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织物防水测试:透水性和表面润湿性

面料的防水性是多少? 

织物的耐水性,又称防水性,主要体现在两个方面:透水性和表面润湿性。 织物的透气性是液态水从织物的一侧渗透到另一侧的性能,相反的性能称为抗水渗透性。 另外,织物容易被水润湿的特性称为织物的表面润湿性。 对于织物的耐水性,一般有3个主要因素。

织物的耐水性

1 纤维表面的润湿性:纤维表面的接触角

如图所示:当纤维的接触角θ<90°时,纤维聚集体材料为导水材料,更紧密的结构只会导致更多的毛细芯吸收和导水。 当纤维的接触角θ>90°时,纤维具有拒水性,织物结构越致密(即孔隙越小),拒水性越好。 因此,只有知道纤维的接触角,才能更好地讨论织物的耐水性。

接触角

2 织物涂层

织物的防水性可以通过在织物表面涂上一层不透水、不溶于水的薄膜来增加。 这种方法不太适用于服装,但可以用于防水油布或雨披等。防水微孔涂层膜的使用使涂层织物具有优异的防水性和良好的透水性和透气性。

耐水性

3 使用环境

防水织物或涂层织物大多由不吸湿的纤维或涂层材料制成,因此相对湿度的变化不会影响其防水性能。 另一方面,导水织物主要由吸湿纤维制成。 相对湿度增加,纤维吸湿增强,纤维溶胀,毛细作用增强,织物的导水性增强。 温度的影响与湿度的影响相同。 因此,环境对导水织物的影响很大。

湿度环境

综上所述,织物的防水性能包括两个主要性能:阻止液态水通过织物和润湿织物。 根据不同的使用场景,测试织物防水性的方法主要有两种:静水压测试和喷雾测试。

1 测试织物耐水性的静水压试验方法

当水穿过织物时,它会遇到阻力,这种对水渗透的阻力就是防水 og 织物。 静水压试验是防水透气织物的重要测试方法,适用于所有类型的织物,包括经过防水处理的织物。 静水压力测试是一种简单、快速的测试技术,可以实现准确的量化和良好的重现性。

在标准大气压条件下,向织物的一侧施加水压,直到水滴从织物背面渗出。 这种方法测得的静水压力不仅与织物的耐水性有关,而且与织物本身的性质有关。 织物所能承受的静水压力越大,防水性越好。

静水压头测试仪

织物的耐水性与纤维、纱线和织物的结构有关。 织物的耐水性是通过静水压力法测量的,包括静水压力法和动态水力法。 在实验室条件下, 静水压试验 有以下测试方法。

1 增加织物一侧的水压,确定织物能承受的静水压力的大小,直到织物的另一侧出现规定数量的水滴。 ISO 811 使用此测试方法来测试紧密织物(例如帆布、防水油布、帐篷织物等)的静水压力。

2 在规定的条件下,使试件的一侧承受不断上升的水压,直至达到规定的水压值。 观察渗透是否发生在指定的时间段内。 如果试样表面没有出现渗水点,也没有润湿的迹象,则试样通过试验。 ISO 1420采用此测试方法测试涂层织物是否符合要求。

3 在织物的一面保持一定的水压,测定第一滴水从织物的一面渗出所用的时间。

4 在织物的一侧保持一定的水压,测量单位时间内通过织物的水量。

常见的静水压力测试标准

  • ISO 811:纺织面料——耐水渗透性的测定——静水压试验
  • ISO 1420:橡胶或塑料涂层织物——耐水渗透性的测定
  • AATCC 127:防水性 - 静水压测试
  • BS EN 20811:纺织品 - 防水渗透性的测定 - 静水压力测试
  • ASTM D751:涂层织物的标准测试方法
  • ASTM D3393:涂层织物的标准规范——防水性
  • JIS L1092:纺织品耐水性测试方法
  • GB/T 4744:纺织品耐水渗透性的测定静水压试验

在静水压力测试方法方面应用较广泛的国际标准有ISO 811和ISO 1420,各国的标准大多以这两者为基础。 ISO 811和ISO 1420的测试原理基本相同,都是在试件的一侧施加水压,观察试件是否出现透水现象,不同的是ISO 811主要针对一般织物,而ISO 1420则是用于涂层织物。

