经编间隔织物的透气性与透湿性

陈晴， 张家琳， 范丽敏

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心，江苏 无锡 214122)



经编间隔织物的透气性与透湿性

陈晴， 张家琳， 范丽敏

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心，江苏 无锡 214122)

主要测试了经编间隔织物的透气性、透湿性和吸水率等物理指标，通过分析经编间隔织物的表层结构、厚度、面密度、体积密度、线圈密度等因素对其透气性和透湿性的影响，为经编间隔织物的进一步研究提供支持。研究结果表明：具有网眼的经编间隔织物透湿性、透气性比较好；线圈密度大的织物透气性、透湿性相对较差；织物的透湿性随着织物面密度的增加呈现递减的趋势；体积密度大的织物透湿性差，吸水率相对较好。

经编；间隔织物；透湿；透气

近几年，经编业在纺织工业中增长速度极快，且应用领域十分广泛。在汽业领域，经编间隔织物可以用作汽车内饰物；在服装领域，经编间隔织物可以用作服用面料及辅料；在装饰领域，由于经编间隔织物具有良好的气候调节性能、卫生性能、结构整体性和透气、透湿性，常用作室内隔离，给人更好的舒适感，并起到减少噪音的功能；另外还常用于床罩、床垫、足垫、地毯、洗衣机里洗衣网等。因此，对经编间隔织物透气、透湿性能进行测试分析，预测相关规律，对相关产业优化工艺、调整面料设计具有重要意义。国内外关于经编间隔织物透气、透湿性能的研究已有许多报道[2-5]。文中通过研究经编间隔织物的表层结构、厚度、面密度、体积密度、线圈密度等因素对其透气性与透湿性的影响，为经编间隔织物的进一步研究提供支持。

1 材料与方法

1.1 试样与仪器

1.1.1 试样 文中选取不同表层结构、厚度、面密度、体积密度、线圈密度的经编间隔织物，及部分经编平纹、网眼织物，实验将织物正面、反面进行拍照，具体结果见图1。

注：织物原料均为涤纶 图1 织物试样视图 Fig.1 Fabric sample view

1.1.2 仪器 YG141型织物厚度仪,宁波纺织仪器厂制造；JA2003电子天平，上海天平仪器厂制造；BA210型显微镜，麦克奥迪实业集团有限公司制造；YG(B)461E型数字式织物透气性能测定仪,宁波纺织仪器厂制造。

1.2 方法

1.2.1 织物试样参数的测试 织物的线圈密度按 FZ/T 70002—1991《线圈密度测量法》进行测试。采用电子天平测量试样质量，计算得到织物的面密度。根据国家标准 GB/T 3820—1999《纺织品厚度的测定》测试织物的厚度；织物的体积密度根据其面密度、厚度及面积计算得出。

织物线圈密度、面密度、体积密度和厚度的测试结果见表1。

表1 织物试样参数

注：织物试样1，11，12为普通单面经编织物；织物试样7，9，10为双面网眼间隔织物；织物试样2，4，5，6为单面网眼间隔织物；织物试样3，8为无网眼间隔织物；织物试样2，3，4，5的厚度相接近；织物试样9，10厚度相同，组织不同。

1.2.2 透气性的测定 按照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》，采用数字式织物透气性能测定仪测定织物试样的透气性能。

1.2.3 透湿性的测定 分别剪出3块大小一致、符合测试规格的织物试样(双面结构不同的织物，默认有网眼结构的一面为正面，密实一面为反面)，并准备一把剪刀、若干胶带。

在温度为20±2 ℃、相对湿度为(65±2)%的恒温恒湿环境中放置实验用水、织物试样，使其平衡至少一天。测试时，取相同规格的透湿杯若干，依次向透湿杯内注入等量的10 mL水，把剪好的各组织物试样分别放在透湿杯上，用胶带对各个透湿杯进行密封，使水蒸气只能通过试样向外界扩散。平衡后，采用电子天平称量透湿杯和织物试样的总质量m1，并记录下实验的开始时间。保持温度的稳定，继续透湿24 h后，再次称量透湿杯和织物试样的总质量得到m2,m1与m2之差即为透湿量。每块织物试样分别测3次计算取平均值，即为该织物试样的平均透湿量。根据下式计算织物试样的透湿率

(1)

式中:m2-m1为测试时间内通过织物的透湿量; A为织物试样的测试面积;t为两次称重的时间间隔(d)。计算织物试样的透湿率，取其平均值，分析影响各织物透湿率的因素。

