水溫及測試環境溫濕度對織物潑水性能的影響研究

孔令紅

[通標標準技術服務（上海）有限公司，上海200233]

0 引言

隨著科技發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異的防水透氣效果，在民用服裝和工業防護產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檢測方法主要有潑水法和靜水壓法[3]。其中潑水法設備簡易，操作過程簡單，評價方式直觀，是多數面料生產廠進行內部質量控制的有效手段[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 表面抗濕性測定（噴淋試驗）》（以下簡稱ISO 4920）兩個標準對測試時的水溫、測試環境的溫濕度有明確的要求，相關專業第三方檢測機構都是在標準要求的恒溫恒濕實驗間進行的測試[5]。然而，部分面料生產廠進行內部質量控制的檢測環境是難以達到這些標準要求的，甚至有些生產廠商直接在常規辦公環境內完成檢測，導致生產廠商在產品開發階段的內部質控數據與第三方檢測機構的檢測數據存在明顯的差異，從而影響大生產的進程及交貨周期，給企業帶來不必要的經濟損失。

本文主要探討了測試水溫、環境溫濕度對織物的潑水性能測試結果的影響。選用3 種市面常規的防水織物（高密防水整理織物、涂層織物和復合織物）開展試驗研究，期望研究結果可為面料生產商內部質控的準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、復合織物20種。

1.3 試驗設計思路及評價方法

1.3.1 水溫選擇

GB/T 4745和ISO 4920 兩個標準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 環境溫度及濕度選擇

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

1.3.3 評級結果及方式

試驗參照GB/T 4745 標準中8.1～8.6 條款進行潑水試驗，并按照附錄A的方法評價試樣防水性能的等級。

2 結果與討論

2.1 水溫對潑水結果的影響

選擇11～31 ℃的水溫范圍，變化梯度為2 ℃，在標準要求的測試環境溫度（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種復合織物進行潑水試驗，試驗結果詳見表1～表3。

表1 水溫對高密防水織物潑水結果的影響

表3 水溫對復合織物潑水結果的影響

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）℃下的潑水評定結果比在標準水溫（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℃時的潑水結果與標準水溫下的潑水結果相差等級達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）℃的潑水級別與標準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厚薄不一的情況導致的；而其他樣品在不同測試水溫下的潑水級別基本沒有區別，這主要與涂層織物的防水原理有關。涂層防水織物經過防水整理劑和交聯劑的作用，在高溫下焙烘時交聯劑發生縮合反應，并在織物表面形成致密的薄膜，或與纖維上的活性基團反應，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果的影響

由表3可知：10種復合織物在不同溫度下的潑水結果與標準溫度下的潑水結果都沒有差別。這可能是由于復合織物經過織物與高聚物薄膜的層壓加工后較常規織物更厚，且結構相對緊密，當水溫升高時，分子內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，不易受外界環境和水溫的影響。

綜合以上數據說明：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合織物的影響大，與織物本身的結構密切相關。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制來實現防水的，而水在不同溫度下的分子內能不同，使得水溫對部分面料的潑水結果影響較大[6]；對于涂層織物和復合織物而言，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合織物的潑水結果影響較小。

2.2 測試環境溫濕度對潑水結果的影響

選取標準要求的水溫（20.0±2.0）℃及標準要求的恒溫恒濕環境［溫度為（20.0±2.0）℃，相對濕度為（65.0±4.0）%］和常規辦公環境［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、涂層織物和復合織物進行潑水試驗，試驗結果詳見表4～表6。

表4 測試環境對高密防水織物潑水結果的影響

表5 測試環境對涂層織物潑水結果的影響

表6 測試環境對復合織物潑水結果的影響

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

3 結論

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

（2）測試環境的溫度和相對濕度對織物潑水結果的影響較小。測試用水的溫度在標準要求的范圍內時，在常規辦公環境下織物的潑水結果與在標準要求的恒溫恒濕環境下的潑水結果一致。