摘要：為減小紡織品透濕率檢驗(yàn)工作的誤差，按照吸濕法的測試原理對比分析干燥劑粒徑、風(fēng)速和試驗(yàn)時(shí)間對紡織品透濕率的影響。結(jié)果表明：干燥劑粒徑、風(fēng)速、平衡時(shí)間和測試時(shí)間對透濕率較小的試樣無明顯影響；干燥劑粒徑越大，平衡時(shí)間和測試時(shí)間越長，透濕率較大的試樣的測試結(jié)果越?。划?dāng)風(fēng)速保持在0.3m/s時(shí)試樣的透濕率測試結(jié)果較為穩(wěn)定。采用線性回歸分析方法測試透濕率更為精準(zhǔn)，有利于減小實(shí)際檢測誤差。

關(guān)鍵詞：紡織品；透濕性能；吸濕法；影響因素；對比分析

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-5124（2015）02-0015-04

引 言

透濕性是反映服裝舒適性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別是功能性服裝（如沖鋒衣、吸濕速干運(yùn)動(dòng)服等）。目前，國內(nèi)外對紡織品的透濕性能測試還沒有形成統(tǒng)一的方法，國內(nèi)對紡織品的透濕性能規(guī)定了兩種測試方法：吸濕法和蒸發(fā)法。這兩種測試方法各有收稿日期：2014-01-04：收到修改稿日期：2014-03-13作者簡介：吳忠波（1986-），男，助理工程師，碩士，主要從事紡織品檢測工作。

利弊，試驗(yàn)條件、結(jié)果表示也不盡相同；但是，吸濕法在日常測試中應(yīng)用較為廣泛，GB/T 21294-2007《服裝理化性能的檢驗(yàn)方法》、GB/T 21655.1-2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》都引用了吸濕法作為評價(jià)透濕性能的測試方法。在實(shí)際的檢測過程中，當(dāng)樣品透濕率較大時(shí)，干燥劑顆粒吸濕后易粘連板結(jié)；同時(shí)，試驗(yàn)時(shí)間也會(huì)影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響產(chǎn)品的透濕性能評價(jià)。不同類型紡織品的透濕性能差異較大，其測試結(jié)果受測試的影響程度也不盡相同。為了減小紡織品透濕性能檢驗(yàn)工作的誤差，進(jìn)一步提高檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性，本文主要對吸濕法測試過程中，干燥劑粒徑、風(fēng)速以及試驗(yàn)時(shí)間對不同類型紡織品（機(jī)織物、針織物）透濕性能的影響進(jìn)行分析探討。

1.試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)儀器和主要材料

儀器：PL203型電子分析天平（瑞上梅特勒托利多儀器（上海）有限公司）；DH-450型透濕儀（日本株式會(huì)社大榮科學(xué)精器制造所）；TKL3340型鼓風(fēng)恒溫烘箱（德國Textechna公司）。

材料：3種粒徑CaCl2干燥劑（西隴化工股份有限公司），粒徑分別為0.63～2.5mm、2.6～4.5mm、4.6～7.0mm；5種針織物樣品1#～5#；5種機(jī)織物樣品6#～10#。

1.2 試驗(yàn)原理

將盛有干燥劑顆粒并封以織物試樣的透濕杯組合套件放置于規(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中，根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)透濕杯組合套件的質(zhì)量變化計(jì)算得到試樣的透濕率。

1.3 試驗(yàn)條件

溫度：（38±2）℃；濕度：90%+2%。

1.4 試驗(yàn)步驟

將一定量預(yù)先在160℃烘箱中干燥過的干燥劑顆粒裝入透濕杯中，再將直徑為70mm的試樣測試面朝上放置在透濕杯上，并密封形成試驗(yàn)組合套件。然后再按照GB/T 12704.1-2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法第1部分：吸濕法》中8.3～8.6的步驟進(jìn)行試驗(yàn)，其中干燥劑粒徑、風(fēng)速、平衡時(shí)間和測試時(shí)間按本文的測試參數(shù)執(zhí)行。每個(gè)樣品取3塊試樣同時(shí)進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果以3塊試樣的平均值表示。試樣透濕率計(jì)算公式如下：式中：WVT——試樣的透濕率，g/（m2·24 h）；

Am——透濕杯組合套件兩次稱量的質(zhì)量之

差，g；

A——試樣的有效試驗(yàn)面積（本文為0.002 827），

m2：

t——測試時(shí)間，h。

2.結(jié)果與分析

2.1 干燥劑粒徑對透濕率的影響

采用3種粒徑的干燥劑進(jìn)行試驗(yàn)，其他試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定為：平衡時(shí)間th、測試時(shí)間th、風(fēng)速0.3m/s。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。隨著干燥劑粒徑的增大，1#～5#試樣透濕率呈現(xiàn)遞減的趨勢。這是因?yàn)橥葪l件下質(zhì)量比表面積與粒徑成反比，粒徑越小，質(zhì)量比表面積越大，干燥劑的吸濕面積越大，故采用粒徑0.63～2.5mm的干燥劑測試時(shí)透濕率最大。同時(shí)，3種粒徑干燥劑測試時(shí)6#～10#試樣的透濕率差異不大，這是因?yàn)檫@5種試樣的透濕率相對較小，測試杯內(nèi)干燥劑在一定時(shí)間內(nèi)的吸濕能力較為穩(wěn)定；所以，透濕率較差的試樣，其透濕率在一定程度上不受干燥劑粒徑的影響。透濕性能較差的紡織品測試結(jié)果受干燥劑粒徑的影響較小，而干燥劑粒徑會(huì)影響透濕性能較好的紡織品（如吸濕速干面料等）的測試結(jié)果。在一定粒徑范圍內(nèi)，干燥劑粒徑越大，試樣透濕率測試值越小。

