2013年1月3日

何謂防水透濕布料?

 當您在選購機能性戶外外套時,是不是常常聽店員使用「防水透濕」這個詞彙呢?將它分成兩個部分來解釋:

「防水」的主要作用在於抵擋水分穿透,通常是在布料表面以PU(Poly Urethane聚胺酯甲酸基)、PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene鐵氟龍薄膜)、TPU(Thermoplastic Poly Urethane熱塑樹酯)、TPE(Thermal Plastic Elastomer熱塑性塑膠)等材料塗佈或以Film(軟膠膜)貼合加工而成。

「透濕」的主要作用在於釋放身體因運動產生的濕氣汗水蒸氣,讓外套內部不會發生結霜而導致身體濕冷的現象,進而達到降溫的效果及維持絕佳的舒適與乾爽。

簡單來說所謂「防水透濕」即是一種能阻隔雨水進入同時又能將身體的汗水排出的一種布料。而「防水透氣」「防水透濕」又有何不同呢?

在文字的敘述上,需要有一個正確觀念。防水透濕的「濕」是特別指汗水、濕氣、水的氣態結構,而防水透氣的「氣」除了包含前者的汗氣、濕氣之外,還包括了一般的氣體,諸如空氣、氧氣、二氧化碳...等。當人體需要調節體溫時,人體的皮膚會排出汗水和濕氣,而並非排出二氧化碳等氣體。因此外套、衣服或寢具等紡織品在強調「透氣」時,是特別著重在於汗水濕氣是否得以穿透排出體外,而非字面上。因此,並沒有哪個是錯誤的,但如果要更專業確切的說法「防水透濕」會比「防水透氣」更為洽當。

市面上的防水透濕外套的防水薄膜主要可分為兩類:
  • e-PTFE微多孔型薄膜
    每平方公分之樹脂或薄膜的表面含有數以萬計的微孔,這些微孔遠比水滴要小,因此即使在壓力之下也能阻擋水分的滲透,又能讓外套衣物內的汗水濕氣穿過薄膜的微孔直接排出,讓皮膚保持乾爽透氣舒適。
  • TPU(Thermoplastic Poly Urethane熱塑樹酯)無孔親水型薄膜
    是利用如同海綿般吸水力超強的「親水基」快速將汗水吸附再藉由擴散、對流方式將汗水吸附傳導排出到衣物外層,間接透濕。
由此可見e-PTFE微多孔型薄膜與TPU無孔親水型薄膜在透氣的原理上是完全不同的,e-PTFE微多孔型薄膜的透濕效果也遠比TPU無孔親水型薄膜強上許多,這也是為什麼成本價格上也是差距數倍之多。消費者肯定會想問,在購買時要如何分辨哪一種是e-PTFE微多孔型薄膜?哪一種又是TPU無孔親水型薄膜呢?答案是幾乎無法分辨!如果不是專業從事機能紡織布料相關的專家,除了使用器具檢測或是破壞外套看其內層之外,一般消費者從外表上肉眼幾乎看不出來的。所以在選購防水透氣的外套的過程中,除了價格之外,了解並選擇有信用的製造廠商才是重點,千萬別以為價格高買到的就是高檔貨!

塗佈貼合的概念

直接塗佈與移轉貼合加工產品,為高分子樹脂產業之下游搭配上游紡織布料而進行加工之產品,屬於印染整理業中之其他整理業,其產品定義即是將水性、溶劑型液體或薄膜之聚胺基甲酸乙酯(PU)、熱塑樹酯(TPU)、聚氯乙烯(PVC)、矽利康樹脂(Silicon)、亞克力樹脂(Acrylic)、聚丁二烯(Neoprene)、泡棉或其他塑化材料,以浸漬、塗佈、被覆或黏合在紡織材料而成的合成品、紡織品。另外,也因為要應付各種不同的使用環境,而研發出不同層級的耐水壓及透溼度搭配組合布料。除了上述的兩種防水透濕薄膜,市面上也是有將兩種(e-PTFE微多孔型薄膜和TPU無孔親水型薄膜)結合在一起的技術。至於要如何將比例調配到既防水又透氣,這其中的比例配方就是各家廠商的奧秘了。




「防水透濕」如何計算與測量?

