干爽功能性貼身面料的研究和開(kāi)發(fā)

周文江 倪文潔 顧春燕 程宇杰 郭洪運(yùn)

（無(wú)錫紅豆居家服飾有限公司 江蘇無(wú)錫 214000）

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)于服裝的要求突破以往的遮羞保暖層次，向著舒適體感層次發(fā)展。

無(wú)錫紅豆居家服飾有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“紅豆居家”）以睡衣、內(nèi)衣、內(nèi)褲等貼身衣物作為主要產(chǎn)品，致力于為消費(fèi)者提供舒適柔軟的產(chǎn)品。針對(duì)人體在接觸舒適、壓力舒適和熱濕舒適等方面對(duì)服裝的要求，紅豆居家研發(fā)生產(chǎn)了以紅豆絨柔軟型內(nèi)衣為代表的彈性良好、手感柔軟、蓬松保暖的一系列產(chǎn)品。

熱濕舒適性是影響服裝整體舒適性的重要因素[1]，由于貼身衣物與人體皮膚密切接觸，熱濕舒適性顯得更為重要。傳統(tǒng)貼身服裝，例如保暖內(nèi)衣，往往會(huì)給人帶來(lái)悶熱、粘身、濕冷等不佳的穿著體驗(yàn)。用戶穿著貼身衣物時(shí)的熱濕舒適性需求，是紅豆居家產(chǎn)品研發(fā)的重要出發(fā)點(diǎn)。人體的熱濕舒適性包含了對(duì)“熱感”和“濕感”兩個(gè)方面舒適度感受。在“熱感”方面，紅豆居家研發(fā)的紅豆絨內(nèi)衣，通過(guò)從纖維品種、織造結(jié)構(gòu)到染整工藝的一步步深入研發(fā)，達(dá)到了接觸溫暖、持久保暖、柔軟親膚的優(yōu)質(zhì)體感。天然纖維具有較好的吸濕能力，在人體靜態(tài)或者輕度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下有較好的舒適性能[2]，所以在“濕感”方面，紅豆居家的產(chǎn)品以棉、莫代爾等高回潮率的纖維素纖維原料為主，具備很好的吸濕能力，可以有效調(diào)節(jié)人體表面的濕度，達(dá)到干爽不悶汗的良好體感。

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于睡衣、內(nèi)衣、內(nèi)褲等產(chǎn)品都是貼身穿著，用戶對(duì)于服裝干爽、透氣功能的敏感度遠(yuǎn)超其他服裝品類(lèi)?？椢锿笣駳庑允侵笣駳馔高^(guò)織物的性能，又稱(chēng)透水汽性，簡(jiǎn)稱(chēng)透濕性或透汽性[3]。在溫度偏高、運(yùn)動(dòng)量稍大或者睡眠情況下，對(duì)面料干爽透氣的需求尤其突出，這個(gè)痛點(diǎn)的解決將滿足貼身服裝用戶具有良好“濕感”的需求。

2 “濕”舒適體感原理

穿著貼身衣物后，面料內(nèi)側(cè)表面接觸人體表皮，皮膚散發(fā)的水分首先被面料吸收，然后透過(guò)服裝向環(huán)境中散發(fā)。存留體表的水分、面料中所含的水分直接刺激皮膚，使人體產(chǎn)生濕的體感。

織物的濕傳遞性能是服裝熱濕舒適性中的重要內(nèi)容。人體以一定的速度散發(fā)出水分，如果水分不能被面料內(nèi)側(cè)面迅速吸收，或者被面料吸收后不能快速及時(shí)地散發(fā)到環(huán)境中，就會(huì)在體表形成較多的蓄積，體表濕度上升，形成“濕粘”的體感；相反，如果水分可以較快的散發(fā)到環(huán)境中，體表的濕度就保持較低水平，人體產(chǎn)生干爽透汽的感受。當(dāng)體表的濕度處于適當(dāng)范圍時(shí)，人體就產(chǎn)生較好的“濕”舒適體感。

