運動用吸濕排汗型功能性服裝的探討

葉冬茂，陳宏星

（武漢紡織大學(xué)體育課部， 湖北 武漢 430074）

運動用吸濕排汗型功能性服裝的探討

葉冬茂，陳宏星

（武漢紡織大學(xué)體育課部， 湖北 武漢 430074）

運動員在高強(qiáng)度的運動中產(chǎn)生的大量汗水和熱量會造成身體周圍高溫高濕的極限狀態(tài)，不利于競技水平的發(fā)揮。具有吸濕排汗功能的纖維和織物運用在運動服裝上，可以使汗水經(jīng)芯吸、傳輸、擴(kuò)散，迅速遷移至織物的表面并散發(fā)，讓運動員處于相對干爽舒適的環(huán)境下進(jìn)行運動，減少不必要的能量消耗，對提高運動員的競技水平有積極的作用。本文介紹了運動服裝的吸濕排汗機(jī)理，分析了影響運動服裝吸濕排汗性能的因素，對運動用吸濕排汗型針織產(chǎn)品的設(shè)計要素進(jìn)行了探討。

運動服裝；吸濕排汗；纖維；織物

1 前 言

大多數(shù)運動項目都具有耗能大、強(qiáng)度高、流汗多、時間長、技術(shù)性復(fù)雜等特點，運動員在高強(qiáng)度的運動中會消耗大量能量，身體產(chǎn)生很高的熱量散發(fā)，同時大量排汗在身體周圍造成高溫高濕的極限狀態(tài)，使人體極不舒適，從而影響了運動水平的發(fā)揮。因此，研究運動服吸濕排汗的原理、特點以及影響運動服裝吸濕排汗性能的因素，對提高運動員的競技水平有現(xiàn)實的意義。

2 運動服裝的吸濕排汗機(jī)理

2.1 人體出汗和纖維的排濕過程

人體出汗一般有兩種表現(xiàn)：無感出汗和有感出汗。無感出汗是指少量汗液在汗腺孔附近蒸發(fā)為水汽，由于出汗量不大，皮膚表面看不到液態(tài)的汗液，而是以氣態(tài)的汗汽形式存在。這些氣態(tài)水分首先被纖維材料吸收（即吸濕），然后通過纖維內(nèi)孔洞和纖維間空隙的毛細(xì)管傳輸?shù)娇椢锿獗砻妫贁U(kuò)散到環(huán)境中去。有感出汗是指在高溫或運動狀態(tài)下短時間內(nèi)大量的出汗，在皮膚表面形成液態(tài)汗。由于吸濕排汗纖維一般具有較高的比表面積，其截面一般為特殊的異形狀，表面有眾多的微孔或溝槽，從而使皮膚表面的液態(tài)水分通過纖維內(nèi)部的孔洞（毛細(xì)孔、微孔、溝槽）以及纖維之間的空隙所產(chǎn)生的毛細(xì)效應(yīng)迅速的被纖維吸附，進(jìn)行擴(kuò)散和蒸發(fā)（即放濕）。因此，纖維的吸濕性和透氣性與水分傳遞性能有密切關(guān)系。

2.2 人體與環(huán)境之間進(jìn)行熱濕交換的途徑

人體在穿著服裝后，由于服裝的介入，人體與環(huán)境之間必然會進(jìn)行熱濕交換，其交換途徑可分為對流、傳導(dǎo)、輻射和蒸發(fā)4種?？捎霉矫枋鋈梭w熱平衡：S= M-C-R-E-RES，式中S為合適體溫時的熱交換量；M 為人體代謝產(chǎn)熱量；C為對流傳熱量；R 為輻射傳熱量；E 為蒸發(fā)散熱量；RES為呼吸產(chǎn)生的熱損失。從上述公式可知，當(dāng) S= 0 時， 表示人體維持熱濕平衡，即處于舒適狀態(tài)；而當(dāng)S＜ 0 或者S＞ 0 時，表示人體與環(huán)境的熱交換量失衡，人體處于非舒適狀態(tài)。當(dāng)人體運動出汗后，吸濕排汗性能良好的服裝應(yīng)盡快將汗液、濕氣從皮膚表面吸收到服裝內(nèi)部，再透過服裝蒸發(fā)到外界，使服裝內(nèi)的濕度保持平衡，達(dá)到穿著舒適的目的。

