ฟังก์ชันหลักของฟิล์มเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน (TPU)จุดเด่นอยู่ที่คุณสมบัติกันน้ำและระบายความชื้นได้อย่างยอดเยี่ยม กล่าวคือ สามารถป้องกันน้ำซึมผ่านได้ในขณะที่ยอมให้โมเลกุลของไอน้ำ (เหงื่อ) ผ่านเข้าไปได้
1. ตัวชี้วัดและมาตรฐานการปฏิบัติงาน
- คุณสมบัติกันน้ำ (ความต้านทานต่อแรงดันน้ำ):
- ตัวบ่งชี้: วัดความสามารถของฟิล์มในการต้านทานแรงดันน้ำจากภายนอก โดยวัดเป็นกิโลปาสคาล (kPa) หรือมิลลิเมตรของคอลัมน์น้ำ (mmH₂O) ค่าที่สูงกว่าแสดงถึงประสิทธิภาพในการกันน้ำที่ดีกว่า ตัวอย่างเช่น เสื้อผ้ากลางแจ้งทั่วไปอาจต้องการ ≥13 kPa ในขณะที่อุปกรณ์ระดับมืออาชีพอาจต้องการ ≥50 kPa
- มาตรฐานการทดสอบ: โดยทั่วไปจะทดสอบโดยใช้ ISO 811 หรือ ASTM D751 (วิธีวัดความแข็งแรงในการแตก) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มแรงดันน้ำอย่างต่อเนื่องที่ด้านหนึ่งของฟิล์มจนกระทั่งหยดน้ำปรากฏขึ้นที่อีกด้านหนึ่ง แล้วบันทึกค่าแรงดัน ณ จุดนั้น
- การซึมผ่านของความชื้น (การส่งผ่านไอน้ำ):
- ตัวชี้วัด: วัดปริมาณไอน้ำที่ผ่านพื้นที่หนึ่งหน่วยของฟิล์มต่อหน่วยเวลา โดยแสดงเป็นกรัมต่อตารางเมตรต่อ 24 ชั่วโมง (g/m²/24h) ค่าที่สูงขึ้นแสดงถึงการระบายอากาศและการระบายเหงื่อที่ดีขึ้น โดยทั่วไป ค่าที่เกิน 5000 g/m²/24h ถือว่าระบายอากาศได้ดีมาก
- มาตรฐานการทดสอบ: มีวิธีการทดสอบหลักสองวิธี:
- วิธีทดสอบแบบถ้วยตั้งตรง (วิธีใช้สารดูดความชื้น): เช่น ASTM E96 BW โดยนำสารดูดความชื้นใส่ในถ้วย ปิดผนึกด้วยฟิล์ม แล้ววัดปริมาณไอน้ำที่ถูกดูดเข้าไปภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่กำหนด ผลลัพธ์ที่ได้จะใกล้เคียงกับสภาพการสึกหรอจริงมากกว่า
- วิธีการวัดด้วยถ้วยคว่ำ (วิธีน้ำ): เช่น มาตรฐาน ISO 15496 โดยใส่น้ำลงในถ้วยแล้วคว่ำลงปิดผนึกด้วยฟิล์ม จากนั้นวัดปริมาณไอน้ำที่ระเหยผ่านฟิล์ม วิธีนี้เร็วกว่าและมักใช้ในการควบคุมคุณภาพ
2. หลักการทำงาน
คุณสมบัติกันน้ำและยอมให้ความชื้นซึมผ่านได้ของฟิล์ม TPUคุณสมบัติเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นผ่านรูพรุนทางกายภาพ แต่ขึ้นอยู่กับการทำงานในระดับโมเลกุลของส่วนโซ่ที่ชอบน้ำ:
- กันน้ำ: ฟิล์มนี้มีความหนาแน่นและไม่มีรูพรุน น้ำจึงไม่สามารถซึมผ่านได้เนื่องจากแรงตึงผิวและโครงสร้างโมเลกุลของฟิล์ม
- ยอมให้ความชื้นผ่านได้: โพลิเมอร์ชนิดนี้มีหมู่ไฮโดรฟิลิก (เช่น -NHCOO-) หมู่เหล่านี้จะ "ดักจับ" โมเลกุลไอน้ำที่ระเหยจากผิวหนังด้านใน จากนั้น ด้วย "การเคลื่อนที่แบบแบ่งส่วน" ของโซ่โพลิเมอร์ โมเลกุลน้ำจะค่อยๆ "ส่งผ่าน" จากภายในสู่ภายนอก
3. วิธีการทดสอบ
- เครื่องทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติก: ใช้สำหรับวัดแรงดันที่จำกัดการกันน้ำของฟิล์มหรือผ้าได้อย่างแม่นยำ
- ถ้วยวัดการซึมผ่านของความชื้น: ใช้ภายในห้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้นเพื่อวัดอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ (MVTR) โดยใช้วิธีการวางถ้วยในแนวตั้งหรือคว่ำลง
4. การประยุกต์ใช้
ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้ฟิล์ม TPUเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับงานระดับสูงมากมาย:
- เครื่องแต่งกายสำหรับกิจกรรมกลางแจ้ง: ส่วนประกอบสำคัญในเสื้อแจ็กเก็ตกันน้ำ เสื้อสกี และกางเกงเดินป่า ช่วยให้ผู้ที่ชื่นชอบกิจกรรมกลางแจ้งรู้สึกแห้งสบายท่ามกลางลมและฝน
- การป้องกันทางการแพทย์: ใช้ในชุดผ่าตัดและชุดป้องกันเพื่อป้องกันเลือดและของเหลวในร่างกาย (กันน้ำ) ในขณะเดียวกันก็ช่วยระบายเหงื่อที่เกิดจากบุคลากรทางการแพทย์ ลดความเครียดจากความร้อน
- ชุดฝึกดับเพลิงและชุดฝึกทหาร: ให้การปกป้องในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ต้องการความทนทานต่อไฟ น้ำ และสารเคมี ควบคู่ไปกับการระบายอากาศสูงเพื่อรักษาความคล่องตัวและประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน
- วัสดุสำหรับทำรองเท้า: ใช้เป็นซับในกันน้ำ (รองเท้าบูท) เพื่อให้เท้าแห้งในสภาพฝนตก พร้อมทั้งป้องกันความร้อนและความชื้นสะสมภายในเท้า
โดยสรุปแล้ว ด้วยโครงสร้างทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ ฟิล์ม TPU จึงสามารถสร้างสมดุลระหว่างคุณสมบัติที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกันอย่าง “กันน้ำ” และ “ระบายอากาศ” ได้อย่างลงตัว ทำให้เป็นวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้ในด้านสิ่งทอประสิทธิภาพสูง
วันที่เผยแพร่: 22 กันยายน 2025