Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2026-01-19 Herkunft:Powered
Luftfeuchtigkeit und Wärmekomfort sind wichtige Aspekte des Bekleidungskomforts und wichtige Indikatoren für die neuen Vorstellungen von Gesundheit und Wohnkomfort. Dieser Artikel stellt die aktuellen Entwicklungen bei feuchtigkeitsableitenden und schnell trocknenden Fasern im Zusammenhang mit Feuchtigkeits- und Wärmekomfort vor und konzentriert sich auf die Analyse der Verarbeitungsmethoden von Feuchtigkeits- und Wärmekomfortstoffen, um eine Grundlage für die Entwicklung funktioneller Textilien zu schaffen.
Die Forschung und Entwicklung feuchtigkeitsableitender, schnell trocknender Fasern erfolgt hauptsächlich durch zwei Ansätze: physikalische Modifikation und chemische Modifikation. Unter physikalischer Modifikation versteht man die Änderung der Form der Spinndüsenlöcher, um Fasern mit Rillen auf der Oberfläche zu spinnen. Dabei werden Kapillarprinzipien genutzt, damit die Fasern Feuchtigkeit schnell transportieren, verteilen und verdunsten können, wodurch Schweiß und Feuchtigkeit schnell von der Hautoberfläche entfernt werden und nach außen verdunsten können. Alternativ können Mischspinn- oder Verbundspinnverfahren mit Polymeren verwendet werden, die hydrophile Gruppen (wie Hydroxyl-, Amid-, Carboxyl- und Aminogruppen) enthalten, um Fasern mit feuchtigkeitsableitenden und schnell trocknenden Eigenschaften herzustellen. Bei der chemischen Modifizierung handelt es sich um Pfropfcopolymerisationsverfahren zur Einführung hydrophiler Gruppen in die makromolekulare Struktur, wodurch die Feuchtigkeitsaufnahme und die Schnelltrocknungsfähigkeit der Fasern erhöht werden.
Die physikalische Modifikation umfasst drei Methoden: Ändern der Spinnlochform, Verbundspinnen von Rohmaterialien und Bikomponenten-Verbundspinnen.
DuPont hat die feuchtigkeitsarme Polyester-Coolmax-Faser mit vier Rillen entwickelt; Das japanische Unternehmen Toyobo hat Polyester „Triacotr“ mit Y-förmigem Querschnitt entwickelt, das drei feuchtigkeitsableitende Rillen auf der Faseroberfläche bildet. Die Far East New Century Corporation hat feuchtigkeitsableitende, schnell trocknende Topcool-Fasern entwickelt. Die Guangdong Zhujiang Jinfang Group stellte feuchtigkeitsableitende Polyesterfilamente her, indem sie die Querschnittsform der Fasern veränderte und so die feuchtigkeitsableitende Leistung aufgrund der vergrößerten Oberfläche und der Kapillareffekte erheblich verbesserte. Jiangsu Yizheng Chemical Fibre Co., Ltd. produzierte Coolbest-Fasern mit einem „H“-förmigen Querschnitt. Taiwans Chung Hsing Textile Co., Ltd. produzierte Y-förmige und kreuzförmige „Coolplus“-Fasern. Taiwan Hero hat W-förmige Technofine-Fasern entwickelt. Die Donghua Haotian Company produzierte coolDry. Die Shunde Jinfang Group hat in Zusammenarbeit mit der Donghua University die feuchtigkeitsableitenden Coolnice-Polyesterfasern mit einem „+“-förmigen Querschnitt entwickelt.
