吸湿排汗(快干)纤维的应用及开发
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coolmax是什么面料Coolmax是一种先进的面料材料,广泛应用于运动服装、户外服装和内衣等领域。
它以其优异的吸湿排汗和快干的特性而受到青睐。
本文将介绍Coolmax面料的特点、优势以及在不同行业中的应用。
Coolmax面料最初由美国化纤公司英儿利诺(Invista)开发,该公司也是生产尼龙66的发明者。
Coolmax采用特殊的纤维结构,使得其具备优异的功能性能。
首先,Coolmax能迅速吸湿并将水分排到面料表面,加速蒸发。
这种特性使得它在运动时能够保持肌肤干爽,有效防止出汗造成的不适。
其次,Coolmax面料有着出色的快干能力。
相比其他常见面料,如棉质面料,它能更快地将水分从表面蒸发,保持干燥的同时提供更好的舒适性。
这使得Coolmax面料适用于高强度运动和极端气候条件下的穿着。
此外,Coolmax还具备出色的透气性。
其特殊纤维结构使得空气得以流通,帮助身体保持凉爽和干燥。
透气性是Coolmax面料在户外运动和高温环境中广受欢迎的原因之一。
无论在高强度运动还是日常穿着中,Coolmax面料都可以有效地保持舒适和干爽的状态。
在运动服装领域,Coolmax广泛应用于各种运动上衣、运动裤和运动袜等产品中。
其出色的吸湿排汗和快干能力,使得运动者在剧烈运动时能够保持肌肤的干燥和舒适,提高运动表现。
无论是跑步、健身还是球类运动,Coolmax面料都能为运动者提供出色的运动体验。
除了运动服装,Coolmax面料也在户外服装领域得到广泛应用。
在登山、徒步和露营等户外活动中,人们往往会面临各种气候条件和挑战。
Coolmax面料的吸湿排汗和快干特性可以帮助户外爱好者在多变的天气下始终保持舒适。
同时,其透气性也能有效降低身体产生的热量,防止过度出汗。
此外,Coolmax面料在内衣领域的应用也越来越普遍。
对于内衣来说,透气性和舒适性尤为重要。
Coolmax面料能够使内衣具备良好的透气性,让人们在炎热的夏季和高温环境下保持凉爽和干爽。
吸湿排汗纺织品吸湿排汗纺织品又称吸湿速干纺织品。
它通过把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表,并散发到空气中去,从而保持贴身层始终处于干爽状态,使人体感觉舒适。
吸湿排汗纺织品主要用于运动服、休闲服、内衣等服饰。
由于它可解决闷热和出汗粘身问题,可调节服装的内气候,使得服装有了会“呼吸”的特性,故也有“会呼吸的纺织品”之称。
使织物具有吸湿排汗功能可由以下几个方向着手:一是从纤维原料的化结构改性入手,改善其吸湿性;二是通过纤维材料的物理形态结构改性,使之借助毛细管效应而改善其吸湿和导湿的性能,如中空、沟槽、异截面、表面微孔、细旦化等纤维差别化技术的应用;三是通过合理的织物组织结构设计;四是采用适当的后整理技术(包括涂层整理加工);还有就是可以通过与吸湿性强的纤维混纺,总之就是物理方法、化学方法以及物理化学方法的结合。
下面介绍几种代表性的纤维。
Coolmax纤维Coolmax是由美国杜邦公司在1986年开发出的一种功能性纤维。
Coolmax纤维横截面呈扁平“十”字型,所以它的表面就形成了四道沟槽,即4条排汗管道,如图1所示。
这种扁平的四凹槽结构能使相邻纤维易于靠拢,形成许多毛细效应强烈的细小芯吸管道,具有能将汗水迅速排至织物表面的功能。
同时,该纤维的比表面积比同细度普通圆形截面纤维大19.8%,因而在汗水排至该纤维织物表面后,能快速蒸发到周围大气中去(如图2中a所示)。
异性截面使纤维之间存在着很大空隙(如图2中b所示),所以具有很好的透气性,因此coolmax纤维的这种结构赋予了该纤维织物导湿快干的性能。
图1 图2Coolmax分长纤维和短纤维,长纤维主要用在服装上,短纤维主要用在袜子,毛巾,护腕,发圈等,短纤维的贴身舒适性较好,所以有时候也把它作为内衣、T-Shirt的内层。
根据运用的不同,可将coolmax分为Coolmax everyday型、Coolmax active型和Coolmax extrame型。
具有抗菌功能的吸湿排汗面料开发近几年开始流行的常规吸湿排汗纤维产品,在穿着运动时能即时干爽,但其所处的湿热环境和纤维的沟槽状截面也为细菌提供了滋生繁衍的条件,使穿着者更容易引起细菌感染或者产生汗臭等。
