淺談戶外沖鋒衣面料
淺談戶外沖鋒衣面料
摘要：本文從沖鋒衣的面料類型、檢測標準以及防水透濕機理三個方面對沖鋒衣面料進行了簡單介紹，指出了目前國內沖鋒衣服裝領域的不足以及需改進之處。
關鍵詞：面料；檢測標準；防水透濕機理
隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，戶外運動越來越受到人們的歡迎，這就伴隨著功能性防護紡織品市場的興起。那么，什么是戶外運動呢？戶外運動是以自然環境為場地的帶有探險性質或體驗性的運動項目群。根據體育用品標準化技術委員會運動服裝行業服裝類產品主要可分為戶外運動沖鋒衣類、戶外運抓絨類服裝、戶外運動貼身類服裝、戶外運動滑雪類服裝、羽絨類服裝。下面我們就戶外運動沖鋒衣類面料進行下探討：
沖鋒衣要獲得防水、防風、透氣等性能，有多種不同的材料可供選擇，總的來說可以分為三種：一是拒水整理的高密織物，尤其是超細纖維的高密度織物，輕薄耐用，透濕性好，懸垂性好，柔軟，防風，廣泛用于體育、戶外活動服裝上。主要缺點是防水性差，由于織物密度大，織物的撕裂性能差，紡紗必須特殊處理，纖維加工技術難度大，成本較高。二是層壓織物，以Gore-tex、
Sympatex、OMNI-TECH為代表的一種防水透氣薄膜，其微孔膜中包含著大量的微孔，這些微孔的大小遠遠小于雨滴的大小，但是又能夠使水蒸氣分子通過，以此達到防水透氣的目的。三是涂層織物，目前市場上的防水透氣織物生產商大多是在聚氨基甲酸酯基礎上發展的微孔透氣涂層，透氣性隨涂層膜厚度不同而有差異。
1.常見的沖鋒衣面料
1.1高密織物
高密織物的標志性產品是文泰爾（Ventile）織物，它是上世紀40年代由英國的Shirley研究所設計的，選用埃及長絨棉的高支低捻度純棉紗高密重平組織織物，初主要用于第二次大戰期間的英國空軍飛行員的防寒抗浸服。當織物干燥時，經緯紗線間的間隙較大，大約10微米，能提供高度透濕的結構；當雨或水淋織物時，棉紗膨脹，使得紗線間的間隙減至3～4微米，這一閉孔機制同特殊的拒水整理相結合，保證織物不被雨水進一步滲透。它是100%純棉的緊密織物，阻止水的滲透時間可達20min。高密織物隨著超細纖維的發展得到了長足的進步，干態下的超細纖維間的間隙比普通纖維小得多，所以由超細纖維制成的緊密織物具有濕態膨脹的功能。現在的高密防水透濕織物多是超細聚酯或尼龍纖維織物，纖維之間，紗線之間可耐9.8-14.7kPa的水壓，結合超級拒水整理技術，可使防水透濕性和穿著舒適性有很大的提高。超細纖維的發展伴隨著面料市場的發展，現今沖鋒衣面料市場涵蓋的有：
春亞紡:經、緯線用低彈滌綸絲織成的織物。織物組織為平紋組織。
尼絲紡:又稱尼龍，經、緯線用錦綸絲織成。
塔絲隆:錦綸長絲和錦綸空氣變形絲織成的織物。
麂皮絨:經緯方向只要有一個方向的原料有海島絲的織物。
桃皮絨:經線用滌綸絲、緯線用細旦滌絲織成并經磨毛整理，綢面有明顯絨感的織物.
