李朝暉， 南通海盟股份有限公司，江蘇 南通 226006
王春梅 南通工學院，江蘇 南通 226006
1 前言[1-4]
防水透濕織物既能防雨、防風，又能排汗、透氣，穿著舒適。在穿著過程中，水在一定壓力下不能浸透織物，而人體散發的汗液卻能以汗汽形式透過織物到外界，不在人體表面與織物之間冷凝積聚，以保持于爽、一溫暖的穿著感。這種織物不僅能滿足嚴寒、雨雪和大風等惡劣環境中人們活動時的穿著需要，也適用于人們日常生活需求，具有很好的發展前景。目前防水透濕織物已成為各國紡織產品開發的主要項目，尤其該類織物已向產業化領域不斷伸展，西方發達國家已將其列為高科技產品。
20世紀40年代初，文泰爾(Venilte)防雨布問世，標志著防水透濕織物正式走向市場。其后市場上出現了許多涂層防水透濕織物，特別是以聚氨酯為代表的干/濕涂層技術的研究開發，為防水透濕織物的推廣起到了巨大的推動作用。1969年，美國的R.W.Gore研制成功PTFE(聚四氟乙烯)薄膜，標志著防水透濕技術取得了突破性進展。1976 年，Core公司成功地將商品名為Core-tex的層壓復合織物推向市場。隨后，荷蘭、英國、德國、意大利、日本、我國臺灣等國家和地區的相關企業也開發出微孔或無孔的聚氨酯薄膜，以及無孔的聚酯薄膜層壓復合織物。
目前，國內市場上防水透濕織物的開發方興未艾，既有涂層織物的開發，又有復合織物的開發;既有微孔聚四氟乙烯薄膜的開發，又有親水性無孔聚氨酯薄膜的開發。本公司引進了國外最先進的熱熔復合設備，使用清潔原料——濕固化聚氨酯(PUR)，生產用于中高檔服裝的防水透濕復合織物。
本文主要介紹國內市場上的防水透濕織物與本公司生產的防水透濕復合織物的性能，特別是水洗性能、水洗前后的透濕性能和耐靜水壓性能的變化。
2 耐靜水壓性能
2.1 耐靜水壓測試
以織物承受的靜水壓來表示水透過織物所受阻力。在標準大氣壓條
2.2 測試方法
按照國家標準G/BT474-1979，從試樣的下面施加水壓[3]。
2.3 防水透濕織物的耐靜水壓性能
各種防水透濕織物水洗前后的耐靜水壓見表1。
表1 防水透濕織物的耐靜水壓
| 樣品編號 | 樣品名稱 | 靜水壓/(x104Pa) | |||||
| 初始 | 洗一次 | 洗二次 | 洗三次 | 洗四次 | 洗五次 | ||
| l | 進口PTFE薄膜兩層復合 | ＞9.8 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 |
| 2 | 進口PTFE薄膜三層復合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 |
| 3 | 國產PTFE薄膜兩層復合 | ＞9.8 | ＜0.49 | ||||
| 4 | 國產PTFE薄膜三層復合 | ＞9.8 | ＜0.49 | ||||
| 5 | 微孔TPU薄膜兩層復合 | ＞9.8 | 7 | 7 | 3 | 3 | 3 |
| 6 | 微孔TPU薄膜三層復合 | ＞9.8 | 7 | 7 | 4.9 | 4.9 | 4.9 |
| 7 | 親水性PES薄膜兩層復合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9 8 | ＞9.8 |
| 8 | 親水性PES薄膜三層夏合 | ＞9.8 | ＞9.8 | 9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 |
| 9 | 親水性TPU薄膜兩層復合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | 9.8 | 9.8 | ＞9.8 |
| l0 | 親水性TPU薄膜三層復合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 |
| ll | 滌綸格子春亞紡+親水性PU涂層 | 2.45 | ＜0.49 | ||||
