摘要：紡織品的阻水透氣功能向來(lái)是人們追求的目標(biāo)，根據(jù)不同的加工工藝，效果也不完同，本文總結(jié)了紡織品阻水透氣的加工工藝，并對(duì)國(guó)內(nèi)外較為常用的檢測(cè)辦法進(jìn)行了分析，以便于更好地對(duì)紡織品阻水透氣性能進(jìn)行評(píng)價(jià)．
　　關(guān)鍵詞：拒水透氣；拒水透氣工藝；檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
　　1前言
　　隨著紡織品加工技術(shù)的進(jìn)展，具有肯定功能性的紡織產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。拒水紡織品或同時(shí)具有透氣透濕、保暖等功效的拒水紡織品，在戶外Outdoor Jackets、消防滅火防護(hù)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(lái)越多。從目前來(lái)瞧，阻水透氣紡織材料的加工工藝有多種，不同后整理工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，其阻水透氣效果不完相同。為了更好的開(kāi)展拒水透氣紡織品的檢測(cè)和評(píng)價(jià)工作，本文總結(jié)與分析了阻水透氣紡織品的加工工藝，并對(duì)市場(chǎng)上較為常用的拒水透氣檢測(cè)辦法與評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了研究。
　　2阻水透氣工藝
　　紡織品的阻水透氣性可利用水蒸汽分子與水分子的龐大差異實(shí)現(xiàn)，假如設(shè)法在布料上形成某種“孔”，使孔徑的大小介于水滴小直徑（100μm）與水汽直徑（0.0004μm）之間，則可以使面料只同意水蒸汽分子通過(guò)，而阻撓水滴的透過(guò)，從而使布料既具有拒水功能，又具有良好的透氣效果。而致密親水膜阻水透氣布料則是通過(guò)親水膜親水鏈段的化學(xué)吸附，在肯定的溫度與濕度梯度下傳遞水蒸汽；通過(guò)親水膜的疏水鏈段阻撓液態(tài)水的滲透。拒水和透氣是相互矛盾的一對(duì)指標(biāo)，不能絕對(duì)地提出阻水性極好而透氣性又優(yōu)良的苛刻要求。目前紡織品的拒水透氣工藝主要有一下三種。
　　2.1疏水劑后整理法
　　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，制成不透濕的油布、油紙，達(dá)到拒水效果，但很硬，耐久性很差。橡膠發(fā)覺(jué)后，做成橡膠PU涂層布，雖然柔軟一些，仍不透濕，穿著很不舒暢。為知道決透濕性問(wèn)題，相繼發(fā)明了許多疏水處理劑，如早期的鋁皂拒水劑，石蠟乳液等，現(xiàn)在一般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。
　　布料經(jīng)過(guò)各種疏水劑的乳液或溶液浸漬、干燥、焙烘后，在布料表面成一層疏水基因，達(dá)到拒水目的，這是眾周知的。透氣性隨不同的疏水劑略有不同，但阻水性不理想，耐水壓低，不耐清洗。
　　2.2PU涂層后整理法
　　高分子合成材料的浮現(xiàn)，產(chǎn)生許多聚合物涂料，如氯丁橡膠、乙烯基樹(shù)脂、聚丙烯酸酪類樹(shù)脂、聚氨基甲酸酪等，和此同時(shí)進(jìn)展的合成纖維工業(yè)，又提供強(qiáng)度高、分量輕的純尼龍之類的布料作為基布，使PU涂層阻水面料輕薄柔軟。由于PU涂層配方隨聚合物不同，可以添加各種助劑，因而品種眾多可以給予耐低溫、防油、防霉等各種優(yōu)異能，有的添加親水性物質(zhì)，透氣性也有增添，進(jìn)一步提高了有用性能。近年來(lái)，高分子論與合成技術(shù)發(fā)展很大，已能創(chuàng)造具有微孔的超薄高分子膜，采納粘結(jié)或貼合技術(shù)使和布料結(jié)合，如PTFE多微孔薄膜和尼龍面料復(fù)合成層壓材料，保持布料柔軟，輕薄特點(diǎn)，又能透氣阻水。
　　主要利用PU涂層與薄膜的多微孔性質(zhì)，過(guò)去在PU涂層中加入親水性微粒，多孔填料，發(fā)泡劑等辦法，使PU涂層中產(chǎn)生排出汗水氣的通路，但是這些辦法產(chǎn)生的小孔不均勻，不能盡全阻擋水滴浸入?，F(xiàn)在從高聚物微結(jié)構(gòu)形態(tài)著手，發(fā)覺(jué)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，因此可以阻撓水滴通過(guò)，而讓水蒸氣分子自由通過(guò)，汗水蒸汽利用衣料內(nèi)溫度和外界環(huán)境溫度之間溫差及濕度差而排向外界。
　　2.3密切布料法
　　應(yīng)用高密度面料制成的透氣阻水面料，它盡全保持纖維布料自然的風(fēng)貌，不用疏水劑后整理加工，也沒(méi)有PU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)纖維與超高收縮技術(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，面料的經(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，這種布料的密度是一般面料的20倍左右，布料經(jīng)過(guò)收縮后是原本色棉布面積的60%，因此質(zhì)地密切，好似合成真皮，表面有微細(xì)絨毛叢站著，孔隙惟獨(dú)7微米左右，起到透氣拒水的作用，這種超細(xì)纖維可以是聚酯纖維、錦綸等合成纖維，也可以是棉纖維。
　　2.4拒水透氣辦法比較
　　從表1中可以瞧到，某些透氣阻水面料的綜合性能已經(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，透氣性高了，拒水性就差些等等，因此可以根據(jù)面料的用途，選擇相應(yīng)類型牌號(hào)，創(chuàng)造合適的透氣阻水工作裝。

