衣物是我们日常生活的必需品，满足我们在各种场合的穿搭需求，并透过衣物的款式与设计来突显身份地位、生活方式及社会表现。随着文化潮流孕育的流行走向，美感不再是追求衣着时尚的唯一选择，兼具功能、舒适及设计感的机能服饰已成为主流，也促使纺织布料朝向科技化发展，研发具有凉感、发热、快干、抗菌消臭、防水透湿等功能，透过新科技来扩充传统纺织业的发展空间，进而提升纺织品的附加价值。
 

(图片来源：pexels)

为了确保穿着时的舒适性，纺织品使用涂层工艺，在面料涂布一层或多层高分子聚合物胶水，让织物表面形成薄膜，这层薄膜不仅提升织物的亲水性、让汗水快速排除，更能使身体保持干爽舒适。聚氨酯分子组成中有很多的氢键，使得分子间的作用力大，具有较强的附着力，且化学性质稳定，容易成膜，因此被广泛应用在纺织涂层工艺，涂层后的织物表面有薄膜感、手感丰厚、弹性、良好的抗渗透性及耐磨等特性，打破传统纺织品在花色样式、风格特征、使用功能的加工限制，并增加织物的功能性，如防水、抗污、防风保暖、阻燃及防辐射等机能，提高纺织产品的独特性及附加价值。

因应全世界人们环保意识的不断提高和各国环保法规的日趋完善，产业相继投入应用材料或制程的改良，尤其水性聚氨酯的应用更成为发展的焦点，且被广泛应用，如建筑涂料、接着剂、纺织涂层、干式水性PU皮、纤维处理剂等。水性聚氨酯备受关注，其主要原因是传统溶剂型聚氨酯在加工应用时，有机溶剂会大量挥发到大气中，这些有毒物质对于人体健康的影响可长达数十年之久，对自然环境与生态的破坏更是不容小觑。因此在人体与环境安全的考虑下，大多数的民生工业产品已逐渐改用水性聚氨酯，并大量使用在纺织加工行业当中，取代传统以溶剂为基础的纺织涂层工艺，不但保留溶剂型聚氨酯优良性能，如良好的柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等，还具有环保、节能、安全及使用方便等优点，大幅降低对环境的污染，让纺织品生产过程更加环保且易于处理。

随着各大成衣品牌对材料的要求提高，涂层织物的工艺不断推陈出新，目前常用的工艺技术，可区分为以下：

涂布法

依加工方式可分为三种，分别为直接涂布、泡沫涂布与湿式涂布。

• 直接涂布(又称一般涂布)：常用于纺织加工厂，直接将调制好的乳液以刮刀或轮涂涂布于织物表面

• 泡沫涂布：将乳液经过物理发泡为泡沫状，再以刮刀涂布于织物表面，因胶层中含有气孔，故手感较佳具有丰厚感，但加工前处理较不易，工厂需有大型发泡搅拌机且水压须低于1000 mm H2O才能进行大量生产

• 湿式涂布：将阴离子乳液湿涂于织物，再含浸到加入酸的水槽产生破乳现象而凝固成膜，此制程与溶剂型湿式制程类似，皆会产生废水处理问题。

贴合法

常用于服装图案或商标，可分为离型纸贴合及离型布贴合，通常以乳液涂布于离型纸或离型布后，再转贴于织物上。

喷雾法

直接将乳液以喷雾方式喷涂于织物，上胶量极少，若为数字喷涂可客制化不同图案，用以取代一般传统印刷制程，节约制版成本。

水性聚氨酯在纺织涂层工艺的应用范围相当广泛，如运动服、羽绒衣、外套、帐篷、鞋袜、箱包及高级防水透湿功能的登山服、风衣等，以下举例帐篷布及冲锋衣的性能要求：

帐篷布

登山露营时常遇到下雨或潮湿气候，因此帐篷的防水性相当重要，将帐篷布经过防水的涂层处理可有效阻挡雨水。防水涂层工艺是利用溶剂或水将胶粒调配成流涎状，使用圆网、刮刀或辊筒等机台将胶料均匀的涂在织物表面，透过烘箱内的温度进行固化，即形成一层均匀的防水涂层。凡经聚氨酯涂层加工后的织物，皆具有手感丰厚与弹性，且形成的薄膜防水效果较好，即使遇到严寒天气，手感也不会变硬。帐篷的防水功能主要以防水指数作为衡量的标准，乃面料经过涂层上胶后单位面积可承受的最大静水压强度，且不会发生渗漏现象。市售帐篷的防水指数可区分为以下：