水洗絨:經、緯線用收縮率不同的滌綸絲織成的、具有絨感的織物。
雪紡:強捻低彈滌綸絲織成。
花瑤:經線一般采用滌綸FDY75D，緯線一般采用滌綸DTY150D，一般緯向加捻，織成的織物。
牛津布:原料為尼龍和滌綸、組織為平紋和斜紋、紗線為單股和雙股，織成的織物。
陽離子:使用陽離子絲織造而成的織物。
色丁:經緯向只要有一方向的原料是有光三角異型絲就可稱為色丁。
為了進一步增強面料的防水效果，適當的拒水整理也是必要的。高密度的特點是透濕性好，柔軟性和懸垂性也較好，但耐水壓較低（一般小于1米）、次品率高、染整加工困難、折邊耐磨擦性較差。由于技術和成本限制的原因，單純靠高密織物來達到防水透濕目的沖鋒衣并不適應市場，而是靠幾種技術的綜合來打造一款具有高性能的產品。
1.2.層壓織物
說到層壓織物不得不提到GORE-TEX面料，它是上種兼具防水性、透氣性和防風性三大性能的面料。它的出現，讓防水與透氣這兩個看似矛盾的特性相融合，通過密封性達到防水效果，并通過化學置換反應達到透氣效果，同時具有防風、保暖功能，在歐美被譽為“世紀之布”。
GORE-TEX薄膜是所有GORE-TEX產品的核心，特點是每平方英寸上有多達90億個微孔，每個微孔的直徑小于一滴水的兩萬分之一。外部的水分都無法透過薄膜，雨雪交加亦能保護穿著者安然無恙。而微孔的大小是水汽分子的700倍，所以汗液能透過微孔輕易地蒸發掉，干爽舒適有保證。這種技術能在防水的同時保證汗液能順利地蒸發到外界。此外，薄膜中還添加了一種疏油性物
質，能防止體油或驅蟲劑對薄膜的損害，這使得用它制成的沖鋒衣更好用，更耐用。
新寶適(Sympatex)是一種擁有超強功能性的環保薄膜，它誕生于二十世紀八十年代，它可以和紡織物、皮革等材料復合，它可以實現100%防風、防水和透氣功能，這是結合了化學與物理的研究成果。它的防水原理是：水及水蒸氣分子含有相同的原子（一個氧原子和兩個氫原子），然而水分子和水蒸氣分子的表現非常不同。當這些分子處于液體狀態時，相互間緊緊吸附。因此，單個分子無法吸附到薄膜分子鏈的正負電荷上。相反的，水蒸汽分子相互間非常獨立，因此，水蒸汽分子能感應相應的正負電荷。這就是為什么單獨一個水蒸汽分子會被吸進薄膜中，從而達到了透濕的效果。主要的是超薄的防水透汽Sympatex膜可以壓到任何紡織品上，這使得含有Sympatex膜的各種沖鋒衣面料流行于市場。但是它的技術是新寶適公司的獨有專利，所以它的價格并不算很親民。
Omni-Tech是著名的沖鋒衣制造商哥倫比亞（Columbia）自行研制的專利布料，該技術是Columbia自行研制的專利布料－布料表面加上DWR（DurableWaterRepellent）防水層，面料底部壓上透氣薄膜，一方面令水無法滲入面料內部，另一方面汗氣可以由透氣膜排出，再配合縫線位置的密封處理。（防水、防雨）能夠令面料做到防風、防水、透氣的功能，主要應用在Columbia沖鋒衣和滑雪服。經過專業測試可以看出，Omni-Tech的防水性能高可以達到20000mm水壓，而一般的雨傘只能夠承受300mm，功能相差50倍。至于透氣方面，Omni-Tech;科技每日可以揮發高達到13000cc水份，比身體每日發汗量（平均1200cc）高出10多倍，因此身體倍感干爽。
從文獻上能夠查到的層壓織物基本均為國外生產，而國內此種面料鮮有報道。近的報道是2003年在寧波有一種聚四氟乙烯層壓織物投入生產，縮短了我國在功能性面料和其他國家的差距。總的來說這種科技型面料的壟斷決定采用此種面料的沖鋒衣價位也是高于采用其他防水透濕技術的沖鋒衣。
1.3.涂層織物
