FX3180 CupMaster透湿率分析仪应用研究

吴翔翔 邵雪宁 王革辉

摘 要：在温度20 ℃、相对湿度65 %条件下，对18种质地均匀的织物分别采用FX3180 CupMaster和M261型织物透湿性能测试仪测试织物的透湿性能，对比分析了FX3180 CupMaster在测试面积为30 cm2和50 cm2时的测试结果和M261型织物透湿性能测试仪的测试结果，还探讨了透湿时间为1 h和2 h对测试结果的影响。通过对测试结果进行配对样本t检验发现，采用FX3180 CupMaster测试织物透湿性能时，测试面积为30 cm2时测得的织物透湿率较测试面积为50 cm2时的大；采用FX3180 CupMaster测试面积为50 cm2时测得的织物透湿率与采用M261型织物透湿性能测试仪测得的透湿率无显著差异；透湿时间1 h和2 h测得的织物透湿率无显著差异。

关键词：FX3180 CupMaster；透湿性；测试面积；透湿时间

中图分类号：TS941             文献标识码：A              文章编号：1674-2346（2023）01-0001-04

织物的透湿性指的是在织物内外两侧存在水汽压差时，水汽透过织物的性能。织物的透湿性是影响服装舒适性的一项重要性能，一直以来在服用织物的研究开发^[1-5]中受到广泛关注，对织物透湿性准确而快捷的测量就显得尤为重要。当前，织物透湿性的测试方法以透湿杯法（称重法）为主，根据透湿杯内装载物的不同分为蒸发法和吸湿法（干燥剂法），根据透湿杯放置方向的不同分为正杯法和倒杯法^[6-7]。国内外关于织物透湿性能的测试标准众多，如中国标准GB/T 12704-2009、美国标准ASTM E96、日本标准JIS L1099和英国标准BS 7209，其中，透湿杯法的测试原理都是基于在单位时间单位面积内透过织物的水汽量，但因各标准所规定的具体测试方法、环境条件和实验装置不尽相同，使得织物透湿性的测试结果存在一定的差异，已有较多的研究^[8-13]进行了这方面的探讨。

国产的织物透湿性测试仪器本身未装备称重装置，测试过程中需要移动透湿杯组合体到电子天平上进行称重，容易造成误差。祁宁等^[14]用同一种针织物对比分析了FX3150 型全自动透湿量仪（瑞士TEXTEST公司）和YG（B）216-Ⅱ型织物透湿量仪（温州大荣纺织仪器有限公司）的测试性能，发现前者的测试结果稳定性更好，且用前者测得的透湿率比后者的小。

FX 3180 CupMaster是瑞士TEXTEST公司生产的一种新型的织物透湿性测试仪。该仪器由气候组成室、称重模块、杯盘和控制电子装置组成，温度、湿度和风速在手动设置后仪器可自动调节并记录，温度的波动控制在±0.5°C以内，相对湿度的波动控制在±1.5%以内。测试面积有30cm²和50cm²两种，透湿杯数量为12个；可测试样最大厚度为3mm；称重的量程为0～220g；称重精度为0.0001g；温度可調范围：低于环境温度10～40℃；湿度可调范围：23℃时，40% rh～90% rh，38℃时，40% rh～90% rh；风速：0.02～4.0 m/s。仪器实验箱内置功能称重传感器，自动称量透湿杯实验前后的质量，并自动计算水蒸气透过率WVTR，单位为gm-2·d-1。该仪器的优点就是可以提供稳定的测试环境，自动称重，自动计算并输出测试结果，操作比较简便，但价格昂贵^[14]。

国内用得较多的国产M261型织物透湿性能测试仪，价格低，由控制装置、杯盘和透湿杯元件组成，测试面积约为54 cm²，透湿杯数量为8个。将该仪器置于恒温恒湿室（温度温度20±2℃、相对湿度65%±2%）中，并伴有JR916电子温湿度计和干湿球温湿度计监测恒温恒湿室的温湿度变化。M261型织物透湿性能测试仪本身不具备称重装置，配有JA3003N电子天平称量透湿杯组合元件实验前后的质量，并根据公式手动计算透湿率WVTR=24（M1－M0）/（A-t），单位为gm-2·d-1。其中，M0为测试开始时透湿杯组合件的质量，单位g；M1为测试结束时透湿杯组合件的质量，单位g；A为测试面积，m2；t为透湿时间，即两次称重的时间间隔，单位h。

本文旨在对FX3180 CupMaster透湿率分析仪在采用正杯蒸发法时的测试性能进行检验，比较M261型织物透湿性能测试仪的测试结果有无显著差异，并比较测试面积为30cm²和50cm²时的测试结果有无显著差异，以及比较透湿时间1 h和透湿时间2 h的测试结果有无显著差异。

1    实验部分

1.1    实验材料

选取18种质地均匀的常见织物，其中包括8种机织物（A1～A8），9种针织物（B1～B9），1种涂层复合织物C1，基本信息如表1所示。

1.2    面料的透湿性测试

根据GB/T12704.2-2009纺织品织物透湿性实验方法 第二部分：蒸发法，采取的环境条件为：温度20±2°C，相对湿度65%±2%。实验前将织物试样置于恒温恒湿室（温度20±2℃、相对湿度65%±2%）中调温调湿至少24 h。

测试一：仪器为M261型织物透湿性能测试仪，透湿杯测试面积约为54 cm²，以下简称“M261-54法”。向透湿杯内注入46 ml水，置三角架于透湿杯上，试样正面朝上盖于三脚架之上，盖上压环并用乙烯胶带密封透湿杯边缘，将透湿杯置于转盘之上，开启仪器，平衡1h后关闭电源，利用电子天平称取初始重量M0，再次开启仪器透湿1h后称取透湿杯重量M1，再次开启仪器透湿1h后称重透湿杯重量M2。根据公式WVTR=24-AM/（A-t）（AM为透湿时间内透湿杯的重量变化，g）计算透湿时间1h和透湿时间2h的透湿率。每种织物测试3块试样，取3块试样的WVTR平均值作为该织物的透湿率。

