可“呼吸”的功能性麵料PTFE膜層壓複合麵料

摘要：文章介紹了聚四氟乙烯PTFE雙向拉伸薄膜的結構特性，闡述了該薄膜的防水透濕機理；綜述了聚四氟乙烯PTFE微孔膜層壓麵料的生產，以及該麵料的應用和產品開發。

紡織品作為服裝麵料除美觀時尚受人青睞外，穿著舒適性是非常重要的。而防水透濕、手感柔軟是舒適性的重要方麵。防水透濕薄膜及其複合織物由於成功地解決了長期存在的防水與透濕兩者不可兼得的難題而被人們稱為“可呼吸麵料”或“人類第二肌膚”。經雙向拉伸製成的聚四氟乙烯PTFE（PTFE）薄膜，具有特殊的微孔結構，具有優秀的防水透濕功能。采用特殊的粘合劑，將PTFE微孔薄膜與普通織物通過層壓工藝複合在一起形成聚四氟乙烯PTFE（PTFE）防水透濕層壓織物，現已被製成各種服裝、鞋帽及帳篷等，在紡織服裝領域的應用範圍十分廣泛。

1　聚四氟乙烯PTFE薄膜形態結構性能１暢１　PTFE微孔薄膜的防水透濕機理所謂防水透濕，就是水在一定壓力下不侵入織物，而人體本身散發的汗蒸汽卻能通過織物擴散或傳導到外界，不積聚冷凝在體表和織物之間，不使人體有發悶的感覺。聚四氟乙烯PTFE微孔薄膜的防水透濕取決於薄膜的結構和表麵潤濕性能，薄膜的形態結構對防水透濕性能影響大。水蒸汽分子和雨滴直徑的對比如表１所示。表1　水蒸汽分子和雨滴直徑對比水的形態水蒸汽分子輕霧霧毛毛雨小雨中雨大雨暴雨直徑／靘０暢００００４２０２００４００９００２０００３０００～４０００６０００～１００００　　從表１中可以發現，隻要通過工藝控製膜的微孔直徑在幾個微米或以下，就能阻止水滴直接通過，而允許水蒸汽透過。PTFE微孔膜上具有平均約１４億個／cm２非同心交叉排列的微孔，孔隙率在９０％左右，孔徑為０暢２靘左右，比水分子的直徑大幾百倍，甚至幾千倍，比水滴小數千甚至上萬倍，這些微孔能阻擋水的滲入，而人體的汗水蒸汽分子卻能自由地向外逸散，另外因為該孔極度細小和縱向不規格的彎曲排列，使風不能透過，從而又具有防風和保暖性好等特點。另一方麵，由於聚四氟乙烯PTFE材料的表麵能很低，接觸角大於９０°，能阻止液態水潤濕和毛細滲透，所以聚四氟乙烯PTFE微孔薄膜具有防水透濕的功能。

１暢２　PTFE微孔薄膜的基本性能雙向拉伸法研製的PTFE微孔薄膜基本性能如表２。表2　PTFE微孔膜基本性能厚度／靘厚度不勻率／％透濕量／１０４g／m２·２４h透氣量／mL／cm２·s耐靜水壓／kPa孔隙率／％平均孔徑／靘２０～７０＜５０暢４～１暢７＜０暢３９０～１７０２５～９６０暢１８～１暢３　　注：透濕量GB／T１２７０４０－９１蒸發法；透氣量GB５４５３－８５；耐水壓GB４７４４－８４　　PTFE微孔薄膜具有良好的熱穩定性及寬廣的使用溫度。可在零下２００℃的低溫至零上２６０℃的高溫下連續工作。熔點高達３２７℃，且具有不燃性、優異的化學穩定性，抗酸、堿性能好，能耐許多高腐蝕性介質，摩擦係數小，疏水性強。

