吸濕法測試紡織品透濕性影響因素分析

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

關鍵詞：紡織品；透濕性能；吸濕法；影響因素；對比分析

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5124（2015）02-0015-04

引 言

透濕性是反映服裝舒適性能的一項重要指標，特別是功能性服裝（如沖鋒衣、吸濕速干運動服等）。目前，國內外對紡織品的透濕性能測試還沒有形成統一的方法，國內對紡織品的透濕性能規定了兩種測試方法：吸濕法和蒸發法。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，試驗條件、結果表示也不盡相同；但是，吸濕法在日常測試中應用較為廣泛，GB/T 21294-2007《服裝理化性能的檢驗方法》、GB/T 21655.1-2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分單項組合試驗法》都引用了吸濕法作為評價透濕性能的測試方法。在實際的檢測過程中，當樣品透濕率較大時，干燥劑顆粒吸濕后易粘連板結；同時，試驗時間也會影響測試結果的準確性，進而影響產品的透濕性能評價。不同類型紡織品的透濕性能差異較大，其測試結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工作的誤差，進一步提高檢測數據的準確度和可靠性，本文主要對吸濕法測試過程中，干燥劑粒徑、風速以及試驗時間對不同類型紡織品（機織物、針織物）透濕性能的影響進行分析探討。

1.試驗部分

1.1 試驗儀器和主要材料

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（日本株式會社大榮科學精器制造所）；TKL3340型鼓風恒溫烘箱（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種機織物樣品6#～10#。

1.2 試驗原理

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定溫度和濕度的密封環境中，根據一定時間內透濕杯組合套件的質量變化計算得到試樣的透濕率。

1.3 試驗條件

溫度：（38±2）℃；濕度：90%+2%。

1.4 試驗步驟

將一定量預先在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，并密封形成試驗組合套件。然后再按照GB/T 12704.1-2009《紡織品織物透濕性試驗方法第1部分：吸濕法》中8.3～8.6的步驟進行試驗，其中干燥劑粒徑、風速、平衡時間和測試時間按本文的測試參數執行。每個樣品取3塊試樣同時進行測試，試驗結果以3塊試樣的平均值表示。試樣透濕率計算公式如下：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量之

差，g；

A——試樣的有效試驗面積（本文為0.002 827），

m2：

t——測試時間，h。

2.結果與分析

2.1 干燥劑粒徑對透濕率的影響

采用3種粒徑的干燥劑進行試驗，其他試驗參數設定為：平衡時間th、測試時間th、風速0.3m/s。試驗數據如表1所示。隨著干燥劑粒徑的增大，1#～5#試樣透濕率呈現遞減的趨勢。這是因為同等條件下質量比表面積與粒徑成反比，粒徑越小，質量比表面積越大，干燥劑的吸濕面積越大，故采用粒徑0.63～2.5mm的干燥劑測試時透濕率最大。同時，3種粒徑干燥劑測試時6#～10#試樣的透濕率差異不大，這是因為這5種試樣的透濕率相對較小，測試杯內干燥劑在一定時間內的吸濕能力較為穩定；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果受干燥劑粒徑的影響較小，而干燥劑粒徑會影響透濕性能較好的紡織品（如吸濕速干面料等）的測試結果。在一定粒徑范圍內，干燥劑粒徑越大，試樣透濕率測試值越小。

2.2 風速對透濕率的影響

為保證測試環境箱內各個部位溫濕度的穩定以及組合試樣充分均勻地透濕，同時也更好地模擬服裝在穿著使用條件下的客觀環境，風速是測試過程中必不可少的重要參數。本文采用粒徑為0.63～2.5mm的干燥劑、th平衡時間、th測試時間、設置不同風速進行試驗，試驗結果如圖l所示。從圖l（a）可以看出，當風速升高到0.3m/s時測試值不斷增大，并到達一個拐點，在這個階段，風速的增大加快了測試箱中的濕氣循環，有利于濕氣透過試樣而被干燥劑顆粒吸附；在風速從0.3m/s升高到0.5m/s的過程中，盡管風速加快了濕氣的循環，同樣也可能加快了透濕杯中的水分蒸發，吸濕與放濕在這個階段達到動態平衡，試樣透濕率的測試值相對穩定；當風速繼續增大到0.7m/s時，試樣測試值又表現為增大的趨勢，這是因為風速的增大打破了吸濕與放濕的動態平衡，導致透濕率繼續增大。圖l（b）中9#試樣在風速為0.1～0.3m/s階段測試值略有上升后基本保持穩定，10#試樣測試值幾乎不受風速的影響。由此可知，透濕性能較差的試樣受風速的影響較小，透濕率較大的試樣容易受風速的影響，測試過程中風速保持在0.3m/s較為適宜。