Cleancool(康纶)纤维改进了沟槽状纤维截面的三维立体形态,大幅提高了面料的吸湿快干效果。
又在纤维内部加入银基抗菌物质,能够迅速杀死引起汗臭味的金黄色葡萄球菌和其他有害病菌,如肺炎杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌、NH1甲流感等。
同时,由于其杀菌功能具有非溶出性特点,不会伤害有益菌,不会刺激感染皮肤,时刻保持肌肤的凉爽清洁。
我司使用Cleancool/Cotton70/30紧密纺混纺纱,开发了21x21 108x58 57/8,32x32 90x70 57/8,32x32 100x70 57/8传染病防护面料,80/2x80/2 140x80 58/9工装衬衫面料,通过多次试产、总结,攻克了诸多技术瓶颈,形成了公司自有的专利技术,分散+士林一浴二步法染色技术,生产时间短,操作方便,低碳高效清洁生产,且产品具有高日晒、耐气候、耐氯漂、耐水洗等功能。
高比例含涤纱线无PVA上浆技术,绿色环保生产工艺,减少了不清洁污水排放,满足了纤维功能特性的要求。
抗菌+吸湿快干自然清洁整理技术,不添加任何化学药剂,克服超细纤维高温变形的缺陷,仿真超真,相关技术国内领先,目前已具备批量生产的能力。
产品性能:经检测机构检测,面料技术性能达到GB/T21655.1——2008《纺织品吸湿速干的评定》、ISO20743——2007《纺织品抗菌性能测试》、FZ/T13007——2008《色织棉布》、GB18401——2003《国家纺织产品基本安全技术规范》的各项技术要求,同时也满足Oeko-tex Standard 100认证。
吸湿排汗纤维是利用纤维表面细微沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物表面并发散,从而达到导湿快干的目的。
吸湿排汗(快干)纤维的应用及开发胡家军;赖红敏【摘要】介绍了吸湿排汗织物的主要产品;对其纤维制造技术及染整加工进行了介绍;简单说明吸湿排汗织物的测试;展望吸湿排汗织物的发展.【期刊名称】《浙江纺织服装职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(009)002【总页数】5页(P11-15)【关键词】聚酯纤维;吸湿排汗;Coolmax/Coolnice;发展前景【作者】胡家军;赖红敏【作者单位】武汉科技学院,湖北,武汉,430073;武汉科技学院,湖北,武汉,430073【正文语种】中文【中图分类】TS102.52+8吸湿排汗产品的兴起可追溯到上世纪70年代,随着社会经济的发展,人们对服装面料的功能性和舒适性的要求越来越高,而吸湿排汗更是受到消费者的青睐。
传统的合成纤维中,特别是聚酯纤维,由于缺乏亲水性基团,吸湿性很差,在人们使用的过程中,人体散发的湿气很难通过聚酯织物传递出去,容易产生闷热不舒适感。
纯棉制品以其优良的吸湿透气性带给人们良好的舒适感,但抗皱保形性和导水性差,干燥慢,吸湿 (水)过量会发生膨胀,产生闷热问题。
针对上述情况,吸湿快干技术选择以合成纤维为基材,提高纤维的表面积,增强纤维的吸湿和快干的潜在能力,在纺织物理性加工中,进一步改进集合体的传导效果;在染整化学加工时,再赋以纤维表面的亲水化,最终实现吸湿快干功能[1]。
赋予织物以吸湿排汗(快干)的性能,实质上是如何解决湿气和水在织物中传递的问题。
人体在着装状态下或多或少有出汗现象,汗液经织物传导至外部空间的过程可用2种方式来描述:1)汗液直接接触织物,并以液态水的形式将织物的内表面润湿并被织物吸收,又依靠纱线间或纤维间缝隙形成的毛细作用输送至织物外表面,而后蒸发扩散至外层空间;2)由人体汗液蒸发的水汽直接被构成织物的纤维表面所吸收,并在织物内表面凝结成液态水,再以同样机理传输到织物外表面,蒸发迁移至外层空间[2]。
因此润湿-吸湿-扩散-蒸发几步就完成吸汗、排汗、速干过程。
具体来说就是利用纤维表面微细粗糙的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挥发,从而达到吸湿快干的目的,故吸湿排汗纤维又称可呼吸纤维[3]。
近年来吸湿排汗织物发展迅速。
现在市面上吸湿排汗纤维有聚酯,聚酰胺和聚丙烯等品种,其中以聚酯纤维最多。
下面我们分别简述一下效果好的产品。
杜邦公司的Coolmax纤维,具有专利技术的四管道吸湿排汗聚酯纤维材料,具有最好的透气性,能把皮肤表面散发的湿气快速传导至外层纤维。