　　表1阻水透氣布料的性能

　　前述三種辦法制備拒水透氣布料已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但仍有不足之處。采納疏水劑后整理的面料阻水性不理想，耐水壓低，不耐清洗。親水膜技術(shù)制備的阻水透氣布料懸垂性與柔軟性差，透氣性相對(duì)較低，附著牢度差；而微孔技術(shù)制備阻水透氣布料則工藝復(fù)雜，成本高，限制了其推廣與使用。利用布料本身密切結(jié)構(gòu)制備的阻水透氣布料耐水壓太低。
　　3紡織品拒水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)
　　3.1檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
　　國(guó)內(nèi)外測(cè)定紡織品阻水性能的試驗(yàn)辦法較多，但主要分為兩個(gè)方面，一方面是測(cè)定紡織品表面反抗被水潤(rùn)濕的性能，另一方面是測(cè)定紡織品反抗水滲透的性能。主要有ISO、EN、AATCC、JIS、GB等標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)對(duì)照發(fā)覺(jué)，試驗(yàn)辦法標(biāo)準(zhǔn)從原理上主要包含靜水壓法與噴淋法兩大類。
　　3.1.1靜水壓法
　　國(guó)內(nèi)外適用于靜水壓法的主要辦法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

　　表2靜水壓法的辦法標(biāo)準(zhǔn)

　　靜水壓法國(guó)際上使用較為廣泛的為ISO811與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與ISO1420的測(cè)試原理基本一致，都是在試樣的一面施加水壓，觀看試樣是否浮現(xiàn)滲透現(xiàn)象，不同的是ISO811主要是針對(duì)普通布料，ISO1420是針對(duì)PU涂層布料。此外，在試驗(yàn)結(jié)果表達(dá)上，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也存在肯定區(qū)別，ISO811是在試驗(yàn)中持續(xù)增添水壓，直到試樣浮現(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，如試樣未浮現(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)辦法標(biāo)準(zhǔn)，還有EN、AATCC、JIS、GB等標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)都是在等同采納或參照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是在修改采納ISO1420-2001基礎(chǔ)上制定，適用于PU涂層面料，和ISO1420的差異是增添了試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)和否的說(shuō)明以及終靜水壓值的測(cè)定。
　　3.1.2噴淋法
　　國(guó)內(nèi)外適用于噴淋法的主要辦法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。
　　目前國(guó)內(nèi)外采納噴淋法測(cè)定紡織品阻水性的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)噴淋的位置分為豎直噴淋與水平噴淋。表3中除ISO22958與GB/T23321是采納水平噴淋，其余均為豎直噴淋法，在這些辦法中較為通用的是ISO4920、ISO18695與ISO9865。ISO4920是測(cè)定試樣表面反抗?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)觀看試樣表面潤(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)表明布料表面沒(méi)有潤(rùn)濕，1級(jí)表面布料表面所有潤(rùn)濕。ISO18695與ISO9865的測(cè)試原理和ISO4920有所不同，ISO18695規(guī)定的辦法是測(cè)定面料反抗水滲透的性能，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噴淋法的辦法標(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)辦法分為A法與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)間與流量的計(jì)算。

