兩種插針?lè)绞綄?duì)織物透濕電阻法測(cè)試的影響

李瑩+++賈高鵬

摘 要：利用設(shè)計(jì)的織物透濕電阻測(cè)試儀來(lái)研究不同插針?lè)绞綄?duì)電阻法測(cè)試織物水分單向蒸發(fā)的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)等長(zhǎng)度等間距排列側(cè)向插針中的探針之間干擾較小，測(cè)得的數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果能反映出織物不同層面上水分蒸發(fā)的情況。

關(guān)鍵詞：織物透濕；電阻；含水率；插針

織物的濕舒適性是織物服用性能的重要研究?jī)?nèi)容，很多研究者從事相關(guān)的研究工作并提出了熱舒適性的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)。因此為了便于研究[1]重點(diǎn)關(guān)注織物吸濕后尤其是吸收液態(tài)水后，織物的散濕度或者織物蒸發(fā)情況來(lái)研究織物的濕舒適性。研究者大多通過(guò)織物表面相對(duì)濕度的變化或者織物回潮率的變化來(lái)研究織物對(duì)液態(tài)水的傳輸和擴(kuò)散能力。由于織物中纖維之間存在空隙，因此液態(tài)水在其中的含量多少可以由材料的電阻來(lái)間接反應(yīng)，因此電阻法[2]可以用來(lái)間接研究織物的液態(tài)水散發(fā)情況。有研究者利用插針?lè)绞絹?lái)研究一般織物，一般織物厚度較薄，可以忽略其影響。本文設(shè)計(jì)不同插針?lè)绞酱怪辈遽樅蛡?cè)向插針對(duì)較厚非織造材料傳濕過(guò)程中利用電阻法測(cè)試而產(chǎn)生的影響。希望研究結(jié)論能給有關(guān)濕熱舒適性研究提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)選擇了純毛非織造布。在實(shí)驗(yàn)前首先將該塊織物裁剪成6.5cm×5cm的試樣，具體測(cè)試樣品的規(guī)格參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

干態(tài)下的織物是高阻材料，當(dāng)織物浸潤(rùn)后，織物內(nèi)部存在液態(tài)水，水是導(dǎo)體，織物中水分隨著時(shí)間不斷蒸發(fā)而減少（即含水率減?。?，電阻值逐漸增大，從而引起電壓的變化，用一定的電壓信號(hào)采集和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，便可直觀的獲得織物中水分蒸發(fā)的變化情況。具體的做法是在潤(rùn)濕織物上按一定的分布規(guī)律插入測(cè)試探針，并將探針與檢測(cè)電路連接起來(lái)，利用檢測(cè)電路測(cè)定探針之間織物的電阻值，從而根據(jù)電阻值的變化來(lái)間接反映織物中的水分蒸發(fā)情況。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

垂直插針電阻測(cè)試極板示意圖如圖1，測(cè)試探針長(zhǎng)度依次增大，其插針深度從小到大為0.5mm、1mm、3mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm，不同的插針深度測(cè)試的是織物在不同厚度層面的電阻值；側(cè)向插針電阻測(cè)試極板等間距布置，針與針之間水平距離為2cm，垂直距離為2mm，測(cè)試時(shí)，將探針從織物側(cè)向插入，根據(jù)織物的厚度決定用幾組探針，插身示意圖如圖2所示。

在溫度為25℃，濕度85%時(shí)，對(duì)多孔介質(zhì)材料C6采用兩種插針?lè)绞剑捍怪辈遽樅蛡?cè)向插針，分別采集潤(rùn)濕多孔介質(zhì)材料不同層面上的電阻值，在利用標(biāo)定將電阻值轉(zhuǎn)化為含水率，比較兩種方法的優(yōu)劣，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將潤(rùn)濕織物用透明膠帶包裹，僅留一蒸發(fā)面，測(cè)試時(shí)間為120分鐘。

2 結(jié)果與分析

在采用垂直插針的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，共有8組測(cè)試探針和一組銅片，采集了9個(gè)通道的數(shù)據(jù)。銅片采集的是織物表面電阻，即4通道采集的數(shù)值，0通道至8通道的插針深度依次增加，每個(gè)通道分別采集不同插針深度的電阻值。在采用側(cè)向插針?lè)绞降膶?shí)驗(yàn)中，織物共插入9組探針，第一組探針插在織物表面，第二組探針插在距離織物表面2mm處，依次插入其余7組探針，每組探針?lè)謩e采集不同通道即不同織物層面的電阻值。在圖例中，數(shù)字代表第幾通道，R代表織物電阻值，MC代表織物含水率，例： 0R代表0通道采集的電阻值，0MC代表0通道所對(duì)應(yīng)的織物含水率。

從圖上可以看出，無(wú)論采用垂直插針?lè)绞竭€是采用側(cè)向插針?lè)绞?，得到的結(jié)果都應(yīng)具有一定的規(guī)律性，即不同通道的含水率由表及里應(yīng)依次增大，具有一定的濃度梯度分布特征。由圖3可以看出，雖然采用垂直插針?lè)绞降玫降那€(xiàn)圖分布具有一定的層次性，部分通道的數(shù)值波動(dòng)過(guò)大。各通道信號(hào)之間疊加比較嚴(yán)重，這反映出垂直插針?lè)绞街刑结樀牟煌叨鹊呐帕蟹绞綄?dǎo)致探針電場(chǎng)之間的相互影響比較大。圖4可以看出采用側(cè)向插針?lè)绞降玫降那€(xiàn)圖波動(dòng)較小，實(shí)驗(yàn)用織物中各層間的濃度梯度的變化從圖上能比較清晰的反映出來(lái)。從探針的電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況來(lái)看，對(duì)于垂直插針，各對(duì)探針等間距，但長(zhǎng)度依次遞增，各探針之間電場(chǎng)之間相互疊加，使得不同高度探針之間場(chǎng)強(qiáng)分布不均勻不對(duì)稱(chēng)因此，測(cè)試時(shí)，各通道測(cè)試結(jié)果干擾比較嚴(yán)重，而側(cè)向等間距等長(zhǎng)度這種側(cè)向排列的探針之間，由于基本是均勻?qū)ΨQ(chēng)分布因此各探針之間的場(chǎng)強(qiáng)相互影響疊加之后，也是基本是對(duì)稱(chēng)分布，各對(duì)探針之間的影響較小，因此織物各層面在測(cè)試過(guò)程中，各通道電場(chǎng)之間干擾較小，測(cè)試結(jié)果比較穩(wěn)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

本研究設(shè)計(jì)了不同插針?lè)绞降碾姌O，來(lái)研究側(cè)向插針和垂直插針?lè)绞綄?duì)織物水分蒸發(fā)過(guò)程中不同層面電阻變化的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，側(cè)向等間距等長(zhǎng)度排列的探針之間，各層面間電場(chǎng)干擾比較小，等長(zhǎng)度等間距側(cè)向插針測(cè)試比較穩(wěn)定，能反映織物不同層面濕蒸發(fā)的濃度梯度變化。

參考文獻(xiàn)

[1]渭源.服裝舒適性與功能[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2005.

[2]Wehner J A. Dynamic of water vapor transmission through fabrics barriers[J].Text. Res. J，1988，58（10）：581-592.