IT9020658A1

IT9020658A1 - APPARATUS TO TRY THE STEAM TRANSMISSION THROUGH TEXTILE MATERIALS.

Info

Publication number: IT9020658A1
Application number: IT020658A
Authority: IT
Inventors: Noel Bibby
Original assignee: Bibby Ltd Noel
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1991-12-15
Also published as: GB2233769B; IT1248862B; GB2233769A; IT9020658A0; GB8915043D0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un procedimento ed un apparecchio per provare la trasmissione del vapore attraverso materiali, per esempio tessuti di tessile e simili . The present invention relates to a process and an apparatus for testing the transmission of steam through materials, for example textile fabrics and the like.

Un esempio di materiale del quale si può desiderare di misurare la trasmissione del vapore acqueo è il tessuto per indumenti. Gli indumenti impermeabili alla pioggia possono essere ricavati da tessuti di tessile spalmati con uno strato di materiale impermeabilizzante, come un materiale di plastica. Con un'opportuna sigillatura in corrispondenza delle cuciture, per esempio mediante saldatura, questi indumenti possono essere, resi totalmente impermeabili alla pioggia. Un problema cui si deve far fronte è però che la traspirazione non trova sfogo e ciò porta ad un accumulo di umidità all'interno dell'indumento, particolarmente quando chi l'indossa è impegnato in attività faticose. Varie sono le proposte che sono state avanzate per migliorare il tessuto ai fini della trasmissibilità del vapore, pur conservandone le caratteristiche di impermeabilità alla pioggia, ma sussiste la necessità di misurare il tasso al quale il vapore viene trasmesso attraverso il tessuto in modo che sia possibile mettere a confronto tipi di tessuto differenti . An example of a material of which it may be desired to measure water vapor transmission is garment fabric. Rainproof clothing can be made from textile fabrics coated with a layer of waterproofing material, such as a plastic material. By suitable sealing at the seams, for example by welding, these garments can be made totally impermeable to rain. One problem that must be faced, however, is that perspiration does not find an outlet and this leads to an accumulation of moisture inside the garment, particularly when the wearer is engaged in strenuous activities. Various proposals have been made to improve the fabric for the purpose of transmitting steam, while retaining its characteristics of impermeability to rain, but there is a need to measure the rate at which the steam is transmitted through the fabric so that it is possible compare different types of fabrics.

Sono stati fatti tentativi di misurare la trasmissione di vapor d'acqua sfruttando la variazione di peso di sostanze igroscopiche in un recipiente chiuso con un campione del tessuto, l'altra faccia del quale veniva esposta ad un'atmosfera umida, per esempio in una camera riscaldata contenente acqua. E' desiderabile che la trasmissione del vapore venga misurata su un arco di tempo lungo, per esempio di 24 ore, onde ottenere una misura della trasmissione di vapore che possa essere facilmente correlata all'impiego del tessuto in un indumento. L'assorbimento d'acqua da parte delle sostanze igroscopiche dà però luogo a saturazione localizzata, che riduce l'efficienza d'assorbimento dell'acqua, cosicché su un arco di tempo di 24 ore, il tasso d'assorbimento dell'acqua varia considerevolmente. Pertanto, qualsiasi misurazione della trasmissione di vapore acqueo attraverso il tessuto risulta imprecisa, e l’imprecisione amplificata quando il tasso venga espresso in termini di metro quadro del tessuto. In aqgiunta a ciò, una sostanza igroscopica deve essere rimossa dall'apparecchiatura di prova per la pesatura, e durante la pesatura, tanto inizialmente che alla fine, essa potrebbe essere sottoposta ad ambiente con un tenore d'umidità differente, il che può compromettere la precisione della pesata. Inoltre, la pesatura precisa di piccoli campioni di sostanza igroscopica riesce difficile, mentre la variazione di peso sull'arco di 24 ore può essere relativamente piccola, con il risultato che il valore di trasmissione del vapore acqueo ricavatone è ancor meno preciso. Infine, una variazione delle condizioni iniziali all’interno della camera contenente la sostanza igroscopica comprometterà ancora la precisione del valore ottenuto. Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparecchio ed un procedimento di prova perfezionati per determinare le caratteristiche di trasmissione del vapore di un materiale in foglio. Attempts have been made to measure water vapor transmission by exploiting the weight change of hygroscopic substances in a closed vessel with a tissue sample, the other side of which was exposed to a humid atmosphere, for example in a chamber heated containing water. It is desirable that the vapor transmission be measured over a long period of time, for example 24 hours, in order to obtain a measure of the vapor transmission which can easily be correlated with the use of the fabric in a garment. However, the absorption of water by the hygroscopic substances gives rise to localized saturation, which reduces the efficiency of water absorption, so that over a period of 24 hours, the rate of water absorption varies considerably . Therefore, any measurement of the transmission of water vapor through the fabric is inaccurate, and the inaccuracy is amplified when the rate is expressed in terms of the square meter of the fabric. In addition to this, a desiccant must be removed from the test apparatus for weighing, and during weighing, both initially and eventually, it may be subjected to an environment with a different moisture content, which can compromise the weighing accuracy. In addition, accurate weighing of small desiccant samples is difficult, while the weight change over a 24-hour period can be relatively small, resulting in the resulting water vapor transmission value being even less accurate. Finally, a variation of the initial conditions inside the chamber containing the desiccant will again compromise the accuracy of the value obtained. An object of the present invention is to provide an improved testing apparatus and method for determining the vapor transmission characteristics of a sheet material.

