專利名稱：一種織物濕阻測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬服裝材料熱濕舒適性測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種織物濕阻測試方法。
背景技術(shù)：
目前，表征織物透濕性能的指標(biāo)有兩類透濕量和濕阻。透濕量是使用透濕杯在一定
的實(shí)驗(yàn)條件下測得的織物24小時水汽的透過量，單位g/m24h，該類方法簡單易行，應(yīng)用 面廣，但各國標(biāo)準(zhǔn)不同，實(shí)驗(yàn)方法各異，同樣的試樣在不同的標(biāo)準(zhǔn)下的結(jié)果往往沒有可比 性，例如美國標(biāo)準(zhǔn)ASTME 96-66 Method B modified和我國GB/T12704-91標(biāo)準(zhǔn)不同，如 果僅從數(shù)據(jù)去簡單比較，很容易產(chǎn)生歧義。濕阻目前多使用德國Hohenstein實(shí)驗(yàn)室提出 的出汗熱板儀(skin model)實(shí)驗(yàn)方法測量，單位Pm7W。該方法1993年被釆納為國際標(biāo) 準(zhǔn)(IS011092)， 2008年也被我國建議采納為國家標(biāo)準(zhǔn)(GBT11048)。然而，使用該標(biāo)準(zhǔn)制 造的測試設(shè)備十分復(fù)雜，國內(nèi)尚不能生產(chǎn)，現(xiàn)多進(jìn)口德國ATLAS公司的M259B和美國MTNW 公司的SGHP8.2/10.5，價格昂貴，非一般單位所承受的起。出汗熱板儀法在測量濕阻時是 需要在含水多孔測試熱板與測試織物之間加一層水汽可透過而水不可透過的聚乙烯/聚丙 烯類膜，以使測試織物避免直接與水接觸。由于IS011092沒有規(guī)定具體膜的規(guī)格，因此， 不同廠家選用不同透濕性能規(guī)格的膜會導(dǎo)致測量結(jié)果的差異；另一方面，出汗平板儀也不 能夠直接測量透過織物的透濕量，而是間接地測量因水分蒸發(fā)而引起的加熱功率的變化， 由于熱板儀熱防護(hù)設(shè)計上的差異，必然存在一定誤差，因此需要在濕熱功耗項加上一個校 正項，這個校正項雖然可以通過空板試驗(yàn)測得，但是否能完全消除非蒸發(fā)功率的影響作為 用戶幾乎無法得知。因?yàn)樯厦鎯蓚€原因，不同廠家出產(chǎn)的出汗熱板儀的試驗(yàn)結(jié)果也是有差 異的，其是否完全準(zhǔn)確地反映織物的透濕性能也是有疑問的。
目前，由于標(biāo)示織物透濕性能的透濕量和濕阻這兩類指標(biāo)在測試設(shè)備和測試方法上的 巨大差異，以至于它們之間并沒有內(nèi)在聯(lián)系，甚至有時還會出現(xiàn)相互矛盾的結(jié)果，給客觀 準(zhǔn)確評價織物的透濕性能造成了困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過在透濕杯中設(shè)置不同的水位所測得的透濕 量，回歸計算出水位與織物下面距離為零時的透濕量，再根據(jù)水溫和環(huán)境條件計算出織物 的濕阻。該方法測得的織物濕阻與織物在一定條件下透濕杯法所測的的透濕量直接聯(lián)系了起來，使兩類指標(biāo)可相互印證和比較。同時也提供了一種易于推廣、門檻和成本都較低的 織物濕阻測試方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種織物濕阻測試方法，包括下列 步驟
(1) 依次在11個(11=3 5，11=4精度效率比較平衡)透濕杯中設(shè)置^、 ^、…、Z。離織
物下表面呈遞增關(guān)系的不同距離的水位，并將透濕杯置于環(huán)境溫度為35。C 4(TC，相對濕 度為30% 40%，風(fēng)速為0. 5 1. 5m/s的條件下(恒溫恒濕箱或恒溫恒濕室)的旋轉(zhuǎn)透濕杯 架上，經(jīng)過l小時或更長時間，測量不同水位下被測織物的透濕量(稱重)，每個水位測量 至少3次，并取平均值；
(2) 利用上述的平均值并運(yùn)用二次回歸方法得到水位與織物下表面距離為零即Z = 0 時的透濕量ft，其二次回歸方程為。=W + M + c，其中，。為透濕量，Z為水位離織 物下表面的距離，a、 Zk c分別為回歸常數(shù)；
