织物透气性与测试及其影响因素

　　织物透气性是指气体分子通过织物的性能，是织物通透性中基本的性能，透气性会直接影响织物的保暖、透湿、防风等服用性能，在人体与环境的能量交换中起着重要作用，是评价服装舒适性能的一个重要指标，织物吸湿后，由于水的影响，各项指标发生变化，这其中也包括透气性能。

　　1.含湿量对针织物透气性能的影响

　　针织物的透气量随着含湿量的增加先增大而后减少，在透气过程中，气体通过织物布孔和纱线中纤维间缝隙两条途径，一般以布孔为主要途径，针织物润湿后纤维发生膨胀，但是由于针织物是通过形成线圈编织而成，结构比较松散，纱线的活动空间比较大，不至于使纱线间的孔隙有明显较小，相反，针织物润湿后表面毛羽倒伏，织物厚度减小，使织物中透气管道的长度减小，且透气孔径增大，透气量增大，即润湿织物的透气量增大，随着含湿量的进一步增大，水主要以自由水的形式存在，占据了针织物的孔隙，且易于在纤维间形成连续的水膜，透气量随之减小。

　　2.含湿量对机织物透气性能的影响

　　随着含湿量的增加，织物的透气量明显下降，机织物是通过经纱和纬纱互相垂直交织而成，机织物吸收水分后，纤维的长度和横截面积都发生了膨胀，而这种膨胀表现了明显的各向异性，纤维吸湿后在长度方向的膨胀很小，而在直径方向膨胀很多，导致了织物中纱线的弯曲程度增大，同时相互挤紧，纱线与纱线之间的空隙减小，织物收缩；再加上附着水分，使织物中空隙进一步被阻塞，导致织物透气量明显下降。

　　不同织物的透气性要求有很大不同，即使同一织物，由于使用要求不同，织物两面压差情况出往往是不同的，故应根据织物自身材料的特性、使用要求的不同，而选用不同的压降来进行测试。下面为织物透气性测试剂原理分析。

　　织物透气性测试与原理:

　　所谓织物透气性，是指织物两面存在压差的情况下，织物透过空气的性能。即织物两面在规定的压差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积，单位为L/mm2s。因为压差是空气赖以流动的必要条件，只有在被测织物两面保持一定的压差，才能在织物中产生空气流动。

　　透气量测试是按固定压差作为透气量试验的基准。各国试验标准规定的压差并不一致，例如美国ANSI/ASTM、K773、FS191/5450及日本的JISL1096规定为127.4Pa（13mm水柱）；法国NFG07-111规定为196Pa（20mm水柱）；德国DIN 53387 规定服装织物为100Pa（10mm水柱）、降落伞织物为160PA（16mm水柱）、过滤织物及工业用织物为200Pa（20mm水柱）；英国BS5636规定为98Pa（约10mm水柱）等；我国标准GB/T 5453-1997《 纺织品 织物透气性的测定》规定为服用织物100Pa（约10mm水柱）、产业用织物为200Pa（20mm水柱）。

　　因而影响织物舒适性的另一个重要因素是织物的透气性。运动服、防风防寒服均对织物透气性有较高要求。有些工业纺织品如飞机降落伞、滤布等对织物透气性有特殊要求。织物透气性决定于织物中经纬纱线间以及纤维间隙的数量与大小，亦与经纬密度、经纬纱线特数、纱线捻度等因素有关。此外还与纤维性质、纱线结构、织物厚度和体积重量等因素有关。

　　(1)织物结构

　　当织物的紧度保持不变，织物的透气率随着经纬纱排列密度的增加或纱线密度的增加而降低。在一定范围内，纱线的捻度增加，纱线的直径和紧度降低，则织物的透气性增强。从织物的组织方面，在相同的排列密度和紧度的条件下，透气性强弱排序为平纹<斜纹<缎纹<多孔组织。体积分数越大的织物，透气性越差。

　　(2)纤维性质及纱线结构

　　纤维的回潮率对透气性有明显影响。如毛织物随回潮率的增加，透气性显著下降，是由于纤维径向膨胀的结果。大多数异形纤维织物比圆形截面纤维织物具有较好的透气性。纤维表面形状和截面形态，都会因形态的阻挡物和比表面机的增加，导致气流流动的阻力增大。故纤维越短，刚性越大，产品毛羽概率越大，形成的阻挡和通道变化越多，故透气性越差。

　　纱线的结构越紧密，纱线内通透越小，而纱线间的通透越大。纱的捻度与光洁对通透有利。

　　(3)环境条件

　　当温度一定时，织物透气量随相对湿度的增加呈下降趋势。这是由于纤维吸湿膨胀使织物内部空隙减小，且部分水分会堵塞通道。

　　当相对湿度一定时，织物的透气量随环境温度的升高而增加。因为当环境温度升高，一方面使气体分子的热运动加剧，导致分子的扩散，使透通能力增强。另一方面织物整体的热膨胀，使织物的透通性的得到改善。

　　当温度和相对湿度不变时，织物两面的气压差的变化也会影响织物的通气率，并且是非线性的。因为气压差越大，通过织物孔隙的空气流速越快，所产生的气阻越大，一方面会引起织物的弯曲变形，产生伸长，增加孔洞，另一方面-会压缩纤维集合体的状态和排列，导致孔洞减小、织物密度增加。这两者对透气率的影响是相反的，因此在实际测量的过程中应确定一干扰小的气压差，作为恒定的测试条件。

　　一、透气性测试

　　通常所说的透气性测试是指对于具有一定气体阻隔性的材料进行特定气体渗透性的检测。这类材料大多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多层复合材料，广泛应用于食品、药品、化工、电子、军工等领域的产品包装。其中阻隔性极优(气体渗透性极低)的材料可以用于对氧气、水蒸气敏感商品的包装，是近几年塑料包装业发展的重点，也是充气包装、真空包装、无菌包装等新型包装发展的基础。

　　材料的透气性测试方法主要有压差法和等压法两类，其中使用范围广泛的是压差法。压差法是纯粹的物理检测方法，测试原理清晰明了，是透气性测试中的根本方法。压差法又分为真空压差法和正压差法两类，按照检测标准需要采用分辨率非常高的真空规或表压传感器，检测过程中微小的压力变化均被精确地采集下来。

　　二、透气度测试

　　对于泡沫塑料、皮革、纺织品、纸板、纸张、多孔陶瓷等透气性较大的材料，用于一些特定领域时需要量化气体对这些材料的渗透性，例如卷烟纸的透气性选择是否恰当直接影响了烟支的外观、卷烟的气味和烟气成分的含量,而对纺织品透气性的控制是直接影响衣物穿着舒适度的关键因素。对于这类材料气体渗透性的检测称为透气度测试，试验需要采用专业的透气度测试仪。

　　这类材料的透气度测试方法大体可以分为定流量测压差和定压差测流量两类。定流量测压差法主要用于聚氨酯泡沫塑料以及软质或半硬质多孔弹性材料的测试；定压差测流量法主要用于纺织品、无纺布、皮革、土工布等；纸、皮革等材料的透气度检测需测试在一定压差下，透过试样一定体积空气的时间，这可归为定压差测流量一类，再通过测得的流量进行计算即可。