防水透濕麵料性能與測試

阻水透氣布料性能和測試 拒水透氣布料性能和測試 阻水透氣布料是指水在肯定壓力下不浸入布料，而人體散發的汗液卻能以水蒸氣的形式通過布料傳導到外界，從而幸免汗液積聚冷凝在體表和布料之間以保持工作裝的舒適性，它是一種高技術、獨具特色的功能麵料。拒水對於一般織物工作者來說並不是什麼難題，關鍵是如何實現透氣。下麵，我們從阻水透氣布料的種類來深入了解一下它。 一、通過纖維來實現透氣 1、文泰爾織物。早的拒水透氣織物是有名的文泰爾(Ventile)織物。它是上世紀40年代由英國的Shirley研究所設計的，選用埃及長絨棉的高支低撚度純棉花紗線高密重平組織織物，初主要用於第二次世界大戰期間的英國空軍飛行員的防寒抗浸服。當織物幹燥時，經緯紡紗線間的間隙較大，大約10微米，能提供高度透氣的結構；當雨或水淋織物時，棉花紗線膨脹，使得紡紗線間的間隙減至3～4微米，這一閉孔機製同非常的拒水後整理相結合，保證織物不被雨水進一步滲透。目前該類布料早已被其它阻水透氣布料所取代。 2、Coolmax類布料。杜邦、日本東麗等國際大公司研究的通過纖維內部製造出孔道的方式實現將汗水排出體外，也就是市場上的吸濕排汗織物。該類纖維生產技術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PU塗層來實現透氣 采納幹法直接PU塗層、轉移PU塗層、泡沫PU塗層、相位倒置或濕法PU塗層（凝固PU塗層）等工藝技術，將各種各樣具有拒水、透氣功能的PU塗層劑塗敷在織物的表麵上，使織物表麵孔隙被PU塗層劑封閉或減小到肯定程度，從而得到阻水性。織物透氣性則通過PU塗層上經過非常方法形成的微孔結構或PU塗層劑中的親水基團和水分子作用，借助氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側吸附水分子，後傳遞到低溫度一側解析的作用來獲得。PU塗層布料的價格低，實現了肯定的透氣，而被廣泛使用。但是由於其阻水透氣性能較差，手感也不能令人中意，市場占有率正在逐步的減少。 現在開發出的濕法轉移PU塗層的布料使得PU塗層布料又煥發了新機，它不僅拒水透氣等物性指標很高，麵布能做100%特氟龍處理，水洗牢度能達到25次以上，手感也特別好。 三、通過層壓阻水透氣膜來實現透氣 1、聚四氟乙烯薄膜 水蒸氣分子的直徑為0.0004微米，而雨水中直徑小的輕霧的直徑為20微米，毛毛雨的直徑已經高達400微米，如果能夠製造出孔隙直徑在水蒸氣和雨水之間的薄膜，那麼既阻水又透氣不是就能實現了嗎？美國GORE公司利用聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)成為家生產出該膜的公司，和織物進行貼合層壓後取商品名為GORE-TEX。但是由於 聚四氟乙烯具有特別強的化學惰性，幾乎沒有什麼材料可以將它和其它織物很好地層壓在一起，代織物牢度特別差。後來，經過不斷的努力，通過和其它親水薄膜層亞在一起成為貼合薄膜，並在膜上進行非常處理，牢度大大提高。一般認為，Gore-Tex布料水壓可以達到10000mm，水洗6-7次後水壓才有明顯的下降；透氣量高可以達到10000g/sqm*24hrs，但是這並不是剛做出來的布料就能達到這個數值，需要經過幾次水洗，將部分膠水洗去，可用孔隙增多，透氣量上升。 聚四氟乙烯布料現在主要以美國的 Gore和Donaldson為代表。Gore自己生產薄膜並做貼合，不單獨賣薄膜，指定較好的工作裝生產廠家做工作裝，並有單單獨的銷售人員和其配合。 Donaldson隻生產薄膜，在日本的層壓廠家做貼合。這兩家公司在市場上的競爭也特別的激烈。國內的聚四氟乙烯生產廠家現在也逐漸興起，但是都以單組分的聚四氟乙烯薄膜為主，沒有和親水性薄膜層壓，水洗牢度一般隻能在五次左右。上次在上海的產業布料展會上碰到一家印尼的生產廠家，據稱水洗也是五次左右。 雖然聚四氟乙烯織物阻水透氣性能較其它布料出色，但是，也由於其本省的化學惰性，薄膜難以被自然界降解，燃燒溫度高達405℃，大規模的應用使得GORE-TEX漸漸成為環境的殺手。麵對如此難題，GORE公司建站了稱之為平衡工程的廢棄工作裝回收機製以期降低其對環境的影響。