防水透湿性是户外运动服装基本的性能要求，同时，户外运动服装也应具有良好防风保暖及抗撕破等性能。目前关于防水透湿织物性能影响因素的研究较少，本文对不同防水透湿织物的性能进行了测试分析，制造了不同面料或里料、不同复合方式( 涂层及层压) 、不同组合方式的 46 种防水透湿织物，对其透气率、热阻、透湿率、沾水等级、静水压及撕裂强力进行测试分析，供户外运动服装面料设计开发参考。

1 试验材料
1． 1 试验材料选择
本研究选择面料分别为涤纶的斜纹春亚纺、锦纶的小蜂巢塔丝隆、涤纶/氨纶 95 /5 的平纹弹力布、涤纶针织布; 里料分别为涤纶的 Tricot、摇粒绒针织物; 采用 PU 涂层法( 干法、湿法、转移) 以及 TPU 膜层压法( 高、中、低透) 、PU 膜层压法( 中、高透) 、PTFE 膜层压法( 高透) ，制造了涂层和层压两类 46 种防水透湿织物。其中各面料厚度在 0． 23 mm ～ 0． 39 mm，单位面积质量在66 g /m2 ～ 125 g /m2; 采用了两个生产厂家的膜，分别为膜1 和膜2; 各种层压膜厚度在0． 01 mm ～0． 04 mm，单位面积质量在 11 g /m2 ～ 21 g /m2。
1． 2 防水透湿织物的规格
由于防水透湿织物的性能与其厚度、单位面积质量有直接关系，因此，对防水透湿织物的规格进行了测试。测试结果见表 1。1 系列织物为春亚纺( 膜 1) ，2 系列织物为涂层春亚纺，3 系列织物为塔丝隆( 膜 1) ，4 系列织物为涂层塔丝隆，5系列织物为弹力布( 膜 2) ，6 系列织物为针织布( 膜 2) ，7 系列织物为弹力布( 膜 2) + tricot，8 系列织物为弹力布( 膜 2) + 针织布，9 系列织物为弹力布( 膜 2) + 摇粒绒。
相同面料的涂层织物厚度较层压织物略薄，但涂层织物单位面积质量较层压织物略高。这主要由于涂层和层压织物的复合方式不同所致; 相同面料或面里料、不同膜的层压织物厚度及单位面积质量差异不大，因为层压织物的厚度和单位面积质量主要取决于面料和里料的厚度和单位面积质量。
由于市场上防水透湿户外服面料和保暖里料主要采用面里料合一的形式，即面料压膜( 或涂层织物) + 摇粒绒里料; 以及面里料分开的形式，即面料压膜( 或涂层织物) 为外层，摇粒绒为保暖层。各防水透湿织物及其面里料的热阻和透湿率测试结果。
防水透湿织物防水性从抗沾水性和抗渗水性两个方面来考核。抗沾水性主要测试织物的拒水性和抗沾湿程度，其主要影响因素是面料的性能。抗渗水性主要是测试水透过织物时所遇到的阻力，即静水压。防水透湿织物抗沾水性测试结果见图 2。
由于防水透湿户外运动服穿着环境及活动方式的特殊性，防水透湿织物的抗撕破性是其重要特性之一。由于针织布的伸缩性较高，其撕裂强力远远高于机织物，因此，只测试机织防水透湿织物的抗撕破性，其结果见图 3。

面料对防水透湿织物性能的影响
2． 1． 1 保暖性
由表 2 可知: 春亚纺、塔丝隆、弹力布的热阻均有一定差异，但相差不大，即保暖性相差不大。由于织物的保暖性除与纤维的导热性有关外，主要取决于织物中的含气量，织物的含气量与织物组织、密度、厚度及蓬松度等有关。对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，同一类膜、不同面料的层压织物热阻相差不大; 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的涂层织物，同一种涂层、不同面料的涂层织物热阻相差不大。防水透湿织物的面料规格虽不相同，但其热阻相差不大，因此，面料对防水透湿织物的保暖性影响不大。
2． 1． 2 透湿性
