Prueba de resistencia al agua de la tela: penetración de agua y humectación de la superficie

¿Qué es la resistencia al agua de un tejido? 

La resistencia al agua de un tejido, también conocida como waterproof, se refleja principalmente en dos aspectos: la penetración del agua y la humectación de la superficie. La permeabilidad de un tejido es la propiedad que tiene el agua líquida de penetrar de un lado al otro del tejido, la propiedad opuesta se denomina resistencia a la penetración del agua. Además, la propiedad de un tejido de ser fácilmente humedecido por el agua se conoce como humectación superficial del tejido. Para la resistencia al agua de los tejidos, hay 3 factores principales en general.

1 Humectabilidad de la superficie de la fibra: ángulo de contacto de la superficie de la fibra

Como se muestra en el diagrama: Cuando el ángulo de contacto de las fibras θ < 90°, el material agregado de fibra es un material conductor de agua y la estructura más compacta solo conduce a más núcleos capilares para absorber y conducir agua. Cuando el ángulo de contacto de las fibras θ > 90°, las fibras son repelentes al agua y cuanto más compacta es la estructura del tejido (es decir, cuanto más pequeños son los poros), mejor es la repelencia al agua. Por lo tanto, sólo cuando se conoce el ángulo de contacto de las fibras se puede discutir mejor la resistencia al agua de la tela.

2 Recubrimiento de telas

La resistencia al agua de un tejido se puede aumentar aplicando una capa de película impermeable e insoluble en agua a la superficie del tejido. Este método es menos adecuado para la ropa, pero se puede utilizar para lonas impermeables o ponchos, etc. El uso de una membrana de revestimiento microporosa e impermeable da como resultado un tejido revestido con excelente resistencia al agua y buena permeabilidad al agua y transpirabilidad.

3 Entorno de uso

Los tejidos impermeables o tejidos revestidos están hechos en su mayoría de fibras no higroscópicas o materiales revestidos, por lo que los cambios de humedad relativa no afectan a sus propiedades impermeabilizantes. Las telas conductoras de agua, por otro lado, están hechas principalmente de fibras que absorben la humedad. La humedad relativa aumenta, las fibras absorben la humedad para mejorar, las fibras se hinchan y se mejora el efecto capilar, por lo que se mejora la conductividad del agua de la tela. La influencia de la temperatura es la misma que la de la humedad. Por lo tanto, el medio ambiente tiene una gran influencia en el tejido conductor del agua.

En resumen, la resistencia al agua de la tela consta de dos propiedades principales: evitar que el agua líquida atraviese la tela y humedecer la tela. Existen dos métodos principales para probar la resistencia al agua de los tejidos según los distintos escenarios en los que se utilizan: la prueba de presión hidrostática y la prueba de pulverización.

1 Método de prueba de presión hidrostática para probar la resistencia al agua de las telas

Cuando el agua atraviesa un tejido, encuentra resistencia y esta resistencia a la penetración del agua es el tejido impermeable og. La prueba de presión hidrostática es un método de prueba importante para tejidos impermeables y permeables y es aplicable a todo tipo de tejidos, incluidos aquellos con un acabado impermeable. La prueba de presión hidrostática es una técnica de prueba simple y rápida que permite una cuantificación precisa y una buena reproducibilidad.

En condiciones de presión atmosférica estándar, se aplica presión de agua a un lado de la tela hasta que las gotas de agua se filtran por la parte posterior de la tela. La presión hidrostática medida por este método no solo está relacionada con la resistencia al agua del tejido, sino también con la naturaleza del propio tejido. Cuanto mayor sea la presión hidrostática que el tejido pueda soportar, mejor será la impermeabilidad.

La resistencia al agua de un tejido está relacionada con la estructura de las fibras, hilos y tejidos. La resistencia al agua de los tejidos se mide por métodos de presión hidrostática, tanto hidrostática como dinámica. En condiciones de laboratorio, la prueba de presión hidrostática tiene los siguientes métodos de prueba.

1 Aumentar la presión del agua en un lado de la tela y determinar el tamaño de la presión hidrostática que la tela puede soportar hasta que aparezca un número específico de gotas de agua en el otro lado de la tela. ISO 811 utiliza este método de prueba para probar la presión hidrostática de telas compactas como lonas, lonas alquitranadas, telas de tiendas de campaña, etc.

