紡織塗層新選擇,防水透濕搶攻機能衣商機

October 05,2020

隨著戶外運動與健身的盛行,在登山露營、戶外健走、室內健身等場域皆可見到享受運動的人潮,衣著也因為日常生活與運動轉換需求產生變化。衣服是人體的第二層皮膚,運動時的舒適度甚至影響運動表現,因此選購兼具舒適與功能性、且能穿梭不同場合的機能衣就顯得至關重要。而常見的機能衣功能,如防水透濕、防風透氣、吸濕排汗、酷涼快乾等,你知道是怎麼做出來的嗎?你是否了解這些功能?各大品牌在面料材質的推陳出新,除價格、樣式差異外,吊牌上各種專有名詞及數據,常讓人摸不著頭緒,本文將探究防水透濕布料的本質及紡織塗層技術,從而了解機能性運動服飾意涵,讓你不只穿的時尚,更能挑選符合自己需求的產品。
 


(圖片來源:piqsels)
 

防水透濕基本概念

防水透濕紡織品主要應用在跑步、登山、滑雪等領域,不僅能因應寒冷、雨雪、大風等惡劣天氣的穿著需要,還能滿足各種運動場合的需求,也同時保持服裝的乾爽與舒適性。選購戶外休閒運動外套時,常聽到店員使用「防水透濕」來做介紹,防水透濕顧名思義就是要防水又要透濕氣,可將其分成「防水」跟「透濕」來解釋。

防水

主要作用在於抵擋水分穿透,以輕度的防水來說(即防潑水),會在布料表面進行撥水劑加工,雨水接觸布料後於表面形成水珠,輕撥即可拍掉;若遇到更大的雨勢,水分會滲透防水塗層,在布料內層塗或貼上一層薄膜,就具有阻擋水分穿透的能力,這層薄膜屬特殊縱橫向三維交叉結構,空氣穿透力為一般合成纖維或羽絨服飾的二分之一,因此兼具防風功能。

透濕

當人體運動時流汗產生濕氣,藉由布料擴散至大氣中,進而保持衣物內部舒適乾爽,同時又達到降溫的效果。

「防水透濕」特性即是外層布料能夠阻擋雨水穿透,同時將身體活動產生的汗水濕氣排出,讓衣服內不會有水氣凝結導致濕冷現象。


防水透濕或防水透氣

市售機能性戶外休閒外套種類繁多,不勝枚舉,而各品牌主打的機能性布料也相當多元,比較防水透濕或防水透氣,兩者有何不同? 「透濕」是將身體活動時釋放的汗水蒸氣排出,而「透氣」除濕氣外,還包括空氣、二氧化碳等氣體。因此一般衣物強調的透氣功能,意指身體活動時釋放的蒸氣散發至外部達到降溫的效果,以維持絕佳的舒適與乾爽,因此以防水透濕來解釋更為貼切。


防水透濕材質結構

防水透濕面料由防水透濕層與布料表層或內層結合而成,而防水透濕層要如何跟布料結合至關重要。讓布料具有防水透濕功能的加工方式有三種,分別為紡織塗層、層壓貼合及高密度編織技術。防水透濕塗層,將聚合物(如PU樹脂)均勻塗覆在織物表面形成薄膜;防水透濕層壓貼合,將具有防水透濕功能的薄膜壓合在織物上面;高密度編織,採用高密度織物為基材,盡可能縮小織物結構孔隙,再經潑水劑與填塞劑處理,達到防水透濕要求,為物理性質的組織防水。其中又以塗層和貼合能達到高度的防水透濕性能,且能按不同場域需求提供不同等級的防水性與透濕度,及不同的功能性要求(如阻燃等),目前各大品牌多使用此二種防水透濕面料。膜層構造是面料透濕度與防水性的關鍵因素,分為親水型無孔質薄膜與微多孔薄膜,說明如下:
 

