防水性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法
1. 防水性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
紡織品防水性能檢測(cè)也稱抗水性檢測(cè)，主要分為抗水滲透性(靜水壓)檢測(cè)、表面拒水性(噴淋)檢測(cè)和淋雨測(cè)試，國(guó)內(nèi)外常用的檢測(cè)方法見下表1：
表1 國(guó)內(nèi)外主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
上表中的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和日本JIS方法體系的技術(shù)方法基本上等效采用ISO，而AATCC方法檢測(cè)方法與ISO 的主要不同之處在于：AATCC的靜水壓檢測(cè)只要求至少有3個(gè)樣品，而噴淋檢測(cè)的評(píng)級(jí)采用打分制且可評(píng)中間級(jí)別;而淋雨檢測(cè)使用不同的淋雨儀且只衡量吸水紙的質(zhì)量變化。
2. 防水性能測(cè)試方法
2.1 靜水壓(ISO 811-1981)
2.1.1 應(yīng)用范圍及原理
靜水壓檢測(cè)適用于測(cè)定緊密織物(如帆布、油布、帳篷布及防雨服裝布等)水滲透時(shí)的壓力，理論上紡織品的靜水壓(P)可以用以下公式求得：
式中：
γL——水的表面能;
θ ——微孔內(nèi)壁與水的接觸角;
r ——微孔半徑;
g ——重力加速度。
由公式可見，當(dāng)90°<θ<180°時(shí)，θ越大，織物表面能越低，微孔的半徑(r)越小，靜水壓(P)越高。而靜水壓的檢測(cè)結(jié)果在樣品和試驗(yàn)液體一定的條件下，與水溫、測(cè)試面積和水壓上升速率有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，織物的靜水壓性能中大約有52%是由織物表面孔徑?jīng)Q定的，有44%是由織物表面能決定的，有4%是由其他因素決定的。故防水級(jí)別要求高的織物在織物的表面必須有微小而均勻的孔和非常低的表面能。
2.1.2 試驗(yàn)儀器
耐靜水壓測(cè)試儀，如圖1。
圖1 耐靜水壓測(cè)試儀
2.1.3 試驗(yàn)步驟及結(jié)果
在織物有不同部位取5塊代表性試樣，一般情況下，水壓上升速率選0.59kPa/min，水溫為20℃，按規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕試樣后，織物試驗(yàn)面與水接觸，對(duì)試樣施加遞增的水壓，并不斷觀察滲水的現(xiàn)象，記錄織物上第3處滲水時(shí)的靜水壓值，重復(fù)測(cè)試取平均值。檢測(cè)結(jié)果的計(jì)量單位用kPa和Pa表示。結(jié)果越大，表明抗靜水壓性能越好。
2.2 噴淋試驗(yàn)(ISO 4920-1981)
2.2.1 應(yīng)用范圍和原理
噴淋檢測(cè)適用于測(cè)定各種已經(jīng)或未經(jīng)拒水整理織物表面抗?jié)竦哪芰?。該性能表示液體在紡織品表面的潤(rùn)濕情況，與檢測(cè)液體和紡織品表面的表面能和固液接觸角θ有關(guān)。根據(jù)Young方程式：
式中：
θ ——固-液-氣三相邊界處的接觸角;
γsv——固體與氣體界面的表面能;
γsl——固體與液體界面的表面能;
γlv——液體與氣體界面的表面能。
由公式可見，γsv一定時(shí)，γlv越小，θ越小，液體越容易潤(rùn)濕固體。
因而在試樣、液體種類和溫度一定的條件下，噴淋檢測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果與檢測(cè)液體流速、樣品在儀器上如何擺放等有關(guān)。
2.2.2 試驗(yàn)儀器
噴淋式拒水性能測(cè)試儀，如圖2。
圖2 噴淋式拒水性能測(cè)試儀
2.2.3 測(cè)試步驟及結(jié)果
