一、什麼是防水透氣材質?
所謂「防水透氣」一更精確來說應該是「抗水透濕」，這是指材質能防止雨水穿透又能將汗液蒸氣(water vapor)排出的特性，所以服裝內會減少發生結露而導致濕冷不舒服現象。「透氣性」，正確應指透濕性water vapor transmission，係指在劇烈運動時身體釋放的蒸氣會藉由體表揮發至外部而達到降溫的效果及維持舒適與乾爽。
「抗水性」係指布料具有在一定壓力內抵擋水分穿透的能力。
二、防水透氣材質的製程和結構:
1. 塗層織物:
◎這類織物包括我們登山防雨層中最常見使用塗佈(Coating)和貼合材質的服裝。
◎從製程而言，又可區分為直接塗佈、泡沫塗佈、濕式塗佈及薄膜貼合等。
◎以膜層(laminate)構造而言，則區分為無孔質親水性膜層、與微多孔疏水性膜層。
◎無論是直接塗佈樹脂或薄膜貼合，其材質特性可分為微多孔型及親水型(無孔型)兩種。微多孔型每平方公分之樹脂或薄膜加工的表面含有數以萬計的微孔，這些微孔在壓力之下也能完全阻擋水分的滲透，又能讓衣著內的水氣排出，保持乾爽。而親水型則係利用親水基將汗水吸附再藉由擴散、對流方式將汗水排出。依實際環境需求，有不同的耐水壓及透溼度組合布料。
①無孔質親水性膜層:
無孔要說明很簡單就是材質表面沒有孔洞，那你可能會接著問問:「材質沒有孔洞的話那我們的汗氣如何穿透出去」?基本上無孔親水材質之透濕作用過程是內層吸濕、中層擴散、外層排濕，而這整個「擴散」的作用過程在後文中會詳細說明。
至於透濕防水機能性指標的高低除與其塗層製程相關外，膜層構造是透濕性與防水性之關鍵。以無孔質親水性膜層為例，利用PU樹脂主鏈上之親水性官能基集團，達到透濕效果，其孔徑小於0.001μm達到其防水效果，其加工方式可透過直接塗佈或轉移貼合完成無孔質親水性膜層織物，其透濕性較微多孔疏水性膜層織物為低，防水性與耐水洗性較微多孔疏水性膜層織物為高，但塗層織物若不經後塗佈與撥水加工，則易於遇水後膨潤（Swelling）導致膜層耐磨性下降而剝離。MHW的Conduit即為此類材質。
②微多孔疏水性膜層:
微多孔的意思剛好和無孔相反，微多孔的思就是材質表面有孔洞，很簡單吧!但我還是詳加解釋一下其結構。以微多孔疏水性膜層為例，利用W/O乳化型樹脂予以適當乳化處理後，直接塗佈於織物上，經烘箱逐步將樹脂中不同揮發速率之溶劑予以揮發，造成相轉換而形成微多孔膜，其孔徑為0.1～3μm。另一種方式為利用PU樹脂溶液塗佈於織物表面，再經凝固浴，濕式凝固成微多孔膜，利用水與溶劑(D.M.F.)之置換及勒沙特列原理(Le Chatelier's Principle)產生孔隙並控制其大小與密度，此種膜層具互相連通之蜂巢狀結構，其孔徑為0.5-2μm，為使其防、撥水效果更加提升，可於塗層表面再施予氟素撥水劑處理。
至於聚四氟乙烯(PTFE)樹脂膜層，一般俗稱鐵氟龍，其製程為將聚四氟乙烯膜加熱至熔點以下，以雙向急速延伸，使其成微纖狀(Fibrill)之微多孔構造，據稱該薄膜每平方英吋具有90億個孔隙，其孔徑小於0.2μm，透濕防水機能優異，但缺乏彈性，適用於貼合織物，另其孔隙易於受鹽分、介面活性劑與人體油脂阻塞，而降低其機能性，因此市售商品多採二層或三層貼合織物，GTX和eVent即為此類材質。
至於這些膜層的位置是位在服裝的表布之下(三層的話是在表、裡布中間)，結構圖可以參考GTX官網的這張說明更清楚。至於一般常聽到的二層、三層則是指組成的結構不同，有表布、膜層、裡布貼合在一起的叫做三層(3 Layer)，而有些只有表布、膜層貼合而成的就叫二層(2Layer)，不過像很多二層布最內層是有一層網布或布料做為保護材質的目的，只是沒有和表布、膜層貼合在一起。
2.防水處理之高密度織物:
這是一種利用物理性質的「組織防水」織物，因此材質必須大幅度提升織物之密度，盡可能縮小織物結構孔隙（織造之緊度係數及纖維規格之細度、橫斷面、沸水收縮率具關鍵性影響），再依據不同市場之防水需求施予不同配方及條件之撥水劑與填塞劑，以控制孔隙之大小，達成市場所要求之透濕性與防水性之平衡。以高密度織物作基材，經過壓光加工與高分子填塞劑處理，可獲得濕阻抗Ret值＜6，耐水壓1000～2000mmH2O之織物，適用於運動休閒外套、風衣、羽毛衣等產品。
以上內容有些複雜，主要是說明抗水透濕材質的種類和製程，大家看的不太明白也沒關係，在這裡和大家先做個簡單易懂的說明。所謂「抗水透濕」簡單來說就是不讓材質外的水進來卻能讓材質內的汗氣排出去，這樣我們在活動時才能保持身體乾爽。而材質要能達成這樣抗水透濕的目的有幾種主要方法，第一就是利用膜層，第二就是利用組織。利用膜層的材質在登山服裝比較常見，主要就是分為有孔與無孔，製程則分為塗佈與貼合。大概來說，塗佈的材質優點是便宜、輕量、柔軟，但缺點是不耐用且透氣效能較低，而膜層材質則剛好相反。
*以上所謂的材質係單純指防水透濕薄膜、塗佈或織物而言，並不包括表裡布等其它結構，如果想進一步了解詳細作用原理請參考這個網頁說明。
*以上資料來源為全球紡識資訊網、台灣機能性紡識品網頁。
三、微多孔薄膜透氣作用的原理說明:
四、防水透氣材質的測試標準和說明：
