烘箱干燥法在測試紡織品干燥性能中的應用

王霏霏 靳臻

摘 要：面對現(xiàn)存的在沒有水分測定儀的情況下進行紡織物干燥性能測試的問題，烘箱干燥法誕生了，它憑借著自身不同于水分測定儀法的特點逐漸發(fā)展與壯大，文章將首先介紹烘箱干燥的干燥原理與紡織品干燥性能的具體分類，再針對紡織品干燥性能與烘箱干燥法的應用進行分析與探討。

關鍵詞：烘箱干燥;紡織品性能測試;干燥性能

中圖分類號：TS107 文獻標識碼：A

1 烘箱工作原理及紡織品性能檢測標準

烘箱是使用電爐絲對箱內物體進行熱烘，電爐絲發(fā)熱對烘箱內的空氣進行加熱，用溫度控時器對烘箱進行反饋控制，通過熱風循環(huán)系統(tǒng)調節(jié)烘箱內的熱氣流，控制樣品之間水分流失的量。樣品具體的水分可以通過進入烘箱前后的質量差計算得出。因此烘箱技術最重要直接的部分在于干燥室的溫度以及氣流。根據(jù)可靠實驗，上述二者對水分檢測的結果影響顯著水平達0.05，可見影響效果明顯。

一般紡織品的質量性能有三大標準：基礎性標準、方法性標準與產(chǎn)品性標準。基礎性標準，顧名思義是決定多方面標準的基礎，是國家的一種標準，其主要內容有計量和單位的互換，基本結構的分類，與材料環(huán)保型和安全性的生產(chǎn)等，在紡織品檢測中發(fā)揮著標準指導的作用。方法性指導意味著使用特定設備進行測試，這些標準用于檢測設備的數(shù)據(jù)規(guī)范與手段規(guī)范。最后為產(chǎn)品性標準，這時對紡織物企業(yè)進行批量檢測的嚴格標準，需要從織物的產(chǎn)品規(guī)格、材料、加工方法以及運輸管理多方面進行管控，這一標準直接標定了織物質量是否合格[1-2]。

紡織品的干燥性能主要包括吸濕與快干兩個方面，這類紡織品由于其功能的特別，根據(jù)我國最新發(fā)布的相關紡織品規(guī)定，測試紡織品的吸濕與快干性能得從吸水率、滴水擴散時間、芯吸高度、蒸發(fā)速率與透濕量五個方面對其吸濕性能與速干性能進行考察，針織類機織類的紡織品根據(jù)其特點也有不同的達標準則。大多數(shù)情況下，吸濕性測試是使用滲透法和滴下法進行的，速干性用稱重法進行測評。

2 紡織品干燥性能測試方法及水分測定儀法

吸濕速干性紡織品由于其功能特點較強，一般是應用纖維改性設計或者特殊織物結構設計進行對非親水性織物的改善，使其對與水分的吸收、轉移與排放得到改善與提高，并且應該具有吸水性以及導濕性。對于影響紡織品吸濕速干的根本因素主要有兩點，分別是織物的纖維分子結構與纖維形態(tài)結構。分子結構層面上要求纖維分子含有親水基團或者輔助親水的化學鍵結構較多，可以幫助其提升吸濕效果，比如纖維素與水分子可以形成穩(wěn)定氫鍵，動物纖維的肽鏈可以輔助提升親水性，而對于沒有相應結構的非極性高分子材料，由于無法與水形成穩(wěn)定結合，吸濕性能比較差。另一方面，異形的截面合成纖維由于其纖維形態(tài)提升了吸濕性與保濕性，它結構中有溝槽形成且表面積變大，這有效促進了毛細效應。天然植物纖維中的果膠量反作用著吸水性，果膠量較少的纖維才有較好的吸水性。而且隨著織物組織結構差異的產(chǎn)生，干燥速率也會受其影響，大量可靠實驗表明機織物吸水性普遍比針織物差，而且機織平紋最差，針織物中棉毛與網(wǎng)眼結構性能最好，反之，機織平紋的綜合干燥能力最強，針織物中網(wǎng)眼結構最強，而羅紋結構能力最弱。紡織品的干燥性能可以從物理、化學與組織結構改變三個方面進行。噴絲口形狀的物理變形或者應用聚合物共紡等方法，可以幫助纖維干燥性能提升，同時還可以有效達到環(huán)保目的?；瘜W方面，紡織物可以考慮通過接枝共聚的方法通過進入不同種類大量的親水基團，幫助紡織物增加對水的親和程度，進而輔助紡織物干燥性能的提升。先進技術調整紡織物功能也可以有效幫助織物纖維表明排濕，保持速干的能力，或者利用織物設計，將親水性的天然纖維融入疏性的合成纖維，進行多層紡織，以達到吸濕速干的效果。

