摘要：紡織品的防水透濕功能一直是人們追求的目標(biāo)，根據(jù)不同的加工工藝，效果也不盡同，本文總結(jié)了紡織品防水透濕的加工工藝，并對國內(nèi)外較為常用的檢測方法進(jìn)行了分析，以便于更好地對紡織品防水透濕性能進(jìn)行評價．
　　關(guān)鍵詞：防水透濕；防水透濕工藝；檢測標(biāo)準(zhǔn)
　　1前言
　　隨著紡織品加工技術(shù)的發(fā)展，具有一定功能性的紡織產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。防水紡織品或同時具有透濕透氣、保暖等功效的防水紡織品，在戶外沖鋒衣、消防服、蓬蓋布及醫(yī)療專用防護(hù)服等產(chǎn)品上的應(yīng)用越來越多。從目前來看，防水透濕紡織材料的加工工藝有多種，不同整理工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，其防水透濕效果不盡相同。為了更好的開展防水透濕紡織品的檢測與評價工作，本文總結(jié)和分析了防水透濕紡織品的加工工藝，并對市場上較為常用的防水透濕檢測方法和評價指標(biāo)進(jìn)行了研究。
　　2防水透濕工藝
　　紡織品的防水透濕性可利用水蒸汽分子和水分子的巨大差異實(shí)現(xiàn)，如果設(shè)法在織物上形成某種“孔”，使孔徑的大小介于水滴最小直徑（100μm）和水汽直徑（0.0004μm）之間，則可以使織物只允許水蒸汽分子通過，而阻止水滴的透過，從而使織物既具有防水功能，又具有良好的透濕效果。而致密親水膜防水透濕織物則是通過親水膜親水鏈段的化學(xué)吸附，在一定的溫度和濕度梯度下傳遞水蒸汽；通過親水膜的疏水鏈段阻止液態(tài)水的滲透。防水與透濕是相互矛盾的一對指標(biāo)，不能絕對地提出防水性極好而透濕性又優(yōu)良的苛刻要求。目前紡織品的防水透濕工藝主要有一下三種。
　　2.1疏水劑整理法
　　為了防雨，人們用桐油、亞麻油之類天然產(chǎn)物，涂于布或紙上，制成不透氣的油布、油紙，達(dá)到防水效果，但很硬，耐久性很差。橡膠發(fā)現(xiàn)后，做成橡膠涂層布，雖然柔軟一些，仍不透氣，穿著很不舒服。為了解決透氣性問題，相繼發(fā)明了許多疏水處理劑，如早期的鋁皂防水劑，石蠟乳液等，現(xiàn)在普通的雨衣就是用疏水劑處理的，近期的有機(jī)硅、有機(jī)氟等疏水劑，性能較為優(yōu)良，用途更為廣泛。
　　織物經(jīng)過各種疏水劑的乳液或溶液浸漬、干燥、焙烘后，在織物表面成一層疏水基因，達(dá)到防水目的，這是眾周知的。透濕性隨不同的疏水劑略有不同，但防水性不理想，耐水壓低，不耐洗滌。
　　2.2涂層整理法
　　高分子合成材料的出現(xiàn)，產(chǎn)生許多聚合物涂料，如氯丁橡膠、乙烯基樹脂、聚丙烯酸酪類樹脂、聚氨基甲酸酪等，與此同時發(fā)展的合成纖維工業(yè)，又提供強(qiáng)度高、重量輕的純尼龍之類的織物作為基布，使涂層防水織物輕薄柔軟。由于涂層配方隨聚合物不同，可以添加各種助劑，因而品種眾多可以賦予耐低溫、防油、防霉等各種優(yōu)異能，有的添加親水性物質(zhì)，透濕性也有增加，進(jìn)一步提高了實(shí)用性能。近年來，高分子論和合成技術(shù)進(jìn)展很大，已能制造具有微孔的超薄高分子膜，采用粘結(jié)或?qū)訅杭夹g(shù)使與織物結(jié)合，如聚四氟乙烯多微孔薄膜與尼龍織物層壓成復(fù)合材料，保持織物柔軟，輕薄特點(diǎn)，又能透濕防水。
　　主要利用涂層和薄膜的多微孔性質(zhì)，過去在涂層中加入親水性微粒，多孔填料，發(fā)泡劑等方法，使涂層中產(chǎn)生排出汗水氣的通路，但是這些方法產(chǎn)生的小孔不均勻，不能完全阻擋水滴浸入?，F(xiàn)在從高聚物微結(jié)構(gòu)形態(tài)著手，發(fā)現(xiàn)某些高聚物在特定工藝條件下，能生成原纖維組成的行列薄片結(jié)構(gòu)，經(jīng)單軸拉伸而形變，在行列之間形成多微孔，經(jīng)過熱處理，該結(jié)構(gòu)被固定下來，這些微孔直徑0.2～10微米，孔隙率達(dá)80%以上，相當(dāng)于一個平方厘米上有十多億個微孔，由于微孔直徑是水滴直徑的1/5000～1/20000，是水蒸氣分子直徑的700倍左右，因此可以阻止水滴通過，而讓水蒸氣分子自由通過，汗水蒸汽利用衣料內(nèi)溫度與外界環(huán)境溫度之間溫差及濕度差而排向外界。
　　2.3緊密織物法
　　應(yīng)用高密度織物制成的透濕防水織物，它完全保持纖維織物自然的風(fēng)貌，不用疏水劑整理加工，也沒有涂層、薄膜覆蓋，因此手感好，風(fēng)格柔軟服用性能優(yōu)良。這是超細(xì)纖維和超高收縮技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，使用0.1旦尼爾或更細(xì)的超細(xì)旦纖維，織物的經(jīng)向每英寸有1萬多根纖維，緯向每英寸有5～6萬根纖維，這種織物的密度是普通織物的20倍左右，織物經(jīng)過收縮后是原坯布面積的60%，因此質(zhì)地緊密，好似合成皮革，表面有微細(xì)絨毛叢立著，孔隙只有7微米左右，起到透濕防水的作用，這種超細(xì)纖維可以是滌綸、錦綸等合成纖維，也可以是棉纖維。
　　2.4防水透濕方法比較
　　從表1中可以看到，某些透濕防水織物的綜合性能已經(jīng)相當(dāng)優(yōu)良了，并各具特色，有的特別輕薄，有的有天然的柔軟風(fēng)格，但是各自也存在一些不足的地方，透濕性高了，防水性就差些等等，因此可以根據(jù)織物的用途，選擇相應(yīng)類型牌號，制造合適的透濕防水服裝。
 

