防水透濕織物防水透濕織物(WaterproofandMoisturePermeableFabric)也叫防水透氣織物,在國外又叫"可呼吸織物"(Waterproof,windproof,andBreathableFabric或WWB).防水透濕織物是指具有一定壓力的水或一定動能的雨水,以及各種服裝外雪、露、霜等,不能透過或浸濕織物,而人體散發的汗液、汗氣能夠以水蒸氣為主的形式傳遞到外界,不會積聚或冷凝在體表和織物之間而使人感覺粘濕和悶熱,從而實現了織物防水功能與織物熱、濕舒適性的統一。
防水透濕織物既能防雨防風,又能排汗、透氣、穿著舒適,在穿著過程中使水在一定壓力下不浸透織物,而人體散發的汗液等卻能以水蒸氣的形式通過織物或傳導到外界,而不在人體表面與織物之間冷凝積聚,保持穿著者干爽、溫暖。
人們對穿著舒適性,功能性要求的不斷提高,促使我們采用各種新型技術來改善織物的各項性能,不同工藝、技術的復合是賦予織物新功能的主要手段,其中織物的涂層/層壓技術是重要的方法之一。
織物涂層/層壓是織物與高分子聚合物的復合,它不僅保留織物原有的功能,更增加了覆蓋層的功能,織物涂層/層壓技術給紡織業制造功能性織物提供了更多的可能性,大大拓寬了紡織品的用途,應用領域也越來越廣,不僅使用于衣用紡織品的生產,而且其應用擴大到鞋業,民事或軍工制服,極端氣候條件下的服裝,防油布,帳篷,包裹等。
1防水透濕整理的機理
一是利用水滴的最小直徑與水汽或空氣的直徑之間的差異來實現,既采用織物的經緯交織間的孔隙或織物復合物的孔徑介于水最小直徑與水汽或空氣的直徑之間,達到防水透氣的目的,基于這一原理設計的防水透氣的織物有超細高密織物、特高密度的棉織物等。這類織物的透濕類型屬于紗線間孔隙的自然擴散。高密織物由于輕薄耐用,透濕性好,柔軟、懸垂性好,防風,廣泛用于體育、戶外活動服裝上。主要缺點是防水性差,由于織物密度大,織物的撕裂性能差,紡紗必須特殊處理,生產成本高,加工困難。
二是采用微孔薄膜使薄膜微孔(微孔直徑大約在1nm)的孔徑介于水滴與濕氣之間,將薄膜與織物復合賦予織物防水透氣功能。微孔高聚物薄膜可以與織物通過層壓或涂層工藝與織物復合從而賦予復合體防水透氣功能。微孔的產生有多種方式:可通過對薄膜的雙向拉伸產生微孔,也可在高聚物上填加填料(如陶瓷)使高聚物與填料之間形成孔隙,也可以通過相分離(聚氨酯的濕法)產生微孔,還可以機械方式利用打孔技術(如激光)使無孔膜產生空隙達到透氣的目的。
三是利用高聚物膜的親水成分提供了足夠的化學基團作為水蒸氣分子的階石,水分子由于氫鍵和其它分子間力,在高濕度一側吸附水分子,通過高分子鏈上親水基團傳遞到低濕度一側解吸,形成吸附--擴散--解吸過程,達到透氣的目的。親水成分可以是分子鏈中的親水基團或是嵌段共聚物的親水組分;其防水性來自于薄膜自身膜的連續性和較大的膜面張力。利用薄膜與織物進行層壓/涂層賦予織物防水透氣功能。
四是利用形狀記憶高聚物的特性,形狀記憶高聚物在玻璃化轉變溫度區域,由于分子鏈微布朗運動而使透氣性有質的突變,而且其透氣性能隨外界溫度的變化而變化,即智能化功能,尤如人體皮膚一樣,能隨著外界溫濕度的改變而調節。采用這種形狀記憶聚氨酯產生防水透氣織物可以采用無孔層壓/涂層方式,減少了由于微孔而在使用過程中產生微孔阻塞等缺點,更重要的是織物的透濕氣性能能隨著人體溫度的變化而變化,達到智能效果,使其適宜于各種條件下穿著。
2防水透濕織物的分類及應用
2.1超細纖維織成的高密度織物經防水整理而成為防水透濕織物
采用高支棉紗和其他超細合成纖維構成的緊密織物,織物密度約為普通織物的20倍,通過一定的方法整理后就具備一定的防水性,且能使織物具有一定的透氣透濕性。高支棉紗遇水膨脹,會使紗線間的間隙變得更小,從而使織物具有防水透濕功能。將超細合成纖維的表面收縮成荷葉狀的凹凸結構,也可達到防水透濕的效果。該類織物的特點是透濕性、柔軟度和懸垂性好,但耐水壓值較低。由于纖維紗支對紡紗工藝要求較高,織布時斷頭多,次品率高,染整加工較困難,織物撕裂強度低,耐磨擦性較差,因此一般用于體育、戶外活動服裝的制作上。
2.2層壓復合織物
運用層壓技術把普通紡織面料與高科技微孔薄膜產品的優勢性能復合于一體,是織物防水透濕的發展方向。目前美國、荷蘭、英國等公司的產品引導著防水透濕層壓織物市場。將聚四氟乙烯樹脂在熔融狀態前作成薄膜。加熱到融點后,縱橫雙向拉伸,冷卻后形成熱固型蛛網狀的微細多孔結構,厚約25微米、氣孔率約82%的薄膜平均1平方英寸約0.06cm2中有90億個孔徑為0.2~5微米的微孔,把這種薄膜粘在尼龍綢或滌綸織物上,即成為防水透濕織物(0.2
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