1 研究背景

      日常生活所用的毛巾大多数为棉起圈毛巾,此类毛巾多为机织物,由两个系统(毛经与地经)的经纱和一个系统的纬纱交织形成｡地经与纬纱形成底布成为毛圈附着的前提,而毛经与纬纱会形成毛圈｡棉起圈毛巾由天然纤维构成,与肌肤接触无任何刺激,具有良好的保湿性､耐热耐碱性,但是棉起圈毛巾在使用过程中容易起皱､缩水和变形,甚至随着水洗时间的增长,织物手感发硬,容易掉毛｡目前市场上开发出不少的新型毛巾产品,如大豆蛋白纤维毛巾､竹浆纤维毛巾､超细纤维毛巾等｡韩国银星公司开发的超细纤维织物,其性能优于棉织物,质轻保暖,吸水能力是棉的3倍,成枫等在2009年对桔瓣型长丝非织造布的生产及应用领域进行了研究,指出了桔瓣型长丝非织造布性能的优越性及其在生活中的应用｡近两年,市场上出现的桔瓣型长丝非织造毛巾是由桔瓣型长丝非织造布经裁剪､缝制而成的超细纤维毛巾｡该桔瓣型长丝非织造布是以涤纶(PET)和锦纶6(PA6)为原料(PET/PA6配比5;5或7:3),将桔瓣型复合纺丝技术､纺黏技术和水刺技术结合在一起,纺制出桔瓣型长丝并铺置成纤维网,最后通过水刺技术形成超细纤维非织造布｡该非织造布融合了纺黏非织造布和水刺非织造布两大产品优点和技术优势,形成的纤维比表面积增大,经纺丝成网､水刺固结后,可形成特殊的三维立体结构,其纤维结构更致密,更均匀,吸湿性和透气性更好,形成的产品手感柔软,悬垂性能好,强力高,质量优异｡但桔瓣型长丝非织造毛巾的使用性能尚缺少系统研究｡

 

      本文将设计试验测试棉纤维起圈毛巾和桔瓣型长丝非织造毛巾的吸湿速干性能､多次洗涤后的抗弯长度及掉毛率｡用单项组合试验的方法来测试表征毛巾的吸湿速干性能,用织物硬挺度仪器来测试毛巾织物的抗弯长度,并用胶带黏取毛巾表面的毛羽,以黏取前后毛巾质量的变化来表征掉毛率｡本研究结果将为人们选择毛巾提供参考,并将推动新型毛巾类产品的开发与推广｡

 

2 试验材料准备

      所用材料为三种毛巾样品,其中桔瓣型长丝非织造毛巾购于廊坊中纺新元无纺材料有限公司,面密度100g/m²,PET和PA6配比为7:3;纯棉起圈毛巾1来自于滨州亚光家纺有限公司,面密度448.25g/m²,经密194根/lOcm,纬密264根/10cm;纯棉起圈毛巾2购于超市,面密度387.13g/m²,经密170根/10cm,纬密256根/10cm｡将样品置于温度(20±2)℃､相对湿度(60±3)%的环境下调湿平衡24h以上,并在标准大气条件下进行各项性能测试｡

 

3 毛巾性能测试及结果分析

3.1吸湿快干性能测试及结果分析

      参照GB/T21655.1—2008《纺织品吸湿速干性的评定第1部分:单项组合试验法》测试各试样吸湿快干性｡测试指标包括:滴水扩散时间､吸水率､蒸发速率､芯吸高度和透湿量｡其中,滴水扩散时间､吸水率和芯吸高度表征织物的吸湿性,蒸发速率和透湿量表征织物的快干性｡

 

3.1.1滴水扩散时间测试

      在三种毛巾样品上各剪取5块试样,每块试样的尺寸为10cm×10cm,试样应平整无褶皱｡将水滴滴在试样上,记录从水滴接触试样至完全扩散并渗透至织物内所需要的时间｡经测试,桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1､纯棉起圈毛巾2的滴水扩散时间分别为1.2s､2.3s和4.1S｡这可能是由于桔瓣型长丝非织造毛巾的超细纤维结构有利于水分的快速扩散与渗透｡

 

