防水透濕織物

1、防水透濕織物,概念,防水透濕織物防水透濕織物(WaterproofandMoisturePermeableFabric)也叫防水透氣織物,在國外又叫可呼吸織物(Waterproof,windproof,andBreathableFabric或WWB).防水透濕織物是指具有一定壓力的水或一定動能的雨水,以及各種服裝外雪、露、霜等,不能透過或浸濕織物,而人體散發(fā)的汗液、汗氣能夠以水蒸氣為主的形式傳遞到外界,不會積聚或冷凝在體表和織物之間而使人感覺粘濕和悶熱,從而實(shí)現(xiàn)了織物防水功能與織物熱、濕舒適性的統(tǒng)一,防水透濕織物既能防雨防風(fēng)，又能排汗、透氣、穿著舒適，在穿著過程中使水在一定壓力下不浸透織物，而

2、人體散發(fā)的汗液等卻能以水蒸氣的形式通過織物或傳導(dǎo)到外界，而不在人體表面與織物之間冷凝積聚，保持穿著者干爽、溫暖。 人們對穿著舒適性，功能性要求的不斷提高，促使我們采用各種新型技術(shù)來改善織物的各項性能，不同工藝、技術(shù)的復(fù)合是賦予織物新功能的主要手段，其中織物的涂層/層壓技術(shù)是重要的方法之一,織物涂層/層壓是織物與高分子聚合物的復(fù)合，它不僅保留織物原有的功能，更增加了覆蓋層的功能，織物涂層/層壓技術(shù)給紡織業(yè)制造功能性織物提供了更多的可能性，大大拓寬了紡織品的用途，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，不僅使用于衣用紡織品的生產(chǎn)，而且其應(yīng)用擴(kuò)大到鞋業(yè)，民事或軍工制服，極端氣候條件下的服裝，防油布，帳篷，包裹等,防水透

3、濕整理的機(jī)理,一是利用水滴的最小直徑與水汽或空氣的直徑之間的差異來實(shí)現(xiàn)，既采用織物的經(jīng)緯交織間的孔隙或織物復(fù)合物的孔徑介于水最小直徑與水汽或空氣的直徑之間，達(dá)到防水透氣的目的，基于這一原理設(shè)計的防水透氣的織物有超細(xì)高密織物、特高密度的棉織物等。這類織物的透濕類型屬于紗線間孔隙的自然擴(kuò)散。高密織物由于輕薄耐用，透濕性好，柔軟、懸垂性好，防風(fēng)，廣泛用于體育、戶外活動服裝上。主要缺點(diǎn)是防水性差，由于織物密度大，織物的撕裂性能差，紡紗必須特殊處理，生產(chǎn)成本高，加工困難,二是采用微孔薄膜使薄膜微孔（微孔直徑大約在1nm）的孔徑介于水滴與濕氣之間，將薄膜與織物復(fù)合賦予織物防水透氣功能。 微孔高聚物薄膜可以

4、與織物通過層壓或涂層工藝與織物復(fù)合從而賦予復(fù)合體防水透氣功能。微孔的產(chǎn)生有多種方式：可通過對薄膜的雙向拉伸產(chǎn)生微孔，也可在高聚物上填加填料（如陶瓷）使高聚物與填料之間形成孔隙，也可以通過相分離（聚氨酯的濕法）產(chǎn)生微孔，還可以機(jī)械方式利用打孔技術(shù)（如激光）使無孔膜產(chǎn)生空隙達(dá)到透氣的目的,三是利用高聚物膜的親水成分提供了足夠的化學(xué)基團(tuán)作為水蒸氣分子的階石，水分子由于氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側(cè)吸附水分子，通過高分子鏈上親水基團(tuán)傳遞到低濕度一側(cè)解吸，形成吸附-擴(kuò)散-解吸過程，達(dá)到透氣的目的。親水成分可以是分子鏈中的親水基團(tuán)或是嵌段共聚物的親水組分；其防水性來自于薄膜自身膜的連續(xù)性和較大的膜面張力

5、。利用薄膜與織物進(jìn)行層壓/涂層賦予織物防水透氣功能,四是利用形狀記憶高聚物的特性，形狀記憶高聚物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域，由于分子鏈微布朗運(yùn)動而使透氣性有質(zhì)的突變，而且其透氣性能隨外界溫度的變化而變化，即智能化功能，尤如人體皮膚一樣，能隨著外界溫濕度的改變而調(diào)節(jié)。采用這種形狀記憶聚氨酯產(chǎn)生防水透氣織物可以采用無孔層壓/涂層方式，減少了由于微孔而在使用過程中產(chǎn)生微孔阻塞等缺點(diǎn)，更重要的是織物的透濕氣性能能隨著人體溫度的變化而變化，達(dá)到智能效果，使其適宜于各種條件下穿著,一）超高密結(jié)構(gòu)技術(shù)、 采用高支棉紗和其他超細(xì)合成纖維構(gòu)成的緊密織物，織物密度約為普通織物的倍，通過一定的方法整理后就具備一定的防水性

