YdintoiminnotTermoplastinen polyuretaanikalvo (TPU)piilee sen poikkeuksellisissa vedenpitävyys- ja kosteutta läpäisevissä ominaisuuksissa – se voi estää nestemäisen veden tunkeutumisen samalla, kun se sallii vesihöyrymolekyylien (hiki, nikotiini) kulkeutumisen läpi.
1. Suorituskykyindikaattorit ja -standardit
- Vedenpitävyys (hydrostaattinen paineenkestävyys):
- Indikaattori: Mittaa kalvon kykyä vastustaa ulkoista vedenpainetta kilopascaleina (kPa) tai vesipatsasmillimetreinä (mmH₂O). Korkeampi arvo tarkoittaa parempaa vedenpitävyyttä. Esimerkiksi tavalliset ulkovaatteet saattavat vaatia ≥13 kPa:n paineen, kun taas ammattilaistason varusteet saattavat vaatia ≥50 kPa:n paineen.
- Testistandardi: Yleensä testataan standardin ISO 811 tai ASTM D751 mukaisesti (murtolujuusmenetelmä). Tässä menetelmässä vedenpainetta lisätään jatkuvasti kalvon toisella puolella, kunnes vesipisaroita ilmestyy toiselle puolelle, ja painearvo kirjataan kyseisessä kohdassa.
- Kosteuden läpäisevyys (höyryn läpäisy):
- Indikaattori: Mittaa kalvon pinta-alan läpi kulkevan vesihöyryn massan aikayksikköä kohden, ilmaistuna grammoina neliömetriä kohden 24 tunnissa (g/m²/24h). Korkeampi arvo osoittaa parempaa hengittävyyttä ja hikoilun haihtumista. Tyypillisesti yli 5000 g/m²/24h arvoa pidetään erittäin hengittävänä.
- Testistandardi: On olemassa kaksi päämenetelmää:
- Pystykuppimenetelmä (kuivausainemenetelmä): esim. ASTM E96 BW. Kuivausaine asetetaan kuppiin, suljetaan kalvolla ja mitataan tietyissä lämpötila- ja kosteusolosuhteissa imeytyneen vesihöyryn määrä. Tulokset ovat lähempänä todellisia kulumisolosuhteita.
- Käänteisen kupin menetelmä (vesimenetelmä): esim. ISO 15496. Vettä asetetaan kuppiin, joka käännetään ylösalaisin ja suljetaan kalvolla, ja kalvon läpi haihtuvan vesihöyryn määrä mitataan. Tämä menetelmä on nopeampi ja sitä käytetään usein laadunvalvontaan.
2. Toimintaperiaate
Vedenpitävät ja kosteutta läpäisevät ominaisuudetTPU-kalvoeivät saavuteta fyysisten huokosten kautta, vaan ne perustuvat sen hydrofiilisten ketjusegmenttien molekyylitason toimintaan:
- Vedenpitävä: Kalvo itsessään on tiivis ja huokoseton; nestemäinen vesi ei pääse läpi pintajännityksensä ja kalvon molekyylirakenteensa vuoksi.
- Kosteutta läpäisevä: Polymeeri sisältää hydrofiilisiä ryhmiä (esim. -NHCOO-). Nämä ryhmät "kaappaavat" ihon sisältä haihtuvia vesihöyrymolekyylejä. Sitten polymeeriketjujen "segmenttiliikkeen" kautta vesimolekyylit "siirtyvät" askel askeleelta sisältä ulkoympäristöön.
3. Testausmenetelmät
- Hydrostaattinen painetesteri: Käytetään kalvon tai kankaan vedenpitävyyden rajapaineen tarkkaan mittaamiseen.
- Kosteudenläpäisevyyskuppi: Käytetään vakiolämpötilassa ja -kosteudessa olevassa kammiossa kosteuden höyrynläpäisynopeuden (MVTR) mittaamiseen pystyasennossa tai käännetyssä kupissa.
4. Sovellukset
Hyödyntämällä näitä ominaisuuksia,TPU-kalvoon ensisijainen valinta lukuisiin huippuluokan sovelluksiin:
- Ulkoiluvaatteet: Keskeinen osa kuoritakkeja, hiihtovaatteita ja vaellushousuja, jotka takaavat kuivuuden ja mukavuuden ulkoilun harrastajille tuulessa ja sateessa.
- Lääketieteellinen suojaus: Käytetään leikkausvaatteissa ja suojavaatteissa estämään veren ja kehon nesteiden pääsyn (vedenpitävä) samalla, kun se mahdollistaa lääkintähenkilökunnan tuottaman hien poistumisen ja vähentää lämpörasitusta.
- Palo- ja sotilaskoulutusvaatteet: Tarjoaa suojaa äärimmäisissä olosuhteissa, joissa vaaditaan tulen-, veden- ja kemikaalienkestävyyttä sekä hyvää hengittävyyttä liikkuvuuden ja suorituskyvyn ylläpitämiseksi.
- Jalkineiden materiaalit: Käytetään vedenpitävinä pohjallisina (tossuina) pitämään jalat kuivina sateisilla olosuhteissa ja estämään sisäisen lämmön ja kosteuden kertymisen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että ainutlaatuisen fysikaalisen ja kemiallisen rakenteensa ansiosta TPU-kalvo tasapainottaa taitavasti näennäisesti ristiriitaiset "vedenpitävyyden" ja "hengittävyyden" tarpeet, mikä tekee siitä välttämättömän avainmateriaalin korkean suorituskyvyn tekstiilien alalla.
Julkaisun aika: 22. syyskuuta 2025