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美邦仪器技术期刊——第二期

2017-03-10 03:02:01

《织物透气性能的研究》——第二期

主题：关于织物透气性能的讨论

发布时间：2017-03-10
一、织物透气性测试的意义
　　人体穿着服装，除了可以给人以装饰美外，其主要目的是保持人体与周围环境之间的温度交换平衡。当周围环境变化时，利用增减服装来调节平衡，可保持人体皮肤的环境温度相对稳定。
　　为了研究织物在人体-服装-环境系统中直到的重要调节作用，就需要测量织物的通透性。所谓通透性，是指热、湿(液相气相)、空气(气流)等通过织物的难易程度，这种性能随着使用的目的不同而异。人体不断进行着代谢，来维持皮肤表面温度恒定。此时，人体皮肤表面不断向环境散发热量和湿气。湿气包括两方面内容，其一是在人体静止条件下，通过无感排汗向环境蒸发的湿气(气相)；另一方面是在人体运动的条件下，通过不感排汗向环境散发湿气(液相)。为此，就需要测定织物的保暖性、透水性、吸湿性、透气性等，依次来间接反映服装在穿着时的舒服性能。
　　随着人们生活水平的提高，对织物的性能要求日益提高，因此，作为织物性能重要组成部分的透气性也显得越来越重要，其性能的检测与评价方法也相应的更加重要。
二、织物透气性的影响因素
　　影响织物透气性的因素很多，有纤维的截面形状、纱线的细度与体积重量、织物的组织材料、结构、表面特征、加工方式与以及染整加工工艺条件等等，具体见表1。

表1织物透气性影响因素

三、织物透气性能的国内外研究现状
　　织物的透气性是指在一定的压差下，单位时间内渡过织物单位面积的空气体积(其单位为m²·s)。一般的服装面料都有一定的透气性，因为人体时刻都在呼吸，而服装面料的透气性恰好为人体皮肤与外界气体交换提供了通道。同时，服装面料的透气性也有利于人体热量的发散，从而使人体保持舒服。
　　影响织物舒服性的另一个重要因素是织物的透气性。运动服、防风防寒服均对织物透气性有较高要求。有些工业纺织品如飞机降落伞、滤布等对织物透气性有特殊要求。织物透气性决定于织物中经纬纱线间以及纤维间隙的数量与大小，亦与经纬密度、经纬纱线特数、纱线等因素有关。此外还与纤维性质、纱线结构、织物厚度和体积重量等因素有关。衣着用织物在穿着中的透气性还受到外界大气因素的影响，一般气温升高，透气性下降，风速增加，则透气性增大。
　　织物透气性的研究开始于卫生面料应用的十九世纪。通过多孔介质研究透气性的结果，Darcy建立了依据压降所得出的与透气之间的线形关系，研究织物透气性的Rubner正是以Darcy的规律为依据。接下来的研究是由Rekk，Florinskii，Fochheimer，Khanzhonkov和Zelenko探索了气流通过多孔材料的通过率，这项研究显示了由压差决定的透过性不再随着过滤速率的提高而呈现线形变化。应用到纺织材料上，这种现象在Rakhmatullin的研究和他提出的等式中有所反映。Arkhangel对纺织材料透气性做了大量系统的研究，引进了一个现在常用的特征值-透气系数，并提出根据他们的透气性不同对纺织品进行分类。织物不同特征结构对他们透气性的影响已经由Clayton、Keswell、Hearle等人研究出来。
四、国内外常用织物透气性测试标准和方法
1. 透气性测试标准介绍
　　纺织品的透气性是影响织物性能的重要因素之一。服用、装饰用织物等的舒服性能与织物的透气性有很大关系。一些工业纺织品，如飞机降落伞、滤布以及气囊织物也须遵守一定的透气性要求，才能更好的发挥作用。
　　目前，国外的透气性检测方法主要有：ISO 9237-1995(主要应用于纺织织物、产业用布、非织造布上)；ISO 7229-1997(主要应用于橡胶或塑料涂层织物)；ASTM D737-2004(2012)(主要应用于纺织织物)；BS 5636-1978(主要应用于纺织织物)；JIS L1096-1999(主要应用于纺织品)。
　　我们国内对织物透气性的测定方法，应用较为广泛的标准是GB/T 5453-1997(等效采用ISO 9237-1995)，该标准适用于多种纺织织物，包括产业用织物、非织物布和其它可透气的纺织产品。在测试时通过不同的压降对服用织物与产业用织物进行了细微区分，服用织物压降选择100Pa，产业用织物压降为200Pa。GB/T 5453-1985《织物透气生试验方法》中以透气量(是指织物两面在规定的压力差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积)衡量织物透气性的指标，修订标准GB/T 5453-1997采用透气率(是指在规定的试样面积、压降和时间条件下，气流垂直通过试样的速率)表示织物的透气性能。
　　而ASTM D737与上述两项标准在适用范围、温湿度、测试面积、压力差等方面有所差异。考虑到进出口纺织品贸易的实际情况，拟选用不同的样品对ISO 9237和ASTM D737的具体温湿度、测试面积、压力差，等条件进行对比探讨，选择出适用性和代表性的条件，建立适合进出口贸易的行业标准。
2. 透气性测试标准比较
　　目前，常用的透气性测试标准主要有ASTM D737-2012《纺织品透气性测试方法》，ISO 9237-1995《纺织品织物透气性的测定》，GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》和JIS L1096-1999《纺织品透气性测试方法》。其中，GB/T 5453-1997等效于ISO 9237-1995。JIS L1096-1999分为A法和B法，A法采用弗雷泽型(Frazir)透气度测试仪，压差为125Pa，测量5次求平均值；B值采用格利型(Gurley)透气度测试仪，测量在特定压差下，300ml空气透过织物所用的时间，透气率用时间来表达，单位为秒，此法适用于毛织物。由于JIS L1096要求采用特定的仪器，因而在日常检测中并不常用在下文的条件探讨中，不考虑该标准。
　　对于进出口贸易来说，抽样的代表性至关重要，因此系统内部也对纺织品和服装的抽样均制定了行业标准，为了更好的适应进出口纺织品的具体情况，抽样的原则引用SN/T 3702《进出口纺织品质量符合性评价抽样方法》，该标准包括7个部分分别为：
——1部分：通则
——2部分：纺织原料
——3部分：纺织纱线
——4部分：纺织织物
——5部分：纺织制品
——6部分：服装
——7部分：特种纺织品
　　可以满足各种需求，比ASTM D737-2012和ISO 9237-1995的规定更为具体。
　　在取样方面，ISO 9237-1995的规定较为笼统，仅表示测试部位随机选取。ASTM D737-2012的规定具体但是特别规定了样品的裁剪。从透气性测试本身的需要和客户成本需求，进行无损检测更为合适，没有必要对样品进行裁剪。
五、透气性测试仪器设备
　　织物透气性测试仪器国际上主要有FF-12(匈牙利)，VPTM-2(Russia)，Shirley透气仪(英国)，其中VPTM-2适用于研究气体透过织物的流动特征。VPTM-2和Shirley透气仪测得结果的一致性已经确定。在这些仪器中，透气性结果测量的比率范围0.83≤BVPTM/BShirley≤1.07，BVPTM/BShirley的平均值约等于0.96。从FF-12和Shirley透气仪测得的结果比率范围0.93≤BFF/BShirley≤1.61，BFF/BShirley的平均值约等于1.32。数据的相关系数值是：RFF and Shirley=0.98，RVPTM and Shirley=0.99。
　　国内透气仪主要有Y561、YG461A、KESF-AP1、YG(B)401D-Ⅱ、FX 3300型。YG461系列主要用于测试一般的机织物，针织物，特种工业用织物及非织造织物的透气性，可也用于测试造纸行业中空气滤芯纸，工业滤纸，复膜材料等非纺织物，及其它片状材料的透气性。其测试原理是：使用织物透气仪测定织物在一定压力差条件下，单位时间内通过织物的空气量，从而求得织物的透气性能。一般透气仪测定织物在一定压力差条件下，单位时间内通过织物的空气量，从而求得织物的透气性能。一般透气量越大，织物的透气性越好;在透气量相等的情况下，织物两端的压力差越大，织物的透气性越差。
　　根据纺织品检测的情况来看，采用以上仪器设备均能满足目前透气性测试的需求，不同设备的测试结果之间没有显著差异，因此在标准中不需要对仪器进行特定的规定，只要能满足标准的条件，即可进行透气性测试。

