織物透水性與防水性測試方法與影響因素

織物的透水性能稱做透水性。與之相反的性能稱為防水性或抗?jié)B透性。織物容易被水沾濕的特性，主要與織物表面性能有關(guān)，因此，可以稱之為表面抗?jié)裥?。織物由于各自的用途不同，所以，其表面抗?jié)裥阅芤笠膊煌Ｓ米鲇暌?、帳篷、船帆等織物需要有良好的防水性能，而過濾性用途的織物則需要有良好的透水性能。一些戶外用途的成衣，如風(fēng)雨衣等，也對防水性有一定的要求。那么這些織物的透水性該如何測試？方法有哪些呢？接下來久違大家詳細(xì)介紹下。
 

　　一、織物透水性與防水性測試：

　　測量織物的透水性或防水性就是要測其拒水性或?qū)裕S織物實際使用情況不同而采用不同的方法，并以各種相應(yīng)的指標(biāo)來表示織物的透水性或防水性。

　　1、靜水壓法

　　1.1、按加壓的形式分類

　　(1)動態(tài)法  在織物的一面不斷增加水壓，測定直至織物另一面出現(xiàn)規(guī)定數(shù)量水滴時，織物所能承受的靜水壓。

　　(2)靜態(tài)法  在織物的一面維持一定的水壓，測定水從一面滲透到另一面所需的時間。

　　2、按測試的方法分類

　　(1)實地測試  實地測試花費大，時間長，通常需半年左右的時間。實驗期間，定期測試防水透濕整理后織物的防水性，從而得知其耐用性。雖然此種方法周期長，花費多，但測試所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

　　(2)模擬測試  模擬測試必須有環(huán)境控制室。室中裝有人工雨塔，可把水從10m高處以450L/m2·h的流量如暴雨般泄向人體模型，直徑約為5mm的水滴從頂部2000個孔中噴出，其速度約為40km/h，達(dá)空氣中雨滴速度的90%。通過調(diào)節(jié)，在大約2m2的面積上可模仿程度不同的陣雨。在人體模型表面裝滿了傳感器，目的是測定最終水透過的時間和位置以及其他指標(biāo)。這種測試手段較實地測試所需時間大為縮短，數(shù)天內(nèi)便可完成，但花費較高。

　　(3)實驗室測試  與實地測試和模擬測試相比較，實驗室測試花費少，時間短，能夠得到相對結(jié)果，較為實用，對防水透濕整理后織物防水性的測試可分為三類。

　　類為靜水壓試驗，如國內(nèi)的YC312型水壓儀、美國標(biāo)準(zhǔn)測試法ASTMD-751以及美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)測試法FED-STD-191A 5512所用的牧林 (Mullen)水壓測試儀。

　　第二類是噴淋試驗 ,即從一定的高度和角度向待測織物連續(xù)滴水或噴水，可測定水從織物被淋側(cè)浸透到另一側(cè)所需的時間，也可測定經(jīng)過一定的時間后試樣吸收的水量或觀察試樣的水漬形態(tài)。國內(nèi)的ISO 4920防雨性能測試即采用此原理。

　　3、按能承受靜水壓值的大小分類

　　(1)低壓測試方法  標(biāo)準(zhǔn)測試方法有中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 74744-1997《紡織織物 抗?jié)B水性測定靜水壓試驗》；中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01004-1991《涂層織物 抗?jié)B水 性測定靜壓試驗》中的低壓法；

　　國際標(biāo)準(zhǔn)ISO1420-1987《橡膠和塑料涂層織物 抗?jié)B水性測定靜水壓試驗》；日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS L-1092《紡織品抗水性靜水壓試驗 A》；美國紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) AATCC 127《紡織品抗水性靜水壓試驗 》；美國標(biāo)準(zhǔn)測試法 (或美國材料實驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) )ASTM D7511995《涂層織物 抗水性測定 B》等方法。

　　(2)高壓測試方法  標(biāo)準(zhǔn)測試方法有 FZ/T 01004-1991《涂層織物抗?jié)B水性測定 靜水壓試驗》中的高壓法；ISO 1420-1987《橡膠和塑料涂層織物抗?jié)B水性測定 靜水壓試驗》；

