ما هي نفاذية الرطوبة؟

ال اختبار نفاذية الرطوبة يهدف اختبار نفاذية الرطوبة للأقمشة بشكل أساسي إلى قياس نفاذية الرطوبة فيها عند درجات حرارة ورطوبة مختلفة. ويحاكي هذا الاختبار قدرة الأقمشة على نقل بخار الماء الطبيعي من الجسم إلى البيئة الخارجية بعد التعرق في حالات نشاط مختلفة. وتُعرف نفاذية الرطوبة بأنها جودة أو كفاءة انتقال بخار الماء على جانبي القماش؛ ويعتمد التقييم على تدفق بخار الماء، الذي ينتج عن بخار الماء المنبعث من جسم الإنسان أثناء التمرين، ويتأثر أيضًا ببخار الماء الموجود في البيئة الخارجية.

مؤشر توصيف نفاذية الرطوبة

1- معدل بخار الرطوبة (WVT)

في ظل شرط الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة المحددة على جانبي العينة، فإن كتلة بخار الماء التي تمر عبر وحدة مساحة العينة عموديًا خلال الوقت المحدد، بوحدة غرام لكل متر مربع ساعة (غ/(م²·س)) أو غرام لكل متر مربع 24 ساعة (غ/(م²·24س)) هي الوحدة.

2- نفاذية الرطوبة (WVP)

في ظل شرط الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة المحددة على جانبي العينة، وتحت فرق ضغط بخار الماء للوحدة، كتلة بخار الماء التي تمر عبر عينة وحدة المساحة عموديًا خلال الوقت المحدد، بوحدة غرام لكل متر مربع باسكال ساعة (غ/(م²·باسكال·ساعة)).

3- معامل نفاذية الرطوبة

في ظل شرط الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة المحددة على جانبي العينة، وتحت فرق ضغط بخار الماء الواحد، يتم قياس كتلة بخار الماء الذي يمر عموديًا عبر سمك ومساحة العينة لكل وحدة زمنية بوحدة غرام سنتيمتر لكل سنتيمتر مربع ثانية باسكال (غ سم / (سم²·ث·باسكال)) كوحدة.

شائع طرق اختبار نفاذية الرطوبة في الداخل والخارج

1- طريقة المواد المسترطبة (المجففة)

ضع جزيئات مادة التجفيف (كلوريد الكالسيوم اللامائي) (0.63-2.5 مم) في فرن على درجة حرارة 160 درجة مئوية لمدة 3 ساعات للحفاظ على جفافها تمامًا. ثم ضع حوالي 35 غرامًا من مادة التجفيف المبردة في كوب الاختبار، ورجه جيدًا حتى تصبح مادة التجفيف مستوية ويكون سطحها أقل من سطح العينة بحوالي 4 مم. بعد ذلك، ضع جانب الاختبار من العينة على كوب الاختبار، ثم ضع حلقة الضغط، وأحكم ربط الصامولة. ثم أغلق حشية العينة وحلقة الضغط من الجانب بشريط لاصق لتشكيل مجموعة العينة. ضع الكوب الموجب لمجموعة العينة في جهاز الاختبار؛ بعد ساعة واحدة من ضبط رطوبة الاختبار، أخرجه، وضعه في المجفف لمدة نصف ساعة للموازنة، ثم زنه، ثم أعد وضعه في الجهاز لفترة الاختبار وفقًا للمعيار أو وقت الاختبار المتفق عليه. بعد انتهاء الوقت، زنه مرة أخرى. يُستخدم فرق الوزن بين عمليتي الوزن في الصيغة لحساب نفاذية الرطوبة للعينة. وتشمل المعايير الرئيسية GB/T 12704.1، وASTM E96 (الطريقة A/C/E)، وJIS L 1099 A-1.

2- طريقة التبخير (طريقة كوب الماء الموجب)

استخدم أسطوانة مدرجة لحقن الماء بنفس درجة حرارة ظروف الاختبار؛ وتُحدد كمية الماء بناءً على متطلبات كل معيار. ضع عينة الاختبار في كوب الاختبار؛ ثم ضع الكوب في جهاز الاختبار؛ زنها بعد فترة من التوازن الحراري للحصول على الوزن الابتدائي، واختبرها لفترة من الوقت قبل إعادة وزنها. يُستخدم فرق الكتلة في الوزن الثاني في الصيغة لحساب نفاذية الرطوبة للعينة. المعايير الرئيسية هي: GB/T 12704.2 الطريقة أ، ASTM E96 الطريقة ب/هـ، JIS L1099 A-2، BS 7209.

