Badanie przepuszczalności powietrza – krótki przewodnik

Sposób, w jaki odzież wchodzi w interakcję z ciałem, zwłaszcza pod względem rozpraszania ciepła i wilgoci, ma duże znaczenie dla komfortu jej użytkowania. Tkaniny używane obecnie do produkcji odzieży mają nowe właściwości funkcjonalne, uwzględniające właśnie takie parametry, jak przepuszczalność powietrza i pary wodnej, które mają kluczowe znaczenie np. w przypadku odzieży sportowej (do fitnessu, outdoorowej itp.). W artykule przedstawiono – na podstawie spostrzeżeń specjalisty Petera Goodwina z James Heal – sposób testowania przepuszczalności powietrza przez tkaniny z uwzględnieniem roli tego parametru dla komfortu użytkownika.

 

Przepuszczalność powietrza w tekstyliach

Przepuszczalność powietrza to powszechnie stosowany test do określania oddychalności tkaniny. Ma on znaczenie w odniesieniu do materiałów, które mają być odporne na wiatr, warunki atmosferyczne i wodę. Według definicji ASTM przepuszczalność powietrza to: natężenie przepływu powietrza przechodzącego prostopadle przez znany obszar pod określoną różnicą ciśnienia powietrza między dwiema powierzchniami materiału i jest oceniana na podstawie objętości powietrza w centymetrach sześciennych, która jest przepuszczana przez obszar 100 cm2 tkaniny w ciągu jednej sekundy przy różnicy ciśnień odpowiadającej 10 cm słupa wody.

Jest to ważny parametr w pomiarze zarówno porowatości, jak i gęstości tkaniny oraz w ocenie wydajności materiałów, takich jak zasłony przemysłowe, żagle, poduszki powietrzne i spadochrony. Tym samym jest on istotny dla wielu odbiorców końcowych, w tym: żołnierzy, pracowników przemysłowych, medyków, kierowców i pasażerów pojazdów czy sportowców i turystów.

W odzieży outdoorowej przepuszczalność powietrza powinna być jak najniższa, aby chronić jej użytkownika przed wiatrem. Ta sama cecha decyduje też o właściwościach włóknin stosowanych jako oddychające wkłady, środki ochrony osobistej i filtry.

 

Czynniki wpływające na przepuszczalność powietrza

Największe znaczenie dla przepuszczalności powietrza ma gęstość materiału (kształt/wartość porów tkaniny/przędzy) oraz jego struktura, np. splot tkaniny, surowiec przędzy czy zestaw przędz. Ważne są też chemikalia i powłoki stosowane na zewnętrznych warstwach odzieży, które mogą modyfikować i/lub ograniczać przepływ powietrza przez materiał.

 

Przepuszczalność powietrza w odzieży a wygoda

Nie można mówić o przepuszczalności powietrza bez odniesienia do komfortu – mówi Peter Goodwin z James Heal. – Przepuszczalność powietrza może być wskaźnikiem utraty ciepła w odzieży wiatroszczelnej, miarą oddychalności maseczek na twarz i może zapobiegać zainfekowaniu produktów medycznych. Jest to czynnik przyczyniający się do komfortu użytkownika tkaniny.

 

Coraz powszechniej uznaje się, że badania komfortu, które sprawdzają przepuszczanie pary wodnej i przenoszenie ciepła, odgrywają ważną rolę w rozwoju technicznych tekstyliów i odzieży o wielu zastosowaniach końcowych, takich jak profesjonalne ubrania sportowe oraz ochronne.

 

Stosuje się wiele technik pomiarowych, których wyniki nie są porównywalne – podsumowuje Goodwin. – Testowanie odczucia komfortu jest trudne, ponieważ ostatecznie jest ono subiektywne dla osoby noszącej ubranie. Przepuszczalność powietrza jest odpowiednim testem komfortu, ponieważ oddychalność materiału jest bardzo ważna. Obejmuje to przepływ powietrza przez ubranie i jego sensoryczny wpływ na skórę. Takie przedmioty jak płaszcze przeciwdeszczowe, spodnie turystyczne i namioty wymagają niskiej przepuszczalności powietrza i wody, aby zapewnić odporność na wiatr i wilgoć (wodę i parę wodną), co ma wpływ nie tylko na komfort użytkownika, ale także na bezpieczeństwo i wydajność odzieży.