由此可見(jiàn)，人體是否感到干爽透汽主要取決于體表產(chǎn)生的水分向環(huán)境中散發(fā)的速度，貼身穿著的衣物在這個(gè)過(guò)程中起到對(duì)“濕”的傳輸作用。

3 貼身面料的導(dǎo)濕過(guò)程解析

纖維紡成紗線，紗線又編織成面料，面料的結(jié)構(gòu)使得其中存在纖維形式的固體成分，同時(shí)紗線內(nèi)部和紗線之間的空隙通道形成面料內(nèi)部的氣體通道，所以服裝面料對(duì)于水分的傳輸方式是多管齊下的：“濕”從人體表皮散發(fā)，經(jīng)由面料中固、氣兩種通道，散發(fā)到外界環(huán)境。

氣態(tài)水經(jīng)織物中紗線間和纖維間的縫隙孔洞擴(kuò)散運(yùn)移到外層空間[4]，水分子直接經(jīng)由氣體通道散逸到外界。但是氣體通道彎折無(wú)形，這種方式的效率不高。不同面料的組織結(jié)構(gòu)不同，其中包含的孔隙數(shù)量也不同，質(zhì)地疏松的面料雖然包含較多孔隙，但導(dǎo)致其保暖性能和手感、外觀等方面打折扣，所以通過(guò)增加孔隙來(lái)增強(qiáng)面料的透濕性能是不可行的。

面料通過(guò)固體成分將水分傳輸?shù)酵饨绛h(huán)境需要三個(gè)步驟：面料內(nèi)側(cè)吸收水分；水分從面料內(nèi)側(cè)傳輸至外側(cè)；水分從面料外側(cè)散發(fā)至環(huán)境中。而日常生活中所提及的“吸濕”“排汗”和“干爽”分別對(duì)應(yīng)了以上過(guò)程的三個(gè)階段。

3.1 吸濕階段

人體會(huì)散發(fā)出氣態(tài)或者液態(tài)的水分，這些水分分布在體表被面料內(nèi)側(cè)吸收。這樣體表的水分濃度才會(huì)維持在較低水平，否則水分濃度就會(huì)不斷升高導(dǎo)致悶熱體感。吸濕過(guò)程其實(shí)是水分附著在面料纖維上的過(guò)程，附著方式是水分子與面料內(nèi)側(cè)纖維中羥基等親水基團(tuán)通過(guò)氫鍵吸附在一起。纖維大分子中，親水基團(tuán)的多少和親水性的強(qiáng)弱是影響纖維吸濕性的最本質(zhì)因素[3]。

3.2 排汗階段

織物的濕傳導(dǎo)主要處于潛汗或顯汗?fàn)顟B(tài)[5]。潛汗（氣態(tài)）狀態(tài)下，面料內(nèi)側(cè)纖維吸濕后，其濕度較高，而面料外側(cè)纖維暴露于外界環(huán)境，濕度較低。此時(shí)面料里外側(cè)所含水分存在濃度差。由于水分總是從濃度高的位置向濃度低的位置擴(kuò)散，面料兩側(cè)存在的濃度差就使水分從面料內(nèi)側(cè)排至面料外側(cè)。當(dāng)面料所含水分較多，水分以“顯汗”（液態(tài)水）形式存在，這時(shí)由于受到固體表面張力的驅(qū)動(dòng)作用，水分會(huì)通過(guò)纖維集合體內(nèi)部的空隙流動(dòng)和傳輸[6]，這就是面料對(duì)水分的芯吸效應(yīng)，顯汗通過(guò)這個(gè)方式被面料從里層排到外側(cè)。

