1.2.2.1. Cơ chế truyền ẩm
Khi giữa hai bề mặt vải hay quần áo có sự chênh lệch mật độ ẩm nhất định, hai hiện t−ợng sau đây sẽ xảy ra đồng thời [72]:
- Vải hấp thụ hoặc thải hồi ẩm cho đến khi độ ẩm của vải cân bằng so với độ ẩm của môi tr−ờng trung gian giữa hai bề mặt của nó
- Truyền ẩm qua vải theo h−ớng giảm mật độ hơi n−ớc.
Phụ thuộc vào thành phần ẩm ban đầu của vải, trong giai đoạn đầu sau khi đặt vải d−ới một chênh lệch mật độ hơi n−ớc, có một mối quan hệ giữa tốc độ hấp thụ hay thải hồi ẩm của vải và dòng ẩm qua vải.
Khi sự hấp thụ hoặc thải hồi ẩm của vải đạt tới trạng thái cân bằng so với độ ẩm của môi tr−ờng trung gian giữa hai bề mặt của nó và nếu chênh lệch mật độ hơi n−ớc giữa hai bề mặt vải không thay đổi thì sự truyền ẩm qua vải đạt một tốc độ ổn định.
Sự di chuyển ẩm qua quần áo là một quá trình rất phức tạp. Sự thoát ẩm qua quần áo đ−ợc thực hiện chủ yếu bằng hai cách:
• Sự trao đổi tích cực của các lớp không khí bên trong quần áo với không khí của môi tr−ờng bên ngoài qua các chỗ hở của quần áo (gồm cả khe hở giữa các xơ sợi)
• Sự thẩm thấu hơi n−ớc và n ớc qua các lớp vật liệu của quần áo. −
Cách thứ nhất đ−ợc thực hiện theo cơ chế đối l−u không khí. Sự trao đổi không khí theo cơ chế này phụ thuộc rất nhiều vào độ thẩm thấu không khí, cấu trúc vải, cấu trúc quần áo và tốc độ chuyển động của không khí. Cách thứ hai đ−ợc thực hiện theo cơ chế khuếch tán ẩm qua các lớp vật liệu quần áo. Quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng thẩm thấu n−ớc và hơi n−ớc của vật liệu.
Trong quá trình mặc quần áo, mồ hôi sau khi thoát ra trên bề mặt da của cơ thể ng−ời có thể đ−ợc lấy đi bằng những cách sau [88]:
• Mao dẫn
Quá trình này đ−ợc thực hiện tại các vị trí tiếp xúc giữa da và quần áo. Do mồ hôi ở dạng lỏng nên đ−ợc hút vào và di chuyển trong vải nhờ lực mao dẫn theo những h−ớng khác nhau. Quá trình này diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất riêng phần của hơi n−ớc giữa hai bề mặt của vật liệu, sức căng bề mặt, sự phân bố, kích th ớc các lỗ mao dẫn và đ− −ờng dẫn trong vải.
• Sự ng−ng tụ và di chuyển ẩm trong vải
Quá trình này diễn ra khi lớp không khí giữa da và quần áo đạt tới trạng thái bão hòa hơi n−ớc và nhiệt độ của bề mặt bên trong của quần áo nhỏ hơn nhiệt độ da. Khi đó hơi n−ớc sẽ ng−ng tụ trên bề mặt này và đ−ợc dẫn vào trong vải qua hệ thống các mao quản.
• Sự khuếch tán ẩm từ bề mặt da vào các lớp vật liệu quần áo
Quá trình này đ−ợc thực hiện qua hệ thống các lỗ rỗng trên vải. Hơi n−ớc truyền qua vải theo h−ớng giảm áp suất riêng phần của nó. L−ợng hơi n−ớc truyền đi theo ph−ơng pháp này phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc hình học của vải. Quá trình này đ−ợc thực hiện nhanh hay chậm phụ thuộc vào trở lực khuếch tán đối với quá trình thẩm thấu hơi n−ớc của vải.
• Sự hấp thụ hơi n−ớc
Đó là quá trình xâm nhập của các phân tử hơi n−ớc vào khoảng trống giữa các phân tử xơ sợi và liên kết với nhóm −a n−ớc của chúng bằng mối liên kết hyđro. Quá trình này đ−ợc thực hiện chỉ khi các phân tử xơ sợi có chứa các nhóm −a n−ớc. So với ba quá trình tr−ớc, quá trình này xảy ra chậm nhất và tốc độ giảm dần. Để quá trình hấp thụ hơi n−ớc của vải đạt tới trạng thái cân bằng, cần một khoảng thời gian nhất định.
Trong thực tế, cả bốn quá trình trên xảy ra đồng thời. Trong đó, ph−ơng pháp mao dẫn dẫn mồ hôi ở dạng lỏng, còn các ph−ơng pháp khác dẫn mồ hôi ở cả dạng lỏng và dạng hơi. L−ợng hơi n−ớc hoặc n−ớc đ−ợc truyền đi theo ph−ơng pháp mao
dẫn là nhanh nhất, sau đó lần l−ợt đến ph−ơng pháp di chuyển, khuếch tán và hấp thụ.
Ng−ợc lại với quá trình hút ẩm, đó là quá trình thoát ẩm từ vải vào môi tr−ờng bên ngoài. Khi tiến hành làm khô vải, l−ợng hơi n−ớc đã đ−ợc hút vào vải bằng bốn ph−ơng pháp trên sẽ giảm đi, trong đó giảm ít nhất và chậm nhất là l−ợng hơi n−ớc mà vải đã hấp thụ.
1.2.2.3. Quá trình truyền ẩm qua các lớp vật liệu quần áo
Về lý thuyết, có ba con đ−ờng để các phân tử hơi n−ớc có thể di chuyển qua vải theo h−ớng giảm mật độ hơi n−ớc. Những phân tử hơi n−ớc có thể đi vào bên trong các xơ, dọc theo bề mặt của các xơ hoặc qua khoảng không khí giữa các xơ sợi. Những con đ ờng này có thể đ− −ợc mô tả bởi ba cơ chế nh− sau [88]:
• Sự khuếch tán của những phân tử hơi n−ớc qua phần đặc của xơ sợi. • Sự khuếch tán bề mặt của những phân tử hơi n−ớc dọc theo xơ.
• Sự khuếch tán của những phân tử hơi n−ớc qua các khoảng trống không khí giữa các xơ sợi.
Sự khuếch tán hơi n−ớc qua vải phụ thuộc vào dạng xơ, độ dày và mật độ của vải. Đối với vải từ xơ kỵ n−ớc, hơi n−ớc chủ yếu khuếch tán qua các lỗ rỗng của vật liệu, khi đó bản thân vật liệu vải hầu nh− không hấp thụ hơi n−ớc. Còn đối với vải từ xơ −a n−ớc, sự khuếch tán hơi n−ớc xảy ra chủ yếu qua xơ sợi.
Nh− vậy, sự di chuyển ẩm qua quần áo đ−ợc thực hiện chủ yếu theo cơ chế khuếch tán đối l−u qua các chỗ hở của quần áo và theo cơ chế khuếch tán phân tử qua các lớp vật liệu quần áo. Dòng ẩm qua quần áo sẽ đạt tới chế độ ổn định khi vải đạt tới trạng thái cân bằng hấp thụ/ thải hồi ẩm và khi chênh lệch mật độ hơi n−ớc giữa bề mặt da và môi tr−ờng xung quanh không thay đổi. Quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào tính chất thẩm thấu, cấu trúc vải và cấu trúc quần áo.