(3) 根據(jù)水溫條件和環(huán)境條件得出織物兩邊的絕對濕度差即4p =尸W仗-/^仗， 其中，尺為水溫下飽和水蒸汽壓；/吸為水面的相對濕度，A雙=100%; /^為環(huán)境溫度下飽 和水蒸汽壓，7戰(zhàn)是環(huán)境的相對濕度；
(4) 根據(jù)上述結(jié)果，通過計算得出織物的濕阻，由于」p/^議是單位面積下織物連同 上表面空氣層的總濕阻，織物的濕阻需要總濕阻減去上表面空氣層的濕阻兄。，所以，織物
的濕阻為
&=^—凡。 (1)
(2)
0五.a
其中，^為織物的透濕面積，^為水的蒸發(fā)熱，必是透濕杯在不放置織物時，且水位處于織 物位置時，在相同環(huán)境條件下的水蒸發(fā)量。
步驟(i)所述的透濕杯中的水位與被測織物下表面距離呈遞增關(guān)系，其距離最大不
超過20mm;最近距離也不能離織物過近，以免透濕杯在移動過程中與織物發(fā)生接觸。
步驟(2)根據(jù)步驟(1)所得到的結(jié)果，使用回歸的方法得到水位與織物下表面距離 為零時的透濕量。
步驟(4)所述的不放置織物時的水蒸發(fā)量Q。.是將透濕杯的壓蓋和橡膠圈拿掉，將水 位設(shè)置在離透濕杯上口距離等于壓蓋厚度的位置，在相同試驗(yàn)條件下可直接測得。所述的濕阻測試方法為將透濕杯置于裝有旋轉(zhuǎn)杯架的恒溫恒濕控制箱里進(jìn)行。 本發(fā)明采用的測量濕阻的方法是在正透濕杯法測量透濕量的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過 設(shè)置透濕杯不同的水位高度，即被測織物下表面與水位的距離，依次在一定環(huán)境條件下(如 37°C、 36%RH，風(fēng)速1.5m/s)對織物的透濕量進(jìn)行測量，水位離織物表面的距離越近，織 物下表面的空氣層影響就越小，因而透濕量就越大。然而，不可能把水位與織物下表面的 距離設(shè)置為零，這樣的話，水會直接滲入織物而導(dǎo)致織物本身特性的變化。所以，我們采 用回歸的方法來得到假如水位與織物下表面的距離為零時的透濕量。有了這個透濕量便可 算得透過織物的蒸發(fā)熱，再比上水溫下水蒸汽壓與測試空間內(nèi)的實(shí)際水蒸汽壓的差值，就 可算出該測試條件下織物以及其上表面空氣層的濕阻。要完全得到去除空氣層影響的織物 的濕阻，還需要測量沒有織物條件下水面以上空氣層的濕阻，減去空氣層的濕阻就是織物 本身的濕阻。
有益效果
本發(fā)明使用相對簡單的透濕杯法測得了當(dāng)水位與織物下表面距離為零的透濕量并計算 出濕阻，避免了過去使用出汗平板儀法測的織物濕阻與使用透濕杯法測的織物透濕量這兩 類指標(biāo)之間沒有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的問題，并且投資成本低，操作簡便，適用面廣。
圖1為本發(fā)明在控制水位下測試織物透濕量示意圖。
圖中1.織物2.壓蓋3.橡膠圈4.透濕杯5.水
圖2為本發(fā)明測量空氣層的透濕量示意圖。 圖3為本發(fā)明透濕量與空氣層厚度回歸曲線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。
分別向直徑為60mm、深度為22咖的透濕杯中注入了 15ml、 25ml、 35ml、 45ral水，實(shí) 際水面與織物下表面的距離為6. 08腿、9. 62rnm、 13. 16mra、 16. 69mm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，水位對透 濕量的影響是非線性的，超過20mm后，透濕量的變化就比較小了，因此，水位與布面的 距離最大不要超過20mm;最近的水位也不能離織物過近，以免透濕杯在移動過程中與織物發(fā)生接觸。理論上，使用兩個或三個水位都可以做出回歸結(jié)果，但是如果一個水位的實(shí)驗(yàn) 出現(xiàn)較大的偏差，對結(jié)果的影響較大，因此，采用四個水位以及二次曲線回歸相對比較準(zhǔn) 確。
如圖l、 2所示，確定織物上表面空氣層的濕阻需要確定當(dāng)水位處于安裝布面位置時， 且不放置織物時的水蒸發(fā)量ft。可以將壓蓋和橡膠圈拿掉，將水位設(shè)置在離透濕杯上口距 離等于壓蓋厚度A的位置，在相同試驗(yàn)條件下可直接測得。