测试二：仪器为FX 3180 CupMaster，透湿杯测试面积为30 cm²，以下简称“FX 3180-30法”。在触摸显示屏上提前设置仪器实验方法（平衡1 h，透湿时间2 h，每隔1 h称重1次，共称重2次）和实验环境参数（温度20 ℃、相对湿度65 %），向透湿杯内注入30ml水，透湿杯内垫黑色垫圈，将圆形试样置于黑色垫圈之上，再垫上白色垫圈，旋紧透湿杯压环，将透湿杯一一置于环境舱内的转盘之上。点击开始实验，实验结束后输出实验数据报告。每种织物至少测试3块试样，取3块试样的透湿率平均值作为该织物的透湿率。

测试三：仪器为FX3180 CupMaster，透湿杯测试面积为50 cm²，以下简称“FX3180-50法”。向透湿杯内注入45 ml水，其余操作同测试二。

1.3    测试结果

通过3种测试方法得到的18种织物的透湿率测试结果，结果如表2所示。

2    分析与讨论

2.1    不同测试方法对织物透湿率测试结果的影响

由表3可以看出，总体上，采用“FX 3180-30法”测得的透湿率数据偏大，“M261-54法”和“FX 3180-50法”两种方法测得的透湿率数据比较接近。

为了进一步分析不同测试方法对织物透湿率测试结果的影响，运用配对样本t检验对采用上述3种测试方法在相同温湿度条件和相同透湿时间（2 h）下测得的织物透湿率进行分析，配对样本t检验的结果如表3所示。

M261-54法和FX3180-50法配对样本t检验中，p值大于0.05，说明这两种测试方法测得的织物透湿率没有显著差异。从表3中还可以看出，M261-54法和FX3180-30法配对样本t检验中，p值小于0.05，说明这两种测试方法测得的织物透湿率存在显著差异。由表3可以看出，采用FX3180-30法测得的织物透湿率的平均值比采用M261-54法测得的织物透湿率的平均值约大69 g m^-2d^-1，占710 g m^-2d^-1的9.7%。从表3中还可以看出，FX3180-50法和FX3180-30法配对样本t检验中，p值小于0.05，说明这两种测试方法测得的织物透湿率存在显著差异，采用FX3180-30法測得的织物透湿率的平均值比采用FX3180-50测得的织物透湿率的平均值约大48 g m^-2d^-1，占730 g m^-2d^-1的6.6%。

2.2    透湿时间对织物透湿率测试结果的影响

为了分析透湿1 h和透湿2 h对织物透湿率的测试结果有无影响，对采用相同测试方法不同透湿时间测得的织物透湿率分别进行配对样本t检验，结果如表4所示。

FX3180-50（1h）和FX3180-50（2h）配对样本t检验中，p值小于0.05，说明当采用FX3180-50法测试织物的透湿率时，透湿1 h和透湿2 h测得的织物透湿率存在显著差异，透湿2 h测得的织物透湿率比透湿1 h测得的织物透湿率大7.8 g m^-2d^-1，占722 g m^-2d^-1的1.1%，差异值很小，基本可以忽略不计。FX3180-30（1h）和FX3180-30（2h）配对样本t检验以及M261-54（1h）和M261-54（2h）配对样本t检验中，p值都大于0.05，说明当采用FX3180-30法测试织物的透湿率时，透湿1 h和2 h测得的织物透湿率没有显著差异；同样，采用M261-54法测试织物的透湿率时，透湿1 h和2 h测得的织物透湿率没有显著差异。

3    结论

通过以上测试和结果分析，可以得到以下结论：（1）在温度20 ℃、相对湿度65 %的实验环境下，FX 3180-30法测得的织物透湿率数值偏大，M261-54法和FX 3180-50法测得的织物透湿率没有显著差异。在采用FX 3180织物透湿仪测试织物的透湿性时，建议采用透湿面积为50 cm²的透湿杯；（2）在温度20℃、相对湿度65 %的实验环境下，采用FX3180-30法和M261-54法时，透湿1 h和透湿2 h测得的织物透湿率都没有显著差异；采用FX3180-50法测试织物的透湿率时，透湿1 h和透湿2 h测得的织物透湿率存在显著的差异，但差异值很小。从提高测试效率的角度，建议透湿时间采用1 h。

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Application Research of FX3180 CupMaster Moisture Permeability Analyzer

WU Xiang-xiang    SHAO Xue-ning    WANG Ge-hui

（College of Fashion and Art Design， Donghua University， Shanghai 200051， China）

Abstract：The moisture permeability of 18 kinds of even-textured fabrics were tested separately by using FX 3180 CupMaster moisture permeability analyzer and M261 fabric moisture permeability tester under 20℃， RH65%. A comparative analysis was carried out among the test results obtained by using of FX3180 CupMaster moisture permeability analyzer， test area of 30cm²and 50cm²，and those of M261 fabric moisture permeability tester.In addition，the effect of the test duration of 1h and 2h on the test results was analyzed.By carrying out paired test on the test results，it was found that when using FX3180 CupMaster moisture permeability analyzer， the value of fabric WVT obtained from the test area of 30cm²was higher than that obtained from the test area of 50cm².There was no difference between the values of fabric WVT obtained from the FX3180 CupMaster with the test area of 50cm²and from the M261 fabric moisture permeability tester，and there was no statistic difference between the test results obtained from the test durations of 1h and 2h.

Key words： FX3180 CupMaster;moisture permeability;test area;test duration