織物透濕透氣性能相關(guān)性試驗研究

文/朱國權(quán) 倪冰選 陳丹妮

1 引言

透濕性能和透氣性能是考核織物舒適性能的兩項重要檢測項目。透濕性能好的織物，身體皮膚所排出的汗液能夠有效通過織物散發(fā)到空氣中，保證身體皮膚的干爽舒適，而具有良好透氣性能的織物，能夠保證衣服內(nèi)部微環(huán)境與外部空氣環(huán)境的流通，使得我們穿衣服的時候不悶。

透濕性能是指水蒸氣透過織物的能力，通常是在規(guī)定的溫濕度條件下，規(guī)定時間內(nèi)通過單位面積試樣的水蒸氣質(zhì)量，一般換算為每天每平方米織物透過的水蒸氣質(zhì)量。透濕性能的測試方法分為吸濕法和蒸發(fā)法，其中蒸發(fā)法又分為正杯法和倒杯法。吸濕法測試標準是GB/T 12704.1—2009[1]《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1部分：吸濕法》，一般適用于厚度在10mm以內(nèi)，且透濕率不大于29000g/（m2·24h）的織物。測試時，把盛有干燥劑并封以織物的透濕杯放置于規(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中，根據(jù)一定時間內(nèi)透濕杯質(zhì)量變化計算織物的透濕率、透濕度和透濕系數(shù)等指標。蒸發(fā)法（包括正杯法和倒杯法）檢測標準是GB/T 12704.2—2009[2]《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2部分：蒸發(fā)法》，一般適用于厚度在10mm以內(nèi)的各類織物，其中倒杯法僅僅適用于防水透氣性織物。檢測時，把盛有一定溫度蒸餾水并封以織物試樣的透濕杯放置于規(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中，根據(jù)一定時間內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化計算出試樣透濕率、透濕度和透濕系數(shù)。

透氣性能是指空氣透過織物的能力，通常是在規(guī)定的試驗面積、壓降和時間條件下，測試氣體垂直通過試樣的速率。測試標準通常采用GB/T 5453—1997[3]《紡織品 織物透氣性的測定》。

2 試驗樣品和儀器

2.1 試驗樣品

本試驗所采用樣品包括1#至6#樣品，其中1#和2#樣品為機織涂層織物，3#和4#樣品為機織覆膜織物，5#和6#樣品為針織休閑織物，具體見1所示。

表1 試驗樣品信息

2.2 試驗儀器

本試驗研究使用的主要儀器包括透氣儀、透濕儀、電子天平和烘箱，試劑使用到無水氯化鈣，主要儀器的信息如下：

（1）透氣儀：儀器型號YG461E，溫州方圓儀器有限公司。

（2）透濕儀：儀器型號YG601H，寧波大禾儀器有限公司。

3 試驗研究內(nèi)容

3.1 試驗內(nèi)容

（1）透濕性測試

吸濕法測試環(huán)境為溫度（38±2）℃，相對濕度（90±2）%，試驗時間為1h，采用無水氯化鈣為吸濕劑。正杯法和倒杯法測試環(huán)境為溫度（38±2）℃，相對濕度（50±2）%，試驗時間為1h。對1#至4#樣品分別進行正杯法和倒杯法透濕性試驗，對1#至6#樣品進行吸濕法透濕性試驗，獲得3種測試方法的透濕性結(jié)果。

（2）透氣性測試

透氣性能測試方法采用試驗面積為20cm2，壓降為100Pa的條件，分別對1#至6#樣品進行透氣性能試驗。

3.2 研究內(nèi)容

（1）透濕性能測試方法對比研究

對6種試驗樣品，分別采用吸濕法、正杯法、倒杯法3種透濕性能測試方法，獲得6種樣品不同測試方法時的透濕性能測試結(jié)果，研究采用不同測試方法與透濕性能測試結(jié)果的相關(guān)性。

（2）透濕性能與透氣性能相關(guān)性研究

通過對以上6種不同織物的透濕性能和透氣性能進行檢測，研究織物透氣性能和透濕性能間相關(guān)性。

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 試驗結(jié)果

4.1.1 透濕性能

對6種樣品分別采用吸濕法、正杯法和倒杯法進行透濕性能測試，測試結(jié)果見表2～表4所示。其中，采用吸濕法時，透濕性能測試結(jié)果見表2所示；采用正杯法時，透濕性能測試結(jié)果見表3所示，其中5#和6#樣品出現(xiàn)潤濕狀態(tài)，未計算其透濕性；采用倒杯法時，透濕性能測試結(jié)果見表4所示，其中5#和6#不適用于倒杯法。