以ISO 811为例,评级如下

水平 静水压力值

压力/千帕

耐水性评估
0 P < 4 耐静水压力差
1 4 ≤ P < 13 对静水压力有一定的抵抗力
2 13 ≤ P < 20 对静水压力有一定的抵抗力
3 20 ≤ P < 35 良好的耐静水压力
4 35 ≤ P < 50 良好的耐静水压力
5 50≤磷 优异的抗静水压性能

此外,两种标准在测试结果的表达上也存在一些差异。 ISO 811是在试验中不断增加水压,直到试样出现三处渗水,记录此时的压力值作为试验结果。 另一方面,ISO 1420在规定的水压条件下保持一段时间,如果试件没有出现渗水现象,则试件通过测试。

除上述两种方法标准外,还有EN、AATCC、JIS、GB等标准,但这些标准都是在等效采用或参照ISO标准的基础上制定的。 BS EN 20811等同于ISO 811,JIS L1092 Method A和GB/T 4744以ISO 811为基础,与ISO 811具有相同的测试参数和结果表达方式。AATCC 127比ISO 811的试样更少,最少有三个试件,AATCC 127 中水压上升率只有一种选择,而 ISO 811 中水压上升率有两种选择。

静水压法测试织物透水性注意事项

放置布料时,应先将夹具中的空气排出,使布料正面贴着水面,避免气压对水压的影响造成数据不准确。

在某些复合织物测试中,织物的反面不防水,因此需要将测试样品裁剪得比仪器水槽大,以免水渗入织物影响静水压现象的评估。

影响织物透水性的因素

(1)纱线之间的距离影响耐水性的高低。 一般来说,织物结构越紧密,其抗水渗透性越好。

(2)织物的厚度。 织物越厚,抗湿性越大,抗水性也越大。

(3)纱线的粗细。 对于织成紧密织物的吸湿纤维,由于毛细管效应的存在,减小纱线半径可以提高织物的耐水性。

(4)复合膜的质量。 膜的孔径越大,涂层织物的耐静水压性能越差。

(5)涂层厚度。 有了厚涂层,织物的抗水压能力就会增加。

(6)涂层的均匀性。 涂层质量越好,抗水渗透性能越好。 涂层不均匀,静水压力值越低。

2 测试织物表面润湿性能的喷涂法 

喷淋法:通过向试件上连续喷水或滴水,经过一定时间后观察试件表面的润湿特性。 然后通过与各种样品照片进行比较来评估织物的耐水性。

喷雾法模拟衣服被雨淋湿的程度。 该方法适用于所有防水处理和非防水处理的织物,测试结果在很大程度上取决于纤维、纱线、织物的处理和织物结构。

常见的喷雾检测标准

  • ISO 4920:纺织织物——表面润湿性的测定——喷雾试验
  • AATCC 22:防水性 - 喷雾测试
  • JIS L1092:纺织品耐水性测试方法
  • GB/T 4745:耐表面润湿性的测定喷淋试验

有五个等级的评价。 以标准 ISO 4920 为例: 纺织物——表面润湿性的测定——喷雾试验 例如,防水性能的评价标准如下。

ISO等级 AATCC等级 表面润湿性能
0 0 试样的整个表面完全润湿,不耐喷涂。
1 50 表面湿润,不耐喷涂。
2 70 喷淋点以外的样品表面部分润湿。
3 80 喷淋点样品表面润湿。
4 90 样品表面轻微随机粘附或润湿。
5 100 试样表面无粘附或润湿。

水润湿

这通常是 使用喷雾等级测试仪确定. 在AATCC 22测试方法中,用直径为152.4mm的铁环将测试样品固定到位,样品处于拉力状态,表面平整无皱纹。

喷雾等级测试仪

从标准喷嘴以 250° 向喷嘴下方 45mm 处的试样喷射 150mL 蒸馏水 25~30s。 喷洒后,将织物正面朝下呈水平位置轻轻拍打,然后通过观察试样表面的水渍状态来评定织物的拒水性能。

喷淋法测试织物透水性的注意事项

对于弹性较大的织物,夹持夹具时不宜用力拉扯织物,否则容易导致织物缝隙变大,水滴渗入湿织物,导致测试结果不准确。

喷完后手拿夹具敲击,力度要均匀适度,力度太轻会使水滴残留,力度太大容易导致布料从夹具上脱落,都会影响效果水染色现象的评估。

定期校准仪器,当发现喷淋水流有堵塞现象或喷淋时间不正常时,要及时进行清洗喷淋口或更换,以免影响测试的准确性。

 

 

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