摘 要：麻纺织品的吸湿速干性能已成为引导麻纺织品市场和销售的一大亮点。苎麻纺织品以其吸湿、透气等优良性能备受消费者青睐。为了研究麻棉混纺织物吸湿速干性能与苎麻纤维含量之间的关系，本文依据《天然吸湿速干麻纺织品》（FZ/T34014—2022）对织物的吸湿速干性能进行测试，结果发现苎麻纤维含量对麻棉混纺织物的吸湿速干性能有显著影响，苎麻含量越高，麻棉混纺织物的滴水扩散时间越短，经、纬向芯吸高度越高，表明吸湿性越好；苎麻含量越高，其制备的纺织品透湿量越大，其汗液越容易挥发，吸湿速干性越好。
关键词：麻类纺织品；吸湿性；速干性；功能性
苎麻是我国特有的麻类资源，被称为“中国草”“纤维之王”。苎麻纺织品因吸湿、透气性优良，受到消费者青睐，成为一种时尚潮流，特别是在日本、欧美市场，麻织品特有的褶皱是身份的象征[1,2]。苎麻纤维细长、坚韧[3]、质地轻且中间有沟状空腔，管壁多孔隙，吸湿散湿快，在众多麻类纤维制成的纺织品中，苎麻纺织品的透气性最好[4]，其透气性比棉纤维高三倍左右。
吸湿速干纺织产品是近年来发展比较快的一类功能性纺织产品。从最早的吸湿排汗到后来的吸湿速干，再到目前的导湿速干，功能名称一直在变，但基本的功能要求并未改变，即在穿着或使用过程中不会因为人体的排汗而让皮肤有湿、黏、冷的不舒适感，同时还能快速干燥，使人体皮肤始终保持干爽的触感[5]。国内最早引入吸湿速干概念的产品是基于天然纤维的特性而开发的功能性纺织产品。吸湿速干纺织品兼具较好的吸湿性和放湿性，气态和液态的汗液或水分能快速通过衣服从身体排到外层大气中，其过程包括纤维吸收汗液、汗液在纤维内部传递、汗液外层挥发[6]。
影响纺织品吸湿速干性能的因素较多，主要是纤维种类和结构、织造工艺和织物组织结构以及后整理。研究发现，棉纤维的成纱结构、纱线捻度及织物组织结构的组合搭配对面料吸湿速干性能和透气性影响显著[7]。在各类天然纤维中，麻类织物的吸湿速干性能最为突出，吸湿速干性能作为麻纺织品的主要优点，已成为引导麻纺织品市场和销售的一大亮点。
本文依据《天然吸湿速干麻纺织品》（FZ/T34014—2022）对织物的吸湿速干性能进行测试[8]，研究麻棉混纺织物吸湿速干性能与苎麻纤维含量之间的关系，总结苎麻纺织品麻纤维含量与吸湿速干性能的规律，以便更好地指导苎麻功能性纺织品的研究和开发。
1.1 样品制备方法
实验以纯苎麻纱、纯棉纱和棉麻混纺纱为原料，按照一定的纱线配比，采用小样机织造出苎麻含量分别为10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七种平纹苎麻/棉纺织品，其具体的组成和规格见表1。
表1 不同苎麻含量的纺织品组成和规格
电子天平（称量精度0.001g）、微量移液器（精度0.01mL）、原型试样夹、M215毛细效应仪、YG601型织物透湿仪、计时器、三级水、烘箱、无水氯化钙（化学纯，粒度0.63~2.5mm，使用前在烘箱中160℃干燥3h）、干燥器、标准圆片冲刀。
1.3 试验方法
以苎麻含量分别为10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七种面料为原料，在距布匹末端1m以上，距布边15cm处取样，采用《纺织品调湿和试验用标准大气》（GB/T6529—2008）规定的大气。依据《天然吸湿速干麻纺织品》（FZ/T34014—2022）中所规定的吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度、水分蒸发速率（蒸发速率）、透湿率等指标的标准方法对样品进行检测[8-9]。
