户外功能性服装的检测与评价探讨

户外功能性服装的检测与评价探讨 << 返回   近几年来，户外用品消费市场逐步走俏，国内户外用品消费市场连续保持40%的增长。适用于户外生活的功能性服装成为消费者关注的热点。消费者对于这 类产品的质量非常关注，尤其对其所宣称的功能性更是购买前考虑的重点，但目前国内尚无针对户外运动服装的国家出台，很多户外服装参照的是普通服装的产 品标准，对消费者最关注的专业性方面还有缺失。本文对户外服装功能性的检测方法做了简要介绍，为相关产品标准的制定提供参考。 1. 功能性检测方法 户外运动服装的功能性要求主要就是防风、防水和排湿透气，其他的还包括：吸汗速干、抗静电、防紫外、抗菌、发热保温等。鉴于户外运动服装用面料 的多功能化发展的趋势，任何一种单一的天然或化学纤维都无法同时达到这些要求，只能通过多种纤维的复合以及多种途径化学整理来尽量使面料达到这些功能。表1归纳了国内外有关功能性的检测项目和标准。   表1 国内外功能性检测项目和相关标准 检测项目 物性指标 单位 国内相关标准 国外相关标准 抗渗水性 静水压 kPa cmH2O GB/T 4744–1997 FZ/T 01004–2008 ISO 811 AATCC 127 表面抗湿性 沾水等级 1~5级 g GB/T 4745–1997 AATCC 22 AATCC 35 AATCC 42 透气性 透气率 mm/s m/s GB/T 5453–1997 ASTM D 737 BS EN ISO 9237 DIN EN ISO 9237 JIS L 1096 透湿性 透湿率 透湿度 g/m2·h g/m2·24h g/（m2·Pa·h） GB/T12704.1–2009 GB/T12704.2–2009 ASTM E 96 BS 7209 JIS L1099 吸湿速干性 吸水率 滴水扩散时间 芯吸高度 蒸发速率 透湿量 % s mm g/h g/(m2·d) GB/T 21655.1–2008 GB/T 21655.2–2009 AATCC 79 抗静电性 半衰期 电荷面密度 电荷量 s μC/m2 μC GB/T 12703.1–2008 GB/T 12703.2–2009 GB/T 12703.3–2009 JIS L1094 防紫外性 紫外线防护系数 紫外线透过率 UPF值 % GB/T 18830–2009 AATCC 183–2004 EN 13758.1–2006 AS/NZS 4399–1996   2 .功能性评价指标和标准 市场上价格悬殊的户外服装，仅从外观上很难辨别质量，仅能从标签上注明的各种功能评价指标判定。但有时候数据差异的原因仅仅是因为使用不同标准 的检测方法，或者是使用了不同的单位，并不是产品质量的真实反映。消费者在判断的时候就可能被误导。因此在制定相关产品标准的时候，需要统一测试的方法和 结果的单位，以进行统一的评判。户外服装的功能性主要有防水性、透湿性、吸湿速干性、抗静电和防紫外线五种。   2.1 防水性 户外服装提供的首要功能就是防水，大多数传统织物的防水整理是涂层或薄膜，后来出现了用含氟化合物或有机硅做整理剂的防水处理。防水的效果可以用抗渗水性和表面抗湿性来表示。   GB/T 4744–1997《纺织织物抗渗水性测定静水压试验》以织物承受的静水压来表示水透过织物所遇到的阻力，即在标准大气条件下，试样的一面承受一个持续上 升的水压，直到有三处渗水为止，记录此时的压力，以kPa或cmH2O来表示，数值越大防水性能越好。水压的上升速率和实验用水的温度是影响结果的两项参 数：温度高会使得到的数据变小；水压的上升速率过大，得到的数据偏大，水压的上升速率小，所得的结果在量程之外。   FZ/T 01004–2008《涂层织物抗渗水性的测定》了在固定的时间周期内对涂层织物施加静水压时，测定涂层织物抗渗水性的方法。