由于國家之間地理環(huán)境與人文背景都不同，對于紡織品的要求標準也有些許差異，但是對于紡織品檢測原理是極其相似的，我國主要通過以下五個指標，對紡織品的干燥性能進行評定。

2.1 吸水率

表征織物體現(xiàn)對于水分吸收的重要指標之一。其具體是由樣品吸收的水分與樣品原始質量的百分比定義的。因此，吸水率越高的紡織品吸濕能力就越強。

2.2 滴水擴散時間

滴水擴散時間長短主要體現(xiàn)了紡織品是否能快速吸收水分。滴水擴散時間原理是水滴從一定的高度落到織品表面上，這一時刻開始計時，當織品上鏡面反射光消失時停止計時。

2.3 芯吸高度

芯吸高度主要是考察織物毛細效應的效果，將紡織物進行垂直懸掛，然后將其一端沾水，通過檢測其規(guī)定時間內水沿著材料向上蔓延的高度，對其芯吸性進行考察。同時這也表明了織物對于水的運輸與散濕能力。

2.4 水分蒸發(fā)速率

水分蒸發(fā)速率是評定織品快干性的重要標準，目前對于水分蒸發(fā)速率的規(guī)定與標準較為多樣，方法也相對多元。其中，AATCC 199-2018（E2019）《紡織品干燥時間：水分分析儀法》是通過水分分析儀測定三種織物在人體溫度或者其他相應溫度下的干燥時間。這個方法主要步驟為，先選取吸水性高的一面進行測試，再通過浸漬法計算出紡織物的吸水率，最后用公式推算出加水量。這樣將上述預先測試的加水量均勻加至測試品的表明，最后利用水分分析儀，測定測試品達到相應要求的干重標準時所需的干燥時間，這一時間用以表明測試品的干燥性能。

2.5 透濕量

在規(guī)定時間內水蒸氣可以通過一定面積的紡織品的質量為透濕量，相應的，透濕量越大象征著紡織物透濕性越好。

3 水分分析及烘箱干燥法實驗過程

3.1 水分測定儀法

目前的水分測定儀法通常指鹵素水分測定儀法，其技術手段隨著科學的發(fā)展不斷改革與更新，逐漸成為紡織品質量檢測的主流方法之一，其測定原理是通過研究水分測定儀來精確測量紡織品樣品表明含有的游離水，進而對其纖維素含量進行定量計算，這個技術已經(jīng)發(fā)展成為一種較為快捷的檢測技術。鹵素水分測定儀主要是在水分測定儀的原有基礎上增加了一個鹵素燈輔助快速加熱，因為鹵素較其他元素而言親和性較高，會減弱其對于紡織品的影響，根據(jù)測定儀中紡織品原有的質量與失去的水分量，技術人員會結合測定儀的其他數(shù)據(jù)精確得出紡織品的纖維素含量。這樣的檢測方法對于紡織品的樣本量與保存環(huán)境需求很低，不需要專門的檢測試劑，檢測流程與花費的時間都很少，很適合對紡織品進行緊急的纖維檢測。水分測定儀法相對烘箱水含量測定法雖然效率高，但是容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的偏離，要求在使用之前操作人員進行偏離程序操作[3]。

3.2 烘箱干燥法實驗過程

3.2.1 實驗原理及儀器

實驗需要將紡織品樣品在烘箱內進行干燥，然后通過對其加水并對失水進行測量與數(shù)據(jù)記錄，明確干燥時間。實驗過程中需要玻璃門烘箱，便于觀察紡織品，同時需要自動吸液管與垂直試樣架、精度為千分之一的天平、燒杯、惰性材料篩網(wǎng)、鑷子等[3-4]。

