沖鋒衣防水透濕功能評價方法研究

樓陳鈺

(浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司，杭州　310013)

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沖鋒衣防水透濕功能評價方法研究

樓陳鈺

(浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司，杭州310013)

摘要：研究了沖鋒衣防水、透濕性能的評價方法，并對市場上的沖鋒衣進(jìn)行了實測分析，結(jié)果表明：沖鋒衣防水、透濕性能可按GB/T21295—2014測試和評價；沖鋒衣產(chǎn)品魚龍混雜，多數(shù)不具備防水透濕功能；邦迪斯門淋雨法適用于評價織物的動態(tài)拒水性，并與耐靜水壓、表面沾水等級正向相關(guān)；覆膜產(chǎn)品透濕性能好于涂層產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：沖鋒衣；防水；透濕；評價

0　引　言

沖鋒衣(technical jacket)是集防水、透濕性能于一體的功能性紡織品[1]，在服用過程中，雨水不能浸入織物，而人體散發(fā)的汗液可以水蒸氣的形式通過織物傳導(dǎo)到外界，從而避免在人體上積聚冷凝，保持服裝的干爽性和舒適性。它必須滿足透濕量大于出汗量，能迅速吸收并向外擴(kuò)散冷凝水的條件，在國內(nèi)市場上屬于一個相對新型的服裝種類。隨著人們生活水平的提高，對紡織品功能性要求越來越高，沖鋒衣已逐漸成為戶外運(yùn)動的標(biāo)準(zhǔn)裝備,得到了蓬勃的發(fā)展，隨之而來的對其防水、透濕等功能性檢測，已成為行業(yè)關(guān)注的焦點問題。

陳益人等[2]研究并比較了幾種常用的測試靜水壓的方法，認(rèn)為Mullen測試方法適用于測試涂層或?qū)訅悍浪笣窨椢锏姆浪裕o壓頭方法更適用于測試防水性能稍低的織物。鄧燕[3]研究了國際上常用的5種織物透濕測試方法，并對其測試條件、測試結(jié)果及其相關(guān)性進(jìn)行了對比，結(jié)果表明應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品實際用途選擇測試方法，以使測試數(shù)據(jù)具有實用意義。章輝等[4]對比了國內(nèi)外織物透濕性能的試驗方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗分析了透濕性試驗方法國家標(biāo)準(zhǔn)中存在的問題與不足，為完善織物透濕性試驗方法的國家標(biāo)準(zhǔn)提出了建議。

但是目前國內(nèi)尚無沖鋒衣的國家標(biāo)準(zhǔn)，也缺乏對沖鋒衣防水、透濕等功能的判定依據(jù)，沖鋒衣產(chǎn)品大多參照單夾服裝的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)考核。標(biāo)準(zhǔn)的缺位和功能性評價的缺失造成沖鋒衣市場處于一種魚龍混雜，混亂不堪的狀態(tài)，而且多數(shù)沖鋒衣沒有明確的防水、透濕的功能性標(biāo)識，以次充好的現(xiàn)象時有發(fā)生，這不僅給消費(fèi)者帶來困惑，也給市場的監(jiān)管帶來了難度。為了幫助消費(fèi)者正確選購沖鋒衣，同時規(guī)范沖鋒衣行業(yè)，提升產(chǎn)品質(zhì)量整體水平，筆者對沖鋒衣在不同使用情況下的防水性、不同人體活動狀態(tài)下的透濕性能的測試方法和評定指標(biāo)進(jìn)行了研究，并對市場上的沖鋒衣進(jìn)行了實測分析，對沖鋒衣防水、透濕性能的評價方法進(jìn)行初步研究，為沖鋒衣國家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一定的借鑒。

1　沖鋒衣功能性評價

1.1靜態(tài)防水性能

靜態(tài)防水性能是指織物抵抗被水潤濕和滲透的性能。它是沖鋒衣最主要的功能，能有效阻止雨雪的入侵，使水分子不能滲透織物，避免人體感到潮濕和寒冷。紡織品通過表面拒水整理，即可達(dá)到防水和拒水的功能。一般通過耐靜水壓性能和沾水等級等參數(shù)來表征。

