织物透气性及其测试方法

织物透气性及其测试方法

摘要：本文从织物的透气性能出发，简单介绍了织物透气性的影响因素、透气性的测试标准和方法。并结合GELLOWEN透气性测试仪，对织物透气性测试的步骤进行了详细说明。

1、织物的透气性能

透气性是气体对薄膜、涂层、织物等高分子材料的渗透性，是聚合物重要的物理性能之一，与聚合物的结构、相态及分子运动情况有关。而织物的透气性是指在一定的压差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积。一般气体通过织物有交织空隙和纤维间缝隙两条途径，而以交织空隙为主要途径。

空气透过织物的能力即织物的透气性，它直接影响到织物的服用性能。如夏季用的织物希望有较好的透气性，而冬天用的织物外衣透气性应该较小，以保证衣服具有良好的防风性能，防止热量的大量发散。对于国防及工业上某些用途的织物，透气性具有十分重要的意义。如降落伞的透气性要适中，过大下降速度太大;过小下降速度过慢。所以织物的透气性的好坏与织物的服用性能有密切的关系，随着人们对穿着舒适性要求越来越高，透气性织物的研究越来越受到重视。例如，CoolMaX 面料，杜邦公司研制的、专利技术的四管道纤维材料，具有强大的透气性和良好的湿气控制性，能将人体所产生的过多热量及汗水抽离皮肤，传输到面料表面，从而迅速蒸发;再如，戈尔特斯(GORE-TEX)面料，突破一般防水面料不能透气的缺点，通过一种轻、薄、坚固和耐用的薄膜，使其具有防水、透气和防风功能，广泛应用于宇航、军事及医疗等方面，被誉为“世纪之布”。

2、织物透气性的影响因素

2.1织物材料对透气性的影响

有试验表明(如下表)，对组织结构和厚度相似的棉、麻、羊毛、涤纶五类织物进行透气性测试，结果发现，棉、麻、羊毛等天然纤维和蛋白质纤维织物的透气性好于尼龙和涤纶等合成纤维织物，这说明，不同的织物材料对其透气性有着重要的影响。

2.2 织物组织结构对透气性的影响

织物组织结构也是影响织物透气性的一个重要因素。一般来说,不同组织结构的织物,其透气性关系为：透孔织物>缎纹织物>斜纹织物>平纹织物。这是因为平纹织物经纬线交织次数最多,纱线间孔隙较小,透气性也较小;透孔织物纱线间空隙较大,透气性也较大。由于织物组织结构与密度的变化,引起浮长增时织物的透气率也随之增加。当织物的经纬纱纱支不变,经密或纬密增加,织物的透气性下降;织物密度不变,而经纬纱细度减小,织物的透气性增加。一定范围内,纱线的捻度增加,纱线单位体积重量增加,纱线直径和织物紧度降低,织物的透气性提高。

2.3 加工方式对透气性的影响

织物染色之后一般都要经过后整理，而不同的后整理工艺对织物的透气性也有影响。比如，液氨整理

织物后，纤维变细，中空腔管和孔洞空隙变小，使织物透气性增加;而经三防整理的织物，因为将整理剂涂

覆在织物表面，并与纤维发生化学反应，在纱线表面交联成膜，阻止水、油进入纤维内部或纤维之间的同时，也降低了空气对织物的透过量;另外，织物经砂洗、磨毛等整理后，表面绒毛增加使透气性能减小。

2.4 水洗次数对织物透气性的影响

水洗次数对透气性的影响与织物的缩水率直接相关。织物在加工过程中,纱线受到多次拉伸,造成应力集中。当织物在水的作用下,内应力得到松弛,纤维、纱线的缓弹性变形回复,使织物的尺寸、密度和紧度发生变化,从而造成织物透气率降低。一般,织物在5次洗涤过程中的缩水率变化最明显,而后趋于平缓,所以透气性会在5次洗涤处有一个转折点。随着洗涤次数的增加,纤维逐渐被磨损,组织变疏松,纱线间隙增大,透气性逐渐变大。

3、织物透气性的测试标准

3.1 国家标准

对织物透气性的测定，我国是主要根据GB/T 5453-1997标准，此标准适用于多种纺织织物，包括产业用织物、非织造布和其他可透气的纺织产品。他仅仅是在测试时对压降进行了服用织物与产业用织物的细微区分。服用织物压降选择100Pa，产业用织物压降为200Pa。国家标准GB/T 5453-1985《织物透气性试验方法》中以透气量(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)衡量织物透气性指标，修订标准GB/T 5457-1997采用透气率(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)表示透气性能。

3.2 国外标准

国际标准有ISO 9237-1995(主要应用于纺织织物、产业用布、非织造布上)和ISO 7229-1997(主要用于橡胶或塑料涂层织物);美国材料试验与协会标准为ASTM D 737-1996(主要应用于纺织织物);英国国家标准是BS 5636(主要应用于纺织织物);日本工业标准JIS L 1096-1999《纺织品透气性测试方法》，且日本工业标准中规定了织物的透气性能测试的方法分为A法和B法。

4、测试方法

材料的透气性能测试有透气性测试和透气度测试两种。

4.1透气性测试

通常所说的透气性测试是指对于具有一定气体阻隔性的材料进行特定气体渗透性的检测。这类材料大多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多层复合材料,广泛应用于食品、药品、化工、电子、军工等领域的产品包装。其中阻隔性极优(气体渗透性极低)的材料可以用于对氧气、水蒸气敏感商品的包装,是近几年塑料包装业发展的重点,也是充气包装、真空包装、无菌包装等新型包装发展的基础。

材料的透气性测试方法主要有压差法和等压法两类,其中使用范围最广泛的是压差法。压差法是纯粹的物理检测方法,测试原理清晰明了,是透气性测试中的根本方法。压差法又分为真空压差法和正压差法两类,按照检测标准需要采用分辨率非常高的真空规或表压传感器,检测过程中微小的压力变化均被精确地采集下来。

4.2透气度测试

对于泡沫塑料、皮革、纺织品、纸板、纸张、多孔陶瓷等透气性较大的材料,用于一些特定领域时需要量化气体对这些材料的渗透性,例如卷烟纸的透气性选择是否恰当直接影响了烟支的外观、卷烟的气味和烟气成分的含量,而对纺织品透气性的控制是直接影响衣物穿着舒适度的关键因素。对于这类材料气体渗透性的检测称为透气度测试,试验需要采用专业的透气度测试仪。这类材料的透气度测试方法大体可以分为定流量测压差和定压差测流量两类。定流量测压差法主要用于聚氨酯泡沫塑料以及软质或半硬质多孔弹性材料的测试;定压差测流量法主要用于纺织品、无纺布、皮革、土工布等;纸、皮革等材料的透气度检测需测试在一定压差下,透过试样一定体积空气的时间,这可归为定压差测流量一类,再通过测得的流量进行计算即可。

然而，同是检测气体对材料的渗透性,材料性能的差异引起了检测设备的明显变化,根据检测需要选择相应的设备是获得实用的测试范围及精度的最佳方法。

5、纺织品透气性能的测试

对于纺织品而言，一般采用透气性测试仪进行测试。以GELLOWEN 透气性测试仪为例，纺织品透气性能测试方法如下：

5.1 GELLOWEN 透气性测试仪