由以上的內容我們已經了解防水透氣材質的製成方法。接下來我們以二種測試來了解，這些防水氣材質的性能是如何測試?各項測試數值所代表的意義為何?以下將附上二張常見的圖表做解說，這是美國陸軍實驗室對於防水透濕材質所做的測試，其中有很多可以仔細分享的地方。
1.透氣度(透濕性)的測試方法：
①濕阻抗法(Ret)：
水蒸氣阻度Ret(m2,Pa/W)，這個數值愈小代表濕氣要透過材質的阻力愈小，相對來說也比較透氣。測試方法說明：符合ISO 11092 或EN 31092，Ret 濕阻抗試驗規範為目前歐美等國主要評估透濕防水紡織品的依據。舉ISO 11092為例，在溫度35 ℃、相對溼度40% R.H.、風速0.05 m/s的環境下，於熱板調整溫度至35℃，將織物平放在熱板上，量取熱板達到平衡時的熱流量，利用計算求得織物的水蒸氣阻度。
▲<表一>依據ASTM F2298法所測市售防水透氣材質的濕阻抗比較表
在<表一>數值中我們可以發現大部份市售防水透氣材質的特性都屬於平均濕度低時濕抗值高(透氣性差)，但濕度高時卻相反，所以會出現左高右低的變化曲線就是這個原因。不過我們也可以看到還有有少數材質的濕阻抗值低於100，像是eVent，而且不論濕度高低表現都十分平均，所以濕阻抗的曲線呈直線幾乎沒有起伏。
②透濕度(g/m2，24hrs)法：測試方法：
這個測試標準有很多種，主要是計算透濕杯放置於設定條件的環境下，其現狀重量與一段時間後之重量差，以求出透濕度。
▲<表二>依據ASTM F2298法所測市售防水透氣材質的透濕度比較表
在<表二>的數值愈高代表其透濕性愈佳，但其中我們同樣可以注意到eVent或Entrant gⅡ這些材質不論相對濕度的高低其透濕能力變化不大，但其他如GTX或GTX XCR材質在相對濕度低時透氣能力卻明顯降低，所以透濕度曲線有著一定幅度的變化，PU的材質也出現相同特性，由此也可以看出在PTFE材質內多貼合一層PU結構明顯的是影響了GTX材質的透濕性，這點在第四項中會有更進一步的說明。
＊上面二個表格中數值表現最好也就是透濕性最好的大家可以注意到是Expaned PTFE Menbrane這個材質，這就是原始的PTFE薄膜，也許這個測試中看似超越對照組的軟殻材質Schoeller Dryskin，但要注意昀這是沒有加入通風因素的結果。
＊以上二個表格的原文可參考這個網頁，試驗的環境氣溫和相對濕度詳細設定數值在網頁都有說明。X軸中的平均濕度係指材質兩面的相對濕度平均值，不過這不是說材質二側濕度都相同，事實上材質兩側的濕度梯度差始終皆保持為50%。
＊請大家一定要知道，市面上關於防水透濕能力的測試方法實在很多，各種測試所設定的條件和實驗限制也都不一樣所以目前是沒有公式可以換算，而且實驗室的條件永遠不會和戶外實地相同，加上各家廠商都會只提供對自己材質特性有利的數據來宣傳，基本上測試數據大家都當做參考用就可以了。至於這些膜層的位置是位在服裝的表布之下(三層的話是在表、裡布中間)，結構圖可以參考GTX官網的這張說明更清楚。至於一般常聽到的二層、三層則是指組成的結構不同，有表布、膜層、裡布貼合在一起的叫做三層(3 Layer)，而有些只有表布、膜層貼合而成的就叫二層(2Layer)，不過像很多二層布最內層是有一層網布或布料做為保護材質的目的，只是沒有和表布、膜層貼合在一起。
2.防水處理之高密度織物:
這是一種利用物理性質的「組織防水」織物，因此材質必須大幅度提升織物之密度，盡可能縮小織物結構孔隙（織造之緊度係數及纖維規格之細度、橫斷面、沸水收縮率具關鍵性影響），再依據不同市場之防水需求施予不同配方及條件之撥水劑與填塞劑，以控制孔隙之大小，達成市場所要求之透濕性與防水性之平衡。以高密度織物作基材，經過壓光加工與高分子填塞劑處理，可獲得濕阻抗Ret值＜6，耐水壓1000～2000mmH2O之織物，適用於運動休閒外套、風衣、羽毛衣等產品。
以上內容有些複雜，主要是說明抗水透濕材質的種類和製程，大家看的不太明白也沒關係，在這裡和大家先做個簡單易懂的說明。所謂「抗水透濕」簡單來說就是不讓材質外的水進來卻能讓材質內的汗氣排出去，這樣我們在活動時才能保持身體乾爽。而材質要能達成這樣抗水透濕的目的有幾種主要方法，第一就是利用膜層，第二就是利用組織。利用膜層的材質在登山服裝比較常見，主要就是分為有孔與無孔，製程則分為塗佈與貼合。大概來說，塗佈的材質優點是便宜、輕量、柔軟，但缺點是不耐用且透氣效能較低，而膜層材質則剛好相反。
*以上所謂的材質係單純指防水透濕薄膜、塗佈或織物而言，並不包括表裡布等其它結構，如果想進一步了解詳細作用原理請參考這個網頁說明。
*以上資料來源為全球紡識資訊網、台灣機能性紡識品網頁。
三、微多孔薄膜透氣作用的原理說明:
首先我想從防水透氣材質問市以來，就出現了數不清對此功能的討論和爭議，至於這些問題從何而來?也許得從「防水透氣」材質的作用原理開始來說起，這部份我會先以「微多孔」型式的薄膜為例做說明，或許可以讓大家得到一個清楚的方向。
基本上"防水透氣"是個聽起來就很矛盾的詞句，所以套句大家耳熟能詳的GTX的廣告詞:「GTX材質上的微孔比水分子小但比蒸氣大所以能達到防水透氣的效果」。不過，如果從這個論點反過來看，微孔型材質結構就如廣告詞所形容，那材質外側的水以蒸氣型式是不是也有可能穿過材質進入到服裝內層呢? 這個答案也許要從材質的"透氣"原理來說起。
