單向導濕舒適性夏季服裝面料的研發

呂治家 邢明杰

（1.魏橋紡織股份有限公司，山東濱州，256200；2.青島大學，山東青島，266071）

大眾消費紡織品要通過材質創新和新技術的應用，突出獨特性和差異性來升級產品［1］。舒適性服裝面料設計涉及因素很多，影響穿著舒適性的因素主要有視覺舒適性、觸覺舒適性、熱濕舒適性［2］。設計開發夏季服裝用面料需要兼顧以上因素，并結合產品設計預期綜合考慮實施方案，尤其是針對夏季服裝面料的不同應用場景，需要著重對吸濕速干、防紫外線、涼感或散熱、抗菌除異味、輕薄透氣、親膚舒適等功能或性能要求進行指標量化，進一步具體細化材質選擇與搭配、紡紗技術、面料組織結構設計、染整功能整理及工藝技術、色彩圖案設計等具體方案，以顧客需求為導向，開展產品開發項目策劃及方案設計，并做好指標驗證。

夏季氣溫高，炎熱潮濕的應用場景帶動了夏季功能面料的不斷創新，舒適性受到更多關注。隨著人體排汗，服裝產生的濕黏感往往會影響穿著體驗，而對于運動者來說，大量汗液排出導致面料黏附身體還將影響到運動狀態。由此聚焦市場需求，重點針對在人體顯汗狀態下單向導濕舒適性針織面料的開發，結合實踐案例進行分析和介紹。

1 單向導濕功能與面料舒適性

為實現在顯汗狀態下夏季服裝面料的舒適體驗，需要重點突出面料的吸濕快干功能，從織物影響汗液傳遞的角度來分析，運用織物熱濕舒適性的原理進行研發和設計。液態水分與織物的接觸、潤濕與吸收過程是影響面料吸濕性能的決定性環節，蒸發散濕過程則是面料快干的決定性環節，面料對液態水的輸送、儲存或保持過程相對次要［3］。

單向導濕面料一般采用雙層結構，里層結構負責將水分或汗液迅速由體表傳導至面料表層，保持皮膚接觸面的干爽舒適；表層結構需要將導出的水分或汗液盡快揮發，同時確保導出的水分或汗液不會重新進入面料里層，實現單向導濕效果。面料的吸濕散濕性能不僅能使服裝保持干燥，而且能防止人體產生濕感［4］。由于在運動過程中人體的汗液是不斷排放的，因此面料應該達到的單向導濕要求也是動態的，面料需要持續保持瞬間導濕、里層干爽、表層速干性能，并實現面料里層的良好觸感，即使大量連續出汗，面料也不貼身，兼顧舒適美觀。

目前市面上有多類單向導濕面料，但功能效果參差不齊，其材質和設計往往影響皮膚觸感和穿著舒適性，如何更好地實現單向導濕效果，同時兼顧舒適觸感，是行業關注的焦點之一。改善單向導濕效果需要強化面料表里層的芯吸壓力差，將內層結構疏水性、導濕性和與外層結構的快干相結合，形成差動效應。改善舒適觸感需要在材質選用、紡紗技術、面料織物結構設計及后整理等方面進行調整，結合多因素交叉對比測試，優化設計方案。

2 材質應用及紡紗技術

2.1 里層材質技術優化

單向導濕面料里層需要保持干爽，針對此要求來考慮材質的選用。丙綸回潮率很低，其公定回潮率為0，即完全疏水，但該材質具有較好的導水效果，其材質與水分的潤濕接觸角為52°～81°，因此比較適合作為單向導濕面料的里層材質。目前單向導濕面料的里層多采用丙綸長絲，極少采用丙綸短纖維紗，主要原因是丙綸短纖維紡紗靜電嚴重，導致纏繞紡紗設備，純紡生產的難度很大，而將其與其他纖維混紡又會影響面料的單向導濕性能。如果采用丙綸長絲，所織面料的皮膚觸感并不理想，不夠蓬松柔軟，且容易有勾絲感。因此，解決好丙綸短纖純紡的技術問題，可以為改善單向導濕面料的皮膚觸感提供解決方案。

紡紗前以含有親水整理劑的混合預處理液對丙綸進行預處理，可改善丙綸紡紗靜電問題，并有利于提升其導濕性能。與滌綸面料相比，丙綸面料具備更好的吸濕速干性能和透氣性能。與丙綸長絲面料相比，丙綸短纖維面料觸感更加細膩柔軟，不存在勾絲感，因此可以確定丙綸短纖維純紡紗是單向導濕面料里層用紗的理想方案。