耐靜水壓性能以織物承受的靜水壓來表示織物抵抗液態(tài)水滲透的能力，可量化為在規(guī)定的試驗條件下，對織物的一個面施加一個持續(xù)上升的水壓，直到另一面出現(xiàn)3處滲水點時的壓力值，測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4744—2013《紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓法》[5]，抗靜水壓等級和防水性能評價見表1。沾水等級是指織物表面抵抗被水潤濕的程度，用一定量的水噴淋試樣，通過試樣外觀與沾水現(xiàn)象描述及圖片的比較，確定織物的沾水等級，測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4745—2012《紡織品 防水性能的檢測和評價 沾水法》[6]，沾水等級和防水性能評價見表2。

表1抗靜水壓等級和防水性能評價

抗靜水壓等級/級靜水壓值P/kPa防水性能評價0P<4抗靜水壓性能差14≤P<13213≤P<20具有抗靜水壓性能320≤P<35具有較好的抗靜水壓性能435≤P<50550≤P具有優(yōu)異的抗靜水壓性能

注：等級基于水壓上升速率6.0kPa/min得出。

表2沾水等級和防水性能評價

沾水等級/級防水性能評價01不具有抗沾濕性能1～22抗沾濕性能差2～3抗沾濕性能較差3具有抗沾濕性能3～4具有較好的抗沾濕性能4具有很好的抗沾濕性能4～55具有優(yōu)異的抗沾濕性能

1.2動態(tài)防水性能

動態(tài)防水性能是指織物經(jīng)受一定時間一定壓力的水持續(xù)沖擊的防水性能，適用于評價織物在運(yùn)動狀態(tài)下經(jīng)受陣雨的拒水性。測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 14577—1993《織物拒水性測定 邦迪斯門淋雨法》[7]。由于沖鋒衣遮風(fēng)擋雨的特性，要求滿足在不同氣象條件下均能夠有效地阻擋雨水霜雪和霧氣入侵的穿著需要，所以有必要考察不同氣象條件下沖鋒衣的防水性能。表3是不同氣象條件下水蒸氣和水滴的大小[8]，邦迪斯門淋雨法可以模擬不同氣象條件的雨滴大小和雨量，觀察經(jīng)過一定的時間后試樣的水漬形態(tài)并測定試樣吸收的水量。但是標(biāo)準(zhǔn)沒有給出防水性能的評價指標(biāo)。

1.3透濕性能

透濕性能是指人體散發(fā)的汗液以水蒸氣的形式通過織物傳導(dǎo)到外界，從而避免汗液積聚冷凝在人體與織物之間的能力。人體與服裝間存在“微氣候區(qū)”，如果人體蒸發(fā)的汗氣不能排出織物外，那么就會提高微氣候區(qū)的水蒸氣含量，導(dǎo)致其相對濕度增加，甚至?xí)?dǎo)致汗氣冷凝，從而使穿著者感到悶熱潮濕不舒服。所以透濕率是表征沖鋒衣舒適性的重要指標(biāo)，可量化為在試樣兩面保持規(guī)定的溫濕度條件下，規(guī)定時間內(nèi)垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質(zhì)量，以g/(m2·24h)為單位[9]，測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 12704.1—2009[9]和GB/T 12704.2—2009[10]，GB/T 21294—2014《服裝理化性能的檢驗方法》[11]規(guī)定了對成品透濕率的測試方法，涂層產(chǎn)品按GB/T 12704.1—2009測試，覆膜產(chǎn)品按GB/T 12704.2—2009的方法A測試，二種方法均采用(a)組試樣條件。但是這二個標(biāo)準(zhǔn)均未給出透濕性能評價參數(shù)。