　　表1防水透濕織物的性能

　　前述三種方法制備防水透濕織物已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但仍有不足之處。采用疏水劑整理的織物防水性不理想，耐水壓低，不耐洗滌。親水膜技術(shù)制備的防水透濕織物懸垂性和柔軟性差，透濕性相對較低，附著牢度差；而微孔技術(shù)制備防水透濕織物則工藝復(fù)雜，成本高，限制了其推廣和使用。利用織物本身緊密結(jié)構(gòu)制備的防水透濕織物耐水壓太低。
　　3紡織品防水檢測標(biāo)準(zhǔn)與評價
　　3.1檢測標(biāo)準(zhǔn)
　　國內(nèi)外測定紡織品防水性能的試驗(yàn)方法較多，但主要分為兩個方面，一方面是測定紡織品表面抵抗被水潤濕的性能，另一方面是測定紡織品抵抗水滲透的性能。主要有ISO、EN、AATCC、JIS、GB等標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)從原理上主要包括靜水壓法和噴淋法兩大類。
　　3.1.1靜水壓法
　　國內(nèi)外適用于靜水壓法的主要方法標(biāo)準(zhǔn)見表2。
 

　　表2靜水壓法的方法標(biāo)準(zhǔn)

　　靜水壓法國際上使用較為廣泛的為ISO811和ISO1420，各個國家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定。ISO811和ISO1420的測試原理基本一致，都是在試樣的一面施加水壓，觀察試樣是否出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，不同的是ISO811主要是針對一般織物，ISO1420是針對涂層織物。此外，在試驗(yàn)結(jié)果表達(dá)上，兩個標(biāo)準(zhǔn)也存在一定區(qū)別，ISO811是在試驗(yàn)中持續(xù)增加水壓，直到試樣出現(xiàn)三處滲水，記錄此時的壓力值作為試驗(yàn)結(jié)果，而ISO1420則在規(guī)定的水壓條件下保持一段時間，如試樣未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，則表明試樣通過檢驗(yàn)。
 