中兴公司的Coolplus是一种模仿自然生态,赋予纤维表面无数细微长孔的新兴高科技聚酯纤维。
Coolplus为聚酯和特殊聚合物的结合体,除了十字形的4个导沟起导湿传输作用外,更因增加了特殊的聚合物,毛细作用更强,肌肤排出的湿气与水分经由芯吸、扩散、传输作用,瞬间排出体外。
除了干爽性,还具有浓染、质轻及人造棉般的柔软等特点。
国内仪征化纤公司生产的Coolbst纤维具有“H”截面,使纤维和纤维集合体具有较强的毛细效应,其抗弯性能优于其它网形截面纤维,使织物蓬松,手感舒适。
广东顺德金纺集团有限公司开发的纤维Coolnice,其独特的四沟槽十字型截面以及与皮肤保持较小的接触面积,使它特别适用于制作体育运动装、户外休闲装、内衣、衬衫、T恤衫等,其吸湿导汗功能接近甚至超过国外某些同类产品。
2008年6月由中国石化洛阳分公司和东华大学共同承担的“十”型吸湿排汗纤维通过鉴定,其自行设计的“十”字型喷丝板,在7500吨/年中空纤维柔性生产线上已成功开发了1.56分特“十”字形吸湿排汗短纤维新产品。
现将主要的吸湿排汗聚酯纤维的生产厂与商品列表如下。
随着生产工艺以及技术的发展,通过混纺或者后整理等,吸湿排汗织物朝着多功能化发展。
上海兴诺实业有限公司推出了新一代功能性产品 CLEANCOOL,该产品集抗菌除臭、吸湿排汗等功能于一体,是对时下流行的吸湿速干产品的一项革命性升级。
CLEANCOOL既和普通吸湿速干产品一样有沟槽状纤维截面,又在纤维内部加入纳米级银离子,能迅速杀死在沟槽内的金黄色葡萄状球菌以及其它有害病菌,如肺炎杆菌、大肠杆菌等。
同时,由于它的杀菌功能具有渗出性的特点,不会伤害有益细菌,使穿着者时刻保持肌肤的凉爽干净,从而带来全新的感受。
一般吸湿排汗功能强调了布料的亲水性和散湿性,三防功能体现了面料的拒水性。
这2种截然不同的特性体现在同一块布料上就成了一对难以调和的矛盾。
绵阳佳联印染责任公司,成功地开发和生产了吸湿排汗兼具三防整理的多功能新型面料,该技术填补了国内染整企业的空白,并已批量生产。
瑞士温特图尔(Winterthur-Sennhof)的赫曼(Hermann Bühler)纺织厂的新棉纱“B.Swiss Cotton BeDry”,由其制成的纺织品能确保消费者同时享有穿着棉衣的舒适感,又具有排湿、快干以及减少如布料潮湿时会粘在皮肤上的负面效果等。
将BeDry这种疏水性的纱运用在布料的内层,能使湿气从皮肤表面移到布料外层亲水的另一面。
外层的湿气分散到整个布料表面,并快速挥发,让穿着者保持干爽舒适。
使织物具有吸湿排汗功能可由以下几个方向着手:一是从纤维原料的化学结构改性入手,改善其吸湿性;二是通过纤维材料的物理形态结构改性,使之借助毛细管效应而改善其吸湿和导湿的性能,如中空、沟槽、异截面、表面微孔、细旦化等纤维差别化技术的运用;三是通过合理的织物组织结构设计;四是采用适当的后整理技术 (包括涂层整理加工);还有就是可以通过与吸湿性强的纤维混纺,总之就是物理方法、化学方法以及物理化学方法的结合。
3.1.1 异形截面法异形截面法使纤维和纤维之间形成通道,通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。
3.1.2 多孔中空截面法多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维,其生产工艺是:先与特殊的微孔形成剂共混,然后再将其溶出。
3.1.3 双组分复合共纺法借助共轭熔融纺丝技术,将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出,经过各自的熔体管道,并经过量泵定量输入纺丝组件,在组件内适当部位2组分以一定方式复合,从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型,最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构,单丝纤度小于0.3dtex的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex的海岛型复合超细纤维。
3.1.4 纤维细旦化法细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构,相当于无数个毛细管,因此织物毛细芯吸效应明显增加,大大改善织物的透气性能和输水导汗性能[10]。