將透濕杯置于裝有旋轉(zhuǎn)杯架的恒溫恒濕控制箱里進(jìn)行是最佳的選擇之一。首先，這樣 透濕杯的水溫與周圍環(huán)境保持高度的一致性(存在相對固定的溫差)，不需要另外再控制 水溫；另一方面，若干個透濕杯置與旋轉(zhuǎn)杯架一起做恒速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即使恒溫恒濕箱內(nèi)部 不同的部位溫濕度和風(fēng)速等有差異，而每個水杯都得能到完全一致的環(huán)境條件。恒溫恒濕 箱從一側(cè)到另一側(cè)流經(jīng)透濕杯上表面的風(fēng)速測定約1. 5ra/s，透濕杯旋轉(zhuǎn)的速度為4轉(zhuǎn)/分， 線速度0.05m/s，因此，可認(rèn)為透濕杯上表面的風(fēng)速即為1.5±0.3m/s。
在出汗熱板儀中，是將熱平板溫度設(shè)定為35°C，恒溫恒濕箱內(nèi)環(huán)境設(shè)置為35°C、相 對濕度40%，也就是平板與環(huán)境的溫差為零(此時消耗的功率即水分蒸發(fā)帶走的熱量)，以 出汗熱板35。C下飽和水蒸氣壓和環(huán)境35°C、 40%RH時濕氣壓之差來決定織物透濕指標(biāo)的大 小。為了和出汗熱板儀的試驗(yàn)條件基本一致，我們設(shè)定恒溫恒濕箱的溫度為37'C，相對濕 度為36%，設(shè)置37'C是為了保證透濕杯中的水溫為35'C，因?yàn)?，透濕杯中的水需要吸熱?發(fā)，其表面溫度會低于環(huán)境溫度，經(jīng)實(shí)測， 一般情況下透濕杯中的水溫比環(huán)境溫度低2°C 左右；設(shè)置相對濕度為36W是為了在37。C條件下與出汗平板儀環(huán)境35。C、 40%朋下的絕對 濕氣壓一樣。
如果旋轉(zhuǎn)杯架可以同時放置8個透濕杯，可以將8個透濕杯分為兩組，每組依次裝入 4個水位的水，每一組測試一塊織物。實(shí)驗(yàn)可一小時一次并重復(fù)3次或一次連續(xù)3小時測
試以取得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
如圖3所示，在恒溫恒濕箱內(nèi)溫濕度37。C， 35.8%朋條件下，測得某棉包芯沙斜紋面
料一組杯內(nèi)空氣層厚度與透濕量的實(shí)驗(yàn)值
空氣層厚度L(mm) 6.1 9.613.2 16.7
透濕量Q (g/m2h) 239.36201.63150.93 129.70
使用SPSS曲線回歸后所得二次曲線方程為Q=340. 14-18. 23L+0. 0. 33L2， Qf = 340. 14 g/m2h依前面所述確定空氣層濕阻方法測量不放試樣時的透濕量ft，透濕杯壓環(huán)和膠皮圈厚 度測量值為4mm，即空杯試驗(yàn)中水面到杯口的距離A為4咖，杯內(nèi)直徑6cm，因此空杯試驗(yàn) 注水量為51ml，控制透濕箱內(nèi)溫度37°C，濕度36%，經(jīng)三次測試后平均透濕量"為1002 g/m2h?？椢飪蛇叺慕^對濕度差dp=/^《-/y 《，當(dāng)箱內(nèi)控制37'C時，由于蒸發(fā)吸熱， 杯內(nèi)水表面溫度只有35°C，因此水溫下飽和濕氣壓A按35°C時的飽和濕氣壓5629Pa計算， 乂戰(zhàn)為l，尺為箱內(nèi)溫度37'C時的飽和濕氣壓6282Pa， /戰(zhàn)為箱內(nèi)濕度36%RH，計算得到4p =3380. 04Pa，依式(1)和式(2)，該面料濕阻值為9. 8Pm7W。
權(quán)利要求
1.一種織物濕阻測試方法，其特征在于，包括下列步驟(1)依次在至少三個透濕杯中設(shè)置離織物下表面呈遞增關(guān)系的不同距離的水位L1，、L2、L3，并將透濕杯置于環(huán)境溫度為35℃～40℃，相對濕度為30％～40％，風(fēng)速為0.5～1.5m/s的條件下或恒溫恒濕箱或恒溫恒濕室的旋轉(zhuǎn)透濕杯架上，經(jīng)過至少1小時，測量不同水位下被測織物的透濕量即稱重，每個水位測量至少3次，并取平均值；(2)依據(jù)(1)所測得的結(jié)果，運(yùn)用二次回歸方法得到水位與織物下表面距離為零即L＝0時的透濕量Qf，其二次回歸方程為Q＝aL2+bL+c，其中，Q為透濕量，L為水位離織物下表面的距離，a、b、c分別為回歸系數(shù)；(3)根據(jù)水溫條件和環(huán)境條件得出織物兩邊的絕對濕度差即Δp＝PsRHs-PaRHa，其中，Ps為水溫下飽和水蒸汽壓；RHs為水面的相對濕度，RHs＝100％；Pa為環(huán)境溫度下飽和水蒸汽壓，RHa是環(huán)