干燥速度测定装置以及干燥速度测定方法

技术领域

本发明涉及用于纤维制品等布料的吸水速干性的评价的干燥速度测定装置以及干燥速度测定方法。

背景技术

在纤维制品等中，即使布料吸收汗和湿气，也在布料潮湿的状态下产生不快感或发冷。而且，通过所吸收的水分蒸发，能够散发体热。因此，在衣料等中吸收汗或湿气(吸水)而迅速蒸发(速干)的功能被注目。为了评价这样的吸水速干性，想出了纤维制品等布料的干燥测定方法。

例如，作为在标准化的干燥性试验(干燥速度评价)方法，列举了JISL1096干燥性试验方法。在JISL1096干燥性试验方法中，首先，从通过常用方法调整后的式样中，选取40cm×40cm的试验片，在20℃±2℃的水中摊开浸渍，充分吸水后从水中捞起。此后，在不会掉落水滴之后，在具有应变仪的干燥时间测定装置的悬垂夹子上安装试验片，计测在标准状态的试验室内自然干燥为止的时间，以平均值等来计算干燥速度。

在专利文献1中，公开了具体的自动干燥性测定装置。自动干燥性测定装置由安装试验片的布料的试验片安装吊钩、吊钩支架、质量测定单元、可动台、吊钩支架驱动单元、驱动单元、运算单元构成。吊钩支架水平保持试验片安装吊钩。质量测定单元测定试验片安装吊钩的质量。可动台垂直保持吊钩支架、且可以相对于固定架台，在水平方向上移动。吊钩支架驱动单元使吊钩支架上下移动，驱动单元使可动台移动。运算单元具有计时单元，该计时单元计算基于测定信号的开始，驱动驱动单元之后紧接着的测定开始为止的时间。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本注册实用新型第3092019号公报

发明内容

发明所要解决的课题

不限于上述的干燥性试验方法，还规定了关于进行矿工业中的试验的场所的温度、湿度以及气压的标准状态(JIS Z 8703)。一般，很难将温度以及湿度维持为恒定，即使在标准状态下，也按级别规定了温度的容许差以及湿度的容许差。在JIS L 0105纤维制品的物理试验方法通则中，作为标准状态规定了温度20±2℃、湿度65±4％。在标准状态的容许差的范围内进行上述的干燥性试验。例如，在专利文献1中，具体记载了在标准状态20℃、65％RH的测定室内通过自动干燥性测定装置进行的试验结果。

但是，即使在标准状态的容许差的范围内进行干燥性试验，也随着其温度以及湿度的变动而在结果中存在偏差。因此，为了比较不同的试样，如果不在相同的环境下同时进行试验，则不能进行严密的评价。

本发明是鉴于上述的情况而提出的，其目的在于，即使在标准状态的容许差的范围内，也提高纤维制品等布料的干燥速度测定的精度。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的第1观点的干燥速度测定装置的特征在于，具备：

水赋予部，其对于布料的试验片附着水；

保持部，其在摊开所述试验片的状态下静止保持该试验片；

质量测定部，其在由所述保持部保持附着有水的所述试验片的状态下，继续测定所述试验片的质量，将所测定的质量与经过时间相对应起来存储；

温湿度测定部，其在所述质量测定部测定所述试验片的质量的期间内，对于所述试验片继续测定固定位置处的温度以及湿度，将所测定的温度、湿度与经过时间相对应起来存储；以及

归一化部，其将由所述质量测定部测定的质量的变化，根据由所述温湿度测定部测定的温度以及湿度，换算为规定的温度以及湿度的条件。

为了实现上述目的，本发明的第2观点的干燥速度测定方法的特征在于，具备如下步骤：

对于布料的试验片附着水的水赋予步骤；

在摊开所述试验片而静止保持的状态下，继续测定所述试验片的质量、所述试验片的固定位置处的温度以及湿度，将所测定的质量、温度、湿度与经过时间相对应起来存储的测定步骤；

