织物透湿透气性能相关性试验研究

文/朱国权 倪冰选 陈丹妮

1 引言

透湿性能和透气性能是考核织物舒适性能的两项重要检测项目。透湿性能好的织物，身体皮肤所排出的汗液能够有效通过织物散发到空气中，保证身体皮肤的干爽舒适，而具有良好透气性能的织物，能够保证衣服内部微环境与外部空气环境的流通，使得我们穿衣服的时候不闷。

透湿性能是指水蒸气透过织物的能力，通常是在规定的温湿度条件下，规定时间内通过单位面积试样的水蒸气质量，一般换算为每天每平方米织物透过的水蒸气质量。透湿性能的测试方法分为吸湿法和蒸发法，其中蒸发法又分为正杯法和倒杯法。吸湿法测试标准是GB/T 12704.1—2009[1]《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》，一般适用于厚度在10mm以内，且透湿率不大于29000g/（m2·24h）的织物。测试时，把盛有干燥剂并封以织物的透湿杯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变化计算织物的透湿率、透湿度和透湿系数等指标。蒸发法（包括正杯法和倒杯法）检测标准是GB/T 12704.2—2009[2]《纺织品 织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》，一般适用于厚度在10mm以内的各类织物，其中倒杯法仅仅适用于防水透气性织物。检测时，把盛有一定温度蒸馏水并封以织物试样的透湿杯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透湿率、透湿度和透湿系数。

透气性能是指空气透过织物的能力，通常是在规定的试验面积、压降和时间条件下，测试气体垂直通过试样的速率。测试标准通常采用GB/T 5453—1997[3]《纺织品 织物透气性的测定》。

2 试验样品和仪器

2.1 试验样品

本试验所采用样品包括1#至6#样品，其中1#和2#样品为机织涂层织物，3#和4#样品为机织覆膜织物，5#和6#样品为针织休闲织物，具体见1所示。

表1 试验样品信息

2.2 试验仪器

本试验研究使用的主要仪器包括透气仪、透湿仪、电子天平和烘箱，试剂使用到无水氯化钙，主要仪器的信息如下：

（1）透气仪：仪器型号YG461E，温州方圆仪器有限公司。

（2）透湿仪：仪器型号YG601H，宁波大禾仪器有限公司。

3 试验研究内容

3.1 试验内容

（1）透湿性测试

吸湿法测试环境为温度（38±2）℃，相对湿度（90±2）%，试验时间为1h，采用无水氯化钙为吸湿剂。正杯法和倒杯法测试环境为温度（38±2）℃，相对湿度（50±2）%，试验时间为1h。对1#至4#样品分别进行正杯法和倒杯法透湿性试验，对1#至6#样品进行吸湿法透湿性试验，获得3种测试方法的透湿性结果。

（2）透气性测试

透气性能测试方法采用试验面积为20cm2，压降为100Pa的条件，分别对1#至6#样品进行透气性能试验。

3.2 研究内容

（1）透湿性能测试方法对比研究

对6种试验样品，分别采用吸湿法、正杯法、倒杯法3种透湿性能测试方法，获得6种样品不同测试方法时的透湿性能测试结果，研究采用不同测试方法与透湿性能测试结果的相关性。

（2）透湿性能与透气性能相关性研究

通过对以上6种不同织物的透湿性能和透气性能进行检测，研究织物透气性能和透湿性能间相关性。

4 试验结果与分析

4.1 试验结果

4.1.1 透湿性能

对6种样品分别采用吸湿法、正杯法和倒杯法进行透湿性能测试，测试结果见表2～表4所示。其中，采用吸湿法时，透湿性能测试结果见表2所示；采用正杯法时，透湿性能测试结果见表3所示，其中5#和6#样品出现润湿状态，未计算其透湿性；采用倒杯法时，透湿性能测试结果见表4所示，其中5#和6#不适用于倒杯法。

