影響透氣透濕性的因素
復(fù)合面料織物透氣透濕能力可以用濕阻表示,在面料織物兩側(cè)存在水蒸氣濃度差(或水蒸氣分壓差)時(shí),水分通過(guò)織物的阻力稱(chēng)為面料織物濕阻。
如下式表示:
R=C/q
R—-面料織物濕阻;
q——透氣透濕速度(濕流量),kg/m2.s;
c—-水蒸氣濃度差,kg/m3.
穩(wěn)定擴(kuò)散狀態(tài)下,濕阻越大,透濕能力或透濕速度越小。
1.纖維的溫濕度條件
在織物結(jié)構(gòu)(包括織物在纖維中所占的體積比例)相同的條件下,纖維種類(lèi)對(duì)面料織物阻力幾乎沒(méi)有影響?;衾箤?duì)經(jīng)親水處理過(guò)的滌綸織物和未經(jīng)處理的滌綸織物進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)也表明,在低濕條件下,水蒸氣的傳遞與織物內(nèi)纖維種類(lèi)關(guān)系不明顯。只有在商溫條件下經(jīng)親水性處理過(guò)的滌綸織物的透濕性能才明顯優(yōu)于未經(jīng)親水處理的滌綸織物。
實(shí)際上在低濕條件下,由于纖維本身吸濕量較少,而且空氣的擴(kuò)散系數(shù)比纖維大很多水汽通過(guò)織物間的孔隙向水汽壓較低的一側(cè)擴(kuò)散,說(shuō)明水汽在織物中的傳遞與纖維種類(lèi)關(guān)系不大。這時(shí)織物的厚度和孔隙率或織物結(jié)構(gòu)是決定織物透濕的主要因素。
另一方面,纖維板的吸濕還同溫度有關(guān)。在聽(tīng)濕過(guò)程中,纖維吸濕后要放也一定的熱量,使纖維集合體的溫度有所升高,纖維內(nèi)部的水汽分壓升高,減小了纖維內(nèi)部同外部水分濃度的梯度,使纖維吸濕速度和擴(kuò)散透濕速度減慢。纖維的擴(kuò)散系數(shù)會(huì)隨溫度的升高而呈指數(shù)增大,在吸濕時(shí)這種增加更為明顯,因此溫,濕度的增加會(huì)使織物內(nèi)纖維的傳濕能力加強(qiáng)。
從吸濕或放濕的速度來(lái)看,一般表現(xiàn)為開(kāi)始較快,隨吸濕或放濕的增加而逐漸減慢,終達(dá)到吸濕平衡。但過(guò)到平衡所需時(shí)間則與纖維自身的吸濕能力和纖維集合體的松緊程度有關(guān)。此外,吸濕后纖維的導(dǎo)熱系數(shù)將增大。纖維自身吸濕導(dǎo)致的透濕作用十分復(fù)雜,目前尚未有很完善的理論來(lái)定量描述。
2.織物厚度與覆蓋系數(shù)
織物的厚度與其濕阻有近似的。一般織物厚度越厚,織物濕阻越大。這是因?yàn)榭椢锖穸仍胶瘢ㄟ^(guò)織物間的孔隙所走路徑越長(zhǎng)。另外,實(shí)驗(yàn)表明,織物孔隙率的變化對(duì)織物濕阻的影響是明顯的。
3.纖維的種類(lèi)與填充率
在高濕或織物結(jié)構(gòu)較緊密的情況下,水汽不再只是經(jīng)過(guò)織物 中的孔隙傳遞而是由纖維自身進(jìn)行傳遞,此時(shí)纖維的種類(lèi)成為影響織物傳遞的重要因素。一方面纖維自身吸濕產(chǎn)生溶脹,使織物更加緊密,織物的透氣性減弱,依靠孔隙擴(kuò)散傳濕作用減??;另一方面與織物 的截面積相比,纖維板的表面積是一個(gè)相當(dāng)大數(shù)量級(jí)的量。纖維吸濕量較大時(shí),水分通過(guò)纖維表面擴(kuò)散即毛細(xì)管產(chǎn)生的芯吸作用得到了加強(qiáng),成為織物傳濕的主要方面,織物孔隙率減小引起擴(kuò)散透濕減小成為次要矛盾。因此只要織物 內(nèi)纖維回潮率達(dá)到一定的程度,盡管孔隙減少使得織物內(nèi)由空氣介質(zhì)的傳濕量減少,但由于纖維自身的傳濕有實(shí)質(zhì)幾天的增加,濕阻還是有可能減小。
而無(wú)論是纖維自身傳濕還是毛細(xì)管產(chǎn)生的芯吸傳濕都與纖維的親水性和纖維表面性能有密切的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明在相同緊密程度條件下,不同種類(lèi)纖維的水汽濕潤(rùn)阻與織物緊密程度的關(guān)系。顯然在緊密度較低的條件下,各種纖維織物的濕阻區(qū)別不大,當(dāng)密度因子達(dá)到0.4或高于0.4時(shí),對(duì)纖維表面不光滑、纖維截面不規(guī)則、吸濕性好的纖維,如綿、在羊毛而言,隨纖維集合填充率增大,織物濕阻增大幅度較小,織物濕阻與填充率之間線性關(guān)系良好。但對(duì)錦綸、氯綸、玻璃纖維等化學(xué)纖維而言,當(dāng)填充率較大(孔隙率較小、容量較大)時(shí),如填充率大于39%或孔隙率小于61%、織物容重大于0.98g/cm3(對(duì)玻璃纖維織物)濕阻將隨容重、填充率的增大(或孔隙率的減小)面急劇上升。吸濕性好的棉、羊毛等纖維織物的濕阻明顯低于非吸濕性纖維織物的濕阻,也就是說(shuō)纖維親水性對(duì)織物傳濕性的影響是通過(guò)織物緊密度來(lái)決定的。
因此,對(duì)結(jié)構(gòu)較為松散、空隙率較高的織物,在空氣相對(duì)濕度較低的情況下,無(wú)論其纖維是否吸濕,透濕以通過(guò)纖維間、紗線間縫隙的擴(kuò)散為主;而在很小的程度上受纖維種類(lèi)的影響,在空氣相對(duì)濕度較高的情況下,對(duì)吸濕性好的纖維織成緊密織物,纖維吸濕膨脹后使纖維間縫隙減小,擴(kuò)散透濕的比例減小,纖維內(nèi)的毛細(xì)管透濕比例增大,毛細(xì)透濕成為主要因素。
4.織物后整理
涂層或浸漬等織物后整理會(huì)增加織物的濕阻。因?yàn)樗黾恿怂ㄟ^(guò)織物的路徑或堵塞了織物的空隙。然而,親水整理會(huì)使織物 的透濕性增加。拒水整理一般不影響織物的透濕性。
5.其他因素
一般織物液態(tài)水傳輸速度大于液面蒸發(fā)速率,織物內(nèi)側(cè)有較小的縫隙孔洞使之易于凝結(jié)成液態(tài)水向外輸運(yùn),形成差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng),外側(cè)有較大縫隙孔洞使之易于滿(mǎn)足蒸發(fā)條件,有利于散濕??椢锉砻嬉簯B(tài)水的蒸發(fā)能力與織物厚度、孔隙率等關(guān)系不太密切,但與織物表面凹凸形態(tài),特別是表面凹坑的尺寸和深度有密切關(guān)系,在一般情況,凹坑開(kāi)口面積越大,曲率半徑越大,蒸發(fā)效率超高。凹坑的細(xì)節(jié)、風(fēng)速、溫差等也有明顯的影響。