微多孔透气防水和无孔亲水型透湿防水织物产品介绍

近走访几家梭织布厂，受访业者纷纷表示，今年德国慕尼黑运动用品展ispo虽然在农历年初二出发，但光是丝织公会就超过30家以上的会员厂参与展出，台湾也有近百家纺织业者参与展出，ispo展上受人瞩目的Nike、Adidas、Columbia、Timberland、Benetton、Benetton、Nautica、TommyHilfiger、NewBalance、Nautica、Umbro及Speedo等品牌，都有采购台湾机能性布料的经验，显然以FashionPlusFunction领导世界潮流的布料供货商已与品牌商建立紧密产销伙伴关系，台湾成为全球佳的机能性纺织品的供应来源（Taiwan：TheBestSourceforFunctionalTextiles.）的领导地位已然确立，本文仅针对台湾丝织业出口数量多的微多孔型和亲水型防水透湿气织物之性能作一介绍。

一、微多孔型透气防水织物介绍

微多孔型透气防水织物是台湾丝织业者目前出口的主力产品之一，透气织物对穿着者而言是非常重要的功能，因为人体这部机器在外界环境变化下，为了能保持一定的温度，会藉由出汗来防止皮肤干燥、调节体温与体内水份平衡，而汗水的主成份为水，水分从皮肤蒸发成汗气，这些汗气是属于气体状的水，虽为气体状，微观来看其直径约为0.0004微米（0.4奈米，以1微米等于1,000奈米换算）的极小颗粒液体，以物体大小比例来做比较，水蒸气分子直径为0.4奈米，雨水粒径约为100~3,000微米，而织物上涂布或贴合的胶膜或薄膜孔隙直径约为0.2~10靘，以微多孔型态形成的织物表面平均每平方公分具有比水蒸气分子大约7百倍的亿万个小孔，藉由这些小孔将身体排出的汗气排出蒸发，使得消费者在穿着有孔洞的透气织物时，汗气透过薄膜孔隙穿过织物空隙，亦即由衣服内层往外发散，而不会有闷热潮湿的感觉，仅举几例以微多孔型态形成之防水透气织物如下。

(一)Hi-Sett高密度防水透气织物

被视为执台湾机能性布料创新研发牛耳角色的福懋兴业股份有限公司，近年来在透湿防水布种开发上不遗余力，一向都被国际品牌视为「产品创新领导者」，从图1所示之Hi-Sett?产品组织及功能示意图得知，福懋公司系利用超细纤维，经高难度的织造过程及优异的染印染整理与特殊加工整技术，达到不经涂布加工即能拥有高性能透湿防水功能布料。福懋研发部高专黄铭勇先生指出： Hi-Sett因不经涂布，所以保有柔软手感、透湿、触感良好等舒适性；其耐久性防水及泼水并不受限于洗涤的次数，使织物更广泛地应用在日常生活；加上防风与抗紫外线的特性，可耐水洗25次后防水度达800mmH2O以上、泼水度80以上、拨油度3级，是属于不经涂布加工即可拥有耐久性防水透气性的科技织物，适用于夹克、风衣等运动休闲服」。

福懋公司利用高密度织法形成之透气防水织物系属于一种物理性质的「组织防水」织物，其制造之技术必须大幅度提升织物之密度，尽可能缩小织物结构孔隙（织造之紧度系数及纤维规格之细度、横断面、沸水收缩率具关键性影响），亦即织物于经纬纱线交织时所形成的微孔结构间隙只能在4~10microns(靘)左右，此种织物未经涂布或贴合加工，只依据不同市场之防水需求施予不同配方及条件之泼水剂与填塞剂，以控制孔隙之大小，达成市场所要求之透湿性与防水性之平衡。常应用的素材为超细纤维（Microfiber）与高支数、高密度织物作为基材，经过压光加工与高分子填塞剂处理，可获得湿阻抗Ret值＜6，耐水压1,000~2,000mmH2O之织物，除非经耐久性泼水处理，否则经水洗后，织物表面泼水性能会逐渐下降，这是其大缺点。

(二)正四角纤维高密度防水透气织物

由于化学纤维纺丝技术的突破，近年来运用高分子熔体流变特性和高异型度纤维纺口设计的技术研发成功的聚酯或尼龙正四角纤维成为应用于此一领域的佳选择。曾经担任新光合成纤维股份有限公司产品企划部副理，目前担任针织布料开发工作的黄国昌工程师指出：「市面上的一般纤维多为圆形断面，纤维间空隙大。因此，传统的高密度织物必须使用微纤维（Microfiber）生产。而聚酯正四角纤维可以堆栈得非常紧密，使织物具有透气防湿功能和光亮光滑的表面。这种纤维不易滚动，制成织物具有纸质感，其高密度堆积和高遮蔽特性能提供防风性、防水性和透气性功能，适合用于时尚衣物、风衣和运动夹克的生产。

