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Superior Unidirectional Water Transport and Mechanically Stable 3D Orthogonal Woven Fabric for Human Body Moisture and Thermal Management

聚酯纤维 材料科学 渗透(战争) 水运 吸水率 复合材料 机织物 图层(电子) 粘胶 热的 水分 保温 极限抗拉强度 水流 环境科学 物理 气象学 工程类 环境工程 运筹学
作者
Wei Fan,Ge Zhang,Xiaolin Zhang,Kai Dong,Xiaoping Liang,Wei‐Chun Chen,Lingjie Yu,Yingying Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (10) 被引量:97
标识
DOI:10.1002/smll.202107150
摘要

Abstract Unidirectional water transport performance is vital for maintaining human thermal and wet comfort in the field of garment materials. In this work, a 3D orthogonal woven fabric (3DOWF) with excellent one‐way transport capacity and mechanical properties is developed via 3D weaving and plasma treatment. The 3DOWF consists of polyester yarns (first layer), cotton yarns (second layer), and viscose yarns (third layer) with successively enhanced water absorption capacity. This allows droplets to penetrate spontaneously from the hydrophobic layer to the hydrophilic layer but not vice versa. Moreover, the Coolmax yarn with the core suction effect in the Z ‐direction and the plasma‐treated polyester of the 3DOWF are shown to efficiently speed up the water transport process. In particular, the water penetration rate of the 3DOWF reaches 25 µl s ‐1 . In turn, the surface temperature after water absorption is increased by 2.6 °C compared with the cotton fabric, while the tensile strengths in the weft and warp directions of the 3DOWF are 49.62 and 18 MPa, respectively. These values represent the best insulation and mechanical characteristics thus far reported among unidirectional water transport fabrics. Therefore, the 3DOWF has great potential for use in watchbands, backpack belts, insoles, and other functional textiles.
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