王霏霏 靳臻

摘 要：面對(duì)現(xiàn)存的在沒有水分測(cè)定儀的情況下進(jìn)行紡織物干燥性能測(cè)試的問題，烘箱干燥法誕生了，它憑借著自身不同于水分測(cè)定儀法的特點(diǎn)逐漸發(fā)展與壯大，文章將首先介紹烘箱干燥的干燥原理與紡織品干燥性能的具體分類，再針對(duì)紡織品干燥性能與烘箱干燥法的應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：烘箱干燥;紡織品性能測(cè)試;干燥性能

中圖分類號(hào)：TS107 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 烘箱工作原理及紡織品性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

烘箱是使用電爐絲對(duì)箱內(nèi)物體進(jìn)行熱烘，電爐絲發(fā)熱對(duì)烘箱內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，用溫度控時(shí)器對(duì)烘箱進(jìn)行反饋控制，通過熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)烘箱內(nèi)的熱氣流，控制樣品之間水分流失的量。樣品具體的水分可以通過進(jìn)入烘箱前后的質(zhì)量差計(jì)算得出。因此烘箱技術(shù)最重要直接的部分在于干燥室的溫度以及氣流。根據(jù)可靠實(shí)驗(yàn)，上述二者對(duì)水分檢測(cè)的結(jié)果影響顯著水平達(dá)0.05，可見影響效果明顯。

一般紡織品的質(zhì)量性能有三大標(biāo)準(zhǔn)：基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)、方法性標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品性標(biāo)準(zhǔn)?；A(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，顧名思義是決定多方面標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，是國家的一種標(biāo)準(zhǔn)，其主要內(nèi)容有計(jì)量和單位的互換，基本結(jié)構(gòu)的分類，與材料環(huán)保型和安全性的生產(chǎn)等，在紡織品檢測(cè)中發(fā)揮著標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)的作用。方法性指導(dǎo)意味著使用特定設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，這些標(biāo)準(zhǔn)用于檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)規(guī)范與手段規(guī)范。最后為產(chǎn)品性標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)對(duì)紡織物企業(yè)進(jìn)行批量檢測(cè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，需要從織物的產(chǎn)品規(guī)格、材料、加工方法以及運(yùn)輸管理多方面進(jìn)行管控，這一標(biāo)準(zhǔn)直接標(biāo)定了織物質(zhì)量是否合格[1-2]。

紡織品的干燥性能主要包括吸濕與快干兩個(gè)方面，這類紡織品由于其功能的特別，根據(jù)我國最新發(fā)布的相關(guān)紡織品規(guī)定，測(cè)試紡織品的吸濕與快干性能得從吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸高度、蒸發(fā)速率與透濕量五個(gè)方面對(duì)其吸濕性能與速干性能進(jìn)行考察，針織類機(jī)織類的紡織品根據(jù)其特點(diǎn)也有不同的達(dá)標(biāo)準(zhǔn)則。大多數(shù)情況下，吸濕性測(cè)試是使用滲透法和滴下法進(jìn)行的，速干性用稱重法進(jìn)行測(cè)評(píng)。

2 紡織品干燥性能測(cè)試方法及水分測(cè)定儀法

吸濕速干性紡織品由于其功能特點(diǎn)較強(qiáng)，一般是應(yīng)用纖維改性設(shè)計(jì)或者特殊織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)非親水性織物的改善，使其對(duì)與水分的吸收、轉(zhuǎn)移與排放得到改善與提高，并且應(yīng)該具有吸水性以及導(dǎo)濕性。對(duì)于影響紡織品吸濕速干的根本因素主要有兩點(diǎn)，分別是織物的纖維分子結(jié)構(gòu)與纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)。分子結(jié)構(gòu)層面上要求纖維分子含有親水基團(tuán)或者輔助親水的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)較多，可以幫助其提升吸濕效果，比如纖維素與水分子可以形成穩(wěn)定氫鍵，動(dòng)物纖維的肽鏈可以輔助提升親水性，而對(duì)于沒有相應(yīng)結(jié)構(gòu)的非極性高分子材料，由于無法與水形成穩(wěn)定結(jié)合，吸濕性能比較差。另一方面，異形的截面合成纖維由于其纖維形態(tài)提升了吸濕性與保濕性，它結(jié)構(gòu)中有溝槽形成且表面積變大，這有效促進(jìn)了毛細(xì)效應(yīng)。天然植物纖維中的果膠量反作用著吸水性，果膠量較少的纖維才有較好的吸水性。而且隨著織物組織結(jié)構(gòu)差異的產(chǎn)生，干燥速率也會(huì)受其影響，大量可靠實(shí)驗(yàn)表明機(jī)織物吸水性普遍比針織物差，而且機(jī)織平紋最差，針織物中棉毛與網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)性能最好，反之，機(jī)織平紋的綜合干燥能力最強(qiáng)，針織物中網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)最強(qiáng)，而羅紋結(jié)構(gòu)能力最弱。紡織品的干燥性能可以從物理、化學(xué)與組織結(jié)構(gòu)改變?nèi)齻€(gè)方面進(jìn)行。噴絲口形狀的物理變形或者應(yīng)用聚合物共紡等方法，可以幫助纖維干燥性能提升，同時(shí)還可以有效達(dá)到環(huán)保目的?；瘜W(xué)方面，紡織物可以考慮通過接枝共聚的方法通過進(jìn)入不同種類大量的親水基團(tuán)，幫助紡織物增加對(duì)水的親和程度，進(jìn)而輔助紡織物干燥性能的提升。先進(jìn)技術(shù)調(diào)整紡織物功能也可以有效幫助織物纖維表明排濕，保持速干的能力，或者利用織物設(shè)計(jì)，將親水性的天然纖維融入疏性的合成纖維，進(jìn)行多層紡織，以達(dá)到吸濕速干的效果。