4.1.2 透气性能

对6种样品采用透气仪的透气性能测试结果见表5所示。

表2 吸湿法透湿性测试结果

表3 正杯法透湿性测试结果

表4 倒杯法透湿性测试结果

表5 透气性测试结果

4.2 不同透湿性测试方法对比

对于1#至4#样品，分别采用吸湿法、正杯法、倒杯法的测试结果对比见图1所示。

（1）正杯法和倒杯法对比

对蒸发法中的正杯法和倒杯法进行比较。从图1中可以看出，采用正杯法时，4种样品透湿率从大到小为2#＞1#＞3#＞4#；采用倒杯法时也为2#＞1#＞3#＞4#，即采用正杯法和倒杯法时，两者之间具有一定的对应关系，即某个样品采用正杯法测试结果较大，那么相应地采用倒杯法测试结果也较大。

对于试验样品，采用倒杯法的测试结果远远大于采用正杯法的测试结果，倒杯法的透湿率约为正杯法的4倍左右。因此，当我们讲一种织物的透湿率是多大时，一定必须注明是基于什么测试方法才有意义。

图1 吸湿法、正杯法和倒杯法测试结果对比

（2）吸湿法与正杯法对比

对1#至4#4种样品，对吸湿法和正杯法测试结果进行对比，从图1中可以看出，采用吸湿法时，4种样品透湿率从大到小为2#＞1#＞3#＞4#。采用正杯法时也为2#＞1#＞3#＞4#，即采用正杯法和吸湿法时，两者之间具有对应关系，即某个样品采用吸湿法测试结果较大，那么相应地采用正杯法测试结果也较大。对于试验样品，采用吸湿法的测试结果略大于采用正杯法的测试结果，约大10%～40%。

对于同一种织物，用不同测试方法（正杯法、倒杯法、吸湿法）时，采用倒杯法的透湿率测试结果最大，吸湿法次之，而正杯法最小。

对不同的面料进行透湿性能比较时，吸湿法、正杯法、倒杯法均可以选择，其中吸湿法能够最好地区分不同样品透湿率差别，推荐优先采用吸湿法，其次可以选择正杯法。

4.3 透湿性和透气性对比

在透湿性测试中，最常用的是采用吸湿法，对透湿性（吸湿法）和透气性关系进行对比，结果见表6所示。从表6中可以看出，对6种样品的透湿性（吸湿法）和透气性进行测试，透气性好的样品，其透湿性也好。对于6种样品来讲，1#～4#与5#～6#样品对比，透气性的差别约为2000倍至3000倍间，透湿性的差别约为2倍至3倍间，因此可以得到结论：对于透气性差别很大的样品，其透湿性的差别不一定也很大。一般情况下，随着透气性能变大，透湿性相应地变大，对于1#至4#样品，均进行了涂层或覆膜处理，其透气性较差（透气性的测试时间很短），但依旧保持了一定的透湿性能，这是由于涂层或覆膜中微孔能让水蒸气透过。

表6 吸湿性和透气性对比

5 结论

从以上试验以及数据分析可以得到下列结论：

（1）对于试验样品，采用倒杯法的测试结果远远大于采用正杯法的测试结果，倒杯法的透湿率约为正杯法的4倍左右。采用吸湿法的测试结果略大于采用正杯法的测试结果，约大10%～40%。因此，当我们讲一种织物的透湿率是多大时，一定必须注明是基于什么测试方法，基于方法中的哪一种参数才有意义。

（2）对于同一种织物进行透湿性能测试时，采用倒杯法的透湿率测试结果最大，吸湿法次之，而正杯法最小。

（3）对不同的面料进行透湿性能比较时，吸湿法、正杯法、倒杯法均可以选择，其中吸湿法能够较好地区分不同面料透湿率差别，推荐优先采用吸湿法，其次选择正杯法。

（4）一般情况下，随着透气性能变大，透湿性相应地变大，但是变化幅度远小于透气性。对于透气性差别很大的样品，其透湿性的差别不一定也很大。涂层/覆膜织物的透气性很小，但依旧具有一定的透湿性。