Анализ стандартных методов исследования водозащитных свойств текстильных материалов

УДК 677.017                                             

Свойства текстильных материалов принято оценивать с использованием их количественной характеристики – показателей свойств. Номенклатура этих показателей зависит от назначения, структуры материалов, их волокнистого состава, фиксируется в стандартах, и, как правило, обеспечивается стандартными методами и средствами определения показателей свойств, а также их нормативными рекомендуемыми значениями. Поэтому в определении показателей свойств материалов значительную роль играет установление принадлежности исследуемого материала к классификационной группировке, выделяемой по какому-либо признаку. Это обусловливает методы и средства испытаний, ориентирует исследователя относительно диапазона значений исследуемых показателей [1].

Защита от внешних воздействий окружающей среды, таких как холод, дождь является первоначальной функцией одежды. Оценить

способность сопротивляться проникновению воды (дождя) можно с помощью показателей водоотталкивания, водоупорности, намокаемости и водопроницаемости.

В настоящее время на рынке текстильных материалов, обладающих высоким уровнем водозащиты, неоспоримым лидером являются композиционные текстильные материалы с мембранным слоем. Разнообразие структур этих материалов даёт возможность использования их в различных сферах лёгкой промышленности.

Целю статьи является оценка приемлемости использования стандартных методов исследования водозащитных свойств и средств их реализации для композиционных текстильных материалов различных структур.

Анализ литературных источников [2–7] показал отсутствие единства в терминах. Термины «водонепроницаемость» и «водоупорность» в большинстве случаев трактуются одинаково и

Таблица 1 – Методы определения водозащитных свойств текстильных материалов

Оценка результата испытаний	ТНПА Метод	Вид материала	Площадь воздействия воды	Скорость увеличения давления	Примечание
1	2	3	4	5	6
Наибольшее давление до появления первой капли	ГОСТ 413-91 (ИСО 1420-87) Метод А1 динамического давления	Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием	100 см2	10 мм/с	Увеличение давления
	ГОСТ 413-91 (ИСО 1420-87) Метод Б1 динамического давления		10 см2	Постоянная скорость
	ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод А1 динамического давления	Материалы для средств индивидуальной защиты с резиновым или пластмассовым покрытием	100 см2	10 мм/с
	ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод Б1 динамического давления		10 см2	Постоянная скорость
Наименьшее время, выдержанное образцом до промокания, но не более 15 минут	ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод А2 статического постоянного давления	Материалы для средств индивидуальной защиты с резиновым или пластмассовым покрытием	100 см2	–	Давление постоянно согласно НТД
	ГОСТ 413-91 (ИСО 1420-87) Метод А2 статического постоянного давления	Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием	100 см2	–

Окончание таблицы 1

1 2 3 4 5 6 Отсутствие любых признаков протекания после 5 испытаний одного образца по 5 минут ГОСТ 413-91 (ИСО 1420-87) Метод Б2 статического постоянного давления Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием 10 см2 – Давление 690 ±7 кПа ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод Б2 статического постоянного давления Материалы для средств индивидуальной защиты с резиновым или пластмассовым покрытием 10 см2 – Наличие или отсутствие капель или следов воды на наружной стороне ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод А3 на приборе Шоппера 100 см2 Плавное увеличение в течение 10 мин Давление 100 см вод. ст. Время, в течение которого произошло промокание образца, но не более 24 ч ГОСТ 12.4.263-2014 (ISO 1420:1987) Метод А4 кошеля – – Высота уровня воды от дна кошеля в его центре от 5 до 20 см ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81) Метод кошеля Тканые, трикотажные, нетканые полотна, текстильногалантерейные и штучные изделия из волокон и нитей всех видов, кроме тканей с пленочным покрытием и стеклоткани – – Наибольшее давление до появления 3 капель ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81) Метод на приборе пенетрометре 100 см2 1,00±0,05 кПа/мин 6,00±0,3 кПа/мин Увеличение давления ГОСТ 3816-81 (ИСО 811-81) Метод на кошель-пенетрометре 10 см2 60 мм в. ст. 1200 мм в. ст. ГОСТ 28486-90 Ткани плащевые и курточные из синтетических нитей – 100±10 мм/мин ГОСТ 6056-88 Ткани зонтичные из синтетических нитей – 100±10 мм/мин ГОСТ Р 51553-99 Текстильные материалы (курточные, плащевые, тик, брезент, тентовые) 100 см2 10±0,5 см в. ст./мин 60±3 см в. ст./мин определить уровень водопроницаемости при воздействии на исследуемый материал низкого или высокого гидростатического давления.

Многие стандартные методы, рассматриваемые в таблице 1, позволяют реализовывать лишь метод воздействия на исследуемый образец низкого гидростатического давления, что не применимо для материалов, обладающих изначально высоким уровнем водопроницаемости.

Композиционные текстильные материалы с мембранным слоем в настоящее время на территории Республики Беларусь отнесены к классу плащевых и курточных, а отечественные стандарты на метод испытаний предусматривают конкретное применение по виду материала. Таким образом, оценить уровень водопроницаемости композиционных текстильных материалов с мембранным слоем возможно только по ГОСТ 3816-81(ISO 811-81) либо ГОСТ 28486-90, что вызывает определённые трудности, так как композиционные текстильные материалы с мембранным слоем обладают уровнем водопроницаемости значительно выше материалов, традиционно применяемых для изготовления плащевых и курточных изделий, о которых идет речь в стандартах, разработанных более 30 лет назад. В [2, 7] описаны методы оценки водопроницаемости при высоком гидростатическом давлении, но данные методы распространяются на материалы с резиновым или пластмассовым покрытием. Согласно методике [2, 7] испытуемые образцы располагаются покрытием к воде, тогда как у многослойных композиционных материалов полимерная мембрана часто расположена между текстильными слоями и проникание воды визуально вообще невозможно оценить, поскольку вода, проникнув сквозь мембрану, капиллярно распространяется по текстильным слоям, не образуя капель.

Большую роль в реализации стандартных условий испытания играют приборы, используемые для

исследования. В стандартных методах по определению водозащитных свойств (табл. 1) во всех случаях конструкция используемых приборов должна позволять визуально оценить проникновение воды через исследуемый образец. Это реализуется путем открытой испытательной ячейки, но при подаче высокого гидростатического давления образец испытывает существенные нагрузки, которые приводят к значительным деформациям материала, приводящим к нарушению структуры. В источниках [8‒10] описаны основные недостатки исследования водопроницаемости композиционных слоистых текстильных материалов прибором с открытой испытательной ячейкой: большой прогиб образца (до 50 мм!) при воздействии высокого гидростатического давления; отсутствие капель на изнаночной поверхности исследуемого материала, но при тактильном контакте обнаруживается, что поверхность полностью пропиталась водой; образование лишь одной капли у зажима в результате микротрещины структуры полимерного слоя, возникшей вследствие растяжения образца; проникновение воды в пространство между текстильным и мембранным слоем.

Таким образом, существующая нормативная и приборная база в настоящее время не позволяет качественно оценить уровень водозащитных свойств композиционных текстильных материалов с мембранным слоем. Для решения данной проблемы целесообразно осуществить отказ от визуальной оценки результатов испытаний водозащитных свойств и исключить прогиб образца за счёт закрытой сверху испытательной ячейки и применения датчика влажности. Данные модификации позволят оценивать и сравнить уровень водопроницаемости различных по растяжимости и характеру поверхности текстильных материалов.