FX3180 CupMaster透濕率分析儀應(yīng)用研究

吳翔翔 邵雪寧 王革輝

摘 要：在溫度20 ℃、相對濕度65 %條件下，對18種質(zhì)地均勻的織物分別采用FX3180 CupMaster和M261型織物透濕性能測試儀測試織物的透濕性能，對比分析了FX3180 CupMaster在測試面積為30 cm2和50 cm2時的測試結(jié)果和M261型織物透濕性能測試儀的測試結(jié)果，還探討了透濕時間為1 h和2 h對測試結(jié)果的影響。通過對測試結(jié)果進行配對樣本t檢驗發(fā)現(xiàn)，采用FX3180 CupMaster測試織物透濕性能時，測試面積為30 cm2時測得的織物透濕率較測試面積為50 cm2時的大；采用FX3180 CupMaster測試面積為50 cm2時測得的織物透濕率與采用M261型織物透濕性能測試儀測得的透濕率無顯著差異；透濕時間1 h和2 h測得的織物透濕率無顯著差異。

關(guān)鍵詞：FX3180 CupMaster；透濕性；測試面積；透濕時間

中圖分類號：TS941? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-2346（2023）01-0001-04

織物的透濕性指的是在織物內(nèi)外兩側(cè)存在水汽壓差時，水汽透過織物的性能。織物的透濕性是影響服裝舒適性的一項重要性能，一直以來在服用織物的研究開發(fā)^[1-5]中受到廣泛關(guān)注，對織物透濕性準確而快捷的測量就顯得尤為重要。當前，織物透濕性的測試方法以透濕杯法（稱重法）為主，根據(jù)透濕杯內(nèi)裝載物的不同分為蒸發(fā)法和吸濕法（干燥劑法），根據(jù)透濕杯放置方向的不同分為正杯法和倒杯法^[6-7]。國內(nèi)外關(guān)于織物透濕性能的測試標準眾多，如中國標準GB/T 12704-2009、美國標準ASTM E96、日本標準JIS L1099和英國標準BS 7209，其中，透濕杯法的測試原理都是基于在單位時間單位面積內(nèi)透過織物的水汽量，但因各標準所規(guī)定的具體測試方法、環(huán)境條件和實驗裝置不盡相同，使得織物透濕性的測試結(jié)果存在一定的差異，已有較多的研究^[8-13]進行了這方面的探討。

國產(chǎn)的織物透濕性測試儀器本身未裝備稱重裝置，測試過程中需要移動透濕杯組合體到電子天平上進行稱重，容易造成誤差。祁寧等^[14]用同一種針織物對比分析了FX3150 型全自動透濕量儀（瑞士TEXTEST公司）和YG（B）216-Ⅱ型織物透濕量儀（溫州大榮紡織儀器有限公司）的測試性能，發(fā)現(xiàn)前者的測試結(jié)果穩(wěn)定性更好，且用前者測得的透濕率比后者的小。

FX 3180 CupMaster是瑞士TEXTEST公司生產(chǎn)的一種新型的織物透濕性測試儀。該儀器由氣候組成室、稱重模塊、杯盤和控制電子裝置組成，溫度、濕度和風速在手動設(shè)置后儀器可自動調(diào)節(jié)并記錄，溫度的波動控制在±0.5°C以內(nèi)，相對濕度的波動控制在±1.5%以內(nèi)。測試面積有30cm²和50cm²兩種，透濕杯數(shù)量為12個；可測試樣最大厚度為3mm；稱重的量程為0～220g；稱重精度為0.0001g；溫度可調(diào)范圍：低于環(huán)境溫度10～40℃；濕度可調(diào)范圍：23℃時，40% rh～90% rh，38℃時，40% rh～90% rh；風速：0.02～4.0 m/s。儀器實驗箱內(nèi)置功能稱重傳感器，自動稱量透濕杯實驗前后的質(zhì)量，并自動計算水蒸氣透過率WVTR，單位為gm-2·d-1。該儀器的優(yōu)點就是可以提供穩(wěn)定的測試環(huán)境，自動稱重，自動計算并輸出測試結(jié)果，操作比較簡便，但價格昂貴^[14]。

國內(nèi)用得較多的國產(chǎn)M261型織物透濕性能測試儀，價格低，由控制裝置、杯盤和透濕杯元件組成，測試面積約為54 cm²，透濕杯數(shù)量為8個。將該儀器置于恒溫恒濕室（溫度溫度20±2℃、相對濕度65%±2%）中，并伴有JR916電子溫濕度計和干濕球溫濕度計監(jiān)測恒溫恒濕室的溫濕度變化。M261型織物透濕性能測試儀本身不具備稱重裝置，配有JA3003N電子天平稱量透濕杯組合元件實驗前后的質(zhì)量，并根據(jù)公式手動計算透濕率WVTR=24（M1－M0）/（A-t），單位為gm-2·d-1。其中，M0為測試開始時透濕杯組合件的質(zhì)量，單位g；M1為測試結(jié)束時透濕杯組合件的質(zhì)量，單位g；A為測試面積，m2；t為透濕時間，即兩次稱重的時間間隔，單位h。

