Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2026-01-19 Происхождение:Работает
Влажность и тепловой комфорт являются важными аспектами комфорта одежды, а также значимыми показателями, отражающими новые концепции здоровья и комфортной жизни. В данной статье представлены современные разработки в области влагоотводящих и быстросохнущих волокон, связанных с влажностью и тепловым комфортом, а также анализируются методы обработки тканей, обеспечивающих влажность и тепловую комфортность, что составляет основу для разработки функционального текстиля.
Исследования и разработки влагоотводящих и быстросохнущих волокон в основном осуществляются с использованием двух подходов: физической модификации и химической модификации. Физическая модификация подразумевает изменение формы отверстий фильеры для прядения волокон с канавками на их поверхности, используя капиллярные принципы, позволяющие волокнам быстро переносить, рассеивать и испарять влагу, быстро удаляя пот и влагу с поверхности кожи и позволяя им испаряться наружу. Альтернативно, методы смешанного прядения или композитного прядения могут использоваться с полимерами, содержащими гидрофильные группы (такие как гидроксильные, амидные, карбоксильные и аминогруппы), для получения волокон с влагоотводящими и быстросохнущими свойствами. Химическая модификация включает методы привитой сополимеризации для введения гидрофильных групп в макромолекулярную структуру, тем самым увеличивая влагопоглощающую и быстросохнущую способность волокон.
Физическая модификация включает три метода: изменение формы отверстий фильеры, композиционное прядение сырья и двухкомпонентное композитное прядение.
Компания DuPont разработала высоковлажное полиэфирное волокно Coolmax с четырьмя бороздками; Японская компания Toyobo разработала полиэстер «Triacotr» с Y-образным поперечным сечением, который образует на поверхности волокна три влагоотводящие канавки. Дальневосточная корпорация New Century разработала быстросохнущие влагоотводящие волокна Topcool. Компания Guangdong Zhujiang Jinfang Group создала влагоотводящие полиэфирные нити, изменив форму поперечного сечения волокна, что значительно улучшило характеристики впитывания влаги за счет увеличения площади поверхности и капиллярного эффекта. Компания Jiangsu Yizheng Chemical Fiber Co., Ltd. производила волокно Coolbest с Н-образным поперечным сечением. Тайваньская компания Chung Hsing Textile Co., Ltd. производила Y-образные и крестообразные волокна Coolplus. Компания Taiwan Hero разработала волокна Technofine W-образной формы. Компания Donghua Haotian произвела CoolDry. Группа компаний Shunde Jinfang в сотрудничестве с Университетом Дунхуа разработала влагоотводящие полиэфирные волокна Coolnice с поперечным сечением формы «+».
Полиэстер и другие гидрофильные полимеры подвергаются композиционному прядению с использованием двухшнекового метода, в результате чего исследуются новые типы влагопоглощающих и впитывающих пот волокон с композитной структурой с кожным ядром. Это улучшает их водопоглощение и внешний вид: гидрофильные материалы служат внутренним слоем, а обычный полиэстер действует как верхний слой, при этом каждый компонент выполняет роль гидрофильного поглощения и впитывания влаги. Японская компания Unichika разработала новое волокно с высокой способностью поглощать и выделять влагу под названием HYGRA, имеющее композитную структуру с оболочкой. Его внешний слой состоит из обычного нейлона, обеспечивающего ощущение гладкости во влажном состоянии и превосходных свойств поглощения и отвода влаги по сравнению с хлопковыми волокнами. Японская компания Kuraray использовала метод композитного прядения для разработки волокна софиста, при этом его внешний слой имеет гидрофильные группы (-OH), а внутренний слой представляет собой полиэстер.
Химическая модификация достигается методами привитой сополимеризации для введения гидрофильных групп в макромолекулярную структуру для улучшения поглощения влаги и отвода пота. Обычно гидрофильные группы, такие как карбоксильные, амидные, гидроксильные и аминогруппы, вводятся для увеличения сродства к воде. Наряду с модификацией сырья необходимо также использовать соответствующие процессы прядения, чтобы гарантировать, что волокна имеют пористую структуру и большую удельную поверхность.
