工艺流程 准备试样， 将每块试样分别 剪成 10cm10cm， 称取重量并记录。 2.3 蒸发速率 2.3.1 蒸发速率和蒸发时间 将一定量的水滴在试样上后，悬挂在标准大气中自然蒸发， 其时间 -蒸发量曲线上线性区间内单位时间的蒸发质量，称为蒸发速率 13。 将一定量的水滴在试样上后悬挂在标准大气中至两次称取质量的变化率不超过 1%且称取质量与试样与加水前之差不高于 2%所需时间，称为蒸发时间。 2.3.2 蒸发速率原理 以织物在规定空气状态下的水分蒸发速率表征织物在液态汗状态下的速干性。 2.3.3 蒸发速率的测试方法及步骤 1、取经过前

26、处理的含有 5%的聚乙烯吡咯烷酮的试样 5块和含有 10%的聚乙烯吡咯烷酮的试样5块，分别称量，记为 m0 。 2、将试样放置在标准大气条件下调湿平衡。 3、将试样平放在试验平台上（使用时贴近人体皮肤的一面朝上），用滴定管吸入适量的三级水，将约 0.2ml的水轻轻地滴在试样上，滴管口距试样表面应不超过 1cm。 4、仔细观察水滴扩散情况，记录水滴接触试样表面至完全扩散（不再呈现镜面反射）所需时间，精确至 0.1s。如果水滴扩算速度较慢，在一定时间（如 300s）后仍未完全扩散，则可停止试验，并记录扩散时间大于设定时间（如 300s） 。 5、将完成步骤 4的试样立即称取质量后悬挂于标准大气中，试样应自然平展地垂直悬挂。每隔（ 50.5） min称取一次质量，精确至 0.001g。直至连续两次称取质量的变化率不超过 1%，则可结束试验。 2.3.4 实验结果表示 mi = m - mi Ei = （ mi/m。） 100 式中： mi 水分蒸发量，单位为克（ g） m。 试样原始质量，单位为克（ g） m 试样滴水润湿后的质量，单位为克（ g） mi 试样在滴水润湿后某一时刻的重量，单位为克 (g)