由表 2 可知: 春亚纺、塔丝隆、弹力布面料及tricot、摇粒绒里料的防水透湿织物透湿率有一定差异，均在3 500 g /( m2·d) 以上。织物的透湿性主要与其纤维性能和织物组织结构有关。由表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，同一类膜、不同面料的层压织物透湿率相差不大; 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的涂层织物，同一种涂层、不同面料的涂层织物透湿率相差不大。由于防水透湿织物的面料规格虽不相同，但其透湿率相差不大，因此，面料对防水透湿织物的透湿率影响不大。
2． 1． 3 抗沾水性
由图 2 可知: 春亚纺、塔丝隆、弹力布、针织布的抗沾水性不同，基本在 3 级 ～ 4 级，针织布的抗沾水性相对较好。面料的抗沾水性与织物中纤维的种类、组织结构、织物表面形态及后整理有关。对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布、针织布的二层层压织物抗沾水性基本相同或略好于其面料。因为防水透湿织物的抗沾水能力主要取决于其面料的抗沾水性。
2． 1． 4 抗撕破性
由图 3 可知: 面料的撕裂强力由高到低依次为塔丝隆、弹力布、春亚纺。面料的撕裂强力主要与织物中纤维的性能、纱线结构、织物组织结构及后整理有关。织物中纤维强力大，纱线交错次数较少而经纬纱易滑动，织物的延伸性较好，其受力三角区较大，三角区内受力纱线根数就较多，织物的撕裂强力就较大。塔丝隆为锦纶纤维织物，织物组织为小蜂巢，经向纱线交错次数较少，因此，塔丝隆纬向撕裂强力较大。而弹力布纬向延伸性较好，弹力布经向撕裂强力较大。
对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，同一类膜、不同面料层压织物的撕裂强力相差较大; 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的涂层织物，同一种涂层、不同面料的涂层织物撕裂强力相差也较大。面料对防水透湿织物的撕裂强力影响较大。
2． 2 膜种类对防水透湿织物性能的影响
2． 2． 1 透气性
防水透湿膜主要有微孔膜和致密亲水膜两大类。微孔膜主要是通过直径大小介于液体水和气体分子之间的微孔透湿，如 PTFE 膜。致密亲水膜是一种无孔膜，其主要是通过高分子间“孔”和亲水基团透湿，其层压织物具有防水性好、对细菌污物阻隔性好的优点，但透湿性相对较低，舒适性较差，如 TPU、PU 膜。防水透湿涂层织物的涂层也无孔，因此涂层织物、TPU 及 PU 膜的层压织物透气率测试结果均为 0 mm /s。
由图 1 可知: PTFE 微孔膜及其层压织物有一定的透气性，但其透气率很小。因此防水透湿层压织物的透气性主要取决于其层压膜的种类。
2． 2． 2 保暖性
由表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，相同面料、不同膜的层压织物的热阻相差不大，即保暖性相差不大。因此，膜的种类对防水透湿织物保暖性影响不大。
2． 2． 3 透湿性
由表 2 可知: 膜 1 和膜 2 的透湿性规律基本一致且差异不大。膜的透湿性主要与膜的种类有关，PTFE 膜为微孔膜，其透湿率较高，TPU 和 PU膜为致密亲水膜，其透湿量较低，但中透、高透TPU 和 PU 膜的透湿率均在 3 500 g /( m2·d) 以上。由表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，相同面料、不同膜的层压织物透湿性与相应膜的透湿性规律基本一致且相差不大。PTFE 膜的层压织物透湿率高，低透、中透、高透 TPU、PU 膜的层压织物透湿率依次增高，且中透、高透 TPU 和 PU 膜层压织物透湿率较接近，因此，层压防水透湿织物的透湿性主要取决于膜的种类。
