戶外服裝面料防風功能的評價及應用

由于戶外、野外環境復雜多變，戶外服裝大多需要考慮功能性，比如戶外運動發熱量大、汗液蒸發多，服裝應散熱、透氣、透濕性能良好；戶外難免風雪雨霧，服裝防水也是基本功能要求；野外風大，服裝應具有防風功能，以保持人體的基本溫度等。

1 引言

近年來，隨著全民健身和休閑運動的興起，參加戶外休閑運動的人越來越多，旅行、野營、各類野外挑戰甚至極限運動等日益受到追捧和青睞。由于戶外、野外環境復雜多變，戶外服裝大多需要考慮功能性，比如戶外運動發熱量大、汗液蒸發多，服裝應散熱、透氣、透濕性能良好；戶外難免風雪雨霧，服裝防水也是基本功能要求；野外風大，服裝應具有防風功能，以保持人體的基本溫度等[1]。不同于防水、透濕透氣等功能，雖然業內很多文獻有提到戶外服裝應具有防風功能，但是國內外現有相關標準中很少有對防風功能的考核評價要求，導致市場上宣傳具有防風或防風多功能的產品種類繁多、魚龍混雜，評價標準不統一，不利于行業健康有序地發展。本文對戶外服裝面料防風性功能評價指標、國內外相關測試方法和國內產品標準中防風功能的評價要求進行梳理，分析了部分典型防風面料的檢測數據。

2 面料防風性功能表征及相關標準方法比較

面料的防風性，顧名思義就是面料能抵抗或阻止空氣透過的性能。目前基本是通過考核面料的透氣性來表征。面料的透氣性越差，其防風性就越好；面料的透氣性越好，其防風性越差。

面料的透氣性是指空氣透過面料的性能，現有標準中一般用在規定的試驗面積、壓降和時間條件下，氣流垂直通過試樣的速率來表示。表1列出了不同國家或市場常用的面料透氣性的測試標準，這些標準也是市場上常用考核面料防風性的測試標準。

表1 測試面料透氣性的標準

這些標準除了日本JIS L1096 方法B外，測試面料透氣性的原理基本一致，是指在規定的壓降條件下，測定一定時間內垂直通過試樣給定面積的氣流流量，計算出透氣率。其中氣流速率可以直接測得，也可通過測定流量孔徑兩面的壓差換算得到。表2 列出了不同國家測試標準的主要參數和單位表述間的異同。我們可以看出， 國標GB/T 5453—1997、 ISO 9237—1995 和 JIS L1096—2010 方法C三者基本等同；美國ASTM D737-18和加拿大CAN/CGSB-4.2 No.36-M89基本等同；澳洲AS 2001.2.34—1990在測試面積、測試壓強和測試次數的選擇上和ISO 9237—1995或ASTM D737-18均存在細微差異。而JISL 1096—2010方法A 用Frazier（弗雷澤）型透氣測試儀，方法B用Gurley（格利）型透氣測試儀，這兩種特定的儀器在日常測試中被市場采用的少，并不常見。

通常來說針對不同的市場，客戶習慣要求選用該國市場國家的透氣性標準用于評價面料的防風性功能。比如美國市場的客戶一般要求采用ASTM D737的標準， 歐盟的客戶常選用ISO 9237標準，如果是在國內市場上銷售，需按照國內相關產品標準的要求，建議選擇國標GB/T 5453。

3 國內標準對服用面料的防風性能要求

目前國內紡織服裝相關標準中僅有少數產品標準提到防風性功能的要求，涉及紡織服裝防風性要求的產品標準主要有FZ/T 81010—2018《風衣》、GB/T 29869—2013《針織專業運動裝通用技術要求》、FZ/T 14023—2012《滌（錦）綸防水透濕雨衣面料》和FZ/T 01149—2019《紡織品 防風透濕性能的評定》，標準中相關要求見表3。

表2 國內外透氣性測試方法比較

表3 產品標準規定相關防風功能要求

由表3可知，對于特定產品的服裝，如風衣、專業運動服，當該產品明示具有防風或防風透濕相關功能時，就需要對透氣率指標進行考核，透氣率應≤50mm/s；對于滿足FZ/T 14023—2012中規定的滌綸或錦綸機織物為主的防水透濕雨衣面料，透氣率應≤1 mm/s，具有良好的防風性。由此可見，國內目前對于不同的產品，標準中規定的防風性的要求不盡相同，對于戶外服裝產品，沒有統一明確的評價標準。