• 防水指数达到800-1200mm H2O的帐篷，可防小到中雨，例如公园使用的休闲帐篷。

• 防水指数达到1500-3000 mm H2O的帐篷，可以防中到大雨，如家庭露营帐篷。

• 防水指数达到3000 mm H2O以上的帐篷，一般是采取耐高温/ 耐寒冷等工艺处理，可使用在各种环境。

• 高山帐篷防水指数则在5000 mm H2O以上，为极端气候专用。

冲锋衣

冲锋衣主要用于户外，须具备遮风挡雨功能，故采用防水透湿的纺织面料制成，在面料中有一层聚氨酯薄膜，能够阻挡水珠及冷风渗入内层，同时又能让内层的水气排除，也让冲锋衣具有防刮耐磨损的特性。近年来，人们对于户外运动及旅游越来越热衷，同时也提高对户外服装的性能要求。冲锋衣根据户外场景需求可区分为Ⅰ级和Ⅱ级：Ⅰ级用于专业户外活动；Ⅱ级功能性低于Ⅰ级，可满足日常休闲活动使用；而衡量的指标有三项，分别为静水压、表面抗沾湿性和透湿率，各项指标如下表：

测试项目		Ⅰ级	Ⅱ级
抗沾湿性/级	洗前	≥4	≥4
	洗后	≥3	不考核
静水压/kPa	洗前	面料≥50， 面料接缝处≥40	面料≥30， 面料接缝处≥25
	洗后	面料≥40， 面料接缝处≥30	面料≥20， 面料接缝处≥15
透湿率/ [g/(m2.24h)]	洗前	≥5000	≥3000
	洗后	≥4000	≥2000
数据源：2016/11/11中国制定《户外运动服装-冲锋衣》新标准GB/T 32614-2016

水性聚氨酯经过多年的发展，在工艺与制程已逐渐稳定且无污染问题，为满足纺织品功能性及流行性的需求，开发多样化、多功能与高质量的织物涂层产品无疑是今后的研究重点。若要使水性聚氨酯涂层布具有足够之耐水压强度，织物表面的胶层成膜性是关键，可依以下建议方式进行探讨与处理：

• 上机黏度控制在10000 cps/25℃以上：若涂层黏度不足，涂布时乳液容易被吸收至织物纤维中，使得表面胶料无法成膜，导致耐水压强度降低，甚至连织物的手感也会因为吸附过多胶料而变硬。

• 配胶后必须确实过滤：若盛装容器中有未溶解杂质或涂料过滤不佳，则容易导致胶层不完整。

• 减少涂布时产生的气泡：气泡是降低耐水压强度的元凶，因此配胶时可添加适量的消泡剂，并经过真空脱泡，则可减少气泡的产生。

• 减少气体的产生：聚氨酯在烘箱干燥时容易产生CO₂气体，因此必须避免一次性大量涂布，且在烘箱中以低温进行阶段性升温，减少涂布与干燥过程中产生的气孔痕迹。

• 织物表面的处理剂或助剂也可能影响涂布质量，须依实际生产情况加以探讨。​

(图片来源：高鼎精密材料)

随着永续环保议题的重视，各大品牌开始将环境永续理念带入服装设计，不论制程或产品都要符合生态环保、健康及安全要求。以软质织物的涂层需求来说，各厂家纷纷改以无氟泼水剂取代有害的全氟化合物(PFCs)，却也造成涂层的密着度大幅下降，高鼎技术领先同业创新开发WD-5009F水性聚氨酯产品，解决无氟泼水剂造成涂层接着不佳的问题，具备高水压特性，对布种的密着性优异，搓揉不易白化且手感柔软，更可满足环境永续的产品制造理念。

科技创新深刻改变了人们的生活方式，当今民众健康意识的崛起及生活型态的多元化，也带动了机能性运动服饰的市场需求，其中的防水透湿涂层应用已成为纺织行业热门发展的议题，为提高水性聚氨酯的涂层工艺，高鼎推出亲水型无孔薄膜专用之防水透湿底面料产品(WD-5038底料、WD-5038F面料)，具备高水压性能、质地软韧等特性，材料适用现有溶剂型加工设备，可无缝接轨转换为水性聚氨酯涂层工艺，有效降低VOCs排放，朝向绿色环保产品迈进，实现可持续发展的未来。欲了解更多的产品讯息，欢迎【联系我们】。