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美邦儀器技術(shù)期刊——第二期

2017-03-10 03:02:01

《織物透氣性能的研究》——第二期
主題：關(guān)于織物透氣性能的討論
發(fā)布時間：2017-03-10
一、織物透氣性測試的意義
　　人體穿著服裝，除了可以給人以裝飾美外，其主要目的是保持人體與周圍環(huán)境之間的溫度交換平衡。當(dāng)周圍環(huán)境變化時，利用增減服裝來調(diào)節(jié)平衡，可保持人體皮膚的環(huán)境溫度相對穩(wěn)定。 
　　為了研究織物在人體-服裝-環(huán)境系統(tǒng)中直到的重要調(diào)節(jié)作用，就需要測量織物的通透性。所謂通透性，是指熱、濕(液相氣相)、空氣(氣流)等通過織物的難易程度，這種性能隨著使用的目的不同而異。人體不斷進(jìn)行著代謝，來維持皮膚表面溫度恒定。此時，人體皮膚表面不斷向環(huán)境散發(fā)熱量和濕氣。濕氣包括兩方面內(nèi)容，其一是在人體靜止條件下，通過無感排汗向環(huán)境蒸發(fā)的濕氣(氣相)；另一方面是在人體運動的條件下，通過不感排汗向環(huán)境散發(fā)濕氣(液相)。為此，就需要測定織物的保暖性、透水性、吸濕性、透氣性等，依次來間接反映服裝在穿著時的舒服性能。
　　隨著人們生活水平的提高，對織物的性能要求日益提高，因此，作為織物性能重要組成部分的透氣性也顯得越來越重要，其性能的檢測與評價方法也相應(yīng)的更加重要。
二、織物透氣性的影響因素
　　影響織物透氣性的因素很多，有纖維的截面形狀、紗線的細(xì)度與體積重量、織物的組織材料、結(jié)構(gòu)、表面特征、加工方式與以及染整加工工藝條件等等，具體見表1。  
表1織物透氣性影響因素
三、織物透氣性能的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
　　織物的透氣性是指在一定的壓差下，單位時間內(nèi)渡過織物單位面積的空氣體積(其單位為m2·s)。一般的服裝面料都有一定的透氣性，因為人體時刻都在呼吸，而服裝面料的透氣性恰好為人體皮膚與外界氣體交換提供了通道。同時，服裝面料的透氣性也有利于人體熱量的發(fā)散，從而使人體保持舒服。 
　　影響織物舒服性的另一個重要因素是織物的透氣性。運動服、防風(fēng)防寒服均對織物透氣性有較高要求。有些工業(yè)紡織品如飛機(jī)降落傘、濾布等對織物透氣性有特殊要求?？椢锿笟庑詻Q定于織物中經(jīng)緯紗線間以及纖維間隙的數(shù)量與大小，亦與經(jīng)緯密度、經(jīng)緯紗線特數(shù)、紗線等因素有關(guān)。此外還與纖維性質(zhì)、紗線結(jié)構(gòu)、織物厚度和體積重量等因素有關(guān)。衣著用織物在穿著中的透氣性還受到外界大氣因素的影響，一般氣溫升高，透氣性下降，風(fēng)速增加，則透氣性增大。 
　　織物透氣性的研究開始于衛(wèi)生面料應(yīng)用的十九世紀(jì)。通過多孔介質(zhì)研究透氣性的結(jié)果，Darcy建立了依據(jù)壓降所得出的與透氣之間的線形關(guān)系，研究織物透氣性的Rubner正是以Darcy的規(guī)律為依據(jù)。接下來的研究是由Rekk，F(xiàn)lorinskii，F(xiàn)ochheimer，Khanzhonkov和Zelenko探索了氣流通過多孔材料的通過率，這項研究顯示了由壓差決定的透過性不再隨著過濾速率的提高而呈現(xiàn)線形變化。應(yīng)用到紡織材料上，這種現(xiàn)象在Rakhmatullin的研究和他提出的等式中有所反映。Arkhangel對紡織材料透氣性做了大量系統(tǒng)的研究，引進(jìn)了一個現(xiàn)在常用的特征值-透氣系數(shù)，并提出根據(jù)他們的透氣性不同對紡織品進(jìn)行分類?？椢锊煌卣鹘Y(jié)構(gòu)對他們透氣性的影響已經(jīng)由Clayton、Keswell、Hearle等人研究出來。 
四、國內(nèi)外常用織物透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)和方法
1. 透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)介紹 