首先要說明一個重要的觀念，防水透氣材質所宣稱的「透氣」，精確的來說大部份都應該稱為「透濕」，大家也不要和對流方式的通風式透氣(air permeability)搞混了*。像我們常聽到GTX廣告中總是宣傳它們的材質是完全防風，這也就說明了GTX這層防水透氣材質會阻止內外層空氣的對流。所以，基本上GTX或很多防水透氣材質所謂的「透氣」只能視為一種水蒸氣單向的穿透作用。如果這是「透濕」的真相，那我們就要再進一步來看，究竟是什麼原因(力量)讓服裝內層帶著水分子的蒸氣(water vapor)穿透材質達到透濕的作用呢?
實際上，能讓材質內蒸氣向外部的主要原因就在於材質內外兩側蒸氣壓(Vapor pressure)的不同─材質兩側的「蒸氣壓差」越大則傳導速度越快。而蒸氣壓力的高低則取決於「溫度」和「相對濕度」二項因素─溫度和相對濕度越高則蒸氣壓越高，反之則蒸氣壓力越低。簡單來說，防水透氣材質內層因為使用者的運動以及流汗讓溫度和相對濕度都很高，也因此俱備有較高的蒸氣壓能讓內側的濕氣穿透材質傳向外部，這也就是微孔型防水透濕材質的主要作用方式，至於無孔的親水型材質我會在第五部份中以PU為例解釋其作用過程。
在瞭解原理後我們再回到本節最初的疑問來看，如果說外部的溫度和相對濕度可以到達比材質內更高(蒸氣壓更高)，就理論來看也是可能讓外界的蒸氣向內穿透材質的。但就實際的環境數據來看如果外部要達到如此高的蒸氣壓那你大概是位在高溫高濕的熱帶雨林，而這些防水透氣衣物可能也很難穿的住了(不穿可能更舒適)。
另外，在透濕作用中我們還要注意的一點是，蒸氣穿透材質的過程並不是一路暢通無阻，這個過程會因為材質的另一項因素─濕阻抗*而有所不同，也因此內側蒸氣往往會無法達到足夠的穿透量(速度)，穿透速度的不足結果會造成材質內高溫高濕的蒸氣還沒通過材質前就在凝結(內外的溫差往往會讓材質在一定深度就會降到露點)成液態(水)了，這個狀況在使用者處於高運動量時會更加明顯，因為即使是目前透氣性最好的材質仍然不足以應付高運動時所需的透濕性，而在材質內側凝結的後果往往就是讓使用者的內層衣物也都濕透了。
在介紹了薄膜式防水透氣材質在作用過程中的原理後，讓我們來看看一般常聽到的說法:「如果使用的環境外界的相對濕度很高那防水透氣服裝的透濕性(能力)會降低」。事實真的是如此嗎?如果是微多孔式的薄膜材質，那這個答案的關鍵可能會是在"溫度"*這項條件上。
如果只從蒸氣壓高低差的作用來看(先不考慮表布和濕阻抗)，透氣速度的關鍵在於材質二側的蒸氣壓差，而蒸氣壓力的高低則取決於相對濕度與溫度。所以說當外部環境相對濕度大則氣溫就會決定蒸汽壓的高低，這個意思就是如果是濕冷的環境，即使外部的相對濕度很高，但因為溫度低的原故所以蒸氣壓力相對也低，這樣對於透氣性並不會有太大影響，但如果是濕熱的環境，隨著外部溫度的提高，內外的蒸氣壓力梯度縮小會使得透濕速度也因此減低。請注意，這個結果是依本段一開始所言，簡化了某些變數的狀況，請當做一個理論分析即可。
在此我可以簡單舉個例子說明這個狀況，我們就參考這張表格中的數值來對照，如果材質內層相對濕度為100%，溫度為25度C的狀況下，蒸氣壓是23.7mmHg，而外部環境如果相對濕度相同但溫度只有10度C時，蒸氣壓卻只有12.8mmHg，因此這二側的蒸氣壓力差在不考慮其他因素下依然是可以保持其透氣性的。如果環境是乾冷那外界的蒸氣壓更低，材質內外蒸氣壓差距大自然透氣能力會更加的理想。
最後說明一下，同樣是微多孔型式的薄膜為什麼ePTFE會比PU型式的透濕性好。這是因為PU加工的微多孔型式薄膜其孔徑大小不一而且有很多孔有不連續(貫通)的狀況，所以比起PTFE薄膜效能會差上一些，至於無孔親水性的PU就數據來說其透氣性能是最差的，其相關比較請看下文。
*GTX的數據指出其通風流量是0CFM，也就是完全不通風。至於eVent以及目前新推出的如Neoshell等材質則有少量的可通風性。
*依據美國陸軍實驗室的數據，「溫度」的變數對於微孔式薄膜材質影響較大，對於無孔親水性的材質「濕度」的影響是比較大的。
*關於水的三態、相對濕度、蒸氣壓、露點等說明大家最好可以上網了解一下，這些不只和防水透氣相關對於整個服裝和宿營系統都有著重要的關聯。
*濕阻抗是指濕氣要透過材質的阻力，阻力大小影響著蒸氣通過材質的速度與流量。
基本上"防水透氣"是個聽起來就很矛盾的詞句，所以套句大家耳熟能詳的GTX的廣告詞:「GTX材質上的微孔比水分子小但比蒸氣大所以能達到防水透氣的效果」。不過，如果從這個論點反過來看，微孔型材質結構就如廣告詞所形容，那材質外側的水以蒸氣型式是不是也有可能穿過材質進入到服裝內層呢? 這個答案也許要從材質的"透氣"原理來說起。
首先要說明一個重要的觀念，防水透氣材質所宣稱的「透氣」，精確的來說大部份都應該稱為「透濕」，大家也不要和對流方式的通風式透氣(air permeability)搞混了*。像我們常聽到GTX廣告中總是宣傳它們的材質是完全防風，這也就說明了GTX這層防水透氣材質會阻止內外層空氣的對流。所以，基本上GTX或很多防水透氣材質所謂的「透氣」只能視為一種水蒸氣單向的穿透作用。如果這是「透濕」的真相，那我們就要再進一步來看，究竟是什麼原因(力量)讓服裝內層帶著水分子的蒸氣(water vapor)穿透材質達到透濕的作用呢?