Nella nostra domanda di brevetto europea No. In our European patent application No.

0172725 si divulga un apparecchio per provare le caratteristiche di trasmissione del vapore mediante misurazione del cambiamento nella concentrazione di una soluzione in una camera di prova. Si è ora trovato che le caratteristiche di trasmissione del vapore di un materiale possono essere determinate misurando il cambiamento in altre variabili nel liquido della camera di prova. Un esempio di tali altre variabili suscettibili di essere misurate è il cambiamento nel volume del liquido nella camera di prova. 0172725 discloses an apparatus for testing vapor transmission characteristics by measuring the change in concentration of a solution in a test chamber. It has now been found that the vapor transmission characteristics of a material can be determined by measuring the change in other variables in the test chamber liquid. An example of such other variables that can be measured is the change in the volume of the liquid in the test chamber.

Secondo un aspetto della presente invenzione si prevede un apparecchio per provare la trasmissione del vapore comprendente una camera di prova atta ad accogliere un liquido mezzi di fissaggio atti ad assicurare a detta camera di prova un materiale in foglio da provare, detti mezzi di fissaggio essendo assi ad assicurare detto materiale a detta camera di prova al disopra della superficie di detto liquido, e mezzi misuratori di volume per misurare il cambiamento nel volume del liquido mano a mano che il liquido evapora, per cui si rende possibile il determinare le caratteristiche di trasmissione del vapore del materiale in foglio. According to an aspect of the present invention, an apparatus is provided for testing the transmission of vapor comprising a test chamber adapted to receive a liquid fixing means adapted to ensure to said test chamber a sheet material to be tested, said fixing means being axial securing said material to said test chamber above the surface of said liquid, and volume measuring means for measuring the change in the volume of the liquid as the liquid evaporates, whereby it becomes possible to determine the transmission characteristics of the steam of the sheet material.

I mezzi misuratori di volume possono essere costituiti da una parete mobile di detta camera, detta parete mobile essendo mossa da mezzi motore. The volume measuring means can consist of a movable wall of said chamber, said movable wall being moved by motor means.

In una forma realizzativa dell'invenzione, i mezzi misuratori di volume comprendono mezzi sensori atti a rilevare il livello della superficie del liquido, detti mezzi sensori essendo in comunicazione con detti mezzi motore per indurre detta parete mobile a mantenere la superficie del liquido ad un livello sostanzialmente costante. In tal modo, la distanza tra la superficie del liquido ed il materiale in foglio viene mantenuta sostanzialmente costante. In an embodiment of the invention, the volume measuring means comprise sensor means adapted to detect the level of the surface of the liquid, said sensor means being in communication with said motor means to induce said movable wall to keep the surface of the liquid at a level substantially constant. In this way, the distance between the surface of the liquid and the sheet material is kept substantially constant.

