Wenn die Körpertemperatur aus verschiedenen Gründen wie hoher Lufttemperatur, hoher körperlicher Aktivität, intensiven Emotionen ansteigt, schwitzt er, um seine Körpertemperatur zu senken. Durch die Verdunstung von Schweiß von der Haut entsteht Feuchtigkeitsdampf im Bereich zwischen Kleidung und Haut. Damit sich der Träger wohlfühlt, muss das getragene Kleidungsstück diesen Schweiß in Form von Dampf an die Umgebungsluft abgeben. Die Fähigkeit des Kleidungsstücks, Schweiß in Form von Dampf zu übertragen, ist die Wasserdampfdurchlässigkeit, die einer der wichtigen Parameter ist, die dem Kleidungsstück Komfort verleihen. Kleidung ist für den Menschen wie eine zweite Haut, denn Menschen tragen ihre Kleidung den ganzen Tag. Aus diesem Grund sind Kleidungsmerkmale für den Menschen wichtig. Kleidung wird im Allgemeinen unter Berücksichtigung der ästhetischen Merkmale ausgewählt, die das Aussehen des Stoffes beeinflussen, wie Muster, Modell, Farbe, Mode. Aber in letzter Zeit gibt es einen zunehmenden Trend zu Komfortkleidung, in der sich die Menschen wohler fühlen können.
Um das thermische Gleichgewicht des Körpers aufrechtzuerhalten, wird der bei Bedarf entstehende Schweiß in Form von Wasserdampf an die Umgebung abgegeben und die Wasserdampfdurchlässigkeit der Kleidung, die den Körper fast wie eine zweite Haut umhüllt, ist auf sehr gutem Niveau, Verbraucher sich wohler fühlen.. Alle Faser-, Garn- und Stoffeigenschaften, die in einer festen Beziehung zueinander stehen, beeinflussen die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe. Dicke und Porosität von Stoffen, Garnfeinheit und Rohstoffart gehören zu den wichtigsten Parametern, die die Wasserdampfdurchlässigkeit beeinflussen.Während die Gewebedicke umgekehrt proportional zur Wasserdampfdurchlässigkeit ist, steht die Porosität in einem direkt proportionalen Verhältnis. In verschiedenen Studien zur Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben mit hydrophilem oder hydrophobem Charakter liegen unterschiedliche Meinungen vor. Um Untersuchungen zur Wasserdampfdurchlässigkeit auf gesunde Weise durchzuführen, wurden Methoden zur Messung dieser Eigenschaft entwickelt, die auf verschiedenen Normen basieren.
Behaglichkeit wird definiert als „Zufriedenheitszustand der physiologischen, psychologischen und physischen Harmonie zwischen Mensch und Umwelt“. Tragekomfort ist ein komplexes Konzept, das viele Faktoren umfasst. Der Kleidungskomfort wird im Allgemeinen in zwei Gruppen eingeteilt: sensorischer Komfort und thermophysiologischer Komfort;
1-Sensorischer Komfort bezieht sich auf die neurologischen Wahrnehmungen, die während des mechanischen Kontakts des Textilmaterials mit der Haut empfunden werden.
2-Thermophysiologischer Komfort bezieht sich auf die Fähigkeit des Gewebes, das thermische Gleichgewicht zwischen dem menschlichen Körper und der Umgebung aufrechtzuerhalten, und deckt die Wärme- und Feuchtigkeitsübertragungsmechanismen ab, die im Gewebe auftreten.
Schwitzen ist ein Mechanismus, den der Körper verwendet, um seine Temperatur zu senken, wenn die Körpertemperatur zu steigen beginnt. Besonders bei hoher Aktivität und hohen Umgebungstemperaturen kommt es im Körper zum Schwitzen, um die ansteigende Körpertemperatur zu reduzieren. Beim Schwitzen verdunstet der auf der Hautoberfläche gebildete Schweiß. Wenn Schweiß verdunstet, liefert er die Verdunstungswärme des Körpers und kühlt so den Körper. Der getragene Stoff sollte den Durchgang von flüssigem und dampfförmigem Schweiß ermöglichen. Andernfalls steigt die relative Luftfeuchtigkeit in der Kleidung und dies verursacht ein unangenehmes Nässegefühl auf der Haut. Aus diesem Grund ist die Feuchtigkeitskontrolle, die als kontrollierte Bewegung von Dampf und flüssigem Schweiß von der Haut in die Atmosphäre durch den Stoff definiert ist, ein wichtiger Faktor, der den thermophysiologischen Komfort von Stoffen bietet, insbesondere bei hohen Temperaturen und hoher körperlicher Belastung Aktivitätsbedingungen sowie thermische Eigenschaften. Die Fähigkeit des Stoffes, Schweiß in Form von Dampf durchzulassen, wird als Wasserdampfdurchlässigkeit gemessen. Da es Stoffen Atmungsaktivität verleiht, ist die Fähigkeit von Stoffen, Wasserdampf durchzulassen, heute ein wichtiges Merkmal, das nicht nur bei Sportbekleidung, Alltagskleidung außerhalb der Arbeit, sondern auch bei allen Arten von Kleidung gesucht wird. Die Übertragung von Wasserdampf durch die Textilstruktur ist ziemlich komplex und viele Faser-, Garn- und Stoffparameter beeinflussen die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen.
