防水透濕功能性麵料性能及測試方法

防水透濕功能性麵料性能及測試方法

防水透濕麵料是指水在一定壓力下不浸入麵料，而人體(ti) 散發的汗液卻能以水蒸氣的形式通過麵料傳(chuan) 導到外界，從(cong) 而避免汗液積聚冷凝在體(ti) 表與(yu) 麵料之間以保持服裝的舒適性，它是一種高技術、獨具特色的功能性麵料。防水對於(yu) 普通麵料工作者來說並不是什麽(me) 難題，關(guan) 鍵是如何實現透濕。下麵，我們(men) 從(cong) 防水透濕麵料的種類來深入了解一下它。 

    一、通過纖維來實現透濕 

 1、文泰爾織物。最早的防水透濕織物是著名的文泰爾(Ventile)織物。它是上世紀40年代由英國的Shirley研究所設計的，選用埃及長絨棉的高支低撚度純棉紗高密重平組織織物，最初主要用於(yu) 第二次世界大戰期間的英國空軍(jun) 飛行員的防寒抗浸服。當織物幹燥時，經緯紗線間的間隙較大，大約10微米，能提供高度透濕的結構；當雨或水淋織物時，棉紗膨脹，使得紗線間的間隙減至3～4微米，這一閉孔機製同特殊的拒水整理相結合，保證織物不被雨水進一步滲透。目前該類麵料早已被其它防水透濕麵料所取代。 

2、Coolmax類麵料。杜邦、日本東(dong) 麗(li) 等國際大公司研究的通過纖維內(nei) 部製造出孔道的方式實現將汗水排出體(ti) 外，也就是市場上的吸濕排汗麵料。該類纖維生產(chan) 技術集中在這類國際大公司手上，價(jia) 格相對較高，難以成為(wei) 市場的主流。 

    二、通過塗層來實現透濕 

    采用幹法直接塗層、轉移塗層、泡沫塗層、相位倒置或濕法塗層（凝固塗層）等工藝技術，將各種各樣具有防水、透濕功能的塗層劑塗敷在織物的表麵上，使織物表麵孔隙被塗層劑封閉或減小到一定程度，從(cong) 而得到防水性。織物透濕性則通過塗層上經過特殊方法形成的微孔結構或塗層劑中的親(qin) 水基團與(yu) 水分子作用，借助氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側(ce) 吸附水分子，後傳(chuan) 遞到低溫度一側(ce) 解析的作用來獲得。塗層麵料的價(jia) 格低，實現了一定的透濕，而被廣泛使用。但是由於(yu) 其防水透濕性能較差，手感也不能令人滿意，市場占有率正在逐步的減少。 

現在開發出的濕法轉移塗層的麵料使得塗層麵料又煥發了新機，它不僅(jin) 防水透濕等物性指標很高，麵布能做100%特氟龍處理，水洗牢度能達到25次以上，手感也非常好。

    三、通過層壓防水透濕膜來實現透濕 

    1、PTFE薄膜 

    水蒸氣分子的直徑為(wei) 0.0004微米，而雨水中直徑最小的輕霧的直徑為(wei) 20微米，毛毛雨的直徑已經高達400微米，如果能夠製造出孔隙直徑在水蒸氣和雨水之間的薄膜，那麽(me) 既防水又透濕不是就能實現了嗎？美國GORE公司利用聚四氟乙烯(PTFE)成為(wei) 第一家生產(chan) 出該膜的公司，與(yu) 織物進行複合層壓後取商品名為(wei) GORE-TEX。但是由於(yu) PTFE具有非常強的化學惰性，幾乎沒有什麽(me) 材料可以將它與(yu) 其它織物很好地層壓在一起，第一代麵料牢度非常差。後來，經過不斷的努力，通過與(yu) 其它親(qin) 水薄膜層亞(ya) 在一起成為(wei) 複合薄膜，並在膜上進行特殊處理，牢度大大提高。一般認為(wei) ，Gore-Tex麵料水壓可以達到10000mm，水洗6-7次後水壓才有明顯的下降；透濕量最高可以達到10000g/sqm*24hrs，但是這並不是剛做出來的麵料就能達到這個(ge) 數值，需要經過幾次水洗，將部分膠水洗去，可用孔隙增多，透濕量上升。 

