一、通過纖維來實現(xiàn)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(shè)計的,選用埃及長絨棉的高支低捻度純棉紗高密重平組織織物,最初主要用于第二次世界大戰(zhàn)期間的英國空軍飛行員的防寒抗浸服。當織物干燥時,經(jīng)緯紗線間的間隙較大,大約10微米,能提供高度透濕的結(jié)構(gòu);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,這一閉孔機制同特殊的拒水整理相結(jié)合,保證織物不被雨水進一步滲透。目前該類面料早已被其它防水透濕面料所取代。
2、Coolmax類面料。杜邦、日本東麗等國際大公司研究的通過纖維內(nèi)部制造出孔道的方式實現(xiàn)將汗水排出體外,也就是市場上的吸濕排汗面料。該類纖維生產(chǎn)技術(shù)集中在這類國際大公司手上,價格相對較高,難以成為市場的主流。
二、通過涂層來實現(xiàn)透濕
采用干法直接涂層、轉(zhuǎn)移涂層、泡沫涂層、相位倒置或濕法涂層(凝固涂層)等工藝技術(shù),將各種各樣具有防水、透濕功能的涂層劑涂敷在織物的表面上,使織物表面孔隙被涂層劑封閉或減小到一定程度,從而得到防水性。織物透濕性則通過涂層上經(jīng)過特殊方法形成的微孔結(jié)構(gòu)或涂層劑中的親水基團與水分子作用,借助氫鍵和其它分子間力,在高濕度一側(cè)吸附水分子,后傳遞到低溫度一側(cè)解析的作用來獲得。涂層面料的價格低,實現(xiàn)了一定的透濕,而被廣泛使用。但是由于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(xiàn)在開發(fā)出的濕法轉(zhuǎn)移涂層的面料使得涂層面料又煥發(fā)了新機,它不僅防水透濕等物性指標很高,面布能做100%特氟龍?zhí)幚?,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(xiàn)透濕
1、PTFE薄膜
水蒸氣分子的直徑為0.0004微米,而雨水中直徑最小的輕霧的直徑為20微米,毛毛雨的直徑已經(jīng)高達400微米,如果能夠制造出孔隙直徑在水蒸氣和雨水之間的薄膜,那么既防水又透濕不是就能實現(xiàn)了嗎?美國GORE公司利用聚四氟乙烯(PTFE)成為第一家生產(chǎn)出該膜的公司,與織物進行復(fù)合層壓后取商品名為GORE-TEX。但是由于 PTFE具有非常強的化學惰性,幾乎沒有什么材料可以將它與其它織物很好地層壓在一起,第一代面料牢度非常差。后來,經(jīng)過不斷的努力,通過與其它親水薄膜層亞在一起成為復(fù)合薄膜,并在膜上進行特殊處理,牢度大大提高。一般認為,Gore-Tex面料水壓可以達到10000mm,水洗6-7次后水壓才有明顯的下降;透濕量最高可以達到10000g/sqm*24hrs,但是這并不是剛做出來的面料就能達到這個數(shù)值,需要經(jīng)過幾次水洗,將部分膠水洗去,可用孔隙增多,透濕量上升。
PTFE面料現(xiàn)在主要以美國的 Gore和Donaldson為代表。Gore自己生產(chǎn)薄膜并做復(fù)合,不單獨賣薄膜,指定較好的服裝生產(chǎn)廠家做服裝,并有單單獨的銷售人員與其配合。 Donaldson只生產(chǎn)薄膜,在日本的復(fù)合廠家做復(fù)合。這兩家公司在市場上的競爭也非常的激烈。國內(nèi)的PTFE生產(chǎn)廠家現(xiàn)在也逐漸興起,但是都以單組分的PTFE薄膜為主,沒有與親水性薄膜復(fù)合,水洗牢度一般只能在五次左右。上次在上海的產(chǎn)業(yè)面料展會上碰到一家印尼的生產(chǎn)廠家,據(jù)稱水洗也是五次左右。
雖然PTFE面料防水透濕性能較其它面料出色,但是,也由于其本省的化學惰性,薄膜難以被自然界降解,燃燒溫度高達405℃,大規(guī)模的應(yīng)用使得GORE-TEX漸漸成為環(huán)境的殺手。面對如此難題,GORE公司建立了稱之為平衡工程的廢棄服裝回收機制以期降低其對環(huán)境的影響。希望在環(huán)境保護主義大行其道的今天,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,屬于無孔親水性薄膜。由于薄膜本身沒有孔隙,防水效果自然很好,同時也還使面料防風保暖。透濕主要通過其的親水特性來實現(xiàn),依靠衣服內(nèi)外蒸汽壓的差異,將蒸汽從壓力高的地方轉(zhuǎn)移到低的地方,從而實現(xiàn)了透濕的功能。本人也長期從事TPU復(fù)合面料的生產(chǎn),特作一些簡單介紹。