1.2.4 吸水率的测定 每个织物试样裁剪后取5块，每块尺寸为10cm×10cm，且织物试样应保持平整。

将织物试样放在GB/T21655.1—2008 《纺织品吸湿速干的评定》规定的标准大气条件下，进行严格的调湿平衡处理。使用电子天平测量织物试样在干燥时的初始质量(精确到 0.001g)；将其放入符合标准的容器中，织物试样在吸入三级水(电导率≤5μs/cm)之后，自然下沉，待其达到完全浸润状态5min后取出。将取出的织物固定在试样悬挂装置上，使其在空气中能够垂直悬挂，从而达到自然下垂。在重力的作用下，织物试样中吸收的水分自然滴下；当织物试样在垂直悬挂的过程中不再滴水(或试样两次滴水的间隔时间到达30s)时，及时用天平测量织物试样质量(精确到 0.001g)。按下面公式计算织物试样的吸水率

(2)

式中:A为吸水率(%)；m0为织物试样原始质量(g)；m为织物试样在浸润，充分吸收水分时的质量(g)。

2 结果与分析

2.1 透气性分析

12块织物试样中由于织物9，10厚度太大，透气性能测定仪无法夹持，所以不能进行透气性能测定，其余织物的透气率如图2所示。

图2 不同织物的透气率Fig.2 Air permeability of different fabrics

由图2可以看出，织物7的透气率最大，织物11的透气率最小。因为织物7有双面大网眼结构，而织物11是经编平纹结构，无网眼。比较10块织物试样，织物1，7的透气率最大，织物2，4，5，6的透气率相对较大，织物3，8透气率相对较小，这是由于其表层结构、厚度不同导致的差异。织物1，7具有双面大网眼结构，透气率相对较大，且织物7的网眼更大，故织物透气率更大；织物2，4，5，6具有一面网眼一面密实的结构，故透气率与织物1，7相比则较小，而织物6的透气性在这4种织物中厚度最大，透气性最差。剩余3种织物试样中，织物4，5的网眼大，故织物4，5的透气性好于织物2；织物3，8两面均无网眼结构，故透气率是除织物11外最低的。

不同厚度的织物透气性如图3所示。

图3 不同厚度的织物透气性Fig.3 Air permeability of fabrics with different thickness

由图3中可以看出，厚度对织物透气性的影响并不是十分明显，反而由于织物1，7具有大网眼结构，透气率比其他织物大得多。织物2，3，4，5的厚度接近，但织物3没有网眼结构，故透气率比其他3种织物小；织物7，8的厚度接近，因为织物7有网眼结构，所以透气率比8大。

图4为不同线圈密度的织物透气性比较。

图4 不同线圈密度织物的透气性Fig.4 Air permeability of fabrics with different coil densities

由图4可以看出，在织物厚度相近的织物2，3，4，5中，线圈密度较大的织物2，3比线圈密度较小的织物4，5的透气性差。由此推得线圈密度大的织物透气性差。

比较单面网眼间隔织物2，4，5，6的正反面透气性比较如图5所示。

图5 不同织物正反面透气性Fig.5 Different fabric positive and negative air permeability

由图5可以看出，织物2，4，5，6正面的透气率均大于反面的透气率，因为同种织物在厚度、面密度相近的情况下，表层结构对透气性产生了影响。这说明织物表层结构的不同也会引起织物透气性能的差异，具有网眼结构的织物透气性较好。

2.2 透湿性分析

各种织物的透湿性测试结果如图6所示。

由图6可以看出，织物1的透湿率最大，表明其透湿性最好；织物10的透湿率最小，透湿性最差。因为织物1是经编网眼织物，厚度最小；而织物10的厚度最大。但总体而言，经编间隔织物与经编薄网眼、经编薄平纹的透湿率数量级相似，都具有较好的透湿性。

图6 织物的透湿率Fig.6 Moisture permeability of different warp knitted fabrics

织物9与织物10厚度相同，但透湿率不同。这是因为两织物的组织结构不同，虽然两织物都是经编间隔网眼织物，但织物9的网眼孔径大，所以透湿率更大。织物7与织物8厚度相近，但前者的透湿率比较大。这是因为织物7有网眼，织物8无网眼，且织物7的体积密度小于织物8。织物2，3，4，5厚度接近，因为织物2，3的体积密度比织物4，5的体积密度小，所以织物2，3的透湿率比织物4，5的大；比较厚度、面密度、体积密度相近的织物4和5，织物4线圈密度大，透湿率小。

图7为经编织物透湿率与面密度的关系。

图7 经编织物面密度与透湿率的关系Fig.7 Relationship of water permeability and weight of warp knitted fabrics

由图7可以看出，随着织物面密度的增加，织物的透湿率呈现依次减小的趋势。一般平纹织物的透湿性能大于间隔织物的透湿性能，这是织物面密度不同导致的。面密度最大的织物9，10的透湿率最小，面密度小的织物1，11，12相对较大，织物2～8的透湿率处于中等。

