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织物透水性与防水性测试方法与影响因素

日期:2019-04-23|作者:admin |人气:

织物的透水性能称做透水性。与之相反的性能称为防水性或抗渗透性。织物容易被水沾湿的特性,主要与织物表面性能有关,因此,可以称之为表面抗湿性。织物由于各自的用途不同,所以,其表面抗湿性能要求也不同。用做雨衣、帐篷、船帆等织物需要有良好的防水性能,而过滤性用途的织物则需要有良好的透水性能。一些户外用途的成衣,如风雨衣等,也对防水性有一定的要求。那么这些织物的透水性该如何测试?方法有哪些呢?接下来久违大家详细介绍下。
 

  一、织物透水性与防水性测试:

  测量织物的透水性或防水性就是要测其拒水性或导水性,随织物实际使用情况不同而采用不同的方法,并以各种相应的指标来表示织物的透水性或防水性。

  1、静水压法

  1.1、按加压的形式分类

  (1)动态法  在织物的一面不断增加水压,测定直至织物另一面出现规定数量水滴时,织物所能承受的静水压。

  (2)静态法  在织物的一面维持一定的水压,测定水从一面渗透到另一面所需的时间。

  2、按测试的方法分类

  (1)实地测试  实地测试花费大,时间长,通常需半年左右的时间。实验期间,定期测试防水透湿整理后织物的防水性,从而得知其耐用性。虽然此种方法周期长,花费多,但测试所得数据准确。

  (2)模拟测试  模拟测试必须有环境控制室。室中装有人工雨塔,可把水从10m高处以450L/m2·h的流量如暴雨般泄向人体模型,直径约为5mm的水滴从顶部2000个孔中喷出,其速度约为40km/h,达空气中最大雨滴速度的90%。通过调节,在大约2m2的面积上可模仿程度不同的阵雨。在人体模型表面装满了传感器,目的是测定最终水透过的时间和位置以及其他指标。这种测试手段较实地测试所需时间大为缩短,数天内便可完成,但花费较高。

  (3)实验室测试  与实地测试和模拟测试相比较,实验室测试花费少,时间短,能够得到相对结果,较为实用,对防水透湿整理后织物防水性的测试可分为三类。

  第一类为静水压试验,如国内的YC312型水压仪、美国标准测试法ASTMD-751以及美国联邦标准测试法FED-STD-191A 5512所用的牧林 (Mullen)水压测试仪。

  第二类是喷淋试验 ,即从一定的高度和角度向待测织物连续滴水或喷水,可测定水从织物被淋侧浸透到另一侧所需的时间,也可测定经过一定的时间后试样吸收的水量或观察试样的水渍形态。国内的ISO 4920防雨性能测试即采用此原理。

  3、按能承受静水压值的大小分类

  (1)低压测试方法  标准测试方法有中国国家标准GB/T 74744-1997《纺织织物 抗渗水性测定静水压试验》;中国行业标准FZ/T01004-1991《涂层织物 抗渗水 性测定静压试验》中的低压法;

  国际标准ISO1420-1987《橡胶和塑料涂层织物 抗渗水性测定静水压试验》;日本工业标准JIS L-1092《纺织品抗水性静水压试验 A》;美国纺织化学家和染色家协会标准 AATCC 127《纺织品抗水性静水压试验 》;美国标准测试法 (或美国材料实验协会标准 )ASTM D7511995《涂层织物 抗水性测定 B》等方法。

  (2)高压测试方法  标准测试方法有 FZ/T 01004-1991《涂层织物抗渗水性测定 静水压试验》中的高压法;ISO 1420-1987《橡胶和塑料涂层织物抗渗水性测定 静水压试验》;

  JISL-1092《纺织品抗水性静水压试验 B》;ASTM D751-95《涂层织物抗水性测定程序 A》;美国联邦标准测试法FED-STD-191A 5512和 ASTM D3393《涂层织物防水性标准说明 》等方法。

  1.2、喷淋法

  喷淋法是通过连续喷水或滴水到试样上,观察试样在-定时间后表面的水渍特征,与各种润湿程度的样照对比,来评定织物的防水性。喷淋法是模拟衣物在淋到细雨时被淋湿的程度。这种方法适用于所有的经过防水处理的织物和未处理的织物,测得的防水结果与纤维、纱线、织物的处理以及织物结构有很大的关系。

  通常采用喷淋式拒水性能测试仪测定。在AATCC 22-2005测试方法中,将测试样用直径为152.4mm的铁环固定样品,样品处于张紧状态,表面平整没有皱。将250mL蒸馏水从标准喷头以45°喷淋,在喷嘴下方150mm处的试样,喷淋时间25~30s。将带样品的铁环底部轻敲固体物一次,测试面与固体物相对,然后再将铁环旋转180°轻敲一次后,将喷淋的试样表面与标准图卡进行对照、评级,评价织物的拒水性。评价级别有5个等级,5级为最好,1级为最差。5级--测试的样品面上没有沾水滴;4级--测试的样品面上有轻微的湿点;3级--测试的样品面上有明显的雨淋点滴;2级--测试的样品面上有部分湿润;1级--测试的样品面全部湿了。

  1.3、雨淋法:

  雨淋法是模拟大雨时,测试织物露在空气中的拒水性。这个方法适用于任何经过或未经过拒水整理的织物。

  在不同的速度水的冲击强度下,测量单层织物或复合织物的抗冲击渗水性。测试结果与织物中的纤维、纱线、织物结构的拒水性能有关。其原理就是将测试样品包住已称重的吸水纸,测试结束后再次称量吸水纸,两次重量差就是样品的透水量。要求吸水纸测试前后质量差不超过1g;若是质量差大于5g,说明织物抗水性很差。

  实验中用雨淋测试仪测试,AATCC 35-2006测试方法是将试样的后面放一个15.2cm×15.2cm的标准吸水纸,称重标准吸水纸,精确到0.1g。在垂直的刚性面上,将试样夹在试样夹持器上,试样放在喷淋的中间位置,距离喷嘴30.5cm,水平地将(27±1)℃的水流直接喷淋到试样上,持续5min。喷淋结束后,小心的取下吸水纸,迅速称重,精确至0.1g。计算吸水纸在5min喷淋时间内重量的增加,取其测试数据的平均值。若是大于5.0g,则报告为+5.0g或>5.0g。

  1.4、芯吸法

  芯吸法是目前最常用、最简单地直接测试织物的吸水性方法。通常将测试样剪成长条形,测试样品一端悬挂在铁架台上,另一端接触水面(或浸入水中一定高度),浸一定时间(f)后,测量水通过织物的毛细管和纤维孔隙所爬升的高度(h)。导水性好的织物,吸水性强,吸水速度(即芯吸速度)快,单位时间内爬升高度大,即导水高度高。若是在测试过程中,由于织物结构、纤维、纱线和颜色的关系,水的爬升过程不是很明显,肉眼不能很好观察,此时可以在水中加入一点着色剂。

  芯吸速度(v)在微观上取决于纤维的物理、化学性质和液体分子的热平衡过程;在宏观上取决于孔隙的形态与方向。芯吸速度为水在单位时间内上升的高度值,即v(cm/s)=h/t。导水性的强弱关系着芯吸速度的大小。故可以用芯吸来测试织物的导水能力。
 

  二、织物透水性(防水性)的因素:

  织物的透水性是液态水从织物一面渗透到另一面的性能。对于织物的防水和透水性,总体上来说主要有3个主要因素:

  1、织物的涂层

  在织物表面涂上一层不透水、不溶于水的连续薄膜层,降低了织物的透水性,织物因此不透气。其不太适用于衣物,但可用于篷盖布或雨披等。若采用防水、多微孔的涂层膜,可形成防水性优良,且透水、透气性好的涂层织物。

  2、纤维表面的浸润性

  当纤维的接触角θ<90°时,纤维集合体材料是一个导水材料,结构紧密只会导致更多的毛细孔芯吸导水。当纤维θ>90°时,纤维具有防水特征,当织物结构越紧密(即孔隙越小)时,防水效果越好。因此,织物只有在已知纤维的接触角时,才较好讨论其防水或透水性。

  3、环境

  拒水织物或涂层织物大多是不吸湿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。而导水织物,大多为吸湿纤维材料。相对湿度增大,纤维吸湿增强,纤维膨胀而毛细作用增强,故织物的导水性增强。温度的影响与湿度相同。因此环境对导水织物有很大的影响。
 

  三、织物透湿的影响因素

  (1)织物透湿的另一种重要方式是水汽直接通过织物内纱线纤维间的空隙扩散到另一面,因此,织物的紧密结构与厚度也是影响织物透湿的一大重要因素;

  (2)织物透湿的一种重要方式是与高湿空气接触一面的纤维从高湿空气中吸湿,水汽由纤维传递到织物的另一面并向低湿空气中放湿,因此,纤维吸湿与导湿能力的好坏与织物透湿关系密切。
 

  四、织物透湿的改善方法

  (1)对于化纤织物,在制造过程中如果能使纤维具有较多微孔结构,也可提高透湿性能;

  (2)可以通过改变织物结构的参数。如织物厚度、经纬密度、纱线的细度与捻度等来改善织物的透湿性能;

  (3)将织物用酯类聚合物浸渍后,加热使其分解与膨化,在织物内形成含有亲水基端的微小孔道以增加透湿性能。

  (4)通过涂层来实现透湿。将具有防水透湿功能的涂层剂涂覆在织物的表面上,通过涂层上的微孔结构或涂层剂中的亲水基团与水分子作用,借助氢键和其它分子间力,在高湿度一侧吸附水分子后传递到低湿度一侧;

  (5)通过层压防水透湿膜来实现透湿。例如TPU薄膜是热塑型聚氨酯的简称,属于无孔亲水性薄膜,透湿主要通过薄膜的亲水特性,依靠衣服内外蒸汽压的差异,将蒸汽从压力高的地方转移到低的地方,从而实现了透湿的功能。
 

  五、注意事项:

  以上透水性的各种检测方法适用于所有的织物。在实际工作中,针对不同的织物采用不同的测试方法,可以更好地测量织物的透水性或防水性:

  1、一般情况下,芯吸法测试时,会发现针织类织物的吸水性能比机织类好。

  2、涂层类织物因为其组织结构,测试其透水性可以用喷淋法、雨淋法和静水压法,不适用芯吸法。

 
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