现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。
3.2.1 共熔结晶型聚合物应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯,是一个典型的例子。
国外相关报道表明,为了使纤维表面亲水化,通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面,但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。
3.2.2 共聚物共混纺丝如以间苯二甲酸-5-磺酸钠作为第3单体合成共聚酯,再与普通聚酯共混纺出中空纤维,然后对其织物进行碱减量处理。
3.2.3 丝胶朊聚酯用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。
丝胶朊具有良好的吸湿性,而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近,因此使纤维更具有吸湿功能,并对皮肤无任何不良作用[11]。
3.2.4 接枝共聚[1]通过接枝共聚方法,在大分子结构内引人亲水基因,以增加纤维吸湿排汗功能。
通常是引入羧基、酰胺基、羟基和氨基等,增加对水的亲和性。
在原料改性的同时,还要有适当的纺丝工艺,使纤维具有多孔结构和更大的比表面积等。
日本东洋开发的涤纶织物“Ekslive”,它是通过将聚丙烯酸酯粉末(称谓神秘粉末),与涤纶混纺纺丝获得吸湿排汗功能,通过吸湿排除热量,改善涤纶织物的饱和吸水性。
而KomatsuSerien公司将蚕丝化合物接枝在涤纶纤维上,产生吸水排汗涤纶。
吸湿排汗(快干)整理是纤维表面改性技术,因此要每根纤维表面都获改性处理才能使产品发挥良好的效果。
从目前吸湿排汗涤纶工业化状况看来,主要是利用物理方法,纺“+”、“Y”和”T”3种异形纤维,再加上其表面数量不等的微细沟槽,以利加强导湿排汗功能[1]。
吸湿排汗织物(纯纺和混纺)的染整加工工艺技术,基本上可参照常规涤纶和涤棉混纺织物的工艺流程和技术条件。
但是吸湿排汗涤纶的特殊结构形态必须要严格保护,否则就会影响产品的吸湿排汗性能,需要注意的问题主要有以下几个[12]:1)前处理中不论是冷轧堆工艺还是轧蒸高温工艺,碱液浓度、堆放时间、汽蒸温度和时间应做适当调整,避免聚酯分子的过度碱水解而影响纤维表面的异形结构。
2)与棉混纺织物要染得良好的同色性,必须要采取适当控制上染速率以及降低染色温度等措施。
3)吸湿排汗织物柔软处理时,不宜采用具有疏水性的柔软剂品种,否则会影响织物的芯吸作用[13]。
现在市场上的吸湿排汗剂主要是一种水分散性聚酯为主组分的复配物,这种助剂是对苯二甲酸(乙二酯)与聚环氧乙烷的嵌段共聚物,分子结构中具有与涤纶分子结构相同的苯环,在高温时,由于分子链段被锚牢在涤纶的表面,使涤纶由原来的疏水性表面变成耐久的亲水性表面。
水分散性嵌段共聚物的应用有轧烘焙工艺和高温浸渍2种工艺,处理效果以高温浸渍工艺较好且效果稳定。
经吸湿排汗整理后,除能明显提高吸湿排汗功能外,尚有抗静电和易去污效果[14]。
最近几年,为了适应聚酯织物亲水整理要求,国内一些助剂厂商和科研单位也陆续开发一批嵌段共聚物商品,如:张家港德宝化工的吸湿排汗整理DP-998,富联精细化工的吸湿排汗整理剂KI,杭州传化的吸湿排汗剂TF-620,广东德美精细化工的吸湿排汗剂DM-3402等等。
采用在硅氧烷骨架 (主链)中进行氨基与聚醚基嵌段共聚硅氧烷线性聚合新技术,新的线性氨基聚醚基嵌段共聚物产生,不久前Waeker化学公司也开发不同聚醚链长度的嵌段类商品,WetsoftNE。
经WetsoftNE整理的织物干燥速度也快,又有较好的柔软手感[15]。
线性氨基聚醚嵌段共聚硅氧烷类亲水柔软剂由于其性价比和品种适应性 (纯纺、混纺和交织)以及整理效果的耐久性,使他们拥有广泛的的应用前景,对现用聚醚酯嵌段共聚物亲水剂的市场占有率提出挑战。
目前,有资料显示应用生物酶技术也能提高聚酯纤维的亲水性[16]。
纺织产品吸湿排汗功能的检测技术与其设计原理和所采用的加工工艺紧密关联,目前国内外尚无单一的方法或标准可以涵盖所有不同种类的产品。
一般来说,只要测得吸湿排汗整理织物的几个参数,如吸水性、吸湿性、透湿性和快干性,其中最重要的吸水性和快干性,基本上就可以评价其综合性能了。
上述几项指标都可以通过现有方法和简单的仪器进行测试。
吸水性测试,主要有毛细上升高度法和滴水法。