在織物有不同部位至少取3塊具有代表性的試樣。一般情況下，水溫為20℃，按規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕試樣后，織物試驗(yàn)面與水接觸接受噴淋，試樣經(jīng)向與水流方向平行。將250ml的水迅速而平衡地注入漏斗中，淋水一停，迅速使夾持器連同織物試驗(yàn)面朝下幾乎成水平，輕輕敲打2次，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文字描述或圖片評(píng)定觀察到的試樣潤(rùn)濕程度的級(jí)別，從5級(jí)到1級(jí)，5級(jí)佳，1級(jí)差，不評(píng)中間等級(jí)，評(píng)級(jí)由至少2名有噴淋評(píng)級(jí)經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員進(jìn)行。重復(fù)測(cè)試獲得3個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，報(bào)告每個(gè)測(cè)試樣品的試驗(yàn)結(jié)果。
2.3. 淋雨試驗(yàn)(ISO 9685-1991)
2.3.1 應(yīng)用范圍及原理
淋雨檢測(cè)適用于測(cè)定織物在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下經(jīng)受陣雨的防水性能，其中包括表面沾濕和紡織品潤(rùn)濕吸收水分的能力，在拒水性原理的基礎(chǔ)上，還有紡織品潤(rùn)濕原理，可用Young-Laplace’s方程解釋：
式中：
γ——試驗(yàn)液體的表面張力;
r ——測(cè)試孔的半徑;
θ——潤(rùn)濕液體對(duì)孔壁的接觸角。
由上式可見，紡織品潤(rùn)濕吸水的檢測(cè)結(jié)果在樣品與試驗(yàn)液體一定的條件下，與水溫、測(cè)試面積和水壓有關(guān)。
2.3.2 試驗(yàn)儀器
邦迪斯門淋雨性測(cè)試儀，如圖3。
圖3 邦迪斯門淋雨性測(cè)試儀
2.3.3 測(cè)試步驟及結(jié)果
在織物上至少取4塊代表性試樣，按規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕樣品。試驗(yàn)或校驗(yàn)前，先校正流量 ，移上擋雨板，稱量調(diào)濕后試樣的質(zhì)量(m1)。試樣的測(cè)試面平整無張力地放于樣杯上，用夾樣環(huán)夾住，拉開擋雨板，使試樣受淋10min。用參比樣照目測(cè)評(píng)定試樣的拒水性(類似噴淋檢測(cè)的評(píng)級(jí))，試樣離心脫水15s，立即稱出其質(zhì)量(m2)。計(jì)算吸水率(W)，以質(zhì)量百分比表示，公式如下：
3. 性能評(píng)價(jià)
目前，國(guó)際上紡織品的防水檢測(cè)方法中均沒有對(duì)防水性能評(píng)價(jià)的規(guī)定，相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)紡織品防水性能的評(píng)價(jià)往往是用戶根據(jù)紡織品的種類和用途來確定檢測(cè)要求。紡織品的用途和檔次不同導(dǎo)致了防水性能有較大差異，評(píng)價(jià)要求也不同。由于紡織品的防水與透濕性能往往是一對(duì)矛盾的共同體，防水性能好的產(chǎn)品的透濕性能相對(duì)較差。目前，防水和透濕性能都好的產(chǎn)品往往是高檔的產(chǎn)品，所以也極大限制了防水紡織品的使用范圍。
國(guó)際上著名的防水紡織品品牌，如：“Teflon”“Scotchgard”“Gore-Tex”等品牌檢測(cè)認(rèn)證程序，往往是根據(jù)服用紡織品、家居紡織品或產(chǎn)業(yè)用紡織品等不同用途來確定產(chǎn)品的具體性能指標(biāo)要求。美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)中防水紡織產(chǎn)品的耐水壓低要求為13.68kPa，日本自衛(wèi)隊(duì)雨衣的耐水壓在13.73kPa以下。我國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA 10-1991規(guī)定，防護(hù)服抗?jié)B水內(nèi)層耐靜水壓不得小于3.92kPa。而ASTM D3781要求：織物拒水性水洗前應(yīng)達(dá)到4級(jí)以上，一次水洗后仍能達(dá)到3級(jí)以上;淋雨檢測(cè)的要求往往是吸水質(zhì)量大為1g。GB 12799要求紡織品水洗前拒水性達(dá)到5級(jí)，水洗30次仍至少為≥1級(jí)。
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