本文旨在對FX3180 CupMaster透濕率分析儀在采用正杯蒸發(fā)法時的測試性能進行檢驗，比較M261型織物透濕性能測試儀的測試結(jié)果有無顯著差異，并比較測試面積為30cm²和50cm²時的測試結(jié)果有無顯著差異，以及比較透濕時間1 h和透濕時間2 h的測試結(jié)果有無顯著差異。

1??? 實驗部分

1.1??? 實驗材料

選取18種質(zhì)地均勻的常見織物，其中包括8種機織物（A1～A8），9種針織物（B1～B9），1種涂層復(fù)合織物C1，基本信息如表1所示。

1.2??? 面料的透濕性測試

根據(jù)GB/T12704.2-2009紡織品織物透濕性實驗方法 第二部分：蒸發(fā)法，采取的環(huán)境條件為：溫度20±2°C，相對濕度65%±2%。實驗前將織物試樣置于恒溫恒濕室（溫度20±2℃、相對濕度65%±2%）中調(diào)溫調(diào)濕至少24 h。

測試一：儀器為M261型織物透濕性能測試儀，透濕杯測試面積約為54 cm²，以下簡稱“M261-54法”。向透濕杯內(nèi)注入46 ml水，置三角架于透濕杯上，試樣正面朝上蓋于三腳架之上，蓋上壓環(huán)并用乙烯膠帶密封透濕杯邊緣，將透濕杯置于轉(zhuǎn)盤之上，開啟儀器，平衡1h后關(guān)閉電源，利用電子天平稱取初始重量M0，再次開啟儀器透濕1h后稱取透濕杯重量M1，再次開啟儀器透濕1h后稱重透濕杯重量M2。根據(jù)公式WVTR=24-AM/（A-t）（AM為透濕時間內(nèi)透濕杯的重量變化，g）計算透濕時間1h和透濕時間2h的透濕率。每種織物測試3塊試樣，取3塊試樣的WVTR平均值作為該織物的透濕率。

測試二：儀器為FX 3180 CupMaster，透濕杯測試面積為30 cm²，以下簡稱“FX 3180-30法”。在觸摸顯示屏上提前設(shè)置儀器實驗方法（平衡1 h，透濕時間2 h，每隔1 h稱重1次，共稱重2次）和實驗環(huán)境參數(shù)（溫度20 ℃、相對濕度65 %），向透濕杯內(nèi)注入30ml水，透濕杯內(nèi)墊黑色墊圈，將圓形試樣置于黑色墊圈之上，再墊上白色墊圈，旋緊透濕杯壓環(huán)，將透濕杯一一置于環(huán)境艙內(nèi)的轉(zhuǎn)盤之上。點擊開始實驗，實驗結(jié)束后輸出實驗數(shù)據(jù)報告。每種織物至少測試3塊試樣，取3塊試樣的透濕率平均值作為該織物的透濕率。

測試三：儀器為FX3180 CupMaster，透濕杯測試面積為50 cm²，以下簡稱“FX3180-50法”。向透濕杯內(nèi)注入45 ml水，其余操作同測試二。

1.3??? 測試結(jié)果

通過3種測試方法得到的18種織物的透濕率測試結(jié)果，結(jié)果如表2所示。

2??? 分析與討論

2.1??? 不同測試方法對織物透濕率測試結(jié)果的影響

由表3可以看出，總體上，采用“FX 3180-30法”測得的透濕率數(shù)據(jù)偏大，“M261-54法”和“FX 3180-50法”兩種方法測得的透濕率數(shù)據(jù)比較接近。

為了進一步分析不同測試方法對織物透濕率測試結(jié)果的影響，運用配對樣本t檢驗對采用上述3種測試方法在相同溫濕度條件和相同透濕時間（2 h）下測得的織物透濕率進行分析，配對樣本t檢驗的結(jié)果如表3所示。

M261-54法和FX3180-50法配對樣本t檢驗中，p值大于0.05，說明這兩種測試方法測得的織物透濕率沒有顯著差異。從表3中還可以看出，M261-54法和FX3180-30法配對樣本t檢驗中，p值小于0.05，說明這兩種測試方法測得的織物透濕率存在顯著差異。由表3可以看出，采用FX3180-30法測得的織物透濕率的平均值比采用M261-54法測得的織物透濕率的平均值約大69 g m^-2d^-1，占710 g m^-2d^-1的9.7%。從表3中還可以看出，F(xiàn)X3180-50法和FX3180-30法配對樣本t檢驗中，p值小于0.05，說明這兩種測試方法測得的織物透濕率存在顯著差異，采用FX3180-30法測得的織物透濕率的平均值比采用FX3180-50測得的織物透濕率的平均值約大48 g m^-2d^-1，占730 g m^-2d^-1的6.6%。

2.2??? 透濕時間對織物透濕率測試結(jié)果的影響

為了分析透濕1 h和透濕2 h對織物透濕率的測試結(jié)果有無影響，對采用相同測試方法不同透濕時間測得的織物透濕率分別進行配對樣本t檢驗，結(jié)果如表4所示。

