防水性能检测标准和方法

1. 防水性能测试标准

　　纺织品防水性能检测也称抗水性检测，主要分为抗水渗透性(静水压)检测、表面拒水性(喷淋)检测和淋雨测试，国内外常用的检测方法见下表1：

表1 国内外主要检测标准

　　上表中的国家标准和日本JIS方法体系的技术方法基本上等效采用ISO，而AATCC方法检测方法与ISO 的主要不同之处在于：AATCC的静水压检测只要求至少有3个样品，而喷淋检测的评级采用打分制且可评中间级别;而淋雨检测使用不同的淋雨仪且只衡量吸水纸的质量变化。

2. 防水性能测试方法

2.1 静水压(ISO 811-1981)

2.1.1 应用范围及原理

　　静水压检测适用于测定紧密织物(如帆布、油布、帐篷布及防雨服装布等)水渗透时的压力，理论上纺织品的静水压(P)可以用以下公式求得：

　　式中：

　　γL——水的表面能;

　　θ ——微孔内壁与水的接触角;

　　r ——微孔半径;

　　g ——重力加速度。

　　由公式可见，当90°<θ<180°时，θ越大，织物表面能越低，微孔的半径(r)越小，静水压(P)越高。而静水压的检测结果在样品和试验液体一定的条件下，与水温、测试面积和水压上升速率有关。试验结果表明，织物的静水压性能中大约有52%是由织物表面孔径决定的，有44%是由织物表面能决定的，有4%是由其他因素决定的。故防水级别要求高的织物在织物的表面必须有微小而均匀的孔和非常低的表面能。

2.1.2 试验仪器

　　耐静水压测试仪，如图1。

　　图1 耐静水压测试仪

2.1.3 试验步骤及结果

　　在织物有不同部位取5块代表性试样，一般情况下，水压上升速率选0.59kPa/min，水温为20℃，按规定在标准大气条件下调湿试样后，织物试验面与水接触，对试样施加递增的水压，并不断观察渗水的现象，记录织物上第3处渗水时的静水压值，重复测试取平均值。检测结果的计量单位用kPa和Pa表示。结果越大，表明抗静水压性能越好。

2.2 喷淋试验(ISO 4920-1981)

2.2.1 应用范围和原理

　　喷淋检测适用于测定各种已经或未经拒水整理织物表面抗湿的能力。该性能表示液体在纺织品表面的润湿情况，与检测液体和纺织品表面的表面能和固液接触角θ有关。根据Young方程式：

　　式中：

　　θ ——固-液-气三相边界处的接触角;

　　γsv——固体与气体界面的表面能;

　　γsl——固体与液体界面的表面能;

　　γlv——液体与气体界面的表面能。

　　由公式可见，γsv一定时，γlv越小，θ越小，液体越容易润湿固体。

　　因而在试样、液体种类和温度一定的条件下，喷淋检测的试验结果与检测液体流速、样品在仪器上如何摆放等有关。

2.2.2 试验仪器

　　喷淋式拒水性能测试仪，如图2。

　　图2 喷淋式拒水性能测试仪

2.2.3 测试步骤及结果

　　在织物有不同部位至少取3块具有代表性的试样。一般情况下，水温为20℃，按规定在标准大气条件下调湿试样后，织物试验面与水接触接受喷淋，试样经向与水流方向平行。将250ml的水迅速而平衡地注入漏斗中，淋水一停，迅速使夹持器连同织物试验面朝下几乎成水平，轻轻敲打2次，根据标准文字描述或图片评定观察到的试样润湿程度的级别，从5级到1级，5级佳，1级差，不评中间等级，评级由至少2名有喷淋评级经验的检测人员进行。重复测试获得3个试验数据，报告每个测试样品的试验结果。

2.3. 淋雨试验(ISO 9685-1991)

2.3.1 应用范围及原理

　　淋雨检测适用于测定织物在运动状态下经受阵雨的防水性能，其中包括表面沾湿和纺织品润湿吸收水分的能力，在拒水性原理的基础上，还有纺织品润湿原理，可用Young-Laplace’s方程解释：

　　式中：

　　γ——试验液体的表面张力;

　　r ——测试孔的半径;

　　θ——润湿液体对孔壁的接触角。

　　由上式可见，纺织品润湿吸水的检测结果在样品与试验液体一定的条件下，与水温、测试面积和水压有关。

2.3.2 试验仪器

　　邦迪斯门淋雨性测试仪，如图3。

　　图3 邦迪斯门淋雨性测试仪

2.3.3 测试步骤及结果

　　在织物上至少取4块代表性试样，按规定在标准大气下调湿样品。试验或校验前，先校正流量 ，移上挡雨板，称量调湿后试样的质量(m1)。试样的测试面平整无张力地放于样杯上，用夹样环夹住，拉开挡雨板，使试样受淋10min。用参比样照目测评定试样的拒水性(类似喷淋检测的评级)，试样离心脱水15s，立即称出其质量(m2)。计算吸水率(W)，以质量百分比表示，公式如下：

3. 性能评价

　　目前，国际上纺织品的防水检测方法中均没有对防水性能评价的规定，相关检测机构对纺织品防水性能的评价往往是用户根据纺织品的种类和用途来确定检测要求。纺织品的用途和档次不同导致了防水性能有较大差异，评价要求也不同。由于纺织品的防水与透湿性能往往是一对矛盾的共同体，防水性能好的产品的透湿性能相对较差。目前，防水和透湿性能都好的产品往往是高档的产品，所以也极大限制了防水纺织品的使用范围。

　　国际上著名的防水纺织品品牌，如：“Teflon”“Scotchgard”“Gore-Tex”等品牌检测认证程序，往往是根据服用纺织品、家居纺织品或产业用纺织品等不同用途来确定产品的具体性能指标要求。美国军用标准中防水纺织产品的耐水压低要求为13.68kPa，日本自卫队雨衣的耐水压在13.73kPa以下。我国公共安全行业标准GA 10-1991规定，防护服抗渗水内层耐静水压不得小于3.92kPa。而ASTM D3781要求：织物拒水性水洗前应达到4级以上，一次水洗后仍能达到3级以上;淋雨检测的要求往往是吸水质量大为1g。GB 12799要求纺织品水洗前拒水性达到5级，水洗30次仍至少为≥1级。