3 影響運動服裝吸濕排汗性能的因素

運動用吸濕排汗型服裝的性能主要體現(xiàn)在利用纖維表面微細(xì)溝槽所產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象將汗水經(jīng)芯吸、傳輸、擴(kuò)散，迅速遷移至織物的表面并散發(fā)，使運動員在干爽舒適的環(huán)境下進(jìn)行運動，防止運動間歇的濕冷感，減少了因濕熱對運動員造成無謂的能量消耗，提高其運動的競技水平。因此，運動用服裝的纖維材料、織物結(jié)構(gòu)以及服裝的款式與結(jié)構(gòu)等因素都能對吸濕排汗性能產(chǎn)生重要的影響。

3.1 運動用服裝的纖維材料對吸濕排汗性能的影響

在運動狀態(tài)下，運動服裝的吸濕排汗性能跟纖維材料的導(dǎo)濕性能有直接關(guān)系。眾所周知，天然纖維以棉為例，其具有較好的吸濕能力，穿著舒適，但當(dāng)人體在運動過程中出汗量較大時，棉纖維會因吸濕而膨脹，其透氣性下降并粘貼在皮膚上。同時，水分發(fā)散速度也較慢，會給人體造成一種濕冷的感覺。而合成纖維以滌綸為例，其吸水性小，透濕和透氣性能差，在活動時容易產(chǎn)生悶熱感。為了滿足運動用服裝的功能性需求，利用合成纖維適合改性的特點，運用物理和化學(xué)改性的方法，提高滌綸的吸水性和透濕性，制備出具有吸濕排汗功能的纖維材料。

目前，最常見的運動用吸濕排汗型纖維材料有兩類，一類為特殊異形截面合成纖維，如美國杜邦公司的“Coolmax”纖維、臺灣的“Coolplus”纖維等，其特點是將纖維表面沿長度方向紡成“＋”“T”和“Y”等一定形狀的溝槽。另一類為細(xì)旦和超細(xì)旦合成纖維，如細(xì)旦滌綸、細(xì)旦丙綸等，其特點是細(xì)旦纖維織制的織物表面立起的細(xì)纖維形成了無數(shù)個微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于無數(shù)個毛細(xì)管，增強(qiáng)了毛細(xì)芯吸效應(yīng)。這兩類纖維材料主要是利用物理方法，使纖維表面形成溝槽，借助溝槽的芯吸導(dǎo)濕性能，迅速吸收皮膚表層濕氣及汗水，再由布表的纖維將汗水?dāng)U散并快速蒸發(fā)掉，從而達(dá)到吸濕排汗、調(diào)節(jié)體溫的目的。另外，我們還可以通過化學(xué)改性的方法制備吸濕排汗型纖維材料。如聚合物共混或復(fù)合紡絲是將含親水基的聚合物與聚酯切片混紡絲，同時用特殊設(shè)計的異形噴絲板生產(chǎn)吸濕排汗纖維；接枝共聚是通過接枝共聚方法，在大分子結(jié)構(gòu)內(nèi)引人親水基因，以增加纖維吸濕排汗功能。

3.2 運動用服裝的織物結(jié)構(gòu)對吸濕排汗性能的影響

由于吸濕排汗纖維織成的面料具備質(zhì)輕、導(dǎo)濕，快干、易清洗，免熨燙等優(yōu)良特性，因此特別適合制作運動服裝。目前，運動服裝大多以線圈結(jié)構(gòu)的針織面料為主， 其獨有的線圈結(jié)構(gòu)也有利于透氣、導(dǎo)濕排汗。采用不同的編織方法可紡織出多種織物結(jié)構(gòu)，同時配合使用吸濕排汗型纖維材料就可獲得具有快速吸濕、排汗功能的面料。主要的織物結(jié)構(gòu)方式有3種：一是單層結(jié)構(gòu)的緯平針編織；二是雙層結(jié)構(gòu)的平針添紗編織；三是三層結(jié)構(gòu)的三線緯平針或集圈添紗編織。

