紡織品蒸發法透濕性能檢測方法及設備探討

劉曉鑫，聞伯霞，楊 麗

[東麗酒伊織染（南通）有限公司，江蘇 南通 226009]

隨著人們生活水平的提高，對服裝功能性的要求越來越多，透濕性作為服裝舒適程度的考核標準，越來越受重視。世界上有各種各樣的檢測標準，如美國的ASTM E96、歐洲的BS、日本的JIS L 1099、中國的GB/T 12704.1及GB/T 12704.2。檢測方法不同，得到的檢測結果也不同。

1 檢測原理

雖然透濕檢測方法不同，但原理大同小異，基本是在模擬穿著的時候，評價在規定時間內將人散發出的濕氣通過紡織品排出體外的能力。將面料朝向人體面的環境模擬一個高濕的環境，與外部接觸的環境相對濕度較低或吸濕的環境，使內外形成壓差，通過稱量透過面料的水汽質量，確定透濕的性能。

2 方法分類

透濕的檢測方法有吸濕法和蒸發法。蒸發法有GB/T 12704.2、JIS L 1099 A-2法、ASTM E96、BS 7209等，吸濕法有GB/T 12704.1、JIS L 1099 A-1法、B法。這里選取部分檢測比較接近的標準進行了參數比較。

2.1 吸濕法

對于吸濕法[1]，比較接近的方法有GB/T 12704.1及JIS L 1099 A-1法，具體參數如表1所示。

GB/T 12704.1主要使用條件a，與人體穿著條件比較接近，與日標相比，在溫度、風速范圍及透濕杯深、藥品的顆粒大小及吸濕劑據試樣距離上有一定的差異，因此，兩者的檢測結果也會存在一定的差異。

2.2 蒸發法

對于蒸發法，也同樣將國標與日標進行比較（表2）。

表2 國標日標蒸發法透濕方法參數比較

GB/T 12704.2中的正杯法與JIS L 1099 A-2法相似，與日標相比，在溫度、風速范圍及用水量上有一定的差異，因此，兩者的檢測結果可能會存在一定的差異。

3 方法適用性分析

由于測試方法較多，重點對蒸發法L 1099 A-2[2]的方法進行深入研究。測試原理如圖1所示。把盛有一定溫度的蒸餾水封于織物試樣的透濕杯中，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質量的變化計算出試樣的透濕率。

（1）對檢測穩定性進行調查，選擇6塊試樣進行了5次重復性檢測（表3）。

表3 透濕重復性檢驗

從檢測結果來看，數據波動較大。極差值差別在1 000以上，因此，需要對檢測差異進行分析。

對現有的設備進行溫濕度的監控，從監控結果來看，不同機臺間的穩定性存在差異，某型的機臺濕度波動很大（圖2）。通過現場確認，發現某型機臺顯示的溫濕度與實際監控的溫濕度有明顯滯后的現象。通過進一步對探頭的確認，發現其上有一個網狀的保護罩，且保護罩的網格較密。初步推測，保護罩的存在阻擋了測試室的溫濕度直接傳導到探頭的感應器上，造成滯后感應，環境實際已經達到設定值，而設備顯示還無法繼續加濕或除濕，從而造成檢測波動大。因此在進行實驗時將保護罩取下，使感應器直接暴露在測試室環境中。從前后結果的監控來看，設備環境的溫濕度波動有了明顯的改善（圖3）。

（2）對檢測方法的細節進行了梳理，對每次測試后的樣品進行了確認，打開后發現樣品面向水的一面有的已經被潤濕的現象，而且發現，潤濕的樣品要比沒有被潤濕的結果相對較大。經過分析，樣品被水潤濕后，水會直接傳導到樣品正面而進行揮發，而沒有被潤濕的樣品僅依靠水蒸氣通過樣品的空隙進行揮發，效果明顯小于被潤濕的樣品。

針對這個現象進行了再次驗證。選取兩批樣品進行潤濕及不潤濕的比較，潤濕的樣品在第一次稱量后將試樣杯完全倒過來，使水完全潤濕樣品，而未潤濕的樣品需要在檢測放取樣品及搬運過程中確保平衡不晃動，保證杯中的水不粘附在樣品上，檢測結果如表4所示。

表4 測試樣潤濕及不潤濕檢測比較

從檢測結果來看，完全潤濕的樣品檢測結果明顯大于未潤濕的，潤濕樣品檢測結果的影響很大，而檢測方法中要求水距樣品10 mm。在搬運過程中，細微的晃動就會造成潤濕，從而造成檢測的差異，因此要特別關注（圖4）。