Polyester und andere hydrophile Polymere werden im Doppelschneckenverfahren zu Verbundstoffen gesponnen. Dabei werden neue Arten feuchtigkeitsabsorbierender und schweißableitender Fasern mit einer Haut-Kern-Verbundstruktur erforscht. Dies verbessert ihre Wasseraufnahme und ihr Aussehen, wobei hydrophile Materialien als Kernschicht dienen, während herkömmliches Polyester als Hautschicht fungiert, wobei jede Komponente die Rolle der hydrophilen Feuchtigkeitsaufnahme und des Feuchtigkeitstransports übernimmt. Das japanische Unternehmen Unichika hat eine neue Faser mit hoher Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe namens HYGRA entwickelt, die über eine Haut-Kern-Verbundstruktur verfügt. Die Hautschicht besteht aus herkömmlichem Nylon und bietet im nassen Zustand ein glattes Gefühl sowie im Vergleich zu Baumwollfasern eine bessere Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe. Das japanische Unternehmen Kuraray verwendete zur Entwicklung der Sophista-Faser ein Verbundspinnverfahren, bei dem die Außenschicht hydrophile Gruppen (-OH) aufweist und die Kernschicht aus Polyester besteht.
Die chemische Modifikation wird durch Pfropfcopolymerisationsverfahren erreicht, um hydrophile Gruppen in die makromolekulare Struktur einzuführen, um die Feuchtigkeitsaufnahme und die schweißableitende Funktionalität zu verbessern. Typischerweise werden hydrophile Gruppen wie Carboxyl-, Amid-, Hydroxyl- und Aminogruppen eingeführt, um die Affinität zu Wasser zu erhöhen. Neben der Rohstoffmodifizierung müssen auch geeignete Spinnverfahren eingesetzt werden, um eine poröse Struktur der Fasern und eine größere spezifische Oberfläche zu gewährleisten.
Das japanische Unternehmen Toyobo entwickelte das atmungsaktive Polyestergewebe „Ekslive“, indem es Polyacrylsäurepulver in das Spinnen einer Polyestermischung einarbeitete, um feuchtigkeitsabsorbierende und schweißableitende Funktionen zu erzielen und so die Wassersättigung von Polyestergeweben durch Feuchtigkeitsaufnahme und Wärmeausschluss zu verbessern. Komatsu Serien pfropfte Seidenmischungen auf Polyesterfasern auf, um feuchtigkeitsabsorbierendes und schweißableitendes Polyester herzustellen. Xu Bi et al. behandeltes Baumwollgewebe mit Nano-Silica, bevor es mit Trimethylsilan reagiert, um ihm Hydrophobie zu verleihen. Eef Temmerman verbesserte die Kapillarwirkung von Baumwollgarnen durch eine Plasmaentladungsbehandlung bei niedriger Temperatur. Bald Cheon Cho et al. verwendeten Niedertemperatur-Plasmatechniken, um Hexamethyldisiloxan auf Baumwollstoffe aufzupfropfen und so deren wasserabweisende Wirkung zu verbessern.
Derzeit können die im In- und Ausland gebräuchlichen Arten von feuchtigkeitsableitenden und schnell trocknenden Garnen in zwei Haupttypen eingeteilt werden: einfache Garne und Verbundgarne. Einfache Garne können je nach Fasertyp weiter in Kurzfasergarne und Filamentgarne unterteilt werden.
Zu den Verarbeitungsmethoden gehören das Mischen mehrerer Fasern, das Zwirnen und die spezielle Veredelung. Die Entwicklung und Verwendung von Garnen mit guten feuchtigkeitsableitenden und schnell trocknenden Eigenschaften ist ein entscheidender Ansatz für die Herstellung feuchtigkeitsableitender, schnell trocknender und kühlender Stoffe.
(1) Mischgarne
Im Allgemeinen haben feuchtigkeitsableitende Fasern einzelne funktionelle Eigenschaften, wodurch es schwierig ist, Feuchtigkeitsaufnahme, -transport und -abgabe gleichzeitig in Einklang zu bringen, was die Feuchtigkeitstransport- und Schnelltrocknungsleistung des Stoffes einschränkt. Daher ist die Mischung feuchtigkeitsabsorbierender Fasern mit feuchtigkeitsableitenden Fasern eine einfache und effektive Möglichkeit, die Trockenheit und den Komfort des Stoffes zu verbessern.
(2) Gedrehte Garne
Einzelgarne oder Filamente mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsaufnahme- und -abgabefunktionen können zu Zwirnen verarbeitet werden. Durch die Kombination von feuchtigkeitsabsorbierenden Baumwoll-Einfachgarnen mit feuchtigkeitsableitenden Coolmax-Filamenten erhält man Garne mit feuchtigkeitsabsorbierenden, schweißableitenden und schnell trocknenden Eigenschaften.
