洗滌對防水織物面料靜水壓性能的影響

文/王亞萍 謝津 呂宗月

戶外運動的服裝要面對各種各樣的環境條件，難免會接觸到水，因此消費者對衣物的抗水性能要求比較突出。靜水壓是織物抗滲水性能的表現，是考核面料抗水性的常用方法。它是指面料可抵擋高水壓的長時間作用，而里層不滲水、不潮濕的能力。防水性的功能性織物面料多采用涂層或壓膜工藝制造，處理完的織物手感豐滿，有彈性，具有較好防水性能。大量科學實驗證明，洗滌操作會對防水透濕面料的性能產生影響。本文針對涂層織物的防水性能，通過改變不同的洗滌參數，分析洗滌方式對功能性面料靜水壓的影響。

1 試驗部分

1.1 試驗原理

本文按GB/T 4744《紡織品 防水性能的檢測和評價 靜水壓法》進行測試，以織物承受的靜水壓來表示水透過織物所遇到的阻力。在標準大氣條件下，試樣的一面承受持續上升的水壓，直到另一面出現3處滲水點為止，記錄第三處滲水點出現時的壓力值，并以此評價試樣的防水性能。

1.2 儀器與設備

高水壓型耐水度試驗機，大榮科學精器制作所，日本制造，型號：WP-1000K，出廠號：J-0591，水壓上升速率：6.0kPa/min。

縮水率試驗機，A型洗衣機，Electrolux，瑞典制造，型號：FOM71 CLS，供水溫度：（20±5）℃。

1.3 試驗方法

試樣按GB/T 8629—2017《紡織品 試驗用家庭洗滌和干燥程序》進行洗滌處理。為更好地討論洗滌方式與洗滌次數對紡織品靜水壓的影響，特選取沖鋒衣產品標準中的4N程序與較為緩和的4H（仿手洗）程序做對比，按照沖鋒衣產品標準要求對織物洗滌3次，并分別對試樣的洗滌前、4N程序洗滌后、4H程序洗滌后的樣品進行靜水壓測試。為分析洗滌次數對織物靜水壓的影響，分別測試4N與4H程序洗滌1、2、3次的靜水壓，并深入分析討論。

按GB/T 4744—2012 《紡織品 防水性能的檢測和評價靜水壓法》進行測試，隨機選取沖鋒衣織物面料作為試驗樣品。調濕24小時后，裁取5塊滿足試驗要求的試樣。將試樣固定于夾持裝置內，打開儀器觀察滲水現象，記錄試樣上第三處水珠剛出現時的靜水壓值。不考慮形成后不再增大的細微水珠和同一處滲出的連續性水珠。如果第三處水珠出現在夾持裝置邊緣，且導致第三處水珠的靜水壓值低于同一樣品其他試樣的最低值，則剔除數據，另行試驗。

2 結果與討論

2.1 不同洗滌方式的靜水壓結果

隨機選取8塊沖鋒衣面料，每塊面料分為3組樣品。第一組樣品不做洗滌處理，調濕后測試其靜水壓性能；第二組樣品按照4N程序洗滌3次，每次洗滌后懸掛晾干；第三組樣品按照4H程序洗滌3次，每次洗滌后懸掛晾干。洗滌前、洗滌3次后的結果如圖1。

圖1 不同洗滌方式對織物靜水壓的影響

由圖1可知，不同沖鋒衣面料的靜水壓性能相差較大。8塊試樣均在試樣洗滌前的靜水壓數值最大，性能最好。所有試樣測得的洗滌后的靜水壓值均明顯下降，而4H程序洗滌3次后的靜水壓均好于4N程序洗滌，每種材料靜水壓下降的程度不同。靜水壓性能洗前＞4N洗滌后＞4H洗滌后。

2.2 4N程序洗滌的靜水壓結果

產品標準GB/T 32614《戶外運動服裝 沖鋒衣》中規定洗滌程序為5A（4H），洗滌3次，洗滌后懸掛晾干。隨機選取5塊沖鋒衣面料，每塊面料分為4組樣品。第一組樣品不做洗滌處理，調濕后測試其靜水壓性能；其余3組樣品按照4N程序分別洗滌1、2、3次，晾干后對其進行靜水壓測試，測試結果見圖2.