3.3 干爽階段

被面料傳輸至外側(cè)的水分不會(huì)持久聚集在面料外側(cè)纖維上，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候纖維的濕度比環(huán)境中高得多，所以外側(cè)纖維獲得的水分會(huì)不斷向環(huán)境中的空氣擴(kuò)散。擴(kuò)散的結(jié)果是面料和體表的濕度維持在較低水平，帶給人體干爽感受。

以上三個(gè)階段串聯(lián)起來(lái)，就是面料通過(guò)吸濕排汗達(dá)到體表干爽的過(guò)程：出汗使體表濕度增加，體表水分不斷被面料吸收，又被面料持續(xù)釋放于環(huán)境中。

4 貼身面料的干爽性要求

在紅豆絨柔軟型內(nèi)衣發(fā)明之前，市面上普遍流行厚重悶汗的傳統(tǒng)復(fù)合型保暖內(nèi)衣。傳統(tǒng)保暖內(nèi)衣內(nèi)里采用滌綸接觸皮膚，通過(guò)復(fù)合工藝使面料達(dá)到了厚實(shí)的質(zhì)地，這樣一定程度上增加了內(nèi)衣的保暖性能，但是簡(jiǎn)單通過(guò)厚度的堆砌來(lái)提升面料的保暖之后，導(dǎo)致面料透汽性能極差。人體散發(fā)的水分積存在體表，引起粘膩悶熱的不良體感，不斷的悶汗也損害皮膚健康。想要在保暖的基礎(chǔ)上做到透汽不悶汗，要對(duì)面料的品質(zhì)提出更高的要求。

紅豆居家發(fā)明了紅豆絨柔軟型內(nèi)衣。纖維素纖維大分子中的每一葡萄糖?；腥齻€(gè)羥基，所以吸濕性較好[3]，紅豆絨面料以回潮率8.5%的棉纖維和回潮率高達(dá)13%的莫代爾、粘膠纖維等親水纖維作為主體材料，加入了膨體腈綸等高保暖性的纖維，采用蓬松的紗線結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)抓燙剪的柔絨工藝，使紅豆絨面料具有豐厚的絨毛，柔軟的身骨，不但達(dá)到了非常高的保暖性，也具備了良好的體表水分調(diào)節(jié)能力，能迅速吸收體表水分進(jìn)而排至環(huán)境中，帶來(lái)干爽透汽體感。

紅豆居家在部分貼身衣物的面料上，將棉和莫代爾等纖維素纖維作為主體材料，高效地將體表的水分傳輸至外界環(huán)境，保證體表干爽，避免了衣物悶汗不透汽的不良體感。

5 增強(qiáng)面料的干爽功能

在夏天或者運(yùn)動(dòng)量稍高的情況下，人體出汗加快，體表濕度升高，此時(shí)如果貼身面料不能及時(shí)將水分排至外界環(huán)境，就會(huì)導(dǎo)致體表濕度上升，在濕度很高時(shí)就會(huì)影響皮膚正常呼吸,從而使人感到悶熱憋氣,使人難受[7]。

針對(duì)消費(fèi)者的這個(gè)痛點(diǎn)，紅豆居家為了同時(shí)保證服裝面料的親膚柔軟的觸感和干爽透汽的體感，在保持以纖維素纖維為面料主體成分的前提下，為了使服裝在較多出汗量情況下保證良好的干爽能力，開(kāi)發(fā)出新的面料。由于纖維素纖維具有較強(qiáng)的親水性能，當(dāng)體表汗氣較多甚至出現(xiàn)液態(tài)汗的時(shí)候，以纖維素纖維為主要成分的棉質(zhì)貼身面料，需要適應(yīng)消費(fèi)者對(duì)面料干爽功能的更高要求。

目前市面上新興的干爽功能棉質(zhì)面料主要有兩種：一種是采用部分疏水處理棉紗與部分親水處理棉紗交織構(gòu)成面料；另一種面料則全部由親水處理棉纖維構(gòu)成。

