干爽功能性貼身面料的研究和開發(fā)

周文江 倪文潔 顧春燕 程宇杰 郭洪運

（無錫紅豆居家服飾有限公司 江蘇無錫 214000）

1 引言

隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，消費者對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。

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

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，例如保暖內衣，往往會給人帶來悶熱、粘身、濕冷等不佳的穿著體驗。用戶穿著貼身衣物時的熱濕舒適性需求，是紅豆居家產品研發(fā)的重要出發(fā)點。人體的熱濕舒適性包含了對“熱感”和“濕感”兩個方面舒適度感受。在“熱感”方面，紅豆居家研發(fā)的紅豆絨內衣，通過從纖維品種、織造結構到染整工藝的一步步深入研發(fā)，達到了接觸溫暖、持久保暖、柔軟親膚的優(yōu)質體感。天然纖維具有較好的吸濕能力，在人體靜態(tài)或者輕度運動狀態(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，可以有效調節(jié)人體表面的濕度，達到干爽不悶汗的良好體感。

在產品開發(fā)過程中，由于睡衣、內衣、內褲等產品都是貼身穿著，用戶對于服裝干爽、透氣功能的敏感度遠超其他服裝品類。織物透濕氣性是指濕氣透過織物的性能，又稱透水汽性，簡稱透濕性或透汽性[3]。在溫度偏高、運動量稍大或者睡眠情況下，對面料干爽透氣的需求尤其突出，這個痛點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，面料內側表面接觸人體表皮，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側面迅速吸收，或者被面料吸收后不能快速及時地散發(fā)到環(huán)境中，就會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，人體產生干爽透汽的感受。當體表的濕度處于適當范圍時，人體就產生較好的“濕”舒適體感。

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

3 貼身面料的導濕過程解析

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

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

面料通過固體成分將水分傳輸到外界環(huán)境需要三個步驟：面料內側吸收水分；水分從面料內側傳輸至外側；水分從面料外側散發(fā)至環(huán)境中。而日常生活中所提及的“吸濕”“排汗”和“干爽”分別對應了以上過程的三個階段。

3.1 吸濕階段

人體會散發(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側吸收。這樣體表的水分濃度才會維持在較低水平，否則水分濃度就會不斷升高導致悶熱體感。吸濕過程其實是水分附著在面料纖維上的過程，附著方式是水分子與面料內側纖維中羥基等親水基團通過氫鍵吸附在一起。纖維大分子中，親水基團的多少和親水性的強弱是影響纖維吸濕性的最本質因素[3]。

3.2 排汗階段

織物的濕傳導主要處于潛汗或顯汗狀態(tài)[5]。潛汗（氣態(tài)）狀態(tài)下，面料內側纖維吸濕后，其濕度較高，而面料外側纖維暴露于外界環(huán)境，濕度較低。此時面料里外側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散，面料兩側存在的濃度差就使水分從面料內側排至面料外側。當面料所含水分較多，水分以“顯汗”（液態(tài)水）形式存在，這時由于受到固體表面張力的驅動作用，水分會通過纖維集合體內部的空隙流動和傳輸[6]，這就是面料對水分的芯吸效應，顯汗通過這個方式被面料從里層排到外側。

3.3 干爽階段

被面料傳輸至外側的水分不會持久聚集在面料外側纖維上，因為這個時候纖維的濕度比環(huán)境中高得多，所以外側纖維獲得的水分會不斷向環(huán)境中的空氣擴散。擴散的結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。

以上三個階段串聯(lián)起來，就是面料通過吸濕排汗達到體表干爽的過程：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

在紅豆絨柔軟型內衣發(fā)明之前，市面上普遍流行厚重悶汗的傳統(tǒng)復合型保暖內衣。傳統(tǒng)保暖內衣內里采用滌綸接觸皮膚，通過復合工藝使面料達到了厚實的質地，這樣一定程度上增加了內衣的保暖性能，但是簡單通過厚度的堆砌來提升面料的保暖之后，導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。想要在保暖的基礎上做到透汽不悶汗，要對面料的品質提出更高的要求。

紅豆居家發(fā)明了紅豆絨柔軟型內衣。纖維素纖維大分子中的每一葡萄糖剩基含有三個羥基，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，采用蓬松的紗線結構，同時通過抓燙剪的柔絨工藝，使紅豆絨面料具有豐厚的絨毛，柔軟的身骨，不但達到了非常高的保暖性，也具備了良好的體表水分調節(jié)能力，能迅速吸收體表水分進而排至環(huán)境中，帶來干爽透汽體感。

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 增強面料的干爽功能

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

針對消費者的這個痛點，紅豆居家為了同時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，開發(fā)出新的面料。由于纖維素纖維具有較強的親水性能，當體表汗氣較多甚至出現液態(tài)汗的時候，以纖維素纖維為主要成分的棉質貼身面料，需要適應消費者對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成面料；另一種面料則全部由親水處理棉纖維構成。