2.3 時間對透濕率的影響

采用粒徑為0.63～2.5mm的干燥劑、風速0.3m/s，設置兩種不同時間參數進行試驗。時間參數1）：平衡時間th、測試時間th；時間參數2）：平衡時間0.5h、測試時間0.5h。試驗結果如表2～表5所示。

2.3.1 時間對針織物透濕率的影響

不同時間參數對應的針織物試樣透濕率數據如表2和表3所示，采用時間參數2）測試時針織物試樣的透濕率均最大。從表2可以看出，組合套件平衡時間內質量增量△ml，均略大于測試時間內質量增量mΔ12。表3中組合套件平衡時間內質量增量mΔ13與測試時間內質量增量Δm14基本穩定。由表3中4#和5”試樣測試數據可以看出，這2種試樣的透濕率略高于另外3種，兩次按不同時間參數測試時透濕率結果差異分別為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，試驗時間對透濕率測試結果影響越大。

在針織物試樣測試過程中，盡管在平衡th后輕微地震動杯內的干燥劑，以防止透濕杯中內外層干燥劑顆粒吸濕不均勻的現象，但是干燥劑顆粒還是不可避免地在表層出現了不同程度的板結現象。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生板結現象。表層干燥劑顆粒的板結會進一步阻礙內層顆粒的吸濕效率，使得透濕杯內的濕氣壓升高，而測試杯內外濕氣壓差的減小又會直接導致試樣的透濕效率的降低，最終表現為透濕率測試結果的降低。

2.3.2 時間對機織物透濕率的影響

不同時間參數對應的機織物試樣的透濕率數據如表4和表5所示，采用時間參數2）測試時，6#、7#、8#、10#試樣的透濕量最大，采用時間參數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表面粘連板結的現象，7#和9#試樣測試完成后表層干燥劑顆粒略有粘連。從測試數據來看，采用兩種時間參數測試時機織物透濕率測試值偏離不大，平衡時間內與測試時間內測試組合套件的質量增量基本穩定。故對于透濕性能較差的織物，試驗時間在一定范圍內對試樣透濕率的測試結果影響不大。

3種試樣組合套件質量增量隨時間的變化曲線如圖2所示，同時對3條曲線的初始線性區域進行線性回歸處理。1#試樣組合套件的質量增量在1.5h處已開始略有偏離，然后質量增量隨時間不斷遞減；而9*和10#試樣組合套件的質量在Sh內基本保持線性增長。這說明試樣的透濕性能越好，組合套件質量保持線性增長的時間越短。因為干燥劑顆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在一定時間內保持不變，然后隨時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，該線性區域對應的時間最長；1#試樣線性區域趨勢線斜率最大，該區域對應的時間最短。表2～表5的測試結果顯示10#試樣透濕率最小，試樣1#透濕率最大，這說明樣品測試時質量增量線性區域趨勢線的斜率越大，對應的時間軸越短，該試樣的透濕性能就越好。從相關系數可以得出，3種試樣在線性區域內r2均達到99.9%，測試誤差均保持在1%以內。

由此可見，在適當的時間范圍內，對于透濕性能較差的紡織品，試驗時間對最終的測試結果影響較?。欢鴮τ谕笣裥阅茌^好的紡織品，試驗時間會直接影響最終的測試結果。平衡時間和測試時間越長，試樣透濕率的測試結果將會越小。GB/T 21655.1-2008中評價透濕性能的指標較高（機織物≥8000g/（m2.d），針織物≥10000g/（m2·d）），不適當的試驗時間很可能影響產品最終的評價結果。建}義針對紡織品透濕性能的好壞合理地調整測試過程中的時間安排，這樣更有利于提高測試結果的準確性。

3.結束語

吸濕法是目前國內評價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、風速以及試驗時間等因素對紡織品透濕率測試結果的影響。結果表明：

l）對于透濕性能有差異的紡織品，在實際的測試過程中，干燥劑粒徑可能會影響透濕率的測定。透濕性能較差的紡織品測試結果受干燥劑粒徑的影響較?。桓稍飫┝酱笮ν笣裥阅茌^好的紡織品（如吸濕速干面料等）的測試結果影響較大。在一定粒徑范圍內，干燥劑粒徑越大，試樣透濕率測試值越小。

2）風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，隨著風速的增大，透濕率測試值呈現先增大后保持穩定，然后繼續增大的趨勢；風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，試驗時間對最終的測試結果影響較小；而對于透濕性能較好的織物，平衡時間和測試時間越長，試樣透濕率的測試結果將會越小。建議針對紡織品透濕性能的好壞合理調整測試過程中的稱重時間間隔，也可采用多點稱重描繪曲線，再通過線性回歸得到線性區域斜率的方法計算透濕率，這樣更有利于提高測試結果的準確度。