2． 2 膜种类对防水透湿织物性能的影响
2． 2． 1 透气性
防水透湿膜主要有微孔膜和致密亲水膜两大类。微孔膜主要是通过直径大小介于液体水和气体分子之间的微孔透湿，如 PTFE 膜。致密亲水膜是一种无孔膜，其主要是通过高分子间“孔”和亲水基团透湿，其层压织物具有防水性好、对细菌污物阻隔性好的优点，但透湿性相对较低，舒适性较差，如 TPU、PU 膜。防水透湿涂层织物的涂层也无孔，因此涂层织物、TPU 及 PU 膜的层压织物透气率测试结果均为 0 mm /s。由图 1 可知: PTFE 微孔膜及其层压织物有一定的透气性，但其透气率很小。因此防水透湿层压织物的透气性主要取决于其层压膜的种类。
2． 2． 2 保暖性
由表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，相同面料、不同膜的层压织物的热阻相差不大，即保暖性相差不大。因此，膜的种类对防水透湿织物保暖性影响不大。
2． 2． 3 透湿性
由表 2 可知: 膜 1 和膜 2 的透湿性规律基本一致且差异不大。膜的透湿性主要与膜的种类有关，PTFE 膜为微孔膜，其透湿率较高，TPU 和 PU膜为致密亲水膜，其透湿量较低，但中透、高透TPU 和 PU 膜的透湿率均在 3 500 g /( m2·d) 以上。
由表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压织物，相同面料、不同膜的层压织物透湿性与相应膜的透湿性规律基本一致且相差不大。PTFE 膜的层压织物透湿率高，低透、中透、高透 TPU、PU 膜的层压织物透湿率依次增高，且中透、高透 TPU 和 PU 膜层压织物透湿率较接近，因此，层压防水透湿织物的透湿性主要取决于膜的种类。
2． 2． 4 抗渗水性
由于防水透湿织物的抗渗水性主要取决于防水透湿膜或涂层的抗渗水性，多次或长时间洗涤摩擦会对层压膜或涂层有一定的损伤，防水透湿织物的抗渗水性会有少许降低，但完全可以满足抗渗水性的需要。
2． 2． 5 撕裂强力
由图 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的二层层压织物，相同面料、不同膜的层压防水透湿织物撕裂强力接近，由于不同膜的撕裂强力相差不大，对其防水透湿织物的受力三角区影响不
大。因此膜的种类对其防水透湿织物的撕裂强力
影响不大。
2． 3 复合方式对防水透湿织物性能的影响
2． 3． 1 保暖性
由表 2 和表 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的二层层压和涂层织物，相同面料的涂层及膜层压织物的热阻相差不大，即保暖性相差不大。因此，复合方式对防水透湿织物的保暖性影响不大。
2． 3． 2 透湿性
由表 2 和表 3 可以看出: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆的二层层压和涂层织物，相同面料的湿法与转移涂层防水透湿织物的透湿性接近，干法涂层织物的透湿量较低。因此涂层织物的透湿性根据涂层加工方法的不同而不同。
相同面料的湿法和转移涂层织物与中透、高透 TPU 和 PU 膜层压织物的透湿量较接近; 干法涂层织物与低透 TPU 和 PU 膜层压织物的透湿量较接近。
2． 3． 3 抗撕裂性