2 Bajo las condiciones especificadas, someta un lado de la muestra a un aumento continuo de la presión del agua, hasta que alcance el valor de presión del agua especificado. Observe si la penetración ocurre dentro de un período de tiempo específico. Si no aparece ningún punto de penetración de agua en la superficie del espécimen y no hay signos de humectación, el espécimen pasa la prueba. ISO 1420 adopta este método de prueba para probar si la tela recubierta cumple con los requisitos.

3 Mantenga cierta presión de agua en un lado de la tela y determine el tiempo que tarda la primera gota de agua en salir por un lado de la tela.

4 Mantenga cierta presión de agua en un lado de la tela y mida la cantidad de agua por unidad de tiempo que pasa a través de la tela.

Los estándares comunes de prueba de presión hidrostática

• ISO 811: tejidos textiles - determinación de la resistencia a la penetración del agua - prueba de presión hidrostática
• ISO 1420: tejidos recubiertos de caucho o plástico: determinación de la resistencia a la penetración del agua
• AATCC 127: resistencia al agua – prueba de presión hidrostática
• BS EN 20811: textil - determinación de la resistencia a la penetración del agua - prueba de presión hidrostática
• ASTM D751: método de prueba estándar para telas recubiertas
• ASTM D3393: especificación estándar para telas recubiertas - impermeabilidad
• JIS L1092: método de prueba para la resistencia al agua de los textiles
• GB/T 4744: determinación de la resistencia a la penetración de agua en textiles – prueba de presión hidrostática

Los estándares internacionales más utilizados para los métodos de prueba de presión hidrostática son ISO 811 e ISO 1420. La mayoría de los estándares en varios países se basan en estos dos. Los principios de prueba de ISO 811 e ISO 1420 son básicamente los mismos, ambos aplican una presión de agua en un lado del espécimen y observan si el espécimen parece ser permeable, la diferencia es que ISO 811 es principalmente para telas generales e ISO 1420 es para tejidos revestidos.

Usando ISO 811 como ejemplo, las clasificaciones son las siguientes

Nivel	Valor de la presión hidrostática P/kPa	Evaluación de la resistencia al agua
0	P <4	Mala resistencia a la presión hidrostática
1	4 ≤ P < 13	Cierta resistencia a la presión hidrostática
2	13 ≤ P < 20	Cierta resistencia a la presión hidrostática
3	20 ≤ P < 35	Buena resistencia a la presión hidrostática
4	35 ≤ P < 50	Buena resistencia a la presión hidrostática
5	50 ≤ P	Excelente resistencia hidrostática

Además, existen algunas diferencias en la expresión de los resultados de las pruebas entre los dos estándares. ISO 811 consiste en aumentar continuamente la presión del agua en la prueba hasta que la muestra muestre filtración de agua en tres lugares y registrar el valor de presión en este punto como resultado de la prueba. ISO 1420, por otro lado, se mantiene bajo las condiciones de presión de agua especificadas durante un período de tiempo, y si la muestra no muestra penetración de agua, la muestra pasa la prueba.

Además de los dos estándares de métodos anteriores, también existen EN, AATCC, JIS, GB y otros estándares, pero todos estos estándares se desarrollan sobre la base de una adopción equivalente o una referencia a los estándares ISO. BS EN 20811 es equivalente a ISO 811, JIS L1092 Método A y GB/T 4744 se basan en ISO 811, con los mismos parámetros de prueba y expresión de resultados que ISO 811. AATCC 127 tiene menos especímenes que ISO 811, con un mínimo de tres especímenes, y solo hay una opción para la tasa de aumento de la presión del agua en AATCC 127, mientras que ISO 811 tiene dos opciones para la tasa de aumento de la presión del agua.

Nota sobre la prueba de penetración de agua en tejidos por el método de presión hidrostática

Al colocar la tela, primero se debe descargar el aire del accesorio, de modo que la parte frontal de la tela quede adherida al agua, para evitar el impacto de la presión del aire en la presión del agua, lo que da como resultado datos inexactos.

En algunas pruebas de telas compuestas, el reverso de la tela no es resistente al agua, por lo que debe cortar la muestra de prueba más grande que el fregadero del instrumento para evitar que el agua penetre en la tela y afecte la evaluación del fenómeno de la presión hidrostática.

Factores que afectan la penetración del agua en los tejidos.