3- طريقة التبخير (طريقة الصب في الزجاج)

استخدم أسطوانة مدرجة لحقن الماء بنفس درجة حرارة ظروف الاختبار؛ وتعتمد كمية الماء على متطلبات كل معيار. ضع عينة الاختبار في كوب الاختبار؛ ثم اسكب الماء في الكوب وضعه في جهاز الاختبار؛ زن العينة بعد تركها لتستقر حراريًا لفترة من الزمن للحصول على وزنها الابتدائي؛ وبعد الاختبار لفترة من الزمن، زنها مرة أخرى. بعد الحساب، يتم الحصول على نفاذية الرطوبة للعينة. المعايير الرئيسية هي: GB/T 12704.2 الطريقة B، وASTM E96 الطريقة BW.

4- طريقة أسيتات البوتاسيوم

يُحقن محلول أسيتات البوتاسيوم المشبع في كوب الاختبار، بحيث يصل ارتفاعه إلى حوالي ثلثي ارتفاع الكوب؛ ثم تُغلق العينة بإحكام على الكوب وتُوضع مقلوبةً في خزان ماء الاختبار. يُوزن وزن كوب الاختبار قبل الاختبار وبعد 15 دقيقة. المعايير الرئيسية هي: JIS L1099 الطريقة B-1، JIS L1099 الطريقة B-2، ISO 14956.

العوامل الرئيسية المؤثرة على نتائج الاختبار

عند إجراء اختبار نفاذية الرطوبة، يحدث في كثير من الأحيان أن يتم اختبار نفس دفعة الأقمشة والملابس في مؤسسات تفتيش مختلفة أو في أوقات مختلفة في نفس المؤسسة، وتكون النتائج مختلفة تمامًا.

توجد حاليًا العديد من الطرق لاختبار نفاذية الرطوبة للأقمشة محليًا وعالميًا. في الحياة اليومية، توجد مؤشرات على مقاومة الماء ونفاذية الرطوبة على الملابس الرياضية، ولكن لا توجد عادةً طرق اختبار محددة. مع ذلك، فإن نتائج طرق الاختبار الشائعة حاليًا غير متطابقة وغير قابلة للمقارنة. لذا، لتقييم نفاذية الرطوبة للملابس، يجب أولًا تحديد طريقة الاختبار. بعد تحديدها، ينبغي مراعاة العوامل المؤثرة المذكورة في هذه المقالة لضمان دقة نتائج الاختبار.

1- تأثير المجفف

① تجانس توزيع حجم جسيمات كلوريد الكالسيوم

تؤثر مواصفات كلوريد الكالسيوم بشكل مباشر على قدرته على امتصاص الرطوبة. ينص المعيار الوطني على أن يكون حجم جزيئات كلوريد الكالسيوم بين 0.63 و2.5 ملم، ويشترط رجّ العبوة جيدًا بعد استقرارها في البيئة المحيطة. والهدف من ذلك هو منع تأثير تميّع كلوريد الكالسيوم على نتائج الاختبار.

يتمتع كلوريد الكالسيوم بخاصية استرطابية قوية. فكلما كانت جزيئاته أدق، زادت مساحة سطحه النوعية، وزادت سرعة امتصاصه للرطوبة. ومع ذلك، بعد امتصاصه للرطوبة وتحوله إلى سائل، تتشكل طبقة واقية من سداسي هيدرات كلوريد الكالسيوم على السطح. يسهل تكوين هذه الطبقة الواقية في الحالة الرطبة، مما يسهل منع استرطابية كلوريد الكالسيوم الداخلي في مرحلة الاختبار الرسمية اللاحقة، وبالتالي التأثير على نتائج الاختبار.

قبل الاختبار، يجب التحكم في حجم جسيمات المادة المجففة المشتراة باستخدام الشاشة المحددة، ويجب الحفاظ على تجانس توزيع الجسيمات قدر الإمكان أثناء عملية التعبئة.