3.3 運動用服裝的款式與結(jié)構(gòu)對吸濕排汗性能的影響

對流是提供服裝系統(tǒng)控制濕熱有效方法之一。運動服裝在結(jié)構(gòu)上采用寬松款式，有利于體內(nèi)汗液和汗汽的通過對流的方式揮發(fā)，特別是易出汗的腋下、背、胸等部位，采用通風(fēng)的設(shè)計手法，能使汗、汽快速揮發(fā)，讓運動員始終保持身體的舒適性。從運動項目特點的角度，服裝的設(shè)計也應(yīng)符合運動的要求，以最大限度滿足人體運動的需要。換氣涉及到人體微氣候與大氣環(huán)境之間空氣的相互交換。運動服裝在設(shè)計時可通過服裝的開口部分，如門襟、領(lǐng)口、袖口等加大空氣的對流，達(dá)到換氣的目的。如果服裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)太緊，則不可能產(chǎn)生對流和換氣，結(jié)果可能是熱量和水分的交換率都太低。

4 運動用吸濕排汗型針織產(chǎn)品的設(shè)計要素

有研究表明，在鍛煉過程中身體釋放的能量中不到 25% 用于肌肉發(fā)力，而絕大部分能量都轉(zhuǎn)變成了熱量和汗水，必須及時從體內(nèi)排出，以使肌體可以有效運轉(zhuǎn)。一般的運動都具有耗能大、強(qiáng)度大、流汗多、時間長、技術(shù)性復(fù)雜、肢體運動幅度大等特點。因此，在設(shè)計吸濕排汗型運動服時要注意的以下要素：（1）吸濕性。人體運動所產(chǎn)生的水汽必須能從皮膚通過運動服裝立即向外界快速傳遞出去，這是運動服裝舒適性的一個重要要素。（2）速干性。在運動較激烈和中途有休息的運動和比賽中，速干性就顯得尤為重要。因為服裝在大量吸收汗液后，如果不能快速干燥，當(dāng)運動員中途休息時，冷卻的濕衣服會給人體帶來粘濕寒冷等不舒適感，嚴(yán)重的甚至?xí)鸶忻暗葌　＃?）通透性。即透氣性，如果服裝的通透性差，人體劇烈運動后，熱濕不能快速排出體外，人體會感到非常悶熱。（4）散熱性。能使運動后產(chǎn)生的濕熱氣體能快速擴(kuò)散到環(huán)境中，讓服裝和皮膚直接接觸的區(qū)域保持一個溫度舒適的微氣候，即服裝面料或服裝設(shè)計能夠起到“空調(diào)”的作用。（5）輕便性。比賽時，運動員穿著輕盈的運動服遠(yuǎn)比穿著一套沉重的運動服更能發(fā)揮競技水平，取得好成績。（6）柔軟性。比賽服裝一般屬于貼身穿著服裝，良好的皮膚觸感能帶給運動員舒適的感覺。

另外，由于運動項目眾多，運動的強(qiáng)度、時間的不同，運動員排汗情況也不一樣，因此在制作專項運動服時應(yīng)該選用含有不同含量的高導(dǎo)濕化學(xué)纖維面料。例如，Coolmax使用于各級運動服時，根據(jù)運用的不同，在最終產(chǎn)品中Coolmax含量決定了Coolmax織物的用途。Coolmax everyday型一般指較常規(guī)的運動類產(chǎn)品，如工作和步行等日常穿著的織物其Coolmax 最少含量為35% 。Coolmax active型指跑步、打高爾夫、練瑜珈術(shù)以及其他一般運動時穿著的織物，其Coolmax 的最少含量為50%。Coolmax extreme型指在賽跑、賽車、登山攀巖等高強(qiáng)度運動時穿著的織物，Coolmax的最少含量為85% 。

5 結(jié) 論

當(dāng)前，功能性、舒適、美觀成為體育運動服裝的流行趨勢，為滿足運動的需求，運動用品往往最先使用科技含量高的纖維和紡織材料。吸濕排汗纖維和織物在運動服上的使用，可以使運動員在運動中產(chǎn)生的大量的汗水和熱量及時擴(kuò)散或傳遞到環(huán)境中去，使運動員在干爽舒適的環(huán)境下進(jìn)行運動，防止運動間歇的濕冷感，減少了因濕熱對運動員造成無謂的能量消耗，對提高運動員的競技水平有較大的幫助。

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1674-151X（2010）12-145-02

10.3969/j.issn.1674-151x.2010.12.076

投稿日期：2010-10-19

葉冬茂（1970 ～），副教授，碩士。研究方向：運動服裝的功能性。