麵料防水性/透水性測試方法:靜水壓、噴淋法、雨淋法、芯吸法
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本文闡述了織物的吸水性或防水性的影響因素及其測試方法,分析了纖維表麵的浸潤性、織物的塗層以及環境這3種影響因素。
人們對織物有著防水和導水兩方麵的需求。由纖維表麵浸潤性可知織物的導水性、舒適性;織物經過防水處理或是加了塗層可以增強其防水性能。用不同的方法測試織物的透水量,所得到的不同參數,都是為了表征織物的透水性能。本文主要研究織物透水性的影響因素,並依據其結構特點來選擇檢測方法。
一、影響織物透水性(防水性)的因素:
織物的透水性是液態水從織物一麵滲透到另一麵的性能。對於織物的防水和透水性,總體上來說主要有3個主要因素:
1、纖維表麵的浸潤性
當纖維的接觸角θ<90°時,纖維集合體材料是一個導水材料,結構緊密隻會導致更多的毛細孔芯吸導水。當纖維θ>90°時,纖維具有防水特征,當織物結構越緊密(即孔隙越小)時,防水效果越好。因此,織物隻有在已知纖維的接觸角時,才較好討論其防水或透水性。
2、織物的塗層
在織物表麵塗上一層不透水、不溶於水的連續薄膜層,降低了織物的透水性,織物因此不透氣。其不太適用於衣物,但可用於篷蓋布或雨披等。若采用防水、多微孔的塗層膜,可形成防水性優良,且透水、透氣性好的塗層織物。
3、環境
拒水織物或塗層織物大多是不吸濕纖維或塗層材料製成,因此相對濕度的變化不會影響其防水性能。而導水織物,大多為吸濕纖維材料。相對濕度增大,纖維吸濕增強,纖維膨脹而毛細作用增強,故織物的導水性增強。溫度的影響與濕度相同。因此環境對導水織物有很大的影響。
二、麵料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導水性,隨織物實際使用情況不同而采用不同的方法,並以各種相應的指標來表示織物的透水性或防水性。
1、靜水壓法
靜水壓法是指在一定的水壓下織物的滲水能力,它適用於所有種類的織物,包括那些經過防水整理的織物。
織物的防水性與纖維、紗線和織物結構的抗水能力有關,所測結果與水噴淋和雨淋到織物表麵是不一樣的。用靜水壓法測織物的防水性,有靜壓法和動壓法。靜壓法是在織物的一側施加靜水壓,測量在此靜水壓下的出水量、出水滴時間、在一定出水量時的靜水壓值。靜水壓值可以是水柱高,也可以是壓強。
實測中,采用測定單位麵積、單位時間內的透水量(mL/cm2·h)。對於防水性織物,測量當試樣另一麵出現水滴所需的時間,或經過一定時間後觀察另一麵所出現的水珠數量。
動壓法是在試樣的一麵施以等速增加的水壓P,直到另一麵被水滲透而顯出一定數量的水珠,所強加的水壓P,其原理與靜壓法一樣,隻是P是變量。
此法比較適用於塗層織物或結構緊密的織物,用靜水壓反應織物的防水性能,靜水壓大的織物防水性能強,靜水壓小的織物防水性能弱。導水性織物,吸濕能力很強,遇水就濕,沒有抗水性,也不會產生靜水壓。
在AATCC 127-2003測試方法實驗中,將待測樣品沿著對角線方向最少取3塊大小麵積為200mm×200mm的樣品。樣品的兩麵防水性不一樣,做好標記,用(21±2)℃的蒸餾水進行測試,測試麵積為100cm2,測試麵接觸水,水壓以速度為60mbar/min(或10mm/s)遞增,若在樣品上有3處不同地方滲出水滴,則測試達到終點。
但若在距離樣品夾3mm以內的地方滲出的水滴,是無效的。所測結果為在相同條件下3個測試樣的平均值。測試值越大,表示水滲出樣品所需的壓力值越大,其防水性越好。
2、噴淋法
噴淋法是通過連續噴水或滴水到試樣上,觀察試樣在—定時間後表麵的水漬特征,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雨時被淋濕的程度。這種方法適用於所有的經過防水處理的織物和未處理的織物,測得的防水結果與纖維、紗線、織物的處理以及織物結構有很大的關係。
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的鐵環固定樣品,樣品處於張緊狀態,表麵平整沒有皺。
將250mL蒸餾水從標準噴頭以45°噴淋,在噴嘴下方150mm處的試樣,噴淋時間25~30s。將帶樣品的鐵環底部輕敲固體物一次,測試麵與固體物相對,然後再將鐵環旋轉180°輕敲一次後,將噴淋的試樣表麵與標準圖卡進行對照、評級,評價織物的拒水性。
評價級別有5個等級,5級為最好,1級為最差。5級——測試的樣品麵上沒有沾水滴;4級——測試的樣品麵上有輕微的濕點;3級——測試的樣品麵上有明顯的雨淋點滴;2級——測試的樣品麵上有部分濕潤;1級——測試的樣品麵全部濕了。
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。這個方法適用於任何經過或未經過拒水整理的織物。
在不同的速度水的衝擊強度下,測量單層織物或複合織物的抗衝擊滲水性。測試結果與織物中的纖維、紗線、織物結構的拒水性能有關。
其原理就是將測試樣品包住已稱重的吸水紙,測試結束後再次稱量吸水紙,兩次重量差就是樣品的透水量。要求吸水紙測試前後質量差不超過1g;若是質量差大於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後麵放一個15.2cm×15.2cm的標準吸水紙,稱重標準吸水紙,精確到0.1g。在垂直的剛性麵上,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5min。
噴淋結束後,小心的取下吸水紙,迅速稱重,精確至0.1g。計算吸水紙在5min噴淋時間內重量的增加,取其測試數據的平均值。若是大於5.0g,則報告為+5.0g或>5.0g。
4、芯吸法
芯吸法(即常說的毛效)是目前最常用、最簡單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台上,另一端接觸水麵(或浸入水中一定高度),浸一定時間(f)後,測量水通過織物的毛細管和纖維孔隙所爬升的高度(h)。
導水性好的織物,吸水性強,吸水速度(即芯吸速度)快,單位時間內爬升高度大,即導水高度高。若是在測試過程中,由於織物結構、纖維、紗線和顏色的關係,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)在微觀上取決於纖維的物理、化學性質和液體分子的熱平衡過程;在宏觀上取決於孔隙的形態與方向。
芯吸速度為水在單位時間內上升的高度值,即v(cm/s)=h/t。導水性的強弱關係著芯吸速度的大小。故可以用芯吸來測試織物的導水能力。
三、注意事項:
以上透水性的各種檢測方法適用於所有的織物。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、塗層類織物因為其組織結構,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。
2、一般情況下,芯吸法測試時,會發現針織類織物的吸水性能比機織類好。
3、遇水就濕的織物不能用靜水壓測試,但是可以進行噴淋法測試。