将由所述测定步骤中测定的质量的变化，根据在所述温湿度测定步骤中测定的温度以及湿度，换算为规定的温度以及湿度的条件。

发明效果

根据本发明，对于试验片继续测定固定位置处的温度以及湿度，将所测定的质量的变化，根据所测定的温度以及湿度，归一化为规定的温度以及湿度的条件，因此，在标准状态的容许差的范围内，也能够提高布料的干燥速度测定精度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的干燥速度测定装置的构成例的框图。

图2是示出实施方式1的测定数据的数据结构的例的图。

图3是示出实施方式1的归一化为规定的温湿度条件的概念的图。

图4是示出实施方式1的干燥速度测定动作的一例的流程图。

图5是示出实施方式1的温湿度条件归一化动作的一例的流程图。

图6是示出本发明的实施方式2的干燥速度测定装置的结构的图。

图7是示出实施方式2的水分赋予部的结构的图。

图8是示出本发明的实施例的干燥速度测定结果的图。

具体实施方式

在本发明中，将布料规定为除了布、织品以外，还包含纺织的原材料以及无纺织布。以下，参照附图，对于本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于图中的相同或相等的部分标注相同的符号。

(实施方式1)

图1是示出本发明的实施方式1的干燥速度测定装置的构成例的框图。干燥速度测定装置10由水赋予部1、保持部2、质量测定部3、温湿度测定部4以及控制部5构成。控制部5中包含存储部6、温湿度归一化部8以及计时部7。

干燥速度测定装置10在布料的试验片20上附着水后测定附着的水干燥的速度。附着的水渗入到试验片20后被保持在纤维的间隙中，因此根据试验片20的材质，干燥的速度存在差异。

在测定干燥速度之前，在测定干燥速度的标准状态下暂时放置试验片20，以试验片20的温度和水分在标准状态下不发生变化的方式进行调湿。在干燥速度装置中，在试验片20上附着水之前，测定试验片20的质量。可以在将试验片20保持在保持部2的状态下，通过质量测定部3测定试验片20的质量。质量测定部3测定保持部2和试验片20的合计质量。如果事先测定保持部2的质量，则根据这些差，可以知道试验片20的质量。

在水赋予部1中，对于试验片20，将一定量的水附着在试验片20的规定位置，例如附着在中央。在水赋予部1中，例如，通过吸量管(计量吸管、微量吸量管)对一定量的水进行计量，并滴到试验片20上。可以通过注射器泵或输液泵来滴到试验片20上。或者，可以摊开试验片20而能够平坦地收纳的容器上滴下一定量的水，将试验片20载置在其上方而附着水。

接着，将附着有水的试验片20保持在保持部2上。保持部2在摊开试验片20的状态下静止保持该试验片20。保持部2例如夹住试验片20的一边的至少一部分而悬挂试验片20。在容器中对于试验片20附着水的情况下，可以是连同容器一起保持的结构。

即使是相同的温湿度，因吹到试验片20的风的强度不同而在干燥速度上产生差异，因此理想的是使吹到试验片20的风恒定。在悬挂试验片20的情况下，在风被吹到时试验片20晃动而不能准确地测定质量。理想的是，如果可以的话，用风挡来覆盖试验片20，使得风吹不到该试验片20上。

质量测定部3例如由精密天秤构成，在由保持部2保持试验片20的状态下，继续测定试验片20的质量。如前述，质量测定部3测定保持部2和试验片20的合计质量，但由于保持部2的质量是固定的，因此测定试验片20的质量。质量测定部3将所测定的质量送到控制部5。控制部5将接收的质量与测定质量时(接收质量时)的经过时间相对应起来存储在存储部6中。

由计时部7计测经过时间。计时部7例如内置表，输出被参照时的时刻数据。是从测定了质量的时刻减去第一次测定了被附着水的试验片20的质量时的时刻而得的值是经过时间。在开始测定时，对计时部7进行复位，输出以测定开始为原点(0)的经过时间。

