水溫及測試環(huán)境溫濕度對織物潑水性能的影響研究

孔令紅

[通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司，上海200233]

0 引言

隨著科技發(fā)展和人類生活水平的提高，人們對于服裝的功能要求也隨之增加。防水功能性面料因其優(yōu)異的防水透氣效果，在民用服裝和工業(yè)防護(hù)產(chǎn)品中備受廣大消費者的青睞[1-2]。目前，評價功能性面料防水效果的常規(guī)檢測方法主要有潑水法和靜水壓法[3]。其中潑水法設(shè)備簡易，操作過程簡單，評價方式直觀，是多數(shù)面料生產(chǎn)廠進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量控制的有效手段[4]。

GB/T 4745—2012《紡織品 防水性能的檢測和評價：沾水法》（以下簡稱GB/T 4745）和ISO 4920:2012《紡織品 表面抗?jié)裥詼y定（噴淋試驗）》（以下簡稱ISO 4920）兩個標(biāo)準(zhǔn)對測試時的水溫、測試環(huán)境的溫濕度有明確的要求，相關(guān)專業(yè)第三方檢測機(jī)構(gòu)都是在標(biāo)準(zhǔn)要求的恒溫恒濕實驗間進(jìn)行的測試[5]。然而，部分面料生產(chǎn)廠進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量控制的檢測環(huán)境是難以達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)要求的，甚至有些生產(chǎn)廠商直接在常規(guī)辦公環(huán)境內(nèi)完成檢測，導(dǎo)致生產(chǎn)廠商在產(chǎn)品開發(fā)階段的內(nèi)部質(zhì)控數(shù)據(jù)與第三方檢測機(jī)構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)存在明顯的差異，從而影響大生產(chǎn)的進(jìn)程及交貨周期，給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

本文主要探討了測試水溫、環(huán)境溫濕度對織物的潑水性能測試結(jié)果的影響。選用3 種市面常規(guī)的防水織物（高密防水整理織物、涂層織物和復(fù)合織物）開展試驗研究，期望研究結(jié)果可為面料生產(chǎn)商內(nèi)部質(zhì)控的準(zhǔn)確性提供有意義的參考。

1 試驗部分

1.1 試驗儀器

噴淋測試儀（Spray Rating Tester）、手持式溫濕儀、水溫計。

1.2 試驗樣品

高密防水整理織物20種、涂層織物20種、復(fù)合織物20種。

1.3 試驗設(shè)計思路及評價方法

1.3.1 水溫選擇

GB/T 4745和ISO 4920 兩個標(biāo)準(zhǔn)都要求測試用水的溫度為（20.0±2.0）℃或（27.0±2.0）℃。選取不同水溫梯度進(jìn)行潑水試驗，對比不同測試水溫對潑水級別的影響。

1.3.2 環(huán)境溫度及濕度選擇

GB/T 4745和ISO 4920 兩個標(biāo)準(zhǔn)要求測試環(huán)境溫度為（20.0±2.0）℃、相對濕度為（65.0±4.0）%。比較標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中的潑水測試結(jié)果與常規(guī)辦公環(huán)境［溫度為（24.0±2.0）℃、相對濕度為45.0%～75.0%］測試結(jié)果的差異。試驗時，選用辦公環(huán)境1的相對濕度為（45.0±5.0）%，辦公環(huán)境2 的相對濕度為（70.0±5.0）%。

1.3.3 評級結(jié)果及方式

試驗參照GB/T 4745 標(biāo)準(zhǔn)中8.1～8.6 條款進(jìn)行潑水試驗，并按照附錄A的方法評價試樣防水性能的等級。

2 結(jié)果與討論

2.1 水溫對潑水結(jié)果的影響

選擇11～31 ℃的水溫范圍，變化梯度為2 ℃，在標(biāo)準(zhǔn)要求的測試環(huán)境溫度（20.0±2.0）℃、相對濕度為（65.0±4.0）%中，分別選取10 種不同的高密防水織物、10種涂層織物、10種復(fù)合織物進(jìn)行潑水試驗，試驗結(jié)果詳見表1～表3。

表1 水溫對高密防水織物潑水結(jié)果的影響

表3 水溫對復(fù)合織物潑水結(jié)果的影響

由表 1 可知：10 個樣品中有 4 個樣品（NO.1、NO.3、NO.6、NO.9）在水溫（11～17）℃下的潑水評定結(jié)果比在標(biāo)準(zhǔn)水溫（19 ℃和20 ℃）下的潑水等級至少偏高0.5 級，其中NO.1 和NO.9 樣品在水溫11℃時的潑水結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)水溫下的潑水結(jié)果相差等級達(dá)1級。這可能是水溫越高，水分子的布朗運動越明顯，隨著水分子的運動速度加快，分子中的內(nèi)能增大，使得水分子穿透織物表面的能力提升，在織物表面比較容易鋪展，最終使其潑水性能結(jié)果變差[6]，反之亦然。