| l2 | < 3.43 | 1.96 | 1.47 | 1.47 | 1.47 | 1.47 | |
| l3 | 滌綸格子春亞紡+親水性TPU薄膜 | 7.84 | 7.84 | <0.49 |
注 :1～1 0-海盟公司使用PUR粘合劑點狀復合;1～12國產;13進口，使用溶劑型粘合劑，全涂復合。水洗方法按照國家標準cB/T8629-2001《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》，即水溫40℃，浴比1:40，無磷洗衣粉用量1g/L，一次洗滌周期約為45min，然后于60℃恒溫烘干。
這其中既有微孔結構，又有親水性;既有涂層，又有復合。本公司生產的產品，其面料大多采用30T春亞紡，三層復合的襯里大多采用18D尼龍經編織物。由表1可知，在未水洗時，復合織物的耐靜水壓要遠大于涂層織物;采用PUR粘合劑的復合織物的靜水壓要比使用溶劑型粘合劑的高。同樣是PTFE薄膜，國產的無論是兩層還是三層復合的，耐靜水壓在一次水洗后就下降了很多，幾乎失去了防水功能;進口的耐洗性能很好，經過5次水洗后，兩層復合的靜水壓仍能達到4.9×l04Pa(5mH20)，三層復合的則不低于9.8×l04Pa(5mH20)。微孔熱塑性聚氨酯(TPU)的耐洗性能也 不錯，經過5次水洗后，兩層復合的靜水壓仍能
2.4 織物耐靜水壓性能分析
綜上所述，國產PTFE薄膜耐水洗性能較差。這主要是由于微孔薄膜的比表面積大，容易吸附粉塵、汗液中的鹽、油脂、化妝品和洗滌劑等物質，引起毛細管吸水現象，使水珠可以滲人或滲出，導致服裝的防水性下降。所以，該薄膜目前還不能適應服裝的洗滌要求，只能適用于一次性或沒有洗滌要求的產品。同樣是微孔薄膜，進口PfFE和TPU薄膜都具有一.定的耐洗性能。這是由于它們都經過特殊的表面處理一形成復合膜，避免了毛細管現象的產生，從而大大提高耐洗性能。三層復合的耐洗性能比兩層復合的好，這可能是由于兩層復合織物的薄膜完全暴露在外，在水洗過程中容易受到損傷，所以洗后的耐靜水壓下降較多。
親水性薄膜(無論是PES還是PTU)的耐水洗性非常好，兩層和三層的洗滌性能基本沒有區別。這是由于 親水性薄膜的牢度比較好，不易損傷。
PUR粘合劑的耐水洗性能較溶劑型粘合劑要好得多，更適用于需要經常洗滌的普通服裝。
涂層的初始耐靜水壓比較低。親水性涂層的耐洗性能很差，一次水洗后就失去了防水功能;微孔涂層則稍許好一些，但也不理想，都只能用于耐靜水壓、水洗要求較低的產品。
3 透濕性能
防水透濕織物的另一項重要指標就是透濕率，亦即水汽透
3.1 透濕性能測試原理
把盛有吸濕劑或水，并封以織物試樣的透濕杯放置于規定溫度和濕度的密封環境中，根據一定時間內透濕杯(包括試樣、吸濕劑和水)質量的變化計算出透濕量。
3.2 測試方法
同一品種，采用不同的標準、不同的測試方法，所得的數據相差很大，相互之間沒有可比性。本項目的測試方法按照國家標準GB/T12704一1991，A法(吸濕法)進行[6]。
3.3 防水透濕織物的透濕性能[7]
各種防水透濕織物洗滌前后的透濕量見表2。
表2 水洗后防水透濕織物的透濕量
| 樣品編號 | 透濕量/g·(m2·d)-1 | |||||
| 初始 | 洗一次 | 洗二次 | 洗三次 | 洗四次 | 洗五次 | |
| l | 5080 | 5D63 | 5169 | 5026 | 5109 | 5177 |
| 2 | 4263 | 4263 | 4312 | 4165 | 4259 | 4180 |
| 3 | 8717 | 8655 | 8736 | 8696 | 8677 | 8702 |
| 4 | 7513 | 7632 | 7652 | 7526 | 7541 | 7577 |
| 5 | 5389 | 5513 | 5619 | 5398 | 5月6 | 5551 |
| 6 | 4719 | 4755 | 4848 | 4692 | 4893 | 4779 |