(三)东丽公司Entrant透气防水织物

EntrantG为目前透湿防水市场上具有高的防凝结功能性材质(凝结量低于5g/m2)，其耐水压比其它材质高2倍（2kg/m2或更高），这些性质具有减少闷热不透风、增进舒适的效果，其基布可选择长纤、新合纤短纤纺织品及高感性尼龙织物。使用新开发的特殊PU涂布，具有一双层结构，层具有透湿、耐水压及防起球性等功能特性，而第二层为一防护涂布的层。藉由在层加入2种均匀比例的新开发PU树脂可达到低的凝结量，导致类似快速吸收、扩散、释放水分的毛细管抽吸现象（Pump-upSuctionPhenomenon）发生。因此，水蒸气从皮肤进入树脂，然后吸到织物前面即立刻释放。

EntrantGⅡ为主要的功能层，其具有直径小于0.5um超微细孔及3um微细孔相结合的蜂巢状结构。衣服内和外界空气的水蒸气压差会造成水蒸气从衣服内透过微孔而释放到外界空气，而层具有相同的蜂巢状结构。

东丽公司开发具有双功能性纤维的技术，应用在运动休闲服的市场及使用在高机能性和一般性休闲服织物上。东丽新发展的技术是为了提高一般休闲服织物的外销输出，来达到出口能量的需求。

EntrantGII-XT如图2所示织物的表面只会产生很低的凝结现象，该高机能性织物主要使用在户外运动服、登山服、滑雪衣和雪衣上。为了这个领域东丽订出特殊规格大力去发展此种高性能性织物以符合消费者各方面的需求。东丽发展运动休闲服织物，希望符合一般休闲服和运动服上的要求。虽然有这些想法东丽倾向扩大运用到运动休闲服上，并增加出口量。主要应用在外套、轻便服和旅行者穿着，它需具备穿着舒适容易照料的特性。兹将EntrantGII-XT?的主要特征胪列如下：

1.其为一种令人愉快舒适的材质，可减少衣服内的闷热不透气，且又不会丧失保温的特性。

2.具有极佳的防凝（Conden-sationPreventionProper-ties），凝结量少于5g/m2，

高的防水性及透湿度。

3.由于表面层是利用湿式涂布法所制成，使其特别的强且耐用。

(四)帝人公司Condenier防水透气织物

从图3所示，帝人公司Condenier?具有特殊的拨水性／呼吸性，是一种高细度梭织物做成的超细纤维织物，这种织物类似福懋Hi-Sett?高密度织物所具有之优异透气功能。

(五)戈尔公司GORE-TEX

一谈到微多孔透气防水织物许多人就会想到美商戈尔（Gore）公司所推出的GORE-TEX登山运动防水服饰，GORE-TEX 系采用聚四氟乙烯（PTFE）薄膜与梭织布贴合系列透湿防水服饰产品。其制程系将聚四氟

表面(高密度织物)

层(透气抗剥落)

第二层(护肤耐压)

乙烯膜加热至熔点以下，以双向急速延伸，使其成微纤状（Fibrill）之微多孔构造，据称该薄膜每平方英吋具有90亿个孔隙，每个孔隙之孔径皆小于0.2微米如图4，其透湿防水机能优异，但与无孔亲水聚酯聚醚薄膜比较则缺乏弹性，适用于贴合织物，另其孔隙易于受盐分、界面活性剂灰尘或人体油脂阻塞，而降低其机能性，多采2层或3层贴合织物，标榜只需一件衣服，便可进行多项活动，适合上班、休闲、旅游、郊外、露营、高尔夫球、骑脚踏车、登山、滑雪、溜冰等多种场合穿着，提供舒适的透气功能和持久的防水保护。戈尔公司并进一步推出Airvantage?Insulation可调节保暖系统来控制舒适度，藉由内里的气阀，简单快速地充气或排气，便能轻松地调衣物内空气层的厚薄情况，从而减少穿脱衣物的麻烦，兹将其产品说明如下：

1.GORE-TEX?PACLITE Shell

针对远足、骑单车、跑步及其它需要减轻背包重量及空间相关活动所设计的织物，Paclite?系由Packable+light之极度透气、持久防水及防风、轻巧及易于携带之复合字，每件衣服都必须低于500g，甚至是300g，结构采用薄膜保护层，无须另加内里，表布由高功能的人造纤维或尼龙制成并配合防油污及含碳成分的薄膜保护层加工处理。