(3) Mehrschichtige strukturelle Verbundgarne
Durch den Einsatz verschiedener Faserformen oder -arten und fortschrittlicher Spinntechnologien können Garne mit mehrschichtigen Strukturverteilungen entworfen werden, die die Leistung verschiedener Komponenten erleichtern, um Feuchtigkeitsaufnahme und schnelle Trocknungsziele zu erreichen.
Feuchtigkeitsableitende Stoffe werden durch Strukturdesign oder Fasermodifikation entwickelt, um die Feuchtigkeitsaufnahme-, -übertragungs- und -abgabeeigenschaften des Stoffes zu verändern, sodass sie sowohl Wasseraufnahme als auch Schnelltrocknungsfähigkeiten besitzen. Zu den gängigen feuchtigkeitsableitenden und schnell trocknenden Stoffen gehören derzeit sowohl gestrickte als auch gewebte Stoffe, die nach ihrer Struktur in einlagige, zweilagige und mehrlagige Stoffe eingeteilt werden.
Mit der rasanten Entwicklung der Nachbearbeitungstechniken sind verschiedene Funktionsstoffe entstanden. Als Reaktion auf die Anforderungen an Komfort unter feuchten Bedingungen wurde eine feuchtigkeitsableitende, schnell trocknende Ausrüstung entwickelt, die darauf abzielt, die Feuchtigkeitsübertragungskapazität des Stoffes zu verbessern und so Problemen wie Unbehagen und Feuchtigkeit beim Schwitzen entgegenzuwirken.
(1) Einlagige, unidirektionale, feuchtigkeitsableitende Stoffe
In der frühen Forschung und Entwicklung lag der Fokus vor allem auf einlagigen Stoffen, meist gewebt aus reinen oder Mischgarnen aus feuchtigkeitsabsorbierenden, schnell trocknenden Fasern. In den letzten Jahren wurden mit Fortschritten in der Verarbeitungstechnologie Stoffe mit unidirektionaler Feuchtigkeitstransportfähigkeit entwickelt. Unidirektional feuchtigkeitsableitende Stoffe haben auf ihrer Vorder- und Rückseite bzw. Innen- und Außenschicht unterschiedliche Feuchtigkeitsaufnahme- und -abgabeeigenschaften. Wenn der Stoff mit Schweiß auf der Haut in Kontakt kommt, erfolgt der Feuchtigkeitstransport in einer stark gerichteten Art und Weise; Schweiß kann kontinuierlich von der Hautseite zur Außenoberfläche transportiert und verdunstet werden, wodurch die Haut trocken und angenehm bleibt. Dadurch wird der Feuchtigkeitskomfort des Stoffes erheblich verbessert, wodurch die unidirektional feuchtigkeitsableitenden Stoffe theoretisch bessere Feuchtigkeitsaufnahme- und Schnelltrocknungseigenschaften aufweisen als Stoffe mit den gleichen hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften auf beiden Seiten.
Wang Nanfang et al. führte eine unidirektionale hydrophobe Ausrüstung auf gestrickten Stoffen aus reiner Baumwolle im Pastenpunktdruckverfahren durch und erzielte so eine hohe Waschbeständigkeit; Im Vergleich zu unbehandelten Stoffen verringerte sich die Atmungsaktivität um etwa 10 % und der Haareffekt verringerte sich um 5–7 %. Wu Jihong et al. Zuerst wurde das Garn hydrophob behandelt, dann gewebt und gefärbt, um feuchtigkeitsableitende Strickstoffe herzustellen. Allerdings war der hydrophobe Behandlungsprozess mit Komplexitäten verbunden, die zu Problemen wie ungleichmäßiger Färbung während der Stofffärbung und hohen Verarbeitungskosten führten. Wu Yefang et al. erzielten durch einseitige Ausrüstung von Baumwollstoffen feuchtigkeitsableitende Schnelltrocknungseffekte, allerdings verschlechterte sich die Atmungsaktivität der beschichteten Stoffe, was sich auf deren Trageeigenschaften auswirkte. He Tianhong et al. entwickelte ein doppelseitiges, feuchtigkeitsableitendes, schnell trocknendes Strickgewebe aus reiner Baumwolle mit einseitigen Veredelungstechniken.
