Тестирование мембранных материалов
[[Категорзаголовок ссылкиия:технологии]] Тесты на водонепроницаемость и способность материала дышать. Как мы знаем, существует множество тестов на водонепроницаемость и дышащие свойства материала. Зачастую все эти тесты представляются схожими показателями - как, например, PSI (фунт на квадратный дюйм) и MVT ( Moisture Vapor Transmission – Передача паров влаги). Все эти показатели могут вызвать у пользователя колоссальное замешательство, поскольку большинство тестов дают различные цифровые данные для одного и того же материала.
«Дышимость» или MVT. Лучший способ подтвердить результаты теста без определения его показателей – это надеть одежду на человека. Что необходимо для получения точных данных? Тесты. Для определения Передачи паров влаги и Сопротивления передачи паров влаги (Ret) используются различные тесты, например модель кожи (skin model), или нагревательная плитка, образующая пот (sweating hot plate), метод перевернутой чашки (inverted cup method) и метод не перевернутой чашки (upright cup method). Но наилучший метод, который снижает вариабельность (изменчивость) и лучше соотносится с практическим использованием - это модель нагревательной плитки sweating hot plate. Считается, что этот метод отвечает всемирно признанным стандартам. Чем выше показатель MVT, тем лучше дышит материал. И наоборот, более дышащими считаются материалы с более низким показателем Сопротивляемости передаче влаги (Ret). Есть два способа измерения дышащих свойств материала: А. Передача паров влаги (MVT) – количество паров влаги, проникающее через материал. Этот способ известен также как методы прямой и перевернутой чашки. Результаты представляются в граммах на квадратный метр за 24 часа. B. Сопротивляемость передачи паров влаги (Ret) - известен как тест нагревательной плитки (sweating hot plate). Измеряется в Ret, и представляет собой сложную математическую формулу. Этот тест интересен тем, что он был соотнесен с субъективными отзывами пользователей, на ком тестировалась одежда. Результаты тестов также делятся на группы в зависимости от комфорта, однако разница в восприятии пользователями комфорта незначительна. Так, например, существует весьма незначительная разница между показателями 60 и 120.
Группы Ret: 0-60 Экстремально дышащий материал (по методу «Перевернутой чашки» – 13,000 гр+)
Пример: пуходержащий нейлон - средний показатель 25; XCR 2L - средний показатель 35; MemBrain – средний показатель 50; GTX Classic – средний показатель 55
60-120 Высокая дышащая способность (перевернутая чашка – 6,000-13,000)
Пример: Покрытия и ламинаты высокого качества Triple Point, Conduit, и т.п.
20-2000 Дышащий материал (перевернутая чашка – 3,000-6,000)
Пример: более дешевые покрытия более низкого качества. Большая часть таких материалов используется в сноубордической одежде, в спортивной одежде Columbia и в одежде более дешевых брендов. 200+ (перевернутая чашка – 3,000 и ниже) Нефункциональный слабодышащий материал. Даже не пытайтесь утверждать, что этот материал дышит.
В Японии есть только один стандарт JIS L 1099 с четырьмя вариантами для тестирования MVT. В США действует один основной тест ASTM E96 с пятью вариациями. В Европе действует еще больше методов тестирования. Результаты всех этих тестов выражаются в граммах влаги, проникшей через один квадратный метр материала за 24 часа.
Способы тестирования MVT: - Не перевернутый стакан с использованием обычной чистой воды. - Не перевернутый стакан с использованием абсорбента (хлорид кальция или ацетат калия) для ускорения процесса. - Перевернутый стакан с использованием поглотителя влаги. - Использование различной температуры и влажности. Поскольку материалы проверяются общими тестами, то данные, полученные в результате сравнительного анализа, точны. Но если Вы меняете один из видов тестирования, то показатели значительно отличаются. Примеры тестирования материалов разными методами (указанные показатели относительны): Не перевернутый стакан с использованием воды: 750 г/м² за 24 часа Не перевернутый стакан с использованием абсорбентов: 6,000г Перевернутый стакан: 13,000 гр и выше Если Вы изменяете температуру или влажность, то показатели вновь меняются. Чем ниже температура или влажность вне стакана по сравнению с показателями внутри стакана, тем больше движущая сила и тем выше результативность. Пока Вы не узнаете, какой именно тест применялся, невозможно сравнить результаты всех этих методов с какой-либо долей точности. И к сожалению, до сих пор еще не найден компромисс относительно стандартизированного метода исследований.
Способы тестирования Ret: К счастью, в этом тесте нет вариаций, поэтому результаты полностью сопоставимы. Но к сожалению, это исследование очень дорогое, занимает 3-4 недели, и если два теста были сделаны в разных лабораториях, то возможны расхождения. Поэтому мы не можем всегда полагаться только на данные Ret. Конечно, один из законов Мерфи всегда будет работать. Разные тесты нельзя сопоставлять. Материал может показать хорошие результаты на одном тесте, и неважные – на другом. Нет никакой взаимосвязи между этими методами исследования. Есть три теста, которые мы считаем очень удобными для изучения и планирования пригодности материала для одежды. Метод не перевернутый стакан – абсорбент. Подходит для большинства материалов с гидрофобным покрытием Перевернутый стакан – подходит для гидрофильных материалов, с покрытием или ламинатом Ret – подходит для любых материалов Когда мы подбираем материалы для нашей продукции, мы стараемся провести все три теста и выбираем в итоге материал с хорошим балансом между этими тремя тестами. Вот чего мы добиваемся в наших двухслойных материалах: Не перевернутый стакан – 5,000-8,000 Перевернутый стакан – 12,000-20,000+ Ret – 50-70 Показатели трехлойных материалов в целом на 3,000-5,000 грамм меньше и примерно на 20-30 больше в Ret. Обратите внимание: поскольку результаты тестов не перевернутого и перевернутого стакана линейны, смещение на 6,000 гр в два раза лучше, чем смещение на 3,000 гр. Для показателей Ret такой зависимости нет! Когда мы говорим, что показатель повысился с 10,000 гр до 15,000 гр, что означает увеличение количества влаги, проходящей через материал, на 50% , показатель Ret может варьироваться только от 60 до 50, то есть разница Ret составляет менее 20%. Мы заметили, что тест перевернутой чашки и Ret – лучшие предсказатели уровня комфорта и эффективности материала. Поэтому, Вы видите наши показатели MVT, основанные на этих двух методах тестирования.