親水型無孔質薄膜

利用PU樹脂的親水型醚類官能基,由內往外以吸濕、擴散、排濕,將濕氣擴散至大氣中,因薄膜孔徑極小 ( < 0.001 μm) 故具有防水效果。加工方式可透過直接塗佈或轉移貼合形成親水型無孔質薄膜織物,透濕性較微多孔薄膜低,但防水性、耐水洗性較高。
 

微多孔薄膜

  • PU樹脂塗層

將PU樹脂塗佈於織物表面並置於凝固水槽,利用水與溶劑之間的濃度與溫度差異進行交換而達到平衡,此過程稱為勒沙特列原理 (Le Chatelier's Principle)。在交換過程中,薄膜會逐漸固化並產生孔隙形成互相連通之通道,其孔徑為0.5 ~ 10 μm,能阻隔外界雨水滲入 (100 ~ 6000 μm),讓體內濕氣 (0.0004 μm) 通過此微多孔,而達到防水透濕效果。除此之外,為避免外來的水滴因毛細現象滲透至布料內層,通常會於織物表面進行撥水處理。
 


微孔型薄膜之SEM圖 (圖片來源:FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe)
 

  • PTFE薄膜貼合

即知名的Gore-Tex布料,在特定條件下加熱聚四氟乙烯(PTFE) 薄膜,透過拉膜形成多孔性材質,每平方公分約有14億個小孔,孔徑約為0.2 μm,因而透濕性極佳。布料最外層經過撥水處理表布,底下貼合PTFE薄膜,且為避免人體油脂阻塞孔洞,另外再增加一層PU保護膜,最內層才是柔軟內襯。
 


Gore-Tex布料結構圖 (圖片來源:GRAILED
 

高密度織物防水

利用緊密的紋理組織 (織造時調整送紗量、改變紗線規格),並依不同品牌之防水需求使用不同配方之撥水劑,使織物具有一定程度的防撥水性能,且因組織內經紗與緯紗的間隙仍比水蒸氣大,因此水蒸氣可通過,使得高密度織物具有透濕性。


防水透濕測試方式

一件具有防水透濕功能的外套,性能優劣取決於四個元素,分別是表布的撥水效果、薄膜的防水能力、透濕能力,以及縫線的防水能力。一般業界採用的標準測試方法,有美規的ASTM、日規的JIS、國際ISO標準或英國的BS。測試方法整理如下:
 

測試內容

單位

說明

國際規範

防水度

mmH2O

單位面積可承受之水壓值。

JIS L1092
ISO 811

撥水度

1 ~ 5

以噴淋法為主,將水噴淋在測試布樣上,觀察其濕潤程度並判斷其等級,5級為最佳。

 

AATCC 22

 

透濕度

g/m2‧24hrs

特定溫濕度條件下,測量一定時間內穿透特定面積布料之總水氣量。

ASTM E96
JIS L1099


防水透濕紡織塗層材料指南

高鼎專業生產紡織塗層材料,推出親水型無孔質薄膜專用之防水透濕底、面膠系列產品 (底料 NC-5001、面料NC-5039E),具備高透濕、高耐水壓、耐磨及手感優等特性,兩者結合可大幅提升防水透濕面料的性能,並符合相關環保法規,滿足消費者對功能性及舒適度的要求,廣為各大運動品牌使用。另可依不同客戶需求提供客製化配方與產品研發服務,並持續推出高附加價值之環境友善材料。欲了解更多的產品訊息,歡迎【聯繫我們】

 

產品

NC-5001

NC-5039E

類型

衣用基布打底(底料)

衣用基布打底(面料)

接著劑

親水性PU樹脂(二液型)

親水性PU樹脂(一液型)

適用薄膜構造

親水型無孔質薄膜

親水型無孔質薄膜

加工方式

塗佈加工

塗佈加工

產品特色

◆ 高透濕、高耐水壓、耐磨及手感優
◆ 透濕度符合各大運動知名品牌要求

◆ 高透濕、高耐水壓、耐磨及手感優
◆ 透濕度符合各大運動知名品牌要求

產品應用

防水透濕紡織布料

防水透濕紡織布料


資料來源:

  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

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