產(chǎn)品待性:
A.綠色環(huán)保
B.極好的透氣透濕性
C.絕對防水性、防血污、抗菌
D.防風且耐寒、防絨、滑爽
E.耐久性、超潑水整理
F.易去污整理,可正常水洗
適用范圍:
A.野戰(zhàn)軍服、消防、軍隊特用服裝
B.防護用品、軍隊用帳蓬、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、防紫外線傘布
E.防雨、透氣的雨披、休閑風衣
F.醫(yī)保用品
產(chǎn)品規(guī)格:
1、門幅寬度:1500mm
2、產(chǎn)品厚度:0.012~0.025mm
3、低透透明膜、低透霧面膜、低透乳白膜
透濕指標:大于1000g/m2*24hrs(ASTME96BW2000版)
耐靜水壓指標:大于10000mmH2O(AATCC127)
4、中透透明膜、中透霧面膜、中透乳白膜
透濕指標:大于3000g/m2*24hrs(ASTME96BW2000版)
耐靜水壓指標:大于10000mmH2O(AATCC127)
5、高透透明膜、高透霧面膜、高透乳白膜
透濕指標:大于5000g/m2*24hrs(ASTME96BW2000版)
耐靜水壓指標:大于10000mmH2O(AATCC127)
6、適合針織、機織、無紡布等各種不同面料貼合
現(xiàn)在市場上做的最多的TPU復(fù)合面料主要為:
1,四面彈+TPU+搖粒絨,就是人們常叫的SoftShell。四面彈主要為75D(做女裝)和100D(做男裝),搖粒絨主要為75D/72F和100D/144F兩種。可以有平紋、斜紋、格子等很多風格。由于其防水、透濕、防風、保暖,使用范圍現(xiàn)在已經(jīng)不局限于普通的戶外運動服裝,很多國外大型公司將其作為員工的工作服。我的一個日本客戶竟然將其用做拉面館服務(wù)員的工作服!
2,化纖機織布+TPU+Tricot(滌綸經(jīng)編網(wǎng)眼布)。機織布主要春亞紡、塔絲隆、牛津布、桃皮絨、尼絲紡等。普通的如228T塔絲隆可以作為沖鋒衣的主要面料;而尼龍迷彩印花的面料就可以做軍隊服裝;熒光類的面料可以做警察服等工裝;
防水透濕面料的測試方法介紹
在上海的面料展會上,經(jīng)常會遇到這樣的客戶,需要防水透濕達到 10000/10000的復(fù)合面料。一聽我就暈了,前面我已經(jīng)講過,美國Gore的面料能夠達到這個透濕量,一般的TPU高透薄膜做三合一(面布+膜+里布)也只能達到5000的透濕量。如果用英國的Porelle或荷蘭的Sypamtex薄膜透濕量會高一些,但也不能達到10000,而且這些進口膜的價格也不菲。那怎么解釋客戶會要求這么高的指標呢?一種可能就是客戶不懂這行,看到Gore的衣服上標著10000/10000,就要做這么高的指標;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(xiàn)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、控制杯法
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(xié)會標準:ASTME96ProduceBandD
C,日本工業(yè)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(xié)會標準:ASTME96BW(1995版和2000版)
1.2干燥劑法
1.2.1正杯法
A,中國國家標準:GB/T12704-91A
B,日本工業(yè)標準:JISL-1099A1
C,美國材料試驗學會標準:ASTME-96A、C、E
1.2.2倒杯法
A,日本工業(yè)標準:JISL-1099B1、B2
B,美國材料試驗學會標準: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,用來模擬典型人體的形狀和尺寸。假人測試比出汗熱盤測試更具有實際意義,因為它可以考慮更多的變量,包括服裝覆蓋人體的表面積,紡織品的層數(shù)和人體表面空氣層的分布,松還是緊配合,人體不同部分的皮膚溫度差異,身體的位置和運動狀態(tài)等。但是,還沒有一個出汗假人可以測試在諸如行走時動態(tài)條件下的蒸發(fā)熱阻力。
當前,還沒有出汗假人的設(shè)計標準和測試步驟。而且由于出汗假人更加復(fù)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,F(xiàn)arnworth法
D,VanBeest法
E,Ruchman法
F,Gibson法
