紡織品干燥速率測試方法比較和分析

文/鮑萍 蘇健 胡春弘

1 引言

隨著科技的進步和社會經濟的發展，消費者對于織物的舒適性功能性能需求隨之提升，如速干性能。眾多國際、國內服裝品牌都將速干功能織物運用于品牌的服裝設計中并進行宣稱，運動服領域對具有該功能的纖維或織物的需求尤其強勁。

速干性能是指產品快速傳導并蒸發水分的性能，目前該性能可以通過物理改性（原料共混紡絲、雙組分復合共紡、改變噴絲孔形狀）、化學改性（接枝共聚）、結構設計（與纖維素纖維的復合、多層結構）和采用吸濕速干整理劑處理等幾種加工方法實現。國內外常用的速干性能測試方法根據測試原理大致可以分為：稱重法（滴濕/潤濕）、水分分析儀法、氣流法和熱板法，測試指標主要圍繞干燥時間、干燥速率或快干速率、蒸發率和水分擴散能力。其中AATCC TM201—2012(2014)e2（織物干燥速率測試方法——熱板法）采用37℃的熱板溫度模擬人體開始出汗的溫度，測試織物在與一定量水和熱板接觸條件下的干燥速率。該方法比較接近消費者的實際服用狀態，眾多國際服裝品牌采用并給出相應技術要求以表征速干性能。而中國市場紡織品的速干性能采用GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評定 第1部分：單項組合試驗法》進行評定。在全球銷售的服裝品牌對兩種方法之間的差異以及相關性比較關注。

為了給生產企業和買手提供技術上的支持和指引，本文比較分析兩種干燥速率方法差異的基礎上，對多種聲稱速干性能織物采用該兩種方法進行測試，以研究二者結果的相關性，同時研究了模擬人工汗液的適用性。

2 試驗

測試樣品：中國市場上隨機選取14種聲稱速干性能的不同織物。

測試儀器：干燥速率測試儀（包含溫度記錄設備、紅外溫度計、風扇、金屬板、柔性加熱器和用于絕緣隔熱的軟木板等部件）、微量移液器、天平、試樣懸掛裝置、計時器。

測試試劑：三級水或去離子水，符合GB/T 3922規定的酸性人工汗液。

測試方法：

（1）采用去離子水和酸性人工汗液，根據AATCC TM201—2012(2014)e2織物干燥速率測試方法熱板法的要求，進行了織物干燥速率或/和干燥時間的測試。

（2）根據GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分：單項組合試驗法》第8.3章的要求，進行了織物蒸發速率的測試。

3 結果與討論

3.1 兩種干燥速率測試方法的比較及差異分析

AATCC TM201和GB/T 21655.1—2008 第8.3章測試紡織品干燥速率的方法比較如表1所示。

表1 紡織品干燥速率兩種測試方法的比較

根據表1，AATCC TM201測試原理為熱板法，將水滴在（37 ± 1）℃的加熱板上，織物的貼膚面與其接觸，通過收集和記錄紅外溫度計探測的溫度并繪制完整測試過程的溫度-時間曲線測定干燥速率，單位為mL/h。GB/T 21655.1—2008 第8.3章測試原理為滴濕稱重法，將水滴加在織物（使用時貼近人體皮膚的面）上，垂直懸掛于標準大氣中，通過每隔5min稱取一次質量并繪制時間-蒸發量曲線測定水分蒸發速率，單位為g/h。GB/T 21655.1—2008 第8.3章提出了水洗要求，規定了具體的水洗干燥方式以及洗滌次數；同時規定了評價技術要求，即蒸發速率≥0.18 g/h（洗滌前和洗滌后均達到）。雖然二者所用的水量均為0.2 mL，但測試原理及方法差異較大，兩種方法之間不具有可比性。

3.2 采用熱板法和滴濕稱重法測試干燥速率結果的差異性

為了研究AATCC TM201（熱板法）和GB/T 21655.1—2008 第8.3章（滴濕稱重法）測試織物干燥速率的結果差異性，對14種聲稱速干性能的不同織物原樣（樣品的信息和描述參見表2），按照該兩種方法進行了測試，干燥速率結果見表2。

表2 熱板法和滴濕稱重法測試聲稱速干性能織物干燥速率的結果

根據表2的結果，按照滴濕稱重法測試14種試樣的蒸發速率最低值為0.21 g/h，最高值為0.85 g/h，均高于技術評價要求。按照熱板法測試14種試樣的干燥速率最低值為1.06mL/h，最高值為4.09mL/h。兩種方法的測試結果進行比較，熱板法測試在1.0 mL/h左右的試樣，其滴濕稱重法的測試值在0.20 g/h左右。

3.3 熱板法織物干燥速率測試中模擬人工汗液的適用性

從消費者實際使用和穿著舒適性的角度，實際接觸的液體為人體經歷過熱或運動出汗后的汗液。具備速干性能的織物應快速傳導并蒸發汗液，以保持織物內層的相對干爽，減小織物測試與人體之間的黏著效應，從而提高人體的舒適性。AATCC TM201采用去離子水滴在37℃的熱板模擬人體開始出汗時的溫度測試織物的干燥速率。為研究熱板法測試織物接觸汗液后的干燥速率，采用酸性人工汗液來模擬消費者服用時所出的汗液替代去離子水，測試了5種聲稱速干性能的不同織物原樣的干燥速率和干燥時間，并與采用去離子水的結果進行比較，同時研究模擬人工汗液在熱板法織物干燥速率測試中適用性。酸性試液具體配制方法和pH值要求參見GB/T 3922—2013《紡織品色牢度試驗 耐汗漬色牢度》。

采用去離子水和酸性人工汗液測試5種織物干燥速率和干燥時間的結果如表3所示。

表3 熱板法（AATCC TM201）測試的干燥速率和干燥時間結果

從表3可以看出，熱板法測試干燥速率，可采用酸性人工汗液替代去離子水進行測試。5種試樣采用酸性人工汗液測試得到的干燥速率均低于采用去離子水的；同時干燥0.2mL酸性人工汗液所需的時間則大于干燥0.2mL去離子水所需要的時間。酸性人工汗液的pH值為5.5±0.2，每升汗液由0.5g L的組氨酸鹽酸鹽-水合物、5.0g氯化鈉和2.2g磷酸二氫鈉二水合物配制而成，可能是這些物質的存在延緩了汗液在織物中的傳導，導致了測得的干燥速率低于或者干燥時間大于采用去離子水的。

4 結論

本文比較、分析了AATCC TM201和GB/T 21655.1—2008 第8.3章干燥速率測試方法的差異，前者為熱板法，后者為滴濕稱重法，雖然二者所用的水量相同，但測試原理及方法差異較大。對14種聲稱速干性能的不同織物原樣的測試結果表明，熱板法測試在1.0mL/h左右的試樣，其滴濕稱重法的測試值在0.20g/h左右。對5種試樣采用酸性人工汗液按照熱板法測試結果表明，可采用酸性人工汗液替代去離子水進行測試，采用酸性人工汗液得到的干燥速率均低于采用去離子水的，可能是酸性人工汗液中化學物質的存在延緩了汗液在織物中的傳導而導致。