不同涤纶机织物的透气性研究

陈星雨，宗亚宁

（1.新疆大学，新疆 乌鲁木齐830046；2.中原工学院，河南 郑州451191）

影响织物透气性的因素很多，本质上与织物的孔隙大小及联通性，通道的长短、排列及表面性状，织物的体积分数、厚度等有关，但是还与纤维材料、纱线细度、纱线捻度、环境的温度、湿度、气压差等有关［1－2］。本试验设计从纤维材料到纱线再到织物这三个环节中各选出一些因素对不同涤纶机织物的透气性能进行系统的讨论。

1 实验部分

1.1 实验原理

实验室中通过测定流量孔径两面的压差，得到织物的透气性，当流量孔径大小一定时，其压差越大，单位时间流过的空气量也越大；当流量孔径大小不同时，同样的压力差所对应的空气流量不同，流量孔径越大，同样的压力差所对应的空气流量越大。为了适应测定不同透气性的织物，备有一套大小不同的流量孔径供选择使用［3－4］。

1.2 实验材料及设计

本实验设计并织出了八块组织、原料或捻度细度有差异的织物，经纱全部用实验室常用的涤纶缝纫线，纬纱原料的选取上除了采用常用的一些纱线原料外，还特别采用涤纶长丝作为纱线原料；厚度作为一个非变量因素，要控制其对于试样透气性方面的影响，所以选用平纹，两上两下重平组织，三上一下右斜纹组织的简单单层交织物为织物组织。实验材料及设计见表1。

1.3 实验仪器及方法

将设计好的织物在T80型小样织机织出后，用VHE－600E数码显微镜，Y331捻度测试仪，SE202F电子天平，YG086型纱框测长机，密度镜等仪器对织物的基本性状进行测试。

使用YG461E－Ⅲ全自动透气量仪，按照GB／T 5453—1997中的测试方法对各块织物的透气性做出测试。

2 结果与讨论

2.1 实验结果

设计后织出来的织物各项测试的结果如表2所示。

2.2 讨论

2.2.1 不同纤维材料对织物透气性的影响

由表2和图1可以看出，当织物组织相同，经密相同，纬密和纱线捻度接近，纱线原料不同时，毛纱1织物的透气量最大，其次为涤纶单丝，粘胶2的透气量较小，棉纱的透气量最小。这是由于涤纶单丝具有刚度大、硬、强力高，纱线特别容易回缩的特点，因此用涤纶单丝织成的织物其纬向纱线容易产生滑移，且其不存在纱线内纤维间缝隙对织物透气性方面的影响，所以比起棉纱和粘胶2这两种材料来说，用涤纶单丝作纬纱织出的平纹织物布样的透气量比用棉纱和粘胶2两种材料作纬纱织出的平纹织物布样的透气量要大；粘胶2和棉纱的经密相同，因此它们的经向紧度相同但是粘胶2的纬向紧度比棉小，所以粘胶2织物总紧度比棉织物要小，总紧度大的织物其纱线覆盖面积也大，即在一定面积上纱线的总数增多，引起表面填充度增加，织物孔隙面积减小，使得纱线之间构成的气体通道变小，致使空气垂直于织物流动的粘滞阻力增大，因此粘胶2织物的透气量比棉大。

表1 实验材料及设计

表2 测试结果

2.2.2 不同纱线捻度对织物透气性的影响

由表2和图2可以看出，捻度对织物透气性的影响复杂，不同的布样不同的捻度变化范围，其透气量随捻度的变化而呈现不同的规律，粘胶织物随捻度上升而上升，毛纱织物随捻度上升而下降。这是因为一方面，由于织物的透气性受多方面原因的影响，其中有主要的因素也有次要的因素，捻度对织物透气性的影响只是一个非主要的因素，另一方面，当纱线捻度在一定范围内增大时，使得纱线中纤维之间的抱合更紧密，纱线直径变小，织物紧度降低，因此织物的透气性有提高的趋势，但当捻度超过一定值时，纱线直径有增加的趋势，使织物紧度增大，此时织物透气量有减小的趋势。

