Méthodes de test pour les testeurs d'absorption d'eau des tissus

L'absorption d'eau des tissus est l'un des indicateurs clés de leur fonctionnalité, ayant un impact direct sur des applications essentielles telles que le confort des vêtements, la sécurité des pansements médicaux et la performance des équipements sportifs de plein air.

L'absorption d'eau d'un tissu désigne sa capacité à absorber l'eau liquide. Elle est généralement caractérisée par des paramètres tels que la vitesse d'absorption, la capacité d'absorption (quantité d'eau absorbée) et la hauteur de remontée capillaire. Les exigences en matière d'absorption d'eau varient selon les applications.

1. Les serviettes et les serviettes de bain doivent présenter une capacité d'absorption d'eau élevée et rapide, l'accent étant mis principalement sur le temps de séchage et la capacité d'absorption d'eau ;

2. Les tissus sportifs à séchage rapide nécessitent une absorption et une diffusion rapides de l'humidité, en mettant l'accent sur le temps de diffusion des gouttelettes et la montée capillaire ;

3. Les pansements médicaux nécessitent une absorption d'eau modérée et une bonne capacité de rétention des liquides ;

4. Les tissus imperméables d'extérieur, à l'inverse, nécessitent une faible absorption d'eau et une forte imperméabilité ;

5. Les produits tels que les couches et les serviettes hygiéniques nécessitent une forte absorption d'eau et une faible perméation inverse.

1. Méthode d'absorption des gouttes / temps de submersion

La méthode d'absorption par goutte est l'une des méthodes les plus classiques et les plus utilisées pour tester l'absorption d'eau des tissus. Elle consiste à mesurer le temps nécessaire à une goutte d'eau pour pénétrer complètement le tissu (ou pour que le tissu commence à s'enfoncer) à partir du moment où elle entre en contact avec sa surface ; plus ce temps est court, meilleure est l'absorption d'eau.

Les normes applicables comprennent principalement la norme GB/T 22799-2019 « Méthode d’essai pour l’absorption d’eau des produits de serviette » (Méthode A), ainsi que la norme internationalement reconnue AATCC TM79 « Absorption d’eau des textiles ».

Procédure de test : Tout d’abord, laisser l’échantillon atteindre l’équilibre hygrométrique dans des conditions atmosphériques normales pendant au moins 4 heures ; puis, placer l’échantillon à plat sur la table d’essai, l’extrémité de la burette positionnée à 10 mm au-dessus de sa surface ; libérer un volume standard (généralement 0,05 mL) d’eau et déclencher simultanément le chronomètre ; enregistrer le temps auquel la réflexion spéculaire de la goutte d’eau disparaît complètement, c’est-à-dire le temps d’absorption de l’eau ; chaque échantillon doit être testé 5 à 10 fois à différents endroits, et la valeur moyenne est retenue comme résultat final.

Concernant l'évaluation des résultats, les serviettes de haute qualité présentent généralement un temps de stabilisation inférieur à 15 secondes, tandis que les produits conformes ont généralement un temps de stabilisation inférieur à 60 secondes. Si ce temps dépasse 90 secondes, cela peut indiquer un excès de traitement hydrofuge ou des problèmes de structure des fibres. Les instruments adaptés à cette méthode comprennent principalement le testeur d'absorption d'eau par goutte et le testeur d'absorption d'eau pour serviettes.

2. Méthode d'absorption (méthode gravimétrique d'absorption)

La méthode d'absorption calcule le taux d'absorption d'eau (le pourcentage d'eau absorbée par rapport au poids initial) en mesurant la variation de masse du tissu avant et après absorption d'eau. La formule est la suivante : Taux d'absorption d'eau = (Masse de l'échantillon après absorption d'eau - Masse de l'échantillon sec) / Masse de l'échantillon sec × 100 %.

Les normes applicables comprennent la méthode B de GB/T 22799-2019, la méthode d'essai standard ASTM D4772 « Méthode d'essai standard pour l'absorption d'eau et le séchage des tissus textiles » et la norme ISO 9073-6 « Textiles — Détermination de l'absorption d'eau des tissus ».