I mezzi motore possono essere costituiti da mezzi motore a passo, atti a muovere detta parete mobile passopasso . The motor means can be constituted by stepping motor means, adapted to move said movable step-by-step wall.

Di preferenza, i mezzi motore comprendono un motore a passo collegato ad un attivatore lineare, detto motore a passo essendo atto a muovere detta parete mobile passo-passo in risposta ad impulsi provenienti da detto attivatore lineare. Il motore a passo può essere collegato all'attivatore lineare tramite opportuni ruotismi. Preferably, the motor means comprise a stepping motor connected to a linear activator, said stepping motor being adapted to move said moving step-by-step wall in response to impulses coming from said linear activator. The step motor can be connected to the linear actuator by means of suitable gears.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, si prevede un apparecchio per provare la trasmissione del vapore, comprendente una camera di prova aperta alla sommità per accogliere un liquido, mezzi di fissaggio per assicurare un materiale in foglio da provare adiacentemente alla sommità aperta di detta camera di prova, una camera polmone al disopra di detta camera di prova, mezzi riscaldatori per mantenere la camera di prova ad una temperatura desiderata, e mezzi misuratori di volume per misurare il cambiamento nel volume del liquido mano a mano che il liquido evapora, per cui diviene possibile determinare le caratteristiche di trasmissione del vapore del materiale in foglio. According to another aspect of the present invention, an apparatus for testing vapor transmission is provided, comprising a test chamber open at the top for receiving a liquid, fixing means for securing a sheet material to be tested adjacent to the open top of said chamber. test chamber, a buffer chamber above said test chamber, heating means for maintaining the test chamber at a desired temperature, and volume measuring means for measuring the change in the volume of the liquid as the liquid evaporates, whereby it becomes possible to determine the vapor transmission characteristics of the sheet material.

I mezzi misuratori di volume sono preferibilmente come più sopra descritto. The volume measuring means are preferably as described above.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, si prevede un procedimento per provare le caratteristiche di trasmissione del vapore di un materiale in foglio, detto procedimento consistendo nele disporre un materiale in foglio da provare al disopra di un liquido in una camera di prova, mantenere la superficie del liquido sostanzialmente costante e misurare il cambiamento nel volume del liquido mano a mano che il liquido evapora, cosicché le caratteristiche di trasmissione del vapore del materiale in foglio possono essere determinate. According to a further aspect of the present invention, a method is provided for testing the vapor transmission characteristics of a sheet material, said method consisting in placing a sheet material to be tested above a liquid in a test chamber, maintaining the substantially constant liquid surface and measure the change in liquid volume as the liquid evaporates, so that the vapor transmission characteristics of the sheet material can be determined.

Preferibilmente, il procedimento consiste inoltre nel rilevare il livello delia superficie,del liquido e mantenere detto livello sostanzialmente costante mediante spostamento passo-passo di una parete mobile di detta camera di prova. In tal modo, la distanza tra la superficie del liquido ed il materiale in foglio viene mantenuta sostanzialmente costante. Preferably, the method further consists of detecting the level of the surface of the liquid and maintaining said level substantially constant by moving a movable wall of said test chamber step by step. In this way, the distance between the surface of the liquid and the sheet material is kept substantially constant.

La presente invenzione è particolarmente idonea alla prova delle caratteristiche di trasmissione del vapore acqueo di tessuti per indumenti, come tessuti di tessile e non tessile, sia con che senza rivestimenti, pellicole e lamine impermeabilizzanti. The present invention is particularly suitable for testing the water vapor transmission characteristics of fabrics for garments, such as textile and non-textile fabrics, both with and without waterproofing coatings, films and foils.

Quando siano da provare tessuti per indumenti, il liquido può essere una soluzione acquosa e può essere una soluzione salina. Il liquido può essere mantenuto approssimativamente a temperatura corporea in modo da simulare da vicino la traspirazione umana. When garment fabrics are to be tested, the liquid may be an aqueous solution and may be a saline solution. The liquid can be kept at approximately body temperature in order to closely simulate human transpiration.