٢- جرعة كلوريد الكالسيوم

ينص المعيار الوطني بوضوح على جرعة كلوريد الكالسيوم، حوالي 35 غرامًا، والمسافة بين سطح العينة والمادة المجففة حوالي 4 ملم، مع ضرورة أن يكون سطح المادة المجففة مستويًا. يتيح ذلك التحكم الفعال في تجانس طبقة الهواء بين العينة والمادة المجففة. ويحدد حجم طبقة الهواء كمية الرطوبة الكلية فيها. عند تشغيل المادة المجففة، تعمل أولًا على تجفيف الرطوبة في طبقة الهواء داخل العينة حتى تصبح جافة تمامًا، مما يُحدث فرقًا في الضغط بين بخار الماء وسطح العينة الخارجي. ويحدد ارتفاع طبقة الهواء ارتفاع مسار انتقال بخار الماء. إذا لم يكن سطح المادة المجففة مستويًا، ستبقى العينة رطبة أثناء الاختبار، مما يؤدي إلى ترهلها. أما إذا كانت المادة المجففة على اتصال مباشر بالنسيج، فسيتشكل مسار مباشر لبخار الماء، مما يؤثر بشكل كبير على نتائج الاختبار.

أثناء الاختبار، يجب التحكم بدقة في كمية المادة المجففة ومستوى سطحها في كوب العينة.

2- تأثير مدة التكييف في طريقة التبخير

في نفس الظروف، وبعد تعديل مدة الاختبار إلى نصف ساعة وساعة واحدة، ثم إلى ساعتين، ستختلف نتائج الاختبار نظرًا لاختلاف أنواع الأقمشة. لذا، يُقترح أن تكون مدة الاختبار ساعة واحدة.

3- تأثير سرعة الرياح

① فرق سرعة الرياح السطحية لأكواب الاختبار المختلفة باستخدام نفس المعدات

يوجد حاليًا العديد من مصنعي أجهزة اختبار نفاذية الرطوبة، وتختلف قدرة كل جهاز على استيعاب عدد مختلف من أكواب العينات في الوقت نفسه. بعض الأجهزة تستوعب ثمانية أكواب في آن واحد. إذا لم يتمكن كوب العينة داخل الصندوق من التحرك أفقيًا بسرعة محددة، فسيصعب الحفاظ على سرعة هواء ثابتة على سطحه، مما يؤثر سلبًا على نتائج اختبار العينات المتوازية. هذه النتائج غير مقبولة، ويتطلب الأمر إصلاح الجهاز ومعايرته لضمان دقة النتائج.

② الاختلافات في طرق إمداد الهواء بين الأجهزة المختلفة

تستخدم بعض أجهزة اختبار نفاذية الرطوبة المتوفرة حاليًا في السوق تصميمًا لتزويد الهواء بالتوازي مع مروحة أفقية، بينما تستخدم أجهزة أخرى مروحة عادية. يضمن نظام تزويد الهواء الأفقي تدفق الهواء على نفس المستوى الأفقي، مما يسمح بتوحيد سرعة الهواء على سطح كل عينة. أما في نظام تزويد الهواء بالمروحة، فيصعب تحقيق نفس سرعة الهواء على سطح كل عينة.

4 طبقة هواء ساكن

في اختبار طريقة الكأس الموجبة، يجب أن يمر تبخر ماء الاختبار أولاً عبر طبقة من الهواء الساكن؛ تتميز هذه الطبقة بمقاومة معينة للرطوبة، مما يؤثر بشكل كبير على نتائج اختبار نفاذية الرطوبة. لذلك، يحدد الملحق ب من المعيار GB/T 12704.2 طريقةً لإزالة تأثير طبقة الهواء الساكن وتصحيح نتائج الاختبار. أثناء الاختبار، نستخدم كأس اختبار مطابقًا للمعيار ونضع فيه كمية ماء الاختبار المحددة فيه. وذلك للحفاظ على ثبات طبقة الهواء الساكن داخل الكأس، وبالتالي ضمان اتساق نتائج اختبار العينات المتوازية.

5- مدى إحكام العينة وكأس الاختبار

عند اختبار طريقة الصب، يُعدّ إحكام إغلاق العينة بالغ الأهمية. ففي حال ضعف الإحكام، سيتسرب الماء من حافة الكوب، أو سيتبلل سطح العينة من الحافة، مما يؤدي إلى فقدانها بالتبخر. هذه النتائج غير مقبولة ويجب تجنبها.

6. صلاحية عينات الاختبار

يجب أن تكون العينة ممثلة، ويجب ألا تحتوي على تجاعيد أو ثقوب، ويجب ألا يكون للنسيج المطلي سمك غير متساوٍ واضح أو فقاعات، وما إلى ذلك. يجب توجيه سطح اختبار العينة بشكل صحيح.

بريد إلكتروني: hello@utstesters.com

مباشر: +8615260605085

الهاتف: +86-596-7686689

الموقع الإلكتروني: www.uttesters.com