　　紡織品的透氣性是影響織物性能的重要因素之一。服用、裝飾用織物等的舒服性能與織物的透氣性有很大關(guān)系。一些工業(yè)紡織品，如飛機(jī)降落傘、濾布以及氣囊織物也須遵守一定的透氣性要求，才能更好的發(fā)揮作用。 
　　目前，國外的透氣性檢測方法主要有：ISO 9237-1995(主要應(yīng)用于紡織織物、產(chǎn)業(yè)用布、非織造布上)；ISO 7229-1997(主要應(yīng)用于橡膠或塑料涂層織物)；ASTM D737-2004(2012)(主要應(yīng)用于紡織織物)；BS 5636-1978(主要應(yīng)用于紡織織物)；JIS L1096-1999(主要應(yīng)用于紡織品)。
　　我們國內(nèi)對織物透氣性的測定方法，應(yīng)用較為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 5453-1997(等效采用ISO 9237-1995)，該標(biāo)準(zhǔn)適用于多種紡織織物，包括產(chǎn)業(yè)用織物、非織物布和其它可透氣的紡織產(chǎn)品。在測試時通過不同的壓降對服用織物與產(chǎn)業(yè)用織物進(jìn)行了細(xì)微區(qū)分，服用織物壓降選擇100Pa，產(chǎn)業(yè)用織物壓降為200Pa。GB/T 5453-1985《織物透氣生試驗方法》中以透氣量(是指織物兩面在規(guī)定的壓力差下，單位時間內(nèi)流過織物單位面積的空氣體積)衡量織物透氣性的指標(biāo)，修訂標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5453-1997采用透氣率(是指在規(guī)定的試樣面積、壓降和時間條件下，氣流垂直通過試樣的速率)表示織物的透氣性能。 
　　而ASTM D737與上述兩項標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍、溫濕度、測試面積、壓力差等方面有所差異。考慮到進(jìn)出口紡織品貿(mào)易的實際情況，擬選用不同的樣品對ISO 9237和ASTM D737的具體溫濕度、測試面積、壓力差，等條件進(jìn)行對比探討，選擇出適用性和代表性的條件，建立適合進(jìn)出口貿(mào)易的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 
2. 透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)比較 
　　目前，常用的透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)主要有ASTM D737-2012《紡織品透氣性測試方法》，ISO 9237-1995《紡織品織物透氣性的測定》，GB/T 5453-1997《紡織品織物透氣性的測定》和JIS L1096-1999《紡織品透氣性測試方法》。其中，GB/T 5453-1997等效于ISO 9237-1995。JIS L1096-1999分為A法和B法，A法采用弗雷澤型(Frazir)透氣度測試儀，壓差為125Pa，測量5次求平均值；B值采用格利型(Gurley)透氣度測試儀，測量在特定壓差下，300ml空氣透過織物所用的時間，透氣率用時間來表達(dá)，單位為秒，此法適用于毛織物。由于JIS L1096要求采用特定的儀器，因而在日常檢測中并不常用在下文的條件探討中，不考慮該標(biāo)準(zhǔn)。 
　　對于進(jìn)出口貿(mào)易來說，抽樣的代表性至關(guān)重要，因此系統(tǒng)內(nèi)部也對紡織品和服裝的抽樣均制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了更好的適應(yīng)進(jìn)出口紡織品的具體情況，抽樣的原則引用SN/T 3702《進(jìn)出口紡織品質(zhì)量符合性評價抽樣方法》，該標(biāo)準(zhǔn)包括7個部分分別為： 
——1部分：通則
——2部分：紡織原料
——3部分：紡織紗線
——4部分：紡織織物
——5部分：紡織制品
——6部分：服裝
——7部分：特種紡織品
　　可以滿足各種需求，比ASTM D737-2012和ISO 9237-1995的規(guī)定更為具體。 
　　在取樣方面，ISO 9237-1995的規(guī)定較為籠統(tǒng)，僅表示測試部位隨機(jī)選取。ASTM D737-2012的規(guī)定具體但是特別規(guī)定了樣品的裁剪。從透氣性測試本身的需要和客戶成本需求，進(jìn)行無損檢測更為合適，沒有必要對樣品進(jìn)行裁剪。 
