织物防水透湿整理技术近况一
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据有关资料介绍…，上世纪８０年代以来，防水透 湿织物在欧洲市场上迅速增加，用量达４０００万米，价 值超过２７０００万英磅。最初是层压织物统治市场，至 １９９６年涂层织物的市场占有率已达５５％，其中英国 市场占欧洲总量的３０％以上。而Ｄ＆Ｋ咨询公司的 市场调研资料（１９９６．１ １～１９９７，７）曾预测至２０００年，
爿＝一Ｚ＿ｌ·ｃ０５８·土
（３）
３９
ｒ
式中：Ｈ——耐水压，１２１＂１１；
ｒ——水的表面张力，１０ Ｎ／ｃｍ；
ｓ——水的密度，ｇ／ＯＩｌｌ３；
ｇ——重力加速度，ｃｍ／ｓｃｃ２；
口——涂层布巾小孔内壁水的接触角度；
ｒ——涂层布中小孔半径，ＣＩｌｌ。
图１ 涂层织物与水的接触角
为ｒ加大接触角，就要降低涂层布的临界表面张
最初实现具有防水透湿功能的织物叫Ｖｅｎｔｉｌｅ。它 是１００％棉的紧密织物，主要供部队用。其原理是织 物受湿后棉纤维截面积膨胀，使织物中纤维间的孔隙 缩小，以致需要极高的压力才能使水渗透。随着合成 纤维细旦、超细旦高收缩长丝的超高密织物（每平方超 过７万根）出现，又结合超级拒水整理技术，使这类产 品的防水透湿和穿着舒适性又有了很大的提高。
留鲞坚竺翌：：１ ２
《垂三三雪
＝＝：＝＝＝竺：竺：竺
织物防水透湿整理技术近况（一）
杨栋糅 全国染整新技术推广应用协作网（２０００４２）
摘要防水透湿织物是近２０一３０年来陆续开发的高附加值产品之一。制造防水透湿织物的方法一般有岛密织物 路线和涂层整理路线。文章介绍防水运湿织物的开发过程、性能要求、防水透湿整理原理、透湿性的简易测试方法、防水透 湿整理工艺（即层压法、湿法涂层、干法微孔涂层、干法无孑Ｌ涂层）以及五种防水透湿织物适用性比较。
（３）取出干燥器，置入已装试样的透湿杯（杯子放 在硅胶上，为使放平，可在下面垫小铝盒），放回烘箱． 恒温约２ ｈ。
（４）再取出干燥器（此时准确计时），在已调好的 分析天平上按次序迅速称量透湿杯，立即把干燥器又 放回烘箱。
（５）过ｌ ｈ，再取出干燥器（此时准确计时），按上 述次序同法称量。
（６）计算透湿量，其单位为：ｇ／ｍ２ ２４ ｈ，取三只平 均值。
的水分蒸发关系如表２、３所示。 表２不同状态下人体的功率
状忐 睡眠 坐 慢步走 帙步走 轻负重快步正 重负重怏步走 重ｍ霞快步登¨ｌ 重体／』劳动（半均值 芎体力劳动（个ＢＵ人
功率，ｗ
１００ ２００ ３（ｘ） ４００ ５００ ６（ｍ～８（Ｘ） １０００ １２００
表３人活动不同功率皮肤表面的相对水分蒸发■
４．２简易测定方法 参考国家标准塑料透湿性试验方法（ＧＢｌ０３７—
７０），自制一套测定程序，结果也较好，可供参考： （１）取一只直径１６ ｃｍ干燥器，下放变色硅胶６００
ｇ，盖好盖，放人鼓风烘箱中，在温度为３８℃的条件下 预热１ ｈ。
（２）取３只透湿杯，用移液管注人温度约为３８℃ 的蒸馏水１５ ｍＬ，杯口放试样，试样两侧周围衬橡胶垫 圈，旋上杯帽，旋紧。
叙词：防水透湿整理原理织物性能透湿性 中图分类号：ＴＳｌ９５０５７
１ 前言
