导湿透气面料的开发yd20703
马婧，白燕，陈倩颖，田旭，蒙月珍 上海工程技术大学，上海 201620
收稿日期：2016-10-13
基金项目：上海工程技术大学创新项目(CZ1509016)
作者简介：马婧(1995-)，女，云南楚雄人，学士。
原载：山东纺织科技2017
【摘要】文章从纤维材料、面料结构设计、服装设计三个方面探讨了导湿透气面料的开发设计，提出了一种以异形丙纶作为芯层，棉纤维和吸湿排汗纤维作为皮层的纱线及其织物设计思路，为导湿透气面料的进一步开发提供了参考。
【关键词】导湿透气；织物结构；服装面料
【中图分类号】TS101.92+3.3 文献标识码：A 文章编号：1009-3028(2016)06-0017-03
在高温环境下作业，服装会阻碍体热散失和汗液蒸发，增加人体的热负荷。为了把衣服内的高温、高湿空气以及水蒸汽释放出来，就需要透气性良好、吸湿和放湿性能优良的材料、面料及服装结构设计，使服装与身体之间的空气层与外部空气充分交换，以便水蒸气及时散发[1]，从而达到吸湿排汗、调节体温的目的,使人体肌肤保持凉爽与干燥。
1 吸湿纤维材料
1.1 棉纤维
棉纤维有较好的吸湿性及耐磨性，回潮率达到8%。没有静电，吸湿排汗性较好，透气性好，对人体无刺激，用其制成服装穿着舒适，无起球现象，手感柔软。棉纤维耐碱不耐酸，湿态下，棉纤维的强力会增加10%，但其易受微生物影响，潮湿环境易引起纤维霉变。长期的日光照射也会发生氧化作用使纤维强力下降。
1.2 麻纤维
麻纤维属纤维素纤维，其织物拥有与棉相似的性能。麻纤维具有良好的吸湿、散湿与透气的功能，传热导热快、凉爽挺括、出汗不贴身、质地轻、强力大、不易起静电、织物不易污染、色调柔和大方，强度位于天然纤维之首。麻纤维具有良好的耐酸碱性，在烧碱中可发生丝光作用，使强度、光泽增强。抗霉菌性好，不易受潮发霉。但麻纤维有刺痒感、易起皱、易脆断、易缩水、易出现结点而且麻纤维的染色性较差。
1.3 竹纤维
竹纤维具有抗菌、抑菌及保健功能，可释放负离子，使人体倍感清新舒适。此外，竹纤维具有良好的吸湿、放湿性，能自动调节人体湿度平衡。竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有极强的吸附能力。竹纤维手感柔软、白度好、色彩亮丽；韧性及耐磨性强，有独特的回弹性；有较强的纵向和横向强度，悬垂性佳。但是在提取竹纤维的过程中会造成环境污染，而且竹纤维织物不能用力拧揉，否则容易破损。
2 导湿纤维材料
2.1 Coolmax纤维
Coolmax纤维是异型截面的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。它的截面呈扁平“十”字型，表面有4条排汗管道。这种扁平的四凹槽结构能使相邻纤维易于靠拢，形成许多毛细效应强烈的细小芯吸管道，具有能将汗水迅速排至织物表面的功能。同时，该纤维的比表面积比同细度普通圆形截面纤维大19.8%，因而在汗水排至该纤维织物表面后，能快速蒸发到周围大气中去[2]。Coolmax纤维的这种结构赋予了该纤维织物导湿快干的性能，是优良的热湿舒适性服装面料。
2.2 SATLS纤维
SATLS纤维是一种舒适、时尚的改性聚酯纤维，该纤维采用异型截面结构，经碱减量处理后，纤维表面形成众多无规则的凹坑或沟槽，正是这种独特结构，使SATLS纤维具有了吸湿、排汗、透气的特性，也使面料具有良好毛细效应，可将皮肤表面排出的湿气与汗水瞬间排出体外，使皮肤保持干爽和清凉。SATLS纤维的独特之处在于同时具有吸湿快、散湿快两种特性。
2.3 Sophista纤维
Sophista纤维是利用复合纺丝的方法，将EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)和聚酯制成双组分皮芯型的复合纤维。纤维的表层为具有亲水性基团(-OH)的EVOH，芯层为聚酯纤维。由于亲水性基团的存在，汗液和水分很快被纤维表面吸引并扩散出去,又因为芯层的聚酯几乎不吸湿，吸入纤维内部的水分与棉纤维相比少得多，纤维的膨润程度甚微，从皮肤吸入纤维内部的水分就可很快扩散蒸发出去，从而织物不会粘在身上，有干爽舒适的穿着感。
