近年来，随着户外活动的风行，消费者对具备防水、防泼性能纺织品的需求大大增加。现今主流工艺是通过涂层或覆膜整理来实现防水、防泼性能，但存在工艺复杂、加工流程长的缺点。在高紧密度面料上加工无氟防水整理可实现高耐静水压，流程短、工艺简便，更具有低成本的优势；虽然耐静水压性能不及涂层或覆膜法，但经过工艺优化后，耐静水压仍可达到 5200Pa以上，并具有一定的透气性，适用于手术衣、冲锋衣、登山服以及帐篷布等特殊功能性面料。

本研究选用苏州致远新科化学有限公司无氟防水剂，采用高温焙烘方法对高紧密度纯棉面料进行防水整理，探讨组织规格、焙烘温度、焙烘时间等因素对纯棉面料耐静水压性能的影响，最终形成有利于大生产的完整解决方案！

一、试验材料

织物：纯棉面料（29.2 tex×29.2 tex，472×315，平纹，单位面积质量 220 g/m2）；

试剂：无氟防水剂

仪器：连续式定形烘干机、热风焙烘机（德国门富士），DHG-9140A 型电热鼓风干燥箱，SDLATLAS VortexM6 型洗衣机，YB813 型面料沾水性测试仪，YG461E型静水压数字式透气量仪。

二、工艺流程

冷轧堆→退煮→丝光→染色→防水→焙烘。

三、结果测试方法简介

防水性：按照 AATCC 22—2010《拒水性：喷淋实验》测定。剪取3块（17.78 cm×17.78 cm)试样，放置于标准大气压下调湿4h，将250mL、（27±1)℃的蒸馏水注入测试仪漏斗对试样正面进行喷淋，对正面的润湿或斑点图案与评级图片比较评级，记录每个测试样的评级结果。

耐洗性：家庭洗涤按照 GB/T 8629—2017《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》操作，使用 1g/L 的标准洗涤剂（AATCC 1993）配制成溶液，浴比 1∶30，40 ℃下洗涤8min 后脱水，为 1 次洗涤。洗涤程序完成后在温度为100 ℃的烘箱内烘干。

工业洗涤程式为：预洗（纯净水50L，洗3min，水温50℃）→主洗洗涤（纯净水80 L，洗15 min，水温60℃，氧漂剂300g，洗衣粉400g）→漂洗（纯净水50L，洗涤5min）→中和洗（纯净水50 L，中和酸200g）→清水洗（纯净水50 L，洗5min）。

耐静水压：按照 AATCC 127—2018《流体静压试验》进行测定。剪取 3 块 200 mm×200 mm 无折叠和污染的试样，放置于标准大气压下调湿 4 h，将与试样接触水的温度控制在（21±2）℃，擦干夹持面，使测试面朝着水面，夹持后启动电机，当试样上 3 个位置出现渗透时记下此时的静水压，重复 3 次，取平均值即为此试样的耐静水压。

四、防水工艺流程对防水效果的影响

实验探讨拉幅焙烘一步法、拉幅→焙烘两步法对防水效果的影响。 一步法中使用拉幅定形机，面料轧料后进入定形机烘房，烘干与焙烘过程一起进行生产效率高，适用于大多数防水整理。拉幅→焙烘两步法使用拉幅定形机轧料烘干后，再进行焙烘，此工艺流程的稳定性高。拉幅焙烘一步法工艺：拉幅机浸轧助剂，无氟防水剂 80g/L，温度170℃，时间3.5min。 拉幅→焙烘两步法工艺：拉幅机浸轧助剂（无氟防水剂 80g/L，烘干温度120℃，烘干时间60s）→焙烘（温度170℃，时间3min）。 使用不同的防水工艺流程对纯棉面料进行防水整理，结果如表 1所示。