2.GORE-TEX SoftShell

由柔软保暖的布料制成，舒适及兼备多功能，可减少中层保暖衣物，即使在寒冷环境下都能活动自如。尤其面对湿冷的天气，感到干爽温暖舒适性，其结构由高功能的柔软表布＋透湿防水膜＋刷毛里布3层布料构成的保暖衣物，应用GORE ComfortMapping技术，将人体视为几个不同气候带的地图，将不同的面料进行独特的组合，以增加透气性、皮肤舒适性、保暖性和贴和性，展现持久防水、防风、透气、高度舒适之特色。

3.GORE-TEX ProShell

适合专业及热爱户外活动的人、运动员、航海人员，应付持续恶劣天气状况而设计之织物，选用耐磨、透气、持久防水及防风性能的2层或3层布料结构布料，活动时不会发出声音，可于2层保暖结构中间加上保暖内层形成3层耐磨结构，并结合崭新的底层织布设计技术，使得内层不易磨损，可增加衣物的透气度及减低其重量，而顺滑的织底能跟不同的中层衣物搭配之GORE MicroGridBacker与GORE ComfortMapping2项技术结合。

(六)微多孔疏水性膜层

微多孔疏水性膜层系将织物以涂布加工形成透湿防水层为主，分为W/O乳化型树脂膜层及湿式凝固成微多孔膜层2种，专职宽幅家饰布料涂布加工的一全兴业股份有限公司吴胜恩董事长指出：「微多孔涂布布料加工后孔径在0.1~3微米，加工方式系以乳化型树脂予以适当乳化处理后，直接涂布在织物上，经烘箱逐步将树脂中不同挥发速率之溶剂予以挥发，因胶层结构造成相转移而形成微多孔之涂层，此为直接涂布法。另一种方式为湿式凝固成膜，系将PU树脂溶液涂布于基布表面，再经凝固浴，利用水与溶剂（如DMF）之置换产生孔隙，使树脂凝固成膜产生为多孔化；此种多孔涂层具相互连通之蜂巢状结构，孔径约0.5~2微米，若要使湿式薄膜之防水性提高，可再于织物表面施予氟素泼水处理」。仅将目前2种常用之加工方式分述如下：

1.W/O乳化型树脂膜层

利用W/O乳化型树脂予以适当乳化处理后，直接涂布于织物上，经烘箱逐步将树脂中不同挥发速率之溶剂予以挥发，造成相转换而形成微多孔膜，其孔径为0.1~3微米，如图5所示。

2.湿式凝固微多孔膜层

利用PU树脂溶液涂布于织物表面，再经凝固浴，湿式凝固成微多孔膜，利用水与溶剂（D.M.F.）之置换及勒沙特列原理（LeChatelier’SPrinciple）产生孔隙并控制其大小与密度，此种膜层具互相连通之蜂巢状结构，其孔径为0.5~2靘。

二、无孔亲水型防水透气织物介绍

无孔亲水型防水透气织物所称「透气」系指「透湿气」，亦即我们人体所产生的汗气，此汗气之组成单位为水分子，水分子系由2个氢原子一个氧原子所组成，1毫升汗水约有2,300万个水分子，这些为数众多的水分子从人体产生出来之后就被亲水性的薄膜所吸收（Asorption），再透过扩散（Diffusion）将水分子展延开来，后，这些水分子由薄膜蒸发至外界大气中，完成放湿（Desorption）的动作，无孔型亲水织物之所以能透湿，就是藉由吸湿、扩散、放湿3部曲达成透湿功效，而织物本身就没有孔隙，因此防水性能当然非常优异，兹将无孔亲水型防水透湿气原理以图7表示，其亲水性结构（HydrophylicStructure）系藉由阻水层内之亲水基易于吸收水滴或水气，而衣服内外之压力差不同将汗气排出布料外层；可轻易的达到人体功学要求排汗效果及干爽，进一步将无孔型亲水织物代表性产品举例说明如下：

(一)聚氨基甲酸乙脂TPU无孔亲水型薄膜

无孔亲水型薄膜近年来以聚氨基甲酸乙脂（Ther-moplasticPolyurethane；简称TPU）为贴合业界常应用的薄膜材料。聚氨基甲酸乙脂树脂属热可塑性弹性体，在制成薄膜后，再运用此种薄膜再与织物进行贴合加工。TPU薄膜材料之透湿原理利用亲水官能基团，内层吸湿后扩散至外层，脱湿后即达到透湿效果。「无孔亲水型薄膜目前以三明治型态贴合为主，将薄膜夹层于外层面料及内层里布的中间层，现在也有将TPU薄膜直接贴合于外层，甚至于薄膜上印花，变化性愈来愈大」。无孔亲水型薄膜系台湾丝织业者目前选用于透湿防水的重要材料，包括鼎基、南良、远东新世纪、双邦都已开发种类众多的薄膜供应市场需求，该TPU无孔亲水型薄膜主要特性包含如下：

