防水性能檢測標準和方法

1. 防水性能測試標準

　　紡織品防水性能檢測也稱抗水性檢測，主要分為抗水滲透性(靜水壓)檢測、表面拒水性(噴淋)檢測和淋雨測試，國內外常用的檢測方法見下表1：

表1 國內外主要檢測標準

　

　　上表中的國家標準和日本JIS方法體系的技術方法基本上等效采用ISO，而AATCC方法檢測方法與ISO 的主要不同之處在于：AATCC的靜水壓檢測只要求至少有3個樣品，而噴淋檢測的評級采用打分制且可評中間級別;而淋雨檢測使用不同的淋雨儀且只衡量吸水紙的質量變化。

 

2. 防水性能測試方法

2.1 靜水壓(ISO 811-1981)

2.1.1 應用范圍及原理

　　靜水壓檢測適用于測定緊密織物(如帆布、油布、帳篷布及防雨服裝布等)水滲透時的壓力，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 ——微孔內壁與水的接觸角;

　　r ——微孔半徑;

　　g ——重力加速度。

　　由公式可見，當90°<θ<180°時，θ越大，織物表面能越低，微孔的半徑(r)越小，靜水壓(P)越高。而靜水壓的檢測結果在樣品和試驗液體一定的條件下，與水溫、測試面積和水壓上升速率有關。試驗結果表明，織物的靜水壓性能中大約有52%是由織物表面孔徑決定的，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 試驗儀器

　　耐靜水壓測試儀，如圖1。

　　圖1 耐靜水壓測試儀

2.1.3 試驗步驟及結果

　　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℃，按規定在標準大氣條件下調濕試樣后，織物試驗面與水接觸，對試樣施加遞增的水壓，并不斷觀察滲水的現象，記錄織物上第3處滲水時的靜水壓值，重復測試取平均值。檢測結果的計量單位用kPa和Pa表示。結果越大，表明抗靜水壓性能越好。

2.2 噴淋試驗(ISO 4920-1981)

2.2.1 應用范圍和原理

　　噴淋檢測適用于測定各種已經或未經拒水整理織物表面抗濕的能力。該性能表示液體在紡織品表面的潤濕情況，與檢測液體和紡織品表面的表面能和固液接觸角θ有關。根據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，γlv越小，θ越小，液體越容易潤濕固體。

　　因而在試樣、液體種類和溫度一定的條件下，噴淋檢測的試驗結果與檢測液體流速、樣品在儀器上如何擺放等有關。

2.2.2 試驗儀器

　　噴淋式拒水性能測試儀，如圖2。

　　圖2 噴淋式拒水性能測試儀

2.2.3 測試步驟及結果

　　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℃，按規定在標準大氣條件下調濕試樣后，織物試驗面與水接觸接受噴淋，試樣經向與水流方向平行。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面朝下幾乎成水平，輕輕敲打2次，根據標準文字描述或圖片評定觀察到的試樣潤濕程度的級別，從5級到1級，5級最佳，1級最差，不評中間等級，評級由至少2名有噴淋評級經驗的檢測人員進行。重復測試獲得3個試驗數據，報告每個測試樣品的試驗結果。

2.3. 淋雨試驗(ISO 9685-1991)

2.3.1 應用范圍及原理

　　淋雨檢測適用于測定織物在運動狀態下經受陣雨的防水性能，其中包括表面沾濕和紡織品潤濕吸收水分的能力，在拒水性原理的基礎上，還有紡織品潤濕原理，可用Young-Laplace’s方程解釋：

　　式中：

　　γ——試驗液體的表面張力;

　　r ——測試孔的半徑;

　　θ——潤濕液體對孔壁的接觸角。

　　由上式可見，紡織品潤濕吸水的檢測結果在樣品與試驗液體一定的條件下，與水溫、測試面積和水壓有關。

2.3.2 試驗儀器

　　邦迪斯門淋雨性測試儀，如圖3。

　　圖3 邦迪斯門淋雨性測試儀

2.3.3 測試步驟及結果

　　在織物上至少取4塊代表性試樣，按規定在標準大氣下調濕樣品。試驗或校驗前，先校正流量 ，移上擋雨板，稱量調濕后試樣的質量(m1)。試樣的測試面平整無張力地放于樣杯上，用夾樣環夾住，拉開擋雨板，使試樣受淋10min。用參比樣照目測評定試樣的拒水性(類似噴淋檢測的評級)，試樣離心脫水15s，立即稱出其質量(m2)。計算吸水率(W)，以質量百分比表示，公式如下：

3. 性能評價

　　目前，國際上紡織品的防水檢測方法中均沒有對防水性能評價的規定，相關檢測機構對紡織品防水性能的評價往往是用戶根據紡織品的種類和用途來確定檢測要求。紡織品的用途和檔次不同導致了防水性能有較大差異，評價要求也不同。由于紡織品的防水與透濕性能往往是一對矛盾的共同體，防水性能好的產品的透濕性能相對較差。目前，防水和透濕性能都好的產品往往是最高檔的產品，所以也極大限制了防水紡織品的使用范圍。

　　國際上著名的防水紡織品品牌，如：“Teflon”“Scotchgard”“Gore-Tex”等品牌檢測認證程序，往往是根據服用紡織品、家居紡織品或產業用紡織品等不同用途來確定產品的具體性能指標要求。美國軍用標準中防水紡織產品的耐水壓最低要求為13.68kPa，日本自衛隊雨衣的耐水壓在13.73kPa以下。我國公共安全行業標準GA 10-1991規定，防護服抗滲水內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達到4級以上，一次水洗后仍能達到3級以上;淋雨檢測的要求往往是吸水質量最大為1g。GB 12799要求紡織品水洗前拒水性達到5級，水洗30次仍至少為≥1級。