第一種面料，目的是通過(guò)采用部分疏水處理棉紗使面料含水量降低達(dá)到快干效果，并通過(guò)采用部分親水處理棉紗達(dá)到良好的排汗效果，從而實(shí)現(xiàn)干爽。但面料中的疏水棉紗會(huì)對(duì)水分向面料的浸潤(rùn)產(chǎn)生不利影響，降低面料的吸濕效率，并且阻擋水分在面料中的擴(kuò)散傳輸，從而影響排汗，不能達(dá)到干爽目的。

第二種面料，通過(guò)采用速干棉纖維使面料達(dá)到吸濕速干的效果。其主要手段是，一方面用油性助劑處理棉纖維，降低棉纖維的吸水能力，從而降低面料含水量，提升速干能力；另一方面采用吸濕速干整理劑處理纖維，目的是增加纖維的吸濕排汗能力。通過(guò)兩方面整理，使面料達(dá)到吸濕速干效果。

作為一種功能性纖維，coolmax 具有超強(qiáng)的排汗導(dǎo)濕功能[8]，它特殊的異形截面可以賦予面料對(duì)水分極強(qiáng)的芯吸效果，使體表水分迅速排至環(huán)境中，保持舒適干爽體感。紅豆居家為了提高面料的干爽功能，從運(yùn)動(dòng)服裝中得到靈感，將coolmax 纖維以較大比例與棉纖維混紡，設(shè)計(jì)如下4 種方案，以尋找干爽功能面料的最佳方案（見(jiàn)表1）。

采用GB/T 21655.1-2008 《紡織品吸濕速干性的評(píng)定 第1 部分 單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》對(duì)以上面料的干爽能力進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果見(jiàn)表2（括號(hào)中內(nèi)容為國(guó)標(biāo)合格要求）。

對(duì)表1、表2 結(jié)果進(jìn)行分析：唯一一項(xiàng)符合吸濕速干國(guó)標(biāo)要求的是50S 70%棉/30%coolmax+30D 氨綸的方案，數(shù)據(jù)最差的是速干棉印花面料。國(guó)標(biāo)規(guī)定的指標(biāo)中，吸水率表示面料對(duì)水分的吸收能力。體表水分需要及時(shí)被面料吸收，才能避免體表濕度過(guò)高產(chǎn)生的“粘膩”體感。芯吸高度和透濕量表示面料從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的傳輸水分的能力，也就是排汗能力。體表水分需要迅速傳輸至面料外側(cè)，才能保證蒸發(fā)速度，對(duì)有明顯厚度的面料尤其如此。蒸發(fā)速率和滴水?dāng)U散時(shí)間表示面料的快干能力，水分在面料中的橫向擴(kuò)散速度越快，水分的蒸發(fā)面積越大，有利于水分及時(shí)蒸發(fā)，面料中的水分如果不能及時(shí)擴(kuò)散蒸發(fā)，長(zhǎng)時(shí)間駐留面料中會(huì)帶來(lái)濕冷的不良體感。

表1 干爽功能面料的4 個(gè)方案

表2 4 種方案吸濕速干性能的測(cè)試結(jié)果

5.1 吸濕能力

因?yàn)閹讐K面料全部以回潮率較高的棉纖維作為主體材料，一般來(lái)說(shuō)服裝材料中纖維的親水基團(tuán)多,纖維的吸水率就高[7]。所以幾塊面料吸水率全部符合國(guó)標(biāo)要求。其中干爽棉面料吸水率數(shù)據(jù)最好，說(shuō)明其吸濕效果最好，可以及時(shí)調(diào)節(jié)體表濕度。速干棉面料由于棉纖維經(jīng)由油劑處理，和常規(guī)棉纖維相比，其親水能力下降，導(dǎo)致吸水率數(shù)據(jù)偏低。