由表2 可知：10 個樣品中只有樣品NO.9 在水溫（11～17）℃的潑水級別與標(biāo)準(zhǔn)溫度下的潑水級別相差0.5 級，這可能是由于面料涂層時易出現(xiàn)厚薄不一的情況導(dǎo)致的；而其他樣品在不同測試水溫下的潑水級別基本沒有區(qū)別，這主要與涂層織物的防水原理有關(guān)。涂層防水織物經(jīng)過防水整理劑和交聯(lián)劑的作用，在高溫下焙烘時交聯(lián)劑發(fā)生縮合反應(yīng)，并在織物表面形成致密的薄膜，或與纖維上的活性基團(tuán)反應(yīng)，使纖維表面自由能降低，從而難以被水分子所潤濕或附著[7]，使得抵抗水溫的能力比高支高密織物強，故而水溫對大部分涂層織物的防水效果影響不大。

表2 水溫對涂層織物潑水結(jié)果的影響

由表3可知：10種復(fù)合織物在不同溫度下的潑水結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)溫度下的潑水結(jié)果都沒有差別。這可能是由于復(fù)合織物經(jīng)過織物與高聚物薄膜的層壓加工后較常規(guī)織物更厚，且結(jié)構(gòu)相對緊密，當(dāng)水溫升高時，分子內(nèi)能的增大值不足以影響其對織物表面的穿透能力，因此樣品總體的防水性能較好，不易受外界環(huán)境和水溫的影響。

綜合以上數(shù)據(jù)說明：測試用水的溫度對高密織物潑水性能的影響比涂層織物和復(fù)合織物的影響大，與織物本身的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。對于高密織物而言，主要是利用高密度、紗線間隙小到不允許水滴通過的機(jī)制來實現(xiàn)防水的，而水在不同溫度下的分子內(nèi)能不同，使得水溫對部分面料的潑水結(jié)果影響較大[6]；對于涂層織物和復(fù)合織物而言，涂層和層壓的工藝對潑水級別的影響比面料本身的影響更大。但總的來說，水的溫度對涂層織物和復(fù)合織物的潑水結(jié)果影響較小。

2.2 測試環(huán)境溫濕度對潑水結(jié)果的影響

選取標(biāo)準(zhǔn)要求的水溫（20.0±2.0）℃及標(biāo)準(zhǔn)要求的恒溫恒濕環(huán)境［溫度為（20.0±2.0）℃，相對濕度為（65.0±4.0）%］和常規(guī)辦公環(huán)境［溫度為（24.0±2.0）℃，相對濕度為40.0%～75.0%］，另分別選取10種不同的高密防水織物、涂層織物和復(fù)合織物進(jìn)行潑水試驗，試驗結(jié)果詳見表4～表6。

表4 測試環(huán)境對高密防水織物潑水結(jié)果的影響

表5 測試環(huán)境對涂層織物潑水結(jié)果的影響

表6 測試環(huán)境對復(fù)合織物潑水結(jié)果的影響

由表4～表6可知：測試環(huán)境的溫度和相對濕度對3類織物的潑水結(jié)果影響均較小，無論是高密織物，還是涂層織物或復(fù)合織物，在常規(guī)辦公環(huán)境下測試的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕間測試的結(jié)果保持一致。這說明測試過程中的溫濕度對織物的潑水等級影響關(guān)系不大。

3 結(jié)論

（1）水溫對高密防水織物的潑水結(jié)果影響較大。當(dāng)水溫低于17 ℃時，所測織物的潑水結(jié)果級別與標(biāo)準(zhǔn)要求的水溫條件下的潑水結(jié)果偏差超過0.5級。測試水溫在19～31℃條件下所測織物的潑水結(jié)果級別與標(biāo)準(zhǔn)水溫條件下的測試結(jié)果級別基本一致。測試水溫的變化對涂層織物和復(fù)合織物潑水結(jié)果的影響較小。

（2）測試環(huán)境的溫度和相對濕度對織物潑水結(jié)果的影響較小。測試用水的溫度在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)時，在常規(guī)辦公環(huán)境下織物的潑水結(jié)果與在標(biāo)準(zhǔn)要求的恒溫恒濕環(huán)境下的潑水結(jié)果一致。