由于國家之間地理環(huán)境與人文背景都不同，對(duì)于紡織品的要求標(biāo)準(zhǔn)也有些許差異，但是對(duì)于紡織品檢測(cè)原理是極其相似的，我國主要通過以下五個(gè)指標(biāo)，對(duì)紡織品的干燥性能進(jìn)行評(píng)定。

2.1 吸水率

表征織物體現(xiàn)對(duì)于水分吸收的重要指標(biāo)之一。其具體是由樣品吸收的水分與樣品原始質(zhì)量的百分比定義的。因此，吸水率越高的紡織品吸濕能力就越強(qiáng)。

2.2 滴水?dāng)U散時(shí)間

滴水?dāng)U散時(shí)間長(zhǎng)短主要體現(xiàn)了紡織品是否能快速吸收水分。滴水?dāng)U散時(shí)間原理是水滴從一定的高度落到織品表面上，這一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)織品上鏡面反射光消失時(shí)停止計(jì)時(shí)。

2.3 芯吸高度

芯吸高度主要是考察織物毛細(xì)效應(yīng)的效果，將紡織物進(jìn)行垂直懸掛，然后將其一端沾水，通過檢測(cè)其規(guī)定時(shí)間內(nèi)水沿著材料向上蔓延的高度，對(duì)其芯吸性進(jìn)行考察。同時(shí)這也表明了織物對(duì)于水的運(yùn)輸與散濕能力。

2.4 水分蒸發(fā)速率

水分蒸發(fā)速率是評(píng)定織品快干性的重要標(biāo)準(zhǔn)，目前對(duì)于水分蒸發(fā)速率的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)較為多樣，方法也相對(duì)多元。其中，AATCC 199-2018（E2019）《紡織品干燥時(shí)間：水分分析儀法》是通過水分分析儀測(cè)定三種織物在人體溫度或者其他相應(yīng)溫度下的干燥時(shí)間。這個(gè)方法主要步驟為，先選取吸水性高的一面進(jìn)行測(cè)試，再通過浸漬法計(jì)算出紡織物的吸水率，最后用公式推算出加水量。這樣將上述預(yù)先測(cè)試的加水量均勻加至測(cè)試品的表明，最后利用水分分析儀，測(cè)定測(cè)試品達(dá)到相應(yīng)要求的干重標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所需的干燥時(shí)間，這一時(shí)間用以表明測(cè)試品的干燥性能。

2.5 透濕量

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)水蒸氣可以通過一定面積的紡織品的質(zhì)量為透濕量，相應(yīng)的，透濕量越大象征著紡織物透濕性越好。

3 水分分析及烘箱干燥法實(shí)驗(yàn)過程

3.1 水分測(cè)定儀法

目前的水分測(cè)定儀法通常指鹵素水分測(cè)定儀法，其技術(shù)手段隨著科學(xué)的發(fā)展不斷改革與更新，逐漸成為紡織品質(zhì)量檢測(cè)的主流方法之一，其測(cè)定原理是通過研究水分測(cè)定儀來精確測(cè)量紡織品樣品表明含有的游離水，進(jìn)而對(duì)其纖維素含量進(jìn)行定量計(jì)算，這個(gè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種較為快捷的檢測(cè)技術(shù)。鹵素水分測(cè)定儀主要是在水分測(cè)定儀的原有基礎(chǔ)上增加了一個(gè)鹵素?zé)糨o助快速加熱，因?yàn)辂u素較其他元素而言親和性較高，會(huì)減弱其對(duì)于紡織品的影響，根據(jù)測(cè)定儀中紡織品原有的質(zhì)量與失去的水分量，技術(shù)人員會(huì)結(jié)合測(cè)定儀的其他數(shù)據(jù)精確得出紡織品的纖維素含量。這樣的檢測(cè)方法對(duì)于紡織品的樣本量與保存環(huán)境需求很低，不需要專門的檢測(cè)試劑，檢測(cè)流程與花費(fèi)的時(shí)間都很少，很適合對(duì)紡織品進(jìn)行緊急的纖維檢測(cè)。水分測(cè)定儀法相對(duì)烘箱水含量測(cè)定法雖然效率高，但是容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的偏離，要求在使用之前操作人員進(jìn)行偏離程序操作[3]。