5.2 排汗能力

4 種面料的透濕量數(shù)據(jù)全部符合國(guó)標(biāo)要求，數(shù)據(jù)差別不大。

芯吸高度的測(cè)試結(jié)果表明，4 號(hào)速干棉印花面料的數(shù)據(jù)是最差的，也就是排汗能力是最差的，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于2 號(hào)沒(méi)有印花的速干棉面料。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)印花處理后，面料中的纖維被漿料包裹，面料對(duì)水分的吸收和擴(kuò)散受到不利影響。其余三款面料都符合國(guó)標(biāo)要求，這是因?yàn)槊蘩w維是親水性纖維，也具有很好的芯吸作用[9]。3 號(hào)混紡了coolmax異形截面功能性纖維的速干棉面料，其對(duì)水分的芯吸能力比純速干棉面料高出一截，這證明coolmax 纖維能夠很好地促進(jìn)水分在面料內(nèi)部的傳輸，增強(qiáng)面料的排汗能力。1 號(hào)干爽棉紗線的芯吸能力也符合國(guó)標(biāo)要求，排汗效果較好。

5.3 快干能力

同樣由于印花漿料的原因，4 號(hào)印花面料的滴水?dāng)U散時(shí)間指標(biāo)也是最差的，這是因?yàn)樗盅孛媪媳砻鏅M向擴(kuò)散能力不足，會(huì)導(dǎo)致汗液的蒸發(fā)面積減小，影響水分的蒸發(fā)速度。這證明印花工藝會(huì)嚴(yán)重影響到面料的干爽功能。其余三款面料，由于采用了coolmax 吸濕速干功能纖維或者進(jìn)行了吸濕速干整理，面料的滴水?dāng)U散時(shí)間全部符合國(guó)標(biāo)要求，水分橫向擴(kuò)散越快，蒸發(fā)面積越大，干爽速度越快。

另一方面，從汗液的蒸發(fā)速率指標(biāo)看。僅有1 號(hào)干爽棉面料的數(shù)據(jù)是符合國(guó)標(biāo)要求的。3 號(hào)速干棉面料中加入了coolmax 纖維之后，相比于2 號(hào)純速干棉面料的水分蒸發(fā)速度快一些。這是因?yàn)閏oolmax 纖維是滌綸材質(zhì)，親水性較低。1 號(hào)干爽棉面料由于加入了較高比例的coolmax 纖維，蒸發(fā)速度更加快，也是實(shí)驗(yàn)中，唯一一款蒸發(fā)速率指標(biāo)符合吸濕快干國(guó)標(biāo)的面料。

從測(cè)試結(jié)果看出，常規(guī)棉纖維的吸濕能力較好，而coolmax 纖維賦予了面料比較好的排汗和干爽能力。

紅豆居家基于提升面料干爽功能的目的，研究發(fā)現(xiàn)coolmax 纖維與常規(guī)棉纖維搭配是效率最高的方案，因此將70%棉/30%coolmax 的紗線配比作為干爽功能面料的最優(yōu)選擇。

綜上所述，在對(duì)面料熱濕舒適性的深入研究和對(duì)多種纖維材料搭配方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，紅豆居家針對(duì)傳統(tǒng)面料悶汗粘濕的痛點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了不僅可以調(diào)節(jié)體表濕度，也可以在較大出汗量情況下快速排出水分、恢復(fù)干爽體感的面料。方案的核心是將棉纖維與coolmax 纖維以70%/30%的比例進(jìn)行混紡。在此基礎(chǔ)上，紅豆居家基于用戶對(duì)睡衣、內(nèi)衣和內(nèi)褲等品類(lèi)舒適性的要求，從纖維規(guī)格、紡紗工藝、織造結(jié)構(gòu)、整理方法等各個(gè)環(huán)節(jié)著手，針對(duì)面料的柔軟性、親膚性、彈性、保暖性、蓬松性等方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使各品類(lèi)面料在滿足用戶基本需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了干爽功能，達(dá)到了時(shí)刻干爽的超預(yù)期體感。