Si contempla la possibilità di definire condizioni di prova normalizzate per fornire un indice comparativo di trasmissione del vapor acqueo per tessuti. The possibility of defining standardized test conditions to provide a comparative water vapor transmission index for textiles is contemplated.

Si fa ora riferimento al disegno che rappresenta schematicamente un apparecchio secondo l'invenzione. Reference is now made to the drawing which schematically represents an apparatus according to the invention.

L 'apparecchio comprende un mobiletto che incorpora mezzi riscaldatori i quali, nella forma realizzativa illustrata, sono costituiti da una camera di riscaldamento sotto forma di bagno 11 d'acqua. La temperatura del bagno 11 è controllata da un termostato 19 associato ad una sonda 20 di temperatura. The apparatus comprises a cabinet which incorporates heating means which, in the illustrated embodiment, consist of a heating chamber in the form of a water bath 11. The temperature of the bath 11 is controlled by a thermostat 19 associated with a temperature probe 20.

si prevedono le camere 10 di prova, ciascuna atta ad accoglire una soluzione acquosa ed avente una parete mobile sotto forma di un pistone 100. Ciascun pistone 100 è collegato a mezzi motore sotto forma di motore a passo (indicato schematicamente con 110) collegato da ruotismi ad un attivatore lineare (indicato schematicamente con 120). Mezzi sensori 130 in comunicazione con l'attivatore lineare 120 sono inoltre previsti per rilevare il livello 13 della soluzione acquosa in ciascuna delle camere 10 di prova. the test chambers 10 are provided, each suitable for receiving an aqueous solution and having a movable wall in the form of a piston 100. Each piston 100 is connected to motor means in the form of a stepping motor (indicated schematically by 110) connected by gears to a linear activator (indicated schematically with 120). Sensor means 130 in communication with the linear activator 120 are also provided for detecting the level 13 of the aqueous solution in each of the test chambers 10.

Ciascun attivatore lineare 120 è collegato tramite un'opportuna circuiteria elettrica ad indicatori digitali, rispettivamente 27 e 32, ciascun indicatore essendo associato al rispettivo interruttore di chiuso / aperto, 26 e 33. Each linear activator 120 is connected by means of a suitable electrical circuitry to digital indicators, 27 and 32 respectively, each indicator being associated with the respective closed / open switch, 26 and 33.

Ciascuna camera 10 di prova è provvista di mezzi di fissaggio sotto forma di anelli 21 di serraggio che permettono ad un disco 15 di prova di un materiale in foglio di essere stretto sopra l'imboccatura della camera di prova. Each test chamber 10 is provided with fastening means in the form of clamping rings 21 which allow a test disk 15 of a sheet material to be tightened over the mouth of the test chamber.

Al disopra delle camere di prova, sul lato opposto dei dischi di prova allorquando in posizione, è prevista una camera polmone 12 che riceve aria da un'unità 17 condizionatrice d'aria mediante una o più condotte 16, l'aria venendo restituita all'unità condizionatrice per il tramite di una o più condotte 18. Above the test chambers, on the opposite side of the test discs when in position, there is a buffer chamber 12 which receives air from an air conditioning unit 17 by means of one or more ducts 16, the air being returned to the conditioning unit through one or more ducts 18.

L'unità condizionatrice d'aria è provvista di convenzionali elementi (non mostrati) per controllare la temperatura e l'umidità dell'aria. Il quadro comandi dell'unità condizionatrice include indicatori, rispettivamente 34 e 38, d'impostazione della temperatura e dell'umidità, nonché interruttori di chiuso / aperto per controllare il calore (35), la refrigerazione (36) e l'umidità (37) . The air conditioning unit is equipped with conventional elements (not shown) for controlling the temperature and humidity of the air. The control panel of the air conditioning unit includes indicators 34 and 38 respectively for setting the temperature and humidity, as well as open / close switches to control heat (35), refrigeration (36) and humidity (37 ).

