纺织涂层新选择,防水透湿抢攻机能衣商机

2020-10-05

随着户外运动与健身的盛行,在登山露营、户外健走、室内健身等场域皆可见到享受运动的人潮,衣着也因为日常生活与运动转换需求产生变化。衣服是人体的第二层皮肤,运动时的舒适度甚至影响运动表现,因此选购兼具舒适与功能性、且能穿梭不同场合的机能衣就显得至关重要。而常见的机能衣功能,如防水透湿、防风透气、吸湿排汗、酷凉快干等,你知道是怎么做出来的吗?你是否了解这些功能?各大品牌在面料材质的推陈出新,除价格、样式差异外,吊牌上各种专有名词及数据,常让人摸不着头绪,本文将探究防水透湿布料的本质及纺织涂层工艺,从而了解机能性运动服饰意涵,让你不只穿的时尚,更能挑选符合自己需求的产品。
 


(图片来源:piqsels)


防水透湿基本概念

防水透湿纺织品主要应用在跑步、登山、滑雪等领域,不仅能因应寒冷、雨雪、大风等恶劣天气的穿著需要,还能满足各种运动场合的需求,也同时保持服装的干爽与舒适性。选购户外休闲运动外套时,常听到店员使用「防水透湿」来做介绍,防水透湿顾名思义就是要防水又要透湿气,可将其分成「防水」跟「透湿」来解释。

防水

主要作用在于抵挡水分穿透,以轻度的防水来说(即防泼水),会在布料表面进行拨水剂加工,雨水接触布料后于表面形成水珠,轻拨即可拍掉;若遇到更大的雨势,水分会渗透防水涂层,在布料内层涂或贴上一层薄膜,就具有阻挡水分穿透的能力,这层薄膜属特殊纵横向三维交叉结构,空气穿透力为一般合成纤维或羽绒服饰的二分之一,因此兼具防风功能。

透湿

当人体运动时流汗产生湿气,藉由布料扩散至大气中,进而保持衣物内部舒适干爽,同时又达到降温的效果。

「防水透湿」特性即是外层布料能够阻挡雨水穿透,同时将身体活动产生的汗水湿气排出,让衣服内不会有水气凝结导致湿冷现象。
 

防水透湿或防水透气

市售机能性户外休闲外套种类繁多,不胜枚举,而各品牌主打的机能性布料也相当多元,比较防水透湿或防水透气,两者有何不同? 「透湿」是将身体活动时释放的汗水蒸气排出,而「透气」除湿气外,还包括空气、二氧化碳等气体。因此一般衣物强调的透气功能,意指身体活动时释放的蒸气散发至外部达到降温的效果,以维持绝佳的舒适与干爽,因此以防水透湿来解释更为贴切。


防水透湿材质结构

防水透湿面料由防水透湿层与布料表层或内层结合而成,而防水透湿层要如何跟布料结合至关重要。让布料具有防水透湿功能的加工方式有三种,分别为纺织涂层、层压贴合及高密度编织技术。防水透湿涂层,将聚合物(如PU树脂)均匀涂覆在织物表面形成薄膜;防水透湿层压贴合,将具有防水透湿功能的薄膜压合在织物上面;高密度编织,采用高密度织物为基材,尽可能缩小织物结构孔隙,再经泼水剂与填塞剂处理,达到防水透湿要求,为物理性质的组织防水。其中又以涂层和贴合能达到高度的防水透湿性能,且能按不同场域需求提供不同等级的防水性与透湿度,及不同的功能性要求(如阻燃等),目前各大品牌多使用此二种防水透湿面料。膜层构造是面料透湿度与防水性的关键因素,分为亲水型无孔质薄膜与微多孔薄膜,说明如下:

亲水型无孔质薄膜

利用PU树脂的亲水型醚类官能基,由内往外以吸湿、扩散、排湿,将湿气扩散至大气中,因薄膜孔径极小 ( < 0.001 μm) 故具有防水效果。加工方式可透过直接涂布或转移贴合形成亲水型无孔质薄膜织物,透湿性较微多孔薄膜低,但防水性、耐水洗性较高。

