户外服装面料防风功能的评价及应用

由于户外、野外环境复杂多变，户外服装大多需要考虑功能性，比如户外运动发热量大、汗液蒸发多，服装应散热、透气、透湿性能良好；户外难免风雪雨雾，服装防水也是基本功能要求；野外风大，服装应具有防风功能，以保持人体的基本温度等。

1 引言

近年来，随着全民健身和休闲运动的兴起，参加户外休闲运动的人越来越多，旅行、野营、各类野外挑战甚至极限运动等日益受到追捧和青睐。由于户外、野外环境复杂多变，户外服装大多需要考虑功能性，比如户外运动发热量大、汗液蒸发多，服装应散热、透气、透湿性能良好；户外难免风雪雨雾，服装防水也是基本功能要求；野外风大，服装应具有防风功能，以保持人体的基本温度等[1]。不同于防水、透湿透气等功能，虽然业内很多文献有提到户外服装应具有防风功能，但是国内外现有相关标准中很少有对防风功能的考核评价要求，导致市场上宣传具有防风或防风多功能的产品种类繁多、鱼龙混杂，评价标准不统一，不利于行业健康有序地发展。本文对户外服装面料防风性功能评价指标、国内外相关测试方法和国内产品标准中防风功能的评价要求进行梳理，分析了部分典型防风面料的检测数据。

2 面料防风性功能表征及相关标准方法比较

面料的防风性，顾名思义就是面料能抵抗或阻止空气透过的性能。目前基本是通过考核面料的透气性来表征。面料的透气性越差，其防风性就越好；面料的透气性越好，其防风性越差。

面料的透气性是指空气透过面料的性能，现有标准中一般用在规定的试验面积、压降和时间条件下，气流垂直通过试样的速率来表示。表1列出了不同国家或市场常用的面料透气性的测试标准，这些标准也是市场上常用考核面料防风性的测试标准。

表1 测试面料透气性的标准

这些标准除了日本JIS L1096 方法B外，测试面料透气性的原理基本一致，是指在规定的压降条件下，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，计算出透气率。其中气流速率可以直接测得，也可通过测定流量孔径两面的压差换算得到。表2 列出了不同国家测试标准的主要参数和单位表述间的异同。我们可以看出， 国标GB/T 5453—1997、 ISO 9237—1995 和 JIS L1096—2010 方法C三者基本等同；美国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在测试面积、测试压强和测试次数的选择上和ISO 9237—1995或ASTM D737-18均存在细微差异。而JISL 1096—2010方法A 用Frazier（弗雷泽）型透气测试仪，方法B用Gurley（格利）型透气测试仪，这两种特定的仪器在日常测试中被市场采用的少，并不常见。

通常来说针对不同的市场，客户习惯要求选用该国市场国家的透气性标准用于评价面料的防风性功能。比如美国市场的客户一般要求采用ASTM D737的标准， 欧盟的客户常选用ISO 9237标准，如果是在国内市场上销售，需按照国内相关产品标准的要求，建议选择国标GB/T 5453。

3 国内标准对服用面料的防风性能要求

目前国内纺织服装相关标准中仅有少数产品标准提到防风性功能的要求，涉及纺织服装防风性要求的产品标准主要有FZ/T 81010—2018《风衣》、GB/T 29869—2013《针织专业运动装通用技术要求》、FZ/T 14023—2012《涤（锦）纶防水透湿雨衣面料》和FZ/T 01149—2019《纺织品 防风透湿性能的评定》，标准中相关要求见表3。

表2 国内外透气性测试方法比较

表3 产品标准规定相关防风功能要求

由表3可知，对于特定产品的服装，如风衣、专业运动服，当该产品明示具有防风或防风透湿相关功能时，就需要对透气率指标进行考核，透气率应≤50mm/s；对于满足FZ/T 14023—2012中规定的涤纶或锦纶机织物为主的防水透湿雨衣面料，透气率应≤1 mm/s，具有良好的防风性。由此可见，国内目前对于不同的产品，标准中规定的防风性的要求不尽相同，对于户外服装产品，没有统一明确的评价标准。

值得一提的是，2019年底工信部发布了纺织行业推荐性标准FZ/T 01149—2019《纺织品 防风透湿性能的评定》，该标准于今年7月1日实施。标准明确了防风透湿性能的定义，是指织物既能抵抗空气透过，又能将水蒸气排出的性能。顾名思义它是面料防风性和透湿性的组合功能，具有防风透湿性能的产品可以防止冷空气进入到织物内部，同时人体散发的汗气能以水蒸气的形式通过织物传递到外面，从而避免了汗气集聚冷凝在织物和体表之间给人体带来不舒适感。标准通过测试面料的透气率和透湿率表征产品防风透湿性能，可划分为3个等级：I级是指产品具有一般的防风透湿性能，透气率要求≤140mm/s，透湿率要求≥2500g/(m2·24h)；II级是指产品具有较好的防风透湿性能，透气率要求≤50mm/s，透湿率要求≥4000g/(m2·24h)；III级是指产品具有优异的防风透湿性能，透气率要求≤10mm/s，透湿率要求≥6000 g/(m2·24h)。由此可见，从I级到III级不同等级的产品透气率要求不一样，透气率越低，防风性能相对就越好。能达到III级（透气率≤10mm/s）的面料，主要是适用于防水透湿雨衣、冲锋衣、GOTEX的Windstopper系列产品、其他含涂层或膜户外服装产品；达到II级（透气率≤50mm/s）的面料，主要适用于部分贴膜或涂层的针梭织软壳类织物、梭织高密织物、风衣、针梭织对贴软壳类面料等；达到I级（透气率≤140mm/s）的面料，主要适用于普通夹克、针梭织对贴软壳类面料、针织高弹高密绒类织物等。