涂層織物可分為親水涂層和微孔涂層織物兩種（TU和TPU）。親水涂層是在織物表面涂上一層親水涂層，由于涂層覆蓋了織物的所有空隙，因而可以防水。如果高分子鏈上有親水鏈段，含量和排列合適，則它們可以與水分子作用，借助氫鍵和其它分子間力，在高濕度一側吸附水分子，通過高分子鏈上親水基因團傳遞到低濕度一側解吸。這使得面料表層直接可以實現防潑水，如杜邦公司的一些防水面料，如TEFLON（特氟隆）。涂層織物一般加工簡單，其特點是透濕小、耐水壓不大。由于原料、工藝及這種方法本身的局限，一直不能解決透濕、透氣和耐水壓、耐水洗之間的矛盾。
聚氨酯微孔防水透濕織物主要采用干法直接涂層、泡沫涂層和濕法凝固涂層等方法制成。聚氨酯親水型防水透濕織物無論是采用溶劑型還是水分散型聚氨酯為涂層劑，均采用直接涂層法或熔融涂層工藝。聚氨酯親水膜防水透濕織物是利用高分子間“孔”和親水基團透濕機制，由于聚氨酯是由軟硬鏈段組成，硬鏈段疏水且能阻止水滴通過，起到防水作用。軟鏈段通常處于高彈態，分子間孔較大，有利于透濕。由于聚氨酯膜中極性基團的存在，水氣分子吸附(溶解)于高濕度側親水性聚氨酯膜的表面，并在極性基團與水氣分子之間的作用下向低濕度側擴散，透過親水性聚氨酯膜并釋放出去。
現在市面賣的大多數低價位沖鋒衣都是采用PU涂層織物，優點是成本低，具有價格優勢，同時配合具有保暖效果的抓絨內膽具有很好的防風、防水、透濕、保暖效果。但它的缺點也是顯而易見的，涂層織物不耐水洗，但是化纖面料又容易沾染污漬，在水洗和防水效果兩者之間易產生矛盾，這是目前亟待解決的問題。目前，由于生活水平的提高，越來越多人喜愛戶外運動，國產沖鋒衣市場也是有巨大的前景，但是國內沖鋒衣大多并沒有科技性面料的支撐，常規涂層對于提升沖鋒衣質量和本身品牌效應作用不大，對于科技面料的研發投入仍需加強。
2.沖鋒衣的功能性檢驗
2.1防水性
我國對于防水方面頒布的標準主要有：GB/T4744-2013《紡織品防水性能的檢測和評價靜水壓法》、GB/T4745-2012《紡織品防水性能的檢測和評價沾水法》、FZ/T01004-2008《涂層織物抗滲水性的測定》等。GB/T4744修改采用ISO811、GB/T4745修改采用ISO4920。GB/T4744以織物承受的靜水壓來表示水透過織物所遇到的阻力，試樣的一面承受一個持續上升的水壓，直到有三處滲水為止，記錄此時的壓力，以kPa或cmH2O來表示，數值越大表明防水性能越好。GB/T4745用于測定各種已經或未經抗水或拒水整理織物表面抗濕性的沾水試驗方法。試樣與水平成45°放置，用規定體積的蒸餾水或去離子水噴淋試樣，通過試樣外觀與評定標準及圖片的比較，來確定其沾水等級。沾水等級分為1~5級，細化沾水等級至半級，1級表示受淋表面全部潤濕，5
級表示受淋表面沒有潤濕，其抗沾水性能好。
2.2透氣性
透氣性是空氣透過織物的能力，以規定的試驗面積、壓降和時間條件下，檢測氣流垂直通過時的速率，單位為mm/s或m/s。值越大表示其透氣性越好。其主要標準有GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測定》、ISO9237:1995、JISL1096等。我國GB/T5453等效采用ISO9237:1995，該標準推薦的試驗面積為20cm2，也可選用5cm2、50cm2或100cm2；服用織物壓降100Pa產業用織物200Pa，如上述壓降達不到或不適用，經協商后可選用50Pa或200Pa壓降。
2.3透濕性