　　JISL-1092《紡織品抗水性靜水壓試驗 B》；ASTM D751-95《涂層織物抗水性測定程序 A》；美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)測試法FED-STD-191A 5512和 ASTM D3393《涂層織物防水性標(biāo)準(zhǔn)說明 》等方法。

　　1.2、噴淋法

　　噴淋法是通過連續(xù)噴水或滴水到試樣上，觀察試樣在-定時間后表面的水漬特征，與各種潤濕程度的樣照對比，來評定織物的防水性。噴淋法是模擬衣物在淋到細(xì)雨時被淋濕的程度。這種方法適用于所有的經(jīng)過防水處理的織物和未處理的織物，測得的防水結(jié)果與纖維、紗線、織物的處理以及織物結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。

　　通常采用噴淋式拒水性能測試儀測定。在AATCC 22－2005測試方法中，將測試樣用直徑為152.4mm的鐵環(huán)固定樣品，樣品處于張緊狀態(tài)，表面平整沒有皺。將250mL蒸餾水從標(biāo)準(zhǔn)噴頭以45°噴淋，在噴嘴下方150mm處的試樣，噴淋時間25～30s。將帶樣品的鐵環(huán)底部輕敲固體物一次，測試面與固體物相對，然后再將鐵環(huán)旋轉(zhuǎn)180°輕敲一次后，將噴淋的試樣表面與標(biāo)準(zhǔn)圖卡進(jìn)行對照、評級，評價織物的拒水性。評價級別有5個等級，5級為，1級為最差。5級--測試的樣品面上沒有沾水滴；4級--測試的樣品面上有輕微的濕點；3級--測試的樣品面上有明顯的雨淋點滴；2級--測試的樣品面上有部分濕潤；1級--測試的樣品面全部濕了。

　　1.3、雨淋法：

　　雨淋法是模擬大雨時，測試織物露在空氣中的拒水性。這個方法適用于任何經(jīng)過或未經(jīng)過拒水整理的織物。

　　在不同的速度水的沖擊強度下，測量單層織物或復(fù)合織物的抗沖擊滲水性。測試結(jié)果與織物中的纖維、紗線、織物結(jié)構(gòu)的拒水性能有關(guān)。其原理就是將測試樣品包住已稱重的吸水紙，測試結(jié)束后再次稱量吸水紙，兩次重量差就是樣品的透水量。要求吸水紙測試前后質(zhì)量差不超過1g；若是質(zhì)量差大于5g，說明織物抗水性很差。

　　實驗中用雨淋測試儀測試，AATCC 35－2006測試方法是將試樣的后面放一個15.2cm×15.2cm的標(biāo)準(zhǔn)吸水紙，稱重標(biāo)準(zhǔn)吸水紙，精確到0.1g。在垂直的剛性面上，將試樣夾在試樣夾持器上，試樣放在噴淋的中間位置，距離噴嘴30.5cm，水平地將(27±1)℃的水流直接噴淋到試樣上，持續(xù)5min。噴淋結(jié)束后，小心的取下吸水紙，迅速稱重，精確至0.1g。計算吸水紙在5min噴淋時間內(nèi)重量的增加，取其測試數(shù)據(jù)的平均值。若是大于5.0g，則報告為+5.0g或>5.0g。

　　1.4、芯吸法

　　芯吸法是目前、地直接測試織物的吸水性方法。通常將測試樣剪成長條形，測試樣品一端懸掛在鐵架臺上，另一端接觸水面(或浸入水中一定高度)，浸一定時間(f)后，測量水通過織物的毛細(xì)管和纖維孔隙所爬升的高度(h)。導(dǎo)水性好的織物，吸水性強，吸水速度(即芯吸速度)快，單位時間內(nèi)爬升高度大，即導(dǎo)水高度高。若是在測試過程中，由于織物結(jié)構(gòu)、纖維、紗線和顏色的關(guān)系，水的爬升過程不是很明顯，肉眼不能很好觀察，此時可以在水中加入一點著色劑。

