单向导湿针刺非织造布的制备及其性能研究

摘要

现代人类随着生活水平的提高，对纺织品的热湿舒适性提出了更高的要求，单向导湿织物由于其对水分的单向传导效果能够显著提高织物热湿舒适性，大量对单向导湿机织物与针织物的研究随之出现，但是在单向导湿非织造布上的研究依然较少。　　本课题聚焦单向导湿针刺复合非织造布，以粘胶纤维、细旦涤纶纤维、十字截面涤纶纤维、高吸水性涤纶纤维为原料制备了四种单层针刺纤维网，然后以针刺加工方式分别制备了不同克重的十字截面涤纶/高吸水性涤纶针刺复合纤维网与不同叠合方式下的涤/粘针刺复合纤维网两组具有单向导湿性能的复合纤维网。通过对比单层纤维网吸湿性能与复合纤维网吸湿时的含水量变化、纤维网浸湿时间、液态水分扩散速率、吸水速率，研究水分在复合纤维网中的基本传递情况。通过分析M290液态水分测试仪测得的水分在涤纶双层针刺复合纤维网水平方向上的扩散情况与手动向涤/粘双层针刺复合纤维网滴墨肉眼观测水分扩散情况两种方式，分析了水分在复合纤维网中的传输机理。最后通过在服用领域内的应用，具体解释了水分在双层针刺复合纤维网中的两种传输路径，证明了双层针刺复合纤维网在服用领域应用的可行性。本文得出的主要结论如下:　　(1)由于双层针刺复合纤维网的两侧因针刺加工配置了两种存在润湿梯度的纤维，在复合纤维网吸水时，无论先从哪一面开始吸水，最终吸湿性好的纤维层的含水量总是大于吸湿性差的纤维层的含水量，即水分在双层针刺复合纤维网中总是倾向于向高吸湿性纤维层传递，水分传递具有明显的方向性。　　(2)制备复合纤维网的单层纤维网克重对复合纤维网的单向导湿效果影响较小，只影响试样两侧的最大含水量，不改变水分传递方向。对比涤纶双层针刺复合纤维网随着十字截面涤纶单层纤维网的克重从70g/m2增加到100g/m2，其两侧的最大含水量均有所下降，降幅与测试时的滴水方向有关。　　(3)水分在涤/粘针刺复合纤维网中的扩散具有明显的选择性，水分仅在粘胶纤维层或由粘胶纤维构成的导湿通道扩散，由于两种纤维存在明显吸湿性能差异，粘胶纤维层与涤纶纤维层吸水边界明显。　　(4)采用针刺工艺复合两种吸水性能存在差异的单层纤维网时，针刺的方向会引起纤维的层间转移，最终对复合纤维网的单向导湿性能有较大影响。以吸湿性较差的纤维层叠合在吸湿性较好的纤维层之上的方式送入主刺机构制备而成的复合纤维网具有更好的单向导湿性能。文中所制备的涤/粘双层针刺复合纤维网在不改变其他工艺参数，仅改变叠合方向的情况下，其水分单向传递指数平均值分别为236.42与311.25，单向导湿性能差异较大。　　(5)纤维原料的选择对复合纤维网最终的单向导湿效果影响较大。当采用吸湿性好的纤维网在上，吸湿性差的纤维网在下主刺叠合顺序时，涤/粘针刺复合纤维网的涤纶层一侧含水量、液态水分扩散速率、吸水速率均为0，具有理想的单向导湿性能，而以十字截面涤纶纤维与高吸水性涤纶纤维为原料的涤纶复合纤维网两侧纤维在吸湿性能上的差异不足以通过结构设计法实现理想的单向导湿效果，吸湿性较差的十字截面涤纶层一侧水分的水平扩散速率有0.40-1.88，吸水速率有6.66-13.72，即十字截面涤纶层依旧有水分扩散，单向导湿效果不理想。　　(6)在将单向导湿针刺非织造布应用于贴身服用面料时，通过以高吸湿的粘胶纤维层为近外界环境一侧，低吸湿的涤纶纤维网为近人体一侧，采用针刺工艺将两种吸湿性能差异大的纤维网复合而成的非织造布，能够实现将人体汗液向外排出，并一定程度上将外界水分与人体隔绝的功能，具有较好的单向导湿能力。当针刺方向为内侧的涤纶纤维层方向向外侧粘胶纤维层方向进行针刺时，能进一步提高复合纤维网的单向导湿能力。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题背景

1．2单向导湿织物研究进展

1．2．1单向导湿织物设计原理

1．2．2纤维改性

1．2．3纱线

1．2．4结构设计

1．2．5化学整理

1．3课题研究意义及研究内容

第二章针刺单层纤维网制备及性能测试

2．1实验材料及仪器

2．1．1实验材料

2．2．1工艺路线

2．2．2针刺加工工艺

2．3针刺单层纤维网性能测试

2．3．1单层纤维网克重测试

2．3．2单层纤维网厚度测试

2．3．3单层纤维网芯吸性能测试

2．3．4单层纤维网红外光谱测试

2．4测试结果与分析

2．4．1针刺单层纤维网克重与厚度

2．4．2针刺单层纤维网吸湿性能

2．5本章小结

第三章双层针刺复合纤维网的制备、测试及吸湿性能分析

3．1实验部分

3．1．1实验原料

3．1．2试样制备

3．1．3复合纤维网基础性能测试

3．1．4复合纤维网动态水分传递测试

3．2结果与讨论

3．2．1主刺复合加工工艺对复合纤维网基础性能影响

3．2．2双层针刺复合纤维网含水量变化

3．2．3双层针刺复合纤维网浸湿时间与纤维网吸湿

3．2．4双层针刺复合纤维网液态水分扩散速率与吸水速率

3．3本章小结

第四章双层针刺复合纤维网单向导湿机理及调控方法研究

4．1实验部分

4．1．1涤／粘双层针刺复合纤维网表面滴水扩散观察

4．1．2双层针刺复合纤维网水分单向传递指数计算

4．2双层针刺复合纤维网单向导湿机理及调控方法研究

4．2．1涤纶双层针刺复合纤维网水平方向水分扩散情况

4．2．2涤／粘双层针刺复合纤维网吸水扩散情况

4．2．3涤／粘双层针刺复合纤维网在服用领域的水分传输机理

4．3本章小结

第五章结论与展望

5．1结论

5．2展望

参考文献

攻读学位期间的学术成果

致谢