温湿度测定部4相对于试验片20被支撑在固定位置处，对于试验片20继续测定固定位置处的温度和相对湿度。以下，湿度是指相对湿度。理想的是，测定温度和湿度的位置为在不接触试验片20的范围内接近附着有水的部分。在用风挡覆盖试验片20的情况下，将温湿度测定部4设置在风挡的内部，在风挡的内部测定温度和湿度。温湿度测定部4测定试验片20周囲的空气的温度和湿度。温湿度测定部4将所测定的温度和湿度送到控制部5。控制部5将所接收的温度以及湿度与测定这些时(接收温度和湿度时)的经过时间相对应起来存储在存储部6中。

在测定湿度时，例如可以使用根据由干湿计计测的干球温度和湿球温度，通过潮湿空气线图或计算来求出相对湿度的方法。或者，也可以使用湿度计来测定相对湿度。例如，将通过电湿度计来计测的湿度，以所测定的温度来归一化而作为测定値。

图2是示出实施方式1的测定数据的数据结构的例的图。例如，在固定周期的每个经过时间，测定质量、温度以及湿度，与经过时间ti相对应地存储质量mi、温度Ti以及湿度Hi。在图2的例中，开始测定时的经过时间为t0，质量为m0，温度为T0、湿度为H0。

图1的温湿度归一化部8在从开始测定起经过了規定时间时，根据存储部6中存储的经过时间、质量、温度以及湿度，将所测定的质量的变化换算为规定的温度以及湿度的条件而进行归一化。在指示了归一化时， 温湿度归一化部8可以将到此为止测定的质量的变化换算为规定的温度以及湿度的条件。

图3是示出实施方式1的归一化为规定的温湿度条件的概念的图。横轴是经过时间，纵轴是试验片20的质量。通过实线的实测质量来表示所测定的试验片20的质量。图3表示作为所测定的温度高于作为换算的条件的规定的温度(标准温度)，或者所测定的湿度低于作为换算的条件的规定的湿度(标准湿度)的情形。此时，通常是与标准温度和标准湿度的条件(标准温湿度条件)相比，水分迅速地蒸发，因此实测质量随着时间经过，变得比标准温湿度条件下的质量小。

在标准温度和湿度下进行干燥速度测定时假定的相同试验片20的质量由二点划线的标准温湿度条件的质量＝归一化质量来表示。标准温湿度条件的质量(的变化)可通过将所测定的温度以及湿度下的干燥速度换算为标准温度和湿度下的干燥速度来计算。在换算干燥速度时，使用所测定的温度和湿度下的水蒸气分圧差和标准温度和湿度下的水蒸气分圧差。通过事先计算而知道标准温度和湿度下的水蒸气圧差。

附着水分而测定中的试验片20的质量与附着水分之前的试验片20的质量(试验片干燥质量)的差是残留水分。残留水分与所附着的水分(赋予水分)的比为残留水分率。可以通过将实测质量换算为标准温度和湿度而得的归一化质量(＝标准温湿度条件下的质量:图3的二点划线)的、基准经过时间(图3的点N)下的残留水分率，评价试验片20的干燥速度。在基准经过时中，残留水分率越大，则干燥速度越慢，残留水分率越小，则干燥速度越快。

在上述的说明中，将质量变化换算为标准温度和湿度的条件，也可以考虑基准经过时间随温度和湿度发生变化。即、认为在所测定的温度以及湿度下，如果与标准温湿度条件下相比水分的蒸发快的话，基准经过时间变短，如果与标准温湿度条件下相比，水分的蒸发变慢的话，基准经过时间变长。此时的经过时间的归一化系数也可以使用水蒸气分圧差来计算。例如，计算通过归一化系数来归一化的经过时间(归一化时间)成为基准经过时间的经过时间(实际经过时间)。然后，将实际经 过时间下的实测质量看作基准经过时间下的标准温湿度条件的质量，计算残留水分率。以下进行详细说明。

温度T(℃)下的饱和水蒸气圧e(T)，可以通过如下的August以外的式来表示。

e(T)＝6.1078×10^{(7.5T/(T+237.3))}

设：干球温度：Td(℃)、湿球温度：Tw(℃)、相对湿度RH(％)，将液相水蒸气分圧表示为Pww＝e(Tw)，将气相水蒸气分圧表示为Pwa＝e(Td，则水蒸气分圧差ΔPw如下：

