Test de résistance à l'eau du tissu : pénétration de l'eau et mouillage de surface

Quelle est la résistance à l'eau d'un tissu ? 

La résistance à l'eau d'un tissu, également appelée imperméabilité, se traduit principalement par deux aspects : la pénétration de l'eau et le mouillage en surface. La perméabilité d'un tissu est la propriété de l'eau liquide pénétrant d'un côté à l'autre du tissu, la propriété inverse est appelée résistance à la pénétration de l'eau. De plus, la propriété d'un tissu d'être facilement mouillé par l'eau est connue sous le nom de mouillage superficiel du tissu. Pour la résistance à l'eau des tissus, il existe 3 facteurs principaux en général.

1 Mouillabilité de la surface des fibres : angle de contact de la surface des fibres

Comme le montre le diagramme : Lorsque l'angle de contact des fibres θ < 90°, le matériau d'agrégat de fibres est un matériau conducteur d'eau et la structure plus serrée ne conduit qu'à plus de noyaux capillaires pour absorber et conduire l'eau. Lorsque l'angle de contact des fibres θ > 90°, les fibres sont déperlantes et plus la structure du tissu est compacte (c'est-à-dire plus les pores sont petits), meilleure est la déperlance. Par conséquent, ce n'est que lorsque l'angle de contact des fibres est connu que la résistance à l'eau du tissu peut être mieux discutée.

2 Enduction de tissus

La résistance à l'eau d'un tissu peut être augmentée en appliquant une couche de film imperméable et insoluble dans l'eau à la surface du tissu. Cette méthode est moins adaptée aux vêtements, mais peut être utilisée pour les bâches ou les ponchos, etc. L'utilisation d'une membrane d'enduction imperméable et microporeuse permet d'obtenir un tissu enduit avec une excellente résistance à l'eau et une bonne perméabilité à l'eau et respirabilité.

3 Environnement d'utilisation

Les tissus imperméables ou tissus enduits sont principalement constitués de fibres non hygroscopiques ou de matériaux enduits, de sorte que les changements d'humidité relative n'affectent pas leurs propriétés d'imperméabilité. Les tissus conducteurs d'eau, quant à eux, sont principalement constitués de fibres absorbant l'humidité. L'humidité relative augmente, les fibres absorbent l'humidité pour s'améliorer, les fibres gonflent et l'effet capillaire est amélioré, de sorte que la conductivité de l'eau du tissu est améliorée. L'influence de la température est la même que celle de l'humidité. Par conséquent, l'environnement a une grande influence sur le tissu conducteur d'eau.

En résumé, la résistance à l'eau du tissu consiste en deux propriétés principales : empêcher l'eau liquide de traverser le tissu et mouiller le tissu. Il existe deux méthodes principales pour tester l'imperméabilité des tissus selon les différents scénarios dans lesquels ils sont utilisés : le test de pression hydrostatique et le test de pulvérisation.

1 Méthode d'essai de pression hydrostatique pour tester la résistance à l'eau des tissus

Lorsque l'eau traverse un tissu, il rencontre une résistance et cette résistance à la pénétration de l'eau est le tissu imperméable og. Le test de pression hydrostatique est une méthode de test importante pour les tissus imperméables et perméables et s'applique à tous les types de tissus, y compris ceux avec une finition imperméable. Le test de pression hydrostatique est une technique de test simple et rapide qui permet une quantification précise et une bonne reproductibilité.

Dans des conditions de pression atmosphérique standard, une pression d'eau est appliquée sur un côté du tissu jusqu'à ce que des gouttelettes d'eau suintent de l'arrière du tissu. La pression hydrostatique mesurée par cette méthode n'est pas seulement liée à la résistance à l'eau du tissu, mais également à la nature du tissu lui-même. Plus la pression hydrostatique que le tissu peut supporter est grande, meilleure est l'imperméabilité.

La résistance à l'eau d'un tissu est liée à la structure des fibres, des fils et des tissus. La résistance à l'eau des tissus est mesurée par des méthodes de pression hydrostatique, à la fois hydrostatique et dynamique. Dans des conditions de laboratoire, le test de pression hydrostatique a les méthodes de test suivantes.

1 Augmenter la pression de l'eau sur un côté du tissu et déterminer la taille de la pression hydrostatique que le tissu peut supporter jusqu'à ce qu'un nombre spécifié de gouttes d'eau apparaissent sur l'autre côté du tissu. L'ISO 811 utilise cette méthode d'essai pour tester la pression hydrostatique des tissus compacts tels que les toiles, les bâches, les toiles de tente, etc.