Der menschliche Körper ist ein komplexes thermodynamisches System, das seine Energie ständig durch seinen eigenen Stoffwechsel produziert. Die Körpertemperatur eines gesunden Menschen liegt bekanntlich bei etwa 37 °C. Der menschliche Körper möchte diese Temperatur auch unter unterschiedlichen Bedingungen auf einem konstanten Niveau halten. Die für die Körpertemperatur erforderliche Wärme wird durch den Körperstoffwechsel bereitgestellt. Der Mensch steht in ständigem Wärmeaustausch mit seiner Umgebung. Unterschiedliche Umgebungstemperaturen beeinflussen die Körpertemperatur. Wenn die Körpertemperatur höher ist als die Umgebungslufttemperatur, gibt es einen Wärmefluss vom Körper zur Umgebung und die Person verliert Wärme. Umgekehrt, wenn die Körpertemperatur niedriger als die Umgebungslufttemperatur ist, gewinnt eine Person Wärme. Der Körper sollte im thermischen Gleichgewicht gehalten werden, indem sichergestellt wird, dass die vom Stoffwechsel erzeugte Wärme und die von der externen Quelle aufgenommene Wärme gleich der vom Körper verlorenen Wärmemenge sind. Wenn Wärmegewinn und Wärmeverlust nicht im Gleichgewicht sind, steigt oder fällt die Körpertemperatur. Die Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung vom menschlichen Körper an die Umgebung kann bei textilen Materialien durch die unten angegebene thermische Gleichgewichtslagegleichung im Körper ausgedrückt werden.
Der gesamte Wärmeverlust von der Haut an die Umgebung ist auf Wärmeverlust zurückzuführen, der durch Leitung, Konvektion, Strahlung und Wärmeverlust als Folge von Verdunstung übertragen wird.
Unter normalen atmosphärischen Bedingungen und bei normaler Aktivität wird die durch den Körperstoffwechsel erzeugte Wärme durch Leitung, Konvektion und Strahlung vom Körper an die Atmosphäre abgegeben. Bei hoher Aktivität und hohen Temperaturen steigt jedoch die Wärmeproduktion und die Wärmeübertragung vom Körper an die Atmosphäre reicht nicht aus, um die Körpertemperatur auf einem angenehmen Niveau zu halten. In diesem Fall produzieren Schweißdrüsen Schweiß und regulieren die Körpertemperatur. Die Dampfform des Schweißes wird als nicht wahrnehmbarer Schweiß bezeichnet, und die flüssige Form des Schweißes wird als fühlbarer Schweiß bezeichnet.. Unter gemäßigten Umgebungsbedingungen tritt das Schwitzen unmerklich auf. Unmerkliches Schwitzen verursacht etwa 15 % Wärmeverlust auf der Haut.
Bei hoher Aktivität, heißem Klima oder Umgebungsbedingungen ist Schwitzen zu spüren und der vom Körper produzierte Schweiß sammelt sich auf der Haut an. Um Wasser in Dampf umzuwandeln, ist eine große Menge an Wärmeenergie erforderlich. 1 Kalorie erhöht die Temperatur von 1 Gramm Wasser um 1 °C. Im Gegensatz dazu werden 1 J (2424 Kalorien) benötigt, um 580 Gramm Wasser bei Körpertemperatur zu verdampfen. Bei der Verdunstung des Schweißes wird dem Körper die notwendige Wärme entzogen und auf diese Weise entsteht eine Abkühlung im Körper. Die Umgebungstemperatur, die höher als die Hauttemperatur ist, ermöglicht einen Wärmeverlust des Körpers durch Verdunstung. Aus diesem Grund wird die Wärmeübertragung durch Verdunstung besonders wichtig, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, um ein thermisches Gleichgewicht bereitzustellen.
Wie in der obigen Abbildung zu sehen ist, bildet sich zwischen Haut und Kleidung eine Zwischenzone, die als Mikroklima bezeichnet wird, wenn der menschliche Körper mit Kleidung bedeckt ist. Beim Schwitzen entstehen in diesem Bereich vor allem Feuchtigkeit und Wasserdampf. Feuchtigkeitsbildung und Feuchtigkeitstransport im Mikroklimabereich sind in der folgenden Abbildung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.
Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich, erreicht die Feuchtigkeitsmenge bei anhaltendem Schwitzen den höchsten Wert in der Mikroklimaregion. Die Eigenschaft der Wasserdampfdurchlässigkeit des Kleidungsstücks beeinflusst die Feuchtigkeitsbildung in diesem Bereich stark. Je nach Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschied in der Kleidung verlässt der Wasserdampf entweder die Kleidung oder kondensiert auf der Kleidung. Ist der Verdunstungsschweiß geringer als der vom Körper erzeugte Schweiß, sammelt sich Feuchtigkeit in der inneren Stoffschicht. Die Feuchtigkeitsbildung im Mikroklimabereich zwischen der schwitzenden Haut und der Bekleidungsschicht verleiht der Person ein unangenehmes, feuchtes und klebriges Gefühl, insbesondere während der Abkühlphase nach schwitzenden sportlichen Aktivitäten. Darüber hinaus verringert das Benetzen des Gewebes mit Schweiß auch die Wärmeisolierung des Gewebes, was zu einem unerwünschten Absinken der Körpertemperatur führt. Der als angenehm empfundene Stoff soll den beim Schwitzen des Körpers entstehenden Wasserdampf weiterleiten. Wenn der Körper aufhört zu schwitzen, muss der Stoff den im Raum gehaltenen Feuchtigkeitsdampf an die Atmosphäre abgeben, um die Feuchtigkeit im Körper zu reduzieren. Viele Parameter beeinflussen die Feuchtigkeitsbildung in der Mikroklimazone.
Menschliche Parameter einschließlich physischer (Körperbewegung), physiologischer (Hauttemperatur, Schweiß, Verdunstung) und psychologischer Zustände, Umgebungsparameter einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit, Luftstrom, Strahlung, Designparameter einschließlich Kragen, Armöffnungen, Enge/Schlaf der Kleidung, Stofflagen und schließlich die chemischen (Faserart, chemische Ausrüstung) und physikalischen (Dicke, Porosität, Bauschigkeit, Maschenstruktur etc.) Eigenschaften der Stoffe.