Японская компания Toyobo разработала дышащую полиэфирную ткань «Экслайв», включив порошок полиакриловой кислоты в прядильный состав полиэфирной смеси для достижения влагопоглощающих и потоотводящих функций, тем самым улучшая водонасыщение полиэфирных тканей за счет поглощения влаги и отвода тепла. Komatsu Serien привила шелковые соединения к полиэфирным волокнам для получения полиэстера, впитывающего влагу и пота. Сюй Би и др. обработанную хлопчатобумажную ткань нанокремнеземом перед взаимодействием ее с триметилсиланом для придания гидрофобности. Ээф Теммерман улучшил капиллярный эффект хлопчатобумажной пряжи с помощью низкотемпературной плазменной обработки. Вскоре Чеон Чо и др. использовали методы низкотемпературной плазмы для прививки гексаметилдисилоксана на хлопчатобумажные ткани, повышая их водоотталкивающие свойства.
В настоящее время распространенные типы влагоотводящей и быстросохнущей пряжи как внутри страны, так и за рубежом можно разделить на два основных типа: простые нити и композитные нити. Простую пряжу можно разделить на пряжу с короткими волокнами и филаментную пряжу в зависимости от типа волокна.
Методы обработки включают смешивание нескольких волокон, скручивание и специальную отделку. Разработка и использование пряжи с хорошими влагоотводящими и быстросохнущими свойствами является решающим подходом к созданию влагоотводящих, быстросохнущих и охлаждающих тканей.
(1) Смешанная пряжа
Как правило, влагоотводящие волокна имеют единые функциональные характеристики, что затрудняет одновременный баланс поглощения, впитывания и высвобождения влаги, что ограничивает характеристики впитывания влаги и быстрого высыхания ткани. Таким образом, сочетание влагопоглощающих волокон с влагоотводящими волокнами — это простой и эффективный способ повысить сухость и комфорт ткани.
(2) крученая пряжа
Одиночные нити или нити с различными функциями поглощения и выделения влаги могут быть переработаны в крученую пряжу. Комбинируя влагопоглощающие хлопчатобумажные одинарные нити с влагоотводящими нитями Coolmax, можно получить пряжу, обладающую влагопоглощающими, потоотводящими и быстросохнущими свойствами.
(3) Многослойная структурная композитная пряжа
Используя различные формы или типы волокон и передовые технологии прядения, можно создавать пряжу с многослойным структурным распределением, улучшающим работу различных компонентов для достижения целей поглощения влаги и быстрого высыхания.
Влагоотводящие ткани разрабатываются путем структурного проектирования или модификации волокон для изменения свойств ткани поглощать, передавать и выделять влагу, что позволяет им обладать как водопоглощающими, так и быстросохнущими свойствами. В настоящее время к распространенным влагоотводящим и быстросохнущим тканям относятся как трикотажные, так и тканые виды, классифицируемые по структуре на однослойные, двухслойные и многослойные ткани.
С быстрым развитием технологий последующей обработки появились различные функциональные ткани. Влагоотводящая и быстросохнущая отделка была создана в ответ на требования к комфорту во влажных условиях и направлена на улучшение способности ткани передавать влагу для решения таких проблем, как дискомфорт и влажность во время потоотделения.