Prenons l'exemple de la méthode B de la norme GB/T 22799 : après lavage, séchage et conditionnement de l'échantillon, l'essai est réalisé dans des conditions normalisées. 50 mL d'eau sont passés à travers l'échantillon via un entonnoir normalisé en 8,0 secondes. L'eau non absorbée est recueillie et la variation de masse du récipient d'eau avant et après l'essai est mesurée. Le taux d'absorption d'eau est ensuite calculé. Cette méthode spécifie des exigences précises concernant l'équipement : l'entonnoir doit avoir une capacité de 50 mL, le débit doit garantir le passage de 50 mL d'eau en 8,0 secondes, l'anneau étanche doit avoir un diamètre de 150 mm et la balance électronique doit avoir une précision de 0,01 g.

3. Méthode de capillarité (méthode de la montée capillaire)

La méthode de capillarité utilise le principe de la capillarité pour mesurer la hauteur à laquelle un liquide remonte à travers les fibres d'un tissu. Elle sert à évaluer la perméabilité à l'eau du tissu ainsi que ses propriétés d'absorption et de diffusion de l'eau.

Les normes applicables comprennent AATCC TM197 « Textiles — Capillarité verticale : jusqu'à une hauteur spécifiée », AATCC TM198 « Textiles — Capillarité horizontale », AATCC TM213 « Textiles — Capillarité verticale : jusqu'à une durée spécifiée » et GB/T 21655.1-2008 « Textiles — Évaluation des propriétés d'absorption d'humidité et de séchage rapide ».

La procédure de test de remontée capillaire verticale est la suivante : découper l’échantillon d’essai en une bande de 25 mm × 200 mm et la suspendre verticalement sur un cadre d’essai ; immerger le bas de l’échantillon dans l’eau à une profondeur d’environ 10 à 15 mm ; enregistrer la hauteur de la marque d’eau à des intervalles de temps spécifiés (5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 30 minutes) ; le taux de remontée capillaire est calculé en divisant la hauteur de la remontée par le temps écoulé.

Pour le test de diffusion horizontale (méthode de diffusion par gouttelette), le tissu est posé à plat sur une surface horizontale et une gouttelette standard est déposée. Le temps nécessaire à la diffusion de l'eau du centre jusqu'à un diamètre spécifié (par exemple, 100 mm) est enregistré ; un temps plus court indique une meilleure diffusion horizontale. Une hauteur de diffusion plus importante indique une meilleure conductivité hydraulique du tissu. Cette méthode est particulièrement adaptée à l'évaluation des propriétés d'évacuation de l'humidité et de séchage rapide des tissus de sport et des sous-vêtements techniques.

4. Test de gestion dynamique de l'humidité (Test de gestion de l'humidité)

Le test de gestion dynamique de l'humidité utilise un système multi-capteurs pour surveiller simultanément l'ensemble du processus d'humidification, d'absorption, de diffusion et de pénétration de l'eau liquide sur les faces avant et arrière du tissu, générant ainsi un indice complet de gestion de l'humidité.

Les normes applicables comprennent AATCC TM195 « Performance de gestion de l'humidité des textiles » et GB/T 21655.2-2019 « Textiles — Évaluation de l'absorption d'humidité et de la performance de séchage rapide ».

Les paramètres de test comprennent le temps de mouillage (le temps écoulé entre le contact de la goutte avec la surface et le début de l'absorption ; une valeur optimale est inférieure à 3 secondes), le taux d'absorption (la quantité d'eau absorbée par unité de temps ; plus il est élevé, mieux c'est), le diamètre de diffusion (l'étendue de la diffusion de l'humidité à travers la surface ; plus il est grand, mieux c'est) et l'indice de transfert unidirectionnel (la capacité de l'humidité à se transférer de la face interne vers la face externe ; une valeur optimale est supérieure à 100 %). Les instruments adaptés à cette méthode comprennent les testeurs dynamiques de gestion de l'humidité tels que le SDL Atlas MMT et le DaRong Instruments TF128.