實際上，能讓材質內蒸氣向外部的主要原因就在於材質內外兩側蒸氣壓(Vapor pressure)的不同─材質兩側的「蒸氣壓差」越大則傳導速度越快。而蒸氣壓力的高低則取決於「溫度」和「相對濕度」二項因素─溫度和相對濕度越高則蒸氣壓越高，反之則蒸氣壓力越低。簡單來說，防水透氣材質內層因為使用者的運動以及流汗讓溫度和相對濕度都很高，也因此俱備有較高的蒸氣壓能讓內側的濕氣穿透材質傳向外部，這也就是微孔型防水透濕材質的主要作用方式，至於無孔的親水型材質我會在第五部份中以PU為例解釋其作用過程。
在瞭解原理後我們再回到本節最初的疑問來看，如果說外部的溫度和相對濕度可以到達比材質內更高(蒸氣壓更高)，就理論來看也是可能讓外界的蒸氣向內穿透材質的。但就實際的環境數據來看如果外部要達到如此高的蒸氣壓那你大概是位在高溫高濕的熱帶雨林，而這些防水透氣衣物可能也很難穿的住了(不穿可能更舒適)。
另外，在透濕作用中我們還要注意的一點是，蒸氣穿透材質的過程並不是一路暢通無阻，這個過程會因為材質的另一項因素─濕阻抗*而有所不同，也因此內側蒸氣往往會無法達到足夠的穿透量(速度)，穿透速度的不足結果會造成材質內高溫高濕的蒸氣還沒通過材質前就在凝結(內外的溫差往往會讓材質在一定深度就會降到露點)成液態(水)了，這個狀況在使用者處於高運動量時會更加明顯，因為即使是目前透氣性最好的材質仍然不足以應付高運動時所需的透濕性，而在材質內側凝結的後果往往就是讓使用者的內層衣物也都濕透了。
在介紹了薄膜式防水透氣材質在作用過程中的原理後，讓我們來看看一般常聽到的說法:「如果使用的環境外界的相對濕度很高那防水透氣服裝的透濕性(能力)會降低」。事實真的是如此嗎?如果是微多孔式的薄膜材質，那這個答案的關鍵可能會是在"溫度"*這項條件上。
如果只從蒸氣壓高低差的作用來看(先不考慮表布和濕阻抗)，透氣速度的關鍵在於材質二側的蒸氣壓差，而蒸氣壓力的高低則取決於相對濕度與溫度。所以說當外部環境相對濕度大則氣溫就會決定蒸汽壓的高低，這個意思就是如果是濕冷的環境，即使外部的相對濕度很高，但因為溫度低的原故所以蒸氣壓力相對也低，這樣對於透氣性並不會有太大影響，但如果是濕熱的環境，隨著外部溫度的提高，內外的蒸氣壓力梯度縮小會使得透濕速度也因此減低。請注意，這個結果是依本段一開始所言，簡化了某些變數的狀況，請當做一個理論分析即可。
在此我可以簡單舉個例子說明這個狀況，我們就參考這張表格中的數值來對照，如果材質內層相對濕度為100%，溫度為25度C的狀況下，蒸氣壓是23.7mmHg，而外部環境如果相對濕度相同但溫度只有10度C時，蒸氣壓卻只有12.8mmHg，因此這二側的蒸氣壓力差在不考慮其他因素下依然是可以保持其透氣性的。如果環境是乾冷那外界的蒸氣壓更低，材質內外蒸氣壓差距大自然透氣能力會更加的理想。
最後說明一下，同樣是微多孔型式的薄膜為什麼ePTFE會比PU型式的透濕性好。這是因為PU加工的微多孔型式薄膜其孔徑大小不一而且有很多孔有不連續(貫通)的狀況，所以比起PTFE薄膜效能會差上一些，至於無孔親水性的PU就數據來說其透氣性能是最差的，其相關比較請看下文。
*GTX的數據指出其通風流量是0CFM，也就是完全不通風。至於eVent以及目前新推出的如Neoshell等材質則有少量的可通風性。
*依據美國陸軍實驗室的數據，「溫度」的變數對於微孔式薄膜材質影響較大，對於無孔親水性的材質「濕度」的影響是比較大的。
*關於水的三態、相對濕度、蒸氣壓、露點等說明大家最好可以上網了解一下，這些不只和防水透氣相關對於整個服裝和宿營系統都有著重要的關聯。
*濕阻抗是指濕氣要透過材質的阻力，阻力大小影響著蒸氣通過材質的速度與流量。
四、防水透氣材質的測試標準和說明：
由以上的內容我們已經了解防水透氣材質的製成方法。接下來我們以二種測試來了解，這些防水氣材質的性能是如何測試?各項測試數值所代表的意義為何?以下將附上二張常見的圖表做解說，這是美國陸軍實驗室對於防水透濕材質所做的測試，其中有很多可以仔細分享的地方。
1.透氣度(透濕性)的測試方法：
①濕阻抗法(Ret)：
