紡織品抵抗液體性能標(biāo)準(zhǔn)及測試方法概述

朱國權(quán),亓興華,倪冰選,*

(1.中紡協(xié)東莞檢驗(yàn)技術(shù)服務(wù)有限公司,廣東 東莞523900;中國紡織工業(yè)聯(lián)合會檢測中心,廣東 東莞523900)

隨著生活質(zhì)量的提高和科技水平的進(jìn)步,人們對紡織纖維制品要求也越來越高。我們?nèi)粘Ｊ褂玫睦w維制品可能會接觸到各類液體,包括水、油、血液、牛奶等,抵抗液體性能最常見的是拒水性能,根據(jù)制品的最終用途,有些纖維及制品需要進(jìn)行拒水整理方能滿足應(yīng)用要求。

1 拒水/防水整理

拒水/防水整理是紡織品各種功能整理中最常見的一種。通常在紡織織物表面施加一種具有特殊分子結(jié)構(gòu)的整理劑,改變纖維表面層的組成,并牢固地附著于纖維表面或者與纖維化學(xué)結(jié)合,使纖維表面的親水性變?yōu)槭杷?織物變得不容易被水潤濕,疏水性化合物沉積于纖維表面,織物表面仍然留有孔隙,保證產(chǎn)品既能夠透氣又不易被水潤濕。拒水整理的效果與紡織品的纖維性質(zhì)、織物的組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的后整理工藝有關(guān)。拒水整理的效果檢驗(yàn)評價可以采用噴淋法來進(jìn)行人造模擬淋雨,按規(guī)定的條件對紡織纖維制品進(jìn)行噴淋試驗(yàn),然后根據(jù)水滴在織物表面上的潤濕或滲透過織物的情況來評價拒水整理效果;也可以使用抗靜水壓作用的方法測定防水性能,在規(guī)定條件下根據(jù)使水透過織物所需水壓的大小進(jìn)行評定。

2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求

紡織纖維制品抵抗液體性能的技術(shù)要求主要包括耐靜水壓值、沾水等級、抗酒精等級、拒油等級、滲透量、抗血液穿透等,在不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有不同的考核項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)要求,具體見表1所示。

3 測試方法及標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)測試方法及標(biāo)準(zhǔn)主要有國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國外標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)、紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等,見表2所示。

國外標(biāo)準(zhǔn)包括國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)(ISO)、美國紡織化學(xué)師與印染師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(AATCC)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)、國際羊毛局標(biāo)準(zhǔn)(TWC)等,見表3所示。

4 試驗(yàn)方法

抵抗液體性能的主要試驗(yàn)方法包括耐靜水壓法、水平噴淋法、垂直噴淋法、沾濕試驗(yàn)法、液滴觀察法、接觸角法等。

4.1 耐靜水壓法

耐靜水壓法是抗?jié)B水性能測試中最常見的方法,以水透過織物所遇到的阻力來表示織物所能夠承受的最大靜水壓。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,試樣的一面承受一個持續(xù)上升的水壓,直到有滲水出現(xiàn)為止,記錄此時的壓力即為織物所能承受的最大靜水壓值;或者在一定大小的靜水壓力作用下,觀察試樣一定的時間,看試樣是否出現(xiàn)滲水現(xiàn)象?？梢詮脑嚇拥纳厦婊蛘呦旅媸┘铀畨?表征指標(biāo)采用耐靜水壓值,單位為k Pa或者cm H2O等;或者在一定的水壓條件下,一定時間內(nèi),是否出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。該方法主要適用于緊密織物,采用該方法的國家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 4744-2013《紡織織物 防水性能的檢測和評價 靜水壓法》[10]。

表1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求

表2 中國相關(guān)測試方法及標(biāo)準(zhǔn)

表3 國際相關(guān)測試方法及標(biāo)準(zhǔn)

