帳篷、沖鋒衣、背包最重要的功能之一是在雨天讓你保持幹爽,這一功能是通過使用防水織物來實現的。
例如,在傳統的雙層帳篷中,外帳一般都有防水塗層,帳篷的地墊也是帶有防水塗層的織物。
通常在高端帳篷中使用尼龍,在較便宜的帳篷中使用聚酯。
然而,單靠機織織物是不能夠防水的,生産防水織物的最常見方法是在織物上塗上防水塗層,塗層是一種液體,該液體粘附在織物上,然後固化,使織物防水。
織物在染色和整理後,織物塗層機将施加一層或多層塗層(有時在織物的每一面使用不同的塗層)。
不同的塗層具有不同的特性,使其成為特定應用的理想選擇。
織物的重量和成分以及預期用途都是塗層選擇的重要因素。
在本文中,我們将通過帳篷中最常見的防水塗料進行闡述與對比,包括:聚氨酯 (PU) 、聚醚聚氨酯 (PE)和有機矽, 以及它們的組合。
一、防水性能的量化标準:
在探讨防水塗層之前,我們先來了解一下戶外行業是如何量化防水性能的。
防水性通常使用靜水壓頭(HH) 來測量。
形象化一點來說,想象有一個高大的管子,其底端有一塊織物,管子裡充滿水,直到它浸透織物,水開始滲透織物時管中水的高度(以毫米為單位)稱為靜水壓頭等級。
這就是為什麼防水的單位是毫米(mm),如果織物的靜水壓頭等級為1000毫米或更多,則通常認為織物是防水的。
二、防水塗層的其他屬性:
防水塗層在特定的應用中,比如帳篷與沖鋒衣選擇塗層時,塗層還有幾個必須考慮的屬性:
1、防水性:
雖然PU、PE、矽膠三種主要塗層都是防水的,但有些材料不能達到非常高的靜水壓頭等級,有些材料會吸收水分,或者在長時間暴露于潮濕空氣時也會“濕透”。
2、耐久性:
塗層會通過增強或降低織物的彈性來影響織物的撕裂強度。
3、壽命:
塗層的壽命是有限的,黴菌生長和水解(塗層分解)等因素比其他因素更容易影響某些塗層。
4、接受阻燃劑的能力:
在将塗層應用于織物之前,必須将阻燃化學品與塗層混合,阻燃化學品隻能與PU和PE材料結合使用,不能與有機矽結合使用。
三、聚氨酯 (PU):
聚氨酯是一類廣泛的聚合物,包括三種常見織物塗層中的兩種:聚酯聚氨酯 (PU) 和聚醚聚氨酯( PE / PeU )。
因為PU比PE更常見,當戶外行業說“聚氨酯”時,他們一般是在談論聚酯聚氨酯(PU)。
1、PU塗層的優點:
PU 提供了均衡的屬性平衡,這就是為什麼它是迄今為止最受歡迎的帳篷面料防水塗層。
PU 可以達到高靜水壓頭等級,可以接受符合CPAI-84 标準的阻燃劑,價格便宜,并且不會像PE塗層那樣降低織物的撕裂強度。
對于會暴露在大量濕氣中的帳篷,經常使用PU塗層,它們可以達到超過10000毫米的靜水壓頭額定值,并且在各種條件下都能很好地工作。
2、PU的缺點:
PU的第一個缺點是它會降低所用織物的撕裂強度,發生這種情況是因為塗層影響織物的滑動方式,壓力更加集中,織物更容易撕裂。
長期防水性是PU塗料的另一個缺點,但PU塗層實際上是親水的,如果他們長時間接觸水,它們會慢慢吸收水,如果環境中有足夠的水分,水最終會浸透PU塗層并穿過織物,導緻塗層織物漏水。
但是,水實際滲入帳篷而言,這很少成為問題,因為這個過程非常緩慢,如果你在特别潮濕的地區或帳篷下積水的地方長時間露營,可能會出現問題。
氣味是PU塗層水解反應的副産物,塗層發生水解或水解的傾向被稱為水解穩定性,在這裡讨論的三種塗層(PU、PE 和有機矽)中,PU塗層的水解穩定性最差。
随着時間的推移,PU塗層會與空氣中的水分發生反應(該過程會因熱量而加速)并分裂聚酯聚氨酯分子,該反應的産物有異味,我們許多人也體驗過從舊帳篷中散發出的惡臭異味。
因此,将帳篷存放在陰涼、幹燥、黑暗的地方可以盡可能地延緩水解反應,但這個反應是遲早會發生的,臭味是不可避免的。