人们很早就向往织物能同时具备防水（和防风） 又有透湿功能，这种表面上看来似乎是矛盾的要求，经 过５０多年的不断开发，在最近２０年来，已进人寻常百 姓生活圈子。其应用范围除主要的高性能职业服、运 动服和便服外，在医药和保健用品，以及特殊用途（如 防护服等）也获得了长足开拓。其中被誉为会呼吸的 织物（Ｂｒｅａｔｈａｂｌｅ Ｆａｂｒｉｃｓ），其开发的历程简况如下：
１９６９年由Ｒ．Ｗ．Ｇｏｒｅ开发了具有划时代意义的多 微孔ＰＴＦＥ薄膜，而取名Ｇｏｒｅｔｅｘ的层压（或复合）织物 则在】９７１年问世，这是防水透湿织物开发过程中重要 的进展。其第一代产品在１９７６年推向市场，不久又根 据市场反映，改进的第二代产品在１９７８年投放市场； 之后又陆续开发了弹性和保温两类系列产品。近年来
式中：艮——透湿系数，ｇ·ｃｎＣｃｍ２·ｓ·Ｐａ；
ｗｒ——透湿量，ｇ／ｎ１２·２４ ｈ；
ｄ——试样厚度，Ｃｆｆｌ； △Ｐ——试样两侧的水蒸汽压差，Ｐａ。
Ｐｖ＝８．６８×１０＂ｔ２—ＷＶ矿Ｔ＂ｄ （８）
式中：卧——透湿系数，ｇ·ｃｍ／ｃｍ２·ｓ·Ｐａ； ＷＶＴ——透湿量，ｇ／ｍ２·２４ ｈ； ｄ——试样厚度，ｃｍ； △Ｐ——试样两侧的水蒸汽压差，Ｐａ。
２防水透湿产品的性能要求
服装所要求的防水透湿功能，首先要符合人们穿
着活动的舒适感。Ｊ．Ｈ．Ｋｅｌｇｈｌｅｙ对人类作各种运动时 所产生的透湿量进行测试，数据如表１所示”１。
表Ｉ不同生活状态下的出汗量
，Ｌ活状态 平常生ｆ＾状态 中等程度运动时 激烈逗动时
ｍ汗丛．ｇ／ｈ
３０ ２００ ０００
ｍ人们在不同状态下，所作的功与人体皮肤表面
｛～ｌ
带妇＝
图２透湿杯
（未完待续）
万方数据
表４
人体发散的热照有辐射、传导、对流和蒸发四个途
径，其热量分配为表４所示。由此服装散发热是讣
部分而已。有文献报道，人在静止状态，每个成年人每 天无感出汗量为７００～１２００ ｇ；而在３２～３５℃的室外 搬运货物时．则每小时会排出１２００—２０００ ｇ的汗水，这 是有感出汗。
必须指出，作为防水透湿材料，应具有良好的拒水 性能，否则织物表面呈湿润状态，表面形成水膜，会阻 止衣服｝勺水蒸汽向外散发，而产生“闷热”和“发粘”的 不舒适感。因此，作为高质量的防水透湿加工，最后应 经耐久性拒水整埋。
力。经防水剂处理后其临界表面张力（１０’Ｎ／ｃｍ），可
达如下水平：
有机氟类（甲基丙烯酸全氟酯类）
１０
聚甲基含氢硅氧烷
２６
脂肪族拒水整理剂
２９
纤维的临界表面张力，７。（１０。Ｎ／ｃｍ）
纤维素纤维
２００
锦纶
４６
羊毛
４５
聚酯
４３
４透湿性的简易测试方法
４．１透湿性能的表示方法
４．１．１透湿量
ＷＶＴ＝旦
（４１
当微孔（一般小』｜２汕）的涂层膜两面存在气压差 和温度梯度时，水蒸汽町由曲折贯通的微孔渠道通过。
透湿量（Ⅳ＂’）可由Ｆ式表示：
而ｒ＋０． 斋７１ｄ翳（ １面一 Ｂ ）
（１）
、‘７
式中：Ａ——常数； Ｂ——孔的体积，％（即开孔率，％）；
ｒ——膜厚度；
ｄ——孔径。
由（１）式可知．当开孔率和膜厚度一定时，随着孔 径的减少而透湿量增加。
透湿的另一类方式是功能性透湿，即通过膜的“分
子削孔”或亲水性基团进行透湿。此时透湿量（ＷＶＴ）