　　芯吸速度(v)在微觀上取決于纖維的物理、化學(xué)性質(zhì)和液體分子的熱平衡過程；在宏觀上取決于孔隙的形態(tài)與方向。芯吸速度為水在單位時間內(nèi)上升的高度值，即v(cm／s)=h／t。導(dǎo)水性的強弱關(guān)系著芯吸速度的大小。故可以用芯吸來測試織物的導(dǎo)水能力。
 

　　二、織物透水性（防水性）的因素：

　　織物的透水性是液態(tài)水從織物一面滲透到另一面的性能。對于織物的防水和透水性，總體上來說主要有3個主要因素：

　　1、織物的涂層

　　在織物表面涂上一層不透水、不溶于水的連續(xù)薄膜層，降低了織物的透水性，織物因此不透氣。其不太適用于衣物，但可用于篷蓋布或雨披等。若采用防水、多微孔的涂層膜，可形成防水性優(yōu)良，且透水、透氣性好的涂層織物。

　　2、纖維表面的浸潤性

　　當(dāng)纖維的接觸角θ<90°時，纖維集合體材料是一個導(dǎo)水材料，結(jié)構(gòu)緊密只會導(dǎo)致更多的毛細(xì)孔芯吸導(dǎo)水。當(dāng)纖維θ>90°時，纖維具有防水特征，當(dāng)織物結(jié)構(gòu)越緊密(即孔隙越小)時，防水效果越好。因此，織物只有在已知纖維的接觸角時，才較好討論其防水或透水性。

　　3、環(huán)境

　　拒水織物或涂層織物大多是不吸濕纖維或涂層材料制成，因此相對濕度的變化不會影響其防水性能。而導(dǎo)水織物，大多為吸濕纖維材料。相對濕度增大，纖維吸濕增強，纖維膨脹而毛細(xì)作用增強，故織物的導(dǎo)水性增強。溫度的影響與濕度相同。因此環(huán)境對導(dǎo)水織物有很大的影響。
 

　　三、織物透濕的影響因素

　　（1）織物透濕的另一種重要方式是水汽直接通過織物內(nèi)紗線纖維間的空隙擴(kuò)散到另一面，因此，織物的緊密結(jié)構(gòu)與厚度也是影響織物透濕的一大重要因素；

　?。?）織物透濕的一種重要方式是與高濕空氣接觸一面的纖維從高濕空氣中吸濕，水汽由纖維傳遞到織物的另一面并向低濕空氣中放濕，因此，纖維吸濕與導(dǎo)濕能力的好壞與織物透濕關(guān)系密切。
 

　　四、織物透濕的改善方法

　?。?）對于化纖織物，在制造過程中如果能使纖維具有較多微孔結(jié)構(gòu)，也可提高透濕性能；

　?。?）可以通過改變織物結(jié)構(gòu)的參數(shù)。如織物厚度、經(jīng)緯密度、紗線的細(xì)度與捻度等來改善織物的透濕性能；

　　（3）將織物用酯類聚合物浸漬后，加熱使其分解與膨化，在織物內(nèi)形成含有親水基端的微小孔道以增加透濕性能。

　?。?）通過涂層來實現(xiàn)透濕。將具有防水透濕功能的涂層劑涂覆在織物的表面上，通過涂層上的微孔結(jié)構(gòu)或涂層劑中的親水基團(tuán)與水分子作用，借助氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側(cè)吸附水分子后傳遞到低濕度一側(cè)；

　　（5）通過層壓防水透濕膜來實現(xiàn)透濕。例如TPU薄膜是熱塑型聚氨酯的簡稱，屬于無孔親水性薄膜，透濕主要通過薄膜的親水特性，依靠衣服內(nèi)外蒸汽壓的差異，將蒸汽從壓力高的地方轉(zhuǎn)移到低的地方，從而實現(xiàn)了透濕的功能。
 

　　五、注意事項：

　　以上透水性的各種檢測方法適用于所有的織物。在實際工作中，針對不同的織物采用不同的測試方法，可以更好地測量織物的透水性或防水性：

　　1、一般情況下，芯吸法測試時，會發(fā)現(xiàn)針織類織物的吸水性能比機(jī)織類好。

　　2、涂層類織物因為其組織結(jié)構(gòu)，測試其透水性可以用噴淋法、雨淋法和靜水壓法，不適用芯吸法。