(2) Doppelschichtige oder mehrschichtige, unidirektionale, feuchtigkeitsableitende Stoffe
Beeinflusst durch die Präferenz der Verbraucher, zur Natur zurückzukehren, konzentrieren sich die Menschen stärker auf die Verwendung von Baumwollfasern. Allerdings können die nassquellenden Eigenschaften von Baumwollfasern dazu führen, dass sich Gewebespalten verstopfen und so der Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen dem Körper und der Außenumgebung behindert wird. Der Feuchtigkeitsaufnahmeprozess von Baumwolle kann auch zu einer Wärmeabgabe führen; Wenn die Feuchtigkeitsaufnahme den Sättigungsgrad erreicht, stoppt die Wärmeabgabe, während der Verdunstungsprozess der Feuchtigkeit im Stoff Wärme von der Haut absorbieren kann, was zu Beschwerden führt, da es sich zunächst heiß und dann feucht anfühlt. In den letzten Jahren wurde durch die Entwicklung doppellagiger oder mehrlagiger Strukturstoffe der Grundstein für die Entwicklung unidirektionaler feuchtigkeitsableitender Stoffe gelegt. Diese Stoffe verwenden typischerweise hydrophobe synthetische Fasern für die Innenschicht und können in vier Haupttypen strukturiert werden:
Innenschicht mit hydrophoben Fasern und Außenschicht mit hydrophilen Fasern
Die innere Schicht dieser Stoffe besteht im Allgemeinen aus synthetischen Fasern, während die äußere Schicht aus Naturfasern besteht. Die innere Schicht hat punktuellen Kontakt mit der Haut und zeichnet sich dadurch aus, dass Dampfschweiß von Naturfasern absorbiert werden kann, während flüssiger Schweiß durch das Kapillarphänomen der inneren synthetischen Fasern zur Außenschicht übertragen wird, von absorbierenden Fasern auf der Außenschicht absorbiert wird und dann in die äußere Umgebung verdunstet. Da der Stoff punktuell mit der Haut in Kontakt kommt, bleibt die innere Schicht trocken und die gebildete Luftschicht sorgt für Wärme und verhindert so ein klebriges, nicht atmungsaktives und kaltes Gefühl nach dem Schwitzen.
Ein weit verbreitetes Beispiel ist das Baumwoll-Polyester-Verbundgestrick. Das Grundgarn des Baumwoll-Polyester-Verbundstoffs besteht aus hydrophobem Polyesterfilament, während das Oberflächengarn aus hydrophilem Baumwollgarn besteht, das bei hydrophiler Behandlung die Eigenschaften einer schnellen Feuchtigkeitsaufnahme und schnellen Diffusion in Richtung der Außenschicht des Stoffes aufweist. Wang Xiao et al. fanden heraus, dass Stoffe mit Baumwollfasern in der Außenschicht und hohlem Polyester in der Innenschicht eine bessere Wärme- und Trockenheit aufweisen als Stoffe, bei denen beide Schichten aus Baumwollfasern bestehen. Darüber hinaus zeigten diese Stoffe eine deutlich bessere Feuchtigkeitstransport- und Schnelltrocknungswirkung als solche, die ausschließlich aus normalen Garnen mit hydrophilen Eigenschaften hergestellt wurden. Wenn der Gehalt an hydrophoben Fasern in der Oberflächenschicht 30 % erreichte, hatte der Stoff die beste Feuchtigkeitsaufnahme und Trockenheitsleistung.
