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“毛效”是什么?四种常用吸水性与防水性测试方法

2019年03月18日 点击:

人们对织物有着防水和导水两方面的需求。由纤维表面浸润性可知织物的导水性、舒适性;织物经过防水处理或是加了涂层可以增强其防水性能。用不同的方法测试织物的透水量,所得到的不同参数,都是为了表征织物的透水性能。本文主要研究织物透水性的影响因素,并依据其结构特点来选择检测方法。


一、影响织物透水性(防水性)的因素:


织物的透水性是液态水从织物一面渗透到另一面的性能。对于织物的防水和透水性,总体上来说主要有3个主要因素:


1、纤维表面的浸润性

当纤维的接触角θ<90°时,纤维集合体材料是一个导水材料,结构紧密只会导致更多的毛细孔芯吸导水。当纤维θ>90°时,纤维具有防水特征,当织物结构越紧密(即孔隙越小)时,防水效果越好。因此,织物只有在已知纤维的接触角时,才较好讨论其防水或透水性。

2、织物的涂层

在织物表面涂上一层不透水、不溶于水的连续薄膜层,降低了织物的透水性,织物因此不透气。其不太适用于衣物,但可用于篷盖布或雨披等。若采用防水、多微孔的涂层膜,可形成防水性优良,且透水、透气性好的涂层织物。

3、环境

拒水织物或涂层织物大多是不吸湿纤维或涂层材料制成,因此相对湿度的变化不会影响其防水性能。而导水织物,大多为吸湿纤维材料。相对湿度增大,纤维吸湿增强,纤维膨胀而毛细作用增强,故织物的导水性增强。温度的影响与湿度相同。因此环境对导水织物有很大的影响。



二、透水性与防水性测试:



测量织物的透水性或防水性就是要测其拒水性或导水性,随织物实际使用情况不同而采用不同的方法,并以各种相应的指标来表示织物的透水性或防水性。


1、静水压法 
静水压法是指在一定的水压下织物的渗水能力,它适用于所有种类的织物,包括那些经过防水整理的织物。


织物的防水性与纤维、纱线和织物结构的抗水能力有关,所测结果与水喷淋和雨淋到织物表面是不一样的。用静水压法测织物的防水性,有静压法和动压法。静压法是在织物的一侧施加静水压,测量在此静水压下的出水量、出水滴时间、在一定出水量时的静水压值。静水压值可以是水柱高,也可以是压强。实测中,采用测定单位面积、单位时间内的透水量(mL/cm2·h)。对于防水性织物,测量当试样另一面出现水滴所需的时间,或经过一定时间后观察另一面所出现的水珠数量。

动压法是在试样的一面施以等速增加的水压P,直到另一面被水渗透而显出一定数量的水珠,所强加的水压P,其原理与静压法一样,只是P是变量。此法比较适用于涂层织物或结构紧密的织物,用静水压反应织物的防水性能,静水压大的织物防水性能强,静水压小的织物防水性能弱。导水性织物,吸湿能力很强,遇水就湿,没有抗水性,也不会产生静水压。



(3种不同的静水压测试仪结构图)

在AATCC 127-2003测试方法实验中,将待测样品沿着对角线方向最少取3块大小面积为200mm×200mm的样品。样品的两面防水性不一样,做好标记,用(21±2)℃的蒸馏水进行测试,测试面积为100cm2,测试面接触水,水压以速度为60mbar/min(或10mm/s)递增,若在样品上有3处不同地方渗出水滴,则测试达到终点。但若在距离样品夹3mm以内的地方渗出的水滴,是无效的。所测结果为在相同条件下3个测试样的平均值。测试值越大,表示水渗出样品所需的压力值越大,其防水性越好。

2、喷淋法 
喷淋法是通过连续喷水或滴水到试样上,观察试样在—定时间后表面的水渍特征,与各种润湿程度的样照对比,来评定织物的防水性。喷淋法是模拟衣物在淋到细雨时被淋湿的程度。这种方法适用于所有的经过防水处理的织物和未处理的织物,测得的防水结果与纤维、纱线、织物的处理以及织物结构有很大的关系。



通常采用喷淋式拒水性能测试仪测定。在AATCC 22-2005测试方法中,将测试样用直径为152.4mm的铁环固定样品,样品处于张紧状态,表面平整没有皱。将250mL蒸馏水从标准喷头以45°喷淋,在喷嘴下方150mm处的试样,喷淋时间25~30s。将带样品的铁环底部轻敲固体物一次,测试面与固体物相对,然后再将铁环旋转180°轻敲一次后,将喷淋的试样表面与标准图卡进行对照、评级,评价织物的拒水性。评价级别有5个等级,5级为最好,1级为最差。5级——测试的样品面上没有沾水滴;4级——测试的样品面上有轻微的湿点;3级——测试的样品面上有明显的雨淋点滴;2级——测试的样品面上有部分湿润;1级——测试的样品面全部湿了。


3、雨淋法:
雨淋法是模拟大雨时,测试织物露在空气中的拒水性。这个方法适用于任何经过或未经过拒水整理的织物。



在不同的速度水的冲击强度下,测量单层织物或复合织物的抗冲击渗水性。测试结果与织物中的纤维、纱线、织物结构的拒水性能有关。其原理就是将测试样品包住已称重的吸水纸,测试结束后再次称量吸水纸,两次重量差就是样品的透水量。要求吸水纸测试前后质量差不超过1g;若是质量差大于5g,说明织物抗水性很差。



实验中用雨淋测试仪测试,AATCC 35-2006测试方法是将试样的后面放一个15.2cm×15.2cm的标准吸水纸,称重标准吸水纸,精确到0.1g。在垂直的刚性面上,将试样夹在试样夹持器上,试样放在喷淋的中间位置,距离喷嘴30.5cm,水平地将(27±1)℃的水流直接喷淋到试样上,持续5min。喷淋结束后,小心的取下吸水纸,迅速称重,精确至0.1g。计算吸水纸在5min喷淋时间内重量的增加,取其测试数据的平均值。若是大于5.0g,则报告为+5.0g或>5.0g。


4、芯吸法
芯吸法(即常说的毛效)是目前最常用、最简单地直接测试织物的吸水性方法。通常将测试样剪成长条形,测试样品一端悬挂在铁架台上,另一端接触水面(或浸入水中一定高度),浸一定时间(f)后,测量水通过织物的毛细管和纤维孔隙所爬升的高度(h)。导水性好的织物,吸水性强,吸水速度(即芯吸速度)快,单位时间内爬升高度大,即导水高度高。若是在测试过程中,由于织物结构、纤维、纱线和颜色的关系,水的爬升过程不是很明显,肉眼不能很好观察,此时可以在水中加入一点着色剂。



芯吸速度(v)在微观上取决于纤维的物理、化学性质和液体分子的热平衡过程;在宏观上取决于孔隙的形态与方向。芯吸速度为水在单位时间内上升的高度值,即v(cm/s)=h/t。导水性的强弱关系着芯吸速度的大小。故可以用芯吸来测试织物的导水能力。


三、注意事项:



以上透水性的各种检测方法适用于所有的织物。在实际工作中,针对不同的织物采用不同的测试方法,可以更好地测量织物的透水性或防水性:


1、涂层类织物因为其组织结构,测试其透水性可以用喷淋法、雨淋法和静水压法,不适用芯吸法。

2、一般情况下,芯吸法测试时,会发现针织类织物的吸水性能比机织类好。

3、遇水就湿的织物不能用静水压测试,但是可以进行喷淋法测试。


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