紡織品蒸發(fā)法透濕性能檢測(cè)方法及設(shè)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(duì)服裝功能性的要求越來(lái)越多，透濕性作為服裝舒適程度的考核標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越受重視。世界上有各種各樣的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)的ASTM E96、歐洲的BS、日本的JIS L 1099、中國(guó)的GB/T 12704.1及GB/T 12704.2。檢測(cè)方法不同，得到的檢測(cè)結(jié)果也不同。

1 檢測(cè)原理

雖然透濕檢測(cè)方法不同，但原理大同小異，基本是在模擬穿著的時(shí)候，評(píng)價(jià)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將人散發(fā)出的濕氣通過(guò)紡織品排出體外的能力。將面料朝向人體面的環(huán)境模擬一個(gè)高濕的環(huán)境，與外部接觸的環(huán)境相對(duì)濕度較低或吸濕的環(huán)境，使內(nèi)外形成壓差，通過(guò)稱量透過(guò)面料的水汽質(zhì)量，確定透濕的性能。

2 方法分類

透濕的檢測(cè)方法有吸濕法和蒸發(fā)法。蒸發(fā)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(cè)比較接近的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了參數(shù)比較。

2.1 吸濕法

對(duì)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(shù)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(biāo)相比，在溫度、風(fēng)速范圍及透濕杯深、藥品的顆粒大小及吸濕劑據(jù)試樣距離上有一定的差異，因此，兩者的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)存在一定的差異。

2.2 蒸發(fā)法

對(duì)于蒸發(fā)法，也同樣將國(guó)標(biāo)與日標(biāo)進(jìn)行比較（表2）。

表2 國(guó)標(biāo)日標(biāo)蒸發(fā)法透濕方法參數(shù)比較

GB/T 12704.2中的正杯法與JIS L 1099 A-2法相似，與日標(biāo)相比，在溫度、風(fēng)速范圍及用水量上有一定的差異，因此，兩者的檢測(cè)結(jié)果可能會(huì)存在一定的差異。

3 方法適用性分析

由于測(cè)試方法較多，重點(diǎn)對(duì)蒸發(fā)法L 1099 A-2[2]的方法進(jìn)行深入研究。測(cè)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(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中，根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化計(jì)算出試樣的透濕率。

（1）對(duì)檢測(cè)穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)查，選擇6塊試樣進(jìn)行了5次重復(fù)性檢測(cè)（表3）。

表3 透濕重復(fù)性檢驗(yàn)

從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，數(shù)據(jù)波動(dòng)較大。極差值差別在1 000以上，因此，需要對(duì)檢測(cè)差異進(jìn)行分析。

對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行溫濕度的監(jiān)控，從監(jiān)控結(jié)果來(lái)看，不同機(jī)臺(tái)間的穩(wěn)定性存在差異，某型的機(jī)臺(tái)濕度波動(dòng)很大（圖2）。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)某型機(jī)臺(tái)顯示的溫濕度與實(shí)際監(jiān)控的溫濕度有明顯滯后的現(xiàn)象。通過(guò)進(jìn)一步對(duì)探頭的確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)其上有一個(gè)網(wǎng)狀的保護(hù)罩，且保護(hù)罩的網(wǎng)格較密。初步推測(cè)，保護(hù)罩的存在阻擋了測(cè)試室的溫濕度直接傳導(dǎo)到探頭的感應(yīng)器上，造成滯后感應(yīng)，環(huán)境實(shí)際已經(jīng)達(dá)到設(shè)定值，而設(shè)備顯示還無(wú)法繼續(xù)加濕或除濕，從而造成檢測(cè)波動(dòng)大。因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)將保護(hù)罩取下，使感應(yīng)器直接暴露在測(cè)試室環(huán)境中。從前后結(jié)果的監(jiān)控來(lái)看，設(shè)備環(huán)境的溫濕度波動(dòng)有了明顯的改善（圖3）。

