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事实上,“透气防水”面料既“透气”又“防水”,但不能同时实现。如果你在室外潮湿环境因活动而出汗,那么无论你的防水夹克有多贵,你的内部仍然会湿透。
近几十年来,防水面料取得了长足的发展,但它们的功能是否被夸大了?
几乎每个品牌都承诺他们的防水夹克可以在雨天防水,但仍然可以让汗水“呼吸”,防止你从里面湿透。
但这可能吗?
如果您现在的防水夹克并不像人们想象的那么好,那么您可以采取什么措施来在潮湿天气骑车时保持干爽舒适呢?
为了回答这些问题,我们采访了三位防水面料专家;皇家艺术学院高性能运动服设计讲师兼专家查尔斯·罗斯 (Charles Ross)、麦迪逊服装学院服装主管托马斯·普拉默 (Thomas Plummer) 和 Storm Care 董事总经理蒂姆·威尔逊 (Tim Wilson)。
现代防水面料是如何发明的
戈尔发明了ePTFE防水膜
在我们了解为什么普通防水面料可能并不完全像宣传的那样发挥作用之前,我们先来看看现代透气防水材料是如何发明的以及它们是如何发挥作用的。
1958 年,Bob Gore(以Gore-Tex闻名)发明了膨体聚四氟乙烯 (ePTFE)。
戈尔的父亲比尔·戈尔 (Bill Gore) 曾在美国化学公司杜邦 (DuPont) 工作,该公司早在 20 年前就发明了标准 PTFE(后来命名为特氟龙)。
鲍勃与他的父亲一起工作,发现如果大力拉伸聚四氟乙烯,它会迅速膨胀并形成微孔结构。
在显微镜下观察 ePTFE 可以看出它的多孔程度。
据查理·罗斯 (Charlie Ross) 介绍,典型的 ePTFE 膜大约“每平方英寸有一百万个孔”。
这些孔的微小尺寸意味着膨体聚四氟乙烯可以渗透水蒸气的微小颗粒,但不能渗透较大的水滴——因此声称它是“透气”和防水的。
为了制造一种可以用来制作服装的织物,将 ePTFE 膜夹在两层尼龙或聚酯织物之间,以帮助保护膜免受磨损和污垢。
这就形成了通常所说的“三层”(有时称为“3L”)防水织物。
三层防水织物的外层通常经过 DWR 涂层处理。
在这些织物上,最外层通常涂有耐用防水 (DWR) 涂层,旨在防止织物被水浸透,即通常所说的“润湿”。
织物“浸湿”是一个问题,因为织物外部的水层会阻止水蒸气从衣服内部转移到外部,因为织物外部的湿度实际上达到了100%。
但是这种方法并非没有缺点。
首先,DWR 涂层会随着时间的推移而磨损,需要更新,如果忽视,防水织物往往会更快“浸湿”。这就是 Storm Care 和 Nikwax 等品牌的专业洗涤剂和清洁剂存在的原因。
Gore 于 2015 年推出了 Shakedry 面料,但现已停产。
不过,在 2015 年底,戈尔推出了 Shakedry,这是一种外面有 ePTFE 膜的两层织物。
避开了采用较轻织物制成的最外层,它也消除了对 DWR 涂层的需求, 因为 ePTFE 膜的疏水性不需要 DWR 涂层,解决了此类涂层随着时间推移而降解的问题。
为什么 Gore-Tex 不神奇
下雨时,周围空气中的水蒸气浓度自然会增加。
根据该品牌和许多测试人员的说法,Shakedry 为透气防水材料设定了新标准。
然而,重要的是要了解这些材料如何“呼吸”,以便了解它们如何工作,也许更重要的是,了解它们如何不工作。
确实,ePTFE 膜可以同时不透水和透水蒸气。然而,水蒸气从一侧扩散到另一侧的条件是特定的,通常在您最需要它们时不会发生。
与任何气体扩散一样,防水膜依靠分压梯度将水蒸气从织物的一侧转移到另一侧。
例如,为了让汗水能够通过防水夹克的面料“呼吸”,面料外部的空气必须比内部空气湿度低(意味着它的水蒸气浓度较低)。
不过,罗斯说,下雨时“室外湿度可达 85-90%”,这意味着空气几乎完全被水蒸气饱和。
因此,织物内部和外部之间不存在分压梯度,并且水蒸气无法从内部“呼吸”出来,直到内部湿度达到产生水蒸气的程度(到那时你会出汗)。
防水面料可以呼吸,但只有在适当的条件下才可以。
事实上,“透气防水”面料既“透气”又“防水”,但不能同时实现。
它们在干燥时可以“呼吸”,在潮湿时可以防水——但如果你在室外潮湿环境高强度活动而出汗,那么无论你的防水夹克有多贵,你的内部仍然会湿透。
不过,罗斯表示,即使在干燥的日子里,当 ePTFE 膜透气性最好时,您也可能会穿一件防风夹克,而不是防水夹克。