(1) Однослойные однонаправленные влагоотводящие ткани
На ранних этапах исследований и разработок основное внимание уделялось однослойным тканям, обычно сотканным из чистых или смесовых нитей, изготовленных из влагопоглощающих и быстросохнущих волокон. В последние годы с развитием технологий обработки были разработаны ткани, обладающие однонаправленной способностью впитывать влагу. Ткани с однонаправленным впитыванием влаги имеют разные свойства поглощения и выделения влаги на лицевой и изнаночной стороне или на внутреннем и внешнем слоях. Когда ткань контактирует с потом на коже, впитывание влаги происходит узконаправленным образом; пот может непрерывно переноситься со стороны кожи на внешнюю поверхность и испаряться, сохраняя сухость и комфорт кожи. Это значительно улучшает влажность ткани, делая однонаправленные влагоотводящие ткани теоретически лучшими по влагопоглощающим и быстросохнущим свойствам по сравнению с тканями с одинаковыми гидрофильными и гидрофобными свойствами с обеих сторон.
Ван Наньфан и др. выполнили однонаправленную гидрофобную отделку трикотажных полотен из чистого хлопка методом точечной печати, добившись высокой стойкости к стирке; по сравнению с необработанными тканями воздухопроницаемость снизилась примерно на 10%, а эффект для волос снизился на 5-7%. У Цзихун и др. сначала обработали пряжу, чтобы сделать ее гидрофобной, затем соткали и покрасили ее для создания влагоотводящих трикотажных полотен, но столкнулись со сложностями в процессе гидрофобной обработки, что привело к таким проблемам, как неравномерное окрашивание во время окраски ткани и высокие затраты на обработку. У Йефан и др. добились влагоотводящего и быстросохнущего эффекта за счет односторонней отделки хлопчатобумажных тканей, хотя воздухопроницаемость тканей с покрытием ухудшилась, что повлияло на их износостойкость. Хэ Тяньхун и др. разработала двусторонний влагоотводящий, быстросохнущий трикотаж из чистого хлопка с использованием техники односторонней отделки.
(2) Двухслойные или многослойные однонаправленные влагоотводящие ткани.
Под влиянием потребительского предпочтения возвращения к природе люди больше ориентируются на использование хлопкового волокна. Однако свойство хлопковых волокон набухать во влажном состоянии может привести к закупорке тканевых промежутков, затрудняя обмен тепла и влаги между телом и внешней средой. Процесс поглощения влаги хлопком также может вызывать выделение тепла; когда поглощение влаги достигает насыщения, выделение тепла прекращается, а процесс испарения влаги в ткани может поглощать тепло от кожи, вызывая дискомфорт от ощущения сначала тепла, а затем влажности. В последние годы разработка двухслойных или многослойных структурных тканей заложила основу для разработки однонаправленных влагоотводящих тканей. В этих тканях обычно используются гидрофобные синтетические волокна для внутреннего слоя, и они могут быть структурированы в четыре основных типа:
Внутренний слой с гидрофобными волокнами и внешний слой с гидрофильными волокнами
Внутренний слой этих тканей обычно состоит из синтетических волокон, а внешний слой – из натуральных волокон. Внутренний слой имеет точечный контакт с кожей, и его особенностью является то, что паровой пот может впитываться натуральными волокнами, тогда как жидкий пот переносится на внешний слой посредством капиллярного явления внутренних синтетических волокон, впитывается абсорбирующими волокнами на внешнем слое, а затем испаряется во внешнюю среду. Поскольку ткань в некоторых точках контактирует с кожей, внутренний слой остается сухим, а образующийся воздушный слой обеспечивает тепло, предотвращая ощущение липкости, непроницаемости и холода после потоотделения.
Широко используемым примером является композитный трикотаж из хлопка и полиэстера. В базовой пряже хлопко-полиэфирной композитной ткани используется гидрофобная полиэфирная нить, а в поверхностной пряже используется гидрофильная хлопчатобумажная пряжа, которая обладает характеристиками быстрого поглощения влаги и быстрой диффузии по направлению к внешнему слою ткани при обработке для гидрофильности. Ван Сяо и др. обнаружили, что ткани с хлопковыми волокнами во внешнем слое и полым полиэстером во внутреннем слое лучше сохраняют тепло и сухость, чем ткани, оба слоя которых состоят из хлопковых волокон. Более того, эти ткани продемонстрировали значительно лучшие свойства впитывания влаги и быстрого высыхания, чем ткани, изготовленные исключительно из обычной пряжи с гидрофильными свойствами. Когда содержание гидрофобных волокон в поверхностном слое достигало 30%, ткань имела наилучшие показатели влагопоглощения и сухости.
