什么是透濕性能?
紡織面料透濕性測試主要是測試織物在不同溫濕度下的透濕率,它是模擬人體在不同活動狀態下出汗狀態后紡織面料轉移身體自然排出水汽到外部環境的能力。透濕性是水蒸氣在面料兩側傳遞的質量或效率;考核的是水蒸汽的流動情況,有來自于運動中人體散發的水蒸汽,同時還受到外界環境水蒸汽影響。
透濕性能的表征指標
1、透濕率(WVT)
在試樣兩面保持規定的溫濕度條件下,規定時間內垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質量,以克每平方米小時(g/(m2·h))或克每平方米24小時(g/(m2·24 h)為單位。
2、透濕度(WVP)
在試樣兩面保持規定的溫濕度條件下,單位水蒸氣壓差下,規定時間內垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質量,以克每平方米帕斯卡小時(g/(m2·Pa·h))為單位。
3、透濕系數
在試樣兩面保持規定的溫濕度條件下,單位水蒸氣壓差下,單位時間內垂直透過單位厚度、單位面積試樣的水蒸氣質量,以克厘米每平方厘米秒帕斯卡(g·cm/(cm2·s·Pa))為單位。
透濕性能的國內外常見測試方法
1、吸濕(干燥劑)法
將干燥劑(無水氯化鈣)顆粒(0.63~2.5)mm置于160℃烘箱中干燥3h,使干燥劑保持100%的干燥。然后將冷卻后的干燥劑約35g置于試驗杯中,并震蕩均勻,使干燥劑成一平面,且其表面低于試樣4mm左右。隨后將試樣測試面朝上,放置在試驗杯上,放上墊圈壓片,旋緊螺帽。再用乙烯膠帶從側面封住試樣墊圈和壓環,組合成試樣組合體。將試樣組合體正杯放置于測試儀器之中;經過1小時的測試調濕時間,取出后放在干燥器中平衡半小時后稱重,再按標準規定或協定測試時間放入儀器測試一段時間之后,再次稱重。以二次稱量的重量差運用于公式之中,得出該樣品的透濕率。主要依據標準為GB/T 12704.1、ASTM E96方法A/C/E、JIS L 1099 A-1。
2、蒸發(正杯水法)法
采用量筒注入與試驗條件相同溫度的水;水的用量根據各標準要求。將試驗樣品裝于測試杯上;并正杯放置于測試儀器中;平衡一段時間后稱量,得到初始重量,再測試一段時間后,再次稱重。以二次稱量的質量差運用于公式之中,得出該樣品的透濕率。主要標準為:GB/T 12704.2方法A、ASTM E96方法B/E、JIS L1099 A-2、BS 7209。
3、蒸發(倒杯水法)法
采用量筒注入與試驗條件相同溫度的水;水的用量根據各標準要求。將試驗樣品裝于測試杯上;并倒杯放置于測試儀器中;平衡一段時間后稱量,得到初始重量,再測試一段時間后,再次稱重。經計算,得出該樣品的透濕率。主要標準為:GB/T 12704.2方法B、ASTM E96方法BW。
4、醋酸鉀法
在試驗杯中注入飽和醋酸鉀溶液,約杯子高度的2/3;再將試樣封于試驗杯品處,倒置于測試水槽中。稱取測試前試驗杯的總體質量與15分鐘之后試驗杯的總體質量。主要標準為:JIS L1099方法B-1、JIS L1099方法B-2、ISO 14956。
各國透濕測試方法的比較
透濕標準常用的有國標、歐標、美標、日標,這幾個標準分別有吸濕法和蒸發法,但是這些標準所采用的測試條件都不一致,所以測得的結果也是不一致。那么,該如何選用呢?
