一、前言
人們對(duì)服裝面料的功能性和舒適性要求中，吸濕排汗（快干）性能越來(lái)越受到快節(jié)奏生活的廣大消費(fèi)者的青睞。即希望織物具有吸水（濕）和快干性，如何將人體散發(fā)的氣、液態(tài)汗水盡快排出服裝，是提高穿著舒適性的關(guān)鍵之一。
汗液經(jīng)織物傳導(dǎo)到外界空間的通道有二種形式：一是人體皮膚上的汗水直接由織物或纖維間的縫隙（或稱毛細(xì)管）擴(kuò)散遷移到外層空間；二是人體散發(fā)的水蒸汽，由織物中纖維的微孔或在纖維表面凝結(jié)成水，經(jīng)纖維的微孔或纖維間縫隙的毛細(xì)管作用傳遞到織物表面，再蒸發(fā)到外界空間(1)。由此可知其過(guò)程是：吸水——保水——蒸發(fā)。因而，無(wú)論是天然纖維或是合成纖維單獨(dú)都不具備這方面的性能，以致早期的吸濕快干織物是由二種或二種以上不同纖維織成二層或三層結(jié)構(gòu)的織物來(lái)?yè)?dān)當(dāng)此項(xiàng)任務(wù)的。自二十世紀(jì)八十年代開(kāi)發(fā)吸濕排汗技術(shù)以來(lái)，情況就完全改觀。
傳統(tǒng)的合成纖維，尤其是聚酯纖維的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)中缺乏親水性基團(tuán)，吸濕性很差，在服用過(guò)程中，人體散發(fā)的濕氣很難通過(guò)聚酯織物傳遞出去，容易產(chǎn)生悶熱不舒適感。棉纖維有親水性基團(tuán)（每個(gè)單元結(jié)構(gòu)上有三個(gè)羥基），吸濕和吸水性很強(qiáng)，保水性也很好，但其剛性較小，尤其吸濕（水）后會(huì)粘貼在皮膚上，使人感覺(jué)不爽，以及隨著棉纖維的吸濕（水）量增加而纖維的膨脹，誘發(fā)產(chǎn)生悶熱問(wèn)題。吸濕快干技術(shù)針對(duì)上述穿著時(shí)的情況，選擇以合成纖維為基材，提高纖維的表面積，增強(qiáng)纖維的吸濕和快干的潛在能力；在紡織物理性加工中，進(jìn)一步改進(jìn)集合體的傳導(dǎo)效果；在染整化學(xué)加工時(shí)，再賦以纖維表面的親水化，最終實(shí)現(xiàn)吸濕快干功能。
吸濕排汗纖維有聚酯，聚酰胺和聚丙烯等品種，以聚酯纖維為大宗。其中以美國(guó)杜邦公司獨(dú)家研發(fā)的Coolmax為最著名,它是具有四溝槽的異形聚酯纖維，利用這些溝槽型的纖維成紗和織造后，纖維和纖維之間可形成更多的毛細(xì)管通道，更好地發(fā)揮芯吸作用（毛細(xì)管效應(yīng)）產(chǎn)生吸濕排汗功能。
在物理改性的吸濕排汗聚酯纖維中，有異形、中空、細(xì)旦和微孔化等不同的品種，其中異形為多。異形化中又有三葉、多葉（五一八葉）、三角，十字，W和Y型等斷面的纖維可供設(shè)計(jì)產(chǎn)品選用。約四年前，作者曾寫(xiě)過(guò)一篇關(guān)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的文章(2)，其后陸續(xù)作過(guò)些補(bǔ)充，今將其整理成文，再次就教于諸同好，請(qǐng)校正。
二、理論分析
織物的吸濕排汗（快干）性能，實(shí)質(zhì)上是濕氣和水在織物中傳遞問(wèn)題，為此可作些理論上的探討。
（一）一般的傳遞模式
織物的吸濕排汗性能，是（濕）氣和水等物質(zhì)在紡織品中傳遞現(xiàn)象。這類現(xiàn)象在化學(xué)工程中早就進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，并已建立了相關(guān)的理論模式。對(duì)織物而言，是其兩面（內(nèi)外兩側(cè)）的壓力差，使（濕）汽和水等流體的移動(dòng)。可簡(jiǎn)單地說(shuō)，是差力差（△P）和（移動(dòng)或傳遞）流速的關(guān)系問(wèn)題?？椢锸抢w維的一種特殊集合體形式而已，具有無(wú)數(shù)彎曲的微細(xì)管狀通道，屬多孔膜傳遞模式，流體在其間以層流傳遞（移動(dòng)）的，為此可以Kozney-Carman方程式可由（1）式表示之：
U=(1)
其中：U流體通過(guò)多孔體（膜）的速度
△P壓力損失
ε空隙率
r單根纖維的半徑
