1前言

    中空異形滌綸纖維是具有吸濕排汗和保暖性能的新型滌綸纖維，它采用了全新的毛細管原是的纖維截面設(shè)計，使其織物能夠快速導(dǎo)濕，擴散和揮發(fā)汗液，從而保持人體皮膚的干爽感，達到提高織物舒適性目的。具有吸濕干爽性和保暖性的異形三維卷曲中空滌綸纖維的研制，對滌綸纖維新品種的開發(fā)具有重要意義。對滌綸的改性主要通過化學(xué)和物理改性的方法賦予滌綸纖維較高的吸水性、輸水性，以提高滌綸織物穿著的舒適感。其中物理改性方法有改變噴絲孔形狀、原料共混紡絲和雙組分復(fù)合紡絲3種。改變噴絲孔形狀對于提高滌綸纖維導(dǎo)濕性是簡單和行之有效的方法。世界各大化纖公司都相繼開發(fā)出了異形截面滌綸纖維，主要通過在纖維側(cè)壁開設(shè)溝槽來提高纖維材料在織物中的毛細管效應(yīng)。如Du-pont公司的Coolmax纖維具有“+”字形截面，日本東洋紡的Tri-actor纖維具有“Y”形截面，我國儀征化纖股份有限公司的Coolbst纖維具有“H”形截面。由于纖維在縱向形成了許多溝槽，從而提高了纖維在織物中的毛細管效應(yīng)，使織物由于纖維上或纖維間的毛細通道產(chǎn)生芯吸作用而具有干爽導(dǎo)濕性能。
    2 中空異形滌綸纖維截面分析及其產(chǎn)品開發(fā)的意義
由于纖維的截面形狀與纖維的特性密切相關(guān)，借助于纖維截面形狀的改變可獲得人們所需要的各種特性。由于異形噴絲板加工技術(shù)不斷發(fā)展和完善，噴絲板的種類不斷增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止已有近百種，用于工業(yè)生產(chǎn)的主要有三角形、四葉形、三葉形、菱形、中空形和異形中空(見圖1)等。制造具有與天然纖維相近截面的異形滌綸纖維的仿真方法已被廣泛采用。這是因為異形纖維截面外觀輪廓呈不規(guī)則狀，使滌綸織物有蓬松感，改善了光澤效應(yīng)和手感，提高了織物透氣性、抗起毛起球性。中空纖維因纖維內(nèi)部有連續(xù)的空腔，減小了纖維的質(zhì)量，提高了織物的隔熱保暖性。具有特殊意義的是，兼異形、中空、三維卷曲特征于一體的異形中空三維卷曲滌綸纖維，與圓中空纖維、異形纖維相比具有更多的優(yōu)越性，用這種纖維制作的織物，其蓬松性較普通織物大15％-20％，并且耐磨性能比圓形纖維高2倍。此外，異形中空三維卷曲滌綸纖維因其結(jié)構(gòu)特殊，還具有優(yōu)異的彈性回復(fù)性能和隱污性能，故能廣泛用作地毯纖維、被褥以及墊子類的填充用纖維和集保暖、吸濕于一體的服用纖維。
    3 中空異形滌綸織物的熱、濕傳遞性能分析
實驗用織物試樣設(shè)計為平紋機織物。其中經(jīng)紗均為錦綸紗，織物組織規(guī)格和所用緯紗見表1。
    3．1熱傳遞性能分析
    3．1．1中空異形滌綸織物的保暖機理及測試結(jié)果 理論認為，在面料中保持相對靜止的空氣量越多，保暖能越好。但是空氣對輻射熱幾乎沒有阻擋作用，而纖維卻能有效阻擋。因此，理想的保暖效果需要選擇合適的纖維并保持面料中較多的靜態(tài)空氣含量。要達到這一目的，采用截面中空纖維來儲存空氣，并采用空氣層組織是一種有效的途徑。
由于中空異形滌綸纖維不但纖維內(nèi)部有一定空氣含量，而且有較好的膨松度，纖維間也有較多的空氣含量，因此，可大大提高織物的保暖性。
使用YG606平板式保溫儀，按照GB／TI 1048-89號標(biāo)準(zhǔn)測試表1中試樣保暖率，結(jié)果見表2。
由以上測試結(jié)果看異形中空纖維織物的傳熱系數(shù)和克羅值均與Coolmax和Coolbst纖維織物相近，而保暖率卻要優(yōu)于Coolmax和Coolbst纖維織物。
    3.1.2 中空異形滌綸織物的透氣性能測試 透濕汽性與透氣性密切有關(guān)?？椢锏母魺嵝阅苤饕Q于織物內(nèi)所包含的靜止空氣，而該因素又受到織物結(jié)構(gòu)的影響，所以織物的透氣性與隔熱性也有一定的關(guān)系。
織物的透氣性常以透氣率來表示，它是指織物在兩邊維持一定壓力差的條件下，在單位時間內(nèi)通過織物單位面積的空氣量。按照GB5453-85標(biāo)準(zhǔn)采用Y561透氣儀測定4種試樣的透氣性結(jié)果為(L／m2•s)：Coolmax緯紗248．9，Coolbst緯紗355．