一般是根據產品要發去哪個地域就采用那個地域的標準,但是,由于美國在這個行業一直處于領先地位,而且該國的市場也非常的大,該方法測試的數據也相對較高,ASTM標準自然而然成為最常用的方法。現在大部分客戶都采用該方法做檢測。最后,再根據樣品的特性選擇吸濕法或蒸發法。
測試結果的主要影響因素
在做透濕性試驗的時候,經常會出現同一批次面料、面料與成衣在不同檢驗機構測試或同一機構不同時間測試,其結果差異很大的現象。
目前國內外的紡織面料透濕性測試的方法非常多,日常生活中在品牌運動服裝上會有關于防水透濕指標,但是一般都沒有指明其測試方法。而目前常見的各種測試方法的結果又不具備相關性和可比性,因此,評價服裝的透濕性性能,首先要確定的是測試方法。確定測試方法后,同時應注意本文中提到的各種影響因素,以保證測試結果的復重性。
1、干燥劑的影響
(1)氯化鈣的粒徑分布均勻性
氯化鈣的規格,會直接影響其吸濕的效果,國家標準規定氯化鈣的顆料大小為:(0.63~2.5)mm,并規定在環境平衡后,將氯化鈣上下搖均,目的就是防止氯化鈣的潮解對測試結果的影響。
氯化鈣具有強效吸濕效果,顆粒越細,其比表面積越大,吸濕速度越快,但其吸濕潮解后會在表面形成六水氯化鈣保護層,如果表層顆粒越細,在試驗調濕階段越容易形成保護層,在后續正式試驗階段越容易阻止內部氯化鈣的吸濕性,從而影響了試驗結果。
試驗前一定要對購買的干燥劑用規定的篩網進行顆粒規格控制,在填裝過程要盡可能的保持其顆粒分布的均勻性。
(2)氯化鈣的用量
國家標準對氯化鈣的用量有明確規定,約35g,且試樣表面和干燥劑要操持4mm左右的距離,干燥劑表面要平整。這樣能有效控制試樣與干燥劑之間的空氣層的一致性。空氣層的大小,決定了空氣層中水分總量,干燥劑在工作時,首先是干燥試樣組合體中空氣層的水分,使其達到100%干燥,與試樣外界形成水蒸汽的壓差。空氣層的高度決定了水汽傳輸的高度和路徑,如果干燥劑不是一個平面,試樣在測試過程中受潮,會出現松垂現象,干燥劑與織物直接接觸,水蒸氣就會從接觸面形成一個直接通道,進入實驗組合體,對試驗結果影響較大。
試驗時要嚴格控制干燥劑的用量和其在試樣杯中表面的水平性。
2、蒸發法中調節時間的影響
在相同環境下,試驗調節0.5h和1h后,測試時間均為2h的情況下,測試結果會因不同織物的風格有不同的差異。因此,建議試驗調節時間以1h為宜。
3、風速的影響
(1)同設備不同試驗杯表面風速的差異
目前透濕性測試儀的生產廠家眾多,不同儀器能同時容納的試樣杯數量不同。部份儀器可同時容納八個,如果箱體內試樣杯不能按一定速度水平運動,試樣杯表面的風速很難保持一致,會直接影響平行測試樣的測試結果無法平行。這樣的試驗結果是不被接受的,需要對儀器進行維修校準,保證平行樣的試驗結果一致性。
(2)不同設備間送風方式的差異
目前市場上的透濕性測試儀中有的采用水平葉輪平行送風設計;有的采用風扇送風。水平送風系統,使風在同一水平面上,可使各小樣的表面風速達到一致。而扇面送風系統,各小樣表面風速比較難達到一致。
4、靜止空氣層
在正杯法測試中,測試用水的蒸發首先要通過靜止空氣層;而靜止空氣層會有一定的濕阻;對透濕性測試結果的影響較大。所以GB/T 12704.2附錄B中規定了消除靜止空氣層的影響,對測試結果實行修正的方法。那么我們在測試過程中,就需要使用與標準規定相一致的試驗杯,并放入標準規定的試驗用水量。以使杯內的靜止空氣層保持一致,從而保證平行樣測試結果的一致性。
5、樣品與試杯的密封性
在測試倒杯水法中,試樣的密封性非常重要。密封性差,杯內的水分會從邊緣處漏出滴漏,或者從邊緣潤濕試樣表面,從而蒸發流失,這樣的測試結果是不被接受的,應避免發生此類現象。
6、測試樣品的有效性
樣品要具有代表性,試樣不允許有折痕、破洞,涂層織物不能有明顯的厚度不勻、起泡等。試樣的測試面朝向要正確。