值得一提的是，2019年底工信部發布了紡織行業推薦性標準FZ/T 01149—2019《紡織品 防風透濕性能的評定》，該標準于今年7月1日實施。標準明確了防風透濕性能的定義，是指織物既能抵抗空氣透過，又能將水蒸氣排出的性能。顧名思義它是面料防風性和透濕性的組合功能，具有防風透濕性能的產品可以防止冷空氣進入到織物內部，同時人體散發的汗氣能以水蒸氣的形式通過織物傳遞到外面，從而避免了汗氣集聚冷凝在織物和體表之間給人體帶來不舒適感。標準通過測試面料的透氣率和透濕率表征產品防風透濕性能，可劃分為3個等級：I級是指產品具有一般的防風透濕性能，透氣率要求≤140mm/s，透濕率要求≥2500g/(m2·24h)；II級是指產品具有較好的防風透濕性能，透氣率要求≤50mm/s，透濕率要求≥4000g/(m2·24h)；III級是指產品具有優異的防風透濕性能，透氣率要求≤10mm/s，透濕率要求≥6000 g/(m2·24h)。由此可見，從I級到III級不同等級的產品透氣率要求不一樣，透氣率越低，防風性能相對就越好。能達到III級（透氣率≤10mm/s）的面料，主要是適用于防水透濕雨衣、沖鋒衣、GOTEX的Windstopper系列產品、其他含涂層或膜戶外服裝產品；達到II級（透氣率≤50mm/s）的面料，主要適用于部分貼膜或涂層的針梭織軟殼類織物、梭織高密織物、風衣、針梭織對貼軟殼類面料等；達到I級（透氣率≤140mm/s）的面料，主要適用于普通夾克、針梭織對貼軟殼類面料、針織高彈高密絨類織物等。

另外，針對耐久性產品，產品不僅洗滌前需要測試，經過5次水洗后還需再進行測試，產品洗前和洗后均應達到相應等級要求。相應功能及等級應在產品的使用說明上進行明示，如是耐久性產品，也應明示“耐久性產品”。

4 目前市面上常見防風面料的現狀水平和類別

目前市場上宣傳帶有防風功能的產品常見有風雨衣、沖鋒衣、風衣、防寒服、軟殼面料的戶外服裝、夾克等。筆者調研和收集了宣稱具有防風功能的部分典型面料，并按GB/T 5453的規定，選用100Pa的壓降和20cm2的試驗面積， 測定這些面料的透氣率，以了解市場上防風面料的類別及質量水平。有關產品、面料及相關測試數據見表4。

由表4可知，目前市面上宣傳防風功能的產品，其面料透氣率主要在0～100mm/s之間的，也有透氣率大于100mm/s，甚至高達500mm/s以上，透氣率數值差異非常大。從測試數據看，透氣率小的面料，主要有三類：高密織物、涂層織物和層壓覆膜織物。這是因為面料的透氣性取決于面料中孔隙的大小、多少以及分布，與纖維的截面形態、紗線細度與體積重量，織物和針織物的密度、厚度、組織與表面特征，以及染整后加工處理等有關[2]，特別是經過整理（涂層或層壓覆膜）的面料，面料組織結構之間的孔隙被連續的高聚物薄膜覆蓋或者面料表面被成膜劑覆蓋，織物之間的聯通性大大降低，導致透氣性變差，提高了防風性能[3]。一些涂層織物，TPU及PU覆膜復合織物經測試，透氣率為0， 而微孔膜層壓復合織物，透氣率也非常小。

表4 宣傳具有防風功能產品的透氣率測試數據

高品質的面料不是僅滿足防風這單一功能，而是防風透濕、防風保暖、防風防水透濕等多功能的組合，代表性面料有美國WL Gore & Associates公司生產的Gore-Tex、Windstopper? 等系列產品，Gore-Tex面料是在上世紀70年代中期開發的一種膨體聚四氟乙烯（ePTFE）復合面料，由Gore-Tex薄膜和柔軟透濕的內層面料和耐磨透濕的外層面料復合而成，這就是經典的Gore-Tex三層結構。面料輕薄結構緊密，具有極佳的防風效能；同時每平方厘米薄膜上分布有超過14億個遠遠小于水滴直徑的孔徑，卻又比單個水分子大得多的不規則微孔（一般微孔直徑在0.2μm～ 5μm即可），這就使面料在具有相當的防風性能的同時，又具有一定的防水透濕性能[4]。當微孔（一般小于2μm）涂層膜的兩面存在氣壓差和溫度梯度時，空氣和水蒸氣則可由貫通的微孔渠道通過。由該面料制成的衣服具有防風防水透濕的功能，特別適合各種戶外運動時穿著。Windstopper? 膜三層結構的構造與Gore-Tex類似，只是更加強調透濕性能，具有優異的防風透濕功能， 例如Windstopper? 抓絨系列防風保暖，適用于寒冷天氣，而面布系列，適用于較暖和的天氣。層壓覆膜面料多功能作用機理不同于Gore-Tex為代表的多微孔膜復合面料，德國新保適Sympatex? 面料就是另一類產品，它是由一種封閉無孔親水共聚多醚酯薄膜和載體織物復合在一起形成的復合物。Sympatex?面料主要利用薄膜無孔的特性，水分子和風不能直接透過，達到防風防水的效果。而透濕效果主要通過其親水性鏈段吸收人體體表散發的濕氣，借助親水性鏈段的運動，將濕氣由內部迅速向外擴散（即由高壓向低壓擴散），以達到透濕的目的[5]。

5 結束語

隨著人們需求的不斷上升， 戶外服裝多功能化發展的趨勢越來越明顯，要求也越來越高。近年來，很多戶外服裝企業或戶外運動品牌都在銷售具有防風性或防風多功能的產品，然而評判標準不統一，不利于各品牌間的公平競爭。建議相關戶外運動服裝企業根據自身產品的特點和性能要求，參照行業新頒布的FZ/T 01149—2019《紡織品防風透濕性能的評定》進行相應等級的宣稱和標注。

同時建議標準化部門應盡快完善戶外服裝產品標準，明確防風及其相關功能的判定要求，使企業能更好地選用標準，為消費者服務。