| 7 | 3579 | 3579 | 3526 | 3659 | 3622 | 3592 | 8 | 3211 | 3211 | 3310 | 3274 | 3185 | 3241 |
| 9 | 3758 | 3758 | 3725 | 3743 | 3816 | 3774 |
| l0 | 3387 | 3387 | 3345 | 3329 | 3375 | 3402 |
| ll | 2385 | 2920 | ||||
| l2 | 2827 | 2928 | 2970 | 2902 | 2804 | 2854 |
| l3 | 2708 | 2750 | 2623 | 2659 | 2774 | 2741 |
由表2知 ，國產PTFE薄膜復合織物的透濕量最高;其次為進口只渾E薄膜復合織物和微孔TFU薄膜復合織物;親水性PES薄膜復合織物和親水性TPU薄膜復合織物的透濕量也比較高;微孔PU 涂層織物的透濕量也還可以;而親水性PU 涂層織物和使用溶劑型粘合劑的TPU薄膜復合織物的透濕量則要低些，三層復合的透濕量比兩層復合的要低10%一15%。除親水性涂層織物外，其它織物的透濕能力在洗滌后變化不大，而且洗滌次數對透濕量的影響也不大，這說明洗滌基本不會對防水透濕織物的透濕能力產生負面影響。親水性涂層織物的透濕量在水洗一次后增加很多，對比分析表1中的耐靜水壓變化，其原因是該織物的涂層強度差，一次水洗后涂層膜受到嚴重損傷，透濕量迅速增加。
3.4 織物透濕性能分析
人體的出汗量是隨人的活動量而變化的，而人體分泌的汗液能夠得到及時、順利的蒸發才會使人感到舒適。因而，織物的透濕量必須大于人體的出汗量，才能確保人體產生的汗汽不在體表與織物之間產生積聚而冷凝，并順利地散發出去。對人的各種常規活動時的出汗量測試結果見表3和4。
表3 人的各種活動時的出汗t
| 活動種類 | 出汗量/g·(m2·d)-1 | 活動種類 | 出汗量/g·(m2·d)-1 |
| 休息 | 350 | 砌磚 | 930 |
| 步行(5.5kM/h) | 1305 | 據軟木 | 1400 |
| 挖土 | 2 | 伐木 | 1860/2780 |
| 登梯(負重20kg) | 2750 | 登梯(不負重) | 2090 |
表4 人體不同溫度下的出汗.
| 活動量 /KJ·(m2·d)-1 | 不同溫度下的出汗量/g·(m2·d)-1 | ||
| 0℃ | 10℃ | 20℃ | |
| 坐(209) | 290 | 320 | 430 |
| 站(如6) | 430 | 520 | 720 |
| 步行(586) | 580 | 660< | 1010 |
| 中等勞動(920) | 1010 | l330 | 1730 |
| 重勞動(1255) | 1930 | 1990 | 2880 |
從表3和4知，若織物透濕量在3000g/m2·d以上，就能保持穿著舒適性。從表2知，薄膜復合的防水透濕織物都能達到這個要求，其中微孔薄膜的透濕量要高出許多，還可以滿足更高的透濕要求。涂層及溶劑復合的防水透濕織物，只能滿足人在一般狀態下的透濕要求，當人的活動量稍大時，如重勞動和負重登梯等，就無法滿足透濕要求。
4 結論
4.1 親水性薄膜(無論是PES還是TPU)具有優良的透濕性能、較高的耐靜水壓和極佳的耐洗性能，非常適合于需要經常洗滌的常規服裝，如風衣、夾克和運動外套等。
4.2 進口的微孔薄膜(PTFE和TPU)具有很高的透濕性能、初始耐靜水壓和耐洗性能，更適合于透濕要求較高、不需要經常水洗的特殊服裝，如特種工裝、防寒服和登山服等。
4.3 微孔涂層織物的透濕性能不高，初始耐靜水壓一般，耐洗性能也不太理想，可適用于要求不高的中檔服裝。
4.4 親水性涂層的透濕性能不高、初始耐靜水壓一般、耐洗性能差，只適用于要求不高的低檔服裝。
4.5 國產PTFE薄膜的性能尚未完全達到服用要求。
4.6 PUR粘合劑的耐洗性能遠遠好于溶劑型粘合劑，更適合用于復合服裝面料。
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