织物防水、透湿的实现方法及机理

    防水性是织物对具有一定压力的外部水或者具有一定动能的雨水以及各种服装外的雪、露、霜等液态水透过时的阻抗性能。液态的水通过服装面料进入服装内侧有两种途径:一条是外界的水如雨水或雪水接触织物后,织物被水润湿,借毛细管效应,通过织物中各种空隙孔洞,水被输送到织物内侧及织物表面的其它部位。这种情况主要与织物的表面能及织物的粗糙程度有关,表现为一种自发的过程。另一条是水在一定外界压力或自身动能作用下直接透过织物内缝隙孔洞而进入织物的内侧,这种情况除与表面能及表面粗糙度有关外,很大程度上取决于外加压力和水滴动能、织物内较大的缝隙孔洞的尺寸或者织物的松弛度。因此织物的防水问题同时包括防止织物被水润湿及液态水渗透和渗入。

    透湿性能是指该织物具有把人体散发的汗液以水蒸气的形式透过织物,向周围环境逸散的能力。因此,外部的水,如雨水和雪水不能渗透到织物内,而内部的汗液又能透过服装面料迅速传递蒸发到外部,从而使人体与服装间的微小气候得到调节,保持穿着者的干爽和温暖。

    织物的防水、透湿主要有以下几种方式：

1.经拒水整理的高密织物

    即采用织物的经纬交织间的孔隙的孔径介于最小直径的水汽或空气的直径之间,达到防水的目的;透湿类型属于纱线间孔隙的自然扩散。早期由重庆纺织工业研究所研制的“仿戈泰尔织物”属于此类。这类织物的主要缺点防水性能差,只能耐900mm(即8.82KPa)水柱的压力,同时由于织物密度大,撕裂性能也差,无法在抗浸服上使用。

2.聚氨酷微孔发泡涂层织物

    主要为聚氨酷微孔结构涂层和亲水型无孔结构涂层。微孔性涂层主要是使聚氨酷在成膜过程中形成微孔,从而获得防水透湿性能;亲水型无孔涂层是由于聚氨酷涂层剂中含有亲水基团或分子主链上含有亲水成分,涂层之后,溶剂挥发形成微孔薄膜,通过亲水基团或氢键对水分子的吸附一传递~解吸作用达到防水透湿作用。此类织物透湿性能较差,耐水压程度也有限,涂层与基布间的结合力很差,不耐磨,不能满足抗浸服使用性能要求。

3.新型聚氨醋微孔膜加涂亲水膜复合涂层织物

    微孔型的涂层织物的透湿性较好,而防水性较差,故结合亲水性涂层和微孔性薄膜的特点,在微孔薄膜上加一层亲水性无孔膜,使两种作用机理共同作用,以改善微孔薄膜的防水性,而不影响原有的透湿透气性。同时,微孔薄膜的耐久性也得到提高,使其在使用过程中不易造成微孔堵塞。有研究表明,这种复合涂层技术制备的透气透湿面料的静水压达到20KPa,透湿量在40℃时达到7000咖,·24h,而普通产品透湿量一般为Z000g/m2.24h。

4.聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜织物

    以美国Gore一tex织物为代表,其微孔薄膜结构中存在很多像毛细管一样的微孔。这些微孔构成了允许气体通过的通道,外界液体的直径大于微孔的直径而不能通过。上海纺织科学研究院在“九五”期间承担研制“聚四氟乙烯(PTFE)防水透湿复合织物”,通过采用芳香族聚酞胺混纺织物与PTFE微孔薄膜层压复合的方法,使整体材料获得防水透湿性能,取得了较大的成绩,但因织物剥离强度低,经高速气流吹袭织物分层严重,失去了防水透湿性能,再加上没有研制配套接缝密封胶带,无法解决服装缝合部位接缝漏水问题,难以在抗浸服上推广使用。