水性微孔型防水透濕膜,的開發(fā)及在羽絨服面料中的應(yīng)用

防水透濕紡織品廣泛應(yīng)用于滑雪服、沖鋒衣、航海服、軍警夾克、雨衣、背包、帳篷以及鞋類等。目前，紡織品市場上的防水透濕膜主要有親水無孔膜和疏水微多孔膜兩大類。其中親水無孔膜因具備規(guī)模和成本優(yōu)勢，約占防水透濕膜市場份額的80%以上，但是其透濕性較差，不適合在高端紡織品上應(yīng)用。疏水微多孔膜包括聚四氟乙烯膜（PTFE）、濕法微多孔膜、干法微多孔膜和靜電紡絲納米纖維膜等。采用正杯法測試時(shí)，疏水微多孔膜的透濕性較好，但是成本普遍偏高。其中，PTFE膜中因含有影響環(huán)境的PFC（全氟化合物），將逐漸被停止使用；普通的干法和濕法微多孔膜雖然能形成很好的微孔效果，但其加工過程需要使用大量的有機(jī)溶劑，對環(huán)境污染較大，而且溶劑殘留在紡織品上也會影響消費(fèi)者的健康；靜電紡絲納米纖維膜具有可調(diào)節(jié)的孔隙結(jié)構(gòu)、易于調(diào)節(jié)的潤濕性和良好的孔隙連通性，在制備防水透濕膜方面顯示出巨大潛力，但是目前其產(chǎn)量較低、成本較高，難以滿足市場需求。采用物理發(fā)泡的方法開發(fā)的水性微孔型防水透濕膜，其環(huán)保屬性強(qiáng)，可以滿足不同環(huán)境下紡織品的透濕透氣需求，同時(shí)保證人體的舒適性，可以為防水透濕膜的研發(fā)及其在功能性紡織品中的應(yīng)用提供思考和借鑒。

水性微孔型防水透濕膜的防水透濕機(jī)理及性能特點(diǎn)

微孔透濕面料的防水透濕機(jī)理是在內(nèi)襯材料和外層材料中間加工形成一層高分子聚合物薄膜，薄膜上面有大量細(xì)小且相通的微孔，水滴無法穿透，而水蒸氣分子和空氣則能通過氣體的擴(kuò)散和對流自由地通過微孔，從而達(dá)到防水透濕的功能。其核心技術(shù)在于制備出具有微納孔結(jié)構(gòu)的薄膜。

水性微孔型防水透濕膜采用干法離型膜的方式制備膜卷材，由于自發(fā)泡樹脂涂層烘干后形成微孔的大小和密度與膜的防水透濕性能密切相關(guān)，因此其核心技術(shù)在于自發(fā)泡改性水性聚氨酯樹脂的制備。

水性微孔型防水透濕膜的掃描電鏡照片

水性微孔型防水透濕膜的制備工藝

水性微孔型防水透濕面料的制備通常包括涂層和貼合兩種工藝。常規(guī)的防水透濕涂層工藝為：備坯—退漿—染色—水洗固色—烘干—中間檢驗(yàn)—防水—軋光—涂層—成品檢驗(yàn)包裝；常規(guī)的貼合工藝為：備坯—退漿—染色—水洗固色—烘干—中間檢驗(yàn)—防水—貼合—熟化—成品檢驗(yàn)包裝。

水性微孔型防水透濕面料一般采用 2 ～ 3 次“打底－中層－面層”的涂層工藝。根據(jù)涂布量的差異選擇不同刀型來操作，通常打底采用微發(fā)泡的水性聚丙烯酸酯，中層采用自發(fā)泡的水性聚氨酯樹脂，面層采用改性水性硅膠樹脂或者適合熱封的聚氨酯樹脂，樹脂種類根據(jù)織物風(fēng)格和要求的不同進(jìn)行選擇。打底和中層是微孔制備的核心，因此自發(fā)泡水性聚氨酯樹脂發(fā)泡體系的發(fā)泡比、泡沫穩(wěn)定性、泡沫尺寸及分布是控制工藝的主要因素。不同配方與工藝參數(shù)涂層后的微納孔結(jié)構(gòu)決定了涂層織物的防水透濕性能。涂層織物的手感、懸垂性、涂層牢度及熱封條的粘接性等與自發(fā)泡水性聚氨酯樹脂有密切的關(guān)系。

采用轉(zhuǎn)移涂層工藝的織物手感細(xì)膩平整且性能更加穩(wěn)定。轉(zhuǎn)移涂層工藝，即先將涂層材料通過離型膜拉膜后采用貼合的方式與織物結(jié)合。首先通過空氣發(fā)泡方式將發(fā)泡倍率可控的水性發(fā)泡樹脂施加于具有反復(fù)離型能力的耐高溫離型膜上，將預(yù)先打底處理的織物與該薄膜進(jìn)行貼合，剝離后生產(chǎn)出性能優(yōu)異的防水透氣透濕織物。中層和面層的水性發(fā)泡樹脂也是預(yù)先施加于離型膜上，成膜厚度均勻，微孔尺寸可控制，防水透濕性能穩(wěn)定，從離型膜上轉(zhuǎn)移的防水透氣膜手感細(xì)膩，能滿足消費(fèi)者對面料手感的要求，工藝易控制，重現(xiàn)性好。

水性微孔型防水透濕膜的應(yīng)用展望

運(yùn)動品牌如安踏、匹克、361°和喬丹等相繼使用了微孔型防水透濕透氣面料，如安踏童裝的蜂護(hù)科技系列，羽絨服品牌波司登也在小批量試用微孔型防水透濕膜產(chǎn)品。微孔型防水透濕透氣面料具有如下優(yōu)點(diǎn)：防風(fēng)雨功能，可以免遭雨水浸濕，同時(shí)也避免冷風(fēng)穿透身體；具有保暖效果，避免體表溫度迅速下降；輕盈、高效透氣，讓身體時(shí)刻保持干爽，同時(shí)減輕運(yùn)動負(fù)擔(dān)；適應(yīng)多種環(huán)境，可作為全年戶外的經(jīng)典穿搭。

防水透濕面料在國內(nèi)已發(fā)展幾十年，但是在材料品種和工藝上并未有很大的突破和改變。與傳統(tǒng)溶劑型微多孔膜及價(jià)格昂貴的防水透濕微孔層壓膜相比，水性微孔型防水透濕膜具有微納孔結(jié)構(gòu)，透濕透氣性良好，加工工藝成熟且無溶劑殘留，適用于羽絨服和戶外服裝面料，未來也必將大規(guī)模應(yīng)用于各類紡織服裝中。除了在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用，水性微孔型防水透濕膜在其他領(lǐng)域如運(yùn)動鞋材、嬰兒尿不濕、防護(hù)服、口罩上代替熔噴布的阻隔層等也有應(yīng)用。盡管水性微孔型防水透濕膜已經(jīng)得到了較快發(fā)展，但是在膜本身的性能以及應(yīng)用上還有較大的提升空間。通過更好地控制微孔結(jié)構(gòu)來達(dá)到膜防水性和透濕透氣性之間的平衡，在碳達(dá)峰碳中和背景下尋找和采用生物基材料和生物可降解材料作為膜的原材料，進(jìn)一步拓寬其在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用是未來需要重點(diǎn)關(guān)注的方向。