微多孔薄膜

  • PU树脂涂层

将PU树脂涂布于织物表面并置于凝固水槽,利用水与溶剂之间的浓度与温度差异进行交换而达到平衡,此过程称为勒沙特列原理 (Le Chatelier's Principle)。在交换过程中,薄膜会逐渐固化并产生孔隙形成互相连通之通道,其孔径为0.5 ~ 10 μm,能阻隔外界雨水渗入 (100 ~ 6000 μm),让体内湿气 (0.0004 μm) 通过此微多孔,而达到防水透湿效果。除此之外,为避免外来的水滴因毛细现象渗透至布料内层,通常会于织物表面进行拨水处理。
 


微孔型薄膜之SEM图 (图片来源:FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe)
 

  • PTFE薄膜贴合

即知名的Gore-Tex布料,在特定条件下加热聚四氟乙烯(PTFE) 薄膜,透过拉膜形成多孔性材质,每平方公分约有14亿个小孔,孔径约为0.2 μm,因而透湿性极佳。布料最外层经过拨水处理表布,底下贴合PTFE薄膜,且为避免人体油脂阻塞孔洞,另外再增加一层PU保护膜,最内层才是柔软内衬。
 


Gore-Tex布料结构图 (图片来源:GRAILED
 

高密度织物防水

利用紧密的纹理组织 (织造时调整送纱量、改变纱线规格),并依不同品牌之防水需求使用不同配方之拨水剂,使织物具有一定程度的防拨水性能,且因组织内经纱与纬纱的间隙仍比水蒸气大,因此水蒸气可通过,使得高密度织物具有透湿性。


防水透湿测试方式

一件具有防水透湿功能的外套,性能优劣取决于四个元素,分别是表布的拨水效果、薄膜的防水能力、透湿能力,以及缝线的防水能力。一般业界采用的标准测试方法,有美规的ASTM、日规的JIS、国际ISO标准或英国的BS。测试方法整理如下:
 

测试内容

单位

说明

国际规范

防水度

mmH2O

单位面积可承受之水压值。

JIS L1092
ISO 811

拨水度

1 ~ 5

以喷淋法为主,将水喷淋在测试布样上,观察其湿润程度并判断其等级,5级为最佳。

 
AATCC 22
 

透湿度

g/m2‧24hrs

特定温湿度条件下,测量一定时间内穿透特定面积布料之总水气量。

ASTM E96
JIS L1099

 

防水透湿纺织涂层材料指南

高鼎专业生产纺织涂层材料,推出亲水型无孔质薄膜专用之防水透湿底、面胶系列产品 (底料 NC-5001、面料NC-5039E),具备高透湿、高耐水压、耐磨及手感优等特性,两者结合可大幅提升防水透湿面料的性能,并符合相关环保法规,满足消费者对功能性及舒适度的要求,广为各大运动品牌使用。另可依不同客户需求提供客制化配方与产品研发服务,并持续推出高附加价值之环境友善材料。欲了解更多的产品讯息,欢迎【联系我们】
 

产品

NC-5001

NC-5039E

类型

衣用基布打底(底料)

衣用基布打底(面料)

接着剂

亲水性PU树脂(二液型)

亲水性PU树脂(一液型)

适用薄膜构造

亲水型无孔质薄膜

亲水型无孔质薄膜

加工方式

涂布加工

涂布加工

产品特色

◆ 高透湿、高耐水压、耐磨及手感优
◆ 透湿度符合各大运动知名品牌要求

◆ 高透湿、高耐水压、耐磨及手感优
◆ 透湿度符合各大运动知名品牌要求

产品应用

防水透湿纺织布料

防水透湿纺织布料


数据源:
  1. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe January / December 2005, Vol. 13, No. 6 (54).

  2. https://www.grailed.com/drycleanonly/gore-tex-history

  3. https://blog.xuite.net/ncku_ob_blog/twblog/140338680

TOP