这是因为防风夹克通常完全由机织织物制成(纤维之间相应地有更大的孔),并且没有防水膜。
即将出台的 PFC 禁令将如何影响防水服装
DWR 处理传统上是由 PFC 制成的,但这些正在被逐步淘汰。
使事情变得更加复杂的是,欧盟和美国最近都对全氟化合物 (PFC) 的制造和使用进行了限制——PTFE、ePTFE 和 DWR 涂料通常也是用这种材料制成的。
这些化学物质(通常被称为“永久化学物质”,因为它们在自然环境中不会降解)在某些情况下可能具有剧毒,与癌症和一系列其他疾病有关。
因此,大多数防水服装制造商都在尽可能淘汰 PFC 的使用。
例如,戈尔表示,它“已经设定了从其消费织物产品的生命周期中消除引起环境问题的全氟化碳的目标”。
戈尔表示,“关注环境的全氟碳化物”是“高度氟化的、小到足以被生物利用且持久的”。它说这个定义是根据绿色和平组织达成一致的。
值得注意的是,戈尔并未将其 ePTFE 膜纳入这一类别。它认为膨体聚四氟乙烯具有化学惰性,因此没有毒性(罗斯对此表示赞同)。鉴于此,它将继续生产用于防水装备的传统 ePTFE 膜。
许多有影响力的品牌正在转向不含 PFC 的解决方案,以寻求生产更环保的产品。
考虑到这一点,戈尔于 2021 年开发了一种三层防水面料,采用“不含 PFC”的膨胀聚乙烯 (ePE) 膜和不含 PFC 的 DWR 处理,阿迪达斯和巴塔哥尼亚等品牌都在使用该面料。
戈尔的新型 ePE 膜据称“不含 PFC”。
与此同时,Pertex 的 Shield 防水面料由发泡聚氨酯 (ePU) 膜制成。Albion 和 Altura 等品牌都使用这种面料。
根据 Pertex 的说法,其 ePU 膜的透气性“是动态的”并且“随着使用者运动量的增加而上升”(我们认为,只要外部空气足够干燥,可以让水蒸气从夹克的内部扩散到外部)。
Wilson 表示,至少在最初阶段,与现有服装相比,骑手可能会发现这种“不含 PFC”服装的性能有所下降。
Storm Care 等品牌生产一系列产品来保持防水装备的最佳性能。
他还表示,不含 PFC 的防水面料的耐用性和耐污垢和油等污染物的能力可能较差。
普卢默说,这一点尤其令人担忧,因为如果装备磨损,骑手可能会觉得需要更频繁地更换服装——这对环境也不有利。
不过,他也表示,随着品牌开发新技术和新产品,不含 PFC 的防水面料的性能应该会随着时间的推移而提高。
这对骑自行车的人来说意味着什么?
下雨时防水面料可以防水,但是,如果可以的话,最好避免在潮湿天气骑自行车时出太多汗。
例如,可以在爬坡时打开拉链或通风口,以增加通风并排出热量。
机械通风会增加夹克的重量,但它对于热量和湿气的散发有很大的好处。
具有机械通风功能的夹克,例如网状或拉链通风口,也可以帮助改善通风。
不过,对于在多变的条件下骑行,或者如果您知道自己无法避免会高强度骑行时,也值得考虑传统的硬壳防水夹克是否是最佳选择。
在这些情况下,带有防水面料的软壳夹克或运动衫可能是让您保持温暖和舒适的更好选择。
在某些情况下,具有防水性能的软壳夹克可能比防水夹克更好。
例如, Castelli 最新的 Gabba R 骑行服的静水压头等级为“超过 5,000 毫米”——这超过了国际标准组织 (ISO) 对“防水”面料要求的 1,000 毫米等级,但远低于典型的三层防水面料。
例如,我们测试过的产品(Endura 的 Pro SL Shell Jacket II )的防水等级为 20,000 毫米,是 Gabba R 的四倍。
但结果是,Gabba R 的面料据称更加透气(并且由于其弹性贴合而更加符合空气动力学)。
根据我们的经验,除非绝对倾盆大雨,否则这类衣服可以让您保持“足够干燥”,但不会导致您过热或因内部出汗而湿透。
因此,许多职业骑手经常穿着这种风格的服装在恶劣的条件下比赛也就不足为奇了。
如果您已经购买了一件好的防水夹克,那么尽可能长时间地继续使用它是有意义的。
同样,如果您已经拥有一件由 PFC 制成的昂贵防水夹克,请不要担心 - 就像不粘锅中的聚四氟乙烯一样,这些在正常情况下仍然被认为可以安全使用。
虽然它可能是使用一些令人讨厌的化学物质制成的,但我们所有人为保护环境所能做的最好的事情就是维护并继续使用我们已有的装备。
毕竟,如果您丢弃一件 PFC 夹克,转而购买一件新的“环保”、不含 PFC 的夹克,那件旧夹克不会神奇地消失,其部分成分所用的“永久化学物质”仍将存在于某处。