紡織品透氣透濕性測試要求及應(yīng)用

崔小英

［通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司，上海200233］

0 引言

隨著社會生活水平的日益提高，消費(fèi)者對紡織品的舒適性越來越關(guān)注。透氣性和透濕性是衡量紡織品使用舒適度的兩個重要性能指標(biāo)。其中，透氣性是指空氣通過織物的性能，透濕性是指水蒸氣通過織物的性能。從國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)看來，產(chǎn)品的透氣性用透氣率來表征，透濕性用透濕率或濕阻來表征。一般來說，在溫?zé)岘h(huán)境下，消費(fèi)者希望紡織品具有較好的透氣透濕性。若服裝透氣透濕性差，人體體表的汗液不易散發(fā)出去，會使人感覺悶熱不適，床上用品透氣透濕性差還會影響人的睡眠質(zhì)量。此外，在有風(fēng)的寒冷環(huán)境下，消費(fèi)者還希望服裝產(chǎn)品具有一定的防風(fēng)性。為研究紡織品的透濕透氣性，本文對國內(nèi)外紡織品的透氣性和透濕性的測試及評價方法進(jìn)行了對比分析。

1 透氣透濕性測試標(biāo)準(zhǔn)

1.1 透氣性

透氣性測試廣泛用于家紡、服裝、口罩、空氣過濾材料、氣囊、降落傘、帆、帳篷、遮陽蓬、真空吸塵器袋等產(chǎn)品的透氣性評價。目前，紡織品透氣性的測試方法主要有GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測試》（以下簡稱GB/T 5453）、ISO 9237—1995《紡織品織物透氣性的測試》（以下簡稱ISO 9237）和ASTM D737-18《紡織織物透氣性的測試》，三個標(biāo)準(zhǔn)中測試產(chǎn)品透氣性的試驗(yàn)條件和結(jié)果表征存在差異，詳見表1。三個標(biāo)準(zhǔn)所用紡織品透氣性的測試原理基本一致，均測定空氣氣流透過織物的流量。將樣品在指定溫濕度的恒溫恒濕環(huán)境下調(diào)濕平衡一定時間，并在此環(huán)境中進(jìn)行測試，將試樣平整、無折皺地夾持在規(guī)定面積的透氣儀夾具上（避免夾具處漏氣），啟動儀器，使空氣氣流通過試樣，調(diào)節(jié)空氣流量達(dá)到指定壓降值，測出一定時間內(nèi)垂直通過指定試樣面積的氣流流量，計(jì)算出透氣率。透氣率測試結(jié)果越大，表明產(chǎn)品透氣性越好。透氣性測試適用于機(jī)織物、針織物、非織造布和其它紡織制品。

1.2 透濕性

透濕性測試主要用于服裝和家紡產(chǎn)品的透濕性評價。常見的紡織品透濕性測試方法主要有干燥劑吸濕法和水蒸發(fā)法測試產(chǎn)品的透濕率及蒸發(fā)熱板法測試濕阻，詳見表2。透濕率是指在試樣兩面保持規(guī)定的溫濕度條件，在規(guī)定時間內(nèi)垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質(zhì)量，單位為g/(m2·24 h)。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》（以下簡稱GB/T 12704.1）和ASTM E96/E96M-16《材料的水蒸氣滲透性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》（以下簡稱ASTM E96/E96M-16）的程序A、C、E均采用干燥劑吸濕法測試透濕率。GB/T 12704.2—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法 第2部分：蒸發(fā)法》（以下簡稱GB/T 12704.2）方法A和ASTM E96/E96M-16的程序B、D均采用水蒸發(fā)法（正杯法）測試透濕率，GB/T 12704.2方法B和ASTM E96/E96M-16的程序B、W均采用水蒸發(fā)法（倒杯法）測試透濕率。上述國標(biāo)和美標(biāo)測試產(chǎn)品透濕性的原理基本一致，但在試驗(yàn)箱溫濕度、風(fēng)速、試樣尺寸、試樣與水面或干燥劑距離等方面的要求各有不同。透濕率測試結(jié)果越大，表明產(chǎn)品的透濕性越好。濕阻是指試樣兩面的水蒸氣壓力差與垂直通過試樣的單位面積蒸發(fā)熱流量之比，單位為㎡·Pa/W。GB/T 11048—2018《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定（蒸發(fā)熱板法）》（以下簡稱GB/T 11048）和ISO 11092∶2014《紡織品 生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定（蒸發(fā)熱板法）》（以下簡稱ISO 11092）測試濕阻的原理和方法基本一致，且產(chǎn)品的濕阻測試結(jié)果越小，表明產(chǎn)品的透濕性越好。吸濕法和蒸發(fā)法透濕性測試適用于厚度≤10 mm的片狀織物，而蒸發(fā)熱板法測試熱阻適用于各類織物及其制品。