表3不同氣象條件下水蒸氣和水滴的大小

氣象狀態(tài)水蒸氣分子霧輕霧毛毛雨小雨中雨大雨暴雨水分子直徑/μm0.00042020040090020003000～40006000～10000

人體在不同運(yùn)動條件的下散熱量和排汗量如表4[12]所示，人體經(jīng)劇烈運(yùn)動后的出汗量約為2200～2500g/(m2·24h)左右，所以沖鋒衣面料的透濕量應(yīng)大于2200g/(m2·24h)。

表4不同運(yùn)動條件下人體的散熱量和排汗量

運(yùn)動狀態(tài)釋放熱量/(kJ/m2·h)不同溫度條件下人體排汗量/(g/m2·24h)0℃10℃20℃坐210290320430爬407430520720水平步行5885806601010中勞動924101013301730重勞動1260103019902880

1.4沖鋒衣功能性評價技術(shù)要求

GB/T 21295—2014《服裝理化性能的技術(shù)要求》[13]給出了功能性服裝防水、透濕性能的技術(shù)要求，具體見表5。只有耐靜水壓性能、拒水性能和透濕率均符合表5技術(shù)要求，沖鋒衣才具備防水、透濕的功能。

表5GB/T 21295—2014《服裝理化性能的技術(shù)要求》對防水透濕功能性的技術(shù)要求

性能指標(biāo)防雨功能防暴雨功能耐靜水壓性能/kPa≥13≥35拒水性能/級≥4透濕率/(g/(m2·24h))≥2200

2　試驗與結(jié)果討論

2.1樣品

10個批次沖鋒衣抽樣樣品，具體見表6。

2.2試驗方法

靜水壓：按GB/T 4744—2013《紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓法》方法測定；

沾水等級：按GB/T 4745—2012《紡織品 防水性能的檢測和評價 沾水法》方法測定；

動態(tài)防水等級：按GB/T 14577—93《織物拒水性測定 邦迪斯門淋雨法》方法測定；

透濕量：按GB/T 21294—2014《服裝理化性能的檢驗方法》規(guī)定，涂層產(chǎn)品按GB/T 12704.1—2009測試，覆膜產(chǎn)品按GB/T 12704.2—2009方法A測試[13],但是由于2個測試標(biāo)準(zhǔn)的方法和環(huán)境條件不同，為了測試數(shù)據(jù)的可比性，統(tǒng)一按GB/T 12704.1—2009(a)組試樣條件測定。

2.3試驗設(shè)備

YG(B)812D型織物靜水壓測試儀、4921型淋水儀、邦迪斯門淋雨儀、YG(L)216織物透濕量儀。

2.4結(jié)果與討論

10種沖鋒衣面料防水、透濕性能指標(biāo)測試結(jié)果見表7。

表6沖鋒衣樣品參數(shù)

樣品編號顏色聚酯纖維含量/%處理方式厚度/mm接縫處是否壓膠1灰褐色100覆膜產(chǎn)品0.56是2藍(lán)色100涂層產(chǎn)品0.25否3紫羅蘭色100涂層產(chǎn)品0.32是4湖藍(lán)色100涂層產(chǎn)品0.37是5黑色100涂層產(chǎn)品0.21否6湖藍(lán)色100涂層產(chǎn)品0.27否7褐色100涂層產(chǎn)品0.33否8草綠色100覆膜產(chǎn)品0.48是9灰色100覆膜產(chǎn)品0.43否10黑色100涂層產(chǎn)品0.36否

表7沖鋒衣面料功能性指標(biāo)測試結(jié)果

樣品編號靜水壓/kPa表面沾水等級/級受淋面拒水級數(shù)/級吸水率/%透濕率/(g/(m2·24h))147.44～551.583.51×10328.74312.625.64×102311.4446.262.09×103423.6442.462.94×10351.83321.763.32×10266.54314.284.25×10273.33318.421.86×102837.84～552.143.38×103912.8445.362.35×103102.83319.522.07×102