我公司开发的YG461E透气性测试仪

【适用范围】：
用于多种纺织织物，包括产业用织物、非织造布等纺织制品和可透气材料的透气性能测定。
【符合标准】：
GB/T 5453、GB/T 13764、ISO 9237、ISO 7231、ISO 5636、BS 5636、ASTM D737 DIN 53887、JIS L1096
【仪器特性】：
1、本仪器采用高精度压差传感器替代传统的水柱压差法测试。
2、微机对测试数据进行计算，免除人工换算查表。
3、可根据每个喷嘴测量范围提示进行更换喷嘴，自动固定试样，使操作简便易行，精度与效率更高。
4、可以与电脑上位机联机操作，自动绘制实时试验数据曲线，便于观察。
5、高清晰度彩色触摸屏显示，方便快捷。
6、试验参数直接数字设定，参数单位可根据需要设置。
7、配备微型热敏打印机。
8、本仪器的支架由冷轧钢板直接冲压成型制作，表面喷塑处理，简洁美观、轻便、稳固。
9、流量筒体采用无缝钢管，经久耐用，稳固密封，并设门盖与门锁装置，在保证更换喷嘴的便捷时，也保证了良好的气密性。
10、试样固紧装置由气缸控制，实验启动时自动下压夹住试样，并有足够的压紧力，保证试样夹具的紧密贴合性。
【技术参数】：
1、试样压差范围：1～4000Pa
2、可测透气率：1～9999mm/s
3、测量误差：≤±2％
4、可测织物厚度：≤12mm
5、吸风量调节：数据反馈动态调节
6、测试面积：5cm²；20cm²；50cm²；100cm²，Ф50mm（≈19.6cm²），Ф70mm（≈38.5cm²）
7、喷嘴参数：