表1 紡織品透氣性測試比較

表2 紡織品透濕性測試比較

2 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對透氣透濕性的要求

2.1 服裝類產(chǎn)品對透氣透濕性的要求

對產(chǎn)品的透氣透濕性要求隨服裝種類的不同而有所不同，詳見表3。在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，對紡織品防風(fēng)性能有要求的標(biāo)準(zhǔn)僅有FZ/T 81010—2018《風(fēng)衣》（以下簡稱GB/T 81010）和GB/T 29869—2013《針織專業(yè)運(yùn)動裝通用技術(shù)要求》（以下簡稱GB/T 29869）兩個標(biāo)準(zhǔn)。其中，GB/T 29869是針對針織專業(yè)運(yùn)動裝的通用技術(shù)要求，并不是常規(guī)服用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，且GB/T 29869規(guī)定明示防風(fēng)透濕性的產(chǎn)品需要水洗前和水洗10次后均滿足透氣率和透濕率要求；FZ/T 81010是一個常規(guī)服裝產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對明示防風(fēng)性能的風(fēng)衣產(chǎn)品要求水洗前和水洗3次后透氣率≤50 mm/s，并按照GB/T 5453標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透氣性測試，對試驗(yàn)面積、壓降和氣流方向均進(jìn)行了規(guī)定，但對測試部位及多層產(chǎn)品是否應(yīng)疊加后進(jìn)行測試未明確。此外，標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的透氣率要求只規(guī)定了最大值，未規(guī)定最小值，這意味著透氣率非常小或幾乎不透氣的產(chǎn)品也是滿足要求的；標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的防風(fēng)性和透濕性都有指標(biāo)規(guī)定，但兩者是并列關(guān)系，若防風(fēng)性和透濕性只明示其一，則兩者無需同時滿足，企業(yè)可根據(jù)產(chǎn)品特性和需求選擇。

表3 不同類服裝透氣透濕性要求

滌（錦）綸防水透濕雨衣面料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 14023—2012《滌（錦）綸防水透濕雨衣面料》（以下簡稱FZ/T 14023）規(guī)定了產(chǎn)品的透氣率和透濕性指標(biāo)，而雨披雨衣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)QB/T 4999—2016《日用防雨品雨披雨衣》對產(chǎn)品的透氣率和透濕性卻無要求。美標(biāo)的ASTM D7017-2014《雨衣和各種用途的防水涂層面料性能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》對產(chǎn)品的透氣率和透濕性未作要求，GB/T 23330—2009《服裝防雨性能要求》和歐標(biāo)的EN 343:2003+A1:2007《防雨防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)》對透氣性也未作要求，但規(guī)定了三個級別濕阻指標(biāo)，即：1級濕阻＞40（m2·Pa/W），20（m2·Pa/W）＜ 2級濕阻≤40（m2·Pa/W），3級濕阻≤20（m2·Pa/W），測試方法分別為GB/T 11048和ISO 11092，多層產(chǎn)品按組合測試，且濕阻越小的產(chǎn)品，透濕性越差，因而連續(xù)穿著時間不宜過長。若企業(yè)要對雨衣類產(chǎn)品的透氣率和透濕性制定質(zhì)量控制指標(biāo)，可以參考FZ/T 14023、GB/T23330、EN343和FZ/T 81010標(biāo)準(zhǔn)中對透氣率和透濕性的規(guī)定執(zhí)行。