ΔPw＝Pww－Pwa。

在测定湿球温度时，从湿球温度可以知道液相水蒸气分圧。在测定相对湿度时，根据温度和相对湿度、潮湿空气线图，求出湿球温度，计算出液相水蒸气分圧。

将标准条件设为：标准温度为20℃、标准湿度为65％时，作为此时的湿球温度的标准湿球温度是Twstd＝15.83633℃。标准条件下的水蒸气分圧差是ΔPw_std＝2.79476319。

将附着水之前的试验片20的质量设为Wf，将附着水后开始测定时的试验片20的质量设为Wa0。所附着水分的质量为Ww＝Wa0－Wf。

设经过时间ti下的试验片20的质量为W_i。设经过时间ti与ti-1之间的平均的干球温度为Td_i、湿球温度为Tw_i、相对湿度为RH_i。此时的水蒸气分圧差用ΔPw_i表示。将标准温湿度下的水蒸气分圧差ΔPw_std和所测定的温湿度下的水蒸气分圧差ΔPw_i的比，设为归一化係数K_i。即、

K_i＝ΔPw_std/ΔPw_i。

将从经过时间ti-1到ti之前的水分減少量设为ΔW_i＝W_i-1－W_i，将经过时间ti与ti-1的差设为Δti＝ti－ti-1时，此期间的干燥速度R_i为

R_i＝ΔW_i/Δti

。假设可以忽略蒸发的水快速扩散，水蒸发的部分的附近的空气的温湿度与远离的地方的空气的温湿度之间的差，则可以认为干燥速度与水蒸气分圧差成比例。在该条件下，将所测定的干燥速度R_i换算为标准温湿度而得的归一化后干燥速度R’_i可以用

R’_i＝K_i·R_i

表示。

因此，标准状态下的Δti之间的水分減少量ΔW’_i是

ΔW’_i＝R’_i·Δti＝K_i·R_i·Δti。

在标准状态Δ下，在ti的期间内，试验片的质量只变化ΔW’_i，如果对其进行构图的话，能够得到标准温湿度条件下的质量曲线。根据标准温湿度条件下的质量曲线，例如通过内插法来计算基准经过时间下的质量，则可以知道基准经过时间下的残留水分率。

可根据标准状态下的Δti之间的水分減少量ΔW’_i的式，可认为相反地、标准温湿度下测定时的经过时间差Δt_i成为1/K_i倍。可以将以归一化係数K_i对经过时间差Δt_i进行归一化而得到的归一化时间Δt’_i＝Δt_i/K_i的累计值成为基准经过时间的、经过时间(实际经过时间)t_n下的质量W_n看作为标准状态下的基准经过时间的质量。成为基准经过时间的最后的经过时间差成为零数的情况下，按比例计算即可。根据实际经过时间t_n下的质量W_n，计算残留水分率

Mc＝(W_n－Wf)/Ww

，可作为该试验片20的标准温湿度条件下的基准经过时间的残留水分率。另外，如果归一化係数K_i是固定的，则可以将在基准经过时间上乘以归一化系数而得的値作为实际经过时间。

控制部5例如由计算机构成。在该情况下，控制部5的计算机具备运算装置(CPU)、存储装置、输入输出装置以及显示装置。由运算装置执行上传到存储装置的控制程序，进行上述処理。质量测定部3以及温湿度测定部4连接到输入输出装置。计时部7由计算机中所具有的表或时钟计数器构成。

按照控制程序的指令，从质量测定部3以及温湿度测定部4输入质量、温度以及湿度的数据，与从计时部7读出的经过时间相对应地存储在被构成在存储装置中的存储部6中。存储部6被构成在存储装置中，例如，以图2所示的逻辑形式，对经过时间、质量、温度以及湿度进行存储。控制程序从被构成在存储装置中的存储部6参照经过时间、质量、温度以及湿度的数据，执行上述的计算而进行归一化，计算残留水分率。然后，例如在显示装置中显示残留水分率。