f小管道的實(shí)際長(zhǎng)度/織物的厚度ι
u流體的粘度
q形狀系數(shù)，傳遞系統(tǒng)提供的適當(dāng)值。
此外，若織物紗線間的小縫隙部分可視作單獨(dú)的小園管通道的話，還可以單獨(dú)小園管傳遞模式來(lái)描述。如小園管的當(dāng)量半徑為ra，那未流體的流速可由（2）式所示：
U=ra2△p/8uι(2)
對(duì)織物說(shuō)來(lái)，紗線部位可以多孔體傳遞模式計(jì)算其流量，紗線間縫隙部分可以單獨(dú)小園管模式來(lái)計(jì)算。只要不是高密織物，影響織物的流動(dòng)性的主要因素就是此縫隙部分了。
由此可知，織物結(jié)構(gòu)的主要因素是：一是紗線的撚度系數(shù)；二是織物的覆蓋系數(shù)或緊度；三是紗線的毛羽（或光潔度）等。通過(guò)的流體是空氣（或濕氣）和水時(shí)，會(huì)因其粘度差，而使壓力產(chǎn)生很大的差異，但結(jié)構(gòu)因素的影響，可視為相同的。
（二）潤(rùn)濕與滲透——毛細(xì)管效應(yīng)
當(dāng)液體（一般指水）接觸織物表面時(shí)，如能潤(rùn)濕液體會(huì)自發(fā)地沿毛細(xì)管滲透到織物內(nèi)部，即產(chǎn)生芯吸現(xiàn)象。假設(shè)織物中的毛織管為理想狀態(tài)，毛細(xì)管壓力（吸附力）可用Laplac方程式表示之(4)(5)
P=（2δLCcosθ）/ra（3）
式中：p—毛細(xì)管(pa)
ra—毛細(xì)管當(dāng)量半徑（cm）
θ—接觸角（0）
δLC—液體界面張力（水為71.96dyne/cm）
毛細(xì)管上升高：h=(2δLCCosθ)/gρra（4）
式中：h—毛細(xì)管上升高度（cm）
g—重力加速度（980cm/sec2）
ρ—液體密度（水為0.977g/cm3）
毛細(xì)管中液體的流量通常由posinuille定律描述，流量是與沿毛細(xì)管的有效壓力梯度成正比：
q=(πra 2/8η)(△P/L)(5)
式中：q—流量（cm3/Sec）
η—液體粘滯系數(shù)（水為0.01cm/g·sec）
L—吸水的毛細(xì)管長(zhǎng)度（cm）
則單位時(shí)間的線速度為υ
υ=dL/dt=q/πra 2=πra 2/8η)△P/L=(ra 2/8η)(P/L-ρg)(6)
由此可推導(dǎo)液體在水平方向（L）和垂直方向（Ln）隨時(shí)間的線速度表式
L2=（raδLC Cosθ/2η）·t(7)
Ln=(8)
式中t時(shí)間（sec）
由上述公式可知：只有毛細(xì)管壓力為正時(shí)，液體才能在毛細(xì)管內(nèi)自動(dòng)流動(dòng)，即要求Cosθ為正值，即織物具有可濕性才是產(chǎn)生芯吸作用必要的前提。毛細(xì)管的有效半徑越小，毛細(xì)管壓力越大，芯吸高度越高；可是，液體流動(dòng)速度也越小，要達(dá)到芯吸的平衡時(shí)間也越長(zhǎng)。此外，接觸角的大小也對(duì)毛細(xì)管中液體流動(dòng)速度有很大影響。
吸濕排汗的異形纖維與普通的園形纖維比，使液態(tài)水的傳導(dǎo)面積增大，氣態(tài)水的蒸發(fā)面積也增大。其次，異形纖維之間形成的毛細(xì)管數(shù)量也比相同纖度的園形纖維的要增加許多，且毛細(xì)管當(dāng)量半徑也小些。
總的說(shuō)，由于異形纖維束（指紗線）的毛細(xì)管數(shù)量增加，整個(gè)織物的表面積增大，致使織物對(duì)液態(tài)水的傳導(dǎo)速度和氣態(tài)水的蒸發(fā)速度都得到了明顯的提高。
（三）水蒸氣（濕氣）擴(kuò)散
水蒸氣（水的氣體分子）在紡織品中的擴(kuò)散，可以在織物內(nèi)部（或紗線間）縫隙部分進(jìn)行，有時(shí)也可以在纖維內(nèi)部進(jìn)行吸收和擴(kuò)散的傳遞方式(3)。
在紗線間的擴(kuò)散，可按一般擴(kuò)散方程式如（9）式表示
（9）
上式中Ca表示該氣體分子在空氣中濃度，Da表示在空氣中氣體分子的擴(kuò)散系數(shù)。
在纖維表面則因吸濕而成立如下二個(gè)平衡關(guān)系式：
（10a）
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