纤维集合体对水的吸收有三个层面,一个纤维的亲水性基团对水分子的结合吸收,这个又被称为化学结合水,可以用纤维得回潮率来表征它;另一个层面是是纤维内部孔隙对水的吸收,这个又被称为束缚水,这个可以用纤维的抱水率来表征;第三个是纱线间、纤维间的流动水,它主要依靠水的表面张力停留在这些组织缝隙中,被称为自由水,这个可以用轧余率来表征。
纤维素纤维和天然纤维具有大量亲水性的基团,因此有良好的吸湿性,而合成纤维不含亲水性基团,吸湿性差,导致回潮率偏低。
除了纤维的亲水性基团的多少对纤维的吸湿性有有影响外,纤维的超分子结构也对纤维的吸湿能力有重要影响,同是纤维素纤维的棉和粘胶,其吸湿性能就存在较大差异,在不同环境湿度下,粘胶的回潮率均在棉的2倍左右。
导致这种差异的原因主要是粘胶和棉存在不同的结晶度度,吸湿只能发生在无定形区和晶区表面,而不能发生晶区内部,因此,不同纤维素的吸湿能力与其无定形区占比即晶区表面积正相关。粘胶的无定形区占比大概70%,未丝光棉大概30%-40%,正好也是2倍的关系。
莱赛尔的无定形区占比大概在50%,理论上其回潮率介于棉和粘胶中间,但可能其超分子结构中又较长的晶片结构,导致其晶区表面的暴露面积较大,使其实际的回潮率虽然也在粘胶和棉之间,但更接近粘胶。
需要说明的一下是,新版GB/T 9994-2018《纺织材料公定回潮率》标准,已经将莱赛尔的公定回潮率由原先的10%修改为13%,与粘胶的公定回潮率是一样的。也就是说,莱赛尔和粘胶在实际的标准回潮率下存在一些小的差异,但公定回潮率是一样的,同时,莫代尔、铜氨的公定回潮也是13%。
亲水性纤维的束缚水,是一种非化学结合的水,以毛细效应沉积在纤维的孔隙中,这种水并不会通过浸轧、甩水等轻柔的物理作用而去除,而是纤维对其有一定的束缚力和抱合力,因此也可通过测试抱水率来获得它的数据,粘胶的抱水率90%,莱赛尔70%,棉50%左右。抱水率的大小和纤维内部孔隙体积密切相关,丝光可以增加孔隙体积,使得抱水率增大,而大多数交联会减少纤维内部可及的孔隙体积,使得抱水率减小。注意,交联对回潮率影响极小,可以忽略不计。详见《是基座还是孔隙?——纤维素织物染色基本理论模型辨析(一)》。
而自由水和织物的组织结构、纱线的纺法/捻系数等因素密切相关,它的大小的决定因素是依靠水的表面张力能够使水稳定存留的组织缝隙、纤维间缝隙大小。也就是说,太稀,水的表面张力不足以使水存留在缝隙中,其自由水率不会多,太密,缝隙体积很小,给水存留的空间太少,其自由水也会很少,因此需要一个适中的纱线和织物紧度,才会有最大的自由水率。