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织物的透湿性

织物透湿性的测试
织物的透湿性是衡量服装生理穿着的舒适性的一个指标。

一、透湿机理
为了提高服装的舒适性,必须剖析水透过织物的过程。

这一过程发生于水的液相和气相两个方面。

1.水的气相传递——水蒸汽传递
织物的透水汽性,一般是在织物的两面存在着一定相对湿度梯度的条件下,以单位时间单位面积内透过的水蒸汽量(mg/cm2*h)来表示。

在湿度梯度下,水蒸汽从高湿空气透过织物向低湿空气扩散:而通过织物的水蒸汽运动,取决于纺织材料的多孔性能和织物内纤维间及纱线间的空隙,这种多孔性和空隙相互连接成通道,可传递水蒸汽逸出织物表面。

水蒸汽传递阻力的大小,就是随着这些空隙的大小及通道互相连接的程度而变化。

2.水的液相传递——液态水的传递
当液态水遇到织物时,织物中的纤维发生吸水作用。

不同纤维吸水也不相同,如亲水性纤维,由于含亲水基团较多,其吸水能力就越大,而疏水纤维正相反,所以吸水作用就差。

纤维的这种吸水作用一般称为吸湿作用。

此外,织物与液态水之间还发生芯吸作用,水沿着织物毛细血管传递到织物表面,并蒸发于周围空气层中。

实际上,水透过织物的过程,还伴随着热量的传递。

人体的热量伴随着水蒸汽透过织物一起发散到周围的空气中。

透湿过程,实际上是热湿传递的过程。

织物透湿性的测试方法一般分为织物水蒸气传递速率的测试和织物对蒸发热转移阻抗的测试两大类。

研究者主要倾向于用水蒸气阻抗(WaterVaporResistance)评价人体汗液从身体表面通过织物向环境转移的能力,主要包括出汗热盘法和出汗假人法;而生产者更喜欢用一定温度、一定湿度和一定风速下单位时间内通过织物单位面积的水蒸气质量(g/m2﹒24h或g/m2﹒h),也就是人们熟悉的透湿量来评价织物的透湿性能,因为这种测试方法主要的测试装置是杯子,织物透湿量的测试方法也叫控制杯法。

二、透湿性的测试方法
1.水正杯法
2.水倒杯法
3.干燥剂倒杯法
4.动态透湿测试法
5.出汗热盘法
三、主要讲解内容
干燥剂倒杯法(水蒸汽传递)
衡量指标:透湿量
仪器和试剂
恒温恒湿箱、干燥剂(醋酸钾)、透湿杯(塑料杯)、
橡皮筋、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)、织物
操作步骤
1.将醋酸钾溶液装入透湿杯中,装入量约为杯子容积的2/3.
2.用聚四氟乙烯薄膜盖住杯口,用橡皮筋箍紧。

3.裁取20cm*20cm的三个样品,每个样品放置在测试架上,试样用橡皮筋固定在支架上,在试样外面再放聚四氟乙烯薄膜,用橡皮筋固定。

4.将样品支撑架系统调节到能够漂浮在23摄氏度水温的水箱中为准。

5.测试杯口朝上时的重量,将杯子迅速倒置放入样品支撑架上,整个测试系统放置在恒温箱装置中,15min后将测试杯从恒温箱中取出,倒置并称重。

6.计算透湿量
P=4(a1-a2)/S
a1--测试后杯子的质量
a2--测试前杯子的质量
P--透湿量(g/h*m2)
S--测试面积(m2)
取3个样品的平均值为测试值。

透湿量的大小不仅仅和织物的材料有关,而且还会根据使用的温湿度的不同而变化。

温度升高,透湿量增加;湿度增加,透湿量增加。

水传递模式:水箱的水——PTFE膜——织物——PTFE 膜——杯子里的干燥剂
测试方法的差异
正杯法的测试条件与人体在静止和少量运动状态下所穿服装的透湿性相近,这时人体出汗较少。

倒杯法、干燥剂倒杯法和新型测试方法更接近于人体在剧烈运动状态下的透湿情况,此时人体
排出的汗液较多。

出汗防护热板仪比较精确地模拟织物紧贴人体皮肤所发生的传热传质过程,用于测量不同类型织物对蒸发热传递的阻力,所以测试值越低越好,当蒸发阻抗低于13m2·Pa /W时,该织物被认为具有较好的透湿性。

PTFE服装膜:利用聚四氟乙烯塑料树脂的成孔特性,采用双向拉伸方法制成的微孔薄膜。

该膜表面每平方厘米能达到十多亿个微孔,每个微孔直径(0.1μm-0.5μm)比水分子直径
(20μm-100μm)小几百倍,比水蒸气分子(0.0003μm-0.0004μm)大上万倍,使水蒸气能通过,而水滴不能通过,利用这种微孔结构可达到优秀的防水透湿功能;另外因为该孔极度细小和纵向不规格的弯曲排列,使风不能透过,从而又具有防风性和保暖性等特点。

经与其他面料复合后,广泛应用于军队服装,医用服装,休闲服装,消防、防毒、浸水作业等特种防护服,户外运动服装,鞋、帽、手套等辅料以及睡袋、帐篷、雨具等材料。

影响因素:温度、湿度
热盘测试法是一种用来测试模拟紧贴皮肤所发生的传热传质过程的装置。

从测试原理来看,出汗热盘测试方法属于蒸发热转移阻抗法,是用于测量不同类型织物对水蒸气的阻抗(水蒸气阻抗是指织物两侧的蒸气压力差值除以压力梯度方向单位面积总的蒸发热流量)。

蒸发阻抗越高,织物的呼吸性越差;蒸发阻抗越低,则透水汽性能越好,或者说出汗热盘法测试的是蒸气热传递阻力。

蒸发阻力测
试值(Ret值)范围一般为148.7~3.9m 2Pa/w。

Ret值小于6时,认为是极端透气,在高运动水平时穿着舒适;在6与13之间时为非常透气,在高运动水平时穿着舒适程度一般,但在一般运动水平时穿着舒适;在13与20之间时为透气,在高运动水平时穿着不舒适,但在一般运动水平时穿着舒适;在20与30之间时,为低透气,在高运动水平时穿着非常不舒适,但在低运动水平时一般舒适;高于30时为不透气,在所有运动水平时穿着都不舒适。

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