織物透濕測試方法間的差異及相關性分析

文/田曉蕊

1 引言

防水透濕服裝不僅能滿足寒冷、雨雪、大風等惡劣天氣的穿著需要，還能滿足各種高強度運動場合大量排汗的穿著需要。透濕性能是指汗氣透過織物的性能，又稱透水汽性，是體現(xiàn)對人體散熱發(fā)汗時維持身體產(chǎn)熱和散熱的熱平衡能力指標之一。根據(jù)產(chǎn)品特性，吸濕排汗的面料、戶外沖鋒衣等會考核這項性能。目前，國家標準中關于透濕性能的測試標準主要有GB/T 12704.1—2009（吸濕法），GB/T 12704.2—2009（正杯和倒杯蒸發(fā)法）和GB/T 11048—2008（蒸發(fā)熱板法），對應測試紡織品的透濕率和濕阻。透濕率和濕阻分別表示了水蒸氣能透過紡織品排放到外界的程度和紡織品阻止水蒸氣穿透的程度。因此，透濕率越大表示透濕性能越好，而濕阻則是越小表示透濕性能越好。

這幾種透濕性能測試方法的測試條件、測試過程等均不相同，具體差異見表1所示。

2 不同透濕測試方法的測試結(jié)果

因倒杯-蒸發(fā)法僅適用于防水透濕型織物，為了同時滿足所有測試方法，均采用防水透濕織物進行試驗。選取了大量的防水透濕樣品進行透濕性能相關指標測試，部分樣品因數(shù)量有限，未能測全項，具體測試結(jié)果見表2。

3 分析討論

3.1 不同透濕率測試方法的比較

不同透濕方法測試結(jié)果的趨勢分布見圖1。

圖1 不同透濕方法測試結(jié)果的趨勢分布圖

由3種透濕方法測試結(jié)果的趨勢分布圖可以看出，整體趨勢為倒杯-蒸發(fā)法測試結(jié)果最大，其次為吸濕法，正杯-蒸發(fā)法測試結(jié)果最小。其中，吸濕法與正杯-蒸發(fā)法走勢完全一致，這兩種方法整體波動較小，測試結(jié)果整體波動趨于平緩，樣品間差異不明顯；倒杯-蒸發(fā)法與另外兩種方法的走勢大致相同，但整體波動較大，樣品之間呈現(xiàn)較大差異。因此，某些樣品可能用吸濕法及正杯-蒸發(fā)法測試時無明顯差異，但用倒杯-蒸發(fā)法測試時可能出現(xiàn)差異。

表1 不同方法測試過程之間的區(qū)別[1]

3.2 不同濕阻測試儀器的比較

不同濕阻儀器測試結(jié)果的趨勢分布見圖2。

圖2 不同濕阻儀器測試結(jié)果的趨勢分布圖

目前，濕阻測試方法尚不成熟，尤其是儀器間的再現(xiàn)性較差，從以往的實驗室間比對情況來看，實驗室間測試結(jié)果的差異也較大。對表2中30塊具有不同程度防水透濕性能的試樣采用3種不同的濕阻儀器進行了測試（個別樣品因數(shù)量有限，未能測全項）。 整體來看，測試結(jié)果的趨勢大體一致，但大多數(shù)樣品3種儀器測試結(jié)果無可比性，除個別濕阻較小的試樣中兩三種儀器測試結(jié)果比較一致外，大致趨勢為A儀器測試結(jié)果最小，F(xiàn)儀器居中，N儀器最大。其中，個別儀器還存在技術不太成熟的情況，有些在測試中會出現(xiàn)水蒸氣較多來不及傳遞出去大量凝結(jié)成水的情況；有些會出現(xiàn)濕阻較大的樣品穩(wěn)定及測試時間過長，導致與其他樣品測試條件明顯不一致等問題。因此，濕阻測試方法尚不適合作為透濕性能的考核指標。

3.3 不同透濕率測試方法及不同濕阻測試儀器間的相關系數(shù)

同時，對3種透濕率與3種儀器測試的濕阻進行相關系數(shù)分析，具體見表3。

相關系數(shù)的值介于–1與+1之間，即–1≤r≤+1。其性質(zhì)如下：

當r＞0時，表示兩變量正相關，r＜0時，兩變量為負相關；當|r|=1時，表示兩變量為完全線性相關，即為函數(shù)關系；當r=0時，表示兩變量間無線性相關關系。

當0＜|r|＜1時，表示兩變量存在一定程度的線性相關。且|r|越接近1，兩變量間線性關系越密切；|r|越接近于0，表示兩變量的線性相關越弱。

一般可按三級劃分：|r|＜0.4為低度線性相關；0.4≤|r|＜0.7為顯著性相關；0.7≤|r|＜1為高度線性相關。

由表2中相關系數(shù)可以看出，3種透濕率之間為正相關，透濕率與濕阻之間為負相關。倒杯-蒸發(fā)法與其他幾種測試方法的相關系數(shù)普遍較大，其與吸濕法為顯著性相關，其與正杯-蒸發(fā)法及3種儀器測得濕阻均為高度線性相關。因此，采用倒杯-蒸發(fā)法透濕率作為透濕性能的考核指標比較能反映集中各種測試方法的綜合效應。

表2 不同測試方法及不同測試儀器測試結(jié)果

表3 不同方法透濕率與不同儀器濕阻的相關系數(shù)

正杯-蒸發(fā)法，由于試樣與水之間存在空氣層，可阻止水蒸氣傳遞，因此測試值最低，他模擬的是人體皮膚在正常狀態(tài)下織物表面干燥時的透濕情況。而倒杯-蒸發(fā)法由于織物與水直接接觸，更接近于模擬人體在運動時織物的透濕情況，數(shù)值較高[1]。

一般來說，產(chǎn)品的透濕性能越好，戶外活動、運動時的舒適性越好，目前，防水透濕類的代表產(chǎn)品主要為沖鋒衣，市場上關于該產(chǎn)品的宣傳也是透濕率越大穿著越舒服，但是，根據(jù)上述表格中的測試結(jié)果，不同方法之間差異明顯，因此，直接采用測試結(jié)果最大的倒杯-蒸發(fā)法來考核該類產(chǎn)品的透濕性能也更能規(guī)避市場宣傳可能帶來的誤導。

4 結(jié)論

（1）3種透濕率測試方法趨勢基本相同，整體來看，倒杯-蒸發(fā)法透濕率最大，正杯-蒸發(fā)法透濕率最??；吸濕法與正杯-蒸發(fā)法結(jié)果相對比較接近，且波動較小，倒杯-蒸發(fā)法測試結(jié)果明顯偏大，且波動較大，因此，倒杯-蒸發(fā)法可能更能體現(xiàn)出產(chǎn)品之間的區(qū)別。

（2）不同濕阻儀器測試結(jié)果趨勢大致相同，但測試結(jié)果相差較大，不適合作為透濕性能的普遍考核指標，但其與倒杯-蒸發(fā)法的相關系數(shù)都較高，均為高度線性相關，因此，倒杯-蒸發(fā)法測試結(jié)果也在一定程度上體現(xiàn)了對水蒸氣的阻抗能力。

（3）根據(jù)相關系數(shù)分析，倒杯-蒸發(fā)法與其他測試方法相關系數(shù)普遍較高，以該方法考核防水透濕面料的透濕性能比較能反映幾種測試方法的綜合效果。