3.2 烘箱干燥法實(shí)驗(yàn)過程

3.2.1 實(shí)驗(yàn)原理及儀器

實(shí)驗(yàn)需要將紡織品樣品在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，然后通過對(duì)其加水并對(duì)失水進(jìn)行測(cè)量與數(shù)據(jù)記錄，明確干燥時(shí)間。實(shí)驗(yàn)過程中需要玻璃門烘箱，便于觀察紡織品，同時(shí)需要自動(dòng)吸液管與垂直試樣架、精度為千分之一的天平、燒杯、惰性材料篩網(wǎng)、鑷子等[3-4]。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)試樣及其準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)先進(jìn)行取樣，將紡織品剪出五個(gè)直徑在70mm的圓形樣品，并且將他們順著寬度發(fā)方向按照對(duì)角線進(jìn)行排列，這樣可以控制樣品中經(jīng)緯紗線與不同位置的影響因素，五塊樣品中兩塊用于預(yù)實(shí)驗(yàn)。在預(yù)實(shí)驗(yàn)過程中，需要先稱量初始質(zhì)量，再把樣品放到水中浸泡1min，用鑷子將其夾出放上垂直架，靜置5min后再用鑷子把其放到天平稱重，進(jìn)行含水率計(jì)算。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)過程

正式實(shí)驗(yàn)前需要通過含水量將加水量計(jì)算出來，計(jì)算完畢后將烘箱打開，在電子天平上放好惰性材料篩網(wǎng)，再把它們一起放入烘箱，將烘箱溫度調(diào)節(jié)至37℃進(jìn)行30min的烘干，之后再將樣品的測(cè)試面朝上，放到篩網(wǎng)之上稱重。樣品的含水率和干燥質(zhì)量可以幫助實(shí)驗(yàn)計(jì)算出所需的加水量，計(jì)算完畢后通過移液管對(duì)樣品進(jìn)行相應(yīng)水量的加入并記錄相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)。施加完畢后關(guān)閉烘箱門，根據(jù)定時(shí)器每五分鐘進(jìn)行質(zhì)量讀取，當(dāng)水分蒸發(fā)殘留于小于十分之一后將定時(shí)器改為一分鐘直至樣品回到原始的干燥質(zhì)量。這樣通過樣品水分殘留率進(jìn)行干燥時(shí)間的計(jì)算，取水分殘留達(dá)4%時(shí)的平均時(shí)間并精確至0.1%。

3.2.4 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

首先，篩網(wǎng)需要確定為惰性材料制成，一般可以使用塑料或者樹脂性的材料，需要保證其不導(dǎo)熱也不吸水，不會(huì)對(duì)樣品干燥產(chǎn)生影響。其次，用移液管進(jìn)行滴水時(shí)需要從中間位置開始，避免在后續(xù)滴水過程有水從樣品下滴落，影響干燥數(shù)據(jù)。最后，滴水結(jié)束后應(yīng)該立即關(guān)閉烘箱門并不再開啟，防止烘箱內(nèi)溫度產(chǎn)生波動(dòng)，影響樣品干燥。

此外，實(shí)驗(yàn)中為了確保烘箱的精確程度，需要在源頭上保證烘箱干燥室內(nèi)個(gè)點(diǎn)的溫度與氣溫都盡量一致，及時(shí)監(jiān)理對(duì)二者的檢測(cè)改善，如果有問題實(shí)時(shí)進(jìn)行解決，這樣能幫助烘箱干燥法進(jìn)一步提升紡織物干燥性能的精確程度，提升自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力[5-6]。

4 結(jié)語

目前，全球?qū)τ诩徔椘返母稍镄阅軠y(cè)試方法越來越多，雖然基本原理相同但是功能各異，各有千秋，根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分：?jiǎn)雾?xiàng)組合試驗(yàn)法》有多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)紡織物的干燥性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，希望烘干箱干燥法可以通過其精確呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)逐漸成為紡織品干燥性能測(cè)試的主流，其原理簡(jiǎn)單，測(cè)試流程方便，使得性能評(píng)價(jià)十分簡(jiǎn)潔，希望其可以在紡織物性能測(cè)評(píng)中起到重要作用并幫助國家規(guī)范紡織物市場(chǎng)，提升質(zhì)量監(jiān)管。

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