Il quadro comandi per il serbatoio di riscaldamento comprende un interruttore 28 di chiuso / aperto della rete, un interruttore 29 di chiuso / aperto del calore di innalzamento del serbatoio, un interruttore 30 di chiuso / aperto del calore del serbatoio ed un indicatore digitale 31 di temperatura del serbatoio. La temperatura e l’umidità del mobiletto sono riportate da uno strumento 25. The control panel for the heating tank comprises a network open / close switch 28, a closed / open switch 29 of the raising heat of the tank, a closed / open switch 30 of the tank heat and a digital indicator 31 of tank temperature. The cabinet temperature and humidity are reported by an instrument 25.

Nell'uso, l'apparecchiatura viene tarata usando soluzioni di concentrazione nota nella camera di prova, dopo di che viene introdotta la soluzione di prova normalizzata. In condizioni di prova normalizzate, la soluzione di partenza verrà specificata. Un campione del tessuto da provare viene stretto sulla sommità aperta della camera di prova mediante l'anello 21 dì serraggio, le condizioni nella camera polmone 12 regolate per simulare un ambiente specifico e la temperatura della soluzione lasciata raggiungere la temperatura del serbatoio d'acqua. In use, the apparatus is calibrated using solutions of known concentration in the test chamber, after which the standardized test solution is introduced. Under normalized test conditions, the starting solution will be specified. A sample of the tissue to be tested is clamped onto the open top of the test chamber by the clamp ring 21, the conditions in the bladder chamber 12 adjusted to simulate a specific environment and the temperature of the solution allowed to reach the temperature of the water tank.

Mano a mano che l’acqua evapora da ciascuna camera 10 di prova, il livello 13 dell'acqua nella camera 10 di prova scende. Questa caduta del livello dell'acqua viene rilevata dai mezzi sensori 130 e induce l'attivatore lineare 120 a trasmettere impulsi fini al motore 110 a passo. Il motore 110 a passo indurrà quindi il pistone 100 a muoversi verso l’alto a piccoli passi, mantenendo così il livello 13 sostanzialmente costante. As the water evaporates from each test chamber 10, the water level 13 in the test chamber 10 drops. This drop in the water level is detected by the sensor means 130 and causes the linear activator 120 to transmit fine pulses to the stepper motor 110. The step motor 110 will then cause the piston 100 to move upwards in small steps, thus maintaining the level 13 substantially constant.

La distanza per la quale il motore a passo induce il pisone 100 a muoversi verso l'alto costituisce una indicazione del volume di liquido evaporato e questo volume viene riportato come lettura digitale sugli indicatori 27 e 32. The distance for which the stepper motor causes the piston 100 to move upwards is an indication of the volume of liquid evaporated and this volume is reported as a digital reading on the indicators 27 and 32.

Mediante un’opportuna disposizione dell'attivatore lineare 120 e del motore 110 a passo, è possibile ottenere una precisione dello 0,01% circa. By means of an appropriate arrangement of the linear activator 120 and the stepping motor 110, it is possible to obtain an accuracy of approximately 0.01%.

Usando l'apparecchiatura ed il procedimento dell'invenzione, è possibile eseguire confronti accurati della trasmissione di vapore acqueo di materiali quali tessuti, entro un'ampia gamma di condizioni, facilitando così non soltanto lo sviluppo di tessuti perfezionati, ma fornendo anche una norma per permettere ad acquirenti potenziali di valutare la confortevolezza dell'indumento in base ad un valore di prova citato. Using the apparatus and method of the invention, it is possible to make accurate comparisons of the water vapor transmission of materials such as fabrics, over a wide range of conditions, thus facilitating not only the development of improved fabrics, but also providing a standard for allow potential buyers to evaluate the comfort of the garment based on a quoted test value.