图4是示出实施方式1的干燥速度测定动作的一例的流程图。在进行干燥速度测定之前，将试验片20暂时放置在测定干燥速度的标准状态下，使试验片20的温度和水分在标准状态下不发生变化。然后，测定没有附着水的状态下的试验片20的质量。水赋予部1对于试验片20的规定的位置处附着一定量的水(步骤S01)。接着，由保持部2保持附着有水的试验片20(步骤S02)。

质量测定部3测定试验片20的质量，温湿度测定部4测定试验片20的固定位置处的温度以及湿度(或温球温度)，与经过时间相对应地存储在存储部6中(步骤S03)。在没有经过规定时间的期间内(步骤S04；否)，继续测定质量、温度以及湿度，并存储在存储部6中(步骤S03)。

若经过规定时间(步骤S04；是)，则根据存储在存储部6中的温度以及湿度(或者湿球温度)，将质量的变化归一化为标准状态的温度以及湿度的条件(步骤S05)。

图5是示出实施方式1的温湿度条件归一化动作的一例的流程图。图5的动作是对图4的温湿度条件归一化(步骤S05)进行分解而得的。首先。计算所测定的温度以及湿度下的水蒸气分压差(步骤S11)。接着，计算作为所测定的温度以及湿度下的水蒸气分压差与标准状态的温度以及湿度下的水蒸气分压差之间的比的归一化系数(步骤S12)。

计算出成为将经过时间除以归一化系数而得的归一化时间(累积)成为基准经过时间的实际经过时间(步骤S13)。然后，根据与实际经过时间对应的试验片20的质量，计算残留水分率(步骤S14)。将该残留水 分率作为该试验片20的标准状态下的基准经过时间的残留水分率来输出。

如以上说明，根据本实施方式1的干燥速度测定装置10，对于在规定位置处附着了水的试验片20，继续测定固定为止处的温度以及湿度，根据所测定的温度以及湿度，将所测定的试验片20的质量的变化归一化为规定的温度以及湿度的条件，因此，即使在标准状态的容许差的范围内，也能够提高布料的干燥速度测定的精度。

(实施方式2)

为了准确地测定干燥速度，需要将试验片20在所蒸发的水分立即扩散，与水分蒸发的部分相接触的空气的温度以及湿度处于与周围的空气的温度以及湿度没有变化，没有热和湿气的空腔的状态。此外，如前所述，需要风不吹到试验片20上。而且，附着在试验片20上的水的扩散方法也对试验片20的干燥速度的性质做出贡献，因此需要包含这些而评价干燥速度。

因此，在实施方式2中，风不会直接吹到试验片20上，而且在空气在外部空间与内部空间之间相互扩散的状态下，使用隔离保持在保持部2上的试验片20而覆盖的风挡。而且，水赋予部1对于试验片20的规定的位置处，以恒定的速度滴下一定量的水。

图6是示出本发明的实施方式2的干燥速度测定装置的结构的图。在图6中，省略了水赋予部1。

实施方式2的干燥速度测定装置10具备风挡9。图6中示出了风挡9的截面。风挡9上形成有贯通风挡9的外部的空间和内部的空间的开口11，网状罩布12被配置成覆盖开口11。在网状罩布12中，在网眼之间空气流通，在风挡9的外部的空间与内部的空间之间空气相互扩散。但是，网状罩布12对于风有阻力，因此，在风挡9放置于空气流的移动少的室内的状态下，可以忽略风挡9内的风。

保持部2夹着试验片20的一边的一部而悬挂试验片20。试验片20在摊开的状态下被保持为垂直。保持部2试验片20被收纳在风挡9内部，被风挡9覆盖。与风挡9隔离而支撑保持部2和试验片20。质量测定部3由精密 天平构成，并配置在风挡9上。保持部2通过在风挡9的上表面上的孔而悬挂在质量测定部3的精密天平上。质量测定部3测定保持部2和试验片20的合计质量。

温湿度测定部4被设置在风挡9内部。温湿度测定部4在试验片20的附着有水滴部分的附近测定固定位置处的温度以及质量。在图6中，假设在试验片20的中央附着有水。

图7是示出实施方式2的水分赋予部的结构的图。水赋予部1由蓄水的容器13、输液泵14、喷嘴15以及保持台16构成。喷嘴15相对于被保持台16保持的试验片20被支撑在固定位置处。输液泵14从容器吸入水后从喷嘴15以恒定的速度滴下一定量的水。保持台16在被滴下水的部分处不与试验片20接触。因此，在试验片20上附着水的条件固定不变。