6、，且能使織物具有一定的透氣透濕性。高支棉紗遇水膨脹，會使紗線間的間隙變得更小，從而使織物具有防水透濕功能。將超細(xì)合成纖維的表面收縮成荷葉狀的凹凸結(jié)構(gòu)，也可達(dá)到防水透濕的效果。該類織物的特點(diǎn)是透濕性、柔軟度和懸垂性好，但耐水壓值較低。由于纖維紗支對紡紗工藝要求較高，織布時斷頭多，次品率高，染整加工較困難，織物撕裂強(qiáng)度低，耐磨擦性較差，因此一般用于體育、戶外活動服裝的制作上,2 防水透濕織物的分類及應(yīng)用,層壓復(fù)合技術(shù),運(yùn)用層壓技術(shù)把普通紡織面料與高科技微孔薄膜產(chǎn)品的優(yōu)勢性能復(fù)合于一體，是織物防水透濕的發(fā)展方向。目前美國、荷蘭、英國等公司的產(chǎn)品引導(dǎo)著防水透濕層壓織物市場。將聚四氟乙烯樹脂在熔融狀態(tài)前

7、作成薄膜。加熱到融點(diǎn)后，縱橫雙向拉伸，冷卻后形成熱固型蛛網(wǎng)狀的微細(xì)多孔結(jié)構(gòu)，厚約微米、氣孔率約的薄膜平均平方英寸約cm2中有億個孔徑為微米的微孔，把這種薄膜粘在尼龍綢或滌綸織物上，即成為防水透濕織物（微米為水滴直徑的分之一，水蒸汽粒子直徑的倍，因此，既可防止水滴進(jìn)入又能讓水蒸汽通過。該類產(chǎn)品的防污性較差，在被汗脂，發(fā)油等污染后，防水透濕性會顯著下降,同時它的耐洗性也很差，用洗滌劑清洗時，洗滌劑中的表面活性劑會浸入薄膜而堵塞微孔，產(chǎn)生毛細(xì)管吸水現(xiàn)象，使水珠可以滲入，從而導(dǎo)致防水性能下降。第二代產(chǎn)品是將厚毫米，布滿孔徑為微米微孔的聚四氟乙烯薄膜（由膜和拒油親水組分聚氨酯構(gòu)成的復(fù)合膜）夾粘在兩層織物

8、之間而制成的，因而能把油脂等物質(zhì)完全屏蔽，水洗或干洗都對其防水性能影響不大。由于織物表面具有復(fù)合結(jié)構(gòu)，其防水性能不會因表面活性劑影響而降低，其耐水壓值可達(dá)公斤厘米。利用層壓技術(shù)制作的織物主要是美國的織物、。它克服了及膜的缺陷，具有耐壓、耐寒、耐低溫、防毒、防腐、防臭和可水洗等特點(diǎn),3涂層織物,利用直接涂層、轉(zhuǎn)移涂層、泡沫涂層或濕法涂層等工藝技術(shù)，可在織物表面施加一層連續(xù)的微孔膜，使織物表面孔隙被涂層劑封閉或減小。由于涂層采用疏水性物質(zhì)，其孔徑使雨滴不能通過，而水蒸汽分子可以通過，從而使織物達(dá)到防水透濕的效果。涂層法分為干法涂層和濕法涂層,干法涂層主要是加熱除去樹脂溶液中的溶劑而使樹脂固化成膜，

9、但當(dāng)具備一定透氣性時，則孔隙變大，難以達(dá)到防水效果。據(jù)最新報導(dǎo)，將羧基乙烯聚合物的有機(jī)胺鹽溶解在乙醇系或酰胺系溶劑中形成粘稠液體，同溶解在有機(jī)溶劑中的氟系樹脂混合，然后在其混合物中加入適量親水、親油平衡值在以上的非離子活性劑，涂敷在底布上后，經(jīng)水處理就形成貫穿的微細(xì)多孔薄膜，用以制成能耐水在千毫米以上的防水透濕性織物,濕法涂層的成膜方式是將底布浸在溶液中，通過處理使表面形成一層薄而軟，有無數(shù)微米、蜂窩狀小孔薄膜。該類產(chǎn)品具有較好的防水性、拒水性、透濕性和柔軟性，用于制作高爾夫球服、運(yùn)動便服和外套等，也可用于制作運(yùn)動量較大和氣候較惡劣情況下穿的滑雪衫、登山服、海上工作服等。涂層織物由于原料和工藝