Наружный и внутренний слои изготовлены из синтетических волокон различных характеристик.
В качестве сырья для этой ткани используются синтетические волокна с различными характеристиками или типами гидрофобных волокон для внутреннего и внешнего слоев. Его механизм водопоглощения заметно отличается от механизма водопоглощения натуральных волокон, обеспечивая однонаправленное впитывание влаги за счет разницы в капиллярных эффектах, создаваемых внутренним и внешним слоями, - явление, также известное как эффект кедра. Обычно внешний слой состоит из тонких волокон, а внутренний слой состоит из грубых волокон. Поскольку давление, создаваемое капиллярами, построенными из волокон наружного слоя, больше, чем давление со стороны внутреннего слоя, между наружным и внутренним слоями существует дополнительная разница давлений, способствующая переносу пота с внутреннего слоя на поверхность ткани, который затем испаряется через внешний слой в окружающую среду, сохраняя относительную сухость на внутреннем слое и комфортное ощущение тела. Многослойное трикотажное полотно Airfine Field Sensor производства Toray Industries является типичным представителем этой структуры, способным быстро впитывать пот тела и рассеивать его от внутреннего слоя к поверхностному, обладая способностью впитывать влагу и быстро сохнуть в два раза больше, чем у впитывающих пот трикотажных полотен типа Field Sensor. Его обычно используют в спортивной одежде, медицинской одежде и спецодежде.
Композитные конструкционные ткани с точками поглощения типа Лэмпвика
Данная ткань представляет собой новую композитно-слойную трикотажную структуру с высокой влагопроницаемостью. Он состоит из двух слоев — гидрофобного проницаемого слоя (внутренний слой) и поглощающего слоя (внешний слой), которые во многих точках соединены между собой, причем эти соединения состоят из нитей, расположенных в виде лампового фитиля, распределенных в ткани по заданному рисунку. Эти точки соединения содержат гидрофильные волокна (например, хлопковые волокна), соединяющие внутренний и внешний слои ткани.
Чешский научно-исследовательский институт вязания Bnro использовал компьютеризированную технологию жаккардового двустороннего уточного вязания V-LEC4BS из Японии для разработки различных хлопковых конструкционных тканей с ламповым фитилем натурального цвета и обычных конструкционных тканей с воздушным слоем. Двусторонние ткани, разработанные Хоу Цюпином и др. используйте полиэфирную и смешанную полиэфирно-хлопковую пряжу для внутреннего слоя и хлопок коричневого цвета для внешнего слоя с распределением плотности лампового фитиля, рассчитанным на 50%, 25% и 12,5% площади ткани. Результаты испытаний показали, что, когда сырье для внутреннего и внешнего слоев было идентичным, меньшая плотность точек лампового фитиля приводила к улучшению характеристик впитывания влаги. Гу Чжаовэнь и др. разработал влагопоглощающее и быстросохнущее трикотажное полотно с точечной структурой лампвика с высокой скоростью передачи, используя влагопоглощающие быстросохнущие полиэфирные волокна H-образного поперечного сечения и цветные хлопковые волокна, исследуя влияние гидрофильной обработки на характеристики ткани. Результаты показали, что, когда сырье для внутреннего и внешнего слоев ткани было идентичным, уменьшение плотности ламповых точек улучшало проницаемость ткани и эффективность сушки; однако после гидрофильной обработки проницаемость снизилась, а способность ткани к впитыванию влаги и быстрому высыханию снизилась, что указывает на то, что такие ткани не подходят для гидрофильной обработки.