由表 1 可以看出，拉幅焙烘一步法的防水性与拉幅→焙烘两步法差异不大，但耐静水压性能明显低于拉幅→焙烘两步法。这是因为一步法直接高温焙烘，即使降低车速、延长工作液的渗透时间，但工作液仍无法完全渗透织物，无氟防水剂在织物表面交联，影响面料的耐静水压。因此确定采用拉幅→焙烘两步法加工纯棉高耐静水压面料。

五、面料不同组织规格对防水效果的影响

考虑到高耐静水压面料一般用于外部穿着及功能性用途，面料单位面积质量限制在（200±20）g/m2，规格选取纯棉 29.2 tex×纯棉 29.2 tex、472×315，设计组织为平纹、2/1 斜纹、纬重平、方平。采用拉幅→焙烘两步法加工工艺，防水工作液无氟防水剂 80g/L，两浸两轧，轧余率 65%；120 ℃烘干后再170℃焙烘3min。面料不同组织对防水性能的影响如表2所示。

由表 2 可以看出，在面料纱支和经纬密度不变的情况下，只改变组织花型，面料的防水性和耐静水压变化明显。按性能优异性从大到小依次排序为：平纹、2/1 斜纹、纬重平、3/1 斜纹、方平，平纹面料的耐静水压可以达到5200 Pa 的标准，其他组织面料都未达到5200Pa，这说明面料组织对耐静水压的影响非常明显，平纹组织因为组织交织点最多，孔隙少，所以耐静水压最好。为进一步研究组织规格与面料耐静水压的关系，在纱支和组织不变的前提下改变经纬密度，分别测试面料的防水性和耐静水压，结果如表 3所示。

由表 3 可以看出，对于 29.2 tex×29.2 tex 的平纹组织，随着组织密度的提升，面料的耐静水压也相应提高，当密度达到 472×315 时，耐静水压在 5 200 Pa 以上。在此基础上再增加面料密度，织造难度直线上升，而耐静水压提升不明显。综合考虑，最终选用纯棉 29.2 tex×纯棉 29.2 tex、472×315 的平纹面料，作为此高耐静水压面料的标准规格。

六、 焙烘温度和时间对防水效果的影响

焙烘时间与焙烘温度对防水效果有着重要的影响，采用拉幅→焙烘两步法加工工艺，拉幅机浸轧助剂，无氟防水剂80g/L，烘干温度120℃，烘干时间60s，研究焙烘温度与时间对防水性和耐静水压的影响，结果如表4所示。

由表4可以看出，随着焙烘温度的升高，面料的耐静水压和防水性随之升高。因为进行焙烘时，温度越高，疏水基团在纤维表面排列越规整；高温条件还有利于交联剂释放异氰酸酯基团，提高了异氰酸酯基团和疏水基团与—OH 的交联程度，使耐静水压提升。当焙烘温度为170 ℃时，继续升高温度，耐静水压与防水性增大幅度有限。因此确定焙烘温度为170℃。在以上实验确定焙烘温度为 170 ℃的基础上，研究焙烘时间对防水性和耐静水压的影响，结果如表 5所示。

由表 5 可以看出，随着焙烘时间的延长，防水性不断提升，这是因为焙烘时间延长，异氰酸酯基团与疏水基团在纤维表面的交联更充分，长时间焙烘也给疏水基团在纤维表面的有序排列提供了充足的时间。当焙烘时间为3min 时，防水性达到100分，耐静水压达到5200Pa以上；继续延长时间，防水性与耐静水压提升有限。因此确定焙烘时间为3min。

七、结论

（1）对防水工作液配方进行研究，在充分焙烘后，纯棉面料耐静水压可达到5200Pa，并具备良好的耐洗性，家庭洗涤条件下30次水洗后仍具有优异的耐静水压与防水性。

（2）拉幅→焙烘工艺为：拉幅机浸轧助剂（无氟防水剂80g/L，烘干温度120 ℃，烘干时间60s）→焙烘（温度170℃，时间3min）。