搜索
高鼎化學工業股份有限公司紡織品機能測試簡介技術部蔡孟洲2006.5.8機能性紡織品測試---抗紫外線測試SunProtectiveclothing-EvaluationandClassification抗紫外線機能布料原紗型抗紫外線原絲乃在合成纖維紡絲之前，將微米或奈米粒徑的二氧化鈦、氧化鋅或其他可阻擋紫外線(吸收或散亂)的原料與聚合物充分摻合，再進行紡絲，此製程纖維的布料具有永久性的阻擋或反射紫外線的特性。染整製程添加於染整後添加抗紫外線的藥劑處理方式的布料，有其耐久洗次數的限制。何謂紫外線(UV)紫外線(Ultravioletlight)：是指太陽射至地球表面中的一種看不到的光線波長越長的紫外線，穿透能力越強。何謂紫外線(UV)紫外線可分為三類﹕紫外線A、紫外線B和紫外線C。防曬係數SPF﹙SunProtectionFactor﹚：為美國系統的防曬係數。SPF範圍2~50+。SPF15表示可以阻隔14/15的UVB，即可阻隔93.3％的UVB，SPF50，阻隔98％。IP(IndiciaProtection)：是歐洲防曬係數的標示。IP×1.5＝SPF。PA＋﹙ProtectionGradeofUVA﹚：日本厚生省要求日本的防曬產品必須標示防止UVA的效果。PA＋表輕度遮斷、PA＋＋表中度遮斷，PA＋＋＋表高度遮斷。。UPF(UltravioletProtectionFactor)：為服飾類的抗紫外線單位。UPF範圍2~50+，UPF值越高防曬效果越佳。UPF50表示只有1/50能穿透纖維表面。穿上掛有UPF50認證吊牌的衣服，可增加50倍保護程度、UPF30則有30倍保護。測試標準AATCC183：美国纺织化学协会。AS/NZS4399：澳洲標準協會。利用光譜儀對布作6次掃描，取得UVA及UVB的透視率數值，換算成防曬係數UPF。BS7914：英國標準協會。P=1/UPF。EN13758-1AS/NZS4399分級目前台灣技術水平為防護係數UPF50+(AS/NZS4399)。紫外線防護係數紫外線穿透,%等級分類40-50、50+＜or=2.5A優25-394.1to2.6B很好15-246.7to4.2C好機能性紡織品測試---吸溼排汗測試吸溼排汗產品概念吸濕(moistureabsorbing)排汗功能是指藉由異形斷面纖維、組織結構或添加吸濕化學劑於布料中，以提升織物的吸濕排汗速度。此種機能性織品主要以具有毛細功能特性的纖維或吸濕劑將皮膚表面上的汗水快速吸附傳遞至織物表面，最後經由織品表面的擴散作用與空氣對流，達到快速蒸發與乾燥的功能。雖然在酷熱的天氣或運動的情形下，汗水淋漓，使用此種布料的衣服將發揮更好的排汗功能，使身體能保持乾爽。吸濕性表示織物吸水的能力，可用吸濕(wicking)高度及水份擴散能力表示。排汗性表示織物乾燥能力，可用水分乾燥速率來表示。吸溼排汗的產品分類纖維纖維表面改質異形斷面中空/中空微多孔纖維化紗線多層結構紗複合紗加工絲織物雙/多層結構密度與碼重的搭配加工親水加工服裝依據季節,運動量選擇適當的穿著法吸溼排汗產品評估指標吸溼--Absorbency目的:了解紡織品再人體表剛產生汗水時的吸收效果導溼--Wicking目的:了解紡織品將吸收的汗水,藉由毛細/擴散作用,持續對外輸送的能力速乾--Evaporation目的:了解紡織品將所含水分傳到外界保持乾燥的能力目前業界的技術水平為吸濕高度8cm以上/15min，水份擴散能力2秒以下(AATCC79)。Absorbency測試常用標準AATCC79-2000JIS1907-1994Section5.1.1(Dropmethod)模擬重點以紡織品與皮膚的接觸面進行測試從固定高度處滴落微量給水水滴被試樣表面吸收所需的時間(水洙滴下擴散之秒數),時間愈短代表效果愈好針織物之平均值≦2秒者；梭織物之平均值≦5秒者，符合吸濕排汗速乾紡織品之吸濕能力要求。