2 Dans les conditions spécifiées, soumettre un côté de l'échantillon à une augmentation continue de la pression de l'eau, jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur de pression de l'eau spécifiée. Observez si la pénétration se produit dans une période de temps spécifiée. Si aucun point de pénétration d'eau n'apparaît à la surface de l'échantillon et qu'il n'y a aucun signe de mouillage, l'échantillon réussit le test. L'ISO 1420 adopte cette méthode d'essai pour tester si le tissu enduit répond aux exigences.

3 Maintenez une certaine pression d'eau sur un côté du tissu et déterminez le temps nécessaire pour que la première goutte d'eau s'écoule d'un côté du tissu.

4 Maintenez une certaine pression d'eau sur un côté du tissu et mesurez la quantité d'eau par unité de temps qui traverse le tissu.

Les normes communes d'essai de pressions hydrostatiques

• ISO 811 : tissus textiles - détermination de la résistance à la pénétration de l'eau - essai de pression hydrostatique
• ISO 1420 : tissus enduits de caoutchouc ou de plastique - détermination de la résistance à la pénétration de l'eau
• AATCC 127 : résistance à l'eau – test de pression hydrostatique
• BS EN 20811 : textile – détermination de la résistance à la pénétration de l'eau – test de pression hydrostatique
• ASTM D751 : méthode d'essai standard pour les tissus enduits
• ASTM D3393 : spécification standard pour les tissus enduits – étanchéité
• JIS L1092 : méthode de test pour la résistance à l'eau des textiles
• GB/T 4744 : détermination de la résistance à la pénétration d'eau du textile – test de pression hydrostatique

Les normes internationales les plus largement utilisées pour les méthodes d'essai de pression hydrostatique sont ISO 811 et ISO 1420. La plupart des normes dans divers pays sont basées sur ces deux. Les principes de test de l'ISO 811 et de l'ISO 1420 sont fondamentalement les mêmes, les deux appliquent une pression d'eau sur un côté de l'échantillon et observent si l'échantillon semble perméable, la différence est que l'ISO 811 est principalement pour les tissus généraux et l'ISO 1420 est pour les tissus enduits.

En utilisant ISO 811 comme exemple, les notes sont les suivantes

Niveau	Valeur de pression hydrostatique P/kPa	Évaluation de la résistance à l'eau
0	P < 4	Mauvaise résistance à la pression hydrostatique
1	4 ≤ P < 13	Une certaine résistance à la pression hydrostatique
2	13 ≤ P < 20	Une certaine résistance à la pression hydrostatique
3	20 ≤ P < 35	Bonne résistance à la pression hydrostatique
4	35 ≤ P < 50	Bonne résistance à la pression hydrostatique
5	50 ≤ P	Excellente résistance hydrostatique

De plus, il existe certaines différences dans l'expression des résultats des tests entre les deux normes. L'ISO 811 consiste à augmenter continuellement la pression de l'eau dans le test jusqu'à ce que l'échantillon montre une infiltration d'eau à trois endroits, et à enregistrer la valeur de pression à ce stade comme résultat du test. La norme ISO 1420, d'autre part, est maintenue dans les conditions de pression d'eau spécifiées pendant un certain temps, et si l'échantillon ne montre pas de pénétration d'eau, l'échantillon réussit le test.

En plus des deux normes de méthode ci-dessus, il existe également des normes EN, AATCC, JIS, GB et d'autres, mais ces normes sont toutes élaborées sur la base d'une adoption ou d'une référence équivalente aux normes ISO. BS EN 20811 est équivalent à ISO 811, JIS L1092 Méthode A et GB/T 4744 sont basés sur ISO 811, avec les mêmes paramètres de test et expression des résultats que ISO 811. AATCC 127 a moins de spécimens que ISO 811, avec un minimum de trois spécimens, et il n'y a qu'une seule option pour le taux d'augmentation de la pression de l'eau dans AATCC 127, alors que l'ISO 811 a deux options pour le taux d'augmentation de la pression de l'eau.

Note sur le test de pénétration d'eau des tissus par la méthode de la pression hydrostatique

Lors de la mise en place du tissu, l'air doit d'abord être évacué de l'appareil, de sorte que la face avant du tissu soit attachée à l'eau, pour éviter l'impact de la pression de l'air sur la pression de l'eau entraînant des données inexactes.

Dans certains tests de tissus composites, l'envers du tissu n'est pas étanche, vous devez donc couper l'échantillon de test plus grand que l'évier de l'instrument pour éviter la pénétration d'eau dans le tissu et affecter l'évaluation du phénomène de pression hydrostatique.