真的是太多了,我們還是來具體了解一下幾個相對比較有用的方法吧。
1,最常用的方法:ASTME96BW,美國材料試驗學會標準,水蒸氣倒杯法。
由于美國在這個行業(yè)一直處于領(lǐng)先地位,而且該國的市場也非常的大,該方法測試的數(shù)據(jù)也相對較高,ASTM標準自然而然成為最常用的方法?,F(xiàn)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,固定后倒置,用精度為0.001g的頂加載天平稱其重量,并將其安置在風洞排的位置上。在杯子進入溫度為23℃、相對濕度 50%、風速2.5m/s的環(huán)境室進行稱量之前,記錄環(huán)境的溫度和相對濕度。每個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)公式計算水蒸氣傳遞速度。6個樣品的平均值作為測試的結(jié)果,平均值乘以24轉(zhuǎn)換為以g/m2*24h為單位的結(jié)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(shù)據(jù)較高,現(xiàn)在基本上采用的都是2000版。
2,測試結(jié)果最高的方法:JISL-1099B1、B2日本工業(yè)標準
測試原理如下:用醋酸鉀作為干燥劑。將PTFE薄膜用橡皮環(huán)箍在塑料杯上制成一個水蒸氣通透杯子。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。所有涂層或?qū)訅嚎椢镉孟鹌きh(huán)固定在支撐架上,并且涂層或?qū)訅好娉?。樣品支撐系統(tǒng)的安裝以能夠漂浮在23℃水溫的水槽中為準。在薄膜朝上方向測試完測試杯質(zhì)量(包括試樣、干燥劑和薄膜)后,迅速將測試杯倒過來并放入樣品支撐架中。這一裝配方式被放置在恒溫30℃±2℃裝置中。15min后,將測試杯取出恒溫裝置,將其倒置過來并測定其重量。水蒸氣通透性按WVT= 24*△m/(s*t)公式計算。
在透濕測試中,日本的干燥劑倒杯法似乎更收到生產(chǎn)商的青睞,因為它可以迅速在較小試樣上進行測試,不需要對環(huán)境中的相對濕度進行控制,而且測試裝置和耗材較為便宜。該方法給出最高的透濕量值,也是生產(chǎn)商所喜歡的,并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(guān)性。
3,最令人關(guān)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(fā)生的傳熱傳質(zhì)過程的裝置。從測試原理來看,出汗熱盤測試方法屬于蒸發(fā)熱轉(zhuǎn)移阻抗法,是用于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側(cè)的蒸氣壓力差值除以壓力梯度方向單位面積總的蒸發(fā)熱流量)。蒸發(fā)阻抗越高,織物的呼吸性越差;蒸發(fā)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遞阻力。蒸發(fā)阻力測試值(Ret值)范圍一般為148.7~3.9m2Pa/w。
Ret值小于6時,認為是極端透氣,在高運動水平時穿著舒適;在6與13之間時為非常透氣,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20之間時為透氣,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30之間時,為低透氣,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;高于 30時為不透氣,在所有運動水平時穿著都不舒適。
出汗熱盤法由于其更加合理性,正被越來越多的業(yè)者所采用。但是,國內(nèi)面臨最大的問題是現(xiàn)在還沒有一家測試機構(gòu)能夠做該測試,香港也不能做,臺灣的紡?fù)貢茏?,但卻認證的資歷不足。正因為如此,國內(nèi)的面料生產(chǎn)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(yè)因為不能沒有達到Ret值為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(jié)果又沒有相關(guān)性和可比性,因此,確定測試方法是所有指標的前提。我們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。