Äußere und innere Schichten aus unterschiedlichen Spezifikationen synthetischer Fasern
Dieser Stoff verwendet synthetische Fasern als Rohstoffe mit unterschiedlichen Spezifikationen oder Arten hydrophober Fasern für die Innen- und Außenschichten. Sein Wasseraufnahmemechanismus unterscheidet sich deutlich von dem von Naturfasern und sorgt für einen unidirektionalen Feuchtigkeitstransport durch die unterschiedlichen Kapillarwirkungen der inneren und äußeren Schichten, ein Phänomen, das auch als Zederneffekt bekannt ist. Typischerweise besteht die äußere Schicht aus feinen Fasern, während die innere Schicht aus groben Fasern besteht. Da der Druck, der durch die aus den Fasern der Außenschicht aufgebauten Kapillaren erzeugt wird, größer ist als der Druck der Innenschicht, besteht zwischen der Außen- und der Innenschicht ein zusätzlicher Druckunterschied, der die Übertragung von Schweiß von der Innenschicht auf die Stoffoberfläche erleichtert, der dann durch die Außenschicht in die Umgebung verdunstet, wodurch die Innenschicht relativ trocken bleibt und ein angenehmes Körpergefühl entsteht. Das von Toray Industries hergestellte mehrschichtige Strickgewebe „Airfine Field Sensor“ ist ein typischer Vertreter dieser Struktur. Es ist in der Lage, Schweiß schnell vom Körper zu absorbieren und von der Innenschicht zur Oberflächenschicht zu verteilen, wobei die Feuchtigkeitsaufnahme- und Schnelltrocknungseigenschaften doppelt so hoch sind wie bei schweißabsorbierenden Strickstoffen wie Field Sensor. Es wird häufig in Sportbekleidung, medizinischer Gesundheitskleidung und Arbeitskleidung verwendet.
Verbundstrukturgewebe mit Lampwick-ähnlichen Absorptionspunkten
Bei diesem Stoff handelt es sich um eine neuartige Verbundschicht-Gestrickstruktur mit hoher Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Es besteht aus zwei Schichten – einer hydrophoben, durchlässigen Schicht (innere Schicht) und einer absorbierenden Schicht (äußere Schicht) – die an vielen Stellen miteinander verbunden sind, wobei diese Verbindungen aus Garnen bestehen, die in einer Lampendochtstruktur angeordnet sind und nach einem vorgegebenen Muster im Stoff verteilt sind. Diese Verbindungspunkte enthalten hydrophile Fasern (z. B. Baumwollfasern), die die innere und äußere Schicht des Stoffes verbinden.
Das tschechische Strickforschungsinstitut Bnro nutzte die computergestützte doppelseitige Jacquard-Schussstricktechnologie V-LEC4BS aus Japan, um verschiedene naturfarbene Lampwick-Punktstrukturstoffe aus Baumwolle und herkömmliche Luftschicht-Strukturstoffe zu entwickeln. Die von Hou Qiuping et al. entwickelten doppelseitigen Stoffe. Verwenden Sie Polyester- und Polyester-Baumwoll-Mischgarne für die Innenschicht und braune Baumwolle für die Außenschicht, wobei die Lampwick-Dichteverteilung auf 50 %, 25 % und 12,5 % der Stofffläche ausgelegt ist. Testergebnisse zeigten, dass bei identischen Rohmaterialien der Innen- und Außenschicht eine geringere Dichte der Lampdochtpunkte zu einer verbesserten Feuchtigkeitstransportleistung führte. Gu Zhaowen et al. entwarf ein feuchtigkeitsableitendes und schnell trocknendes Gestrick mit Lampwick-Punktstruktur und hoher Transmissionsrate, das aus feuchtigkeitsabsorbierenden, schnell trocknenden Polyesterfasern mit H-förmigem Querschnitt und farbigen Baumwollfasern besteht, und untersuchte den Einfluss hydrophiler Behandlungen auf die Stoffleistung. Die Ergebnisse zeigten, dass bei identischen Rohmaterialien der Innen- und Außenschicht des Stoffes die Reduzierung der Dichte der Lampdochtpunkte die Durchlässigkeit und Trocknungsleistung des Stoffes verbesserte; Nach der hydrophilen Behandlung nahm jedoch die Durchlässigkeit ab und die feuchtigkeitsableitende Schnelltrocknungsleistung des Stoffes nahm ab, was darauf hindeutet, dass solche Stoffe nicht für hydrophile Behandlungen geeignet sind.