图6的控制部5与实施方式1的控制部5相同。存储部6将所测定的质量、温度、湿度以及经过时间相对应起来存储。然后，温湿度归一化部8根据存储在存储部6中的经过时间、质量、温度以及湿度，将所测定的质量的变化换算为规定的温度以及湿度的条件而进行归一化。

实施方式2的干燥速度测定装置10被构成为如上所述，因此从试验片20蒸发的水分立即扩散，可以在与水分蒸发的部分相接触的空气的温度以及湿度与周围的空气的温度和湿度相比没有变化的状态下放置试验片20。此外，能够防止风吹到试验片20上。而且，在试验片20上附着水的条件固定不变，因此可以包含试验片20的水的扩散方法而评价干燥速度。

实施例

对于同一试验片，使用上述实施方式2的干燥速度测定装置10，在不同的两个地方测定干燥速度，比较了对于各个结果进行归一化之前和归一化之后。首先，从单位面积重量138g/m²的聚酯100％编织物布料，切出20cm×20cm的试验片。使用实施方式2的水赋予部1，保持喷嘴15的末端与试验片20之间的水不滴下的程度的距离，以0.01ml/sec的速度，向试验片中央供给精制水0.3ml。将被附着水的试验片20安装在保持部2上，按每个保持部2，收纳在风挡9内，悬挂在质量测定部3上。质量测定部使用梅特勒-托利多株式会社制的电子天平MS3045S/02。使用罗卓尼克制温 湿度传感器HC2-S来测定了试验片20的被附着水的部位附近的温湿度。然后，由计算机构成的控制部收集、记录测定结果。

将初期的水分质量设为WO，将从测定开始起经过t份后的水分重量设为Wt，求出t分后的残留水分率ERt＝(WT/WO)×100。通过在实施方式1中说明的方法，根据所测定的温湿度求出作为水分蒸发的律则中的一个的水蒸气分压差，将干燥速度归一化为温湿度条件20℃×65％RH之后计算t分钟后的残留水分率ERt＊.

对于同一试验片20，在试验环境A和试验环境B下进行了同样的测定。在试验环境A下，平均温度为21.2℃，平均相对湿度为60.8％。在试验环境B下，平均温度为20.3℃，平均相对湿度为67％。在这些试验中，处于在JIS L 0105纤维制品的物理试验方法通则中规定为标准状态的温度20±2℃以及湿度65±4％的范围内。

图8是示出本发明的实施例的干燥速度测定结果的图。试验环境A的归一化之前的残留水分率P与试验环境B的归一化之前的残留水分率Q之间，例如在从试验开始起30分钟时存在约10％的差，在从试验开始起40分钟时存在约14％的差。与此相比，试验环境A的归一化之后的残留水分率R与试验环境B的归一化之后的残留水分率S非常接近。归一化之后的残留水分率可以称为在温湿度以及质量的测定的误差范围内不存在显著性差异。

在被规定为标准状态的温湿度的范围内，也可以确认在所测定的干燥速度上存在差异，但使用本实施方式的干燥速度测定装置10，则能够提高干燥速度测定的精度。然后，能够比较在不同的环境或不同的时间测定的结果。

本发明可以在不脱离本发明的广义的精神和范围内可以采用各种实施方式以及变形。而且，上述实施方式只是用于说明本发明，并不限定本发明的范围。本发明的范围是由权利要求书示出的，并不是由实施方式示出的。然后，在权利要求书的范围内以及与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形可以视为在本发明的范围内。

标号说明

1 水赋予部

2 保持部

3 质量测定部

4 温湿度测定部

5 控制部

6 存储部

7 计时部

8 温湿度归一化部

9 风挡

10 干燥速度测定装置

11 开口

12 网状罩布

13 容器

14 输液泵

15 喷嘴

16 保持台

20 试验片