洗涤对防水织物面料静水压性能的影响

文/王亚萍 谢津 吕宗月

户外运动的服装要面对各种各样的环境条件，难免会接触到水，因此消费者对衣物的抗水性能要求比较突出。静水压是织物抗渗水性能的表现，是考核面料抗水性的常用方法。它是指面料可抵挡高水压的长时间作用，而里层不渗水、不潮湿的能力。防水性的功能性织物面料多采用涂层或压膜工艺制造，处理完的织物手感丰满，有弹性，具有较好防水性能。大量科学实验证明，洗涤操作会对防水透湿面料的性能产生影响。本文针对涂层织物的防水性能，通过改变不同的洗涤参数，分析洗涤方式对功能性面料静水压的影响。

1 试验部分

1.1 试验原理

本文按GB/T 4744《纺织品 防水性能的检测和评价 静水压法》进行测试，以织物承受的静水压来表示水透过织物所遇到的阻力。在标准大气条件下，试样的一面承受持续上升的水压，直到另一面出现3处渗水点为止，记录第三处渗水点出现时的压力值，并以此评价试样的防水性能。

1.2 仪器与设备

高水压型耐水度试验机，大荣科学精器制作所，日本制造，型号：WP-1000K，出厂号：J-0591，水压上升速率：6.0kPa/min。

缩水率试验机，A型洗衣机，Electrolux，瑞典制造，型号：FOM71 CLS，供水温度：（20±5）℃。

1.3 试验方法

试样按GB/T 8629—2017《纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序》进行洗涤处理。为更好地讨论洗涤方式与洗涤次数对纺织品静水压的影响，特选取冲锋衣产品标准中的4N程序与较为缓和的4H（仿手洗）程序做对比，按照冲锋衣产品标准要求对织物洗涤3次，并分别对试样的洗涤前、4N程序洗涤后、4H程序洗涤后的样品进行静水压测试。为分析洗涤次数对织物静水压的影响，分别测试4N与4H程序洗涤1、2、3次的静水压，并深入分析讨论。

按GB/T 4744—2012 《纺织品 防水性能的检测和评价静水压法》进行测试，随机选取冲锋衣织物面料作为试验样品。调湿24小时后，裁取5块满足试验要求的试样。将试样固定于夹持装置内，打开仪器观察渗水现象，记录试样上第三处水珠刚出现时的静水压值。不考虑形成后不再增大的细微水珠和同一处渗出的连续性水珠。如果第三处水珠出现在夹持装置边缘，且导致第三处水珠的静水压值低于同一样品其他试样的最低值，则剔除数据，另行试验。

2 结果与讨论

2.1 不同洗涤方式的静水压结果

随机选取8块冲锋衣面料，每块面料分为3组样品。第一组样品不做洗涤处理，调湿后测试其静水压性能；第二组样品按照4N程序洗涤3次，每次洗涤后悬挂晾干；第三组样品按照4H程序洗涤3次，每次洗涤后悬挂晾干。洗涤前、洗涤3次后的结果如图1。

图1 不同洗涤方式对织物静水压的影响

由图1可知，不同冲锋衣面料的静水压性能相差较大。8块试样均在试样洗涤前的静水压数值最大，性能最好。所有试样测得的洗涤后的静水压值均明显下降，而4H程序洗涤3次后的静水压均好于4N程序洗涤，每种材料静水压下降的程度不同。静水压性能洗前＞4N洗涤后＞4H洗涤后。

2.2 4N程序洗涤的静水压结果

产品标准GB/T 32614《户外运动服装 冲锋衣》中规定洗涤程序为5A（4H），洗涤3次，洗涤后悬挂晾干。随机选取5块冲锋衣面料，每块面料分为4组样品。第一组样品不做洗涤处理，调湿后测试其静水压性能；其余3组样品按照4N程序分别洗涤1、2、3次，晾干后对其进行静水压测试，测试结果见图2.

图2 4N程序洗涤次数与织物静水压的关系图

由图2可知，随机抽取的5种冲锋衣面料的洗前静水压均表现优良，而洗后的静水压均明显低于洗涤前，冲锋衣面料的静水压性能随着4N程序洗涤次数的增加而降低。从图2中可以直观地看出第一次4N洗涤对冲锋衣面料的影响最大，计算每次洗涤后静水压值降低的比例，结果如表1所示。

表1 4N程序洗涤与静水压降低率的关系

由表1可知，每个样品在洗涤过程中下降概率有所不同，每次洗涤后静水压性能均有所降低，但每次降低的比例并不相同，表现为洗涤第一次的静水压下降最大。而5种不同面料在经过第一次洗涤后降低率接近，降低率均较大，平均接近50%，4N洗涤一次后静水压性能直接减半。

