纺织品蒸发法透湿性能检测方法及设备探讨

刘晓鑫，闻伯霞，杨 丽

[东丽酒伊织染（南通）有限公司，江苏 南通 226009]

随着人们生活水平的提高，对服装功能性的要求越来越多，透湿性作为服装舒适程度的考核标准，越来越受重视。世界上有各种各样的检测标准，如美国的ASTM E96、欧洲的BS、日本的JIS L 1099、中国的GB/T 12704.1及GB/T 12704.2。检测方法不同，得到的检测结果也不同。

1 检测原理

虽然透湿检测方法不同，但原理大同小异，基本是在模拟穿着的时候，评价在规定时间内将人散发出的湿气通过纺织品排出体外的能力。将面料朝向人体面的环境模拟一个高湿的环境，与外部接触的环境相对湿度较低或吸湿的环境，使内外形成压差，通过称量透过面料的水汽质量，确定透湿的性能。

2 方法分类

透湿的检测方法有吸湿法和蒸发法。蒸发法有GB/T 12704.2、JIS L 1099 A-2法、ASTM E96、BS 7209等，吸湿法有GB/T 12704.1、JIS L 1099 A-1法、B法。这里选取部分检测比较接近的标准进行了参数比较。

2.1 吸湿法

对于吸湿法[1]，比较接近的方法有GB/T 12704.1及JIS L 1099 A-1法，具体参数如表1所示。

GB/T 12704.1主要使用条件a，与人体穿着条件比较接近，与日标相比，在温度、风速范围及透湿杯深、药品的颗粒大小及吸湿剂据试样距离上有一定的差异，因此，两者的检测结果也会存在一定的差异。

2.2 蒸发法

对于蒸发法，也同样将国标与日标进行比较（表2）。

表2 国标日标蒸发法透湿方法参数比较

GB/T 12704.2中的正杯法与JIS L 1099 A-2法相似，与日标相比，在温度、风速范围及用水量上有一定的差异，因此，两者的检测结果可能会存在一定的差异。

3 方法适用性分析

由于测试方法较多，重点对蒸发法L 1099 A-2[2]的方法进行深入研究。测试原理如图1所示。把盛有一定温度的蒸馏水封于织物试样的透湿杯中，放置于规定温度和湿度的密封环境中，根据一定时间内透湿杯质量的变化计算出试样的透湿率。

（1）对检测稳定性进行调查，选择6块试样进行了5次重复性检测（表3）。

表3 透湿重复性检验

从检测结果来看，数据波动较大。极差值差别在1 000以上，因此，需要对检测差异进行分析。

对现有的设备进行温湿度的监控，从监控结果来看，不同机台间的稳定性存在差异，某型的机台湿度波动很大（图2）。通过现场确认，发现某型机台显示的温湿度与实际监控的温湿度有明显滞后的现象。通过进一步对探头的确认，发现其上有一个网状的保护罩，且保护罩的网格较密。初步推测，保护罩的存在阻挡了测试室的温湿度直接传导到探头的感应器上，造成滞后感应，环境实际已经达到设定值，而设备显示还无法继续加湿或除湿，从而造成检测波动大。因此在进行实验时将保护罩取下，使感应器直接暴露在测试室环境中。从前后结果的监控来看，设备环境的温湿度波动有了明显的改善（图3）。

（2）对检测方法的细节进行了梳理，对每次测试后的样品进行了确认，打开后发现样品面向水的一面有的已经被润湿的现象，而且发现，润湿的样品要比没有被润湿的结果相对较大。经过分析，样品被水润湿后，水会直接传导到样品正面而进行挥发，而没有被润湿的样品仅依靠水蒸气通过样品的空隙进行挥发，效果明显小于被润湿的样品。

针对这个现象进行了再次验证。选取两批样品进行润湿及不润湿的比较，润湿的样品在第一次称量后将试样杯完全倒过来，使水完全润湿样品，而未润湿的样品需要在检测放取样品及搬运过程中确保平衡不晃动，保证杯中的水不粘附在样品上，检测结果如表4所示。

表4 测试样润湿及不润湿检测比较

从检测结果来看，完全润湿的样品检测结果明显大于未润湿的，润湿样品检测结果的影响很大，而检测方法中要求水距样品10 mm。在搬运过程中，细微的晃动就会造成润湿，从而造成检测的差异，因此要特别关注（图4）。