2　PTFE微孔膜層壓麵料生產從加工方法分，防水透濕織物可以分為高密度·５２·２００７年第１期綜合評述織物、塗層織物和層壓織物３種類型，目前層壓織物在防水透濕織物市場上占有率高。其中由美國W暢L暢Gore公司生產的聚四氟乙烯PTFE微孔薄膜與織物層壓後形成的商品名為Gore－Tex的防水透濕織物，其透濕量大，耐水壓高，綜合性能好，是目前世界上公認的先進的防水透濕織物。２暢１　PTFE薄膜層壓織物的選擇和結構設計

a）織物　適用於層壓複合織物的麵料和裏料，根據用途的不同可以采用機織物、針織物、非織造布或絮片。所用材料可以是棉、毛等天然纖維，也可以是滌綸、尼龍等化學纖維純紡或混紡的織物。作為外層織物，好使用機織物。麵料織物應經過拒水整理。麵料和裏料都應具有一定的密度，以防止粘合劑發生滲膠現象。為控製層壓織物的總重量，麵料和裏料應盡量采用細旦或超細滌綸或尼龍。針織裏布好采用經編織物。裏料根據使用要求采用迷彩、阻燃、防靜電、抗油拒水、易去汙、防酸堿等功能性織物。

b）薄膜　通過不同的加工工藝所形成的PTFE微孔薄膜，可以有不同的微孔。根據產品的不同，將PTFE微孔薄膜分為３種類型：高防水低透濕型，中防水中透濕型和低防水高透濕型，以平衡不同使用場合防水與透濕之間的矛盾。

c）PTFE層壓織物結構設計由於微孔使得PTFE結構變弱，可采用在織物反麵塗層或者將PTFE微孔薄膜像三明治一樣夾在兩層紡織材料之間，以保證膜在穿著時不因摩擦而被破壞。兩層複合可以采用裏料與薄膜複合或麵料與薄膜複合，采用活裏或活麵結構，這樣易於洗滌，適用於民用運動服和防寒服；三層複合是將麵料、薄膜與裏料複合在一起，雖然手感稍硬，但耐磨性提高，適用於部隊作戰服和勞動防護服。四層或多層複合可增加層壓織物的功能性，如氣體阻力層或液氣阻力層的防毒材料、絮片、遠紅外棉保暖材料等。２暢２　PTFE微孔薄膜層壓織物生產工藝流程用於服裝的防水透濕PTFE薄膜複合產品，既要保證薄膜的透濕性能不受大的影響，又要保證複合材料的風格不受破壞，達到兩者的完美結合，關鍵是正確選擇複合工藝、工藝參數及膠粘劑。除此之外，複合產品還必須滿足：粘合麵積應控製在一定範圍，以確保透濕量損失在許可範圍；手感、彈性及柔軟度等性能不受影響；選用無汙染、無刺激的環保型膠粘劑；複合產品的服用性能要好，耐洗、不起泡、不脫層；有足夠的粘接牢度，穿著過程中和洗滌後粘接強力不應過快降低等。根據粘合劑的施加和複合方法，防水透濕PTFE層壓織物的生產工藝流程，分為幹法和濕法兩種。

２暢２暢１　幹法工藝流程

織物防水處理→電暈放電（或磨毛）→圓網上膠→烘幹→PTFE薄膜退卷、放電處理→與織物熱壓複合→PTFE膜麵處理→（上膠→複合裏料→）切邊→打卷檢驗→包裝→成品。

２暢２暢２　濕法工藝流程

織物防水處理→電暈放電→圓網（或凹版）上膠→PTFE薄膜退卷、放電處理、覆膜→烘燥熱壓複合→PTFE膜麵處理→（上膠→複合裏料→）切邊→打卷→檢驗→包裝→成品在上述工藝中，一些織物也可以不經前防水處理，這樣就不必經過電暈處理而直接塗膠，織物的拒水整理可以視需要在複合完成後采用單麵給液的方式進行。相比而言，這種方式更適合於濕法工藝。