可用下式表示：
彤ｙ７－：ＤＳＰＩ－，Ｐ２
（２）
式中：Ｄ——扩散常数；
ｓ——溶解度系数； ￡——膜的厚度； Ｐ，一Ｐ：——膜两个表面间的水蒸汽分压差。 涂层织物要防水，除了上述所说的孔径要小到一 定程度以外，还要加人它与水的接触角（如图ｌ所示）， 即要符合下列公式所示的原理（ＬＡＰＬＡＧＥ公式）：
西欧市场防水透湿参！物达４５００万米。另外，出荷兰 Ａｋｚｏ—Ｎｏｂｅｌ公司开发的Ｓｙｍｐａｔｅｘ层压织物在西欧市场 上的占有率为７０％，并还／ｆ：断向外开拓市场。
近年国内的休闲装和便服面料中使用有呼吸功能 的层压织物（如针织或梭织物与薄膜粘合）或涂层织 物明显增加，本文拟对这类由料的加工技术作一简介。
￡‘／ｔ
式中：妒旧——透湿虽．（ｇ／ｍ２·ｈ或ｇ／ｍ２·２４ ｈ）
Ｇ——重量变化（从直线上看）．ｇ；
￡——时间，ｈ：
Ａ——试验口面积．ｍ２。
４．１．２透湿透性 湿性’＝等＝鼎（５）
万方数据
４１
２鎏！：竺！：：１ ２
式中：△Ｐ——试样两面的水蒸汽压力差，Ｐａ；
ｓ——测试温度时的饱和水蒸汽压力，Ｐａ； 月，——水蒸汽压力高的一面的ＲＨ，用分数表
不；
Ｒ：——水蒸汽压力低的一面的ＲＨ，用分数表
示。
ｔ透湿性的单位按ＡＳＴＭ Ｃ６７７－７１为米制，即ｇ／（ｍ２·２４ ｈ ·Ｐａ）。
４．１．３透湿系数
透湿系数在美国ＡＳＴＭ Ｅ９６＿８０中，计算式为：
透湿系数＝透湿性×厚度
（６）
ｎ＝１．１５７×１０－９可ＷＶＴ‘ｄ 国内有的部门，汁算透湿系数采用下述两种公式： （７）
上述方法的注意点：
＝＝：２竺：竺：２
①几个透湿杯的内径和深度一定要一致，加水体 积也要准确。若水面与试样距离不一致用少量硅脂涂抹，但不能沾污试样。
③一次测试所用杯子只数固定为３只。 ④一次测试只能测一种布样（即３只杯子上的试 样，以及涂层面的方向，都相同）。 ⑤温度要严格控制为３８±０．３℃，此对结果影响 很大。 ⑥干燥器内放人试样，在烘箱内恒温２ ｈ后一般 都可达到透湿速度恒定，此时才能第一次称重。 透湿杯的材料可用金属（优质铝，铝镁合金，或不 锈钢等），也可用塑料，如图２所示（按ＧＢｌ０３７－７０）。
新一代Ｇｏｒｅ ｗｉｎｄｓｔｏｐｐｅｒ产品出现在市场上。随后，荷
兰、日本、英国等目的有关企业也开发出多微孔或无孔 聚氨酯薄膜和无孔共聚酯薄膜层压织物。层压织物成 为防水透湿功能产品中的主力军。
上世纪８０年代，在涂层的技术中，以聚氨酯为代 表的千／湿工艺技术的研发，对开发防水透湿功能产品 起到巨大的推动作用。
３ 防水透湿整理的原理
防水和透湿这两个功能·般看来是矛盾的，为了
既要防水又要透湿，从宏规的物理学上判断，只要使涂
层布的微孔直径控制为０．２～２０汕范围即可，因为水
蒸汽分子的直径为０．０００４斗。而各种雨雾的直径为：
雾２０斗、轻雾２００斗、毛毛雨４００¨小雨９００斗、中雨
２０００扯、大雨３０００～４０００肛、暴雨６０００～１００００ ｐ－。
功率，Ｈ７ １５
１００ ２００ ３００ ４００
５。０
相ｘ，水分燕发带，ｇ／２４ ｈ
５７１） ３８００ ７０００ １１５００ 】５２００ １９０００
由表Ｉ～３可知，人在活动时．其功率为３００ Ｗ时
万方数据