    PTFE麵料現在主要以美國的Gore和Donaldson為(wei) 代表。Gore自己生產(chan) 薄膜並做複合，不單獨賣薄膜，指定較好的服裝生產(chan) 廠家做服裝，並有單單獨的銷售人員與(yu) 其配合。Donaldson隻生產(chan) 薄膜，在日本的複合廠家做複合。這兩(liang) 家公司在市場上的競爭(zheng) 也非常的激烈。國內(nei) 的PTFE生產(chan) 廠家現在也逐漸興(xing) 起，但是都以單組分的PTFE薄膜為(wei) 主，沒有與(yu) 親(qin) 水性薄膜複合，水洗牢度一般隻能在五次左右。上次在上海的產(chan) 業(ye) 麵料展會(hui) 上碰到一家印尼的生產(chan) 廠家，據稱水洗也是五次左右。 

    雖然PTFE麵料防水透濕性能較其它麵料出色，但是，也由於(yu) 其本省的化學惰性，薄膜難以被自然界降解，燃燒溫度高達405℃，大規模的應用使得GORE-TEX漸漸成為(wei) 環境的殺手。麵對如此難題，GORE公司建立了稱之為(wei) 平衡工程的廢棄服裝回收機製以期降低其對環境的影響。希望在環境保護主義(yi) 大行其道的今天，GORE能堅挺的走下去。

2、TPU薄膜

TPU是熱塑型聚氨酯薄膜的簡稱，屬於(yu) 無孔親(qin) 水性薄膜。由於(yu) 薄膜本身沒有孔隙，防水效果自然很好，同時也還使麵料防風保暖。透濕主要通過其的親(qin) 水特性來實現，依靠衣服內(nei) 外蒸汽壓的差異，將蒸汽從(cong) 壓力高的地方轉移到低的地方，從(cong) 而實現了透濕的功能。本人也長期從(cong) 事TPU複合麵料的生產(chan) ，特作一些簡單介紹。 

TPU薄膜產(chan) 品待性：

    A.綠色環保 

    B.極好的透氣透濕性 

    C.絕對防水性、防血汙、抗菌 

    D.防風且耐寒、防絨、滑爽 

    E.耐久性、超潑水整理 

    F.易去汙整理，可正常水洗 

    適用範圍： 

    A.野戰軍(jun) 服、消防、軍(jun) 隊特用服裝 

    B.防護用品、軍(jun) 隊用帳蓬、睡袋及郵政包 

    C.登山、滑雪、高爾夫等運動用衣 

    D.鞋帽用材、箱包、遮光窗簾、防紫外線傘(san) 布 

    E.防雨、透氣的雨披、休閑風衣 

F.醫保用品  

  TPU薄膜產(chan) 品規格：

    1、門幅寬度：1500mm 

    2、產(chan) 品厚度：0.012~0.025mm 

    3、低透透明膜、低透霧麵膜、低透乳白膜 

    透濕指標：大於(yu) 1000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 

    耐靜水壓指標：大於(yu) 10000mmH2O（AATCC127） 

    4、中透透明膜、中透霧麵膜、中透乳白膜 

    透濕指標：大於(yu) 3000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 

    耐靜水壓指標：大於(yu) 10000mmH2O（AATCC127） 

    5、高透透明膜、高透霧麵膜、高透乳白膜 

    透濕指標：大於(yu) 5000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 

    耐靜水壓指標：大於(yu) 10000mmH2O（AATCC127） 

6、適合伟德国际英国、機織、無紡布等各種不同麵料貼合

    現在市場上做的最多的TPU複合麵料主要為(wei) ： 

    1，四麵彈+TPU+搖粒絨，就是人們(men) 常叫的SoftShell。四麵彈主要為(wei) 75D(做女裝)和100D(做男裝)，搖粒絨主要為(wei) 75D/72F和100D/144F兩(liang) 種。可以有平紋、斜紋、格子等很多風格。由於(yu) 其防水、透濕、防風、保暖，使用範圍現在已經不局限於(yu) 普通的戶外運動服裝，很多國外大型公司將其作為(wei) 員工的工作服。我的一個(ge) 日本客戶竟然將其用做拉麵館服務員的工作服! 