5. Tests de pulvérisation et de pluie

Bien que les tests d'aspersion et de pluie soient principalement utilisés pour évaluer l'hydrophobie, ils complètent les tests d'absorption d'eau et forment ensemble un système complet d'évaluation des performances hydrofuges des tissus.

Le test de pulvérisation, basé sur les normes AATCC TM22 et GB/T 4745, consiste à pulvériser 250 mL d'eau à un angle de 45 degrés, les résultats étant notés sur une échelle de 1 à 5. Le test de pluie, conformément à la norme AATCC TM35, simule l'impact d'une forte pluie et détermine la perméabilité à l'eau en mesurant le gain de poids du papier absorbant. Essai de pression hydrostatique, conformément aux normes AATCC TM127 et GB/T 4744, détermine la valeur de résistance à l'eau en augmentant progressivement la pression de l'eau jusqu'à ce que l'eau s'infiltre.

La norme GB/T 22799-2019 « Méthodes d’essai pour l’absorption d’eau des produits de serviette », qui utilise la méthode de sédimentation et la méthode d’absorption, est applicable à tous les types de produits de serviette tissés ;

La norme GB/T 21655.1-2008 « Évaluation des propriétés d’absorption d’humidité et de séchage rapide des textiles », qui utilise une méthode d’essai combinée (capillaire, diffusion de gouttelettes d’eau et vitesse de séchage), est applicable aux textiles absorbant l’humidité et à séchage rapide ;

GB/T 21655.2-2019 « Évaluation des propriétés d’absorption d’humidité et de séchage rapide des textiles », qui utilise la méthode de transfert d’humidité dynamique et s’applique aux tissus tricotés, tissés et non tissés ;

AATCC TM79 « Absorption des textiles », qui utilise la méthode de sédimentation et s’applique aux textiles à usage général ;

AATCC TM197 « Capillarité verticale », qui utilise la méthode de la hauteur de capillarité et s'applique aux tissus conducteurs d'eau ;

ASTM D4772 « Absorption d’eau et séchage des tissus », utilisant la méthode gravimétrique, applicable à tous les types de tissus ;

ISO 9073-6 « Absorption d’eau des tissus textiles », utilisant la méthode de la goutte standard, applicable aux tissus tissés, tricotés et non tissés ;

JIS L 1907 « Essai d’absorption d’eau des textiles », utilisant la méthode de diffusion de goutte, applicable aux textiles destinés au marché japonais.

Prétraitement des échantillons

Tous les échantillons doivent être conditionnés afin d'atteindre l'équilibre hygrométrique dans des conditions atmosphériques standard (20 ± 2 °C, 65 ± 4 % HR) pendant au moins 4 heures ; à défaut, les écarts de données peuvent dépasser 15 %. Avant les essais, éliminez les impuretés telles que les agents d'encollage et les huiles de la surface du tissu et évitez de prélever des échantillons sur les bords ou dans les zones froissées.

Dans la méthode des gouttes, la distance entre l'extrémité de la burette et la surface de l'échantillon doit être strictement uniforme (généralement 10 mm) ; toute variation de hauteur entraîne des différences dans la force d'impact des gouttes d'eau. Dans la méthode capillaire, la profondeur d'immersion du fond de l'échantillon doit être constante (10 ± 2 mm) ; une profondeur excessive provoque des variations de pression hydrostatique au-dessus de la surface du liquide. Dans la méthode de pesée, les échantillons doivent être pesés immédiatement après absorption d'eau afin d'éviter les erreurs dues à l'évaporation de l'humidité.

Les fluctuations de la température et de l'humidité ambiantes peuvent entraîner des variations de la reprise d'humidité des fibres. La solution consiste à utiliser un laboratoire à température et humidité contrôlées. Un échantillon insuffisamment représentatif peut engendrer une forte variabilité des données ; il est donc recommandé d'augmenter le nombre d'essais à cinq, voire plus. Un étalonnage inadéquat des instruments peut provoquer des erreurs systématiques ; les balances et les débitmètres doivent être étalonnés régulièrement.

Le contenu technique de cet article fait référence à des normes faisant autorité telles que GB/T 22799-2019, la série GB/T 21655 et AATCC TM79/TM195/TM197, et est destiné uniquement à des échanges techniques.