 

Rys. 1. Oddychalność jest ważną cechą materiałów, które mają być odporne na wiatr, warunki atmosferyczne i wodę

 

Przepuszczalność powietrza a oddychalność – gdzie tkwi różnica?

Na oddychalność ubrania wpływa przepuszczalność powietrza przez materiał, ale to nie to samo – stwierdza Goodwin. – Te terminy są często używane zamiennie, ale mają różne znaczenia. Sposób, w jaki materiał rozprasza ciepło ciała użytkownika, to „oddychalność”. Jest to subiektywne odczucie osoby noszącej ubranie. Jeśli coś jest „oddychające”, to ciepło jest rozpraszane i zapobiega gromadzeniu się pary wodnej (potu), co zapewnia użytkownikowi większy komfort. [...] Z drugiej strony to, jak dobrze powietrze może przechodzić przez tkaninę, nie jest subiektywne – jest mierzalne i poddaje się testowi przepuszczalności powietrza. Dlatego zaleca się korzystanie z testera przepuszczalności powietrza, takiego jak James Heal AirPro, gdy trzeba ocenić oddychalność i komfortowość materiału.

 

Rys. 2. Badania komfortu odgrywają ważną rolę w rozwoju technicznych tekstyliów i odzieży o wielu zastosowaniach, takich jak profesjonalne ubrania ochronne i środki medyczne

 

Jak wykonać test przepuszczalności powietrza

Do pomiaru przepuszczalności powietrza stosuje się kilka metod badawczych:

• PN-EN ISO 9237:1998,
• ASTM D737,
• GB/T 5453,
• JIS L 1096:2010 – test 8.26 Method C,
• BS 3424-16,
• NWSP 70.1,
• BS EN ISO 9073-15.

Testerem James Heal AirPro (schemat jego działania przedstawiono na rys. 3) można przeprowadzić pomiar przepuszczalności powietrza zgodnie z dowolną spośród wymienionych metod w zaledwie kilku krokach, a wyniki dają się łatwo zinterpretować (rys. 4). Testowanie na AirPro wymaga minimalnego przeszkolenia, więc technicy laboratoryjni mogą bez obaw korzystać z tego urządzenia:

• Przepływ powietrza przez tkaninę jest mierzony przy stałym spadku ciśnienia na tkaninie odpowiadającym 10 cm słupa wody.
• Próbka jest mocowana nad wlotem powietrza za pomocą gumowych uszczelek, a powietrze jest zasysane przez próbkę za pomocą pompy.
• Zawór powietrza jest tak wyregulowany, aby wywołać spadek ciśnienia na tkaninie odpowiadający ciśnieniu wywoływanemu przez słup wody o wysokości 10 cm, a następnie za pomocą przepływomierza jest mierzony przepływ powietrza.
• Na podstawie wyników pięciu próbek testowych obliczany jest średni przepływ powietrza w cm³/s.
• Następnie obliczana jest przepuszczalność powietrza w cm³/s/cm.

 

Rys. 3. Schemat aparatu do pomiaru przepuszczalności powietrza

 

Rys. 4. Przykładowe wyniki pomiaru przepuszczalności powietrza trzech tkanin

 

Odkryj z nami AirPro

Nowy tester przepuszczalności powietrza AirPro jest przeznaczony do badania oporu przepływu powietrza przez tkane, dziane i nietkane materiały tekstylne. Jest to przydatne w przypadku różnorodnych zastosowań, obejmujących np.: odzież sportową, tekstylia medyczne, środki ochrony osobistej, produkty dla niemowląt, takie jak pościel, włókniny, ale także geotekstylia.