2，化纖機織布+TPU+Tricot(滌綸經編網眼布)。機織布主要春亞(ya) 紡、塔絲(si) 隆、牛津布、桃皮絨、尼絲(si) 紡等。普通的如228T塔絲(si) 隆可以作為(wei) 衝(chong) 鋒衣的主要麵料；而尼龍迷彩印花的麵料就可以做軍(jun) 隊服裝；熒光類的麵料可以做警察服等工裝；

防水透濕麵料的測試方法介紹 

    在上海的麵料展會(hui) 上，經常會(hui) 遇到這樣的客戶，需要防水透濕達到10000/10000的複合麵料。一聽我就暈了，前麵我已經講過，美國Gore的麵料能夠達到這個(ge) 透濕量，一般的TPU高透薄膜做三合一(麵布+膜+裏布)也隻能達到5000的透濕量。如果用英國的Porelle或荷蘭(lan) 的Sypamtex薄膜透濕量會(hui) 高一些，但也不能達到10000，而且這些進口膜的價(jia) 格也不菲。那怎麽(me) 解釋客戶會(hui) 要求這麽(me) 高的指標呢?一種可能就是客戶不懂這行，看到Gore的衣服上標著10000/10000，就要做這麽(me) 高的指標；還有一種可能，也就是外行人不懂而被一些常常利用的，那就是測試方法的不同。 

    現在的測試方法有多少？我列出來的方法希望大家不用堅持不下去哦！ 

    1、控製杯法 

    1.1水蒸氣透過法 

    1.1.1正杯法 

    A,中國國家標準:GB/T12704-91B 

    B,美國材料實驗協會(hui) 標準：ASTME96ProduceBandD 

    C,日本工業(ye) 標準：JISL-1099A2 

    D,加拿大標準：(CGSB)-4.2No.49-99 

    E,英國標準:BS7209-1990 

    1.1.2倒杯法(也叫吸濕法) 

    A，美國材料實驗協會(hui) 標準：ASTME96BW(1995版和2000版) 

    1.2幹燥劑法 

    1.2.1正杯法 

    A，中國國家標準：GB/T12704-91A 

    B，日本工業(ye) 標準：JISL-1099A1 

    C，美國材料試驗學會(hui) 標準：ASTME-96A、C、E 

    1.2.2倒杯法 

    A，日本工業(ye) 標準：JISL-1099B1、B2 

    B，美國材料試驗學會(hui) 標準：ASTME-96 

    C，比利時UCB公司標準：UCB法 

    D，英國標準:B.T.T.G法 

   2、出汗熱盤法，也稱皮膚模型法 

    A，ISO標準：ISO11092 

    B，消防防護服測試：NFPA1971 

    C，美國材料試驗學會(hui) 標準：ASTMF1868-98B 

    D，德國標準：DIN54010T01-A

 3、出汗假人法 

    出汗假人法的假人有點像熱盤，用來模擬典型人體(ti) 的形狀和尺寸。假人測試比出汗熱盤測試更具有實際意義(yi) ，因為(wei) 它可以考慮更多的變量，包括服裝覆蓋人體(ti) 的表麵積，紡織品的層數和人體(ti) 表麵空氣層的分布，鬆還是緊配合，人體(ti) 不同部分的皮膚溫度差異，身體(ti) 的位置和運動狀態等。但是，還沒有一個(ge) 出汗假人可以測試在諸如行走時動態條件下的蒸發熱阻力。 

    當前，還沒有出汗假人的設計標準和測試步驟。而且由於(yu) 出汗假人更加複雜和昂貴，使得假人測試費用比熱盤法高。 

    4、其它方法 

    A，Watkins法      B，Mernander法      C，Farnworth法 

D，VanBeest法      E，Ruchman法      F，Gibson法 

真的是太多了，我們(men) 還是來具體(ti) 了解一下幾個(ge) 相對比較有用的方法吧。 

防水透濕麵料的測試方法

    1，最常用的方法：ASTME96BW，美國材料試驗學會(hui) 標準，水蒸氣倒杯法。 

    由於(yu) 美國在這個(ge) 行業(ye) 一直處於(yu) 領先地位，而且該國的市場也非常的大，該方法測試的數據也相對較高，ASTM標準自然而然成為(wei) 最常用的方法。現在大部分客戶都采用該方法做檢測。 

    測試原理如下：將被測試的織物覆蓋在盛有蒸餾水的透濕杯上，固定後倒置，用精度為(wei) 0.001g的頂加載天平稱其重量，並將其安置在風洞排的位置上。在杯子進入溫度為(wei) 23℃、相對濕度50%、風速2.5m/s的環境室進行稱量之前，記錄環境的溫度和相對濕度。每個(ge) 杯子的重量和稱量的時間都記錄下來。將3h，6h，9h，13h，23h，26h，30h時的重量記錄下來，用WVT=24*△m/(s*t)公式計算水蒸氣傳(chuan) 遞速度。6個(ge) 樣品的平均值作為(wei) 測試的結果，平均值乘以24轉換為(wei) 以g/m2*24h為(wei) 單位的結果。 