另外，针对耐久性产品，产品不仅洗涤前需要测试，经过5次水洗后还需再进行测试，产品洗前和洗后均应达到相应等级要求。相应功能及等级应在产品的使用说明上进行明示，如是耐久性产品，也应明示“耐久性产品”。

4 目前市面上常见防风面料的现状水平和类别

目前市场上宣传带有防风功能的产品常见有风雨衣、冲锋衣、风衣、防寒服、软壳面料的户外服装、夹克等。笔者调研和收集了宣称具有防风功能的部分典型面料，并按GB/T 5453的规定，选用100Pa的压降和20cm2的试验面积， 测定这些面料的透气率，以了解市场上防风面料的类别及质量水平。有关产品、面料及相关测试数据见表4。

由表4可知，目前市面上宣传防风功能的产品，其面料透气率主要在0～100mm/s之间的，也有透气率大于100mm/s，甚至高达500mm/s以上，透气率数值差异非常大。从测试数据看，透气率小的面料，主要有三类：高密织物、涂层织物和层压覆膜织物。这是因为面料的透气性取决于面料中孔隙的大小、多少以及分布，与纤维的截面形态、纱线细度与体积重量，织物和针织物的密度、厚度、组织与表面特征，以及染整后加工处理等有关[2]，特别是经过整理（涂层或层压覆膜）的面料，面料组织结构之间的孔隙被连续的高聚物薄膜覆盖或者面料表面被成膜剂覆盖，织物之间的联通性大大降低，导致透气性变差，提高了防风性能[3]。一些涂层织物，TPU及PU覆膜复合织物经测试，透气率为0， 而微孔膜层压复合织物，透气率也非常小。

表4 宣传具有防风功能产品的透气率测试数据

高品质的面料不是仅满足防风这单一功能，而是防风透湿、防风保暖、防风防水透湿等多功能的组合，代表性面料有美国WL Gore & Associates公司生产的Gore-Tex、Windstopper® 等系列产品，Gore-Tex面料是在上世纪70年代中期开发的一种膨体聚四氟乙烯（ePTFE）复合面料，由Gore-Tex薄膜和柔软透湿的内层面料和耐磨透湿的外层面料复合而成，这就是经典的Gore-Tex三层结构。面料轻薄结构紧密，具有极佳的防风效能；同时每平方厘米薄膜上分布有超过14亿个远远小于水滴直径的孔径，却又比单个水分子大得多的不规则微孔（一般微孔直径在0.2μm～ 5μm即可），这就使面料在具有相当的防风性能的同时，又具有一定的防水透湿性能[4]。当微孔（一般小于2μm）涂层膜的两面存在气压差和温度梯度时，空气和水蒸气则可由贯通的微孔渠道通过。由该面料制成的衣服具有防风防水透湿的功能，特别适合各种户外运动时穿着。Windstopper® 膜三层结构的构造与Gore-Tex类似，只是更加强调透湿性能，具有优异的防风透湿功能， 例如Windstopper® 抓绒系列防风保暖，适用于寒冷天气，而面布系列，适用于较暖和的天气。层压覆膜面料多功能作用机理不同于Gore-Tex为代表的多微孔膜复合面料，德国新保适Sympatex® 面料就是另一类产品，它是由一种封闭无孔亲水共聚多醚酯薄膜和载体织物复合在一起形成的复合物。Sympatex®面料主要利用薄膜无孔的特性，水分子和风不能直接透过，达到防风防水的效果。而透湿效果主要通过其亲水性链段吸收人体体表散发的湿气，借助亲水性链段的运动，将湿气由内部迅速向外扩散（即由高压向低压扩散），以达到透湿的目的[5]。

5 结束语

随着人们需求的不断上升， 户外服装多功能化发展的趋势越来越明显，要求也越来越高。近年来，很多户外服装企业或户外运动品牌都在销售具有防风性或防风多功能的产品，然而评判标准不统一，不利于各品牌间的公平竞争。建议相关户外运动服装企业根据自身产品的特点和性能要求，参照行业新颁布的FZ/T 01149—2019《纺织品防风透湿性能的评定》进行相应等级的宣称和标注。

同时建议标准化部门应尽快完善户外服装产品标准，明确防风及其相关功能的判定要求，使企业能更好地选用标准，为消费者服务。