水蒸氣阻度Ret(m2,Pa/W)，這個數值愈小代表濕氣要透過材質的阻力愈小，相對來說也比較透氣。測試方法說明：符合ISO 11092 或EN 31092，Ret 濕阻抗試驗規範為目前歐美等國主要評估透濕防水紡織品的依據。舉ISO 11092為例，在溫度35 ℃、相對溼度40% R.H.、風速0.05 m/s的環境下，於熱板調整溫度至35℃，將織物平放在熱板上，量取熱板達到平衡時的熱流量，利用計算求得織物的水蒸氣阻度。
▲<表一>依據ASTM F2298法所測市售防水透氣材質的濕阻抗比較表
在<表一>數值中我們可以發現大部份市售防水透氣材質的特性都屬於平均濕度低時濕抗值高(透氣性差)，但濕度高時卻相反，所以會出現左高右低的變化曲線就是這個原因。不過我們也可以看到還有有少數材質的濕阻抗值低於100，像是eVent，而且不論濕度高低表現都十分平均，所以濕阻抗的曲線呈直線幾乎沒有起伏。
②透濕度(g/m2，24hrs)法：測試方法：
這個測試標準有很多種，主要是計算透濕杯放置於設定條件的環境下，其現狀重量與一段時間後之重量差，以求出透濕度。
▲<表二>依據ASTM F2298法所測市售防水透氣材質的透濕度比較表
在<表二>的數值愈高代表其透濕性愈佳，但其中我們同樣可以注意到eVent或Entrant gⅡ這些材質不論相對濕度的高低其透濕能力變化不大，但其他如GTX或GTX XCR材質在相對濕度低時透氣能力卻明顯降低，所以透濕度曲線有著一定幅度的變化，PU的材質也出現相同特性，由此也可以看出在PTFE材質內多貼合一層PU結構明顯的是影響了GTX材質的透濕性，這點在第四項中會有更進一步的說明。
＊上面二個表格中數值表現最好也就是透濕性最好的大家可以注意到是Expaned PTFE Menbrane這個材質，這就是原始的PTFE薄膜，也許這個測試中看似超越對照組的軟殻材質Schoeller Dryskin，但要注意昀這是沒有加入通風因素的結果。
＊以上二個表格的原文可參考這個網頁，試驗的環境氣溫和相對濕度詳細設定數值在網頁都有說明。X軸中的平均濕度係指材質兩面的相對濕度平均值，不過這不是說材質二側濕度都相同，事實上材質兩側的濕度梯度差始終皆保持為50%。
2.抗水性(耐水壓)測試方法：
這數值指的是材質的防(抗)水能力，根據JIS-L1092測試標準,這數值指的是每平方釐米的面積上可以承受多少mm的水柱一小時不滲水，所以這數值愈大，材質的抗水壓能力也就愈好。
把這個抗水能力的數值換個大家容易明白的說法來解釋，假如有一個質它的抗水能力是20000mm/平方英吋，換算下來大約能扺抗29psi的壓力，而在現實環境中風雨所產生的壓力值， 一般風雨約是1400mm=2psi、暴風雨則是7000mm=10psi，甚至消防用的水柱也才只有11000mm=16psi的壓力，由此可以得知這樣的抗水能力的強度了。
五、GTX的材質基本構造與作用原理:
還是以GTX材質的廣告詞做開場:「GTX材質上的微孔比水分子小但比汗氣大所以能達到防水透氣的效果」，只是事實真的是這樣嗎?你知道GTX的膜層結構嗎?GTX的透氣性到底如何呢?以下我們就來詳細說分明。我相信這是一個很多人不了解的問題，因為長久以來GTX只用強大的宣傳和行銷都告訴我們它的防水透氣功能好像有多神奇，卻從不讓大眾真正的了解其中的原理。
GTX被"號稱"為「世紀之布」，那首先我們就從GTX的這層PTFE薄膜結構和特泩開始說起。GTX透氣薄膜的原料PTFE經由加熱後快速拉伸形成的結構實際看來並非是孔狀而是纖維的絲狀，藉由eVent官網上的這張圖大家就可以看的很清楚這種PTFE的結構，而在絲狀結構中的空間大小其實是足以讓水分子通過(以毛細作用吸收)的，而真正能讓PTFE薄膜達到防水的原因是它的表面具有很高的表面能(量)，讓它具備極高的抗水性能夠抵抗外部的大雨，據稱這抗水性是在現實狀況中再大的雨也無法達到的。
當三十年前GTX剛推出時的確是非常透氣，不過這第一代的GTX材質很快的因為內層接觸了使用者的體油、清潔劑等造成材質污染降低了表面能量，最終結果是讓材質失去抗水性導致漏水。更精確的來解釋就是因為表面能量的降低(抗水性降低)讓水分子能以毛細作用被吸收至材質內層，這也表示材質會失去它的最重要的防水功能。雖然這是個很嚴重的問題，但GTX長久以來總是宣稱這種內層的污染只有阻塞微孔造成透氣性降低而已，所以你也很難會了解以下所說明的GTX為解決這個問題所做的結構改變!