Stoffparameter sind die Parameter, die die Mikroklimazone beeinflussen.
Forscher Yoo, Hu und Kim;
Sie untersuchten die Auswirkungen der Luftschichtdicke in der Mikroklimaregion und der Öffnungen von Kleidungsstücken wie Kragen, Arm und Taille auf die Mikroklimaregion, indem sie den in der Mikroklimaregion gebildeten Dampfdruck in Abhängigkeit von der Zeit maßen. Mit zunehmender Luftschichtdicke zwischen Gewebe und Haut nahm der Dampfdruck und damit die Wasserdampfdichte ab. Eine sehr hohe Luftschichtdicke bewirkte jedoch keine große Änderung der Wasserdampfdichte in der Mikroklimaregion, da sie die Widerstandskraft zur Übertragung des Wasserdampfs an die Luft verringerte. Es wird angegeben, dass die Luftdicke von etwa 12 mm in der Mikroklimazone für den Komfort des Trägers geeignet ist.
Kleidungsöffnungen von 10% sorgten für einen plötzlichen Abfall des Dampfdrucks in der Mikroklimazone. Das Erhöhen der Kleidungsstücköffnungen von 20 % auf 60 % führte wiederum zu einer Verringerung des Dampfdrucks in der Mikroklimaregion, aber die Verringerung des Dampfdrucks war nicht so groß, da die Kleidungsstücköffnungen von 0 % auf 10 % zunahmen. Die Wirkung des Gewebes auf die Mikroklimazone nahm mit zunehmender Öffnung des Kleidungsstücks allmählich ab. Wenn die Kleidungsfreigabe 60 % beträgt, verlor sie ihre Wirkung vollständig und näherte sich dem Hautwert ohne Kleidung..
Wasserdampf wird von den Gewebeschichten, die aus Fasern bestehen, auf 3 Arten übertragen, wie unten angegeben:
1-Diffusion (Passieren, Diffusion) von Wasserdampf durch die Gewebeschichten.
2- Absorption (Absorption), Übertragung und Rückführung (Desorption) von Wasserdampf durch die Faser.
3- Konvektion von Wasserdampf durch Konvektion.
1-Diffusionsprozess
Beim Diffusionsprozess von einer Stoffseite zur anderen Die Übertragung von Feuchtigkeit erfolgt mit der Dampfdruckdifferenz.
Da es aus vielen Fasern besteht, die zusammenkommen, haben Stoffe eine hohle Struktur. Aus diesem Grund durchdringt Wasserdampf die Gewebestruktur auf zwei Wegen: die Lufträume zwischen den Fasern und den Garnen und die Faser selbst.
Die Menge an Wasserdampf, die durch den Luftteil des Gewebes strömt, ist augenblicklich. Der Durchgang von Wasserdampf durch den Faserteil des Gewebes ist jedoch begrenzt. Der Diffusionskoeffizient von Wasserdampf durch Luft beträgt etwa 0,239 cm2s-1. Der Diffusionskoeffizient, den der Wasserdampf durch den Faserteil des Gewebes durchdringt, liegt zwischen 10-710-9. Entsprechend den angegebenen Diffusionskoeffizienten erhöht die Erhöhung der Luftmenge im Gewebe den Wasserdampfdurchgang durch Diffusion, da der Diffusionskoeffizient, den der Wasserdampf durch den fasergefüllten Teil des Gewebes durchdringt, erheblich niedriger ist als der Luftdurchgangskoeffizient.
Wenn es zur Diffusion von Wasserdampf aus dem Faserteil des Gewebes kommt, gelangt der Wasserdampf von der inneren Oberfläche des Gewebes zur Faseroberfläche, dann erreicht der Wasserdampf die äußere Oberfläche des Gewebes, indem er sich von der Faser bewegt der Faseroberfläche.
Bei Stoffen aus hydrophilen Fasern erfolgt die Diffusion in 2 Stufen.
Die Diffusion erfolgt nach der Fickschen Regel.
In der ersten Stufe erfolgt die Diffusion langsamer als in der ersten Stufe, und es besteht ein exponentieller Zusammenhang zwischen der Konzentrationsänderung und dem Wasserdampfstrom. Dies ist auf eine Faserquellung zurückzuführen, die durch Wassermoleküle verursacht wird. Da hydrophile Fasermoleküle Wassermoleküle anziehen, treten Wassermoleküle in die Faser ein und Wassermoleküle werden von den Fasern absorbiert. Dadurch wird der Diffusionsprozess durch Faserquellung verlangsamt und die Größe der Lufträume im Gewebe reduziert.
2-Absorptions- und Rückgabeprozess
Der Aufnahme- und Rückführungsprozess ist wichtig für die Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgleichgewichts in der Mikroklimazone. Fasern absorbieren Wasserdampf abhängig von den internen chemischen Komponenten und der Struktur der Faser. Das hygroskopische/hydrophile Gewebe nimmt neben der schwitzenden Haut den Wasserdampf aus der feuchten Luft auf und gibt ihn an die trockene Luft zurück. Das hygroskopische/hydrophile Gewebe erhöht im Vergleich zum hydrophoben Gewebe, das keine Feuchtigkeit aufnimmt, den Wasserdampffluss des Wasserdampfes von der Haut zur Umgebung und reduziert somit die Feuchtigkeitsbildung im Mikroklimabereich. Beim Absorptions- und Rückführungsprozess fungiert das absorbierende Gewebe als Feuchtigkeitsquelle, die an die Atmosphäre abgegeben wird, und wirkt auch als Schutzschild, um die konstante Dampfkonzentration in der Umgebungsluft aufrechtzuerhalten.