测试仪器类似GB/T 4744，但要求在试样上方装一个可防止试样变形、爆裂的金属网。测试方法是在规定条件下，待测涂层织物试样的一面受到持续上升的水压作用，可在到达规定 的水压时，在规定的时间内观察是否有渗透发生或持续加压直到渗透发生为止。对规定压力值的试验，评价结果为通过或未通过测试，对最终静水压值的试验，评价 方法同GB/T4744。   GB/T 4745–1997《纺织织物表面抗湿性测定沾水试验》规定了一种测定各种已经或未经抗水或拒水整理织物表面抗湿性的沾水试验方法。把试样安装在卡环上并 与水平成45°放置，试样中心位于喷嘴下面规定的距离。用规定体积的蒸馏水或去离子水喷淋试样。通过试样外观与评定标准及图片的比较，来确定其沾水等级。 沾水等级分为1~5级，1级表示受淋表面全部润湿，5级表示受淋表面没有润湿，在表面也未沾有小水珠。   2.2 透气性 一件好的户外服装，不仅要防雨还要能透气。其透气性能由薄膜的微孔结构决定，允许气态水分子逸出，阻止液态水分子进入。透气性是空气透过织物的 能力。以规定的试验面积、压降和时间条件下，气流垂直通过试样的速率表示。单位为mm/s或m/s。值越大表示其透气性能越好。GB/T 5453–1997《纺织品织物透气性的测定》中推荐的试验面积为20 cm2，也可选用5 cm2、50 cm2或100 cm2；服用织物压降100 Pa，产业用织物200 Pa，如上述压降达不到或不适用，经有关各方面协商后可选用50 Pa或200 Pa。   2.3 透湿性 透湿性测试适用于评价织物在一定条件下水蒸气的透过能力。把盛有吸湿剂或水，并封以织物试样的透湿杯放置于规定温湿度的密封环境中，根据一定时 间内透湿杯（包括试样和吸湿剂或水）的质量变化计算试样透湿率、透湿度。透湿率表示在试样两面保持规定的温湿度条件下，规定时间内垂直通过单位面积试样的 水蒸气质量，以克每平方米小时[g/(m2•h)]或克每平方米24小时[g/(m2•24h)]为单位；透湿度表示试样两面保持规定的温湿度条件下，单 位水蒸气压差下，规定时间内垂直通过单位面积试样的水蒸气质量，以克每平方米帕斯卡小时[g/(m2•Pa•h)]为单位。两种指标的数值越大表示织物的 透湿能力越好。   GB/T 12704.1–2009《纺织品织物透湿性试验方法第1 部分吸湿法》和GB/T 12704.2–2009《纺织品织物透湿性试验方法第2部分蒸发法》的主要区别在于：吸湿法中透湿杯里放干燥剂，蒸发法中透湿杯里盛蒸馏水。蒸发法又分 为正杯法和倒杯法，倒杯法仅适用于防水透气性织物。在以上提到的标准中，密封环境的温湿度条件有多种选择，因此对同一块试样用相同的测试方法，如果选用不 同的温湿度条件，得到的结果也会有差异。   2.4 吸湿速干性 吸湿速干性是把身体产生的汗水迅速吸收，尽量排向外层并尽快挥发，使身体尽量保持干爽的性能。GB/T 21655.1–2008《纺织品吸湿速干性的评定第1部分：单项组合试验法》以织物对水的吸水率、滴水扩散时间和芯吸高度表征织物对液态汗的吸附能力； 以织物在规定空气状态下的水分蒸发速率和透湿量表征织物在液态汗状态下的速干性。该标准对明示为吸湿速干类的针织、机织产品做出了具体的技术要求，见表 2。 表2 吸湿速干性产品技术要求 指标 项目 要求 针织类 机织类 吸湿性 吸水率/% ≥200 ≥100 滴水扩散时间/s ≤3 ≤5 芯吸高度/mm ≥100 ≥90 速干性 蒸发速率/(g/h) ≥0.18 ≥0.18 透湿量/[g/(m2·d)] ≥10000 ≥8000 注：芯吸高度以纵向或横向中较大者考核   GB/T21655.2–2008《纺织品吸湿速干性的评定第2部分：动态水分传递法》规定的测试方法为：织物试样水平放置，液态水与其浸水面 接触后，会发生液态水沿织物的浸水面扩散，并从织物的浸水面向渗透面传递，同时在织物的渗透面扩散，含水量的变化过程是时间的函数。