FX3180-50（1h）和FX3180-50（2h）配對樣本t檢驗中，p值小于0.05，說明當采用FX3180-50法測試織物的透濕率時，透濕1 h和透濕2 h測得的織物透濕率存在顯著差異，透濕2 h測得的織物透濕率比透濕1 h測得的織物透濕率大7.8 g m^-2d^-1，占722 g m^-2d^-1的1.1%，差異值很小，基本可以忽略不計。FX3180-30（1h）和FX3180-30（2h）配對樣本t檢驗以及M261-54（1h）和M261-54（2h）配對樣本t檢驗中，p值都大于0.05，說明當采用FX3180-30法測試織物的透濕率時，透濕1 h和2 h測得的織物透濕率沒有顯著差異；同樣，采用M261-54法測試織物的透濕率時，透濕1 h和2 h測得的織物透濕率沒有顯著差異。

3??? 結(jié)論

通過以上測試和結(jié)果分析，可以得到以下結(jié)論：（1）在溫度20 ℃、相對濕度65 %的實驗環(huán)境下，F(xiàn)X 3180-30法測得的織物透濕率數(shù)值偏大，M261-54法和FX 3180-50法測得的織物透濕率沒有顯著差異。在采用FX 3180織物透濕儀測試織物的透濕性時，建議采用透濕面積為50 cm²的透濕杯；（2）在溫度20℃、相對濕度65 %的實驗環(huán)境下，采用FX3180-30法和M261-54法時，透濕1 h和透濕2 h測得的織物透濕率都沒有顯著差異；采用FX3180-50法測試織物的透濕率時，透濕1 h和透濕2 h測得的織物透濕率存在顯著的差異，但差異值很小。從提高測試效率的角度，建議透濕時間采用1 h。

參考文獻

[1]張囡，蔣高明，董智佳，等.經(jīng)編全成型男式背心的透氣透濕性能與款式分區(qū)設(shè)計[J].上海紡織科技，2019，47（10）：67-70.

[2]吳國輝.針織T恤衫透濕性能影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].毛紡科技，2018，46（05）：15-19.

[3]孫雨晴，陳思.經(jīng)編間隔織物的熱濕舒適性能[J].上海紡織科技，2021，49（07）：58-60.

[4]文珊，程迪，王利瑤，等.錦棉麻混紡針織面料的開發(fā)與性能研究[J].針織工業(yè)，2018（02）：10-12.

[5]吳金玲，金雪.透濕快干針織面料的開發(fā)[J].針織工業(yè)，2016（02）：10-11.

[6]黃建華，錢曉明.織物透濕性測試方法的比較[J].紡織學報，2008（08）：45-47，51.

[7]楊秀月，車映紅，趙霞.紡織品透濕性測試方法的比對[J].染整技術(shù)，2014，36（10）：47-50.

[8]袁志磊，陸維民，楊娟，等.紡織品透濕性的透濕杯測試方法比較 [J].印染，2012，38（02）：40-42.

[9]Huang J，Qian X.Comparison of Test Methods for Measuring Water Vapor Permeability of Fabrics[J].Textile Research Journal，2008，78（4）：78.

[10]崔小英.紡織品透氣透濕性測試要求及應(yīng)用 [J].紡織檢測與標準，2019，5（03）：30-34.

[11]陳鋼.紡織面料透濕性測試方法與影響因素的探討[J].計量與測試技術(shù)，2019，46（12）：86-88.

[12]劉曉鑫，聞伯霞，楊麗.紡織品蒸發(fā)法透濕性能檢測方法及設(shè)備探討[J].紡織報告，2020，39（07）：11-15.

[13]劉志英，于紅.影響吸濕法透濕性測試的因素分析[J].中國纖檢，2019（02）：78-80.

[14]祁寧，周國麗，王祥榮.兩種稱量方式透濕量儀測定準確性探討[J].印染助劑，2017，34（11）：58-60.

Application Research of FX3180 CupMaster Moisture Permeability Analyzer

WU Xiang-xiang??? SHAO Xue-ning??? WANG Ge-hui

（College of Fashion and Art Design， Donghua University， Shanghai 200051， China）

Abstract：The moisture permeability of 18 kinds of even-textured fabrics were tested separately by using FX 3180 CupMaster moisture permeability analyzer and M261 fabric moisture permeability tester under 20℃， RH65%. A comparative analysis was carried out among the test results obtained by using of FX3180 CupMaster moisture permeability analyzer， test area of 30cm²and 50cm²，and those of M261 fabric moisture permeability tester.In addition，the effect of the test duration of 1h and 2h on the test results was analyzed.By carrying out paired test on the test results，it was found that when using FX3180 CupMaster moisture permeability analyzer， the value of fabric WVT obtained from the test area of 30cm²was higher than that obtained from the test area of 50cm².There was no difference between the values of fabric WVT obtained from the FX3180 CupMaster with the test area of 50cm²and from the M261 fabric moisture permeability tester，and there was no statistic difference between the test results obtained from the test durations of 1h and 2h.

Key words： FX3180 CupMaster;moisture permeability;test area;test duration