3-Übertragungsprozess
Konvektion ist der Feuchtigkeitstransport, der durch die Luft verursacht wird, die über die Feuchtigkeitsschicht strömt. Beim Transportprozess wird der Stofftransport durch die Feuchtigkeitskonzentrationsdifferenz zwischen der Feuchtigkeitsquelle und der Atmosphäre gesteuert. Insbesondere die Konvektion spielt bei windigem Wetter eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Feuchtigkeit von der Haut an die Atmosphäre.
DEFINITION DER WASSERDAMPFDURCHLÄSSIGKEIT UND MESSMETHODEN
Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist die Menge an Wasserdampf, die in einer bestimmten Zeit durch die Flächeneinheit des Gewebes gelangt.. Die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe wird ebenfalls in % mit der Angabe der relativen Wasserdampfdurchlässigkeit gemessen. Anstelle der Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen wird auch die Wasserdampfbeständigkeit verwendet. Der Wasserdampfwiderstand ist der Widerstand des Gewebes gegen den Durchgang von Wasserdampf. Wasserdampfdurchlässigkeit und Wasserdampfwiderstand variieren umgekehrt. Je höher die Wasserdampfdurchlässigkeit und je geringer der Wasserdampfwiderstand, desto angenehmer sind die Stoffe.
Zur Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit gibt es verschiedene Methoden. Diese Methoden werden unten beschrieben;
1-Vertikale Cup-Methode (Aufrechte Cup-Methode)
Die Messungen werden gemäß dem Standard ASTM E96 B durchgeführt. Die Probe wird mit Hilfe einer Dichtung auf einem vertikalen Behälter fixiert, der reines Wasser enthält. Die Umgebung, in der sich das Gerät befindet, wird in einer Umgebung mit 23 °C Temperatur, 50 % relativer Luftfeuchtigkeit und 2,8 m/s Luftgeschwindigkeit gehalten. Während eines Tages wird das Gewicht der Behälteranordnung periodisch untersucht, um die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate zu berechnen.
2-Umgekehrte Cup-Methode
Die Messungen werden gemäß dem Standard ASTM E96 BW durchgeführt. Es ist ähnlich wie die vertikale Cup-Methode. Die Messung erfolgt durch Umdrehen des Behälters, in den die Probe gegeben wird, und des Wassers darin. Um zu verhindern, dass der Behälter mit Wasser die Testprobe benetzt, wenn er auf den Kopf gestellt wird, wird die Mündung des Behälters mit einer PTFE-Membran abgedeckt und dann die Probe auf die Membran platziert. Dieser Test wird in einer Umgebung mit 23 °C Lufttemperatur, 50 % relativer Luftfeuchtigkeit und 2,8 m/s Luftgeschwindigkeit durchgeführt. Die Behälteranordnung wird während eines Tages periodisch gewogen und die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate wird wie bei der vertikalen Behältermethode berechnet.
3-Trockenmittel-Testmethode mit umgekehrtem Becher
Bei dieser Methode werden Messungen gemäß den Normen ISO 15496 und ASTM E96 durchgeführt. Das Messprinzip ist ähnlich wie bei der Stülpbecher-Methode. Als Trockenmittel wird eine gesättigte Kaliumacetatlösung in den Messbecher gegeben. Die Mündung des Behälters wird mit zwei wasserdichten, aber wasserdampfdurchlässigen Membranen mit einem dazwischenliegenden Stoffmuster verschlossen. Der Behälter wird verkehrt herum in einen anderen Behälter gestellt, der mit destilliertem Wasser von 23 °C gefüllt ist. Der Messbecher wird gewogen und aus der Gewichtsänderung die Wasserdampfdurchlässigkeit berechnet.
4-Schwitzen bewachte Heizplattentests
Bei dieser Methode wird der Wasserdampfwiderstand gemäß der Norm ISO 11092 gemessen. Das Prüfgerät besteht aus einer Messeinheit und einer Wasserfördereinheit. Die Messeinheit besteht aus einer beheizten quadratischen porösen Metallplatte. Mit dieser Platte wird Schwitzen simuliert. Die Messeinheit wird mit einer Heizung am Metallblock befestigt. Die Oberseite der porösen Platte ist mit einer wasserundurchlässigen, aber wasserdampfdurchlässigen Zellophanmembran bedeckt. Auf diese Membran wird das zu prüfende Gewebe aufgelegt. Die poröse Metallschicht wird auf etwa Körpertemperatur erwärmt. Der Oberfläche der porösen Metallschicht wird reines Wasser zugeführt. Die gesamte Vorrichtung wird in einer geschlossenen Umgebung platziert, um Umgebungsbedingungen bereitzustellen. Durch die Kontrolle der Umgebungsbedingungen wird sichergestellt, dass eine Temperatur von 35 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 % erreicht werden. Die Luftgeschwindigkeit ist auf 1 m/s eingestellt. Wenn der stabile Zustand erreicht ist, wird der gesamte Verdunstungswiderstand des Gewebes gemessen.
5-Dynamisches Feuchtigkeitspermeationszellen-Testverfahren
Die Messung wird gemäß dem Standard ASTM F 2298 durchgeführt. Die Probe wird zwischen 2 identischen Metallplatten fixiert, die durch 2 Strömungskanäle fixiert werden. Stickstoffgas, von denen eines trocken und das andere mit reinem Wasser gesättigt ist, wird durch die Strömungskanäle geleitet. Die Prüfung wird bei 20 °C und einem Gasdurchfluss von ca. 2000 cm3/min durchgeführt. Der Gasdurchfluss, die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit werden mit Hilfe eines Computers kontrolliert und wenn der stationäre Zustand erreicht ist, wird die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate berechnet.