3.1.2吸水率测试

      在三种毛巾样品上各剪取5块试样,每块试样的尺寸为10cmx10cm,试样应平整无褶皱｡将试样在水中完全浸湿后取出至无滴水时,测试试样所吸取的水分对试样原始质量的百分率｡经测试,桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1､纯棉起圈毛巾2的吸水率分别为315%､257%和176%｡说明了桔瓣型长丝非织造毛巾在吸水性方面较本次试验中的棉起圈毛巾更具优势,这可能是由于其超细楔形纤维形成的细孔结构,使得毛巾具有很好的毛细管效应以及储水功能｡

 

3.1.3芯吸高度测试

      在三种毛巾样品上沿经纬向各剪取3块试样(桔瓣型长丝非织造毛巾沿长丝铺网方向作为经向,垂直长丝铺网方向作为纬向),每块试样的长度为30cm,宽度为2.5cm｡试样应保持平整无褶皱｡将试样材料用夹子夹住,使试样垂直悬挂,试样的下端浸在液体中,在规定的时间内,测量液体沿试样上升的高度,以此方法来测量试样的芯吸高度｡经测试,桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1､纯棉起圈毛巾2的经向芯吸高度分别为234mm､135mm､106mm;纬向芯吸高度分别为228mm､122mm､91mm｡可以看出,桔瓣型长丝非织造毛巾的芯吸高度远高于两种纯棉起圈毛巾｡桔瓣型超细长丝纤度特细,经水刺开纤后纤维比表面积增大,细特纤维形成了比普通纤维更致密的三维结构,具有更多的微细空隙,大大增强了非织造布中的毛细管效应,使得织物具有很好的芯吸性能｡

 

3.1.4蒸发速率与蒸发时间测试

      在三种毛巾样品上分别裁取5块试样,每块试样的尺寸为10cm×10cm,试样应平整无褶皱｡首先称取试样的原始质量,用滴定管滴大约0.2mL的水在试样上,使水完全扩散,此时称取试样的质量,然后将试样用夹子垂直悬挂在恒温恒湿的环境下,使其试样自然蒸发;每隔(5±0.5)min称取一次质量,精确至0.001g,直至连续两次称重的质量变化率不超过1%,则可结束试验;计算试样在每个称取时刻的水分蒸发量,并绘制时间一蒸发量曲线｡三种毛巾的测试结果如图1所示｡

                                                                          

 

      由图1可以看出,桔瓣型长丝非织造毛巾在30min左右,时间一蒸发量曲线已经接近平行,表示这个时候织物中水分已基本蒸发干,相比较而言,纯棉起圈毛巾1则在时间接近75min的时候,织物中的水分才基本蒸发干,纯棉起圈毛巾2较纯棉起圈毛巾1薄,所以水分蒸发完所需的时间要短,在60min的时候,水分基本蒸发干｡

 

      蒸发速率则由时间一蒸发量曲线的切线斜率值表示,故根据图1得到桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1､纯棉起圈毛巾2的蒸发速率分别为0.290g/h､0.118g/h､0.122g/h｡可以看出桔瓣型长丝非织造毛巾的蒸发速率远高于两种纯棉起圈毛巾,这可能是因为桔瓣型长丝非织造毛巾含有更多的纤维微孔结构,使水分能够更快地放湿,因而蒸发速率较快｡

 

3.1.5透湿量的测试

      在三种毛巾样品上分别裁取3块试样,每块试样的尺寸为10cm×10cm,试样应平整无褶皱｡采用透湿杯法进行测试｡经测试,桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1､纯棉起圈毛巾2的透湿量分别为8593g/(m2·d)､5315g/(m2·d)､6432g/(m2·d)｡由于桔瓣型长丝非织造毛巾比较轻薄且由楔形的超细纤维构成,芯吸效果突出,有利于水分的导出并散失,在同一试验环境下,水蒸气透过的比较多,所以在单位时间内桔瓣型长丝非织造毛巾的透湿量要比纯棉起圈毛巾的透湿量大｡

 

3.1.6综合分析

      综上,将以上反映各毛巾吸湿快干性能的测试数据与国标要求的机织物吸湿快干产品技术要求进行对比,结果见表1｡

                                                            