2，常規(guī)滌綸緯紗188．2，異形中空緯紗168．6。
    由以上測試結(jié)果看，異形中空滌綸纖維織物的透氣性不僅比Coolmax和Coolbst差，比常規(guī)滌綸也略差。這與異形中空滌綸纖維的截面形狀有直接的關(guān)系：由于異形纖維截面是在常規(guī)圓形的基礎(chǔ)上多出兩個齒角，在紡紗過程中齒角間相咬合，使得纖維間更易于緊密排列，從而使最終織物的透氣性下降。
    3．2濕傳遞性能分析
    3．2．1織物濕傳遞的基本原理
    當(dāng)織物中纖維形成的毛細管處于水平位置時，雖然沒有外力場的勢能差，但由于毛細管彎曲面附加引力的作用，能自動引導(dǎo)液體流動，這就是“芯吸”。芯吸是一種維持毛細管內(nèi)流體遷移的性能，是使水分子沿纖維表面形成的毛細管上升、并從另一端析出水珠的性能。當(dāng)人體出汗時，汗液以液態(tài)水的形態(tài)分布在皮膚表面，通過紗線和織物的芯吸作用，將液態(tài)汗水從織物的一面?zhèn)鬟f到另一面，并散發(fā)到空氣中，以促進熱量的散失，對織物的穿著舒適性起著十分重要的作用。
    織物中毛細管內(nèi)液態(tài)水的運輸，可以在沒有外力場條件下完成。這是因為毛細管中液面的彎曲有一定的附加壓力，這些附加壓力由液固界面張力引起。
    3.2.2 織物透濕汽性能測試用烘箱模擬恒溫恒濕條件，用水皿法測試試樣透汽量，溫度50℃，時間2h，水皿面積32．75cm2，將織物固定在盛有水的杯上，并將其放在烘箱中，杯子中的水氣不斷地通過織物傳輸?shù)酵饨纾虼吮兴恐饾u減少。通過周期性地稱量杯內(nèi)水的質(zhì)量，得到該織物對水汽的穿透阻礙作用的大小。透濕汽量的試驗結(jié)果為：Coolmax緯紗2．035g，Coolbst緯紗1．732g，常規(guī)滌綸緯紗1．749g，異形中空緯紗1．596g。
    由測試結(jié)果看，異形中空滌綸纖維織物的透濕汽性能要遜于Coolmax、Coolbst和常規(guī)滌綸纖維，這在前面的透氣性探討中也可明顯看出。
    3.2.3織物導(dǎo)濕性能測試模擬人體出汗過程，在織物內(nèi)表面滴一滴水，測試1min后另一面的導(dǎo)濕面積，根據(jù)導(dǎo)濕面積計算導(dǎo)濕體積和導(dǎo)濕量如表3。
    由于織物的厚度不同，可以計算織物的導(dǎo)濕體積：
    導(dǎo)濕體積=導(dǎo)濕面積×織物厚度
    由于織物的孔隙率不同，可以計算織物的導(dǎo)濕質(zhì)量：
    導(dǎo)濕質(zhì)量=織物的導(dǎo)濕面積x織物的面密度
    由于試樣厚度、面密度等指標(biāo)不同，為了準(zhǔn)確評價試樣的導(dǎo)濕性，利用三項指標(biāo)圖將導(dǎo)濕面積A、體積B、質(zhì)量C進行指標(biāo)綜合，三項指標(biāo)按照同一數(shù)量級參與運算，三項指標(biāo)綜合值
Z=0．5(AB×10-2+BC×10-3)
    幾個緯紗試樣的導(dǎo)濕面積、導(dǎo)濕體積、導(dǎo)濕質(zhì)量、指標(biāo)綜合值見表3。
由以上測試結(jié)果看：異形中空滌綸纖維導(dǎo)濕擴散面積略好于Coolbst纖維，但差于Coolmax纖維。
    4結(jié)語
    中空異形纖維織物的傳熱系數(shù)和克羅值均與Coolmax和Coolbst纖維織物相近，而保暖率卻要優(yōu)于Coolmax和Coolbst纖維織物；透氣性比Coolmax和Coolbst差，比常規(guī)滌綸略差；透濕汽性能要遜于Coolmax、Coolbst和常規(guī)滌綸纖維；芯吸高度略高于Coolbst纖維，卻遠低于Coolmax纖維；導(dǎo)濕擴散面積略大于Coolbst纖維，但不及Coolmax纖維。
    綜上所述，中空異形滌綸纖維保暖性能突出，但是透氣性能和透濕汽性能都較差，這說明中空部分有益于保暖性的提高，但是異形部分對導(dǎo)濕性能的提高不大，經(jīng)分析可能是由于其長絲中毛細管數(shù)量較少，毛細流量小的緣故，截面中相互突出的部位大部分重疊是由于紡紗過程中的各種隨機因素而引起。所以對中空異形滌綸纖維截面中突出部分之間的角度進行進一步分析，可得出一個比較合理的角度值，并在紡紗生產(chǎn)過程控制其紗線最佳捻度，以利于其毛細管數(shù)量的增加，從而可提高其導(dǎo)濕性能。