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影响复合面料织物透气透湿性的因素

影响复合面料织物透气透湿性的因素
 
复合面料织物透气透湿能力可以用湿阻表示,在面料织物两侧存在水蒸气浓度差(或水蒸气分压差)时,水分通过织物的阻力称为面料织物湿阻.如下式表示:
R=C/q 
R----面料织物湿阻;
q------透气透湿速度(湿流量),kg/m2.s;
c----水蒸气浓度差,kg/m3.
稳定扩散状态下,湿阻越大,透湿能力或透湿速度越小。
1.    纤维的温湿度条件
实验表明,在织物结构(包括织物在纤维中所占的体积比例)相同的条件下,纤维种类对面料织物阻力几乎没有影响.霍利斯对经亲水处理过的涤纶织物和未经处理的涤纶织物进行的对比实验也表明,在低湿条件下,水蒸气的传递与织物内纤维种类关系不明显。只有在商温条件下经亲水性处理过的涤纶织物的透湿性能才明显优于未经亲水处理的涤纶织物,美国、日本等国家的研究人员对织物及服装进行了类似的测试工作,得到了相同的结论。
实际上在低湿条件下,由于纤维本身吸湿量较少,而且空气的扩散系数比纤维大很多水汽通过织物间的孔隙向水汽压较低的一侧扩散,说明水汽在织物中的传递与纤维种类关系不大。这时织物的厚度和孔隙率或织物结构是决定织物透湿的主要因素。
另一方面,纤维板的吸湿还同温度有关。在听湿过程中,纤维吸湿后要放也一定的热量,使纤维集合体的温度有所升高,纤维内部的水汽分压升高,减小了纤维内部同外部水分浓度的梯度,使纤维吸湿速度和扩散透湿速度减慢。纤维的扩散系数会随温度的升高而呈指数增大,在吸湿时这种增加更为明显,因此温,湿度的增加会使织物内纤维的传湿能力加强。从吸湿或放湿的速度来看,一般表现为开始较快,随吸湿或放湿的增加而逐渐减慢,最终达到吸湿平衡。但过到平衡所需时间则与纤维自身的吸湿能力和纤维集合体的松紧程度有关。此外,吸湿后纤维的导热系数将增大。纤维自身吸湿导致的透湿作用十分复杂,目前尚未有很完善的理论来定量描述。
2.    织物厚度与覆盖系数
织物的厚度与其湿阻有近似的。一般织物厚度越厚,织物湿阻越大。这是因为织物厚度越厚,水汽通过织物间的孔隙所走路径越长。另外,实验表明,织物孔隙率的变化对织物湿阻的影响是明显的。
3.    纤维的种类与填充率
在高湿或织物结构较紧密的情况下,水汽不再只是经过织物 中的孔隙传递而是由纤维自身进行传递,此时纤维的种类成为影响织物传递的重要因素。一方面纤维自身吸湿产生溶胀,使织物更加紧密,织物的透气性减弱,依靠孔隙扩散传湿作用减小;另一方面与织物 的截面积相比,纤维板的表面积是一个相当大数量级的量。纤维吸湿量较大时,水分通过纤维表面扩散即毛细管产生的芯吸作用得到了加强,成为织物传湿的主要方面,织物孔隙率减小引起扩散透湿减小成为次要矛盾。因此只要织物 内纤维回潮率达到一定的程度,尽管孔隙减少使得织物内由空气介质的传湿量减少,但由于纤维自身的传湿有实质几天的增加,湿阻还是有可能减小。
而无论是纤维自身传湿还是毛细管产生的芯吸传湿都与纤维的亲水性和纤维表面性能有密切的关系。试验结果表明在相同紧密程度条件下,不同种类纤维的水汽湿润阻与织物紧密程度的关系。显然在紧密度较低的条件下,各种纤维织物的湿阻区别不大,当密度因子达到0.4或高于0.4时,对纤维表面不光滑、纤维截面不规则、吸湿性好的纤维,如绵、在羊毛而言,随纤维集合填充率增大,织物湿阻增大幅度较小,织物湿阻与填充率之间线性关系良好。但对锦纶、氯纶、玻璃纤维等化学纤维而言,当填充率较大(孔隙率较小、容量较大)时,如填充率大于39%或孔隙率小于61%、织物容重大于0.98g/cm3(对玻璃纤维织物)湿阻将随容重、填充率的增大(或孔隙率的减小)面急剧上升。吸湿性好的棉、羊毛等纤维织物的湿阻明显低于非吸湿性纤维织物的湿阻,也就是说纤维亲水性对织物传湿性的影响是通过织物紧密度来决定的。
因此,对结构较为松散、空隙率较高的织物,在空气相对湿度较低的情况下,无论其纤维是否吸湿,透湿以通过纤维间、纱线间缝隙的扩散为主;而在很小的程度上受纤维种类的影响,在空气相对湿度较高的情况下,对吸湿性好的纤维织成紧密织物,纤维吸湿膨胀后使纤维间缝隙减小,扩散透湿的比例减小,纤维内的毛细管透湿比例增大,毛细透湿成为主要因素。
4.织物后整理 
涂层或浸渍等织物后整理会增加织物的湿阻。因为它增加了水汽通过织物的路径或堵塞了织物的空隙。然而,亲水整理会使织物 的透湿性增加。拒水整理一般不影响织物的透湿性。
5.其他因素
一般织物液态水传输速度大于液面蒸发速率,织物内侧有较小的缝隙孔洞使之易于凝结成液态水向外输运,形成差动毛细效应,外侧有较大缝隙孔洞使之易于满足蒸发条件,有利于散湿。织物表面液态水的蒸发能力与织物厚度、孔隙率等关系不太密切,但与织物表面凹凸形态,特别是表面凹坑的尺寸和深度有密切关系,在一般情况,凹坑开口面积越大,曲率半径越大,蒸发效率超高。凹坑的细节、风速、温差等也有明显的影响。

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