2.4.1耐靜水壓性能

耐靜水壓性能各樣品差距較大，如1#和5#樣品，8#和10#樣品，最大差26倍，其中1#、4#和8#樣品的耐靜水壓性能較好，符合表5規(guī)定，其余試樣的耐靜水壓都在13kPa以下，不符合《服裝理化性能的技術(shù)要求》防雨性能技術(shù)要求，合格率僅為30%(防雨)和20%(防暴雨)。

2.4.2表面沾水等級

70%試樣的表面沾水等級(沾水法)符合要求，表明抽樣沖鋒衣表面經(jīng)過處理，對水的潤濕有良好的抵抗能力，以1#和8#樣品為最佳。整體上這些沖鋒衣表面沾水能力差異不顯著。

2.4.3動態(tài)防水性能

受淋面拒水級數(shù)和吸水率是表征織物動態(tài)防水性能的參數(shù)，GB/T21295—2014對此沒有提及，但是這兩個參數(shù)和靜水壓及表面沾水等級呈正向相關(guān)性，由表7可以發(fā)現(xiàn)，靜水壓性能、表面沾水等級和透濕率較好的樣品，受淋面拒水級數(shù)和吸水率參數(shù)也較好。

2.4.4透濕率

從透濕性測試結(jié)果可以看出：大部分樣品的透濕率明顯小于GB/T21295—2014規(guī)定的2200g/(m2·24h)，合格率為40%，1#和8#樣品的透濕率較好，覆膜產(chǎn)品透濕性能好于涂層產(chǎn)品。

2.4.5接縫處防水性能

為了防止雨水順著沖鋒衣接縫滲入衣服內(nèi)部，所以多數(shù)沖鋒衣在接縫位置用壓膠進(jìn)行密封。因此考察沖鋒衣接縫處防水性能也十分重要，但是由于接縫處面積較小，無法滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的測試條件，所以現(xiàn)階段無法對其防水性能進(jìn)行表征和評價，但是沖鋒衣接縫處是否壓膠成為評定其防水性能好壞的充分條件。

2.4.6綜合評定

綜合評定，只有1#、4#和8#樣品防水、透濕性能符合要求，所抽樣品沖鋒衣防水、透濕性能合格率只有30%。

3　結(jié)　語

沖鋒衣已逐漸成為戶外運(yùn)動的標(biāo)準(zhǔn)裝備，但是與之匹配的標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作相對滯后，國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)至今未出臺，這不僅難以保障消費(fèi)者的利益，也給市場的監(jiān)管帶來了難度。因此及時制定沖鋒衣國家標(biāo)準(zhǔn)，建立并完善沖鋒衣功能性檢測認(rèn)證工作是目前的當(dāng)務(wù)之急。本文對沖鋒衣防水、透濕性能的測試方法和評定指標(biāo)進(jìn)行了研究，并對市場上的沖鋒衣進(jìn)行了實測分析，以期對沖鋒衣防水、透濕性能的評價方法進(jìn)行初步研究，為沖鋒衣國家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一定的借鑒。

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(責(zé)任編輯：陳和榜)

收稿日期：2015-04-10

作者簡介：樓陳鈺(1980-)，男，杭州人，碩士，主要從事紡織品理化檢測與標(biāo)準(zhǔn)方面的研究。

中圖分類號：TS197.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X(2016)01-0037-04

Research on Waterproof and Moisture Permeability Evaluation Method of Technical Jacket

LOUChenyu

(Zhejiang Fangyuan Test Group Co., Ltd., Hangzhou 310013, China)

Abstract：In this paper, the waterproof and moisture permeability evaluation method of Technical Jacket was studied. The products of technical jacket on the market were tested and analyzed as wel1. The results show that the waterproof and moisture permeability of technical jacket can be tested and evaluated according to GB/T21295—2014; most of technical jackets have no waterproof and moisture permeability; dynamic water repellency of technical jacket can be tested and evaluated by Bundesmann rain-shower test, and positively related to hydrostatic pressure and surface water retaining level. Film products of moisture permeability are better than coating products.

Key words：technical jacket; waterproof; moisture permeability; evaluation