6- Verdunstungsschalenmethode
Die Messungen werden gemäß dem Standard BS 7209-90 durchgeführt. Auf Behältern mit reinem Wasser angeordnete Proben werden auf einer rotierenden Plattform angeordnet. In einer Umgebung mit 65 % relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 20 °C wird die Plattform gedreht und die Testgefäße werden in 1-Stunden-Perioden gewogen. Die erneut auf den Drehteller gestellten Behälter werden nach 5 Stunden erneut gewogen. Anhand der Wiegeergebnisse wird der Wasserdampfdurchlässigkeitsindexwert berechnet.
7-Permetest-Methode
Die Messungen werden gemäß der Norm ISO 11092 in dem von Hes entwickelten Permetest-Messgerät durchgeführt. Trockene und nasse menschliche Haut wird mit diesem Testgerät, das auch Hautmodell genannt wird, hinsichtlich des Wärmeempfindens dargestellt. Mit diesem Prüfgerät werden die relativen Wasserdampfdurchlässigkeits- und Wasserdampfwiderstandswerte in % gemessen.. Vor dem Messen wird der das Ledermuster darstellende Messkopf mit einer haltbaren halbdurchlässigen Folie oder Zellophan abgedeckt. Die Folie verhindert den Wasserdurchgang vom Messsystem zur zu messenden Probe und sorgt so dafür, dass die Probe trocken bleibt. Zunächst wird der Wärmeflusswert gemessen, bevor die Probe platziert wird, indem ohne Probe gemessen wird. Dann wird der Bereich, in dem die Probe platziert wird, befeuchtet und einem parallelen Luftstrom mit einstellbarer Geschwindigkeit ausgesetzt. Die zu prüfende Probe wird auf eine Nassfläche von 80 mm Durchmesser gelegt. Auf diese Weise wird die Menge an Verdunstungswärmeverlust des mit der Probe bedeckten nassen Messkopfes gemessen. Mit Hilfe dieser Werte werden die relativen Wasserdampf- und Wasserdampfwiderstandswerte berechnet.
FAKTOREN, DIE DIE WASSERDAMPFDURCHLÄSSIGKEIT VON STOFFEN BEEINFLUSSEN
Viele Parameter beeinflussen die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen. Es gibt viele Studien zu den Faktoren, die die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen in den Quellen beeinflussen, und diese Faktoren sind wie folgt:
1) Fasereigenschaften; Faserart, Fasermischungsverhältnis, Faserfeinheit oder Faserzahl, Faserporosität, Faserquerschnitt.
2) Garneigenschaften; Garnfeinheit oder Garndurchmesser, Garndrehung, abstehende Faserenden oder Haarigkeit, Garngeometrie, Garnpackungsdichte (Faservolumenverhältnis pro Garnlänge).
3) Stoffeigenschaften; Stoffporosität, Dicke, Stoffdichte.
In den Untersuchungen wurde festgestellt, dass der Diffusionsprozess als erster unter den physikalischen Mechanismen, die Wasserdampf in hohem Maße durchlassen, die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe bestimmt. Aus diesem Grund wird, wie auch bei den Luftdurchlässigkeitseigenschaften von Stoffen, die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen durch die im Diffusionsprozess wirksame Luft- und Fasermenge im Stoff bestimmt. Da, wie zuvor erwähnt, der Diffusionskoeffizient, durch den der Wasserdampf durch den Faserteil des Textilmaterials tritt, erheblich niedriger ist als der Luftdurchgangskoeffizient, verhindert die Verringerung der Luftmenge in dem Gewebe den Durchgang von Wasserdampf.
Forscher namens Yoon und Buckley und Prahsarn, Barker und Gupta gaben in ihren Studien an, dass die Strukturparameter von Garnen und Stoffen, die die Menge an Fasern und Luft im Stoff bestimmen, bei der Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe wirksam sind, und dass die Wirkung von Der Fasertyp beeinflusst die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe, indem er die strukturellen Parameter der Stoffe beeinflusst.
Die Faktoren, die die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben beeinflussen, werden erklärt, indem sie in die strukturellen Eigenschaften von Geweben, die strukturellen Eigenschaften von Garnen und den Einfluss von Fasereigenschaften eingeteilt werden.
1-Der Einfluss struktureller Parameter von Stoffen auf die Wasserdampfdurchlässigkeit
Yoon, Buckley und Prahsarn ua gaben an, dass die strukturellen Parameter des Gewebes, insbesondere Gewebedicke und Gewebeporosität, auf die Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften von Geweben wirksamer waren.
Gewebedicke und optische Porosität, die strukturelle Parameter von Geweben sind, bestimmen die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben. Die Gewebedicke ist wichtig, da sie die Entfernung bestimmt, über die Wasserdampf übertragen wird. Außerdem beeinflusst die Stoffdicke die Porosität von Stoffen. Mit zunehmender Gewebedicke nimmt die Dampfdiffusionsrate ab, dh die Wasserdampfdurchlässigkeit nimmt ab.
Die Wasserdampfdiffusion hängt auch weitgehend von der Luftdurchlässigkeit ab, die direkt proportional zur Gewebeporosität variiert. Mit zunehmender Luftdurchlässigkeit nimmt die Porosität des Gewebes zu und mehr Dampf strömt durch die Lufträume im Gewebe.
2-Auswirkung der Garneigenschaften auf die Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften von Stoffen
Von Yoon und Buckley wurde festgestellt, dass die Gewebeporosität und -dicke, die die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben bestimmen, vom Garndurchmesser abhängen, und der Garndurchmesser von der Garnfeinheit und insbesondere der Packungsdichte der Fasern in Mischgarnen bestimmt wird . Der Faserpackungsfaktor im Garn wird durch die Garnpackungsdichte definiert, die als Faservolumenverhältnis pro Einheitsgarnlänge ausgedrückt wird. Es wurde festgestellt, dass insbesondere bei Stapelgarnen die Packungsdichte vom Querschnitt der Fasern, der Kräuselungsdichte der Fasern und dem Drehungsgrad des Garns abhängt.
