防水透湿织物新型工艺：防水透气织物的研究进展

防水透湿织物新型工艺：防水透气织物的研究进展聚乙烯醇薄膜种类1防水透湿织物的研究背景防水透湿织物最早可以追溯到兽毛皮，其使用年代距今至少已有5万年。在我国，则可以追溯到早在周代就开始使用的“蓑衣”。国外最早的防水织物是15世纪末美洲印第安人用橡胶树流出的浆液涂在布上制成的防雨用具[4]。较早的防水透湿织物是英国锡莱(Shirley)研究所设计的文泰尔(Ventile)防雨布[5]。Ventile是一种细号低捻度纯棉纱高密织物，当其处于干燥状态时，经纬纱线间孔隙约10μm，汗液(气)可通过纱线、纤维间孔隙向外界扩散；在其浸湿后，棉纤维横向膨胀，纱线、纤维间孔隙减小为3~4 μm，水(直径通常为100~3 000 μm)较难透过，从而表现出防水性。它的出现标志着防水透湿织物正式走向市场[6]。Ventite最初主要用于“第二次世界大战”期间英国空军飞行员的防寒抗浸服，是一种选用埃及长绒棉的低特(高支)低捻度纯棉纱高密重平组织织物，经特殊

摘 要：防水透气织物是集防水、透湿、防风和保暖性能于一体的功能织物。本文综述了防水透气织物的研究背景，织物的分类及防水透气机理，并且指出了防水透气织物的发展趋势。

关键词：防水透气；织物；机理；测试

Abstract: Waterproof windproof and breathable fabrics is a functional fabric that combines waterproof moisture permeability windproof and thermal retention properties. The development classification theories and evaluation methodology of waterproof and moisture permeablefabric are briefly introduced in this paper .And the development direction of waterproof and moisture permeable is put forward.

Keywords:waterproof and breathable;fabric;mechanism;test

1防水透湿织物的研究背景

防水透湿织物最早可以追溯到兽毛皮，其使用年代距今至少已有5万年。在我国，则可以追溯到早在周代就开始使用的“蓑衣”。国外最早的防水织物是15世纪末美洲印第安人用橡胶树流出的浆液涂在布上制成的防雨用具[4]。

较早的防水透湿织物是英国锡莱(Shirley)研究所设计的文泰尔(Ventile)防雨布[5]。Ventile是一种细号低捻度纯棉纱高密织物，当其处于干燥状态时，经纬纱线间孔隙约10μm，汗液(气)可通过纱线、纤维间孔隙向外界扩散；在其浸湿后，棉纤维横向膨胀，纱线、纤维间孔隙减小为3~4 μm，水(直径通常为100~3 000 μm)较难透过，从而表现出防水性。它的出现标志着防水透湿织物正式走向市场[6]。Ventite最初主要用于“第二次世界大战”期间英国空军飞行员的防寒抗浸服，是一种选用埃及长绒棉的低特(高支)低捻度纯棉纱高密重平组织织物，经特殊织机编织而成。在干燥的文泰尔织物中，经纬纱之间的微孔较大，宽约10um，能提供高度透湿的结构。织物受湿后，棉纤维膨胀，迫使孔隙缩小到3-4um，以致需要极高的压力才能使水渗透，同时结合以特殊的拒水整理，从而具有防水性。Ventile是高密型防水透湿织物的代表产品。高密织物就其防水透湿功能方面，无法达到很高的防水性，因为防水性的提高会以损失透湿性为代价。但因其有着良好的手感和透湿性，因此在市场上仍然有着广泛的应用。

薄膜种类

聚乙烯醇

聚氨酯

聚酯

聚乙烯

聚偏氯乙烯

聚氟乙烯

透湿量/g(m2·24)-1

200

100

12

4

2

1

3防水透湿机理

3.1微孔膜透湿机理

利用水分子和水滴尺寸的差异来实现防水透湿，微孔膜的孔径介于水蒸气分子和水滴直径之间，当薄膜或涂层织物两面存在蒸汽压差时，水蒸气分子可由曲折贯通的微孔孔道通过，而水滴则不能通过，从而达到防水透湿的目的[11]。

表2水珠及水蒸气分子尺寸

液滴状态	水蒸气分子	雾	轻雾	毛毛雨	小雨	中雨	大雨	暴雨
直径（μm）	0.0004	20	200	400	900	2000	3000~4000	6000~10000

3.2亲水型无孔薄膜防水透湿机理

利用含有亲水性基团（-OH、-COOH、-NH2等）的物质进行涂层，所形成的致密实心薄膜层，因无孔而起到好的防水作用，涂层聚合物本身含有的一些亲水基团可以吸收、扩散和解吸水蒸气，有传导水分的作用[12]。亲水型无孔膜防水透湿织物有两种，一是以高分子材料为涂层胶的涂层整理织物，二是以高分子薄膜为功能层经与织物层压整理获得的层压复合织物。

亲水性基团或链段借助氢键和其他分子间作用力，在水分子浓度高的一侧吸附水分子，然后向水分子浓度低的另一侧扩散，到达另一侧面时，水分子解吸即蒸发到大气中。透湿过程可表示为：“吸附—扩散—解吸”[13-15]。

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