Wicking測試常用標準JIS1907-1994Section5.1.2評估10分鐘後的水線爬升高度Intertekin-housemethod評估1,5,30,60分鐘後的水線爬升高度模擬重點試樣些微接觸足量的水試樣需分經緯向觀察定時觀察水線爬昇的高度相同時間內,爬升高度愈高,效果愈好吸水速度試驗法之等級標準吸水高度等級分類針織物/梭織物經向與緯向X≧1003很好50≦X＜1002好X＜501尚可Evaporation測試常用標準Intertekin-housemethod模擬重點一定面積的試樣事先給予定量的水監測時間與含水量的變化織物乾燥速率試驗法之等級標準40分鐘殘餘水份率(％)等級分類針織物梭織物X＜5X＜35優5≦X＜153≦X＜104很好15≦X＜4010≦X＜303好40≦X＜6030≦X＜502可X≧60X≧501尚可機能性紡織品測試---透氣防風測試AirPermeability/WindResistanceAirPermeabilityv.s.WindResistance透氣(AirPermeability)單位面積通過的氣體流量，愈大愈好透氣與織物是否提供路徑讓氣體自由通過有關，故與組織設計關聯較大防風(WinResistance/Proof)單位面積通過的氣體流量，愈小愈好防風效果主要來自Coating等加工，但防風≠防水透氣度(AirPermeability)定義當試樣維持在正反兩面固定壓力差下，氣體垂直通過一定面積範圍的氣體流量單位：氣體體積/面積．時間測試重點測試樣正面向上依不同檢測標準規定調整壓力差測試點：5-10處，樣本無須剪裁注意單位的選擇常見的測試標準一覽表測試標準測試頭面積預設壓力差量測單位ASTMD73738cm2125Pacm3/cm2/sASTMD357425cm2125PaBSENISO923720cm2200/100Pamm/sBSENISO723125cm2125PaJISL109638cm2125Pacm3/cm2/sBS3424Pt165,20,50,100cm2200/500PaL/s常見單位與換算問題常用單位cm3/cm2/sft3/ft2/minmm/sL/m2/sec換算1ft3/ft2/min＝0.508cm3/cm2/s1cm3/cm2/s＝1.9685ft3/ft2/min1mm/s＝1L/m2/sec選用條件與測試結果的關聯性壓力差愈大,測試值愈大測試面積差愈大,測試值愈大機能性紡織品測試---透濕防水測試WaterVaporPermeability/WaterResistance透濕防水織物概念(一)所謂「透濕防水」是一種能防雨水穿透又能將汗液蒸氣排出的布料，外套內並不會發生結露而導致濕冷不舒服現象。「透濕性」係指在劇烈運動時身體釋放的蒸氣會藉由體表揮發至外部而達到降溫的效果及維持絕佳的舒適與乾爽。「防水性」是指布料具有完全抵擋水分穿透的能力，此布料通常是在布料表面以PU、鐵氟龍薄膜(PTFE)、TPU、TPE…等材料塗佈或以film貼合加工而成。透濕防水織物概念(一)透濕防水織物表現的方式有三種:直接塗佈(Directcoating)貼合(Lamination)高密度組織結構(High-densityweavestructure)無論是直接塗佈樹脂或薄膜貼合，其材質特性可分為微多孔型及親水型(無孔型)兩種，微多孔型每平方公分之樹脂或薄膜加工的表面含有數以萬計的微孔，這些微孔遠比水滴要小，因此即使在壓力之下也能完全阻擋水分的滲透，又能讓衣著內的水氣排出，保持乾爽。而親水型則係利用親水基將汗水吸附再藉由擴散、對流方式將汗水排出。依實際環境需求，有不同的耐水壓及透溼度組合布料。透濕防水織物概念(一)目前業界的技術水平貼合(Lamination)可達耐水壓40000mmH2O以上(ISO811)，透濕度20000g/m2‧24hr以上(JISL1099-B1)、Ret6(m2pa/w)以下。塗佈(Coating)可達耐水壓10000mmH2O以上(ISO811)，透濕度10000g/m2‧24hr以上(JISL1099-B1)。