10、方法的局限，一直未能很好地解決透濕透氣與耐靜水壓、耐水洗之間的矛盾,高科技無紡布,以美國杜邦公司為代表的防水透濕無紡布由高密度聚乙烯通過悶蒸法技術(shù)制作而成，其特殊的致密結(jié)構(gòu)能防水透濕、透氣。該類織物表面比較柔軟，手感舒適適用于服裝內(nèi)襯，也可用作羽絨服裝面料,織物防水透濕整理的測試方法,防水透濕織物性能的測試方法：關(guān)于織物防水性和透濕性的測試有不同理論依據(jù)的測試方法，各國的標(biāo)準(zhǔn)并不一致。各種測試方法種類繁多，所得到的結(jié)果難以比較。以透濕性測試為例，同一個Gore-Tex織物，按照美國標(biāo)準(zhǔn)測試法ASTME-96ProcedureB,所得到的結(jié)果是500g/m2.24h,按照美國測試法ASTME-9

11、6修正的干燥劑吸濕法，所得到的結(jié)果是2000g/m2.24h。防水透濕織物的生產(chǎn)廠家往往選擇有利于自己的測試標(biāo)準(zhǔn),防水性能測試,實(shí)驗(yàn)室測試織物防水性的方法隨織物的實(shí)際用途不同而采用不同的方法，并以各種不同的指標(biāo)表示。按照測試原理可以分為靜水壓、表面潤濕性、吸水性三類。以上三種最常用的為靜水壓測試方法，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，織物涂層或拒水面接觸水面，承受持續(xù)上升的水壓，直到織物背面滲出水珠為止，此時測得的壓力值即靜水壓。Gore公司規(guī)定，當(dāng)織物的靜水壓超過172.37kPa時才可以稱為“防水”織物，靜水壓在13.79172.37kPa時稱為“高度抗水”織物。按此換算，15m的靜水壓也只不過147

12、.3kPa而已，要超過17.5m才能算上是“防水”織物,透濕性能測試,織物透濕性的測試方法一般分為織物水蒸氣傳遞速率（WaterVaporTransmissionRate）的測試和織物對蒸發(fā)熱轉(zhuǎn)移阻抗的測試兩大類。研究者主要傾向于用水蒸氣阻抗（WaterVaporResistance）評價人體汗液從身體表面通過織物向環(huán)境轉(zhuǎn)移的能力，主要包括出汗熱盤法和出汗假人法；而生產(chǎn)者更喜歡用一定溫度、一定濕度和一定風(fēng)速下單位時間內(nèi)通過織物單位面積的水蒸氣質(zhì)量（g/m224h或g/m2h），也就是人們熟悉的透濕量來評價織物的透濕性能，因?yàn)檫@種測試方法主要的測試裝置是杯子，織物透濕量的測試方法也叫控制杯法,控

13、制杯法,控制杯法是把盛有吸濕劑或水及織物試樣的控制杯放置于規(guī)定溫度、濕度和氣流等的環(huán)境中，根據(jù)一定時間內(nèi)控制杯（包括試樣和細(xì)濕劑或水等）質(zhì)量的變化計算出透濕量?？刂票ㄖ饕ㄋ魵馔高^法和干燥劑法兩大類。水蒸氣透過法有正杯法和倒杯法之分，正杯法測試時杯子口朝上,織物與水保持一定的距離；倒杯法時織物緊貼水面。這兩種方法測試得到的數(shù)據(jù)沒有明確的關(guān)系。干燥劑法也叫吸濕法，是指在一定方法條件下通過測定一定時間內(nèi)干燥劑所吸收的水蒸氣量，從而得到此條件下單位時間內(nèi)透過試樣單位面積的水汽量，用于評價織物透濕性能的方法。干燥劑法也有干燥劑正杯法和干燥劑倒杯法之分。在以上各種方法中，干燥劑倒杯法能得到最大的水

14、蒸氣梯度，因而能產(chǎn)生最高的透濕量。我國國家標(biāo)準(zhǔn)是水蒸氣透過法和干燥劑法并列，選用哪種方法由測試單位自己決定，但必須在實(shí)驗(yàn)結(jié)果旁注明,出汗熱盤法,出汗熱盤法也稱為“皮膚模型”法，是一種用來測試模擬緊貼皮膚所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過程的裝置。蒸發(fā)阻抗越高，織物的呼吸性越差；蒸發(fā)阻抗越低，織物的呼吸性越好。蒸發(fā)阻抗測試范圍一般為148.7m2Pa/W3.9m2Pa/W.,織物防水透濕整理的發(fā)展方向,防水透濕織物是七十年代中期發(fā)展起來的，是一種功能性面料。隨著生活水平提高，只防水不透氣的防水服已不能適應(yīng)市場多元化的需要。抗腐蝕、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、阻燃和防毒等功能與防水透濕功能的結(jié)合會是該類織物發(fā)展的方向。因此，我們不但應(yīng)對國內(nèi)外防水透濕織物的新技術(shù)、新品種增強(qiáng)了解，還應(yīng)該開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)和新產(chǎn)品，不斷拓展防水透濕面料在警服行業(yè)、尤其是特種警用服裝和裝具上的應(yīng)用,結(jié)合服裝功能開發(fā)應(yīng)