GTX的工程師為了解決材質內層表面污染的問題，想出了在GTX薄膜的內側再加上了一層親水性無孔的PU，如此一來污染的問題是解決了，但另一方面卻又產生了一個大的問題就是原本的GTX薄膜因為PTFE內側多加了一層PU導致透氣性大大減低。這是為什麼?為什麼多一層PU會讓透濕性大大降低?讓我來慢慢說給你聽。
首先我們要了解這GTX所加上的PU是所謂無孔親水型的結構，也就是說這層PU的結構中，其空間大小是水不論以液態(liguid)或蒸氣(vapor)型式都無法直接通過，所以在材質內層的水在以液態或氣態被親水性PU吸收後，水只能以最簡單的分子(H2O)狀態在PU結構中進行擴散*(solid state diffusion)，如此一來才能通過PU到達PTFE薄膜後再以蒸氣形態達成透濕。
而在PU中能達成擴散作用的原理簡單來說，就是物質會由高密(濃)度的地區移動到低密度地區，所當親水性的PU材質內側藉由吸引水或蒸氣將濕度不斷的提高密度，才能造成了水分子向乾燥而密度低的外側移動。這個PU的擴散作用速度與密度高低成正比，也就是當內層密度越高，擴散也會隨密度梯度增加而加快，這也就解釋<表二>數值中為何在相對濕度越高的狀況下GTX的透氣表現會越好了。
GTX公司原本以為加上PU是一個好方法，結果無孔親水性PU的擴散能力根本無法和GTX相比，即使GTX公司為了讓這結合PU的GTX材質達到市場可接受的透氣度，想盡辦法把這PU做到盡可能的薄，但結果從實際數據表現來看，多了PU的GTX依然失去了很多的透氣能力。
多年以來GTX結構中這層PU的存在似乎是不能說的秘密，對此GTX網站的官方說法是:「它們在薄膜裏加入了一種抗油性物質，能有效阻擋身體的油份及驅蟲劑等滲入影響薄膜原有的效能」，對於這PU層的存在似乎視而不見。但這PU反映在實際表現上，這一層薄薄PU所產生的重大的影響之一就是GTX在低濕度時透氣性不佳。根據上圖<表二>中的數值，在相對濕度70%時eVent的透氣性只比GTX高出30%左右，但是在相對濕度30%時，eVent的透氣性卻比GTX高出200%。
這個在低濕度時透氣性不佳的缺點就是使得GTX服裝內的濕度會不斷累積，這原因就是PU擴散特性造成的結果。而低濕度時材質透氣性不佳以及累積濕度提高密度的後果將可能造成內層服裝更容易被累積無法排出的汗水所弄濕，如果使用者處在低溫乾冷的環境(例如極地、高山)時，很可能會造成失溫的後果。
我相信很多人都有品牌的迷思，像是對於GTX，但如果看完了以上說明後你開始對GTX感到失望，我認為那也大可不必。以上文章所提到的這些原理只是要說明GTX的結構與作用，目的是要讓身為消費者的我們瞭解更多的事實，這樣廠商也就更不敢用宣傳手法來包裝產品的缺點，我們也就更有可能能選購到更符合需求的裝備(價格可能也更合理)。至於缺點每種材質都有，比GTX表現差的材質多的是，而且事實上世界沒有任何裝備是完美的，不是嗎?防水透氣材質的重點該放在什麼地方，在結語的地方我會說明的!
*擴散(diffusion):是由於粒子（原子、分子及離子等）的無規則運動(熱運動)而產生從高濃度區域向低濃度區域轉移的質量遷移(mass transfer)現象。擴散主要是由於空間中兩區域的密度差所引起的，粒子彼此碰撞並不斷的移動，直到粒子在兩區域中均勻分佈的現象。在擴散過程中，粒子的遷移方向不是單一性，但是密度大的區域向密度小的區城遷移的粒子數，會多於密度小的區域向密度大的區域遷移的分子數。擴散現象屬於自發性過程(spontaneous process)，造成系統的亂度增加，擴散現象證實一切物體的組成粒子都在不停地運動著。而無孔型的材質作用方式，基本上就是內側吸濕、中層擴散、外層放濕這三部份
六、結語:
以上的文章可能讀來有點枯燥，但是內容有很多關於防水透氣的基礎知識，還是有一些參考價值，希望和大家分享並做為需要時的參考工具。
說穿了，防水透濕一點都不神奇，更不是讓廠商用來提高售價的理由!前面說了這麼多，我還是告訴大家一句中肯的實話:「目前所有的防水透氣材質都有其侷限性」!這個意思用白話來說，就是說即使是目前數據上防水透濕性能最好的材質在我們處於高運動量的狀況依然無法達到足夠的透氣要求!這是因為材質的透濕原理使然，以目前的科技而言，抗水透濕的能力都是有限的，更不可能是用了什麼材質就能得到多少的舒適性，所以請你大可不必理會廠商那些「我的透濕度數值有xxxx」、「我的透濕性用肉眼即可見」，還有更可笑的「透氣性比美GTX」之類的廣告詞。
總而言之，「材質」固然很重要，但它畢竟不是一件防風防水層的全部，因此當你要考慮採購防水透氣層的服裝時，請不必有品牌或材質的迷思，基本上除了預算考量外更重要的一點就是"設計"─這包括透氣開口或拉鍊等，此外表布材質以及更重要的是使用者要適時對服裝系統做調整，甚至是在某些狀況下採用風衣取代防水透氣衣物都會是更好的方法，請你記住一句話:「裝備都只是一項工具，要能正確的了解和使用它才能真正發揮它該有的功能」!