保暖內(nèi)衣非絮片型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 73022—2012《針織保暖內(nèi)衣》要求考核產(chǎn)品主要面料的透氣率和保溫率，規(guī)定透氣率≥180 mm/s?？偠灾a(chǎn)品既要保暖性好，又要透氣性好。FZ/T 73016—2013《針織保暖內(nèi)衣絮片型》則刪除了舊版透氣率的考核，改為考核含絮片部分的透濕率和保溫率，按整體結(jié)構(gòu)疊加測試。

GB/T 14272—2011《羽絨服裝》和FZ/T 73053—2015《針織羽絨服裝》均要求里料不得使用不透氣的織物和薄膜，但對技術(shù)指標(biāo)未進(jìn)行量化，且未規(guī)定使用透氣性設(shè)備進(jìn)行檢測，該規(guī)定難以得到有效執(zhí)行。

2.2 床上用品對透氣性的要求

國內(nèi)羽絨羽毛床上用品在滿足防鉆絨性指標(biāo)的同時，還對織物的透氣性進(jìn)行了規(guī)定（見表4），并要求透氣性按GB/T 5453標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行檢測，要求戶外野營型睡袋殼透氣率≥2 mm/s，其它羽絨羽毛床上用品的透氣率≥5 mm/s。表4中4個羽絨羽毛床上用品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的透濕性均無要求，而歐美的羽絨羽毛床上用品標(biāo)準(zhǔn)對透濕性也無要求。

2.3 影響紡織品透氣透濕性的因素

從織物結(jié)構(gòu)來看，織物組織、面密度、厚度和織物的層數(shù)都會對產(chǎn)品的透氣透濕性產(chǎn)生影響。從織物后整理來看，涂層整理、層壓工藝會降低織物的透氣透濕性，影響織物的透氣透濕性；對覆膜產(chǎn)品，膜的性能和覆膜工藝都會影響產(chǎn)品的透氣透濕性。從服裝成品來看，服裝面料、里料、膽料、填充物會影響產(chǎn)品整體的透氣透濕性。據(jù)朱國權(quán)、倪冰選、陳丹妮等人的研究表明：一般情況下，隨著織物透氣性能變大，透濕性相應(yīng)也變大，但是變化幅度遠(yuǎn)小于透氣性；對于透氣性差別很大的樣品，其透濕性差別不一定大；涂層/覆膜織物的透氣性很小，但依舊具有一定的透濕性[1]。

表4 床上用品對透氣性的要求

3 結(jié)論

若對紡織品的防風(fēng)、透氣和透濕性能有明確規(guī)定的，則應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；若未規(guī)定相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)又需進(jìn)行性能評價時，建議企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特征和實(shí)際用途進(jìn)行選擇。由于對于紡織品透濕性測試評價和試驗(yàn)方法眾多，所用試驗(yàn)設(shè)備和測試方法均有差異，因而所得結(jié)果之間并無直接聯(lián)系。在標(biāo)準(zhǔn)制修訂時，除了規(guī)定合理的檢測項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)之外，還應(yīng)將試驗(yàn)方法（包括取樣部位、試驗(yàn)參數(shù)、測試面等）明確規(guī)定，利于檢測機(jī)構(gòu)及貿(mào)易相關(guān)方對標(biāo)準(zhǔn)的正確理解，有利于標(biāo)準(zhǔn)的有效執(zhí)行。