In der Studie von Özdil, Marmaralı, Kretzschmar, in der auch die Auswirkungen der Garneigenschaften bestehend aus Garnfeinheit, Garndrehungskoeffizient und Spinnverfahren (kardiert und gekämmt) auf die Wasserdampfdurchlässigkeit von Maschenwaren untersucht wurden, wurde festgestellt, dass Je poröser die Garne werden, desto höher ist die Wasserdampfdurchlässigkeit der Gewebe. In den Studien anderer Forscher zeigten Maschenware aus feinen Garnen eine höhere Wasserdampfdurchlässigkeit als Stoffe aus dickeren Garnen. Die Erhöhung des Garnzwirnkoeffizienten hat die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe erhöht, da sie eine weniger haarige und porösere Stoffstruktur ergibt. Es wurde festgestellt, dass Gewebe aus kardierten Garnen eine geringere Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen als Gewebe aus gekämmten Garnen, da die kardierten Garne haariger sind und die Federn die Poren in der Gewebestruktur verschließen.
In der von Uzun durchgeführten Studie, in der konventionelle und kompakte Ringspinnverfahren auch die relative Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben untersuchten, wird festgestellt, dass die Spinnverfahren die relative Wasserdampfdurchlässigkeit teilweise beeinflussen. Es wurde festgestellt, dass die relative Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen aus kompakt gesponnenem Garn höher ist als die relative Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen aus herkömmlichem Spinngarn.
3. Die Wirkung der Fasereigenschaften auf die Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften von Stoffen
Obwohl von einigen Forschern wie Yoon und Buckley, Prahsarn et al Dampfdurchlässigkeit der Gewebe, indem Unterschiede in der Fasergeometrie und damit der Gewebegeometrie verursacht werden. Es gibt viele experimentelle Studien, die die Auswirkungen verschiedener Fasertypen auf die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen in verschiedenen Quellen untersuchen.
Namens Yoo, Hu und Kim Wie die Forscher feststellten, gibt es unter Forschern unterschiedliche Meinungen darüber, wie sich hydrophile/hygroskopische und hydrophobe Fasereigenschaften auf das Komfortempfinden von Stoffen und damit auf die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen auswirken. Obwohl einige der Forscher angaben, dass der hohe Feuchtigkeitsgehalt der Faser oder das hygroskopische/hydrophile Fasermerkmal die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe erhöhen, zeigten die von einigen Forschern durchgeführten Studien auch, dass hydrophobe Fasern eine höhere Wasserdampfdurchlässigkeit als hydrophile Fasern aufwiesen. In vielen Studien von Das et al. wurde festgestellt, dass, da Wasserdampf von den Fasern absorbiert, von den Fasern übertragen und von den Fasern an die Umgebung zurückgegeben wird, die hygroskopische oder hydrophobe Eigenschaft des Fasertyps das Wasser stark beeinflusst Dampfdurchlässigkeit des Gewebes, insbesondere während der Aufnahme- und Rückführungsphase in den Mechanismen, die Wasserdampf übertragen. Absorptions- und Rehydrierungsphase sind wichtige Fasereigenschaften, die gerade in Übergangssituationen für Komfort sorgen. Unterschiedliche Faserarten haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Wasserdampfdurchlässigkeit. Beispielsweise nehmen hydrophile/hygroskopische Fasern wie Baumwolle, Viskose und Wolle Feuchtigkeit auf, wohingegen hydrophobe Fasern wie Polyester und Polypropylen keine Feuchtigkeit aufnehmen.. Es wird festgestellt, dass hygroskopische Fasern, die Wasser absorbieren und einen hohen Feuchtigkeitsgehalt haben, mehr Wasserdampf durchlassen. Das hygroskopische Gewebe absorbiert Wasserdampf aus der feuchten Luft in der Nähe von verschwitzter Haut und gibt ihn an trockene Luft ab.. Im Vergleich zu nicht hygroskopischem Stoff wird angegeben, dass der hygroskopische Stoff den Wasserdampffluss von der Haut zur Umgebung relativ erhöht, wodurch die Bildung von Feuchtigkeit im Mikroklimabereich zwischen der Haut und dem Stoff verringert wird.
Yoo et al., maßen den in der Mikroklimazone zwischen Kleidung und Haut gebildeten Dampfdruck in Abhängigkeit von der Zeit und verglichen die Auswirkungen von hydrophilen und hydrophoben Fasern auf den in der Mikroklimazone gebildeten Dampfdruck. Durch die Wahl von Baumwolle als hydrophile Faser und Polyesterfaser als hydrophobe Faser wurden gewebte Stoffe mit denselben Gewichts-, Dicken- und Dichtewerten erhalten.