另外，我們也常常聽到有人問:「為什麼穿防水透氣的服裝內層還是會濕」?或是「防水透氣服裝可以當雨衣穿嗎」?首先我要說，既然叫防水透氣那材質當然就可以"防水"，不過這只是它們最基本的功能之一，重點應該要放在"透氣"才對，不然只看防水的話一件20元的輕便雨衣就能做到，也根本不用花錢買這些防水透氣材質所做服裝。至於為什麼穿防水透氣服裝還是會濕?這個問題就要想想「水從那裡來」?
前面提到，防水透氣材質的防水正確是指「抗水」，而這個抗水的能力主要來自二部份。第一是表布，在外層的表布是抗水的第一層防線，因此廠商都會對它做防水潑水處理，簡單來說就是讓它的表面能量提高使它在一定程度下不會吸收水份。不過表布外層的防水潑水處理會隨著使用而減弱，這時表布就會吸收水份，表布一濕不但會讓衣服變的沈重更會影響透氣的表現，到這個時候就需要使用者自行再來做補強了恢復表布的防潑水性了。而抗水的第二個部份也就是最主要的部份就是膜(塗)層，膜(塗)層同樣會為使用而老化，如果這個部份功能失效那這件防水透氣也就得宣告壽終正寢了。
如果在假設表布與防水透氣材質的狀況正常時，我們可以從內水和外水二點來分析。內水從何而來?最有可能的就是自己的汗水因為材質透氣無法達到排出的足夠速度所以累積而來，說句真話，即使是目前市面上所謂最透氣的防水透氣材質也無法達到人體高運動量時的排汗需求，所以內層被汗水弄濕是非常有可能的。至於外水，這個就和個人使用習慣有關，一件衣服有可能讓水進入的地方往往就是帽兜和袖口，如果沒有束緊就很可能由此進入內層，所以不是靠材質就能達到一定的防水保證，最重要的還是使用者自己的"調整"啊!
目前本文的解說都只暫時聚焦在材質和原理上，其他更重要因素包括使用者(運動量)、服裝設計以及如何調整達到更舒適的部份我會在日後一一補上!
GTX被"號稱"為「世紀之布」，那首先我們就從GTX的這層PTFE薄膜結構和特泩開始說起。GTX透氣薄膜的原料PTFE經由加熱後快速拉伸形成的結構實際看來並非是孔狀而是纖維的絲狀，藉由eVent官網上的這張圖大家就可以看的很清楚這種PTFE的結構，而在絲狀結構中的空間大小其實是足以讓水分子通過(以毛細作用吸收)的，而真正能讓PTFE薄膜達到防水的原因是它的表面具有很高的表面能(量)，讓它具備極高的抗水性能夠抵抗外部的大雨，據稱這抗水性是在現實狀況中再大的雨也無法達到的。
當三十年前GTX剛推出時的確是非常透氣，不過這第一代的GTX材質很快的因為內層接觸了使用者的體油、清潔劑等造成材質污染降低了表面能量，最終結果是讓材質失去抗水性導致漏水。更精確的來解釋就是因為表面能量的降低(抗水性降低)讓水分子能以毛細作用被吸收至材質內層，這也表示材質會失去它的最重要的防水功能。雖然這是個很嚴重的問題，但GTX長久以來總是宣稱這種內層的污染只有阻塞微孔造成透氣性降低而已，所以你也很難會了解以下所說明的GTX為解決這個問題所做的結構改變!
GTX的工程師為了解決材質內層表面污染的問題，想出了在GTX薄膜的內側再加上了一層親水性無孔的PU，如此一來污染的問題是解決了，但另一方面卻又產生了一個大的問題就是原本的GTX薄膜因為PTFE內側多加了一層PU導致透氣性大大減低。這是為什麼?為什麼多一層PU會讓透濕性大大降低?讓我來慢慢說給你聽。
首先我們要了解這GTX所加上的PU是所謂無孔親水型的結構，也就是說這層PU的結構中，其空間大小是水不論以液態(liguid)或蒸氣(vapor)型式都無法直接通過，所以在材質內層的水在以液態或氣態被親水性PU吸收後，水只能以最簡單的分子(H2O)狀態在PU結構中進行擴散*(solid state diffusion)，如此一來才能通過PU到達PTFE薄膜後再以蒸氣形態達成透濕。
而在PU中能達成擴散作用的原理簡單來說，就是物質會由高密(濃)度的地區移動到低密度地區，所當親水性的PU材質內側藉由吸引水或蒸氣將濕度不斷的提高密度，才能造成了水分子向乾燥而密度低的外側移動。這個PU的擴散作用速度與密度高低成正比，也就是當內層密度越高，擴散也會隨密度梯度增加而加快，這也就解釋<表二>數值中為何在相對濕度越高的狀況下GTX的透氣表現會越好了。
GTX公司原本以為加上PU是一個好方法，結果無孔親水性PU的擴散能力根本無法和GTX相比，即使GTX公司為了讓這結合PU的GTX材質達到市場可接受的透氣度，想盡辦法把這PU做到盡可能的薄，但結果從實際數據表現來看，多了PU的GTX依然失去了很多的透氣能力。
多年以來GTX結構中這層PU的存在似乎是不能說的秘密，對此GTX網站的官方說法是:「它們在薄膜裏加入了一種抗油性物質，能有效阻擋身體的油份及驅蟲劑等滲入影響薄膜原有的效能」，對於這PU層的存在似乎視而不見。但這PU反映在實際表現上，這一層薄薄PU所產生的重大的影響之一就是GTX在低濕度時透氣性不佳。根據上圖<表二>中的數值，在相對濕度70%時eVent的透氣性只比GTX高出30%左右，但是在相對濕度30%時，eVent的透氣性卻比GTX高出200%。
這個在低濕度時透氣性不佳的缺點就是使得GTX服裝內的濕度會不斷累積，這原因就是PU擴散特性造成的結果。而低濕度時材質透氣性不佳以及累積濕度提高密度的後果將可能造成內層服裝更容易被累積無法排出的汗水所弄濕，如果使用者處在低溫乾冷的環境(例如極地、高山)時，很可能會造成失溫的後果。
我相信很多人都有品牌的迷思，像是對於GTX，但如果看完了以上說明後你開始對GTX感到失望，我認為那也大可不必。以上文章所提到的這些原理只是要說明GTX的結構與作用，目的是要讓身為消費者的我們瞭解更多的事實，這樣廠商也就更不敢用宣傳手法來包裝產品的缺點，我們也就更有可能能選購到更符合需求的裝備(價格可能也更合理)。至於缺點每種材質都有，比GTX表現差的材質多的是，而且事實上世界沒有任何裝備是完美的，不是嗎?防水透氣材質的重點該放在什麼地方，在結語的地方我會說明的!