织物防水透湿整理技术近况ｆ一）
印染（ｚ００３ Ｎｏ．６１
一天的水分蒸发量为１１５００ ｇ，若人们的衣料队３ １＂１１２ 计，则约需要４（）ｏｏ ｇ／ｍ２／２４ ｈ的透湿量。
爿＝一Ｚ＿ｌ·ｃ０５８·土
（３）
３９
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式中：Ｈ——耐水压，１２１＂１１；
ｒ——水的表面张力，１０ Ｎ／ｃｍ；
ｓ——水的密度，ｇ／ＯＩｌｌ３；
ｇ——重力加速度，ｃｍ／ｓｃｃ２；
口——涂层布巾小孔内壁水的接触角度；
ｒ——涂层布中小孔半径，ＣＩｌｌ。
图１ 涂层织物与水的接触角
为ｒ加大接触角，就要降低涂层布的临界表面张
最初实现具有防水透湿功能的织物叫Ｖｅｎｔｉｌｅ。它 是１００％棉的紧密织物，主要供部队用。其原理是织 物受湿后棉纤维截面积膨胀，使织物中纤维间的孔隙 缩小，以致需要极高的压力才能使水渗透。随着合成 纤维细旦、超细旦高收缩长丝的超高密织物（每平方超 过７万根）出现，又结合超级拒水整理技术，使这类产 品的防水透湿和穿着舒适性又有了很大的提高。
留鲞坚竺翌：：１ ２
《垂三三雪
＝＝：＝＝＝竺：竺：竺
织物防水透湿整理技术近况（一）
杨栋糅 全国染整新技术推广应用协作网（２０００４２）
摘要防水透湿织物是近２０一３０年来陆续开发的高附加值产品之一。制造防水透湿织物的方法一般有岛密织物 路线和涂层整理路线。文章介绍防水运湿织物的开发过程、性能要求、防水透湿整理原理、透湿性的简易测试方法、防水透 湿整理工艺（即层压法、湿法涂层、干法微孔涂层、干法无孑Ｌ涂层）以及五种防水透湿织物适用性比较。
（３）取出干燥器，置入已装试样的透湿杯（杯子放 在硅胶上，为使放平，可在下面垫小铝盒），放回烘箱． 恒温约２ ｈ。
（４）再取出干燥器（此时准确计时），在已调好的 分析天平上按次序迅速称量透湿杯，立即把干燥器又 放回烘箱。
（５）过ｌ ｈ，再取出干燥器（此时准确计时），按上 述次序同法称量。
（６）计算透湿量，其单位为：ｇ／ｍ２ ２４ ｈ，取三只平 均值。
的水分蒸发关系如表２、３所示。 表２不同状态下人体的功率
状忐 睡眠 坐 慢步走 帙步走 轻负重快步正 重负重怏步走 重ｍ霞快步登¨ｌ 重体／』劳动（半均值 芎体力劳动（个ＢＵ人
功率，ｗ
１００ ２００ ３（ｘ） ４００ ５００ ６（ｍ～８（Ｘ） １０００ １２００
表３人活动不同功率皮肤表面的相对水分蒸发■
４．２简易测定方法 参考国家标准塑料透湿性试验方法（ＧＢｌ０３７—
７０），自制一套测定程序，结果也较好，可供参考： （１）取一只直径１６ ｃｍ干燥器，下放变色硅胶６００
ｇ，盖好盖，放人鼓风烘箱中，在温度为３８℃的条件下 预热１ ｈ。
（２）取３只透湿杯，用移液管注人温度约为３８℃ 的蒸馏水１５ ｍＬ，杯口放试样，试样两侧周围衬橡胶垫 圈，旋上杯帽，旋紧。
叙词：防水透湿整理原理织物性能透湿性 中图分类号：ＴＳｌ９５０５７
１ 前言
人们很早就向往织物能同时具备防水（和防风） 又有透湿功能，这种表面上看来似乎是矛盾的要求，经 过５０多年的不断开发，在最近２０年来，已进人寻常百 姓生活圈子。其应用范围除主要的高性能职业服、运 动服和便服外，在医药和保健用品，以及特殊用途（如 防护服等）也获得了长足开拓。其中被誉为会呼吸的 织物（Ｂｒｅａｔｈａｂｌｅ Ｆａｂｒｉｃｓ），其开发的历程简况如下：