期望在環境愛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，屬於無孔親水性薄膜。由於薄膜本身沒有孔隙，阻水效果自然很好，同時也還使織物阻風保暖。透氣主要通過其的親水特性來實現，依靠服裝內外蒸汽壓的差異，將蒸汽從壓力高的地方轉移到低的地方，從而實現了透氣的功能。本人也長期從事TPU層壓布料的生產，特作一些簡單介紹。 產品待性： A.綠色環保 B.極好的透氣透氣性 C.絕對阻水性、防血汙、抑菌 D.阻風且耐寒、防絨、滑爽 E.耐久性、超潑水後整理 F.易去汙後整理，可正常水洗 適用範圍： A.野戰軍服、消防、軍隊特用工作裝 B.防護用品、軍隊用帳蓬、睡袋及郵政包 C.登山、滑雪、高爾夫等休閑用衣 D.鞋帽用材、拉杆包、遮完窗簾、遮完傘布 E.防雨、透氣的雨披、休閑風衣 F.醫保用品 產品規格： 1、門有效寬度度：1500mm 2、產品厚度：0.012~0.025mm 3、低透透明膜、低透霧麵膜、低透乳白膜 透氣指標：大於1000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 耐靜水壓指標：大於10000mmH2O（AATCC127） 4、中透透明膜、中透霧麵膜、中透乳白膜 透氣指標：大於3000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 耐靜水壓指標：大於10000mmH2O（AATCC127） 5、高透透明膜、高透霧麵膜、高透乳白膜 透氣指標：大於5000g/m2*24hrs（ASTME96BW2000版） 耐靜水壓指標：大於10000mmH2O（AATCC127） 6、適合針織物、機織、無紡布等各種不同織物貼合 現在市場上做的多的TPU貼合布料主要為： 1，四麵彈+TPU+搖粒絨，就是人們常叫的SoftShell。四麵彈主要為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。由於其阻水、透氣、阻風、保暖，使用範圍現在已經不局限於一般的戶外休閑工作裝，很多國外大型公司將其作為員工的工作裝。我的一個日本客戶竟然將其用做拉麵館服務員的工作裝! 2，化學纖維機織布+TPU+Tricot(滌綸經編網眼布)。機織布主要春亞紡、塔絲隆、精梳棉、桃皮絨磨毛、尼絲紡等。一般的如228T塔絲隆可以作為Outdoor Jackets的主要織物；而尼龍迷彩印花的布料就可以做軍隊工作裝；熒完類的布料可以做警察服等工裝； 拒水透氣織物的測試方法介紹 在上海的織物展會上，常常會遇到這樣的客戶，需要阻水透氣達到 10000/10000的貼合布料。一聽我就暈了，前麵我已經講過，美國Gore的布料能夠達到這個透氣量，一般的TPU高透薄膜做三合一(麵布+膜+裏布)也隻能達到5000的透氣量。如果用英國的Porelle或荷蘭的Sypamtex薄膜透氣量會高一些，但也不能達到10000，而且這些進口膜的價格也不菲。那怎麼解釋客戶會要求這麼高的指標呢一種可能就是客戶不懂這行，看到Gore的服裝上標著10000/10000，就要做這麼高的指標；還有一種可能，也就是外行人不懂而被一些經常利用的，那就是測試方法的不同。 現在的測試方法有多少？我列出來的方法期望大家不用堅持不下去哦！ 1、操縱杯法 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,美國材料實驗協會標準：ASTME96ProduceBandD C,日本工業標準：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，美國材料實驗協會標準：ASTME96BW(1995版和2000版) 1.2幹燥劑法 1.2.1正杯法 A，中國國家標準：GB/T12704-91A B，日本工業標準：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，包含工作裝覆蓋人體的表麵積，麵料品的層數和人體表麵空氣層的分布，鬆還是緊配合，人體不同部分的皮膚溫度差異，身體的位置和休閑狀態等。