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(duì)國(guó)內(nèi)外較為常用的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析，以便于更好地對(duì)紡織品防水透濕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)．
　　關(guān)鍵詞：防水透濕；防水透濕工藝；檢測(cè)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(shí)具有透濕透氣、保暖等功效的防水紡織品，在戶(hù)外沖鋒衣、消防服、蓬蓋布及醫(yī)療專(zhuān)用防護(hù)服等產(chǎn)品上的應(yīng)用越來(lái)越多。從目前來(lái)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(kāi)展防水透濕紡織品的檢測(cè)與評(píng)價(jià)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(duì)市場(chǎng)上較為常用的防水透濕檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)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(guò)，而阻止水滴的透過(guò)，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(guò)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(guò)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(duì)指標(biāo)，不能絕對(duì)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(lèi)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(wèn)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(guò)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(shù)脂、聚丙烯酸酪類(lèi)樹(shù)脂、聚氨基甲酸酪等，與此同時(shí)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(lèi)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(lái)，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(guò)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。現(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(guò)熱處理，該結(jié)構(gòu)被固定下來(lái)，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(gè)平方厘米上有十多億個(gè)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(guò)，而讓水蒸氣分子自由通過(guò)，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(méi)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(wàn)多根纖維，緯向每英寸有5～6萬(wàn)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(guò)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(lèi)型牌號(hào)，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(duì)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)
　　3.1檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
　　國(guó)內(nèi)外測(cè)定紡織品防水性能的試驗(yàn)方法較多，但主要分為兩個(gè)方面，一方面是測(cè)定紡織品表面抵抗被水潤(rùn)濕的性能，另一方面是測(cè)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(duì)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(lèi)。
　　3.1.1靜水壓法
　　國(guó)內(nèi)外適用于靜水壓法的主要方法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
 

　　表2靜水壓法的方法標(biāo)準(zhǔn)

　　靜水壓法國(guó)際上使用較為廣泛的為ISO811和ISO1420，各個(gè)國(guó)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(cè)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(duì)一般織物，ISO1420是針對(duì)涂層織物。此外，在試驗(yàn)結(jié)果表達(dá)上，兩個(gè)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(shí)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(shí)間，如試樣未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，則表明試樣通過(guò)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(guó)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(guò)與否的說(shuō)明以及最終靜水壓值的測(cè)定。
　　3.1.2噴淋法
　　國(guó)內(nèi)外適用于噴淋法的主要方法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。
　　目前國(guó)內(nèi)外采用噴淋法測(cè)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(cè)定試樣表面抵抗?jié)櫇竦哪芰?，其測(cè)試原理是對(duì)試樣進(jìn)行豎直噴淋，通
　　過(guò)觀察試樣表面潤(rùn)濕程度對(duì)其進(jìn)行評(píng)級(jí)。評(píng)級(jí)共分5等，其中5級(jí)表明織物表面沒(méi)有潤(rùn)濕，1級(jí)表面織物表面全部潤(rùn)濕。ISO18695和ISO9865的測(cè)試原理與ISO4920有所不同，ISO18695規(guī)定的方法是測(cè)定織物抵抗水滲透的性能，其只將試驗(yàn)過(guò)程中穿透試樣的水量作為試驗(yàn)結(jié)果，沒(méi)有對(duì)試樣表面評(píng)級(jí)的要求。而ISO9865除了要對(duì)試樣表面潤(rùn)濕程度進(jìn)行評(píng)級(jí)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(guó)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(píng)級(jí)的要求以及試樣被穿透時(shí)的噴淋時(shí)間和流量的計(jì)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(lái)測(cè)定織物抵抗水穿透試樣的方法，適用于各種經(jīng)過(guò)及未經(jīng)過(guò)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(chēng)量吸水紙的質(zhì)量，通過(guò)吸水紙質(zhì)量的增加來(lái)測(cè)定試驗(yàn)過(guò)程中滲過(guò)試樣的水的質(zhì)量。從測(cè)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(píng)價(jià)指標(biāo)
　　由于紡織品的防水工藝和用途不同會(huì)導(dǎo)致防水性能存在一定差異，評(píng)價(jià)指標(biāo)也不同，目前，無(wú)論是針對(duì)靜水壓法還是噴淋法國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有單獨(dú)的防水性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)各種產(chǎn)品的評(píng)價(jià)要求大多數(shù)出現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中。
　　IS05912-2003《宿營(yíng)帳篷》中規(guī)定，不同類(lèi)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(cè)試時(shí)，其耐水壓值為80kPa。其他行業(yè)內(nèi)，對(duì)紡織品的防水要求也分布于各個(gè)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(guó)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?jí)數(shù)至少為3級(jí)。
　　4紡織品透濕檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)
　　水汽通過(guò)織物傳遞的途徑主要有三個(gè)方面：一是水汽通過(guò)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(gè)方面，一方面是紡織品的透氣性，其影響水汽通過(guò)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?cái)?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(duì)水汽的吸收和傳遞能力，其影響水汽通過(guò)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(shí)，水汽會(huì)從高壓一邊透過(guò)織物流向另一邊。本文中的檢測(cè)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)
　　紡織品透氣性檢測(cè)的原理：在規(guī)定的壓差條件下，測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)試樣給定面積的氣流流量，計(jì)算出透氣率。氣流速率可直接測(cè)出，也可通過(guò)測(cè)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有ASTMD737-1996和GB/T5453-1997，下面對(duì)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(cè)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?huì)影響織物透氣性的測(cè)試結(jié)果，所以各測(cè)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(cè)試結(jié)果，應(yīng)棄用。試樣夾具適用于針織物或易與測(cè)試頭相粘的織物，不適用于厚重或硬挺織物。當(dāng)測(cè)試織物正反面的透氣性存在差異時(shí)，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(cè)定漏氣量和透過(guò)織物的氣流量。
　　4.2評(píng)價(jià)指標(biāo)
　　一般來(lái)說(shuō)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(zhǎng)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(huì)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(shì)。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(shuō)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(dòng)情況下，材料應(yīng)有的透濕能力，可以提出一個(gè)透濕能力最低值2500g/m2•24h。
　　（青島紡聯(lián)集團(tuán)有限公司研發(fā)中心 修玉飛）