帶有PU塗層的織物基本上都具有保質期,這可能需要十年或更長時間,但即使你非常小心地對待它,它最終也會水解。
3、SiL/PU塗層:
PU塗層通常與有機矽塗層一起應用于帳篷中,這種組合通常被稱為sil/PU,這類織物的一側(通常是内側)塗有PU,另一側塗有矽膠。
這種組合兼具了有機矽的一些優點(更疏水、更好的長期防水性等),然而,這也有一些缺點。
首先,sil/PU織物的撕裂強度仍然低于塗層前織物的撕裂強度,這主要因為有PU。
此外,由于兩種塗層不是同時附着上的,因此,在織物的每一側實現理想的厚度是一個棘手的問題。
不能讓有機矽完全滲透到織物中,如果浸入太深,可能會導緻PU塗層附着力降低,因為幾乎沒有東西能附着在矽膠上(這就是為什麼矽膠是許多工業潤滑劑的首選材料),如果将PU塗層附着于有機矽飽和的織物,它可能會過早剝落,從而導緻防水性受損。
四、聚醚聚氨酯(PE):
聚醚聚氨酯(PE)是用于戶外應用的聚氨酯系列中的另一個成員,它遠不如PU常見,是因為它更貴一些。
PE與PU具有相似的特性,但防水性、耐用性和壽命都優于PU材料,一般來說,PE用于更惡劣環境下的大帳篷。
PE也是探險帳篷中相當受歡迎的地墊面料選擇,在這種情況下,重量不太重要,長期耐用性至關重要。
PE塗層同樣會損降低物的撕裂強度,但是,它不像PU塗料那樣吸水,它具有疏水性,即使與水長時間接觸,它也不會被浸濕。
就耐用性而言,PE塗層織物具有極強的防黴性能,因為塗層使織物内部保持幹燥,所以沒有水分來支持黴菌生長。
與PU塗料相比,PE塗層的另一大優勢是其出色的水解穩定性,它們更不易被水解。
如果你擔心長期耐用性,或者你主要将在炎熱潮濕的地方使用帳篷,請考慮使用PE塗層織物的帳篷,雖然PE材料并不是那麼容易選擇,因為它們還沒有被行業完全接受,但是,預計PE塗層的産品會變得越來越流行。
五、矽酮(有機矽):
有機矽是在當下有着廣泛應用的一類化合物,它有不粘、化學惰性、疏水等化學特性,這使其成為防水帳篷織物的優良材料。
為了将純有機矽塗層與sil/PU塗層區分開來,它們通常被稱為sil/sil織物,這表明在織物的兩面都塗有有機矽。
使用有機矽塗層的織物有特别多名稱,如,silnylon(指已塗有有機矽的尼龍)和silpoly(指有機矽塗層聚酯)。
與聚氨酯(PU和PE)不同,有機矽是一種無機聚合物,構成有機聚合物的分子具有碳主鍊,而有機矽則圍繞高度穩定的Si-O鍵構建,這是有機矽化學惰性的基礎。
有機矽不太容易與其他化合物發生反應(例如水解),這就是為什麼可以制造出可安全用于烹饪工具或人體植入物等應用的矽膠。
可應用于織物的有機矽的量受織物厚度的限制,所以有機矽塗層的主要缺點是當你使用輕質織物時,很難得到高于1500毫米的靜水壓頭等級。
有機矽具有無與倫比的防黴性能,未見過有機矽塗層織物上黴菌生長的案例。
最重要的是有機矽塗層不會水解,這是一個最大的優點,隻要你妥善存放帳篷,你的sil/sil織物将比所有其他塗層和混合塗層組合産品更耐用。
有機矽的另一個巨大好處是,與PU和PE不同,有機矽塗層實際上增加了它們所應用的織物的撕裂強度。
事實上,有機矽已被證明是制造耐用、可靠防水的織物的最佳材料,與PU和PE塗層相比,有機矽塗層織物的使用壽命更長,并且具有更多的優勢。
有機矽面料的平均成本明顯高于sil/PU面料,具有sil/sil塗層的相同底布比具有sil/PU塗層的成本高出10-30%。
但是我們有理由相信有機矽塗層面料處于改變帳篷設計和建造方式的最前沿。
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