高性能纺织品测试篇31速干性能测试(热板 干燥速率测试Drying Rate of Fabrics: Heated Plate)

文摘   科学   2024-07-16 23:56   湖北  


     高性能纺织品的干燥速率通常是指织物在潮湿环境中吸收水分后,通过空气循环或其他方法快速干燥的能力。这个指标常用于衡量织物的吸湿快干性能,以保持穿着者干爽舒适。常见的速干面料会具有吸湿性好、排汗快、速干的特点。在外部条件相同的情况下,速干衣服的干燥速度比普通棉织物快50%左右,因此在运动或户外活动的情况下,穿着吸湿排汗速干衣服比普通棉织物更舒适。





GUIDE

导读

 

     

       干燥速率试验方法AATCC TM201测定织物在预定体积的水下暴露时,与温度为37°C(90°F)的加热板接触时的干燥速率,37°C即人体开始出汗的皮肤表面温度,本方法适用于所有类型的织物,包括针织物、织物和非织物,以及从最终产品项目中获得的织物( knits, wovens,and non-wovens,as well as to fabrics taken from end product items)。

       本文除了介绍AATCC TM201测试方法以外,还介绍相应的国标及ISO标准,做一个简单的对比。


     文字较多,建议收藏,有需要时可以方便查询。



01

关于干燥速率测试的原理及说明


      1、根据织物在保持恒温(模拟人体体温37℃)的加热金属板的表面与规定量的水接触时产生的蒸发速率来确定织物的干燥速率。

      2、本试验在受控的实验室温度和相对湿度条件下进行。虽然试验可以在不同的条件下进行,但为了比较结果,必须使用相同的条件。

      3、本试验是在设定水量下进行的,虽然可以使用不同量的水,但应注意确保水不迁移到测试样本的边缘。如果水迁移到样品边缘,则有必要增加样品的尺寸或减少体积,并用新的样品重复试验。此外,在比较结果时,必须用相同量的水进行试验。

      4、只要织物的湿蒸气透过率大于5,000克/平方米/天(见JISL1099方法B1的14.1),就可以用本方法检测水分蒸发。该方法还可用于多层复合织物的测试。

      5、在测试袜子中的织物时,应将袜子切开,内侧与加热板接触,以模拟织物与人体皮肤的接触。


02

相关术语



水分管理moisture management

       纺织织物所具有的能够控制或提高汗液吸收速率和蒸发速率的特性。


干燥速率 drying rate

      液体从纺织品蒸发每单位时间的体积变化。

注:干燥速率取决于纺织构造、纤维含量、服装构造、表面处理、测试环境和液体的体积挑战。

干燥时间 drying time

      在受控试验条件下纺织品蒸发一定量的液体所需的时间。

注:在本试验方法中,水的量在两次试验之间是恒定的。测试条件由分析仪和室内控制。

终点时间 end time

      温度在最陡峭的斜坡与温度-时间曲线平坦部分之间发生拐点的时间

开始时间 start time

      向样品中加入水的时间


03

测试项目及设备



序号
测试项目
仪器及测试流程
1

干燥速率

干燥速率试验装置(见下图)

1、温度记录仪(Temperature recorder)具有每1s读取读数、数据存储和传送数据文件的能力。

2、红外热电偶探头( IR thermocouple probe)温度范围为15.0-50.0+0.1°C(59.0-122.0+0.18°F)

3、风扇箱(Fan box)--产生1.5±0.5m/s的横过热板宽度的气流,直接在红外热电偶探头后面测量。

4、金属板(Metal plate)-30.5x30.5±0.5厘米

5、柔性加热器(Flexible heater)-30.5x30.5±0.5cm,带控制器可保持37±1°C(98±2°F)的温度。

6、绝缘用软木板(Cork board for insulation)-30.5x30.5±0.5厘米

7、微量移液器(Micro pipette),容量可调,0.100-1.000±0.003毫升。

8、热敏风速仪(Anemometer-hot wire-type),可测量0.5-2.5±0.1m/s的空气流量。

9、磁性、塑料或金属条(Magnetic, plastic or metal strip),长15.0厘米,宽4.0±2.0厘米,厚0.2±0.1厘米,可用来固定标本。