由图 3 可知: 对于面料分别为春亚纺、塔丝隆、弹力布的二层层压及涂层织物，防水透湿织物的撕裂强力基本低于其面料。由于春亚纺、塔丝隆织物结构较稳定，其延伸性较小，层压或涂层整理对其受力三角区影响不大; 而弹力布的延伸性较大，层压或涂层整理使其受力三角区减小。因此，伸缩性较小面料的层压防水透湿织物较其面料的撕裂强力变化不大，伸缩性较大面料的层压防水透湿织物较其面料的撕裂强力降低。转移涂层防水透湿织物与其面料的撕裂强力接近，虽然转移涂层织物的柔韧性较好，但因春亚纺、塔丝隆织物结构较稳定，其面料的延伸性较小，涂层整理对其受力三角区影响不大; 而相同面料的干法和湿法涂层防水透湿织物因柔韧性较差，涂层整理使其受力三角区减小，撕裂强力降低。相同面料的转移涂层与层压防水透湿织物的撕裂强力接近，较干法和湿法涂层防水透湿织物的撕裂强力高。
2． 4 组合方式对防水透湿织物性能的影响
2． 4． 1 保暖性
由表 2 和表 3 可知: 对于同一类膜、面料为弹力布层压织物，里料为 tricot 的三层层压织物与二层层压织物的热阻接近，因为里料 tricot 特别稀薄透，其对层压织物的热阻影响不大。里料为摇粒绒的三层层压织物比二层层压织物的热阻约高 2倍 ～ 3 倍，保暖性更好。这是因为里料摇粒绒表面有蓬松的绒毛，质地较厚，织物中静止空气较多，热阻较大，因此里料摇粒绒使三层层压织物的保暖性更好; 里料为摇粒绒的三层层压织物比二层层压织物与摇粒绒组合的热阻略高，但差异不大。
2． 4． 2 透湿性
由表 3 可知: 对于同一类膜、面料为弹力布的层压织物，里料分别为 tricot 和摇粒绒的三层层压织物与二层层压织物的透湿率相差不大。
2． 4． 3 抗撕裂性
由图 3 可知: 对于同一类膜、面料为弹力布的层压织物，里料分别为 tricot 的三层层压织物较二层层压织物的撕裂强力大。主要是由于针织的tricot 延伸性好、受力三角区大，复合 tricot 可使三层层压防水透湿织物的受力三角区增大、撕裂强力增大。因此，复合伸缩性较好的里料可以增大防水透湿织物的撕裂强力。
2． 5 洗涤对防水透湿织物性能的影响
2． 5． 1 透气性
由图 1 可知: 某些层压织物水洗后透气率有所降低。这可能是由于水洗后面料和里料变得更加紧密，使其透气性略有降低。另外，水洗过程中微孔膜的孔在摩擦及洗涤剂作用下，会发生变形或被堵塞等而使其透气性变差。
2． 5． 2 透湿性
由表 2 和表 3 可知: 面料、里料及防水透湿织物洗后较洗前的透湿率略高。防水透湿织物的透湿性主要与膜的透湿性有关，但也受面料透湿性的影响，因为面料和里料水洗后表面的蜡质或油脂被洗掉，织物吸湿透湿性增强。
2． 5． 3 防水性
经过对防水透湿织物抗渗水性的测试可知:洗涤前后防水透湿织物的静水压均大于10 000 Pa。
由图 2 可知: 防水透湿织物及其面料洗后较洗前抗沾水性均大大下降，主要由于面料表面的蜡质或油脂被洗掉，纤维更容易被水滴润湿，因此，防水透湿织物及其面料洗后抗沾水能力下降。

3 结论
( 1) 相同面料的涂层及膜层压防水透湿织物的保暖性相差不大。厚重蓬松里料有一定保暖作用，轻薄透里料主要对层压织物的膜起保护作用，并将身体与防水外层隔开，远离潮气。
( 2) 层压防水透湿织物的透湿性主要取决于复合膜的透湿性，微孔膜层压织物的透湿性好;涂层织物的透湿性主要取决于涂层加工方法，湿法与转移涂层织物的透湿性较好。
( 3) 防水透湿织物的抗沾水能力主要取决于面料的抗沾水性，抗渗水性主要取决于层压膜或涂层的抗渗水性。
( 4) 伸缩性较小的面料的层压防水透湿织物较其面料的撕裂强力变化不大，伸缩性较大的面料的层压织物较其面料的撕裂强力降低; 复合伸缩性较好的里料可以增大层压织物的撕裂强力;转移涂层较干法和湿法涂层防水透湿织物的撕裂强力高，与层压防水透湿织物的撕裂强力接近。

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