五、透氣性測試儀器設(shè)備
　　織物透氣性測試儀器國際上主要有FF-12(匈牙利)，VPTM-2(Russia)，Shirley透氣儀(英國)，其中VPTM-2適用于研究氣體透過織物的流動特征。VPTM-2和Shirley透氣儀測得結(jié)果的一致性已經(jīng)確定。在這些儀器中，透氣性結(jié)果測量的比率范圍0.83≤BVPTM/BShirley≤1.07，BVPTM/BShirley的平均值約等于0.96。從FF-12和Shirley透氣儀測得的結(jié)果比率范圍0.93≤BFF/BShirley≤1.61，BFF/BShirley的平均值約等于1.32。數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)值是：RFF and Shirley=0.98，RVPTM and Shirley=0.99。 
　　國內(nèi)透氣儀主要有Y561、YG461A、KESF-AP1、YG(B)401D-Ⅱ、FX 3300型。YG461系列主要用于測試一般的機(jī)織物，針織物，特種工業(yè)用織物及非織造織物的透氣性，可也用于測試造紙行業(yè)中空氣濾芯紙，工業(yè)濾紙，復(fù)膜材料等非紡織物，及其它片狀材料的透氣性。其測試原理是：使用織物透氣儀測定織物在一定壓力差條件下，單位時間內(nèi)通過織物的空氣量，從而求得織物的透氣性能。一般透氣儀測定織物在一定壓力差條件下，單位時間內(nèi)通過織物的空氣量，從而求得織物的透氣性能。一般透氣量越大，織物的透氣性越好;在透氣量相等的情況下，織物兩端的壓力差越大，織物的透氣性越差。 
　　根據(jù)紡織品檢測的情況來看，采用以上儀器設(shè)備均能滿足目前透氣性測試的需求，不同設(shè)備的測試結(jié)果之間沒有顯著差異，因此在標(biāo)準(zhǔn)中不需要對儀器進(jìn)行特定的規(guī)定，只要能滿足標(biāo)準(zhǔn)的條件，即可進(jìn)行透氣性測試。 
我公司開發(fā)的YG461E透氣性測試儀

【適用范圍】：
用于多種紡織織物，包括產(chǎn)業(yè)用織物、非織造布等紡織制品和可透氣材料的透氣性能測定。
【符合標(biāo)準(zhǔn)】：
GB/T 5453、GB/T 13764、ISO 9237、ISO 7231、ISO 5636、BS 5636、ASTM D737 DIN 53887、JIS L1096
【儀器特性】：
1、本儀器采用高精度壓差傳感器替代傳統(tǒng)的水柱壓差法測試。
2、微機(jī)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，免除人工換算查表。
3、可根據(jù)每個噴嘴測量范圍提示進(jìn)行更換噴嘴，自動固定試樣，使操作簡便易行，精度與效率更高。
4、可以與電腦上位機(jī)聯(lián)機(jī)操作，自動繪制實時試驗數(shù)據(jù)曲線，便于觀察。
5、高清晰度彩色觸摸屏顯示，方便快捷。
6、試驗參數(shù)直接數(shù)字設(shè)定，參數(shù)單位可根據(jù)需要設(shè)置。
7、配備微型熱敏打印機(jī)。
8、本儀器的支架由冷軋鋼板直接沖壓成型制作，表面噴塑處理，簡潔美觀、輕便、穩(wěn)固。
9、流量筒體采用無縫鋼管，經(jīng)久耐用，穩(wěn)固密封，并設(shè)門蓋與門鎖裝置，在保證更換噴嘴的便捷時，也保證了良好的氣密性。
10、試樣固緊裝置由氣缸控制，實驗啟動時自動下壓夾住試樣，并有足夠的壓緊力，保證試樣夾具的緊密貼合性。
【技術(shù)參數(shù)】：
1、試樣壓差范圍：1～4000Pa
2、可測透氣率：1～9999mm/s
3、測量誤差：≤±2％
4、可測織物厚度：≤12mm
5、吸風(fēng)量調(diào)節(jié)：數(shù)據(jù)反饋動態(tài)調(diào)節(jié)
6、測試面積：5cm2；20cm2；50cm2；100cm2，Ф50mm（≈19.6cm2），Ф70mm（≈38.5cm2）
7、噴嘴參數(shù)：

8、數(shù)據(jù)處理量：≤20-30次試驗
9、打印機(jī)：熱敏微型打印機(jī)
10、數(shù)據(jù)端口：RS232(上位機(jī)電腦通信)
11、電源：AC 220V±10V 50Hz
12、功耗：1200W
13、重量：80Kg
14、外形：1080×670×1080mm（L×W×H）