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(xué)院，江蘇 南通 226006
1 前言[1-4]
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，水在一定壓力下不能浸透織物，而人體散發(fā)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(yán)寒、雨雪和大風(fēng)等惡劣環(huán)境中人們活動時的穿著需要，也適用于人們?nèi)粘Ｉ钚枨螅哂泻芎玫陌l(fā)展前景。目前防水透濕織物已成為各國紡織產(chǎn)品開發(fā)的主要項(xiàng)目，尤其該類織物已向產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域不斷伸展，西方發(fā)達(dá)國家已將其列為高科技產(chǎn)品。
20世紀(jì)40年代初，文泰爾(Venilte)防雨布問世，標(biāo)志著防水透濕織物正式走向市場。其后市場上出現(xiàn)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(shù)的研究開發(fā)，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(biāo)志著防水透濕技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。1976 年，Core公司成功地將商品名為Core-tex的層壓復(fù)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(qū)的相關(guān)企業(yè)也開發(fā)出微孔或無孔的聚氨酯薄膜，以及無孔的聚酯薄膜層壓復(fù)合織物。
目前，國內(nèi)市場上防水透濕織物的開發(fā)方興未艾，既有涂層織物的開發(fā)，又有復(fù)合織物的開發(fā);既有微孔聚四氟乙烯薄膜的開發(fā)，又有親水性無孔聚氨酯薄膜的開發(fā)。本公司引進(jìn)了國外最先進(jìn)的熱熔復(fù)合設(shè)備，使用清潔原料——濕固化聚氨酯(PUR)，生產(chǎn)用于中高檔服裝的防水透濕復(fù)合織物。
本文主要介紹國內(nèi)市場上的防水透濕織物與本公司生產(chǎn)的防水透濕復(fù)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓條
2.2 測試方法
按照國家標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)口PTFE薄膜兩層復(fù)合 | ＞9.8 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 |
| 2 | 進(jìn)口PTFE薄膜三層復(fù)合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 |
| 3 | 國產(chǎn)PTFE薄膜兩層復(fù)合 | ＞9.8 | ＜0.49 | ||||
| 4 | 國產(chǎn)PTFE薄膜三層復(fù)合 | ＞9.8 | ＜0.49 | ||||
| 5 | 微孔TPU薄膜兩層復(fù)合 | ＞9.8 | 7 | 7 | 3 | 3 | 3 |
| 6 | 微孔TPU薄膜三層復(fù)合 | ＞9.8 | 7 | 7 | 4.9 | 4.9 | 4.9 |
| 7 | 親水性PES薄膜兩層復(fù)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(fù)合 | ＞9.8 | ＞9.8 | ＞9.8 | 9.8 | 9.8 | ＞9.8 |
| l0 | 親水性TPU薄膜三層復(fù)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(diǎn)狀復(fù)合;1～12國產(chǎn);13進(jìn)口，使用溶劑型粘合劑，全涂復(fù)合。水洗方法按照國家標(biāo)準(zhǔn)cB/T8629-2001《紡織品試驗(yàn)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(jié)構(gòu)，又有親水性;既有涂層，又有復(fù)合。本公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，其面料大多采用30T春亞紡，三層復(fù)合的襯里大多采用18D尼龍經(jīng)編織物。由表1可知，在未水洗時，復(fù)合織物的耐靜水壓要遠(yuǎn)大于涂層織物;采用PUR粘合劑的復(fù)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(chǎn)的無論是兩層還是三層復(fù)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(jìn)口的耐洗性能很好，經(jīng)過5次水洗后，兩層復(fù)合的靜水壓仍能達(dá)到4.9×l04Pa(5mH20)，三層復(fù)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(jīng)過5次水洗后，兩層復(fù)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(chǎn)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(zhì)，引起毛細(xì)管吸水現(xiàn)象，使水珠可以滲人或滲出，導(dǎo)致服裝的防水性下降。所以，該薄膜目前還不能適應(yīng)服裝的洗滌要求，只能適用于一次性或沒有洗滌要求的產(chǎn)品。同樣是微孔薄膜，進(jìn)口PfFE和TPU薄膜都具有一.定的耐洗性能。這是由于它們都經(jīng)過特殊的表面處理一形成復(fù)合膜，避免了毛細(xì)管現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而大大提高耐洗性能。三層復(fù)合的耐洗性能比兩層復(fù)合的好，這可能是由于兩層復(fù)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(qū)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(jīng)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(chǎn)品。
3 透濕性能
防水透濕織物的另一項(xiàng)重要指標(biāo)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(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中，根據(jù)一定時間內(nèi)透濕杯(包括試樣、吸濕劑和水)質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)、不同的測試方法，所得的數(shù)據(jù)相差很大，相互之間沒有可比性。本項(xiàng)目的測試方法按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12704一1991，A法(吸濕法)進(jìn)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(chǎn)PTFE薄膜復(fù)合織物的透濕量最高;其次為進(jìn)口只渾E薄膜復(fù)合織物和微孔TFU薄膜復(fù)合織物;親水性PES薄膜復(fù)合織物和親水性TPU薄膜復(fù)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(fù)合織物的透濕量則要低些，三層復(fù)合的透濕量比兩層復(fù)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(shù)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(chǎn)生負(fù)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(qiáng)度差，一次水洗后涂層膜受到嚴(yán)重?fù)p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(fā)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(chǎn)生的汗汽不在體表與織物之間產(chǎn)生積聚而冷凝，并順利地散發(fā)出去。對人的各種常規(guī)活動時的出汗量測試結(jié)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(jù)軟木 | 1400 |
| 挖土 | 2 | 伐木 | 1860/2780 |
| 登梯(負(fù)重20kg) | 2750 | 登梯(不負(fù)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(fù)合的防水透濕織物都能達(dá)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(fù)合的防水透濕織物，只能滿足人在一般狀態(tài)下的透濕要求，當(dāng)人的活動量稍大時，如重勞動和負(fù)重登梯等，就無法滿足透濕要求。
4 結(jié)論
4.1 親水性薄膜(無論是PES還是TPU)具有優(yōu)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(jīng)常洗滌的常規(guī)服裝，如風(fēng)衣、夾克和運(yùn)動外套等。
4.2 進(jìn)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(jīng)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(chǎn)PTFE薄膜的性能尚未完全達(dá)到服用要求。
4.6 PUR粘合劑的耐洗性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于溶劑型粘合劑，更適合用于復(fù)合服裝面料。
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