3.2.2 實驗試樣及其準備

實驗之前應先進行取樣，將紡織品剪出五個直徑在70mm的圓形樣品，并且將他們順著寬度發(fā)方向按照對角線進行排列，這樣可以控制樣品中經(jīng)緯紗線與不同位置的影響因素，五塊樣品中兩塊用于預實驗。在預實驗過程中，需要先稱量初始質量，再把樣品放到水中浸泡1min，用鑷子將其夾出放上垂直架，靜置5min后再用鑷子把其放到天平稱重，進行含水率計算。

3.2.3 實驗數(shù)據(jù)計算與實驗過程

正式實驗前需要通過含水量將加水量計算出來，計算完畢后將烘箱打開，在電子天平上放好惰性材料篩網(wǎng)，再把它們一起放入烘箱，將烘箱溫度調節(jié)至37℃進行30min的烘干，之后再將樣品的測試面朝上，放到篩網(wǎng)之上稱重。樣品的含水率和干燥質量可以幫助實驗計算出所需的加水量，計算完畢后通過移液管對樣品進行相應水量的加入并記錄相應的質量數(shù)據(jù)。施加完畢后關閉烘箱門，根據(jù)定時器每五分鐘進行質量讀取，當水分蒸發(fā)殘留于小于十分之一后將定時器改為一分鐘直至樣品回到原始的干燥質量。這樣通過樣品水分殘留率進行干燥時間的計算，取水分殘留達4%時的平均時間并精確至0.1%。

3.2.4 實驗注意事項

首先，篩網(wǎng)需要確定為惰性材料制成，一般可以使用塑料或者樹脂性的材料，需要保證其不導熱也不吸水，不會對樣品干燥產(chǎn)生影響。其次，用移液管進行滴水時需要從中間位置開始，避免在后續(xù)滴水過程有水從樣品下滴落，影響干燥數(shù)據(jù)。最后，滴水結束后應該立即關閉烘箱門并不再開啟，防止烘箱內溫度產(chǎn)生波動，影響樣品干燥。

此外，實驗中為了確保烘箱的精確程度，需要在源頭上保證烘箱干燥室內個點的溫度與氣溫都盡量一致，及時監(jiān)理對二者的檢測改善，如果有問題實時進行解決，這樣能幫助烘箱干燥法進一步提升紡織物干燥性能的精確程度，提升自身的核心競爭力[5-6]。

4 結語

目前，全球對于紡織品的干燥性能測試方法越來越多，雖然基本原理相同但是功能各異，各有千秋，根據(jù)我國國家標準GB/T21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分：單項組合試驗法》有多項指標對紡織物的干燥性能進行綜合評價，希望烘干箱干燥法可以通過其精確呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的特點逐漸成為紡織品干燥性能測試的主流，其原理簡單，測試流程方便，使得性能評價十分簡潔，希望其可以在紡織物性能測評中起到重要作用并幫助國家規(guī)范紡織物市場，提升質量監(jiān)管。

參考文獻

[1] 蔣紅，石雪.幾種紡織品吸濕速干性能測試方法的比較分析[J].中國纖檢，2017（3）：107-110.

[2] 胡瑞花，耿彩花，劉靜，等.烘箱干燥法測試紡織品干燥性能[J].紡織器材，2019，46（6）：60-62.

[3] 陸雅芳，周晨，黨敏.紡織品吸濕速干性能測試技術及標準分析[J].紡織導報，2017（9）：32-37.

[4] 吳忠波，覃曉敏，鄧永梅，等.吸濕法測試紡織品透濕性影響因素分析[J].中國測試，2015，41（2）：15-18.

[5] 王建平，朱雯喆，黨敏，等.吸濕速干紡織產(chǎn)品性能評價中的標準適用性問題[J].紡織導報，2017（10）：107-110，112-113.

[6] 金美菊，鄺湘寧.紡織品吸濕速干性能及其測試方法[J].印染，2013，39（16）：41-43.