但是，還沒有一個出汗假人可以測試在諸如行走時動態條件下的蒸發熱阻力。 當前，還沒有出汗假人的設計標準和測試步驟。而且由於出汗假人更加複雜和昂貴，使得假人測試花費比熱盤法高。 4、其它方法 A，Watkins法 B，Mernander法 C，Farnworth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，常用的方法：ASTME96BW，美國材料試驗學會標準，水蒸氣倒杯法。 由於美國在這個行業一直處於領先地位，而且該國的市場也特別的大，該方法測試的數據也相對較高，ASTM標準自然而然成為常用的方法。現在大部分客戶都采納該方法做檢測。 測試原理如下：將被測試的織物覆蓋在盛有蒸餾水的透氣杯上，固定後倒置，用精度為0.001g的頂加載天平稱其重量，並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的環境室進行稱量之前，記錄環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果，平均值乘以24轉換為以g/m2*24h為單位的結果。 需要非常指出的是：ASTME96BW法有1995版和2000版，95版的測試條件不成熟，測試的相對數據較高，現在基本上采納的都是2000版。 2，測試結果高的方法：JISL-1099B1、B2日本工業標準 測試原理如下:用醋酸鉀作為幹燥劑。將聚四氟乙烯薄膜用橡皮環箍在塑料杯上製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。全部PU塗層或層壓織物用橡皮環固定在支撐架上，並且PU塗層或層壓麵朝外。樣品支撐係統的安裝以能夠漂蕩在23℃水溫的水槽中為準。在薄膜朝上方向測試完測試杯質量(包含試樣、幹燥劑和薄膜)後，迅速將測試杯倒過來並放入樣品支撐架中。這一裝配方式被放置在恒溫30℃±2℃裝置中。15min後，將測試杯取出恒溫裝置，將其倒置過來並測定其重量。水蒸氣通透性按WVT= 24*△m/(s*t)公式計算。 在透氣測試中，日本的幹燥劑倒杯法似乎更收到生產商的青睞，因為它可以迅速在較小試樣上進行測試，不需要對環境中的相對濕度進行操縱，而且測試裝置和耗材較為廉價。該方法給出高的透氣量值，也是生產商所喜歡的，並且該方法和出汗熱盤法(被許多研究者所采納)有很好的相關性。 3，令人關注的測試方法：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生的傳熱傳質過程的裝置。從測試原理來看，出汗熱盤測試方法屬於蒸發熱轉移阻抗法，是用於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的蒸氣壓力差值除以壓力梯度方向單位麵積總的蒸發熱流量)。蒸發阻抗越高，織物的呼吸性越差；蒸發阻抗越低，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。蒸發阻力測試值(Ret值)範圍一般為148.7～3.9m2Pa/w。 Ret值小於6時，認為是極端透氣，在高休閑水平常穿著舒適；在6和13之間時為特別透氣，在高休閑水平常穿著舒適程度一般，但在一般休閑水平常穿著舒適；在13和20之間時為透氣，在高休閑水平常穿著不舒適，但在一般休閑水平常穿著舒適；在20和30之間時，為低透氣，在高休閑水平常穿著特別不舒適，但在低休閑水平常一般舒適；高於 30時為不透氣，在全部休閑水平常穿著都不舒適。 出汗熱盤法由於其更加合理性，正被越來越多的業者所采納。但是，國內麵臨大的問題是現在還沒有一家測試機構能夠做該測試，香港也不能做，台灣的紡拓會能做，但卻認證的資曆不足。正因為如此，國內的布料生產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因為不能沒有達到Ret值為13而損失慘重。 織物透氣性測試的方法魚龍混雜，而且各種測試方法的結果又沒有相關性和可比性，因此，確定測試方法是全部指標的前提。我們往往在某些品牌上看看到阻水透氣指標如何如何高，卻沒有指明使用何種測試方法測試。