需要特別指出的是，ASTME96BW法有1995版和2000版，95版的測試條件不成熟，測試的相對數據較高，現在基本上采用的都是2000版。 

    2，測試結果最高的方法：JISL-1099B1、B2日本工業(ye) 標準 

    測試原理如下:用醋酸鉀作為(wei) 幹燥劑。將PTFE薄膜用橡皮環箍在塑料杯上製成一個(ge) 水蒸氣通透杯子。在將薄膜包覆在杯子上之前，將足夠的醋酸鉀溶液放入到水蒸氣通透杯子中，充滿杯子容積約2/3。從(cong) 每一織物上取出20cm*30cm見方的3塊樣品。每一樣品放置在測試支撐架上。所有塗層或層壓織物用橡皮環固定在支撐架上，並且塗層或層壓麵朝外。樣品支撐係統的安裝以能夠漂浮在23℃水溫的水槽中為(wei) 準。在薄膜朝上方向測試完測試杯質量(包括試樣、幹燥劑和薄膜)後，迅速將測試杯倒過來並放入樣品支撐架中。這一裝配方式被放置在恒溫30℃±2℃裝置中。15min後，將測試杯取出恒溫裝置，將其倒置過來並測定其重量。水蒸氣通透性按WVT=24*△m/(s*t)公式計算。 

在透濕測試中，日本的幹燥劑倒杯法似乎更收到生產(chan) 商的青睞，因為(wei) 它可以迅速在較小試樣上進行測試，不需要對環境中的相對濕度進行控製，而且測試裝置和耗材較為(wei) 便宜。該方法給出最高的透濕量值，也是生產(chan) 商所喜歡的，並且該方法和出汗熱盤法(被許多研究者所采用)有很好的相關(guan) 性。 

    3，最令人關(guan) 注的測試方法：ISO11092出汗熱盤法 

    熱盤測試法是一種用來測試模擬緊貼皮膚所發生的傳(chuan) 熱傳(chuan) 質過程的裝置。從(cong) 測試原理來看，出汗熱盤測試方法屬於(yu) 蒸發熱轉移阻抗法，是用於(yu) 測量不同類型織物對水蒸氣的阻抗(水蒸氣阻抗是指織物兩(liang) 側(ce) 的蒸氣壓力差值除以壓力梯度方向單位麵積總的蒸發熱流量)。蒸發阻抗越高，織物的呼吸性越差；蒸發阻抗越低，則透水汽性能越好，或者說出汗熱盤法測試的是蒸氣熱傳(chuan) 遞阻力。蒸發阻力測試值(Ret值)範圍一般為(wei) 148.7～3.9m2Pa/w。 

    Ret值小於(yu) 6時，認為(wei) 是極端透氣，在高運動水平時穿著舒適；在6與(yu) 13之間時為(wei) 非常透氣，在高運動水平時穿著舒適程度一般，但在一般運動水平時穿著舒適；在13與(yu) 20之間時為(wei) 透氣，在高運動水平時穿著不舒適，但在一般運動水平時穿著舒適；在20與(yu) 30之間時，為(wei) 低透氣，在高運動水平時穿著非常不舒適，但在低運動水平時一般舒適；高於(yu) 30時為(wei) 不透氣，在所有運動水平時穿著都不舒適。 

    出汗熱盤法由於(yu) 其更加合理性，正被越來越多的業(ye) 者所采用。但是，國內(nei) 麵臨(lin) 最大的問題是現在還沒有一家測試機構能夠做該測試，香港也不能做，台灣的紡拓會(hui) 能做，但卻認證的資曆不足。正因為(wei) 如此，國內(nei) 的麵料生產(chan) 廠家對該測試認識不足，無法確定該如何選擇正確的薄膜和工藝。今年就有一家兄弟企業(ye) 因為(wei) 不能沒有達到Ret值為(wei) 13而損失慘重。 

    織物透濕性測試的方法魚龍混雜，而且各種測試方法的結果又沒有相關(guan) 性和可比性，因此，確定測試方法是所有指標的前提。我們(men) 往往在某些品牌上看看到防水透濕指標如何如何高，卻沒有指明使用何種測試方法測試。