柔性沸石棉纖維材料可秒變止血救生衣

為了解決緊急救生止血的問題，浙江大學(xué)化學(xué)系范杰教授課題組采用原位微載技術(shù)將介孔單晶菱沸石結(jié)合到棉纖維表面，制備了一種柔性沸石棉纖維復(fù)合物。該止血材料具備高效的止血性能和可靠的安全性。近日，這項(xiàng)研究被國際知名期刊《自然·通訊》在線發(fā)表，論文第一作者為浙江大學(xué)化學(xué)系博士生余麗莎，通信作者為浙江大學(xué)化學(xué)系范杰教授、浙江工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院朱藝涵教授。范杰教授對沸石的組成和表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造與升級，制得止血效果優(yōu)良且放熱溫和（傷口溫度＜45℃）的沸石止血劑。該止血劑在2019年年初已獲得II類醫(yī)療器械注冊證和生產(chǎn)許可證，其緊急止血救生衣有望于2019年8月份問世。此外，柔性沸石棉纖維材料還可制成止血毛巾、止血紗布等多種產(chǎn)品，成為戶外運(yùn)動、極限運(yùn)動、賽車等特殊人群的保護(hù)裝備，也可以作為急救裝備，在戰(zhàn)爭、交通、地震等意外事故中發(fā)揮作用。

大量研究和應(yīng)用表明，在重度出血情況下，沸石類的無機(jī)止血材料是最有效的。國外使用的A型沸石止血劑在戰(zhàn)爭中拯救了上千名士兵的生命，但該產(chǎn)品在使用過程中遇水或血液會放出大量的熱，傷口局部溫度超過90℃，導(dǎo)致皮膚灼傷和影響傷口愈合，這是困擾該國多年的難題。

由于現(xiàn)有的沸石止血劑是堅(jiān)硬的無機(jī)粉體材料，容易黏附在傷口，不利于傷口清創(chuàng)，因此，如何將堅(jiān)硬的無機(jī)粉體止血劑變成柔性、安全、便捷止血材料，成為新的挑戰(zhàn)。棉纖維吸水性好，成本低，可編制成適用于不同傷口形狀的止血織物，因此棉纖維是沸石生長理想的載體。此外，課題組發(fā)現(xiàn)，在微孔沸石中引入介孔，通過增加沸石的孔徑、中斷沸石的微孔骨架并減少擴(kuò)散長度有利于促進(jìn)血液中水分子的更快吸收和擴(kuò)散。沿著這樣的設(shè)計(jì)思路，經(jīng)過兩年的探索，范杰團(tuán)隊(duì)由此開發(fā)了一種原位微載技術(shù)，將介孔菱沸石生長到棉纖維表面，并使得棉纖維與沸石通過化學(xué)鍵緊密結(jié)合。該材料完美地保留了沸石的物理化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，同時通過中斷骨架來產(chǎn)生介孔，從而大大增強(qiáng)物質(zhì)的吸附，更有利于止血。該止血材料的外觀與手感與普通的纖維幾乎沒有區(qū)別，具有良好的柔軟性，并且沸石與棉纖維結(jié)合非常牢固。

有著救命神器之稱的作戰(zhàn)紗布，是一種浸漬高嶺土的無機(jī)止血材料，但這種紗布遇水或血液后，活性成分高嶺土很容易脫落，存在較大的安全隱患。范教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“緊密結(jié)合的”沸石纖維復(fù)合物不怕水洗，也不怕水沖，甚至超聲波振蕩0.5 h后也未分離。在非常挑戰(zhàn)性的豬頸動脈致死模型試驗(yàn)中，用作戰(zhàn)紗布在傷口按壓10 min仍然血流不止，而沸石纖維復(fù)合物紗布在傷口按壓5 min就可成功止血，且使用過程中無放熱效應(yīng)。在造成人員受傷大出血的突發(fā)事故現(xiàn)場往往缺乏現(xiàn)成的有效止血材料，范杰認(rèn)為，把沸石纖維做成止血衣穿在身上是最保險的救援方式，可實(shí)現(xiàn)隨時隨地的緊急止血救援。