　　圖1靜水壓法裝置示意圖

　　除以上兩項(xiàng)方法標(biāo)準(zhǔn)，還有EN、AATCC、JIS、GB等標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)都是在等同采用或參照ISO標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定的。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01004-2008是在修改采用ISO1420-2001基礎(chǔ)上制定，適用于涂層織物，與ISO1420的差異是增加了試驗(yàn)結(jié)果通過與否的說明以及最終靜水壓值的測定。
　　3.1.2噴淋法
　　國內(nèi)外適用于噴淋法的主要方法標(biāo)準(zhǔn)見表3。
　　目前國內(nèi)外采用噴淋法測定紡織品防水性的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)噴淋的位置分為豎直噴淋和水平噴淋。表3中除ISO22958和GB/T23321是采用水平噴淋，其余均為豎直噴淋法，在這些方法中較為通用的是ISO4920、ISO18695和ISO9865。ISO4920是測定試樣表面抵抗?jié)櫇竦哪芰?，其測試原理是對試樣進(jìn)行豎直噴淋，通
　　過觀察試樣表面潤濕程度對其進(jìn)行評級。評級共分5等，其中5級表明織物表面沒有潤濕，1級表面織物表面全部潤濕。ISO18695和ISO9865的測試原理與ISO4920有所不同，ISO18695規(guī)定的方法是測定織物抵抗水滲透的性能，其只將試驗(yàn)過程中穿透試樣的水量作為試驗(yàn)結(jié)果，沒有對試樣表面評級的要求。而ISO9865除了要對試樣表面潤濕程度進(jìn)行評級外，還將試樣吸水量作為試驗(yàn)結(jié)果之一。
 

　　表3噴淋法的方法標(biāo)準(zhǔn)

　　圖2豎直噴淋法裝置示意圖

　　我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01038-1994是在參考AATCC42-1985的基礎(chǔ)上制定，試驗(yàn)方法分為A法和B法，較AATCC42多了試樣表面評級的要求以及試樣被穿透時的噴淋時間和流量的計算。