在织物4，6的厚度、面密度、线圈密度相近的情况下，比较二者的体积密度对织物反面透湿性的影响，具体结果如图8所示。

图8 不同体积密度的经编织物透湿率Fig.8 Moisture permeability of warp knitted fabrics with different bulk density

由图8可以看出，体积密度大的织物4的透湿率比体积密度小的织物6的透湿率小，因此织物透湿率随体积密度增大而减小。

织物试样2，4，5，6均为一面网眼一面密实且厚度相近的经编间隔织物，比较它们的透湿率，具体如图9所示。

图9 不同经编间隔织物的透湿率Fig.9 Moisture permeability of different warp knitted spacer fabrics

由图9可以看出，经编间隔织物正面网眼的透湿率均大于反面密实的透湿率。因此可以推得，在织物厚度等各因素相同的情况下，织物表层结构对透湿性也有影响，且有网眼的一面作为测试面时，织物的透湿率更大，透湿性更好。

2.3 吸水率分析

不同织物的吸水率比较如图10所示。

由图10可以看出，织物7的吸水率最小，说明其吸水性较差；织物5的吸水率最大，吸水性最好。织物2，4，5，6的吸水率相对较高，因为它们具有一面网眼一面密实的结构，故相比双面无网眼的织物8具有更好的吸水性。织物9，10的吸水率最差，这是因为其厚度最大、体积密度最小。织物7，8的厚度接近，吸水率相差极大的主要原因在于织物7的表层结构为网眼，织物8为无网眼结构。

不同厚度织物的吸水率曲线如图11所示。

图10 不同织物的吸水率Fig.10 Water absorption of different fabrics

图11 不同厚度织物的吸水率Fig.11 Water absorption of fabrics with different thickness

由图11可以看出，织物7，8，9，10的吸水率相对较低，这是因为其厚度相对较大，其中织物9，10的厚度最大，故吸水率最低。

2.4 利用灰色关联度综合数据分析

经编间隔织物的透气率、透湿率和吸水率各项指标受到织物的线圈密度、厚度、面密度、体积密度的影响。为得到显著的影响关系，根据灰色关联度分析法，利用GMT3.0软件计算关联度数值。数值越大，关联度越大，影响越显著。表2列出了不同经编织物的透气性和透湿性等指标的相关数据。

表2 不同经编织物的透气性和透湿性指标的相关数据

Tab.2 Relative data of thermal comfort index of different warp knitted fabrics

影响因素透气率/(mm/s)透湿率/(g/(m2·d))吸水率/%线圈密度0.74640.72720.6392厚度0.53180.52940.5341面密度0.56110.56560.5241体积密度0.62520.73530.5699

由表2可以看出，在透湿率的影响因素中，体积密度、线圈密度的影响最为显著，其余两个因素的影响接近；吸水率的主要影响因素是线圈密度。

3 结语

织物的表层结构对织物的透气性与透湿性影响一般表现为：

1)有网眼的织物透气性、透湿性比无网眼的经编间隔织物好；一面网眼一面密实的织物吸水率比双面网眼的织物吸水率大；一面网眼一面密实的经编间隔织物中，有网眼的正面作为测试面时，其透气性、透湿性好于密实反面作为测试面的织物。

2)在厚度、面密度相近的情况下，线圈密度大的织物透湿性较差；在厚度、面密度相近的情况下，线圈密度大的织物透气性比线圈密度小的差。

3)织物的透湿性随着织物面密度的增加呈现递减的趋势。

4)在厚度相近的情况下，透湿性与其体积密度密切相关，体积密度大的透湿性差。

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(责任编辑：邢宝妹)

Air and Water Vapor Permeability of Warp Knitted Spacer Fabric

CHEN Qing, ZHANG Jialin, FAN Limin

(Engineering Research Center of Knitting Technology,Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

The article starts from some indicators of thermal and moisture comfort as air and moisture permeability.The influence of facial structure,thickness,weight,loop density,volume density and other factors of the warp-knitted spacer fabric on air and water vapor permeability was studied.This research would provide fundamental information for further study of warp-knitted spacer fabrics.The results show that:water vapor permeability and air permeability of warp-knitted spacer fabrics with mesh structure are better than the one with high loop density; the water vapor permeability decreases with increasing the weight of fabric; the water vapor permeability decreases with increasing the higher volume density,but the water absorption rate increases.

warp-knitting,spacer fabric,water vapor permeability,air permeability

2016-12-15；

2017-01-26。

国家自然科学基金项目(51403080)；江苏省自然科学基金项目(BK20140161)；江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2015019-20)。

陈晴(1981—)，女，讲师，博士。主要研究方向为针织物产品设计与开发。Email：12071107@qq.com

TS 101.92

A

2096-1928(2017)02-0107-06