      由表l可以看出,桔瓣型长丝非织造毛巾､纯棉起圈毛巾1和纯棉起圈毛巾2反映吸湿性的指标(滴水扩散时间､吸水率､芯吸高度)都达到了机织类国标要求,并且从表中可明显看出,桔瓣型长丝非织造毛巾的吸湿性最优,其次是纯棉起圈毛巾1,吸湿性最差的是纯棉起圈毛巾2｡桔瓣型长丝非织造毛巾的快干性(蒸发速率､透湿量)达到了机织类快干性国标要求,而纯棉起圈毛巾1与纯棉起圈毛2则没有达到机织类快干性国标要求｡

 

3.2多次洗涤后的抗弯长度测试

      分别在三种毛巾样品上剪取20cm(长)×2.5cm(宽)的试样各30个,用于多次洗涤试验｡

      每种毛巾样品各取5块作为洗涤前试样,再在各样品中不同洗涤时间内各取5块试样,分别洗涤1h､2h､3h､4h和5h,得到洗涤时间为0h､1h､2h､3h､4h和5h的毛巾试样｡洗涤采用的是试验室可定时洗衣机｡采用斜面法测试各试样的抗弯长度｡抗弯长度越大,表示织物越硬挺｡试验结果见图2｡

                                                                  

      从图2中可以看出,桔瓣型长丝非织造毛巾的抗弯长度随着洗涤时间的增加而逐渐下降,这反映了桔瓣型长丝非织造毛巾经过洗涤后,洗涤时间越长,织物越柔软;但两种纯棉起圈毛巾的抗弯长度随着水洗时间的增加而逐渐增加,表示棉起圈毛巾随着水洗时间的增加,织物越来越硬｡桔瓣型长丝非织造毛巾在经过水洗后,由于水洗过程中水的冲击有效增加了纤维的开纤率,同时桔瓣型长丝非织造本身线密度较小,会引起扭转刚性与挠曲刚性的大幅度降低,使其经过水洗后手感更加柔软｡

 

3.3掉毛率测试

      在各毛巾上分别裁取3块试样,试样大小为10cm(长)×7cm(宽),试样应保持平整无褶皱,试验在同一环境下进行｡

      采用胶带黏取法测试毛巾的掉毛率,将宽为7cm的胶带黏在试样的一面,黏取毛巾表面毛羽,通过对比黏取前后毛巾试样质量变化来衡量毛巾的掉毛性｡首先准备好宽为7cm的胶带和10cm(长)×7cm(宽)×lcm(高)的均匀重物,对胶带上表面施加一定压力(0.016N/cm2);然后称取毛巾试样的原始质量m｡,再将胶带黏到试样的一面,并压上准备好的重物;施压5min后,卸除载荷,轻轻揭下胶带,称取试样的质量m,并用照相机拍摄黏有毛羽的胶带照片;最后,通过计算黏取前后的毛巾试样质量变化表征毛巾的掉毛率｡测试结果见表2｡

                                                 

      由表2可以看出,桔瓣型长丝非织造毛巾的掉毛率仅为0.04%,纯棉起圈毛巾2掉毛率为0.19%,纯棉起圈毛巾1的掉毛率最大为0.23%｡

 

      桔瓣型长丝非织造毛巾在纤维网上产成的纤维头端较少,并且具有高强力､较低伸长､较高强度､高扭转性和高可挠性的特点,因而不容易断裂和抽丝脱圈,所以桔瓣型长丝非织造毛巾掉毛率比较低｡

 

4 结论

      (1)桔瓣型长丝非织造毛巾达到了国标要求的吸湿快干性能要求,而所测试的两种纯棉起圈毛巾未达到｡

 

      (2)桔瓣型长丝非织造毛巾的抗弯长度随着洗涤时间的增加而逐渐下降,这反映了桔瓣型长丝非织造毛巾经过洗涤后,洗涤时间越长,织物越柔软;但纯棉起圈毛巾随着水洗时间的增加,手感越来越硬｡

 

      (3)桔瓣型长丝非织造毛巾的掉毛率仅为0.04%,而纯棉起圈毛巾1掉毛率是桔瓣型长丝非织造毛巾掉毛率的5.75倍,纯棉起圈毛巾2掉毛率是桔瓣型长丝非织造毛巾掉毛率的4.75倍,说明桔瓣型长丝非织造毛巾的具有较低的掉毛率｡