2.2 風(fēng)速對透濕率的影響

為保證測試環(huán)境箱內(nèi)各個(gè)部位溫濕度的穩(wěn)定以及組合試樣充分均勻地透濕，同時(shí)也更好地模擬服裝在穿著使用條件下的客觀環(huán)境，風(fēng)速是測試過程中必不可少的重要參數(shù)。本文采用粒徑為0.63～2.5mm的干燥劑、th平衡時(shí)間、th測試時(shí)間、設(shè)置不同風(fēng)速進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖l所示。從圖l（a）可以看出，當(dāng)風(fēng)速升高到0.3m/s時(shí)測試值不斷增大，并到達(dá)一個(gè)拐點(diǎn)，在這個(gè)階段，風(fēng)速的增大加快了測試箱中的濕氣循環(huán)，有利于濕氣透過試樣而被干燥劑顆粒吸附；在風(fēng)速從0.3m/s升高到0.5m/s的過程中，盡管風(fēng)速加快了濕氣的循環(huán)，同樣也可能加快了透濕杯中的水分蒸發(fā)，吸濕與放濕在這個(gè)階段達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，試樣透濕率的測試值相對穩(wěn)定；當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增大到0.7m/s時(shí)，試樣測試值又表現(xiàn)為增大的趨勢，這是因?yàn)轱L(fēng)速的增大打破了吸濕與放濕的動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致透濕率繼續(xù)增大。圖l（b）中9#試樣在風(fēng)速為0.1～0.3m/s階段測試值略有上升后基本保持穩(wěn)定，10#試樣測試值幾乎不受風(fēng)速的影響。由此可知，透濕性能較差的試樣受風(fēng)速的影響較小，透濕率較大的試樣容易受風(fēng)速的影響，測試過程中風(fēng)速保持在0.3m/s較為適宜。

2.3 時(shí)間對透濕率的影響

采用粒徑為0.63～2.5mm的干燥劑、風(fēng)速0.3m/s，設(shè)置兩種不同時(shí)間參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。時(shí)間參數(shù)1）：平衡時(shí)間th、測試時(shí)間th；時(shí)間參數(shù)2）：平衡時(shí)間0.5h、測試時(shí)間0.5h。試驗(yàn)結(jié)果如表2～表5所示。

2.3.1 時(shí)間對針織物透濕率的影響

不同時(shí)間參數(shù)對應(yīng)的針織物試樣透濕率數(shù)據(jù)如表2和表3所示，采用時(shí)間參數(shù)2）測試時(shí)針織物試樣的透濕率均最大。從表2可以看出，組合套件平衡時(shí)間內(nèi)質(zhì)量增量△ml，均略大于測試時(shí)間內(nèi)質(zhì)量增量mΔ12。表3中組合套件平衡時(shí)間內(nèi)質(zhì)量增量mΔ13與測試時(shí)間內(nèi)質(zhì)量增量Δm14基本穩(wěn)定。由表3中4#和5”試樣測試數(shù)據(jù)可以看出，這2種試樣的透濕率略高于另外3種，兩次按不同時(shí)間參數(shù)測試時(shí)透濕率結(jié)果差異分別為4.15%和6.71%，也高于另外3種試樣，這說明試樣的透濕性能越好，試驗(yàn)時(shí)間對透濕率測試結(jié)果影響越大。

在針織物試樣測試過程中，盡管在平衡th后輕微地震動(dòng)杯內(nèi)的干燥劑，以防止透濕杯中內(nèi)外層干燥劑顆粒吸濕不均勻的現(xiàn)象，但是干燥劑顆粒還是不可避免地在表層出現(xiàn)了不同程度的板結(jié)現(xiàn)象。這表明在干燥劑顆粒吸濕的過程中，由于試樣的透濕率較大，表層的干燥劑顆粒與透過的濕氣接觸面積大，致使表層的干燥劑顆粒充分地吸濕粘連從而發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象。表層干燥劑顆粒的板結(jié)會(huì)進(jìn)一步阻礙內(nèi)層顆粒的吸濕效率，使得透濕杯內(nèi)的濕氣壓升高，而測試杯內(nèi)外濕氣壓差的減小又會(huì)直接導(dǎo)致試樣的透濕效率的降低，最終表現(xiàn)為透濕率測試結(jié)果的降低。