调整了设备，同时对检测员进行了关于检测方法中搬运稳定性的培训，并再次进行了重复性检测（表5）。

表5 调整后透湿重复性检验

从检测结果来看，检测的稳定性有了明显的提高。

4 不同机构间比较

选取了同样的6块样品对多家检测机构进行不同设备的比较，从比较结果来看，各检测机构间存在差异（表6）。

为了能够找到差异，需要对各检测机构的设备及检测条件进行确认（表7）。

通过设备调查发现，同样的方法，使用的设备及风速设定各不相同。标准JIS L 1099[3]A-2标准上没有规定相应的设备具体类型的要求，而且风速规定0.8 m/s以下，范围也比较宽泛，各检测机构的风速均在要求范围内。因此，参照标准来说，各检测结果都是符合标准要求，进而造成了各检测机构间的差异可能为设备的差异或风速的差异。从检测结果来看，风速越大的检测机构，检测结果越大。为了验证风速对检测结果的影响，选取1块均匀面料，取18个样品，分别在3种风速水平下，各进行一组试验，每组检测6个样品，共产生18个数据（表8）。

利用Minitab对数据进行单因子方差分析后，结果如图5—6所示，方差分析，均值见表9—10。

表6 不同检测机构检测比较

表7 检测机构检测条件及设备类型

表8 不同风速比较

单因子方差分析：风速与透湿度。

原假设H0：透湿=0.52 m/s 透湿= 0.67 m/s 透湿= 0.82 m/s 。

备择假设H1：0.52 m/s 、0.67 m/s 、0.82 m/s 3种风速的透湿至少一个与其他不相等。

显著性水平α = 0.05。

因子 水平数 值风速 3 0.52 0.67 0.82

表9 方差分析

表10 均值

合并标准差 = 64.063 9。

首先，从mintab分析中可以看出，P值<0.05，选择备择假设，3种风速的透湿度至少有一个与其他不相等—风速对透湿度有影响（从数据可看出，风速越大，透湿度结果越大）。

其次，在比较中发现，虽然检测机构3的设备设定一致，但是检测结果也存在差异。因此测量了机台的实际风速，其中一台设备虽然设定风速为0.4 m/s，但实际杯口上方的风速仅为0.1 m/s。通过与厂家沟通后了解到，设备设计的规格就是保证出风口的风速达到设计风速。实际进行了测量，出风口的风速基本与设定风速一致，而测试杯的风速明显小于设定风速，对检测结果与风速进行了比较（表11）。

最后，从检测结果来看，不同设备间虽然设定条件一致，但是由于实际风速不一致，造成的检测结果存在差异，实际风速小的检测结果明显小。因此可以看出，风速对检测结果的影响比较大，风速越大，检测结果越大。

表11 同一检测机构不同设备比较

5 结语

（1）透湿机探头上的保护罩会影响温湿度的稳定性，因此，不使用保护罩可以提高设备温湿度的稳定性，提高设备的检测精度。

（2）针对使用水作为蒸发剂的检测，在检测搬运试样杯称重过程中，测试杯的晃动极易造成水润湿样品，使检测结果变大，因此，要特别关注搬运试样杯时的稳定性，避免水的润湿造成检测差异。标准规定水距样品10 mm，距离较小，易造成润湿，导致检测波动，因此加大这个距离可以有效避免这类问题的发生，建议在修订标准时进行变更。

（3）在织物的透湿检测中，风速影响最终的检测结果。JIS L 1099 A-2标准上规定0.8 m/s以下，范围比较宽泛，在此风速范围内检测，检测结果存在差异，但都符合标准要求。因此，在该透湿性规格约定时，要明确风速，防止因风速差异造成检测差异的纠纷，规避或降低此类风险。修订标准时，该风速的范围需要进一步明确，缩小范围，减少方法问题造成的检测差异。

（4）不同设备厂家的透湿机风速控制原理不一样，有些型号的透湿试验机设定的风速是样品上的风速，而有些型号的透湿试验机设定的风速只是风口的风速，不是实际样品上的风速。两种类型的设备会造成检测结果的差异，因此在选择设备时一定要确认设备实际的风速。