3　PTFE層壓麵料的應用和產品開發PTFE防水透濕層壓麵料產品主要用於高檔風雨衣、高檔防寒服、體閑裝、運動裝及特殊服裝和消防服、防護服等；有三明治式複合結構如麂皮絨／薄膜／麂皮絨、麂皮絨／薄膜／網眼布、針織布／薄膜／針織布及搖粒絨／薄膜／搖粒絨等產品，用其製作的服裝由於兩麵織物構造，光澤、花色不同，一件服裝可起到兩種不同的穿著效果，符合個性和時尚追求者的需求；還有薄膜與絮氈複合的材料，用於製作防寒保暖服的內膽等。隨著對PTFE性能的深入了解，製膜技術和層壓複合技術也隨之提高。在Gore－Tex織物的基礎上，研製開發了多功能的層壓織物。

a）PTFE複合膜“非典”防護材料　采用純棉或純滌麵層與PTFE複合膜層壓製成。麵料采用滌綸或純棉嵌織有機導電纖維，以便具有耐久抗靜電效果，然後進行抗菌、抗油拒水、阻燃整理，再與PTFE複合膜進行層壓，裏層采用網眼經編織物，經密封縫製而成。“非典”防護服具有耐久的隔離病毒、防血液滲透、防靜電、防水、防油、抗菌、透濕等多項功能。其綜合防護性能達到並超過GB１９０８２－２００３枟醫用一次性防護服技術要求枠標準的要求。防護效率大於９５％，透濕量在８０００g／m２·d以上，穿著舒適，特別適合於醫護人員、消·５３·

綜合評述

該防護服可經多次消毒或洗滌（１５次）後重複使用。b）防水透濕彈性織物　麵料采用小於１２２暢１dtex的丙綸長絲和商標為萊卡的spandex纖維混紡織物，典型配比為８５％的丙綸和１５％的spandex。裏料為尼龍經編織物，複合後的織物經緯向伸縮率達４０％以上，耐水壓和透濕量保持原來水平。這類織物做成的服裝可廣泛用於登山服、滑雪服、自行車服和衝浪服等運動服。

c）防化服裝　用來防護有毒化學物質。其主要構成為：外層織物；防水透濕的PTFE薄膜；膠粘劑，可將薄膜和帶有吸附毒氣組分的纖維網粘結在一起；部分植於粘合劑中的吸附毒氣層。

d）防水透濕保溫材料　Gore－Tex保溫材料又稱Gore－TexZ襯，它的加工一般是將PTFE薄膜和非織造布或絮料層壓在一起，然後熱壓麵料和襯裏（薄膜緊貼麵料）。該材料保暖性能好，可代替羊皮大衣，而防水功能不減。

e）防護內衣　它是在PTFE薄膜上塗覆親水性聚氨酯後拉伸，然後采用點狀粘合劑將聚氨酯與可拉伸的棉或滌棉織物粘合，薄膜的防水性能使得在治療時的血液或其它身體液體不與醫護人員接觸，因此做成的服裝、防護麵具、手套等可廣泛應用於醫院、手術室或其它類似的領域。

f）睡袋及帳篷　睡袋采用雙層結構，麵料為緊密紡錦綸或聚酯織物，經過耐久性拒水整理（DWR）。設計時采用低特（高支）紗織物，以減少絨毛的泄漏和增強防風性。這種睡袋在使用時沒有缺氧、一氧化碳中毒的危險。用於小型帳篷的防水布采用三層結構，外層為錦綸織物，內層為聚酯無紡布，具有重量輕、透氣性好的特點。

4　結束語

PTFE層壓複合織物至今仍是世界上公認的先進的防水透濕織物，這是由雙向拉伸PTFE微孔薄膜的結構特性所決定的。但是PTFE微孔膜加工難度大，成本高，因而產品價格昂貴。長期以來美國高爾公司控製著PTFE微孔膜及層壓織物的生產專利。中國人民解放軍總後勤部軍需裝備研究所在２０世紀９０年代中期設計製造了世界上第二條雙向拉伸聚四氟乙烯PTFE微孔薄膜生產線，並自行設計了國內條年產３００萬m層壓織物的複合生產線，填補了國內空白。２００１年，寧波登天氟材料公司也研製成聚四氟乙烯PTFE微孔薄膜層壓織物。目前PTFE層壓織物的主要用途為：運動服、登山服、保暖服、隔熱服、手術服、防護服、消防服、雪地靴、手套、睡袋和帳篷等，用途極為廣泛。未來PTFE防水透濕層壓織物研究開發的重點是降低成本，並朝著使織物更加輕便、舒適、多功能化的方向努力。M1nvBj

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