（2）對(duì)檢測(cè)方法的細(xì)節(jié)進(jìn)行了梳理，對(duì)每次測(cè)試后的樣品進(jìn)行了確認(rèn)，打開后發(fā)現(xiàn)樣品面向水的一面有的已經(jīng)被潤(rùn)濕的現(xiàn)象，而且發(fā)現(xiàn)，潤(rùn)濕的樣品要比沒(méi)有被潤(rùn)濕的結(jié)果相對(duì)較大。經(jīng)過(guò)分析，樣品被水潤(rùn)濕后，水會(huì)直接傳導(dǎo)到樣品正面而進(jìn)行揮發(fā)，而沒(méi)有被潤(rùn)濕的樣品僅依靠水蒸氣通過(guò)樣品的空隙進(jìn)行揮發(fā)，效果明顯小于被潤(rùn)濕的樣品。

針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行了再次驗(yàn)證。選取兩批樣品進(jìn)行潤(rùn)濕及不潤(rùn)濕的比較，潤(rùn)濕的樣品在第一次稱量后將試樣杯完全倒過(guò)來(lái)，使水完全潤(rùn)濕樣品，而未潤(rùn)濕的樣品需要在檢測(cè)放取樣品及搬運(yùn)過(guò)程中確保平衡不晃動(dòng)，保證杯中的水不粘附在樣品上，檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 測(cè)試樣潤(rùn)濕及不潤(rùn)濕檢測(cè)比較

從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，完全潤(rùn)濕的樣品檢測(cè)結(jié)果明顯大于未潤(rùn)濕的，潤(rùn)濕樣品檢測(cè)結(jié)果的影響很大，而檢測(cè)方法中要求水距樣品10 mm。在搬運(yùn)過(guò)程中，細(xì)微的晃動(dòng)就會(huì)造成潤(rùn)濕，從而造成檢測(cè)的差異，因此要特別關(guān)注（圖4）。

調(diào)整了設(shè)備，同時(shí)對(duì)檢測(cè)員進(jìn)行了關(guān)于檢測(cè)方法中搬運(yùn)穩(wěn)定性的培訓(xùn)，并再次進(jìn)行了重復(fù)性檢測(cè)（表5）。

表5 調(diào)整后透濕重復(fù)性檢驗(yàn)

從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，檢測(cè)的穩(wěn)定性有了明顯的提高。

4 不同機(jī)構(gòu)間比較

選取了同樣的6塊樣品對(duì)多家檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行不同設(shè)備的比較，從比較結(jié)果來(lái)看，各檢測(cè)機(jī)構(gòu)間存在差異（表6）。

為了能夠找到差異，需要對(duì)各檢測(cè)機(jī)構(gòu)的設(shè)備及檢測(cè)條件進(jìn)行確認(rèn)（表7）。

通過(guò)設(shè)備調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同樣的方法，使用的設(shè)備及風(fēng)速設(shè)定各不相同。標(biāo)準(zhǔn)JIS L 1099[3]A-2標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有規(guī)定相應(yīng)的設(shè)備具體類型的要求，而且風(fēng)速規(guī)定0.8 m/s以下，范圍也比較寬泛，各檢測(cè)機(jī)構(gòu)的風(fēng)速均在要求范圍內(nèi)。因此，參照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，各檢測(cè)結(jié)果都是符合標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而造成了各檢測(cè)機(jī)構(gòu)間的差異可能為設(shè)備的差異或風(fēng)速的差異。從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，風(fēng)速越大的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)結(jié)果越大。為了驗(yàn)證風(fēng)速對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，選取1塊均勻面料，取18個(gè)樣品，分別在3種風(fēng)速水平下，各進(jìn)行一組試驗(yàn)，每組檢測(cè)6個(gè)樣品，共產(chǎn)生18個(gè)數(shù)據(jù)（表8）。

利用Minitab對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析后，結(jié)果如圖5—6所示，方差分析，均值見(jiàn)表9—10。