１９６９年由Ｒ．Ｗ．Ｇｏｒｅ开发了具有划时代意义的多 微孔ＰＴＦＥ薄膜，而取名Ｇｏｒｅｔｅｘ的层压（或复合）织物 则在】９７１年问世，这是防水透湿织物开发过程中重要 的进展。其第一代产品在１９７６年推向市场，不久又根 据市场反映，改进的第二代产品在１９７８年投放市场； 之后又陆续开发了弹性和保温两类系列产品。近年来
式中：艮——透湿系数，ｇ·ｃｎＣｃｍ２·ｓ·Ｐａ；
ｗｒ——透湿量，ｇ／ｎ１２·２４ ｈ；
ｄ——试样厚度，Ｃｆｆｌ； △Ｐ——试样两侧的水蒸汽压差，Ｐａ。
Ｐｖ＝８．６８×１０＂ｔ２—ＷＶ矿Ｔ＂ｄ （８）
式中：卧——透湿系数，ｇ·ｃｍ／ｃｍ２·ｓ·Ｐａ； ＷＶＴ——透湿量，ｇ／ｍ２·２４ ｈ； ｄ——试样厚度，ｃｍ； △Ｐ——试样两侧的水蒸汽压差，Ｐａ。
２防水透湿产品的性能要求
服装所要求的防水透湿功能，首先要符合人们穿
着活动的舒适感。Ｊ．Ｈ．Ｋｅｌｇｈｌｅｙ对人类作各种运动时 所产生的透湿量进行测试，数据如表１所示”１。
表Ｉ不同生活状态下的出汗量
，Ｌ活状态 平常生ｆ＾状态 中等程度运动时 激烈逗动时
ｍ汗丛．ｇ／ｈ
３０ ２００ ０００
ｍ人们在不同状态下，所作的功与人体皮肤表面
｛～ｌ
带妇＝
图２透湿杯
（未完待续）
万方数据
表４
人体发散的热照有辐射、传导、对流和蒸发四个途
径，其热量分配为表４所示。由此服装散发热是讣
部分而已。有文献报道，人在静止状态，每个成年人每 天无感出汗量为７００～１２００ ｇ；而在３２～３５℃的室外 搬运货物时．则每小时会排出１２００—２０００ ｇ的汗水，这 是有感出汗。
必须指出，作为防水透湿材料，应具有良好的拒水 性能，否则织物表面呈湿润状态，表面形成水膜，会阻 止衣服｝勺水蒸汽向外散发，而产生“闷热”和“发粘”的 不舒适感。因此，作为高质量的防水透湿加工，最后应 经耐久性拒水整埋。
力。经防水剂处理后其临界表面张力（１０’Ｎ／ｃｍ），可
达如下水平：
有机氟类（甲基丙烯酸全氟酯类）
１０
聚甲基含氢硅氧烷
２６
脂肪族拒水整理剂
２９
纤维的临界表面张力，７。（１０。Ｎ／ｃｍ）
纤维素纤维
２００
锦纶
４６
羊毛
４５
聚酯
４３
４透湿性的简易测试方法
４．１透湿性能的表示方法
４．１．１透湿量
ＷＶＴ＝旦
（４１
当微孔（一般小』｜２汕）的涂层膜两面存在气压差 和温度梯度时，水蒸汽町由曲折贯通的微孔渠道通过。
透湿量（Ⅳ＂’）可由Ｆ式表示：
而ｒ＋０． 斋７１ｄ翳（ １面一 Ｂ ）
（１）
、‘７
式中：Ａ——常数； Ｂ——孔的体积，％（即开孔率，％）；
ｒ——膜厚度；
ｄ——孔径。
由（１）式可知．当开孔率和膜厚度一定时，随着孔 径的减少而透湿量增加。
透湿的另一类方式是功能性透湿，即通过膜的“分
子削孔”或亲水性基团进行透湿。此时透湿量（ＷＶＴ）
可用下式表示：
彤ｙ７－：ＤＳＰＩ－，Ｐ２
（２）
式中：Ｄ——扩散常数；