調整了設備，同時對檢測員進行了關于檢測方法中搬運穩定性的培訓，并再次進行了重復性檢測（表5）。

表5 調整后透濕重復性檢驗

從檢測結果來看，檢測的穩定性有了明顯的提高。

4 不同機構間比較

選取了同樣的6塊樣品對多家檢測機構進行不同設備的比較，從比較結果來看，各檢測機構間存在差異（表6）。

為了能夠找到差異，需要對各檢測機構的設備及檢測條件進行確認（表7）。

通過設備調查發現，同樣的方法，使用的設備及風速設定各不相同。標準JIS L 1099[3]A-2標準上沒有規定相應的設備具體類型的要求，而且風速規定0.8 m/s以下，范圍也比較寬泛，各檢測機構的風速均在要求范圍內。因此，參照標準來說，各檢測結果都是符合標準要求，進而造成了各檢測機構間的差異可能為設備的差異或風速的差異。從檢測結果來看，風速越大的檢測機構，檢測結果越大。為了驗證風速對檢測結果的影響，選取1塊均勻面料，取18個樣品，分別在3種風速水平下，各進行一組試驗，每組檢測6個樣品，共產生18個數據（表8）。

利用Minitab對數據進行單因子方差分析后，結果如圖5—6所示，方差分析，均值見表9—10。

表6 不同檢測機構檢測比較

表7 檢測機構檢測條件及設備類型

表8 不同風速比較

單因子方差分析：風速與透濕度。

原假設H0：透濕=0.52 m/s 透濕= 0.67 m/s 透濕= 0.82 m/s 。

備擇假設H1：0.52 m/s 、0.67 m/s 、0.82 m/s 3種風速的透濕至少一個與其他不相等。

顯著性水平α = 0.05。

因子 水平數 值風速 3 0.52 0.67 0.82

表9 方差分析

表10 均值

合并標準差 = 64.063 9。

首先，從mintab分析中可以看出，P值<0.05，選擇備擇假設，3種風速的透濕度至少有一個與其他不相等—風速對透濕度有影響（從數據可看出，風速越大，透濕度結果越大）。

其次，在比較中發現，雖然檢測機構3的設備設定一致，但是檢測結果也存在差異。因此測量了機臺的實際風速，其中一臺設備雖然設定風速為0.4 m/s，但實際杯口上方的風速僅為0.1 m/s。通過與廠家溝通后了解到，設備設計的規格就是保證出風口的風速達到設計風速。實際進行了測量，出風口的風速基本與設定風速一致，而測試杯的風速明顯小于設定風速，對檢測結果與風速進行了比較（表11）。

最后，從檢測結果來看，不同設備間雖然設定條件一致，但是由于實際風速不一致，造成的檢測結果存在差異，實際風速小的檢測結果明顯小。因此可以看出，風速對檢測結果的影響比較大，風速越大，檢測結果越大。

表11 同一檢測機構不同設備比較

5 結語

（1）透濕機探頭上的保護罩會影響溫濕度的穩定性，因此，不使用保護罩可以提高設備溫濕度的穩定性，提高設備的檢測精度。

（2）針對使用水作為蒸發劑的檢測，在檢測搬運試樣杯稱重過程中，測試杯的晃動極易造成水潤濕樣品，使檢測結果變大，因此，要特別關注搬運試樣杯時的穩定性，避免水的潤濕造成檢測差異。標準規定水距樣品10 mm，距離較小，易造成潤濕，導致檢測波動，因此加大這個距離可以有效避免這類問題的發生，建議在修訂標準時進行變更。

（3）在織物的透濕檢測中，風速影響最終的檢測結果。JIS L 1099 A-2標準上規定0.8 m/s以下，范圍比較寬泛，在此風速范圍內檢測，檢測結果存在差異，但都符合標準要求。因此，在該透濕性規格約定時，要明確風速，防止因風速差異造成檢測差異的糾紛，規避或降低此類風險。修訂標準時，該風速的范圍需要進一步明確，縮小范圍，減少方法問題造成的檢測差異。

（4）不同設備廠家的透濕機風速控制原理不一樣，有些型號的透濕試驗機設定的風速是樣品上的風速，而有些型號的透濕試驗機設定的風速只是風口的風速，不是實際樣品上的風速。兩種類型的設備會造成檢測結果的差異，因此在選擇設備時一定要確認設備實際的風速。