表6 不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)比較

表7 檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)條件及設(shè)備類型

表8 不同風(fēng)速比較

單因子方差分析：風(fēng)速與透濕度。

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

備擇假設(shè)H1：0.52 m/s 、0.67 m/s 、0.82 m/s 3種風(fēng)速的透濕至少一個(gè)與其他不相等。

顯著性水平α = 0.05。

因子 水平數(shù) 值風(fēng)速 3 0.52 0.67 0.82

表9 方差分析

表10 均值

合并標(biāo)準(zhǔn)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(shè)，3種風(fēng)速的透濕度至少有一個(gè)與其他不相等—風(fēng)速對(duì)透濕度有影響（從數(shù)據(jù)可看出，風(fēng)速越大，透濕度結(jié)果越大）。

其次，在比較中發(fā)現(xiàn)，雖然檢測(cè)機(jī)構(gòu)3的設(shè)備設(shè)定一致，但是檢測(cè)結(jié)果也存在差異。因此測(cè)量了機(jī)臺(tái)的實(shí)際風(fēng)速，其中一臺(tái)設(shè)備雖然設(shè)定風(fēng)速為0.4 m/s，但實(shí)際杯口上方的風(fēng)速僅為0.1 m/s。通過(guò)與廠家溝通后了解到，設(shè)備設(shè)計(jì)的規(guī)格就是保證出風(fēng)口的風(fēng)速達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)速。實(shí)際進(jìn)行了測(cè)量，出風(fēng)口的風(fēng)速基本與設(shè)定風(fēng)速一致，而測(cè)試杯的風(fēng)速明顯小于設(shè)定風(fēng)速，對(duì)檢測(cè)結(jié)果與風(fēng)速進(jìn)行了比較（表11）。

最后，從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，不同設(shè)備間雖然設(shè)定條件一致，但是由于實(shí)際風(fēng)速不一致，造成的檢測(cè)結(jié)果存在差異，實(shí)際風(fēng)速小的檢測(cè)結(jié)果明顯小。因此可以看出，風(fēng)速對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響比較大，風(fēng)速越大，檢測(cè)結(jié)果越大。

表11 同一檢測(cè)機(jī)構(gòu)不同設(shè)備比較

5 結(jié)語(yǔ)

（1）透濕機(jī)探頭上的保護(hù)罩會(huì)影響溫濕度的穩(wěn)定性，因此，不使用保護(hù)罩可以提高設(shè)備溫濕度的穩(wěn)定性，提高設(shè)備的檢測(cè)精度。

（2）針對(duì)使用水作為蒸發(fā)劑的檢測(cè)，在檢測(cè)搬運(yùn)試樣杯稱重過(guò)程中，測(cè)試杯的晃動(dòng)極易造成水潤(rùn)濕樣品，使檢測(cè)結(jié)果變大，因此，要特別關(guān)注搬運(yùn)試樣杯時(shí)的穩(wěn)定性，避免水的潤(rùn)濕造成檢測(cè)差異。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水距樣品10 mm，距離較小，易造成潤(rùn)濕，導(dǎo)致檢測(cè)波動(dòng)，因此加大這個(gè)距離可以有效避免這類問(wèn)題的發(fā)生，建議在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行變更。

（3）在織物的透濕檢測(cè)中，風(fēng)速影響最終的檢測(cè)結(jié)果。JIS L 1099 A-2標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定0.8 m/s以下，范圍比較寬泛，在此風(fēng)速范圍內(nèi)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存在差異，但都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在該透濕性規(guī)格約定時(shí)，要明確風(fēng)速，防止因風(fēng)速差異造成檢測(cè)差異的糾紛，規(guī)避或降低此類風(fēng)險(xiǎn)。修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，該風(fēng)速的范圍需要進(jìn)一步明確，縮小范圍，減少方法問(wèn)題造成的檢測(cè)差異。

（4）不同設(shè)備廠家的透濕機(jī)風(fēng)速控制原理不一樣，有些型號(hào)的透濕試驗(yàn)機(jī)設(shè)定的風(fēng)速是樣品上的風(fēng)速，而有些型號(hào)的透濕試驗(yàn)機(jī)設(shè)定的風(fēng)速只是風(fēng)口的風(fēng)速，不是實(shí)際樣品上的風(fēng)速。兩種類型的設(shè)備會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果的差異，因此在選擇設(shè)備時(shí)一定要確認(rèn)設(shè)備實(shí)際的風(fēng)速。