2.3.2 時(shí)間對機(jī)織物透濕率的影響

不同時(shí)間參數(shù)對應(yīng)的機(jī)織物試樣的透濕率數(shù)據(jù)如表4和表5所示，采用時(shí)間參數(shù)2）測試時(shí)，6#、7#、8#、10#試樣的透濕量最大，采用時(shí)間參數(shù)1）測試的9#試樣的透濕量略大。6#、8#、10#試樣測試完成后干燥劑顆粒均未出現(xiàn)表面粘連板結(jié)的現(xiàn)象，7#和9#試樣測試完成后表層干燥劑顆粒略有粘連。從測試數(shù)據(jù)來看，采用兩種時(shí)間參數(shù)測試時(shí)機(jī)織物透濕率測試值偏離不大，平衡時(shí)間內(nèi)與測試時(shí)間內(nèi)測試組合套件的質(zhì)量增量基本穩(wěn)定。故對于透濕性能較差的織物，試驗(yàn)時(shí)間在一定范圍內(nèi)對試樣透濕率的測試結(jié)果影響不大。

3種試樣組合套件質(zhì)量增量隨時(shí)間的變化曲線如圖2所示，同時(shí)對3條曲線的初始線性區(qū)域進(jìn)行線性回歸處理。1#試樣組合套件的質(zhì)量增量在1.5h處已開始略有偏離，然后質(zhì)量增量隨時(shí)間不斷遞減；而9*和10#試樣組合套件的質(zhì)量在Sh內(nèi)基本保持線性增長。這說明試樣的透濕性能越好，組合套件質(zhì)量保持線性增長的時(shí)間越短。因?yàn)楦稍飫╊w粒的吸濕能力有一定的限度，在測試過程中，干燥劑的吸濕能力隨試樣透濕性能的不同會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)保持不變，然后隨時(shí)間呈不斷減弱的趨勢。從圖3中線性回歸方程可以看出，10#試樣趨勢線斜率最小，該線性區(qū)域?qū)?yīng)的時(shí)間最長；1#試樣線性區(qū)域趨勢線斜率最大，該區(qū)域?qū)?yīng)的時(shí)間最短。表2～表5的測試結(jié)果顯示10#試樣透濕率最小，試樣1#透濕率最大，這說明樣品測試時(shí)質(zhì)量增量線性區(qū)域趨勢線的斜率越大，對應(yīng)的時(shí)間軸越短，該試樣的透濕性能就越好。從相關(guān)系數(shù)可以得出，3種試樣在線性區(qū)域內(nèi)r2均達(dá)到99.9%，測試誤差均保持在1%以內(nèi)。

由此可見，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間范圍內(nèi)，對于透濕性能較差的紡織品，試驗(yàn)時(shí)間對最終的測試結(jié)果影響較小；而對于透濕性能較好的紡織品，試驗(yàn)時(shí)間會(huì)直接影響最終的測試結(jié)果。平衡時(shí)間和測試時(shí)間越長，試樣透濕率的測試結(jié)果將會(huì)越小。GB/T 21655.1-2008中評價(jià)透濕性能的指標(biāo)較高（機(jī)織物≥8000g/（m2.d），針織物≥10000g/（m2·d）），不適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)時(shí)間很可能影響產(chǎn)品最終的評價(jià)結(jié)果。建}義針對紡織品透濕性能的好壞合理地調(diào)整測試過程中的時(shí)間安排，這樣更有利于提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.結(jié)束語

吸濕法是目前國內(nèi)評價(jià)紡織品透濕性能常用的一種方法，本文分別探討了干燥劑粒徑、風(fēng)速以及試驗(yàn)時(shí)間等因素對紡織品透濕率測試結(jié)果的影響。結(jié)果表明：

l）對于透濕性能有差異的紡織品，在實(shí)際的測試過程中，干燥劑粒徑可能會(huì)影響透濕率的測定。透濕性能較差的紡織品測試結(jié)果受干燥劑粒徑的影響較小；干燥劑粒徑大小對透濕性能較好的紡織品（如吸濕速干面料等）的測試結(jié)果影響較大。在一定粒徑范圍內(nèi)，干燥劑粒徑越大，試樣透濕率測試值越小。

2）風(fēng)速對透濕性能較好的紡織品透濕率測定存在一定程度的影響，隨著風(fēng)速的增大，透濕率測試值呈現(xiàn)先增大后保持穩(wěn)定，然后繼續(xù)增大的趨勢；風(fēng)速對透濕性能較差的紡織品測試值影響不大。建議測試過程中風(fēng)速保持在0.3m/s較為適宜。

3）對于透濕性能較差的紡織品，試驗(yàn)時(shí)間對最終的測試結(jié)果影響較小；而對于透濕性能較好的織物，平衡時(shí)間和測試時(shí)間越長，試樣透濕率的測試結(jié)果將會(huì)越小。建議針對紡織品透濕性能的好壞合理調(diào)整測試過程中的稱重時(shí)間間隔，也可采用多點(diǎn)稱重描繪曲線，再通過線性回歸得到線性區(qū)域斜率的方法計(jì)算透濕率，這樣更有利于提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。