　　圖3水平噴淋法裝置示意圖

　　與以上試驗(yàn)方法采用豎直噴淋法不同，ISO22958和GB/T23321是采用水平噴淋來測定織物抵抗水穿透試樣的方法，適用于各種經(jīng)過及未經(jīng)過防水(或拒水)整理的織物，特別適用于具有較強(qiáng)防水性能的織物，試驗(yàn)原理為將背面附有吸水紙（質(zhì)量已知）的試樣在規(guī)定條件下用水噴淋5min，然后重新稱量吸水紙的質(zhì)量，通過吸水紙質(zhì)量的增加來測定試驗(yàn)過程中滲過試樣的水的質(zhì)量。從測試織物上裁取至少3塊試樣，每塊試樣的尺寸約為（200×200）mm。GB/T23321是在修改采用ISO22958的基礎(chǔ)上制定，技術(shù)參數(shù)基本一致，只是試驗(yàn)用水溫稍有不同。
　　3.2評價指標(biāo)
　　由于紡織品的防水工藝和用途不同會導(dǎo)致防水性能存在一定差異，評價指標(biāo)也不同，目前，無論是針對靜水壓法還是噴淋法國內(nèi)外還沒有單獨(dú)的防水性評價標(biāo)準(zhǔn)。針對各種產(chǎn)品的評價要求大多數(shù)出現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中。
　　IS05912-2003《宿營帳篷》中規(guī)定，不同類型的帳篷頂部和四周均有最低防水要求，以涂層織物制作的T或R型帳篷為例，采用ISO1420測試時，其耐水壓值為80kPa。其他行業(yè)內(nèi)，對紡織品的防水要求也分布于各個標(biāo)準(zhǔn)中，如GB/T23317-2009《涂層服裝抗?jié)窦夹g(shù)要求》是在修改采用BS6408-1983基礎(chǔ)上制定，規(guī)定面料和接縫處的靜水壓值至少為l0kPa和20kPa。我國公安標(biāo)準(zhǔn)GA10-2002《消防員滅火防護(hù)服》是在ISO11613-1999的基礎(chǔ)上制定，規(guī)定防水透濕層的靜水壓值至少17kPa，面料外層的抗?jié)窦墧?shù)至少為3級。
　　4紡織品透濕檢測標(biāo)準(zhǔn)與評價
　　水汽通過織物傳遞的途徑主要有三個方面：一是水汽通過織物的微孔擴(kuò)散；二是纖維自身吸濕，并在水汽壓較低的一側(cè)蒸發(fā)；三是毛細(xì)管吸收水分向水汽壓低的一側(cè)傳遞和蒸發(fā)。因此紡織品透濕性包括兩個方面，一方面是紡織品的透氣性，其影響水汽通過織物的第一種途徑。透氣性好的織物，透濕能力就強(qiáng)，它直接影響到織物的服用性能?？椢锿笟庑詻Q定于織物的經(jīng)緯紗線間以及纖維間空隙數(shù)量與大小，亦即與經(jīng)緯密度，經(jīng)緯紗線特數(shù)、紗線捻度因素有關(guān)，此外還與纖維性質(zhì)，紗線結(jié)構(gòu)、織物厚度和體積重量等因素有關(guān)。另一方面是紡織品自身對水汽的吸收和傳遞能力，其影響水汽通過織物的第二和第三種途徑，這是織物透濕的間接能力。這一能力主要與織物自身的材質(zhì)密切相關(guān)，在織物兩邊水汽壓力不同時，水汽會從高壓一邊透過織物流向另一邊。本文中的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要介紹關(guān)于紡織品透氣方面的情況。
　　4.1檢測標(biāo)準(zhǔn)
　　紡織品透氣性檢測的原理：在規(guī)定的壓差條件下，測定一定時間內(nèi)垂直通過試樣給定面積的氣流流量，計算出透氣率。氣流速率可直接測出，也可通過測定流量孔徑兩面的壓差換算而得。目前，常用的紡織品透氣性的測試標(biāo)準(zhǔn)有ASTMD737-1996和GB/T5453-1997，下面對兩種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，如表4所示。

　　表4紡織品透氣性測試方法標(biāo)準(zhǔn)的比較

　　使用范圍，GB/T5453-1997適用于產(chǎn)業(yè)用織物、非織造布和其它可透氣紡織品，ASTMD737-1996適用于機(jī)織物、非織造布、充汽袋用布、地毯、起毛起絨織物、針織物和多層織物。因?yàn)槁鈺绊懣椢锿笟庑缘臏y試結(jié)果，所以各測試標(biāo)準(zhǔn)中均提到了預(yù)防漏汽的措施，要求使用試樣夾具和橡膠墊圈。橡膠墊圈多次使用后易老化變形，從而影響測試結(jié)果，應(yīng)棄用。試樣夾具適用于針織物或易與測試頭相粘的織物，不適用于厚重或硬挺織物。當(dāng)測試織物正反面的透氣性存在差異時，壓力小的一面應(yīng)朝下，以防漏氣。若想獲得精確的織物透氣量，可將不透氣蓋板蓋住試樣，分別測定漏氣量和透過織物的氣流量。
　　4.2評價指標(biāo)
　　一般來說織物透氣性的順序?yàn)椋和缚卓椢?gt;緞紋織物>斜紋織物>平紋織物；織物浮長增加，織物的透氣性也相應(yīng)增加。液氨整理能提高織物的透氣性，三防整理會明顯降低織物的透氣性?？椢锼?次后，其透氣率變化明顯，而后逐漸趨于平緩；洗滌30次后，織物的透氣性有增大的趨勢。焙烘后織物的透氣性均比焙烘前有所增加。
　　通常棉、麻、羊毛等天然纖維和蛋白質(zhì)纖維織物的透濕性好于尼龍、滌綸等合成纖維織物。透濕性，一般用g/m2•24h表示，比如說某種材料的標(biāo)準(zhǔn)是10000g/m2•24h，這意味著你的布料每平方米在一天內(nèi)可以透出10000g的水分。根據(jù)人們從事各種活動情況下，材料應(yīng)有的透濕能力，可以提出一個透濕能力最低值2500g/m2•24h。
　?。ㄇ鄭u紡聯(lián)集團(tuán)有限公司研發(fā)中心 修玉飛）