1.高防水及极佳的透湿性。

2.贴合加工性佳，适合与各种织物贴合。

3.具耐低温性能，可达零下30℃之程度。

4.无被清洁剂或污染物堵塞的问题。

5.焚化炉燃烧时不会产生有毒气体空污问题。

6.无溶剂制程，对人体及环境无伤害。

以远东新世纪公司高分子材料研究所成功研发之热可塑性聚氨基甲酸乙酯无孔亲水型薄膜为例，目前需求量正逐年稳定成长当中，负责该薄膜销售的远东新世纪谢兆青副理指出：「聚氨基甲酸乙酯无孔亲水型薄膜已成为户外活动夹克外套的主要配备，兼具防风、防雨及透气之功能，真正可以达到物超所值」。兹将目前常用的聚氨基甲酸乙酯无孔亲水型薄膜性能列于表1所示。

(二)聚酯醚（TPEE）无孔亲水型薄膜

聚酯醚(TPEE)无孔亲水型薄膜系由聚酯(Polyester)、聚醚(Polyether)共复合而成，其中为人熟知的要属于德国新保适科技公司所创透湿防水科技布料品牌SympaTex?，时至今日，SympaTex?布料已成为欧洲户外运动服饰市场占有率第1名，更是广大户外活动服饰所采用高机能布料，对消费者来说，SympaTex?吊牌是质量的保证，使用Sympatex?高透湿度、高防水型、100%超强防风面料制成的衣物，可带来超乎想象的舒适穿着感受。

曾经来台举办研讨会的新保适德国总公司董事总经理高亚伦先生（Mr.ArunKohli）指出：「Sympatex 是100%聚酯聚醚成分厚度只有5微米的薄膜与各类布料贴合而成的高透湿度、高防水型、100%超强防风性能之面料，处理过程不需任何溶剂或卤素，经过回收，该材料可完全降解为碳、氢、氧3种元素，也是易回收的环保材料，成为世界上高科技功能性服装、鞋、配件及医疗设备领域中的先驱领导者」。

从事透湿防水织物国际贸易业务的指出：「Sympatex 无孔薄膜是一种功效持久的智能气候调节系统，Sympatex 科技除了带来更优异的性能外，同时亦是荣获bluesign 以及?ko-Tex1002项环保权威认证的产品」。多年来致力于各类尖端环保薄膜及织物的开发享誉全球，有越来越多的顶尖品牌更加信赖Sympatex?的产品及它的革新技术，许多品牌意识到谁能提供具有持续发展和环保理念的高质量产品，谁就能赢得发展的先机。而远东新世纪在看准此一庞大商机下，积极投入聚酯醚（TPEE）无孔亲水型薄膜的开发，目前所生产薄膜已获得国内多家业者采用，仅将其性能摘录如表2。

(三)东丽Dermizax 无孔

Dermizax?是利用一种特殊的制造方法所得的一种无孔结构PU膜，此种树脂的主要特征在吸收水蒸气及微布朗运动（分子的热移动造成温度及分子活动增加）方面具有优于一般标准PU树脂，其水蒸气透过率的机构如下说明：

1.衣服内的水蒸气先被涂布层表面吸收。

2.当衣服内的温度因穿着者的活动而升高时，树脂分子间的自由体积会透过活泼的微布朗运动而膨胀，进而将吸收的水蒸气在树脂分子间扩散开。

3.扩散的水蒸气可透过水蒸气压差而有效的释放到外界空气，同时抑制衣服内的凝结产生。

Dermizax?为完全合成纤维材质的梭织或针织布，主要特征如下：

1.柔软、轻量、平滑及耐久特性，使穿着者感到舒适。

2.具有耐水压、透湿度、防凝结性等特别好的基本功能。

3.特别的耐用性，即使重复洗涤后，功能仍能维持。

4.特殊的无孔结构导致增加抗海水性，适用于海军陆战队等重装备之用途上。

(四)透湿防水织物贴合加工方式

目前热可塑性PU树脂可加工成薄膜方式分成下面2种：

表1.聚氨基甲酸乙酯无孔亲水型TPU透湿防水膜性能一览表

项目测试方法单位规格1规格2规格3规格4规格5规格6

厚度mm0.0200.0200.0200.0150.0150.015

外观本色透明本色雾面白色本色透明本色雾面白色

透湿度ASTME96BW125001200011000130001250011000

JISL1099A1g/m2/24hrs450045004000450045004000

耐水压JISL1092mmH2O100001000010000100001000010000

底衬PEYESYESYESYESYESYES

比重ASTMD2971.211.211.211.211.211.21

伸长率ASTMD412%700700700600600600

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