　　圖3水平噴淋法裝置示意圖

　　和以上試驗(yàn)辦法采納豎直噴淋法不同，ISO22958與GB/T23321是采納水平噴淋來(lái)測(cè)定布料反抗水穿透試樣的辦法，適用于各種經(jīng)過(guò)及未經(jīng)過(guò)拒水(或阻水)后整理的面料，特別適用于具有較強(qiáng)拒水性能的布料，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(guò)吸水紙質(zhì)量的增添來(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)試面料上裁取至少3塊試樣，每塊試樣的尺寸約為（200×200）mm。GB/T23321是在修改采納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)
　　由于紡織品的阻水工藝與用途不同會(huì)導(dǎo)致阻水性能存在肯定差異，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)的拒水性評(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)浮現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中。
　　IS05912-2003《宿營(yíng)民用帳篷》中規(guī)定，不同類型的施工帳篷頂部與周圍均有低拒水要求，以PU涂層布料制作的T或R型民用帳篷為例，采納ISO1420測(cè)試時(shí)，其耐水壓值為80kPa。其他行業(yè)內(nèi)，對(duì)紡織品的阻水要求也分布于各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，如GB/T23317-2009《PU涂層工作裝抗?jié)窦夹g(shù)要求》是在修改采納BS6408-1983基礎(chǔ)上制定，規(guī)定布料與接縫處的靜水壓值至少為l0kPa與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)定阻水透氣層的靜水壓值至少17kPa，布料外層的抗?jié)窦?jí)數(shù)至少為3級(jí)。
　　4紡織品透氣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)
　　水汽通過(guò)布料傳遞的途徑主要有三個(gè)方面：一是水汽通過(guò)布料的微孔擴(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)管汲取水分向水汽壓低的一側(cè)傳遞與蒸發(fā)。因此紡織品透氣性包含兩個(gè)方面，一方面是紡織品的透濕性，其影響水汽通過(guò)面料的種途徑。透濕性好的布料，透氣能力就強(qiáng)，它直接影響到布料的服用性能。布料透濕性決策于布料的經(jīng)緯紡紗線間以及纖維間空隙數(shù)量和大小，亦即和經(jīng)緯密度，經(jīng)緯紡紗線特?cái)?shù)、紡紗線捻度因素有關(guān)，此外還和纖維性質(zhì)，紡紗線結(jié)構(gòu)、面料厚度與體積分量等因素有關(guān)。另一方面是紡織品自身對(duì)水汽的汲取與傳遞能力，其影響水汽通過(guò)布料的第二與第三種途徑，這是布料透氣的間接能力。這一能力主要和布料自身的材質(zhì)緊密相關(guān)，在布料兩邊水汽壓力不同時(shí)，水汽會(huì)從高壓一邊透過(guò)布料流向另一邊。本文中的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要介紹關(guān)于紡織品透濕方面的情況。
　　4.1檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
　　紡織品透濕性檢測(cè)的原理：在規(guī)定的壓差條件下，測(cè)定肯定時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)試樣給定面積的氣流流量，計(jì)算出透濕率。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，常用的紡織品透濕性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有ASTMD737-1996與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紡織品透濕性測(cè)試辦法標(biāo)準(zhǔn)的比較

　　使用范圍，GB/T5453-1997適用于產(chǎn)業(yè)用布料、非織造布與另外可透濕紡織品，ASTMD737-1996適用于機(jī)面料、非織造布、充汽袋用布、地毯、起毛起絨布料、針織物物與多層布料。因?yàn)槁鈺?huì)影響面料透濕性的測(cè)試結(jié)果，所以各測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中均提到了防止漏汽的措施，要求使用試樣夾具與橡膠墊圈。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物或易和測(cè)試頭相粘的布料，不適用于厚重或硬挺面料。當(dāng)測(cè)試面料正反面的透濕性存在差異時(shí)，壓力小的一面應(yīng)朝下，以防漏氣。若想獲得準(zhǔn)確的面料透濕量，可將不透濕蓋板蓋住試樣，分離測(cè)定漏氣量與透過(guò)面料的氣流量。
　　4.2評(píng)價(jià)指標(biāo)
　　普通來(lái)說(shuō)面料透濕性的順序?yàn)椋和缚撞剂?gt;緞紋布料>斜紋面料>平紋布料；面料浮長(zhǎng)增添，布料的透濕性也相應(yīng)增添。液氨后整理能提高布料的透濕性，三防后整理會(huì)明顯降低布料的透濕性。布料水洗5次后，其透濕率變幻明顯，而后逐漸趨于平緩；清洗30次后，面料的透濕性有增大的趨勢(shì)。焙烘后布料的透濕性均比焙烘前有所增添。
　　通常棉、麻、羊毛等天然纖維與蛋白質(zhì)纖維布料的透氣性好于尼龍、聚酯纖維等合成纖維面料。透氣性，普通用g/m2•24h表示，比如說(shuō)某種材料的標(biāo)準(zhǔn)是10000g/m2•24h，這意味著你的面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)有的透氣能力，可以提出一個(gè)透氣能力低值2500g/m2•24h。
　?。ㄇ鄭u紡聯(lián)集團(tuán)有限公司研發(fā)中央 修玉飛）