10、去离子水或蒸馏水(Deionized or distilled water)


1、预处理

    在测试之前,根据ASTM D1776调湿。将试样在温度21±2°C(70±4°F),湿度65±5%RH的大气中放置至少4小时。

2、取样

2.1、从每个织物样品左中右三个区域中切下三个试样(15.0x15.0±0.5厘米)

2.2、如果测试服装或最终产品,从不同的部分取试样,如袖子,背部和前部。

2.3、如果测试袜子(socks or hosiery),请沿纵向切开试样并测试每个独特结构,如果尺寸小于标准尺寸,可以减少测试水用量。

3、测试步骤

3.1、打开柔性加热器和风扇的温度控制器,使金属板温度稳定在37±1°C(99士2°F)。

3.2、使用风速仪确认板上的气流为1.5±0.5 m/s。直接测量红外热电偶探头后面的空气流量。

3.3、将试样放在金属板上五分钟,使试样与金属板温度平衡,试样侧面靠近金属板表面的皮肤。。用一条带子固定试样的上边缘(最靠近金属板风扇的那边)。

3.4、将红外热电偶探头放置在试样中间,试样上方1.0±0.1cm处。在金属板上有一个标记是很有帮助的,该标记位于红外热电偶探头的视场中心。

3.5、启动记录仪,举起试样的自由边(磁条的相对侧),并施加0.200+0.003mL的水放在板下面的专用红外线热电偶探头下。让样本覆盖了水滴。开始时间(start time)是样品与水接触的时间。

3.6、查看试样以确定由水产生的芯吸分布。确认水没有吸到样本的边缘。如果水确实吸干了样品的边缘,那么就使用更大的样品或减小体积。

3.7、每隔一秒收集并记录温度,直到温度恢复到初始温度。在其他样品上重复测试。


04

结果计算 
     


05

其他测试标准 
     

     除AATCC TM201方法外,还有国标GBT 38473-2020 纺织品 动态条件下干燥速率的测定(蒸发热板法)及国际标准(ISO 13029:2012,Textiles-Determination of drying rate in dynamicstate by the modified sweating-guarded hotplate, MOD)

      主要区别在于国标使用水为5ml,测试板及空气温度均为35℃,相对湿度为40%,空气流速为1m/s,其他测试计算方法基本一致。


06

总结及评价 
     

      高干燥率的织物面料在设计和制造时需要考虑多种因素,包括纤维的吸湿性、导湿性和干燥速率。以下是一些常见的高干燥率织物面料材质及其特点:

  1. 涤纶(聚酯纤维)

  • 涤纶是一种合成纤维,具有良好的耐磨性和弹性。

  • 它不易吸水,但可以通过特殊的加工方法提高其吸湿性和导湿性。

  • 涤纶面料干燥速度快,适合制作速干衣物。

  • 尼龙

    • 尼龙也是一种合成纤维,具有较高的强度和耐磨性。

    • 它比涤纶更柔软,但吸湿性较差。

    • 通过添加吸湿助剂或采用特殊的纤维结构,可以提高尼龙的吸湿和干燥性能。

  • 聚酯纤维

    • 聚酯纤维是涤纶的另一种称呼,具有类似的性能。

    • 它可以通过不同的加工方法和纤维结构设计来优化其吸湿和干燥性能。

  • 涤棉

    • 涤棉是涤纶和棉的混纺织物,结合了两者的优点。

    • 涤纶提供耐磨性和干燥速度,而棉提供柔软性和吸湿性。

    • 涤棉面料在吸湿和干燥性能上表现较好,适合日常穿着。

  • 氨纶

    • 氨纶是一种弹性纤维,常用于制作紧身衣物和运动服。

    • 它具有很高的弹性和恢复性,但吸湿性较差。

    • 氨纶通常与其他纤维混纺,以提高整体织物的吸湿和干燥性能。

    在选择面料时,可以根据实际测试数据和具体需求,选择合适的纤维组合和加工方法,制造出符合要求的高干燥率面料。




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