4.1.2 透氣性能

對6種樣品采用透氣儀的透氣性能測試結(jié)果見表5所示。

表2 吸濕法透濕性測試結(jié)果

表3 正杯法透濕性測試結(jié)果

表4 倒杯法透濕性測試結(jié)果

表5 透氣性測試結(jié)果

4.2 不同透濕性測試方法對比

對于1#至4#樣品，分別采用吸濕法、正杯法、倒杯法的測試結(jié)果對比見圖1所示。

（1）正杯法和倒杯法對比

對蒸發(fā)法中的正杯法和倒杯法進行比較。從圖1中可以看出，采用正杯法時，4種樣品透濕率從大到小為2#＞1#＞3#＞4#；采用倒杯法時也為2#＞1#＞3#＞4#，即采用正杯法和倒杯法時，兩者之間具有一定的對應關(guān)系，即某個樣品采用正杯法測試結(jié)果較大，那么相應地采用倒杯法測試結(jié)果也較大。

對于試驗樣品，采用倒杯法的測試結(jié)果遠遠大于采用正杯法的測試結(jié)果，倒杯法的透濕率約為正杯法的4倍左右。因此，當我們講一種織物的透濕率是多大時，一定必須注明是基于什么測試方法才有意義。

圖1 吸濕法、正杯法和倒杯法測試結(jié)果對比

（2）吸濕法與正杯法對比

對1#至4#4種樣品，對吸濕法和正杯法測試結(jié)果進行對比，從圖1中可以看出，采用吸濕法時，4種樣品透濕率從大到小為2#＞1#＞3#＞4#。采用正杯法時也為2#＞1#＞3#＞4#，即采用正杯法和吸濕法時，兩者之間具有對應關(guān)系，即某個樣品采用吸濕法測試結(jié)果較大，那么相應地采用正杯法測試結(jié)果也較大。對于試驗樣品，采用吸濕法的測試結(jié)果略大于采用正杯法的測試結(jié)果，約大10%～40%。

對于同一種織物，用不同測試方法（正杯法、倒杯法、吸濕法）時，采用倒杯法的透濕率測試結(jié)果最大，吸濕法次之，而正杯法最小。

對不同的面料進行透濕性能比較時，吸濕法、正杯法、倒杯法均可以選擇，其中吸濕法能夠最好地區(qū)分不同樣品透濕率差別，推薦優(yōu)先采用吸濕法，其次可以選擇正杯法。

4.3 透濕性和透氣性對比

在透濕性測試中，最常用的是采用吸濕法，對透濕性（吸濕法）和透氣性關(guān)系進行對比，結(jié)果見表6所示。從表6中可以看出，對6種樣品的透濕性（吸濕法）和透氣性進行測試，透氣性好的樣品，其透濕性也好。對于6種樣品來講，1#～4#與5#～6#樣品對比，透氣性的差別約為2000倍至3000倍間，透濕性的差別約為2倍至3倍間，因此可以得到結(jié)論：對于透氣性差別很大的樣品，其透濕性的差別不一定也很大。一般情況下，隨著透氣性能變大，透濕性相應地變大，對于1#至4#樣品，均進行了涂層或覆膜處理，其透氣性較差（透氣性的測試時間很短），但依舊保持了一定的透濕性能，這是由于涂層或覆膜中微孔能讓水蒸氣透過。

表6 吸濕性和透氣性對比

5 結(jié)論

從以上試驗以及數(shù)據(jù)分析可以得到下列結(jié)論：

（1）對于試驗樣品，采用倒杯法的測試結(jié)果遠遠大于采用正杯法的測試結(jié)果，倒杯法的透濕率約為正杯法的4倍左右。采用吸濕法的測試結(jié)果略大于采用正杯法的測試結(jié)果，約大10%～40%。因此，當我們講一種織物的透濕率是多大時，一定必須注明是基于什么測試方法，基于方法中的哪一種參數(shù)才有意義。

（2）對于同一種織物進行透濕性能測試時，采用倒杯法的透濕率測試結(jié)果最大，吸濕法次之，而正杯法最小。

（3）對不同的面料進行透濕性能比較時，吸濕法、正杯法、倒杯法均可以選擇，其中吸濕法能夠較好地區(qū)分不同面料透濕率差別，推薦優(yōu)先采用吸濕法，其次選擇正杯法。

（4）一般情況下，隨著透氣性能變大，透濕性相應地變大，但是變化幅度遠小于透氣性。對于透氣性差別很大的樣品，其透濕性的差別不一定也很大。涂層/覆膜織物的透氣性很小，但依舊具有一定的透濕性。