圖2 4N程序洗滌次數與織物靜水壓的關系圖

由圖2可知，隨機抽取的5種沖鋒衣面料的洗前靜水壓均表現優良，而洗后的靜水壓均明顯低于洗滌前，沖鋒衣面料的靜水壓性能隨著4N程序洗滌次數的增加而降低。從圖2中可以直觀地看出第一次4N洗滌對沖鋒衣面料的影響最大，計算每次洗滌后靜水壓值降低的比例，結果如表1所示。

表1 4N程序洗滌與靜水壓降低率的關系

由表1可知，每個樣品在洗滌過程中下降概率有所不同，每次洗滌后靜水壓性能均有所降低，但每次降低的比例并不相同，表現為洗滌第一次的靜水壓下降最大。而5種不同面料在經過第一次洗滌后降低率接近，降低率均較大，平均接近50%，4N洗滌一次后靜水壓性能直接減半。

2.3 4H程序洗滌的靜水壓結果

根據圖3信息分析，在隨機抽取的5種沖鋒衣面料中，試樣的洗前靜水壓性能差異較大，而5種試驗的靜水壓性能指標均符合并遠遠高于沖鋒衣功能性面料Ⅰ級指標要求。全部試樣洗后的靜水壓均明顯低于洗滌前，沖鋒衣面料的靜水壓性能隨著4H程序洗滌次數的增加而降低。從圖3中可以直觀地看出第一次洗滌對沖鋒衣面料的影響最大，不同面料在每次4H程序洗滌后下降的程度差異較大，計算每次洗滌后靜水壓值降低的比例，結果如表2所示。

圖3 4H程序洗滌次數與織物靜水壓的關系圖

表2 4H程序洗滌與靜水壓降低率的關系

表2分別給出了4H程序洗滌1、2、3次后，5種不同面料的靜水壓下降比例。根據數據分析得到，5種不同面料在洗滌后靜水壓下降比例有所不同且差異較大。每次洗滌后靜水壓性能均有所降低，不同面料降低的比例也不相同，表現為洗滌第一次的靜水壓下降最大。而5種不同面料經過第一次洗滌后降低率接近，平均接近35%，4H程序洗滌一次后靜水壓性能降低1/3。

根據表1和表2的數據可知，不同樣品在4N和4H程序洗滌后，靜水壓性能均降低，且第一次洗滌程序后，面料性能破壞的程度最嚴重。5種不同樣品在4N程序洗滌3次后，靜水壓平均降低71.0%。另一組樣品在4H程序洗滌3次后平均降低率為57.1%。而在3次洗滌后，靜水壓性能基本保持平穩，降低率變小。

2.4 洗滌過程對靜水壓的影響

在整個洗滌程序中，對織物性能影響最大的是攪拌方式與洗滌時間參數，這是導致靜水壓下降率差異的主要原因。表3中列出4N和4H兩種洗滌程序的參數。

表3 A型洗衣機洗滌程序參數對比

由表3可知，4N程序為正常攪拌方式，比4H的柔和方式受到了更強的外力，對織物的撕扯、拉伸更為嚴重，且4N程序洗滌時間遠高于4H程序。另外在漂洗階段，4N程序漂洗4次也會損傷涂層和壓膜的分子結構，對樣品的靜水壓性能產生影響。

面料在洗滌過程中，會產生摩擦及翻轉，這些外力會對壓膜和涂層產生不可逆的損傷，防水透濕織物的抗滲水性會隨之降低。目前市售的沖鋒衣功能性面料多為聚四氟乙烯和聚氨酯材料。用于防水功能的高聚物天然橡膠、合成橡膠（聚氯丁橡膠）、有機硅、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯已逐漸被替代。聚四氟乙烯（PTFE）是一種非極性的高分子材料，是集防水、拒油及防污功能于一體的微孔樹脂面料。但其成本較高，使其廣泛應用受到了限制。聚氨酯為防水面料的主流材質，是一種極性高分子材料，既可作為親水膜，也可利用親水基團進行防水。這兩種材料均表現出較好的防水效果，洗滌過程中微孔薄膜的微孔因拉伸而不斷變大，靜水壓性能下降明顯，無孔薄膜織物靜水壓性能相對更為穩定。除物理外力作用帶來的損傷外，經過洗滌處理后的面料，表面的蠟質或油脂被洗掉，纖維更容易被水滴潤濕，這也是導致功能性面料洗滌前后靜水壓驟降的原因。

3 結束語

GB/T 32614—2016《戶外運動服裝沖鋒衣》產品標準中規定面料洗前靜水壓≥50kPa、洗后靜水壓≥40kPa，即屬于Ⅰ級功能性面料，具有優異的靜水壓性能。本文隨機抽取的市售樣品均滿足產品標準規定，靜水壓性能優良。

不同織物面料的靜水壓性能不同，差異較大。洗滌處理后靜水壓性能明顯低于洗前。4N正常攪拌方式洗滌3次后，靜水壓性能下降71%；4H柔和攪拌方式洗滌3次后，靜水壓下降57%，4N程序洗滌對樣品的靜水壓性能影響更大。

運動服飾的面料需要綜合考慮保暖性、防水性、透濕性、抗撕裂性等綜合能力，親水與微孔復合型防水透濕織物、智能防水透濕織物不斷地在被開發應用，而洗滌過程對面料靜水壓性能帶來的影響仍是急需攻克的技術難題。在穿用過程中，盡量選擇輕柔的洗滌方式，可選擇專業的洗滌護理劑進行保養。積極改進加工工藝，開發新型涂層材料，保證綠色可持續發展，對生產者提出新的挑戰與要求。