织物导湿性能测试方法与测试仪器

织物导湿性能测试方法与测试仪器

摘要:主要介绍了织物导湿性能的测试方法和测试仪器。目前常用的织物导湿性能的测试方法有四类:条带芯吸法、滴液法、称重法和保水率法。这四种测试方法各有优缺点,适宜测试不同类别的织物的导湿性能。织物导湿性能测试仪器主要有电响应原理自动检测法,有色液体测试法,超声波定位法, CCD测定法,电阻测定法等。同时还对织物导湿性能测试仪器的发展作了一个展望,希望对今后科研和生产有所帮助。

关键词:织物,导湿性,仪器,测试方法

目前夏季吸湿快干织物的研发已经成为热点,国内外许多公司和科研机构都投入大量人力和财力致力于这方面的研究,国际上著名体育用品公司,如Adidas、Nike、Puma等都专门设有运动服装研究机构。一些纤维生产公司如美国杜邦,德国拜尔,日本帝人、钟纺、东丽等也积极开发导湿纤维，出现了一大批湿舒适性较好的织物。在这个背景下,本文对织物导湿性能测试方法及其测试装置进行分析汇总,希望能对实际生产生活有

所帮助。

1织物导湿测试方法

织物导湿性测试方法按其原理主要有四类方法,即条带芯吸法、滴液法、称重法和保水率法。

1 . 1条带芯吸法

条带芯吸法是剪取一段被测织物的长布条,将布条水平或垂直放置,一端浸入液体中,测定液体在一定时间内上升的高度或液体上升到一定高度所需的时间,进而得到织物导湿能力。对于白色或浅色织物,水中常常需要加入染料或墨水,以便于测量。也可以在试样上用彩水笔画上线条,吸水处的线条颜色会扩散,有利于测量毛细效应高度。

条带芯吸法的优点是测量方便,基本可反映织物导湿性能。缺点有三个:

（1）只能测织物沿单一方向的导湿性能,而不能同时测出织物的各个不同方向导湿性能,这样就得不到织物经纬向导湿性能的差异,也不利于对织物进行综合评价;

（2）只能测定织物最大导湿能力,而无法得到液体在织物中的传导速度;

（3）测试时间较长(30 min) ,液体在空气中蒸发汽化消耗水量,及热能干扰了测试结果。

1 . 2液滴法

液滴法是将织物平置,用注射器滴入一定量的液滴,观察液滴从开始扩散至扩散停止时织物润湿过程。该方法可以模拟人体出汗时,汗液在织物表面扩散并蒸发到大气中的过程。

滴液法按测试标准又可分为润湿面积或润湿时间。液滴法的优点是:可测试织物经、纬向的导湿最大位移,液滴在织物上扩散的最大面积和液滴完全润湿织物的快慢程度;测试时间较短操作也较方便;能较全面地反映不同织物的导湿性能的差异。缺点是:润湿时间的测试受主观因素干扰较大,影响测试结果;只能获得液体在织物上扩散的最大面积,无法获得扩散速率。

1 . 3称重法

称重法是裁剪一定长度和宽度的布条,将布条一端吊在称重仪器上,另一端浸入水中,测量一定时间内增加的重量,进而得到织物的吸水量。如果记录各个时刻仪器的称量值,就可得到仪器吸水速率。垂直吸水法测量的优点是测试简单直观,可较精确地反映织物吸水能力和吸水速率。缺点是测试织物液态水传导能力时要求不同试样宽度方向同时吸水的纱线(或毛细管)根数必须相等,对试样准备要求高;称重仪器必须能连续测量,且称重仪器测试精度要求也较高。

1 . 4保水率法

将试样在( 25 ±1) ℃,相对湿度(65 ±5) %环境中平衡后称重得Gp ;试样在蒸馏水(深50 mm)中浸渍30 min,提出水面后基本不滴水后称重为Gw ;再用离心脱水机脱水,并将试样烘干后称其干重为G0。由上述结果计算织物的保水率Kw 为:

Kw =(Gw – G0)/G0 –(Gp – G0)/ G0=(Gw – Gp)/G0

保水率在一定程度上可反映织物的吸水性能和液态水在织物内部润湿扩散能力。

2织物导湿性能测定仪器

目前国内外关于织物导湿性能的测试仪器有很多,下面介绍一些具代表性的测试仪器。

2 . 1国外织物导湿性能测试仪器

2 . 1 . 1电响应原理自动检测法

Hollies、Kaessinger、Wats on等人于20世纪50年代就开始从事这方面研究,他们在织物的一些固定点上插入一些金属针,并将这些针接入检测电路,当液体传导到织物的这些点时,电路上的感应器件就会向记录装置发出信号, 这样就可以得到液体传导到这些固定的时间,而液体传导距离是固定的,通过计算就可得到液体传导速度。在测试过程中, Hollies等人在水中加入电解质代替纯水,以降低织物导通电阻,提高仪器响应灵敏度。Hollies等人在盛放液体的烧杯底部放了一个压力计以随时测定烧杯内液体高度,一旦烧杯内水位下降到临界值就给烧杯加水,这样保证烧杯液体量不会因为织物吸水而减少;在织物上所插入的探针排布是不等间距的,相邻探针间隔呈逐渐减小趋势,其原因是织物芯吸速率

呈递减趋势,探针不等间距排布可以获得尽可能全面的数据。

Hollies等人采取的向水中加入电解质的方法、Law等人采取的超声波技术都存在一定的缺陷,即加入电解质的液体易受杂质和织物后整理的化学残留物的影响,从而降低了实验结果的可信度。Hoyland于20世纪70年代从事纸张的导湿机理与导湿测试仪器方面的研究,他采用的方法与Hollies等人的方法类似,只是在检测电路上作了一些改进,缩短信号记录装置的响应时间。

2 . 1 . 2有色液体测试法

Minor (于1959 年), Ka2s well (于1961年) , Cary等(于1979年)在测试织物导湿性能时都采用了在液体中加入染料的方法,使液体在纱线或织物中传导的前沿位置更易于观察,从而得到液体在织物中的传导速度。现在国内许多实验室都采用该方法进行测试。在液体中加入染料的方法存在两个缺陷:

-由于加染料的液体的气-液界面张力、密度等与水有差异,同时这些液体本身差异也较大,使得这种测量方法的测量准确度受到影响。

-使用染料测试方法只能测得液体在织物表面的传导速度,而不能测得液体在织物内部的传导速度(织物内部传导速度往往较其表面传导速度快) ,这也会给测量带来误差。

2 . 1 . 3超声波定位法

1988年Law提出了用超声波测定液体在织物中扩散情况。从而进一步提高了织物导湿速度的测试精度与准确度。

2 . 2国内织物导湿性能测试仪器

当前国内对织物导湿性能测试除条带测定法外,目前较先进的测试仪器有:

2 . 2 . 1CCD测定法

东华大学采用的织物导湿自动测试装置借助图像处理技术进行。它采用CCD摄像头等时间间隔( 15 s)自动摄像,并将所摄图像输入计算机进行图像处理,利用织物干态与湿态图像上灰度值的差异计算出织物干态与湿态的百分比,由百分比可得到液体在织物上的导湿速度。但该技术还不太成熟,对纯色织物测试效果较好,但用于色织物,特别是印花织物由于受到织物颜色影响,使图像采集受到较大干扰,影响测试效果;同时该测试方法仪器造价较高,普及应用还有一定困难。

2 . 2 . 3电阻测定法

西安工程科技学院研制的电阻测定法运用织物干湿态电阻的差异,在织物上插入一些探针,通过检测电路,可获得液滴在织物上的扩散情况,进而掌握液滴在织物上扩散规律。