Oltre ai tessuti per indumenti, è possibile provare anche tessuti per l'impiego in applicazioni quali sacchi a pelo e tende. Inoltre, l'apparecchiatura ed il procedimento secondo l'invenzione possono essere utilizzati nella misurazione della trasmissione di vapore acqueo attraverso un'ampia gamma di materiali diversi dai tessuti, per esempio materiale per istallazioni elettriche, membrane a prova d'umidità per impieghi in edilizia, nonché vernici e pitture. L'invenzione è particolarmente applicabile alla misurazione della trasmissione di vapore acqueo attraverso materiali relativamente sottili. In addition to garment fabrics, fabrics can also be tried for use in applications such as sleeping bags and tents. Furthermore, the apparatus and the method according to the invention can be used in measuring the transmission of water vapor through a wide range of materials other than textiles, for example material for electrical installations, moisture-proof membranes for use in construction. , as well as varnishes and paints. The invention is particularly applicable to measuring the transmission of water vapor through relatively thin materials.

I mezzi sensori 130 possono essere mezzi idonei qualsiasi, per esempio un interruttore di livello elettrico azionato da galleggiante, oppure un dispositivo fotoelettrico, e l'uscita dal dispositivo essere utilizzata per comandare i mezzi di regolazione del livello. Mezzi sensori preferiti sono costituiti da sonde elettriche . The sensor means 130 can be any suitable means, for example an electric level switch operated by a float, or a photoelectric device, and the output from the device can be used to control the level adjustment means. Preferred sensor means are constituted by electrical probes.

Si è trovato che effetti di tensione superficiale possono influenzare la rivelazione della superficie da parte di una sonda elettrica e per superare questo problema, il pistone può essere abbassato periodicamente in modo da rompere il menisco e quindi essere riportato nella sua posizione. Ciò consente di ottenere un'uscita più precisa. It has been found that surface tension effects can affect the detection of the surface by an electrical probe and to overcome this problem, the piston can be periodically lowered to break the meniscus and then be returned to its position. This allows for a more precise output.

E' inoltre possibile utilizzare mezzi misuratori di conduttività sotto forma di una sonda salina (non mostrata) per misurare il tasso di cambiamento della concentrazione della soluzione. Questi verrebbero utilizzati come rincalzo alla misurazione del tasso di cambiamento del volume della soluzione. It is also possible to use conductivity measuring means in the form of a salt probe (not shown) to measure the rate of change in the concentration of the solution. These would be used as a backup to measure the rate of change of the solution volume.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for testing vapor transmission comprising a test chamber suitable for receiving a liquid, fixing means suitable for securing a sheet material to be tested to said test chamber, said fixing means being suitable for securing said material to said test chamber. test chamber above the surface of said liquid, and volume measuring means for measuring the change in the volume of the liquid as the liquid evaporates, thereby making it possible to determine the vapor transmission characteristics of the sheet material.

2. Apparatus according to claim 1, in which the volume measuring means are constituted by a movable wall of said chamber, said movable wall being moved by motor means.

3. Apparatus according to claim 2, wherein the volume measuring means comprise sensor means adapted to detect the level of the surface of the liquid, said sensor means being in communication with said motor means, to induce said movable wall to maintain the surface of the liquid at a substantially constant level.

4. Apparatus according to claim 2, or 3, in which the motor means are constituted by stepping motor means, adapted to move said movable step-by-step wall.

5. Apparatus according to any of claims 2 to 4, wherein the motor means comprise a stepping motor connected to a linear activator, said stepping motor being adapted to move said moving step-by-step wall in response to pulses from said activator linear.

6. Apparatus for testing vapor transmission, comprising a test chamber open at the top for receiving a liquid, fixing means for securing a sheet material to be tested adjacent to the open top of said test chamber, a buffer chamber above of said test chamber, heating means for maintaining the test chamber at a desired temperature, and volume measuring means for measuring the change in the volume of the liquid as the liquid evaporates, whereby it becomes possible to determine the transmission characteristics of the steam from the sheet mantle.

7. A method for testing the vapor transmission characteristics of a sheet material to be tested above a liquid in a test chamber, by keeping the surface of the liquid substantially constant and by measuring the change in volume of the liquid as the liquid evaporates, so that the vapor transmission characteristics of the sheet material can be determined.

8. A method according to claim 7, further consisting in detecting the level of the surface of the liquid and maintaining said level substantially constant by step-by-step displacement of a movable wall of said test chamber.