4.2 噴淋法

噴淋法在抗?jié)B水性能和抗表面沾濕性能的測試上均有使用,包括水平噴淋法、垂直噴淋法。在規(guī)定的模擬淋雨器下,織物經(jīng)過規(guī)定時間的雨水噴淋,評價其抵抗雨水的能力。試驗(yàn)結(jié)果包括:(1)沾濕等級:在規(guī)定的條件下,水噴淋到張緊的試樣表面,得到一個淋濕的織物圖案,被淋濕織物面積大小和形狀取決于織物的拒水性能,然后用標(biāo)準(zhǔn)參比照片與潤濕試樣進(jìn)行目測對比評價其沾濕等級。(2)吸水率:在規(guī)定條件下,將一定容量的水噴淋到試樣的表面,分別稱量試樣在噴淋前后的質(zhì)量,記錄試樣在試驗(yàn)中吸收的水量,計(jì)算吸水率。(3)滲水量:試樣后面放一張已稱重的吸水紙,將一定容量的水噴淋到試樣的表面,然后再重新稱量吸水紙,記錄透過試樣被吸水紙吸收的水的質(zhì)量,以滲水量來評定試樣的滲水性。

采用噴淋法的標(biāo)準(zhǔn)有:GB/T 14577-1993《織物拒水性測定 邦迪斯門淋雨法》[11],適用于評價織物在運(yùn)動狀態(tài)下經(jīng)受陣雨的拒水整理工藝效果;GB/T 4745-2012《紡織織物 表面抗?jié)裥詼y定方法(沾水試驗(yàn)法)》[12],適用于各種經(jīng)過或者未經(jīng)過拒水整理的織物表面抗?jié)裥缘恼此囼?yàn)。

4.3 液滴法

液滴法可以用于評價抗表面沾濕性能和滲透性能,主要表征指標(biāo)包括抗沾濕等級、抗?jié)B透等級、拒油等級、表面能等。從膠頭滴管(或者自動注射單元)擠出一定大小的液滴,從一定的高度滴落到試樣上,在規(guī)定的時間內(nèi)觀察液滴是否潤濕或者滲透試樣,液體可以由一系列不同表面張力的試液組成,按照編號從高表面張力開始試驗(yàn),直到某一個編號的試液潤濕或者滲透試樣,則終止試驗(yàn),以該編號的前一個編號作為試樣的抗沾濕等級或者抗?jié)B透等級。另外,也可以采用攝像機(jī)拍照的方法,對液滴在試樣表面的形態(tài)進(jìn)行拍照,通過計(jì)算機(jī)軟件對照片中的液滴計(jì)算其與織物的接觸角;通過采用不同表面張力的試液,可以得到不同表面張力的試液在織物上的接觸角,通過曲線擬合的方法計(jì)算織物的表面能,以此來表征其拒水性能。采用液滴法的國家標(biāo)準(zhǔn)有:GB/T 24120-2009《紡織品抗乙醇水溶液性能的測定》[13],規(guī)定了采用不同表面張力的系列標(biāo)準(zhǔn)試液測試和評估紡織品的抗乙醇等有機(jī)溶劑的沾濕和滲透性能的試驗(yàn)方法,適用于所有紡織織物,抗乙醇等級表征了在規(guī)定時間內(nèi),不能使織物潤濕/滲透的相應(yīng)乙醇水溶液的最高級數(shù);GB/T 19977-2005《紡織品 拒油性 抗碳?xì)浠衔镌囼?yàn)》[14],將不同表面張力的一系列碳?xì)浠衔飿?biāo)準(zhǔn)試液滴加在試樣表面,觀察潤濕芯吸的情況,評定拒油等級。

4.4 接觸角法

液體在與纖維制品接觸時,如果沒有出現(xiàn)潤濕纖維制品表面的情況,則可能在纖維制品表面形成圓球狀、半圓球狀等,通過液滴與纖維制品表面的接觸角可以表征其對織物表面的潤濕性能。接觸角是固液氣三相交界處,液氣界面切線與固液交界線之間的夾角,是纖維制品表面潤濕程度的一種物理度量值,是液體與固體表面相互作用的直觀表現(xiàn)。接觸角的大小可以用來表征織物表面的潤濕性或疏水性,接觸角越小,表明織物潤濕性能越好,疏水性越差;接觸角越大,表明潤濕性越差,疏水性越好。采用接觸角的方法標(biāo)準(zhǔn)有廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB44 T 1872-2016《紡織品 表面潤濕性能的測定 接觸角法》[15]。

5 結(jié)語

紡織品在日常使用中可能接觸到各種液體,因此抵抗液體性能是其重要的性能指標(biāo)之一,在日常的檢測中,需要根據(jù)紡織纖維制品的最終用途選擇合適的試驗(yàn)液體、合適的試驗(yàn)方法、合適的表征指標(biāo)來評價產(chǎn)品的抵抗液體性能。