境的相對濕度；(4)根據(jù)上述結(jié)果，通過計算得出織物的濕阻，由于Δp/EQf是單位面積下織物連同上表面空氣層的總濕阻，織物的濕阻需要總濕阻減去上表面空氣層的濕阻Re0，所以，織物的濕阻為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>R</mi> <mi>e</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>A</mi><mo>·</mo><mi>Δp</mi> </mrow> <mrow><mi>E</mi><mo>·</mo><msub> <mi>Q</mi> <mi>f</mi></msub> </mrow></mfrac><mo>-</mo><msub> <mi>R</mi> <mrow><mi>e</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths><maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>R</mi> <mrow><mi>e</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>A</mi><mo>·</mo><mi>Δp</mi> </mrow> <mrow><mi>E</mi><mo>·</mo><msub> <mi>Q</mi> <mn>0</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths>其中，A為織物的透濕面積，E為水的蒸發(fā)熱，Q0是透濕杯在不放置織物時，且水位處于織物位置時，在相同環(huán)境條件下的水蒸發(fā)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物濕阻測試方法，其特征在于步驟(l)所述的透濕杯中的水位與被測織物下表面距離呈遞增關(guān)系，其距離最大不超過20mm;最近距離也不 能離織物過近，以免透濕杯在移動過程中與織物發(fā)生接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物濕阻測試方法，其特征在于步驟(2)根據(jù)步驟(1) 所得到的結(jié)果，使用回歸的方法得到水位與織物下表面距離為零時的透濕量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物濕阻測試方法，其特征在于步驟(4)所述的不放置織物時的水蒸發(fā)量0 ,是將透濕杯的壓蓋和橡膠圈拿掉，將水位設(shè)置在離透濕杯上口距離等于壓蓋厚度的位置，在相同試驗(yàn)條件下直接測得。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物濕阻測試方法，其特征在于所述的濕阻測試方法為將透濕杯置于裝有旋轉(zhuǎn)杯架的恒溫恒濕控制箱或恒溫恒濕室中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物濕阻測試方法，其特征在于所述的透濕杯為3個至 5個，其中4個精度效率比較平衡，為優(yōu)選個數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種織物濕阻測試方法，該方法通過依次在透濕杯中設(shè)置離被測織物下表面不同的水位，在一定的控制水溫和環(huán)境條件下，依次測量織物的透濕量，并對這一組數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸后，得到當(dāng)水位與織物下表面的距離為零時的透濕量，再根據(jù)濕阻公式計算得到織物的濕阻。本方法使用相對簡單的透濕杯法測得了當(dāng)水位與織物下表面距離為零的透濕量并計算出濕阻，避免了過去使用出汗平板儀法測的織物濕阻與使用透濕杯法測的織物透濕量這兩類指標(biāo)之間沒有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的問題，并且投資成本低，操作簡便，適用面廣。
文檔編號G01N13/00GK101526457SQ20091004734
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者軍 徐, 盼 李, 琳 林, 陳益松 申請人:東華大學(xué)