Unmittelbar nach dem ersten Schwitzen bildete sich im Mikroklimabereich unter dem Polyestergewebe ein höherer Dampfdruck als im Mikroklimabereich unter dem Baumwollgewebe, danach blieb der Dampfdruck im Polyestergewebe eine Zeitlang konstant. Andererseits stieg der Dampfdruck unter dem Baumwollgewebe kontinuierlich an. Außerdem war der maximale Dampfdruck unter dem Baumwollgewebe höher als der maximale Dampfdruck unter dem Polyestergewebe. Auch die Zeit bis zum Erreichen des maximalen Dampfdruckwertes ist bei Baumwollgewebe höher. Wenn Schwitzen auftritt, nehmen hydrophile Fasern wie Baumwolle Feuchtigkeit auf, sodass die für Baumwollfasern erhaltene Kurve glatter ist. Sind die Fasern hydrophob, wie Polyester, steigt der Dampfdruck im Mikroklimabereich bei Schweißbildung stark an, wodurch die Steigung der Kurve steiler wird. Dann sinkt bei beiden Stoffarten der Dampfdruck, wenn Feuchtigkeit beginnt, durch die Poren zwischen den Fasern und Garnen zu gelangen. Yoo et al. untersuchten auch die Dampfdurchlässigkeitsindexwerte, die als Fähigkeit des Gewebes verwendet werden, Wasserdampf zu übertragen, dh die Fähigkeit des Gewebes, Wasserdampf für beide Gewebetypen durchzulassen, ohne dass sich Schweiß auf der Haut ansammelt . Der Dampfdurchlässigkeitsindexwert von Polyester wurde höher erhalten als der Dampfdurchlässigkeitsindexwert von Baumwolle. Als Grund für diesen Unterschied hat sich herausgestellt, dass hydrophile Fasern mehr Wassermoleküle enthalten und durch Quellung die Poren der Stoffe verkleinern.
Jo und Freunde In den ersten Momenten des Schwitzens oder in Fällen, in denen nicht viel geschwitzt wird, fühlt sich Baumwollfaser besser an, weil sie Feuchtigkeit aufnimmt, während sich Polyesterfaser bei anhaltendem Schwitzen besser anfühlt, weil sie keine Wassermoleküle festhält und Wassermoleküle abgibt zurück in die Luft. Es wurde festgestellt, dass Polyestergewebe ein besseres Komfortgefühl bietet als Baumwollgewebe, da die Zeit, die zum Erreichen des maximalen Dampfdruckwerts benötigt wird, bei Polyestergewebe geringer ist.
Es gibt viele experimentelle Studien zur Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen, die aus hydrophilen Fasern wie Baumwolle, Viskose, Modal, Lyocell und hydrophoben Fasern wie Polyester, Acryl, Nylon bestehen.
Insbesondere die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte von Stoffen aus Baumwolle, Polyester und Mischungen dieser beiden Fasern, die weit verbreitet sind, wurden von vielen Forschern vergleichend untersucht.
In allen Studien mit diesen Fasern zeigten Polyestergewebe höhere Wasserdampfdurchlässigkeitswerte als Baumwollgewebe. Yoon und Buckley Es wurde festgestellt, dass Baumwollstoffe dicker als Polyesterstoffe sind, indem sie aufgrund unregelmäßiger dreidimensionaler Falten ein lockereres Garn mit größerem Durchmesser als Polyesterfasern derselben Anzahl erzeugen, und daher lassen Baumwollstoffe Wasserdampf weniger durch als Polyesterstoffe.
Ritter und Freunde In dieser Studie wurden vergleichend die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte von Stoffen aus Polyester-, Nylon- und Acryl-Kunstfasern mit hydrophoben Fasereigenschaften und den Mischungen dieser Fasern mit Baumwollfaser, die eine hydrophile Faser ist, untersucht. Gemäß den von ihnen veröffentlichten experimentellen Ergebnissen zeigten Stoffe aus 100 % Baumwolle eine geringere Wasserdampfdurchlässigkeit als alle Stoffe, in denen 3 synthetische Fasern (Polyester, Acryl und Nylon) zu 100 % verwendet wurden. Bei Stoffen, die aus Mischungen von synthetischen Fasern mit Baumwollfasern bestanden, wurde eine Zunahme der Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe beobachtet, wenn der Anteil synthetischer Fasern erhöht oder der Anteil Baumwolle verringert wurde. Es wurde festgestellt, dass Gewebe aus synthetischen Fasern mit hydrophoben Eigenschaften Wasserdampf besser durchlassen.. Unter den Stoffen aus Kunstfaser zeigte Polyestergewebe die höchste Wasserdampfdurchlässigkeit. Acrylstoffe folgten Polyesterstoffen und Nylonstoffe zeigten die niedrigste Wasserdampfdurchlässigkeit. Hassan et al. stellten fest, dass die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte von Stoffen aus Baumwollfasern niedriger sind als die von synthetischen Fasern mit hydrophoben Eigenschaften, was darauf hindeutet, dass Stoffe aus Baumwollfasern, die in Sportbekleidung sehr bevorzugt werden, einige Mängel aufweisen des Feuchtigkeitsmanagements. Obwohl Schweiß vom Baumwollstoff absorbiert wird, kann Nässe im Stoff ein unangenehmes Gefühl oder ein thermisches Unbehagen verursachen, wenn der Stoff mit dem Körper in Kontakt kommt. Außerdem beginnt der durch Schweiß völlig durchnässte Stoff seine Wärmebeständigkeit zu verlieren.
Abgesehen von diesen Studien gibt es weitere Studien, in denen die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte von Stoffen aus Zellulosefasern wie Baumwollfasern und hydrophilen Fasern wie Viskose und Lyocell mit hoher Faserfeuchte vergleichend untersucht und die Wasserdampfdurchlässigkeit bewertet werden Stoffe aus Polyesterfasern sind in den Quellen erhältlich.