Водонепроницаемость. Конечно, мы проводим множество тестов на водонепроницаемость. Они также не взаимосвязаны друг с другом. В мире не все так просто. Два общих типа тестов: 1. Водяной столб – тест, в котором колба наполняется водой, и измеряется давление водяного столба, то есть высота воды в миллиметрах. Этот тест как правило применяется только на материалах с низким уровнем водостойкости и ветронепроницаемости. Пример: 600 мм. 2. Гидростатический напор воды (тест Сатера) – в тесте используется насос для переноса давления воды на материал. Результаты могут быть представлены в PSI или в миллиметрах, как высота напора воды. У этого теста есть много вариаций: - диаметр тестируемого образца ткани может варьироваться от 1 до 4 дюймов - действие давления может происходить медленно или быстро - с водой может контактировать нанесенное на материал покрытие Все эти изменения будут влиять на результат. Но конечно, результаты выражаются в одних и тех же единицах. Поэтому Вы должны знать типы применявшихся тестов. Гидростатические тесты, как например, тесты Малленса (Mullens), Сатера(Suter) и пересмотренный тест Сатера (Modified Suter), давно были признаны полезными для измерения водонепроницаемости. Но до какой степени? В модифицированном тесте Сатера давление воды медленно растет (0 psi - >30 psi), и фиксируется момент появления трех капель воды на поверхности материала. Этот тест лучше всего показывает, как будет вести себя материал в естественных условиях. Тест Малленза, помимо измерения psi в момент появления капель на поверхности, измеряет psi в момент разрыва материала. Но вода может начать просачиваться через материал задолго до того, как материал потеряет свою прочность. Этот тест может быть пригодным для тестирования разрывной нагрузки картонных коробок, но мы ведь редко носим картонные коробки во время дождя. Тест Сатера очень полезен для измерения локальных погрешностей, таких как дырочка, которая начнет протекать под очень низким давлением воды. Мы используем этот тест в нашем гарантийном отделе для определения областей с такими погрешностями на одежде, которую сдали в починку. В тесте Малленза и в модифицированном тесте Сатера считается, что чем выше показатели, тем более водостоек материал. Примеры: Тест Малленза - Mullins test – ASTM D751: изначально был разработан для тестирования разрывной нагрузки картонных коробок. Во время этого теста сильная струя воды направляется на очень маленькую поверхность материала (1”). Этот древний тест используется правительством США и некоторыми нашими конкурентами, потому что этот тест дает очень высокий показатель psi. Однако этот показатель может быть весьма неточен. Поскольку материал считается непригодным, когда он действительно порвется, то тест не определяет, возникло ли протекание до того момента, пока материал не был поврежден. Гидростатический напор, или тест Сатера - Suter Test - JIS, ISO 811, один из стандартов ASTM: все это по сути одно и то же. В этих тестах используется 4-х дюймовый образец, на который воздействует давление воды до тех пор, пока материал не перестанет справляться с этим давлением. Тест считается законченным, когда на поверхности материала появляются 3 капли воды. Обычно этот эффект достигается примерно за одну минуту. Британский тест на давление воды UK Water Entry Pressure test (или Британский стандарт Сатера - the British Standard Suter): измеряет то же самое, что и JIS, ISO и ASTM, за исключением скорости увеличения давления воды. Давление увеличивается очень медленно - 1.5 PSI в минуту. Это означает, что тестирование материала с показателем 40 PSI займет 26 минут. Очень хороший тест, но мое личное мнение – что он занимает слишком много времени и не является индикатором реальных условий. Это наиболее предпочтительный тест Gore. Мы пришли к мнению, что тест на Гидростатический напор и Британский тест на давление воды лучше соотносятся с практикой. Эти два теста во многом схожи, когда тестируется один и тот же материал. Вы увидите, что мы описываем наши материалы в PSI на основе Британского теста, или Стандарта Сатера. Но поскольку этот тест не везде известен, мы так же указываем результаты метода Гидростатического напора.
Износостойкость и водонепроницаемость: Тест на истирание (Abrasion test) и поведение материала во влажной среде (Wet Flex test) имитирует использование одежды, помещая ее в переполненную быстро вращающуюся стиральную машинку. Этот способ может показаться слишком простым, чтобы быть показательным, однако это общепризнанный метод для тестирования водостойких материалов на износостойкость. После тестирования одежды в стиральной машине, вещи проходят тест Сатера на протекание. В тесте на поведение материала в холодной среде (Cold Flex) материал находится в холодных температурных условиях, причем температура постепенно снижается. После каждого изменения температуры проводится тест Сатера, чтобы определить, в какой момент материал перестает быть водостойким.
Ветронепроницаемость: Тест Фразера (the Frazier Test): Показывает, сколько кубических футов/квадратных футов воздуха может пройти через материал за одну минуту при заданной скорости ветра. Чем выше показатель, тем больше воздуха будет проходить через материал. Чем ниже показатель ветронепроницаемости, тем лучше.
