織物透氣量?jī)x參數(shù)和實(shí)驗(yàn)原理分析
2025年09月01日 11:34:24
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織物透氣量?jī)x參數(shù)和實(shí)驗(yàn)原理分析
氣體分子通過(guò)織物的性能稱為織物的透氣性，是織物透通性中最基本的性能。透氣性影響織物的穿著舒適性，如隔熱、保暖、透通、涼快。影響織物的使用性能，如降落傘、安全氣囊、船帆、熱氣球、熱氣艇等的密閉與透氣的有效性。因此，對(duì)織物透氣性的認(rèn)識(shí)和表征極為重要。
一、織物的透氣性及其表征
織物的透氣性是織物透通性的一種，反映織物對(duì)氣體“ 粒子”導(dǎo)通傳遞的性能?？椢锏耐笟庑猿Ｒ酝笟饴时硎荆侵敢欢▔毫Σ顥l件下，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)織物單位面積的空氣量。
二、影響織物透氣性的因素
1、織物結(jié)構(gòu)
當(dāng)織物的緊度保持不變，織物的透氣率隨著經(jīng)緯紗排列密度的增加或紗線密度的增加而降低。在一定范圍內(nèi)，紗線的捻度增加，紗線的直徑和緊度降低，則織物的透氣性增強(qiáng)。從織物的組織方面，在相同的排列密度和緊度的條件下，透氣性強(qiáng)弱排序?yàn)槠郊y＜斜紋＜緞紋＜多孔組織。體積分?jǐn)?shù)越大的織物，透氣性越差。
2、纖維性質(zhì)及紗線結(jié)構(gòu)
纖維的回潮率對(duì)透氣性有明顯影響。如毛織物隨回潮率的增加，透氣性顯著下降，是由于纖維徑向膨脹的結(jié)果。大多數(shù)異形纖維織物比圓形截面纖維織物具有較好的透氣性。纖維表面形狀和截面形態(tài)，都會(huì)因形態(tài)的阻擋物和比表面機(jī)的增加，導(dǎo)致氣流流動(dòng)的阻力增大。故纖維越短，剛性越大，產(chǎn)品毛羽概率越大，形成的阻擋和通道變化越多，故透氣性越差。
紗線的結(jié)構(gòu)越緊密，紗線內(nèi)通透越小，而紗線間的通透越大。紗的捻度與光潔對(duì)通透有利。
3、環(huán)境條件
當(dāng)溫度一定時(shí)，織物透氣量隨相對(duì)濕度的增加呈下降趨勢(shì)。這是由于纖維吸濕膨脹使織物內(nèi)部空隙減小，且部分水分會(huì)堵塞通道。
當(dāng)相對(duì)濕度一定時(shí)，織物的透氣量隨環(huán)境溫度的升高而增加。因?yàn)楫?dāng)環(huán)境溫度升高，一方面使氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，導(dǎo)致分子的擴(kuò)散，使透通能力增強(qiáng)。另一方面織物整體的熱膨脹，使織物的透通性的得到改善。
當(dāng)溫度和相對(duì)濕度不變時(shí)，織物兩面的氣壓差的變化也會(huì)影響織物的通氣率，并且是非線性的。因?yàn)闅鈮翰钤酱?，通過(guò)織物孔隙的空氣流速越快，所產(chǎn)生的氣阻越大，一方面會(huì)引起織物的彎曲變形，產(chǎn)生伸長(zhǎng)，增加孔洞，另一方面-會(huì)壓縮纖維集合體的狀態(tài)和排列，導(dǎo)致孔洞減小、織物密度增加。這兩者對(duì)透氣率的影響是相反的，因此在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)確定一干擾小的氣壓差，作為恒定的測(cè)試條件。
三、織物透氣性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
1、概述：目前常用于透氣性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)有：ASTM D737《紡織品透氣性測(cè)試方法》，ISO 9237《紡織品織物透氣性測(cè)試方法》，GB/T 5453《紡織品織物透氣性的測(cè)試》和JIS L1096《紡織品透氣性測(cè)試方法》。
JIS L1096分為A法和B法，A法采用弗雷澤型透氣度測(cè)試儀，壓差為125Pa測(cè)量5次取平均值；B法采用格利型透氣度測(cè)試儀，測(cè)量特定壓差下300ml空氣透過(guò)織物所用的時(shí)間。透氣率用時(shí)間來(lái)表達(dá)，單位為s，此法適用于毛織物。由于JIS L1096需要采用特定的儀器，因而在日常品質(zhì)檢測(cè)中并不常用。
各標(biāo)準(zhǔn)之間的試驗(yàn)條件對(duì)比如下表：
| 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) | 測(cè)試面積 | 試驗(yàn)壓強(qiáng) | 單位 |
| AFNOR G07-111 | 20 cm2 or 50 cm2 | 196 Pa | l/m2/s |
| ASTM D 737 | 38 cm2 | 125 Pa | cfm |
| ASTM D 3574 | 25 cm2 | 125 Pa | dm3/s |
| BS 5636 | 5 cm2 | 98 Pa | cm3/cm2/s |
| DIN 53887 | 20 cm2 | 200/160/100 Pa | l/m2/s or l/dm2/min |
| EDANA 140.1 | 20 cm2 or 50 cm2 | 196 Pa | l/m2/s |
| EN ISO 7231 | 25 cm2 | 125 Pa | dm3/s |
| EN ISO 9237 | 20 cm2 | 200/100 Pa | dm3/s |
| JIS L 1096-A | 38 cm2 | 125 Pa | cm3/cm2/s |
| TAPPI T 251 | 20 cm2 or 38 cm2 | 125 Pa | cfm or cm3/cm2/s |
| GB/T 5453 | 20 cm2 | 100Pa,200Pa | dm3/min(L/min) |
2、測(cè)試原理：