透濕防水織物概念(一)透濕度(WaterVaporPermeability/Transmission,WVP/T)讓人體在新陳代謝活動時所產生之熱氣(水蒸氣)，能透過紡織品排放到外界之特性防水(WaterProof)利用織物特性對外界環境，如下雨、風雪等所造成之水分，產生阻隔之效果透濕防水織物概念(二)透濕如何達成?微多孔膜(microporousfilm)•運用水蒸氣與水的分子大小不同來達成•代表商品：Gore-Tex透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)無孔質親水膜(hydrophilicfilm)借「吸濕」、「擴散」、「放濕」三階段達成PU、TPU透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)觀念澄清透濕≠透氣透濕(WaterVaporPermeability/Transmission,WVP/T)讓水蒸氣穿透紡織品排放到外界之特性透氣(AirPermeability)讓空氣自由通過紡織品的能力常被當成『防風/密閉效果』的指標與一般口語描述『透氣』『不閉濕（breathable）』的產品概念有不同常被當成『防風/密閉效果』的指標透濕防水產品的製造織造法使用超細纖維(Microfiber)與高支數、高密度通氣性(Ventile)棉織物，再經氟素或矽利康樹脂撥水處理，織造出所謂的「高密度織物」後加工法塗佈(coating)貼合(laminating)結合布與膜的技術好壞足以影響產品的功能等級透濕產品的評估指標(一)透濕功能的評估要點取一固定面積創造溼度移動趨力(Drivingforce)：溼度差•使用放濕(水)或吸濕劑(氯化鈣、醋酸鉀)•控制測試環境的溫度/溼度•模擬溼度排出方向裝置試樣：膜向高濕處經過一定時間達到吸/放濕平衡計算結果透濕產品的評估指標(二)常見的透濕功能指標透濕量(WaterVaporPermeability)•吸(放)濕劑重量差/(測試面積×測試時間)•換算成24小時的透濕量，單位：g/m2×24hr透濕指數(WaterVaporPermeabilityIndex，WVPI)•試樣之透濕量/標準樣(Referencefabric)透濕量•換算成百分比，單位：%濕阻抗(WaterVaporResistance，Ret)•維持固定面積之固定蒸氣壓所產生之功率大小•試樣Ret=有試樣Ret-裸版Ret，單位：Pa．m2/W透濕性能測定法—美國ASTME96-00共細分為A、B（正水杯法）、BW（倒水杯法）、C、D、E（氯化鈣法）等6種試樣之膜面潮濕度較高處裝置透濕性能測定法—ASTME96-006種方法的詳細測試條件方法代號透濕杯內容物測試環境條件溫度溼度風速時間A氯化鈣23±0.6℃50±2﹪RH0.02～0.3m/s取樣8～10點至少需6HRB（正水杯）水BW（倒水杯）水C氯化鈣32.2±0.6℃D水E氯化鈣37.8±0.6℃90±2﹪RH透濕性能測定法—ASTME96-00最新修訂版：2000年（目前最新2005年版，大體同2000年版）與95年版最大差異：測試環境風速變小（2.8±0.25m/s→0.02～0.3m/s）測試時間：計時一定時間間隔（1hr），秤取8～10個重量穩定變化的點計算：測試前後重量差/（測試時間×測試面積）換算成24hr的透濕量（單位：g/m2×24hr）透濕性能測定法—日本JISL1099(1993)測試法：分A-1（氯化鈣法）、A-2（水杯法）、B-1（醋酸鉀法）、B-2（醋酸鉀法）等4種試樣之膜面潮濕度較高處裝置透濕性能測定法—JISL1099(1993)4種方法的詳細測試條件方法代號透濕杯內容物測試環境條件溫度溼度風速時間A-1氯化鈣40±2℃90±5﹪RH0.8m/s共2hr取第2hr之值A-2水40±2℃50±5﹪RHB-1醋酸鉀環境30±2℃水浴23℃15minB-2透濕性能測定法—英國BS7209紡織品透溼度