讓我們來看看不同層級的防水透濕效果是如何計算與測量出來

評估功能
計算單位
試驗方法說明
依據規範

防水度

mmH2O
計算每平方釐米(mm)的面積上最多可以承受多少釐米(mm)的水柱而不滲水,數值愈大表示抗水壓能力(防水度)愈佳。
JIS-L1092()
AATCC-127()
ISO-811()
透濕度

g/m224hrs
計算透濕杯放置於設定條件的溫度環境下,透濕杯測前重量與24小時之後的重量差別,求出透濕度,數值愈大代表透濕能力愈佳。
JIS-L1099()
ASTM E-96()

Ret m2/PaW
計算水蒸氣的阻度,數值愈小代表濕氣穿透布料材質的阻力愈小,相對得透濕能力愈佳。
ISO-11092()


潑水度


Rate 1~5
潑水處理使水在服裝表面形成水珠並滾落,讓表布不會因吸收水份而變重,並使透氣更佳。測試標準為一定溫度下,以洗滌次數判斷潑水耐久性等級,5為最佳等級。
JIS-L1092()
AATCC22()
ISO4920()

目前台灣業界的技術水準:

  • 貼合(Lamination)可達耐水壓40000mmH2O以上(ISO 811)
  • 透濕度可達20000g/m2 ‧24hr 以上 (JIS L1099-B1)、Ret6(m2pa/w)以下
  • 塗佈(Coating)可達耐水壓10000mmH2O以上(ISO 811)
  • 透濕度可達10000 g/m2 ‧24hr以上(JIS L1099-B1)


延伸閱讀:外套和雨衣的差別,為什麼防水外套無法完全防水?

Waterproof and Breathable Fabrics


 Waterproof and Breathable Fabrics allow vapor to pass through but not liquid. Thus perspiration vapor readily departs from the skin, while water outside the garment cannot enter. The inside of the garment remains free of moisture droplet and helps the body stays warm and dry.

  Breathable means the vapor emitted from the surface of an exercising body can evaporate outside the textile, so the temperature decreases and the wearer maintains ultimate comfortableness and dryness. Liquid-water Impermeability means the textile resists water penetration. Most commonly, the surface of this type of textile is coated with PU, PTFE, TPU, TPE or other materials. The same effect can also be achieved by laminating fabric with a water impermeable film.

 Hydrophilic materials utilize the hydrophilic group to absorb moisture which then evaporates through diffusion and air convection. Manufactured for specific environmental demands, waterproof & breathable fabrics are available on different combinations of hydrostatic pressure endurance and water-vapor permeability.

 With current technology in Taiwan, waterproof & breathable fabrics made by lamination can possess a hydrostatic pressure endurance of at least 40,000mmH2O (ISO 811), a breathability of at least 20,000 g/m2‧24hr (JIS L1099-B1) and a RET of 6 m2pa/w or less. Their counterparts made by direct coating can possess a hydrostatic pressure endurance of at least 10,000mmH2O (ISO 811) and a breathability of at least 10,000 g/m2‧24hr (JIS L1099-B1).

水蒸氣阻度 Water vapor resistance, Ret
水蒸氣阻度
Ret Water vapor resistance, Ret (m2.Pa/W)
等級
Grade
分類
Classification
Ret<6
5
Excellent
6≦Ret<13
4
很好Very good
13≦Ret<27
3
Good
27≦Ret<40
2
Moderate
40≦Ret<50
1
尚可Fair



耐水壓 Water resistance

耐水壓
Hydrostatic Pressure(mmH2O)
等級
Grade
分類
Classification
15000≦水壓Hydrostatic Pressure
5
Excellent
8000≦水壓Hydrostatic Pressure
4
很好Very good
4000≦水壓Hydrostatic Pressure
3
Good
2000≦水壓Hydrostatic Pressure
2
Moderate
300≦水壓Hydrostatic Pressure
1
尚可Fair



一般要求-依不同產品用途選擇適當的一般性能要求

General requirement for pretreatment - Choose the proper general requirement according to product end-use

項目Item
基本要求Requirement
依據標準
Test method
耐水洗性
Washing durability
水洗後先評外觀,如無破損再測水壓等級,水洗次數依不同模組而訂
Evaluate the appearance after wash first. No damaged appeared, determine the hydrostatic pressure. Cycles of washing decided by the type of textile
ISO 6330
抗凍耐彎繞
Flexing resistance
20000次以上,評外觀
Evaluating the appearance after 2000 cycles flexing
ISO 7854
剝離強力
Adhesion strength
200 g/cm以上
200 g/cm up
ISO 2411


編排整理 Edited: ACOTEX Fabric Talks 機能布料指南
部分資訊來源 Info source: 台灣機能性紡織品介紹

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