*擴散(diffusion):是由於粒子（原子、分子及離子等）的無規則運動(熱運動)而產生從高濃度區域向低濃度區域轉移的質量遷移(mass transfer)現象。擴散主要是由於空間中兩區域的密度差所引起的，粒子彼此碰撞並不斷的移動，直到粒子在兩區域中均勻分佈的現象。在擴散過程中，粒子的遷移方向不是單一性，但是密度大的區域向密度小的區城遷移的粒子數，會多於密度小的區域向密度大的區域遷移的分子數。擴散現象屬於自發性過程(spontaneous process)，造成系統的亂度增加，擴散現象證實一切物體的組成粒子都在不停地運動著。而無孔型的材質作用方式，基本上就是內側吸濕、中層擴散、外層放濕這三部份
六、結語:
以上的文章可能讀來有點枯燥，但是內容有很多關於防水透氣的基礎知識，還是有一些參考價值，希望和大家分享並做為需要時的參考工具。
說穿了，防水透濕一點都不神奇，更不是讓廠商用來提高售價的理由!前面說了這麼多，我還是告訴大家一句中肯的實話:「目前所有的防水透氣材質都有其侷限性」!這個意思用白話來說，就是說即使是目前數據上防水透濕性能最好的材質在我們處於高運動量的狀況依然無法達到足夠的透氣要求!這是因為材質的透濕原理使然，以目前的科技而言，抗水透濕的能力都是有限的，更不可能是用了什麼材質就能得到多少的舒適性，所以請你大可不必理會廠商那些「我的透濕度數值有xxxx」、「我的透濕性用肉眼即可見」，還有更可笑的「透氣性比美GTX」之類的廣告詞。
總而言之，「材質」固然很重要，但它畢竟不是一件防風防水層的全部，因此當你要考慮採購防水透氣層的服裝時，請不必有品牌或材質的迷思，基本上除了預算考量外更重要的一點就是"設計"─這包括透氣開口或拉鍊等，此外表布材質以及更重要的是使用者要適時對服裝系統做調整，甚至是在某些狀況下採用風衣取代防水透氣衣物都會是更好的方法，請你記住一句話:「裝備都只是一項工具，要能正確的了解和使用它才能真正發揮它該有的功能」!
另外，我們也常常聽到有人問:「為什麼穿防水透氣的服裝內層還是會濕」?或是「防水透氣服裝可以當雨衣穿嗎」?首先我要說，既然叫防水透氣那材質當然就可以"防水"，不過這只是它們最基本的功能之一，重點應該要放在"透氣"才對，不然只看防水的話一件20元的輕便雨衣就能做到，也根本不用花錢買這些防水透氣材質所做服裝。至於為什麼穿防水透氣服裝還是會濕?這個問題就要想想「水從那裡來」?
前面提到，防水透氣材質的防水正確是指「抗水」，而這個抗水的能力主要來自二部份。第一是表布，在外層的表布是抗水的第一層防線，因此廠商都會對它做防水潑水處理，簡單來說就是讓它的表面能量提高使它在一定程度下不會吸收水份。不過表布外層的防水潑水處理會隨著使用而減弱，這時表布就會吸收水份，表布一濕不但會讓衣服變的沈重更會影響透氣的表現，到這個時候就需要使用者自行再來做補強了恢復表布的防潑水性了。而抗水的第二個部份也就是最主要的部份就是膜(塗)層，膜(塗)層同樣會為使用而老化，如果這個部份功能失效那這件防水透氣也就得宣告壽終正寢了。
如果在假設表布與防水透氣材質的狀況正常時，我們可以從內水和外水二點來分析。內水從何而來?最有可能的就是自己的汗水因為材質透氣無法達到排出的足夠速度所以累積而來，說句真話，即使是目前市面上所謂最透氣的防水透氣材質也無法達到人體高運動量時的排汗需求，所以內層被汗水弄濕是非常有可能的。至於外水，這個就和個人使用習慣有關，一件衣服有可能讓水進入的地方往往就是帽兜和袖口，如果沒有束緊就很可能由此進入內層，所以不是靠材質就能達到一定的防水保證，最重要的還是使用者自己的"調整"啊!
目前本文的解說都只暫時聚焦在材質和原理上，其他更重要因素包括使用者(運動量)、服裝設計以及如何調整達到更舒適的部份我會在日後一一補上!
山行者豪哥 2008/1/13
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