2.3 4H程序洗涤的静水压结果

根据图3信息分析，在随机抽取的5种冲锋衣面料中，试样的洗前静水压性能差异较大，而5种试验的静水压性能指标均符合并远远高于冲锋衣功能性面料Ⅰ级指标要求。全部试样洗后的静水压均明显低于洗涤前，冲锋衣面料的静水压性能随着4H程序洗涤次数的增加而降低。从图3中可以直观地看出第一次洗涤对冲锋衣面料的影响最大，不同面料在每次4H程序洗涤后下降的程度差异较大，计算每次洗涤后静水压值降低的比例，结果如表2所示。

图3 4H程序洗涤次数与织物静水压的关系图

表2 4H程序洗涤与静水压降低率的关系

表2分别给出了4H程序洗涤1、2、3次后，5种不同面料的静水压下降比例。根据数据分析得到，5种不同面料在洗涤后静水压下降比例有所不同且差异较大。每次洗涤后静水压性能均有所降低，不同面料降低的比例也不相同，表现为洗涤第一次的静水压下降最大。而5种不同面料经过第一次洗涤后降低率接近，平均接近35%，4H程序洗涤一次后静水压性能降低1/3。

根据表1和表2的数据可知，不同样品在4N和4H程序洗涤后，静水压性能均降低，且第一次洗涤程序后，面料性能破坏的程度最严重。5种不同样品在4N程序洗涤3次后，静水压平均降低71.0%。另一组样品在4H程序洗涤3次后平均降低率为57.1%。而在3次洗涤后，静水压性能基本保持平稳，降低率变小。

2.4 洗涤过程对静水压的影响

在整个洗涤程序中，对织物性能影响最大的是搅拌方式与洗涤时间参数，这是导致静水压下降率差异的主要原因。表3中列出4N和4H两种洗涤程序的参数。

表3 A型洗衣机洗涤程序参数对比

由表3可知，4N程序为正常搅拌方式，比4H的柔和方式受到了更强的外力，对织物的撕扯、拉伸更为严重，且4N程序洗涤时间远高于4H程序。另外在漂洗阶段，4N程序漂洗4次也会损伤涂层和压膜的分子结构，对样品的静水压性能产生影响。

面料在洗涤过程中，会产生摩擦及翻转，这些外力会对压膜和涂层产生不可逆的损伤，防水透湿织物的抗渗水性会随之降低。目前市售的冲锋衣功能性面料多为聚四氟乙烯和聚氨酯材料。用于防水功能的高聚物天然橡胶、合成橡胶（聚氯丁橡胶）、有机硅、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯已逐渐被替代。聚四氟乙烯（PTFE）是一种非极性的高分子材料，是集防水、拒油及防污功能于一体的微孔树脂面料。但其成本较高，使其广泛应用受到了限制。聚氨酯为防水面料的主流材质，是一种极性高分子材料，既可作为亲水膜，也可利用亲水基团进行防水。这两种材料均表现出较好的防水效果，洗涤过程中微孔薄膜的微孔因拉伸而不断变大，静水压性能下降明显，无孔薄膜织物静水压性能相对更为稳定。除物理外力作用带来的损伤外，经过洗涤处理后的面料，表面的蜡质或油脂被洗掉，纤维更容易被水滴润湿，这也是导致功能性面料洗涤前后静水压骤降的原因。

3 结束语

GB/T 32614—2016《户外运动服装冲锋衣》产品标准中规定面料洗前静水压≥50kPa、洗后静水压≥40kPa，即属于Ⅰ级功能性面料，具有优异的静水压性能。本文随机抽取的市售样品均满足产品标准规定，静水压性能优良。

不同织物面料的静水压性能不同，差异较大。洗涤处理后静水压性能明显低于洗前。4N正常搅拌方式洗涤3次后，静水压性能下降71%；4H柔和搅拌方式洗涤3次后，静水压下降57%，4N程序洗涤对样品的静水压性能影响更大。

运动服饰的面料需要综合考虑保暖性、防水性、透湿性、抗撕裂性等综合能力，亲水与微孔复合型防水透湿织物、智能防水透湿织物不断地在被开发应用，而洗涤过程对面料静水压性能带来的影响仍是急需攻克的技术难题。在穿用过程中，尽量选择轻柔的洗涤方式，可选择专业的洗涤护理剂进行保养。积极改进加工工艺，开发新型涂层材料，保证绿色可持续发展，对生产者提出新的挑战与要求。