运动休闲纺织品之制造与评估(三)
[b](三)防护层-透湿防水[/b] 运动休闲活动经常会面临外界环境中气候因子的剧烈变化,甚至是严峻考验,所以防护的功能非常重要,以阻挡雨、雪、风、岩石树枝的摩擦等,但是身体的湿气仍然会持续散发,需要「可呼吸」的防风拨水或透湿防水机能性布料。透湿防水的织物是能够让身体产生的气态汗水由衣服内往外发散,而不会有闷热潮湿的感觉,同时防止外部的液态雨水渗入,这样互相冲突的功能能够同时存在,其原理是水蒸气分子直径约0.0004μ,雨水水分子直径约100-3000μ,而织物上贴合的多孔薄膜,孔洞直径约0.2~10μ,介于二者间,达到让水蒸气通过而防止雨水进入的效果。其作用机制如图14所示。[center]图14、透湿防水机能作用机制示意图[/center]1、防水处理之高密度织物 又称为「组织防水」织物,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),再依据不同市场之防水需求施予不同配方及条件之拨水剂与填塞剂,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。以高密度织物作基材,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1000~2000mmH2O之织物,适用于运动休闲外套、风衣、羽毛衣等产品。 2、涂层(涂布/贴合)织物 就制程而言,又可区分为直接涂布、泡沫涂布、湿式涂布及薄膜贴合等;若以膜层构造而言,则区分为无孔质亲水性膜层、与微多孔疏水性膜层,其透湿防水机能指标,则因制程与配方之差异而各具特色,其湿阻抗Ret值约5~20,耐水压2000~10000mmH2O,适用于专业运动外套、运动用风衣、耐候性外衣、滑雪衣、登山外套等产品。(1)、无孔质亲水性膜层 涂层织物之透湿防水机能性指标的高低除与其涂层制程相关外,膜层构造是透湿性与防水性之关键,以无孔质亲水性膜层为例,利用PU树脂主链上之亲水性官能基集团,达到透湿效果,其孔径小于0.001μm达到其防水效果,其加工方式可透过直接涂布或转移贴合完成无孔质亲水性膜层织物,其透湿性较微多孔疏水性膜层织物为低,防水性与耐水洗性较微多孔疏水性膜层织物为高,但涂层织物若不经后涂布与拨水加工,则易于遇水后膨润(Swelling)导致膜层耐磨性下降而剥离。其作用机制如图15所示。[center][/center][center]图15、无孔质亲水性膜层作用机制示意图[/center](2)、微多孔疏水性膜层 以微多孔疏水性膜层为例,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部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0.1~3μm,如图16。另一种方式为利用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(Le Chatelier’s Principle)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0.5~2μm,如图17,为使其防、拨水效果更加提升,可于涂层表面再施予氟素拨水剂处理。至于聚四氟乙烯(PTFE)树脂膜层,一般俗称铁氟龙,其制程为将聚四氟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,其孔径小于0.2μm,如图18,透湿防水机能优异,但缺乏弹性,适用于贴合织物,另其孔隙易于受盐分、界面活性剂与人体油脂阻塞,而降低其机能性,因此市售商品多采二层或三层贴合织物。[center][/center][center]图16、W/O乳化型树脂微多孔涂层织物[/center][center][/center][center]图17、PU树脂湿式凝固型微多孔涂层织物[/center][/center][center]图18、聚四氟乙烯(PTFE)树脂膜层[/center](四)机能性 作为运动休闲服装,除了基本的生理温热舒适性需求外,还有许多实际应用时的问题待解决,因此出现诸多机能性纺织品,如耐摩擦、活动自如、易处理、质轻、抗菌防臭、抗紫外线等。兹就对于运动休闲最有必要考虑的抗菌防臭与抗紫外线机能性作一说明。1、抗菌防臭 抗菌防臭加工主要是以人体分泌物附着的贴身衣物及袜子等为主,因运动流汗量大,容易有异味,不易去除,故抑止细菌繁殖来防止分泌物腐败发酵而达到防臭效果,尤其针对抑止对人体有害的细菌繁殖,可防止纤维材料因微生物而引起着色、变色、脆裂等,不但在衣物保管过程中免于受到微生物侵袭,且可防止衣服产生体味、恶臭,并防止皮肤传染病的发生,如香港脚等。 抗菌防臭依细菌消灭的程度不同,可分为完全灭菌的「杀菌」、部分灭菌的「消毒」,及抑制细菌数量增加的「抑菌」等。其加工包括以甲壳素、无机金属、磷酸盐等,经由纤维或混入、后处理等方式达成,除了需评估产品的抗菌效果、耐久性外,还需考虑对于人体的安全性。主要菌种包括:(1)、金黄色葡萄球菌—分布于人类皮肤、黏膜、消化器、空气、水、牛奶中(2)、大肠杆菌—分布于人类及哺乳类肠道内,分解葡萄糖及乳糖(3)、绿脓杆菌—分布于污水、废水中,在伤口繁殖 评估方法在日本设有纤维制品加工协议会制订基准,并对符合其基准的制品授与「SEK」抗菌标示。依据抗菌产品的杀菌方式不同而有不同的评估方法,溶出型抗菌采用抑菌圈法(Hola)、菌数测定法;非溶出型采用摇瓶法等。[b]2、抗紫外线与光遮蔽清凉织物[/b] 运动休闲接触到阳光的机会很多,根据澳洲南韦尔斯大学的研究报告指出,在澳洲每年有超过一千人死于皮肤癌,更有高达三分之二的人口有类似皮肤癌的征兆,使我们想到南极上方的臭氧层破洞,以及阳光中的紫外线无法被过滤而对皮肤及生态造成的伤害。太阳光是紫外线的主要来源,照射到地表的阳光中有42.1%为红外线,51.8%的可见光,以及6.1%的紫外线,紫外线依波长不同又分为A、B、C三种,在6.1%中,UV-A约为5.6%,UV-B约0.5%,而UV-C在大气层中几乎已被吸收光,所以含量几乎为0,其波长范围与影响如下:(1)、UV-A:400~320nm,深入皮肤内部,使其老化松弛,出现皱纹(2)、UV-B:320~290nm,使黑色素产生,晒黑并晒伤(3)、UV-C:290~180nm,仅达表皮,但伤害强大,致癌 紫外线防护纤维制品开发之考虑为:紫外线遮蔽性佳、日光下穿着舒适凉爽且不损及一般物性与手感、安全不引起皮肤过敏、耐久且可与其它加工并用等。 其原理是:「吸收」—使用有机物吸收剂吸收光线;或是「反射」—使用无机的金属氧化物散乱剂之陶瓷微粒,使光线反射、散射。布匹未经防紫外线加工亦有约60%的遮蔽率,但阳光强烈照射下,单件衣服的遮蔽程度显然是不足的,而夏季轻薄、浅色的布料更容易被穿透,加上还有其它未被衣服遮住的部分,因此抗紫外线素材的应用除了一般衣着、运动休闲服、泳衣等,还有阳伞、帽子、窗帘等。在遮蔽紫外线的同时,还可遮档热线,达到清凉的效果。 目前最主要的评估方式是使用澳洲标准:AS/NZ 4399:1996,其表示是用UPF—UVR Protection Category,分类与等级如下:(1)、UPF 15-24:Good protection(2)、UPF 25-39:Very good protection(3)、UPF 40-50,以上:Excellent protection
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