图1 不同纤维材料的透气量

图2 不同纱线捻度透气量

2.2.3 不同织物组织对织物透气性的影响

由表2和图3可以看出，1号，2号和3号织物的纱线原料、纱线捻度相同，纬向紧度近似相同，所表现出来的透气性关系为为斜纹组织的3号布样透气量最大，为重平组织的2号布样最小，为平纹组织的1号布次之。这是因为1号和2号两种不同织物组织的布样在平均浮长较小的范围内，随着平均浮长的增大，交错次数减小、纱线的覆盖面积大，聚集成束的程度差，布面的孔隙减小，所以透气性能变差，但是1号和3号两种不同织物组织的布样透气性结果表明随着平均浮长进一步增大，织物变得松软，交织次数太少而使得织物中纱线相互间的束缚力差，特别是对于涤纶单丝这种刚度大、硬、强力高的纱线，特别容易回缩，因此容易产生相对滑移而形成孔洞，所以透气性能又呈上升的趋势。

图3 不同织物组织的透气量

2.2.4 织物孔径与各因素之间的关系

由于织物的孔隙率，单孔面积和织物透气量这三组数据之间单位不一样，因此为了比较方便运用无量纲化公式对织物的孔隙率，单孔面积与织物透气量之间的数据进行换算，并制成柱状图，如图4所示：

无量纲化公式：

换算后的数值均在0～1之间，但是由于有0的存在，因此对每个换算后的数值均加上0.2使其在柱状图分布上显示明显。

图4 无量纲化处理结果

对测量数据中的单孔所占织物单位面积测量数值分布进行分组统计并生成直方图，如图5所示。

图5 单孔所占织物面积统计分布图

由图4可以看出，透气量与孔隙率并不是单纯的线性关系，由孔隙率材料不同时，其取决的因素也不同，1号、2号、3号织物为同种材料的布样，总体上孔隙率大的其透气性也大，1、2号织物的孔隙率相差不大，但是从图5中可以看出其单孔所占织物单位面积相差明显，因此其透气性也有了一定的变化，说明同种材料织出的布样当孔隙率在一定的范围内变化时，取决于透气量变化的是单孔所占织物的单位面积；在3号织物、4号织物、8号织物的孔隙率对比中可以看出，织物的孔隙率大小接近，但是3号织物的透气量明显大于4号织物和8号织物，这是因为其单孔面积相差明显，3号织物单孔面积大，所以表现出来的情况为其透气性要高于其他两种织物，这也说明了当孔隙率在一定范围变化时，织物的单孔面积占主导因素，7号织物与8号织物相比，因为其孔隙率，单孔面积均小于8号织物，且其单孔所占织物的单位面积也比8号织物大，所以其透气量比8号织物要小；5号织物单孔所占织物单位面积的测量数值比起其他织物在高数值分布区间里更多，所占范围也比较广，因此其波动比较大。

3 结论

3.1 织物的结构不同而紧度、纱线原料、纱线捻度等变化因素相差不大时，组织中孔径大小的差异十分明显，单孔面积大，单孔所占织物单位面积大时，其透气量明显上升。

3.2 织物的纱线原料不同而组织相同、纱线捻度近似时，织物的透气性变化明显，因此，在生产和生活中要想对织物的透气性能方面做出改变，纱线原料是一个必须考虑的重要因素。

3.3 纱线的捻度不同而织物的组织相同，紧密度相近时，捻度与透气性变化复杂，一部分试样随捻度增高时透气量增大，一部分试样随捻度增大时减小，说明存在临界捻度。

3.4 织物孔隙率与织物的透气量之间不构成规律性变化，在一定范围内织物的孔隙率对织物透气量的影响起主导作用。

［1］Emel Onder，Fatma KalaoGlu，Bulent Ozipek.Influence of Varying Structural Parameters on the Properties of 50／50 Wool／Polyester Blended Fabrics［J］.Textile Research Journal，2003，73（10）：854—860.

［2］A.Endruweit，P.McGregor，A.C.Long，M.S.Johnson.Influence of the fabric architecture on the variations in experimentally determined in－plane permeability values［J］.Composites Science and Technology，2006，（66）：1778—1792.

［3］瞿才新.干爽涤纶织物透气透湿性能测试与分析［J］.化纤与纺织技术，2006，（4）：41—45.

［4］张建祥，王桂芝，崔金德，田莉莉，黄衍华.纺织品透气性测试［J］.印染，2009，35（23）：38—40.