1.3.1 吸水率
从每个样品上裁取5块试样（尺寸10cm×10cm，试样平整无褶皱），称重。将试样放入盛有三级水的容器内，试样吸水后自然下沉，将试样在水中完全浸润5min后取出，自然平展地垂直悬挂，试样中水分自然下滴。当试样不再滴水时，立即用镊子取出试样称取质量。
1.3.2 滴水扩散时间
按照1.3.1取5块试样，将试样平放在试验平台上（使用时贴近人体皮肤的一面朝上），用滴定管吸入适量的三级水，将一滴约0.05mL的水轻轻地滴在试样上，滴管口距试样表面不超过1cm。仔细观察水滴扩散情况，记录水滴接触试样表面至完全扩散（不再呈现镜面反射）所需时间，计算5块试样的平均扩散时间。
1.3.3 水分蒸发速率
将备好的滴水扩散时间的原始试样，称取其质量m0，将做完滴水扩散时间的试样，自然平展地垂直悬挂在空气中，每隔（5±0.5）min称取一次质量，记为m。
按照公式Δm=mi-m0计算在每个称取时刻的水分蒸发量，绘制时间-蒸发量曲线，正常的时间-蒸发量曲线通常在某点后蒸发量会明显趋缓。在该点之前的曲线上作最接近直线部分的切线，求切线的斜率即为水分蒸发速率Ev（g/h）。分别计算5块试样的平均蒸发速率，结果修约至0.01g/h。
1.3.4 芯吸高度
裁取经纬向各3块试样（长度≥250mm，有效宽度30mm，且沿长度方向的边纱为完整的纱线）。记录30min时同一试样宽度方向上芯吸高度的最小值，分别计算经纬2个方向各3块试样芯吸高度最小值的平均值。旋转底座螺旋调节试验装置的水平，用试样夹将试样一端固定在横梁架，在试样下端8~10mm处装上适当质量的张力夹，使试样保持垂直。调整试样位置，使试样靠近并平行于标尺，下端位于标尺零位以下15±2mm处，将三级水倒入底座上的容器内，降低横梁架使液面处于标尺的零位，开始记时，分别测量经过10s、30s、1min、5min、10min、20min、30min时液体芯吸高度的最小值，最终芯吸高度以经向/纵向中较大者报出，单位为mm。
1.3.5 透湿率
剪取三块试样（直径为70mm），向清洁、干燥的透湿杯内装入干燥剂约35g，并振荡均匀，使干燥剂成一平面。干燥剂装填高度为距试样下表面位置4mm左右，空白试验的杯中不加干燥剂。将试样测试面朝上放置在透湿杯上，装上垫圈和压环，旋上螺帽，再用乙烯胶粘带从侧面封住压环、垫圈和透湿杯，组成试验组合体。迅速将试验组合体水平放置在已达到试验条件的试验箱内，经过1h平衡后取出。迅速盖上对应杯盖，放在20℃左右的硅胶干燥器中平衡30min，逐一称重。称量后轻微振动杯中的干燥剂，使其上下混合，以免长时间使用上层干燥剂使其干燥效用减弱。振动过程中，尽量避免使干燥剂与试样接触。除去杯盖，迅速将试验组合体放入试验箱内，经过1h试验后取出，称量，每次称量试验组合体的先后顺序应一致。
2 结果与讨论
2.1 吸水率
分别测试了苎麻纤维含量为10%、20%、30%、40%、50%、80%、100%的七种麻棉混纺织物的吸水率，试验结果见表2。
表2 不同苎麻纤维含量织物的吸水率
吸水率主要反映纺织品的吸水和锁水能力[10]。由表2可知，苎麻织物吸水性较好，本实验中不同苎麻含量的纺织品的吸水率均比较大，远远大于机织物吸水率100%[9]，符合麻纺织品优等品吸水率≥120%的要求[8]。吸水率主要与材料的比表面积、内部的微孔、毛细管效应等有关。苎麻纤维中间存在大量沟状空腔，管壁上大量孔隙，吸水性较强，即使这些纺织品麻纤维含量为10%，也能达到较高的吸水率。除了纤维含量之外，纱线的粗细对吸水率的影响也较大[6]，其中经纬纱均较粗的6号纺织品吸水性最差，经密和纬密比较低的1、3、5号纺织品的吸水性较好。