当试样浸水面滴入测试 液后，利用与试样紧密接触的传感器，测定液态水动态传递状况，计算得出一系列性能指标，以此评估纺织品的吸湿速干、排汗等性能。   2.5 抗静电 户外服装基本都是化学纤维织物制成，当户外环境比较干燥的时候，就会产生静电问，表现为衣服易起毛起球、容易沾染灰尘污垢、贴近皮肤产生静电吸附。如果携带有如电子罗盘、海拔表、GPS导航仪等精密电子仪器，还有可能被服装的静电所干扰而产生错误，造成严重后果。   抗静电织物分为非耐久型和耐久型两种，国内常用的测试方法有静电压半衰期法、静电荷面密度、带点电荷量等。GB/T 12703《纺织品静电性能的评定》包括7个部分，已经执行的有3个，其余的仍在制定过程中。GB/T 12703.1《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》的原理是使试样在高压静电场中带电至稳定后，断开高压电源，使其电压通过接地金属台自然衰 减，测定其电压衰减为初始值一半所需的时间，单位秒，值越小表示其抗静电性能越好。标准中规定A级≤2.0 s，B级≤5.0 s，C级≤15.0 s，对于非耐久型抗静电纺织品，洗前应达到此要求；对于耐久型抗静电纺织品，洗前、洗后均应达到此要求。GB/T 12703.2《纺织品静电性能的评定第2部分：电荷面密度》的原理是将经过摩擦装置摩擦后的样品投入法拉第筒,以测量样品的电荷面密度。该法的起电方式 较好地反映了织物实际穿着时的摩擦起电情况,剥离过程与脱衣过程类似,能反映织物起电时的电晕放电能力，适用于加入导电丝的防静电织物的测试，但测试结果 会受人为因素及被测织物在静电电位序列中位置的影响。电荷面密度越小，抗静电性能越好。标准要求非耐久型抗静电织物，洗前电荷面密度不超过7.0 μC/m2；耐久型织物洗前、洗后电荷面密度均应不超过7.0 μC/m2。GB/T 12703.3《纺织品静电性能的评价第3部分：电荷量》测定原理是用摩擦装置模拟试样摩擦带电的情况，将试样投入法拉第筒，测量其带点电荷量。电荷量越 小，抗静电性能越好。标准要求：非耐久型抗静电纺织品，洗前电荷量不超过0.6 μC/件；对于耐久型抗静电纺织品，洗前、洗后电荷量均应不超过0.6 μC/件。   比较现有国家标准和行业标准，各方法的评价的指标不一样，使用不同测试方法得到的结果也不具有可比性。电荷面密度法能较好的模拟户外服装在实际穿着时的起电过程，是测试户外服装抗静电性能比较适宜的方法。   2.6 防紫外性 纺织品防紫外线辐射的评定参数采用的是紫外线防护系数UPF值，它表示皮肤无防护时计算出的紫外线辐射平均效应与皮肤有织物防护时计算出的紫外 线辐射平均效应的比值。GB/T 18830–2009《纺织品防紫外线性能的评定》规定了纺织品的防日光紫外线性能的试验方法、防护水平的表示、评定和标识，其测试原理是用单色或多色的 UV射线辐射试样，收集总的光谱透射射线，测定出总的光谱透射比T（λ），并计算试样的紫外线防护系数UPF值。可采用平行光束照射试样，用一个积分球收 集所有透射光线；也可采用光线半球照射试样，收集平行的透射光线。在实际的操作中，检测仪器可以自动计算出样品的UPF值和T（λ）。当样品的UPF值大 于50时，表示为“UPF＞50”。按该标准规定，当样品的UPF>40，且T（UVA）AV<5%时，可称为“防紫外线产品”。   3. 结语 据了解，目前国内尚无针对户外运动服装的产品标准出台，多数产品套用的是普通服装的产品标准，在专业性内容上存在很大空白，不利于户外运动产品 的规范发展和品质的提升。对户外服装各种功能性的测试方法及评价指标应当有明确的要求，避免消费者在购买的过程中被误导和欺骗。建议标准的制定单位尽快出 台和完善相关的标准，一方面有利于规范消费市场，为消费者选择购买时提供依据，减少盲目性；另一方面也有利于指导生产，为企业提供便于控制产品质量的指 标，增加各个服装品牌间的竞争公平性。