透濕性測試適用于評價織物在一定條件下水蒸氣的透過能力。國內外主要涉及透濕率、透濕度標準：GB/T12704.1-2009《紡織品織物透濕性試驗方法第1部分：吸濕法》和GB/T12704.2-2009《紡織品織物透濕性試驗方法》第2部分：蒸發法》、等。透濕率表示在試樣兩面保持規定的溫濕度條件下，規定時間內垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質量，單位為g/（m2·h）或g/（m2·4h）；透濕度表示試樣兩面保持規定的溫濕度條件下，單位水蒸氣壓差下，規定時間內垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質量，單位為g/（m2·Pa·h）。兩種指標的數值越大表示織物的透濕能力越好。二者主要區別在于吸濕法中透濕杯里放干燥劑，蒸發法中透濕杯里盛蒸餾水。
2.4吸濕速干性
吸濕速干性是把身體產生的汗水迅速吸收，盡量排向外層并盡快揮發，使身體盡量保持干爽的性能。主要標準涉及GB/T21655.1-2008《紡織品吸濕速干性的評定第1部分：單項組合試驗法》、GB/T21655.2-2009《紡織品吸濕速干性的評定第2部分：動態水分傳遞法》、AATCC79等。單項組合試驗法主要評價織物對水的吸水率、滴水擴散時間和芯吸高度表征織物對液態汗的吸附能力，以織物在規定空氣狀態下的水分蒸發速率和透濕量表征織物在液態汗狀態下的速干性能，技術要求見表1。動態水分遞法測試液態水與織物浸水面接觸后，沿織物的浸水面擴散，并從織物的浸水面向滲透面傳遞，同時在織物的滲透面擴散性能，考察含水量的變化與時間的函數。測定液態水動態傳遞狀況，計算得出一系列性能指標，以此評估紡織品的吸濕速干、排汗等性能。
表1吸濕速干性產品技術要求
2.5小結
此外沖鋒衣還有抗紫外和抗靜電性能標準的檢測，但是鑒于防水透濕是我們關注的重點，我們不做過多的展開。我國目前已具有功能性紡織品防水、透氣、透濕、防紫外、防靜電等系列國家標準，已形成完善的功能織物功能性評價標準體系，但針對戶外運動服裝僅推出了一個行業推薦標準SN/T3982.9-
2015《進出口紡織品質量符合性評價方法梭織服裝第9部分：戶外運動服裝標準》，此標準于2016年4月1日實施。沖鋒衣類產品其重要的功能指標尚無相關產品的檢驗規程，對其產品功能技術指標及分類的檢驗缺乏規范要求，因此沖鋒衣類的產品標準還有待進一步完善。
3.防水透濕機理
3.1微孔質擴散機理
微孔質擴散機理是，將織物中的孔隙直徑控制在水蒸氣分子可通過而水滴不能通過的范圍內，從而起到防水透濕的作用。其又可分為孔隙自然擴散機理和微孔透濕機理。孔隙自然擴散機理是織物內外的水汽濃度不同，一般情況下為外低內高，氣體分子通過紗線間孔隙由高濃度向低濃度方向自然擴散是不可逆的過程，其速度取決于織物的厚度、密度及孔隙大小等因素，且符合氣體擴散方程。在文泰爾(Ventile)防雨布之后，超細合成纖維、化學纖維紡絲技術以及織造技術快速發展，使得依靠孔隙自然擴散機理透濕的織物性能有了較大的提高。
微孔透濕機理是利用雨滴直徑和水蒸氣分子直徑相差懸殊，在織物表面形成一層微孔孔徑在兩者之間的高分子薄膜來達到防水目的。與此同時，大量的孔隙和通道在內部相互連成網絡，可以起到透濕的作用。水蒸氣在微孔膜織物中的傳遞是分子擴散過程，根據織物微孔直徑不同，水蒸氣在其中的擴散方式不同，主要有分子擴散、努森擴散和過渡擴散三種形式。具體影響這三種擴散方式的因素各不相同，可以通過微孔孔徑、單位面積孔數、厚度、孔的曲折因數和壓差等對擴散程度進行表征。在穩定的擴散狀態下，理論透濕量與通道的厚度呈反比，與兩側壓差、微孔孔徑、單位面積孔數呈正比。通道彎曲因數大，表示彎曲越多，水蒸氣分子與孔壁碰撞機會越多，微孔傳濕阻力越大，理論透濕量越小。