2.2 滴水扩散时间试验
滴水扩散时间试验结果见表3。
表3 不同苎麻纤维含量织物的滴水扩散时间
以麻纤维含量为自变量，以滴水扩散时间为因变量做线性回归分析，如图1所示.结果表明，滴水扩散时间与苎麻纤维含量呈线性负相关，线性相关系数（R值）约为0.94。苎麻纤维内部的孔隙和空腔，有利于形成导水孔，因此苎麻含量越高，纺织品滴水扩散时间越短，其吸湿性和导湿性越好。
图1 麻纤维含量与滴水扩散时间线性回归分析图
2.3 芯吸高度
芯吸高度也是表征纺织品吸湿性能的重要指标，30min时，不同苎麻纺织品的芯吸高度检测结果见表4。
表4 不同苎麻纤维含量织物的芯吸高度试验结果
以麻纤维含量为x轴，以芯吸高度为y轴，绘制散点图，结果见图2。
纺织品的芯吸高度直接反映其吸湿性，由图2可以看出，麻棉混纺织物经向和纬向的芯吸高度均随着苎麻纤维含量增加而增加，麻棉混纺织物经向和纬向芯吸高度与苎麻纤维含量的线性相关系数（R值）分别为0.91和0.96，表明纺织品吸湿性与苎麻纤维含量呈线性正相关。苎麻纤维含量越高，纺织品芯吸高度越高，麻棉混纺织物吸湿性越好。苎麻纤维内部容易形成毛细管效应，能够快速吸收和传导水分，加速水分的挥发。
图2 芯吸高度与麻纤维含量关系图
2.4 水分蒸发速率
水分蒸发速率可以表征纺织品的速干性，测试结果如图3所示。经计算，不同苎麻含量的纺织品水分蒸发速率均在0.16~0.18g/h，各组苎麻纤维含量对麻棉混纺织物的水分蒸发速率的影响不显著。
图3 不同苎麻纤维含量织物的水分蒸发速率
2.5 透湿率
透湿率试验结果见表5。以苎麻纤维含量为自变量、透湿率为因变量做线性回归分析，结果如图4所示。
透湿性主要指汽态水从织物的一面转移到另一面。影响透湿性的因素较多，包括纤维的亲水性、纱线结构、织物组织结构以及后整理方式。从图4可以看出，在其他因素基本相同的情况下，纺织品的透湿量跟其中苎麻含量呈线性正相关，相关系数为0.90，苎麻纤维含量越高，透湿量越大。
表5 不同苎麻纤维含量织物的透湿率试验结果
图4 苎麻纤维含量对麻棉纺织品透湿率的影响
3 结论与展望
纺织品的吸湿速干性能的评价指标较多，其中吸水率、滴水扩散时间、芯吸效应主要表征纺织品的吸水性，透湿量、水分蒸发时间、蒸发速率主要表征纺织品的速干性，透湿量可以反映潜汗挥发的情况[10-11]。通过研究麻棉混纺织物中苎麻的含量和织物吸水率、滴水扩散时间、经向/纬向芯吸高度、透湿量、水分蒸发速率之间的关系，得到以下结果。
（1）在其他条件基本一致的情况下，苎麻含量与麻棉混纺织物的滴水扩散时间和经/纬向芯吸高度呈较强的线性相关，苎麻含量越高，麻棉混纺织物的滴水扩散时间越短；经/纬向芯吸高度越高，纺织品吸湿性越好。
（2）苎麻含量越高，所制得的苎麻纺织品的透湿量越大，表明其气态水更容易挥发，汗液更快干燥，从而使人体皮肤有干爽的触感，具有更好的吸湿速干性。
吸湿速干纺织品能满足人民群众对于高质量生活的需求，在市场上广受欢迎，因此吸湿速干纺织品的开发是十分必要的，研究结果表明，天然的苎麻纤维含量对纺织品的吸湿速干性有直接且正面的影响，因此在开发具有这种吸湿速干性能的纺织品时，可以适当增加苎麻纤维的含量。
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文章摘自：胡小蓉，罗凤香，甘丹，雷劲宇，陈雯，徐珍，徐奕. 苎麻纤维含量对麻棉混纺织物吸湿速干性能的影响研究[J]. 湖南工程学院学报（自然科学版）. 2024，34(01)：62-67.