第一種面料，目的是通過采用部分疏水處理棉紗使面料含水量降低達到快干效果，并通過采用部分親水處理棉紗達到良好的排汗效果，從而實現干爽。但面料中的疏水棉紗會對水分向面料的浸潤產生不利影響，降低面料的吸濕效率，并且阻擋水分在面料中的擴散傳輸，從而影響排汗，不能達到干爽目的。

第二種面料，通過采用速干棉纖維使面料達到吸濕速干的效果。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。通過兩方面整理，使面料達到吸濕速干效果。

作為一種功能性纖維，coolmax 具有超強的排汗導濕功能[8]，它特殊的異形截面可以賦予面料對水分極強的芯吸效果，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，從運動服裝中得到靈感，將coolmax 纖維以較大比例與棉纖維混紡，設計如下4 種方案，以尋找干爽功能面料的最佳方案（見表1）。

采用GB/T 21655.1-2008 《紡織品吸濕速干性的評定 第1 部分 單項組合試驗法》對以上面料的干爽能力進行了測試。結果見表2（括號中內容為國標合格要求）。

對表1、表2 結果進行分析：唯一一項符合吸濕速干國標要求的是50S 70%棉/30%coolmax+30D 氨綸的方案，數據最差的是速干棉印花面料。國標規(guī)定的指標中，吸水率表示面料對水分的吸收能力。體表水分需要及時被面料吸收，才能避免體表濕度過高產生的“粘膩”體感。芯吸高度和透濕量表示面料從內側向外側的傳輸水分的能力，也就是排汗能力。體表水分需要迅速傳輸至面料外側，才能保證蒸發(fā)速度，對有明顯厚度的面料尤其如此。蒸發(fā)速率和滴水擴散時間表示面料的快干能力，水分在面料中的橫向擴散速度越快，水分的蒸發(fā)面積越大，有利于水分及時蒸發(fā)，面料中的水分如果不能及時擴散蒸發(fā)，長時間駐留面料中會帶來濕冷的不良體感。

表1 干爽功能面料的4 個方案

表2 4 種方案吸濕速干性能的測試結果

5.1 吸濕能力

因為幾塊面料全部以回潮率較高的棉纖維作為主體材料，一般來說服裝材料中纖維的親水基團多,纖維的吸水率就高[7]。所以幾塊面料吸水率全部符合國標要求。其中干爽棉面料吸水率數據最好，說明其吸濕效果最好，可以及時調節(jié)體表濕度。速干棉面料由于棉纖維經由油劑處理，和常規(guī)棉纖維相比，其親水能力下降，導致吸水率數據偏低。

5.2 排汗能力

4 種面料的透濕量數據全部符合國標要求，數據差別不大。

芯吸高度的測試結果表明，4 號速干棉印花面料的數據是最差的，也就是排汗能力是最差的，數據遠低于2 號沒有印花的速干棉面料。這是因為經過印花處理后，面料中的纖維被漿料包裹，面料對水分的吸收和擴散受到不利影響。其余三款面料都符合國標要求，這是因為棉纖維是親水性纖維，也具有很好的芯吸作用[9]。3 號混紡了coolmax異形截面功能性纖維的速干棉面料，其對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水分在面料內部的傳輸，增強面料的排汗能力。1 號干爽棉紗線的芯吸能力也符合國標要求，排汗效果較好。

5.3 快干能力

同樣由于印花漿料的原因，4 號印花面料的滴水擴散時間指標也是最差的，這是因為水分沿面料表面橫向擴散能力不足，會導致汗液的蒸發(fā)面積減小，影響水分的蒸發(fā)速度。這證明印花工藝會嚴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行了吸濕速干整理，面料的滴水擴散時間全部符合國標要求，水分橫向擴散越快，蒸發(fā)面積越大，干爽速度越快。

另一方面，從汗液的蒸發(fā)速率指標看。僅有1 號干爽棉面料的數據是符合國標要求的。3 號速干棉面料中加入了coolmax 纖維之后，相比于2 號純速干棉面料的水分蒸發(fā)速度快一些。這是因為coolmax 纖維是滌綸材質，親水性較低。1 號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，也是實驗中，唯一一款蒸發(fā)速率指標符合吸濕快干國標的面料。

從測試結果看出，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，在對面料熱濕舒適性的深入研究和對多種纖維材料搭配方案進行實驗研究的基礎上，紅豆居家針對傳統(tǒng)面料悶汗粘濕的痛點，開發(fā)出了不僅可以調節(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%的比例進行混紡。在此基礎上，紅豆居家基于用戶對睡衣、內衣和內褲等品類舒適性的要求，從纖維規(guī)格、紡紗工藝、織造結構、整理方法等各個環(huán)節(jié)著手，針對面料的柔軟性、親膚性、彈性、保暖性、蓬松性等方面進行了特殊設計，使各品類面料在滿足用戶基本需求的基礎上，實現了干爽功能，達到了時刻干爽的超預期體感。