微孔質擴散理論對應的是高密織物的防水透濕過程，而微孔透濕機理對應解釋的是層壓織物的防水透濕過程。這兩種理論對于上述兩種面料的開發具有理論指導意義。
3.2親水性基團“吸附-擴散-解吸”機理
親水性基團“吸附-擴散-解吸”傳遞是通過在織物上層壓或涂上一種由硬鏈段和軟鏈段組成的共聚物親水性膜實現的。涂層中不存在微孔，主要靠軟鏈段部分具有親水性吸收水汽分子，擴散到薄膜或涂層，通過復雜的分子機理再在另一面釋放(解吸)。在一定溫度和濕度條件下，水分子以薄膜上親水性鏈段的親水基為階梯石，依靠氫鍵和其它分子間作用力，按“吸附-擴散-解吸”
的過程，由高濕度側傳遞到低濕度側，從而達到透濕目的。防水性來自膜本身的連續性和較大的表面張力
利用親水性基團“吸附-擴散-解吸”機理設計的防水透濕織物，固然具有較好的防水防風性和污物細菌阻隔性，但是織物的懸垂性和柔軟性較差，透濕性相對較低，提高織物的透濕性仍是研究的重點之一。
4.國內沖鋒衣市場現狀
從材質來說，大部分采用100%滌綸或者100%錦綸，較為高檔點的采用錦綸，一般的采用滌綸。從衣服結構來看，不再是單一涂層結構，而是走向多功能的復合織物結構。基本采用：（高密織物+涂層+層壓）+（內膽）=可拆卸三合一的方式。這里的層壓技術是在涂層技術上發展起來的，是獲得多功能復合織物的有效手段。層壓織物具有優良的防水透濕性和防風保暖性。并且由于層壓織物中的同材料是相互獨立的，因此，具有設計靈活，選材范圍廣，污染少等優點，層壓織物已成為防水透濕織物的主流。它又包括：
1濕法層壓：濕法層壓是通過涂覆、噴灑等方法在織物或薄膜上涂覆黏合劑，并使二者復合，然后烘干溶劑或水分
2干法層壓：干法層壓是將織物與薄膜用熱熔膠黏合劑復合
3干濕法層壓：干濕法層壓是在面料與膜間采用干法涂層，而在膜與里料之間采用濕法涂層，使微孔膜不易被油脂和雜質沾污。
國內沖鋒衣的宣傳方式是盡量忽略面料材質、拒水防風等原理性質的宣傳，只是說采用科技面料等一知半解的說法迷惑人。偏向于衣服設計方面宣傳，包括拉鏈設計、帽領設計、袖口魔術貼等，而這些并沒有多少科技含量。另外很大一部分篇幅是介紹抓絨內膽的，賣點是：克重增加、雙面搖粒絨等。而內膽的大部分作用是保暖，這與沖鋒衣重點突出的防風拒水特性有偏離。
而從價格和質量上來看也是良莠不齊的，價格從一百多到一千價位的都有，而質量也是千差萬別。
總的來說就是國內市場眾多國產品牌興起，但多是服裝設計或者加工類的自主品牌，沒有面料研發投入，導致產品附加值不高，導致低價位、低質量的沖鋒衣廣泛存在，國產沖鋒衣走向高端還需時日。
4.結語
本文從沖鋒衣的面料類型、檢測標準以及防水透濕機理三個方面對沖鋒衣面料進行了簡單介紹。目前國內沖鋒衣市場形式大好，但市場上沖鋒衣產品質量良莠不齊，假冒偽劣屢見不鮮。一些劣質沖鋒衣根本不具備防水、透氣、防風、保暖、耐磨、防紫外等功能，夸大宣傳、欺詐消費者的現象有發生，此外沖鋒衣的涂層或染料含有超量甲醛、可分解芳香胺等有害物質等問題不容忽視，監管部門應加大對此類商品的檢驗監管力度。同時，質量管理標準仍舊不完善，存在疏漏現象。我國對沖鋒衣類功能性紡織品產品標簽標識未提出具體標準要求，亦缺乏沖鋒衣功能描述標準，給沖鋒衣市場質量監管及消費者維權帶來諸多不便。因此我國在沖鋒衣功能性標簽標識方面應盡快出臺相應的技術標準規范，指導規范市場沖鋒衣類戶外產品的功能性標簽標識標注，為執法部門提供必要技術支撐。TnypZ4X
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