ｓ——溶解度系数； ￡——膜的厚度； Ｐ，一Ｐ：——膜两个表面间的水蒸汽分压差。 涂层织物要防水，除了上述所说的孔径要小到一 定程度以外，还要加人它与水的接触角（如图ｌ所示）， 即要符合下列公式所示的原理（ＬＡＰＬＡＧＥ公式）：
西欧市场防水透湿参！物达４５００万米。另外，出荷兰 Ａｋｚｏ—Ｎｏｂｅｌ公司开发的Ｓｙｍｐａｔｅｘ层压织物在西欧市场 上的占有率为７０％，并还／ｆ：断向外开拓市场。
近年国内的休闲装和便服面料中使用有呼吸功能 的层压织物（如针织或梭织物与薄膜粘合）或涂层织 物明显增加，本文拟对这类由料的加工技术作一简介。
￡‘／ｔ
式中：妒旧——透湿虽．（ｇ／ｍ２·ｈ或ｇ／ｍ２·２４ ｈ）
Ｇ——重量变化（从直线上看）．ｇ；
￡——时间，ｈ：
Ａ——试验口面积．ｍ２。
４．１．２透湿透性 湿性’＝等＝鼎（５）
万方数据
４１
２鎏！：竺！：：１ ２
式中：△Ｐ——试样两面的水蒸汽压力差，Ｐａ；
ｓ——测试温度时的饱和水蒸汽压力，Ｐａ； 月，——水蒸汽压力高的一面的ＲＨ，用分数表
不；
Ｒ：——水蒸汽压力低的一面的ＲＨ，用分数表
示。
ｔ透湿性的单位按ＡＳＴＭ Ｃ６７７－７１为米制，即ｇ／（ｍ２·２４ ｈ ·Ｐａ）。
４．１．３透湿系数
透湿系数在美国ＡＳＴＭ Ｅ９６＿８０中，计算式为：
透湿系数＝透湿性×厚度
（６）
ｎ＝１．１５７×１０－９可ＷＶＴ‘ｄ 国内有的部门，汁算透湿系数采用下述两种公式： （７）
上述方法的注意点：
＝＝：２竺：竺：２
①几个透湿杯的内径和深度一定要一致，加水体 积也要准确。若水面与试样距离不一致用少量硅脂涂抹，但不能沾污试样。
③一次测试所用杯子只数固定为３只。 ④一次测试只能测一种布样（即３只杯子上的试 样，以及涂层面的方向，都相同）。 ⑤温度要严格控制为３８±０．３℃，此对结果影响 很大。 ⑥干燥器内放人试样，在烘箱内恒温２ ｈ后一般 都可达到透湿速度恒定，此时才能第一次称重。 透湿杯的材料可用金属（优质铝，铝镁合金，或不 锈钢等），也可用塑料，如图２所示（按ＧＢｌ０３７－７０）。
新一代Ｇｏｒｅ ｗｉｎｄｓｔｏｐｐｅｒ产品出现在市场上。随后，荷
兰、日本、英国等目的有关企业也开发出多微孔或无孔 聚氨酯薄膜和无孔共聚酯薄膜层压织物。层压织物成 为防水透湿功能产品中的主力军。
上世纪８０年代，在涂层的技术中，以聚氨酯为代 表的千／湿工艺技术的研发，对开发防水透湿功能产品 起到巨大的推动作用。
３ 防水透湿整理的原理
防水和透湿这两个功能·般看来是矛盾的，为了
既要防水又要透湿，从宏规的物理学上判断，只要使涂
层布的微孔直径控制为０．２～２０汕范围即可，因为水
蒸汽分子的直径为０．０００４斗。而各种雨雾的直径为：
雾２０斗、轻雾２００斗、毛毛雨４００¨小雨９００斗、中雨
２０００扯、大雨３０００～４０００肛、暴雨６０００～１００００ ｐ－。
功率，Ｈ７ １５
１００ ２００ ３００ ４００
５。０
相ｘ，水分燕发带，ｇ／２４ ｈ
５７１） ３８００ ７０００ １１５００ 】５２００ １９０００
由表Ｉ～３可知，人在活动时．其功率为３００ Ｗ时
万方数据
织物防水透湿整理技术近况ｆ一）
印染（ｚ００３ Ｎｏ．６１
一天的水分蒸发量为１１５００ ｇ，若人们的衣料队３ １＂１１２ 计，则约需要４（）ｏｏ ｇ／ｍ２／２４ ｈ的透湿量。