Varshneyet al. In der Studie, in der die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben aus Viskose, Polyesterfasern und Mischungen dieser Fasern untersucht wurde, zeigten 100 % Viskose und Polyester/Viskose-Mischgewebe eine geringere Wasserdampfdurchlässigkeit als 100 % Polyestergewebe. In anderen ähnlichen Studien, die die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben aus Viskose, Polyesterfasern und Mischungen dieser Fasern untersuchten, stellten Das et al. Varshneyet al. im Gegensatz zu den Ergebnissen von Wasserdampf Es wurde beobachtet, dass die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe abnahm, wenn der Polyesteranteil zunahm oder der Viskoseanteil abnahm.. Es wurde festgestellt, dass mit zunehmendem Polyesteranteil der Feuchtigkeitsgehalt der Fasern abnimmt und diese Situation die Wasserdampfübertragung durch Diffusionsweg und Absorptions- und Rückführungsprozess verringert. Die Ergebnisse der Studien dieser Autoren variieren umgekehrt zu den Wasserdampfdurchlässigkeitsergebnissen von Baumwoll- und Polyestergeweben, wie bereits erwähnt. In einer anderen Studie, die die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen untersuchte, die aus Mikrolyocell- und Mikropolyesterfasern bestanden, stieg der Wasserdampfdurchlässigkeitswert der Stoffe, wenn die Menge an Mikrolyocell, einer hydrophilen Faser, zunahm oder die Menge an Mikropolyesterfasern abnahm .
Cimilliet al. Nach den Ergebnissen der Studie, in der sie die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen aus Baumwolle, Modal, Viskose, Mikromodal, Bambus, Chitosan und Sojafasern untersuchten, wurde festgestellt, dass die Luftdurchlässigkeit der Stoffe und der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe Fasern beeinflussten die Wasserdampfdurchlässigkeit der aus den genannten Fasern hergestellten Stoffe. Chitosan-Stoffe zeigten den höchsten Wasserdampfdurchlässigkeitswert aufgrund der höchsten Luftdurchlässigkeit und des niedrigsten Faserfeuchtigkeitsgehalts, und im Gegensatz dazu zeigten Baumwollstoffe den niedrigsten Wasserdampfdurchlässigkeitswert aufgrund der niedrigsten Luftdurchlässigkeit und des höchsten Faserfeuchtigkeitsgehalts. Die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte der Stoffe sind als Chitosan, Bambus, Soja, Modal, Viskose, Mikromodal und Baumwolle von oben nach unten aufgeführt.
Aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften wie Umweltfreundlichkeit und Vorkommen in der Natur gibt es viele Studien zur Wasserdampfdurchlässigkeit aufgrund der Komforteigenschaften von Bambusfasern, einer anderen regenerierten Zellulosefaser, die in letzter Zeit zunehmend verwendet wird, und den Komforteigenschaften von Stoffen, die bestehen aus Baumwolle und Baumwollmischungen dieser Fasern. In all diesen Studien wurde festgestellt, dass diese Fasern die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe erhöhen, da die Stoffe aus Bambusfasern dünner sind, ein geringeres Gewicht haben, die Garne weniger haarig sind und die Feuchtigkeit Der Gehalt an Bambusfasern ist hoch.
Demiryurek und Uysalturk Nach den Ergebnissen der Studie, in der die relative Wasserdampfdurchlässigkeit von Viloft/Baumwoll- und Viloft/Polyester-Mischgestricken untersucht wurde, zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen der relativen Wasserdampfdurchlässigkeit beider Stoffmischungen. Die Menge an Viloft in Stoffmischungen hat nur einen geringen, statistisch nicht signifikanten Einfluss auf die Wasserdampfdurchlässigkeit.
in den Quellen aus Acrylfaser, die als High Bulk bezeichnet wird Es gibt Studien, in denen die Wasserdampfdurchlässigkeit von Stoffen untersucht wird. Acrylfasern mit hohem Volumen werden durch Schrumpfen von Acrylfasern mit hohen Zugeigenschaften durch Behandeln mit gekochtem Wasser erhalten. In diesen Studien wurde die Wasserdampfdurchlässigkeit von Geweben untersucht, die aus hochbauschigem Acryl, Baumwolle und Mischungen dieser Fasern bestehen. Mit zunehmender Acrylfasermenge nahm die Wasserdampfdurchlässigkeit der Stoffe zu. Es wurde festgestellt, dass das Schrumpfen der Acrylfasern im Garn das Knicken der Baumwollfasern verursacht und die Wasserdampfdurchlässigkeit zunimmt, wenn kleine Poren im Garn gebildet werden.
Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von Elastan in Schussrichtung die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte im Vergleich zu Baumwollgeweben ohne Elastan um 20 % reduziert, da es zu einer Abnahme der Dichtewerte kommt. Wie bei elastanhaltigen Geweben bewirkte der Zusatz von Elastan in Maschenware eine Abnahme der Wasserdampfdurchlässigkeit von Baumwollmaschenware.
Untersucht wurde der Einfluss des Polyesterfaserfeinheitswertes auf die Wasserdampfdurchlässigkeitswerte der Stoffe, In der Studie von Hatch et al., Gewebe aus Polyesterfasern mit dünnerem Faserdurchmesser (1,5 Denier) haben eine höhere Wasserdampfdurchlässigkeit als Gewebe aus Polyesterfasern mit dickerem Faserdurchmesser (3,5 Denier) hat gezeigt.
In der Studie von Sampath et al.Gewebe aus Mikropolyesterfasern zeigten eine höhere Wasserdampfdurchlässigkeit als Gewebe aus Polyesterfasern normaler Feinheit. Es wurde festgestellt, dass die größere Oberfläche von Mikropolyestergeweben die Wasserdampfdurchlässigkeit erhöht.
Varshney und Freunde untersuchten die Wasserdampfdurchlässigkeit von Polyestergeweben mit kreisförmigem, dreieckigem, kleeblattförmigem Faserprofil. Stoffe mit nicht kreisförmigem Querschnitt, insbesondere dreieckige und kleeblattförmige Fasern, zeigten aufgrund der hohen Porosität eine höhere Wasserdampfdurchlässigkeit als Stoffe aus Fasern mit kreisförmigem Querschnitt.
