纺织品干燥速率测试方法比较和分析

文/鲍萍 苏健 胡春弘

1 引言

随着科技的进步和社会经济的发展，消费者对于织物的舒适性功能性能需求随之提升，如速干性能。众多国际、国内服装品牌都将速干功能织物运用于品牌的服装设计中并进行宣称，运动服领域对具有该功能的纤维或织物的需求尤其强劲。

速干性能是指产品快速传导并蒸发水分的性能，目前该性能可以通过物理改性（原料共混纺丝、双组分复合共纺、改变喷丝孔形状）、化学改性（接枝共聚）、结构设计（与纤维素纤维的复合、多层结构）和采用吸湿速干整理剂处理等几种加工方法实现。国内外常用的速干性能测试方法根据测试原理大致可以分为：称重法（滴湿/润湿）、水分分析仪法、气流法和热板法，测试指标主要围绕干燥时间、干燥速率或快干速率、蒸发率和水分扩散能力。其中AATCC TM201—2012(2014)e2（织物干燥速率测试方法——热板法）采用37℃的热板温度模拟人体开始出汗的温度，测试织物在与一定量水和热板接触条件下的干燥速率。该方法比较接近消费者的实际服用状态，众多国际服装品牌采用并给出相应技术要求以表征速干性能。而中国市场纺织品的速干性能采用GB/T 21655.1—2008《纺织品吸湿速干性的评定 第1部分：单项组合试验法》进行评定。在全球销售的服装品牌对两种方法之间的差异以及相关性比较关注。

为了给生产企业和买手提供技术上的支持和指引，本文比较分析两种干燥速率方法差异的基础上，对多种声称速干性能织物采用该两种方法进行测试，以研究二者结果的相关性，同时研究了模拟人工汗液的适用性。

2 试验

测试样品：中国市场上随机选取14种声称速干性能的不同织物。

测试仪器：干燥速率测试仪（包含温度记录设备、红外温度计、风扇、金属板、柔性加热器和用于绝缘隔热的软木板等部件）、微量移液器、天平、试样悬挂装置、计时器。

测试试剂：三级水或去离子水，符合GB/T 3922规定的酸性人工汗液。

测试方法：

（1）采用去离子水和酸性人工汗液，根据AATCC TM201—2012(2014)e2织物干燥速率测试方法热板法的要求，进行了织物干燥速率或/和干燥时间的测试。

（2）根据GB/T 21655.1—2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单项组合试验法》第8.3章的要求，进行了织物蒸发速率的测试。

3 结果与讨论

3.1 两种干燥速率测试方法的比较及差异分析

AATCC TM201和GB/T 21655.1—2008 第8.3章测试纺织品干燥速率的方法比较如表1所示。

表1 纺织品干燥速率两种测试方法的比较

根据表1，AATCC TM201测试原理为热板法，将水滴在（37 ± 1）℃的加热板上，织物的贴肤面与其接触，通过收集和记录红外温度计探测的温度并绘制完整测试过程的温度-时间曲线测定干燥速率，单位为mL/h。GB/T 21655.1—2008 第8.3章测试原理为滴湿称重法，将水滴加在织物（使用时贴近人体皮肤的面）上，垂直悬挂于标准大气中，通过每隔5min称取一次质量并绘制时间-蒸发量曲线测定水分蒸发速率，单位为g/h。GB/T 21655.1—2008 第8.3章提出了水洗要求，规定了具体的水洗干燥方式以及洗涤次数；同时规定了评价技术要求，即蒸发速率≥0.18 g/h（洗涤前和洗涤后均达到）。虽然二者所用的水量均为0.2 mL，但测试原理及方法差异较大，两种方法之间不具有可比性。

3.2 采用热板法和滴湿称重法测试干燥速率结果的差异性

为了研究AATCC TM201（热板法）和GB/T 21655.1—2008 第8.3章（滴湿称重法）测试织物干燥速率的结果差异性，对14种声称速干性能的不同织物原样（样品的信息和描述参见表2），按照该两种方法进行了测试，干燥速率结果见表2。

表2 热板法和滴湿称重法测试声称速干性能织物干燥速率的结果

根据表2的结果，按照滴湿称重法测试14种试样的蒸发速率最低值为0.21 g/h，最高值为0.85 g/h，均高于技术评价要求。按照热板法测试14种试样的干燥速率最低值为1.06mL/h，最高值为4.09mL/h。两种方法的测试结果进行比较，热板法测试在1.0 mL/h左右的试样，其滴湿称重法的测试值在0.20 g/h左右。

3.3 热板法织物干燥速率测试中模拟人工汗液的适用性

从消费者实际使用和穿着舒适性的角度，实际接触的液体为人体经历过热或运动出汗后的汗液。具备速干性能的织物应快速传导并蒸发汗液，以保持织物内层的相对干爽，减小织物测试与人体之间的黏着效应，从而提高人体的舒适性。AATCC TM201采用去离子水滴在37℃的热板模拟人体开始出汗时的温度测试织物的干燥速率。为研究热板法测试织物接触汗液后的干燥速率，采用酸性人工汗液来模拟消费者服用时所出的汗液替代去离子水，测试了5种声称速干性能的不同织物原样的干燥速率和干燥时间，并与采用去离子水的结果进行比较，同时研究模拟人工汗液在热板法织物干燥速率测试中适用性。酸性试液具体配制方法和pH值要求参见GB/T 3922—2013《纺织品色牢度试验 耐汗渍色牢度》。

采用去离子水和酸性人工汗液测试5种织物干燥速率和干燥时间的结果如表3所示。

表3 热板法（AATCC TM201）测试的干燥速率和干燥时间结果

从表3可以看出，热板法测试干燥速率，可采用酸性人工汗液替代去离子水进行测试。5种试样采用酸性人工汗液测试得到的干燥速率均低于采用去离子水的；同时干燥0.2mL酸性人工汗液所需的时间则大于干燥0.2mL去离子水所需要的时间。酸性人工汗液的pH值为5.5±0.2，每升汗液由0.5g L的组氨酸盐酸盐-水合物、5.0g氯化钠和2.2g磷酸二氢钠二水合物配制而成，可能是这些物质的存在延缓了汗液在织物中的传导，导致了测得的干燥速率低于或者干燥时间大于采用去离子水的。

4 结论

本文比较、分析了AATCC TM201和GB/T 21655.1—2008 第8.3章干燥速率测试方法的差异，前者为热板法，后者为滴湿称重法，虽然二者所用的水量相同，但测试原理及方法差异较大。对14种声称速干性能的不同织物原样的测试结果表明，热板法测试在1.0mL/h左右的试样，其滴湿称重法的测试值在0.20g/h左右。对5种试样采用酸性人工汗液按照热板法测试结果表明，可采用酸性人工汗液替代去离子水进行测试，采用酸性人工汗液得到的干燥速率均低于采用去离子水的，可能是酸性人工汗液中化学物质的存在延缓了汗液在织物中的传导而导致。