織物透氣儀由腔Ⅰ，腔Ⅱ和排氣風(fēng)扇組成。（元件上可做改動(dòng)，但必須使織物的正反兩面產(chǎn)生壓差）。當(dāng)排風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣會(huì)透過(guò)織物進(jìn)入各腔內(nèi)。腔Ⅰ，腔Ⅱ之前有一圓孔，空氣通過(guò)時(shí)會(huì)使兩個(gè)腔產(chǎn)生一個(gè)壓差，可由壓差計(jì)2讀的。試樣兩面的壓差可由壓差計(jì)1讀取。
壓力計(jì)1的壓差一定的情況下，通過(guò)織物試樣的流體流量與氣孔直徑的平方成正比，且與壓力計(jì)2中的壓差有一定關(guān)系。當(dāng)已知?dú)怏w孔徑和壓差時(shí)，便可計(jì)算出通過(guò)織物空氣流量。
實(shí)際的儀器設(shè)計(jì)中可以略去腔Ⅱ，這一種測(cè)試原理圖可參見ASTM D3574《軟質(zhì)泡沫聚合材料的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》。儀器由壓力計(jì)（或壓差計(jì)）、空氣流量計(jì)、鼓風(fēng)機(jī)、真空箱及電壓控制裝置組成。
四、織物透氣性的測(cè)試儀器——Gellowen G021 透氣性測(cè)試儀
Gellowen G021透氣性測(cè)試儀用于所有平面材料和泡沫塑料板的透氣率測(cè)試。測(cè)試范圍包括紙張、安全氣囊、無(wú)紡布等。試驗(yàn)時(shí)織物被測(cè)試頭夾住并壓在夾緊臂下，夾緊臂壓下時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)正空泵，儀器按照之前設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。與儀器相關(guān)的具體信息如下。
1、符合標(biāo)準(zhǔn)：BS 5636 ，JIS L1096-A，DIN 53887，ASTM D737，ASTM D3574，EN ISO 9237，GB/T 5453，EDANA 140.2，TAPPI T251，EDANA 140.1，ASTM D737，AFNOR G07-111，ISO 7231等
2、適用范圍：測(cè)量紡織、服裝、無(wú)紡布等多種材料的透氣性；織物被壓在選定好的測(cè)試頭上，儀器產(chǎn)生持續(xù)的氣流通過(guò)試樣，并在試樣兩面產(chǎn)生一定的壓差，極短時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出試樣的透氣率。
3、技術(shù)參數(shù)
1°測(cè)試頭面積：5cm2、20cm2、25cm2、38cm2、50cm2、100cm2；
2°測(cè)試模式：自動(dòng)；
3°測(cè)試壓力：10-3000Pa；
4°氣流：0.1-40，000mm/s（5cm?）；
5°測(cè)試時(shí)間：5-50秒；
6°停止時(shí)間：3秒；
7°總測(cè)試時(shí)間：10-58秒；
8°最小壓力：1pa；
9°壓力：3000pa；
10°精確度：±2%；
11°測(cè)量單位：mm/s，cfm，cm3/cm2/s，l/m2/s，l/dm2/min，m3/m2/min 和m3/m2/h；
12°數(shù)據(jù)接口：RS232C，異步，雙向作用；
13°壓力系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)氣壓的范圍，并可測(cè)試大面積樣品；
14°功能強(qiáng)大具有消聲裝置的抽吸泵；
15°儀器可自動(dòng)探測(cè)測(cè)試頭面積、自動(dòng)選定測(cè)試孔大小、自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)抽力大?。?br>16°具有自編程功能，客戶可根據(jù)需要自己編寫程序；
17°具備氣流初調(diào)及細(xì)調(diào)開關(guān)，自動(dòng)切換，全封閉管道設(shè)計(jì)，漏氣量小于0.1 l/m2/s 。
18°配有校準(zhǔn)測(cè)試板
（4）儀器的維護(hù)及保養(yǎng)
1°清潔過(guò)濾網(wǎng)罩：打開筒體的門，直接拿出過(guò)濾網(wǎng)罩，用壓縮空氣清潔過(guò)濾網(wǎng)罩或用濕潤(rùn)的棉布逐漸擦干凈。
2°裝上過(guò)濾網(wǎng)罩：重新安裝清潔后的過(guò)濾網(wǎng)罩。
3°清潔壓緊圈、定值圈和各種噴嘴，密封圈。
4°放置防塵布：次測(cè)試完成后，關(guān)閉儀器的電源開關(guān)，并用干凈的布蓋住壓緊圈、定值圈等測(cè)試區(qū)域。
五、結(jié)語(yǔ)
透氣性是織物透通性的重要組成部分?？椢锏耐笟庑阅軐?shí)質(zhì)上與織物中纖維間的空隙大小有關(guān)。對(duì)于不同用途的面料，要求其不同的透氣性能。例如汽車安全囊的要求其具有較好的包裹氣體的能力，而夏季服裝面料則具備良好的透氣率以保證人體的舒適性。關(guān)于織物透氣性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)眾多，標(biāo)準(zhǔn)之間根據(jù)測(cè)試面積的大小，壓強(qiáng)值而存在細(xì)微的差異，試驗(yàn)者應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。目前市面上的透氣性測(cè)試儀器已具備各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)兼容的優(yōu)勢(shì)，其中Gellowen G021透氣率測(cè)試儀幾乎涵蓋所有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試壓強(qiáng)、測(cè)試單位可自由設(shè)置。
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