3 导湿透气面料结构设计
3.1 导湿透气原理
目前，导湿透气面料主要利用织物对液态水的传递。它包括(1)织物和液体的接触、润湿与吸收；(2)液体输送；(3)保水；(4)液态水蒸发散逸四个环节。根据服装穿着时同人体或大气接触面的不同，可将导湿透气织物划分为内层、中层、外层。
织物内层易被液体润湿，并且能满足创造毛细通道的条件。吸水快，不保水，且蒸发小。内层织物不能用吸湿性太强的纤维，应选用适当润湿性的纤维，并通过增大空隙率来达到快吸水的目的。
在大量连续出汗的情况下，织物主体层-中层从内层吸收、转移并贮存待散逸的液体。中层不仅要满足牢度、尺寸形态稳定等方面的要求，还要具有良好的吸水性。中层织物的毛细管道与织物内层要有很好的贯通，纤维排列宜相对规则有序，空隙率较低。能够从织物内层转移水，保持织物内侧的干燥，具有一定的保水能力。
织物外层的作用是传递散逸液体，并满足耐磨、美观等要求。纤维的润湿性能要好，需具有较大的表面积。外表面可凹凸不平，以便拥有较高的蒸发效率。毛细输水管道须与中层贯通，使水分蒸发的同时能及时从中层织物补水。
3.2 导湿透气面料设计
本文导湿透气面料的设计思路是以异形丙纶作为芯层[3]，棉纤维和吸湿排汗纤维作为皮层的纱线。利用丙纶纤维间的狭缝的芯吸作用，并采用变化的织物组织编织形成“导湿”的织物。由于丙纶的低保水率，其导水而不储水，同时把丙纶做成管子状增大空隙率可达到快吸水的目的。丙纶管子呈现圆柱形结构，具有一定的不平整度和蓬松度，管子的凸起点与皮层接触，使织物表面和人体皮肤间留有适当的微气候区，促进气相水分和液相水分的流动蒸发，在水分蒸发的同时织物能及时补水，达到除湿透气的作用，使服装不粘贴人体表面；吸湿排汗纤维主要是利用纤维截面异形化使纤维表面形成凹槽，借助凹槽的芯吸导湿结构，迅速吸收皮肤表层湿气及汗水，并排出体外，同时由于布表面的纤维内部存在孔洞(毛细孔、微孔、沟槽)，其与纤维之间的空隙所产生的毛细效应使水分在材料间表面的吸附、扩散和蒸发(即放湿)，可将汗水扩散并迅速蒸发掉。这种导湿透气面料解决了现有技术中存在的多种缺陷，使包围人体的空气层与外界空气充分交流，能够及时排除出汗所产生的水分。
4 导湿透气纺织品的特性
4.1 导湿透气纺织品的特性
纤维的导湿透气性能取决于其化学组成和物理结构形态。从皮肤表面蒸发的气态水分首先被纤维材料吸收，然后经由材料表面放湿；而皮肤表面的液态水分由纤维内部的微孔、沟槽以及纤维之间的空隙所产生的毛细效应吸附、扩散和蒸发。两种作用的结果导致水分发生了迁移，前一种作用主要与纤维大分子的化学组成有关，后一种作用则与纤维的物理结构形态有关。
4.2 实际运用
环境温度升高时，人体会增加排汗，通过汗液的蒸发达到降低体温的目的。通过实验研究发现，人体易出汗的部位是与服装紧贴的部位(尤其是肩部和胸部)，而不与服装直接紧贴的部位如腹部、背部的腰区、腋窝下的区域出汗量较少[4]。因此，把导湿透气面料运用到服装的肩部和胸部这些人体易出汗的部位，使包围身体的空气层与外部空气充分交流，排除出汗所产生的水蒸气[5]，从而达到吸湿排汗、调节体温的目的，使人体肌肤保持干爽与凉快。
5 结论
综上所述，服装面料的导湿透气是影响服装穿着舒适性的重要因素，具有导湿透气功能的服装面料正是迎合了人们的服用需求，因而有着极大的发展前景。
参考文献：
[1] 郭朝红，李黎.纺织品吸湿排汗性能测试方法的研究[J].检验检疫科学，2005，15(4)：15-17.
[2] 赵恒迎.Coolbst纤维及织物导湿透汽性能的研究[D].上海：东华大学，2004.
[3] 孙友德,吴立峰.丙纶[M].广州：广东科技出版社，1987.
[4] 李金秀，周佩蓉，金敏.吸湿速干纺织品的测试评价[J].印染，2011，37(15)：36-40.
[5] 翟保京，王贤瑞.吸湿排汗整理织物的测试技术及其进展[J].印染，2005，31(2)：33-36.