Facteurs affectant la pénétration de l'eau dans les tissus

(1) La distance entre les fils affecte le niveau de résistance à l'eau. De manière générale, plus la structure du tissu est serrée, meilleure est sa résistance à la pénétration de l'eau.

(2) Epaisseur du tissu. Plus le tissu est épais, plus la résistance à l'humidité est grande et plus la résistance à l'eau est grande.

(3) L'épaisseur du fil. Pour les fibres absorbant l'humidité tissées dans des tissus compacts, en raison de l'existence de l'effet capillaire, la réduction du rayon du fil peut améliorer la résistance à l'eau du tissu.

(4) La qualité de la membrane composite. Plus la taille des pores de la membrane est grande, plus la résistance à la pression hydrostatique du tissu enduit est mauvaise.

(5) Épaisseur du revêtement. Avec un revêtement épais, la résistance du tissu à la pression de l'eau augmentera.

(6) L'uniformité du revêtement. Plus la qualité du revêtement est bonne, meilleures sont les performances de résistance à la pénétration de l'eau. Plus le revêtement n'est pas uniforme, plus la valeur de la pression hydrostatique est faible.

2 Méthode de pulvérisation pour tester les performances de mouillage de surface du tissu 

Méthode de pulvérisation : en pulvérisant ou en faisant goutter de l'eau en continu sur l'échantillon et en observant les caractéristiques de mouillage à la surface de l'échantillon après un certain laps de temps. Ensuite, évaluez la résistance à l'eau du tissu par comparaison avec divers échantillons de photographies.

La méthode de pulvérisation simule le degré de mouillage des vêtements lorsqu'ils sont exposés à la pluie. Cette méthode est applicable à tous les tissus traités hydrofuges et non hydrofuges et les résultats des tests dépendent fortement des fibres, du fil, du traitement du tissu et de la construction du tissu.

Les normes communes de test de pulvérisation

• ISO 4920 : Tissu textile – détermination de la résistance au mouillage de surface – essai de pulvérisation
• AATCC 22 : Hydrofugation – test de pulvérisation
• JIS L1092 : Méthode de test pour la résistance à l'eau des textiles
• GB/T 4745 : détermination de la résistance au mouillage de surface – test de pulvérisation

Il existe cinq niveaux d'évaluation. Prenez la norme ISO 4920 : Tissu textile – détermination de la résistance au mouillage de surface – test de pulvérisation à titre d'exemple, les critères d'évaluation des performances d'étanchéité sont les suivants.

Niveau ISO	Niveau AATCC	performance de mouillage de surface
0	0	Toute la surface de l'échantillon est complètement mouillée et n'a aucune résistance à la pulvérisation.
1	50	La surface est mouillée et n'a aucune résistance à la pulvérisation.
2	70	Mouillage partiel de la face de l'échantillon au-delà des points de pulvérisation.
3	80	Mouillage de la face de l'échantillon aux points de pulvérisation.
4	90	Léger collage ou mouillage aléatoire de la face de l'échantillon.
5	100	Pas de collage ou de mouillage de la face de l'échantillon.

C'est habituellement déterminé à l'aide d'un testeur d'indice de pulvérisation. Dans la méthode de test AATCC 22, maintenez l'échantillon de test en place avec un anneau de fer de 152.4 mm de diamètre, l'échantillon est en tension et la surface est plate sans rides.

Pulvériser 250 ml d'eau distillée à partir d'une buse standard à 45° sur un échantillon à 150 mm sous la buse pendant 25 à 30 s. Après la pulvérisation, tapotez doucement le tissu avec la face avant vers le bas en position horizontale, puis évaluez les propriétés hydrofuges du tissu en observant l'état des taches d'eau sur la surface de l'échantillon.

Remarque sur le test de pénétration d'eau des tissus par la méthode de test par pulvérisation

Pour les tissus avec une plus grande élasticité, le tissu ne doit pas être tiré fort lors du serrage de la fixation, sinon cela entraînera facilement un écart plus grand dans le tissu et des gouttelettes d'eau pénétreront dans le tissu mouillé, ce qui entraînera des résultats de test inexacts.

Tenez le luminaire pour frapper une fois la pulvérisation terminée, la force doit être uniforme et modérée, la force est trop légère fera que les gouttelettes d'eau resteront, la force est trop grande conduira facilement au tissu du luminaire, tout affectera le évaluation du phénomène de coloration à l'eau.

Pour calibrer régulièrement l'instrument, lorsque le débit d'eau de pulvérisation présente un phénomène de blocage ou que le temps de pulvérisation est anormal, effectuer rapidement le nettoyage de la bouche de pulvérisation ou le remplacement, afin de ne pas affecter la précision du test.