(1) La distancia entre los hilos afecta el nivel de resistencia al agua. En términos generales, cuanto más apretada sea la estructura del tejido, mejor será su resistencia a la penetración del agua.

(2) Grosor de la tela. Cuanto más grueso sea el tejido, mayor será la resistencia a la humedad y mayor la resistencia al agua.

(3) El grosor del hilo. Para fibras absorbentes de humedad tejidas en telas compactas, debido a la existencia del efecto capilar, la reducción del radio del hilo puede mejorar la resistencia al agua de la tela.

(4) La calidad de la membrana compuesta. Cuanto mayor sea el tamaño de poro de la membrana, peor será la resistencia a la presión hidrostática del tejido revestido.

(5) Espesor del recubrimiento. Con una capa gruesa, la resistencia del tejido a la presión del agua aumentará.

(6) La uniformidad del recubrimiento. Cuanto mejor sea la calidad del revestimiento, mejor será la resistencia a la penetración del agua. El recubrimiento no es uniforme, cuanto menor sea el valor de la presión hidrostática.

2 Método de rociado para probar el rendimiento de humectación de la superficie de la tela 

Método de rociado: rociando o goteando agua continuamente sobre la muestra y observando las características de humectación en la superficie de la muestra después de un cierto período de tiempo. Luego evalúe la resistencia al agua de la tela comparándola con varias fotografías de muestra.

El método de rociado simula el grado de humectación de la ropa cuando se expone a la lluvia. Este método es aplicable a todas las telas tratadas con y sin tratamiento repelente al agua y los resultados de la prueba dependen en gran medida de las fibras, el hilo, el tratamiento de la tela y la construcción de la tela.

Los estándares comunes de prueba de rociado

• ISO 4920: Tejido textil. Determinación de la resistencia a la humectación superficial. Ensayo de pulverización.
• AATCC 22: Repelencia al agua - prueba de pulverización
• JIS L1092: método de prueba para la resistencia al agua de los textiles
• GB/T 4745: determinación de la resistencia a la humectación superficial – prueba de rociado

Hay cinco niveles de evaluación. Tome la norma ISO 4920: Tejido textil - determinación de la resistencia a la humectación superficial - ensayo de pulverización como ejemplo, los criterios de evaluación para el rendimiento impermeable son los siguientes.

nivel ISO	nivel AATCC	rendimiento de humectación de la superficie
0	0	Toda la superficie de la muestra está completamente humedecida y no presenta resistencia a la pulverización.
1	50	La superficie se humedece y no tiene resistencia a la pulverización.
2	70	Humectación parcial de la cara del espécimen más allá de los puntos de rociado.
3	80	Humedecimiento de la cara de la muestra en los puntos de pulverización.
4	90	Ligera adherencia o humectación aleatoria de la cara de la muestra.
5	100	No se pega ni humedece la cara de la muestra.

Esto usualmente es determinado utilizando un probador de índice de pulverización. En el método de prueba AATCC 22, sostenga la muestra de prueba en su lugar con un anillo de hierro de 152.4 mm de diámetro, la muestra está en tensión y la superficie es plana y sin arrugas.

Pulverice 250 ml de agua destilada desde una boquilla estándar a 45° a una muestra 150 mm por debajo de la boquilla durante 25~30 s. Después de rociar, golpee suavemente la tela con la parte frontal hacia abajo en posición horizontal y luego evalúe las propiedades de repelencia al agua de la tela observando el estado de las manchas de agua en la superficie de la muestra.

Nota sobre la prueba de penetración de agua en telas mediante el método de prueba de rociado

Para telas con mayor elasticidad, no se debe tirar de la tela con fuerza al sujetar el accesorio, de lo contrario, se producirá fácilmente un espacio más grande en la tela y las gotas de agua penetrarán en la tela mojada, lo que dará como resultado resultados de prueba inexactos.

Sostenga el accesorio para golpear después de que termine la pulverización, la fuerza debe ser uniforme y moderada, la fuerza es demasiado liviana hará que las gotas de agua permanezcan, la fuerza es demasiado grande conducirá fácilmente a la tela del accesorio, todo afectará el evaluación del fenómeno de tinción de agua.

Para calibrar regularmente el instrumento, cuando se encuentra que el flujo de agua de rociado tiene un fenómeno de bloqueo o el tiempo de rociado es anormal, para llevar a cabo rápidamente la limpieza de la boca del rociador o el reemplazo, para no afectar la precisión de la prueba.