2.2 紡紗技術

針對夏季運動服裝面料的需求特點，為實現良好的干爽舒適效果，丙綸紗宜采用高捻度甚至強捻紡紗，采用賽絡集聚紡技術，按不同品種（線密度9.8 tex～18.5 tex）將捻系數設定在380～460，實現強捻效果，并通過賽絡集聚紡確保成紗緊實光潔，同時盡可能保持相對良好的成紗強力。通過合理的蒸紗工藝，穩定退捻扭力矩，為強捻紗定形。賽絡集聚紡強捻紗結構緊實，所織面料有滑爽效果，賦予面料干爽“沙”感，透氣性好，并且強捻紗內應力釋放可在布面形成微觀顆粒，使皮膚與面料呈點狀接觸，減輕出汗后皮膚與面料的黏貼感，如果應用于相對輕薄的面料，還具一定的飄逸感。

2.3 表層材質優選

表層材質的選擇主要考慮強化內外層材質的梯度效果，并且實現良好的散濕效果。針對此設計要求，主要考慮兩類材質。一類是純棉紗，棉纖維大分子上有大量的親水基團，因此親水性好，具有良好的吸濕性，有利于擴大內外層材質親疏水性能的梯度差異，增強單向導濕效果。但棉纖維潤濕后溶脹，所織織物對水的蒸發散濕能力較差。另一類材質是滌綸，特別是細號滌綸，其導濕能力隨纖維線密度下降而上升，散濕更快，而且細號纖維的手感、親膚性都比較理想。為準確比較兩種材質的效果，采用丙綸材質作為里層（14.6 tex丙綸紗），分別以棉（JC 7.3 tex）和細號滌綸（55.56 dtex/144 F）材質作為表層，織制規格均為210 g/m2的緯編蜂巢網眼織物。所織面料的吸濕性、速干性、透氣性測試對比結果見表1。透氣性測試依據GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，吸濕速干測試評價依據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》。由表1可知，兩種面料的吸濕性相仿，以棉作為表層的面料其滴水擴散時間和芯吸高度兩項指標略有優勢；以細號滌綸作為表層的面料有明顯更高的蒸發速率，其速干性更好。此外兩者的透氣性差異明顯，細號滌綸作為表層的面料透氣性更好。

表1 不同材質面料吸濕速干及透氣性能測試對比

針對兩種材質所織面料產生的觸感差異，測試了面料的摩擦指標，測試標準依照FZ/T 01054—2012《織物表面摩擦性能的試驗方法》，此外考慮兩種材質被汗液濕潤以后皮膚黏附感的差異，測試了兩種面料在潤濕狀態下的摩擦力，結果見2。從表層摩擦測試結果看，干態下棉紗為表層材質面料的動態和靜態摩擦力均明顯大于細號滌綸為表層材質面料。在模仿汗液浸透的濕態下，呈現出相同的規律。即使是以面料里層進行測試，棉紗材質面料的摩擦力也是大于細號滌綸材質面料，說明面料表層的棉材質溶脹后散濕慢，會影響到丙綸材質面料內層的皮膚黏附觸感。

表2 不同面料材質的摩擦性能測試對比

此外，根據毛細原理，毛細吸水性和保水性與毛細管水力半徑呈反比。在雙層織物中，通過利用差異化毛細效應，以面料孔隙由大到小的梯度設計，引導水分由孔隙大的一層向孔隙小的一層傳遞，可強化單向導濕效果。在面料表里層纖維材質線密度的選擇上，里層采用1.67 dtex～2.00 dtex的常規線密度丙綸紡制的紗，表層采用55.56 dtex/144 F的超細號滌綸長絲，通過表里層纖維線密度差異形成的面料孔隙梯度差異，可以促進提升單向導濕效果。

綜上，確定面料里層材質采用丙綸紗，表層材質采用細號滌綸長絲，整體導濕及速干效果良好，可作為運動類面料，而以棉為表層材質的面料可用于差別化運動休閑面料。

3 面料組織結構設計及后整理

3.1 組織結構優化

為使水分在面料里層被迅速吸收、傳導而不停留，在面料外層可迅速散濕并鎖住水分不內滲，組織結構設計也是關鍵因素。單向導濕面料一般為兩面結構的雙面織物，結構可以為蜂窩狀或鳥眼狀［5］，即通常采用雙面網眼或雙面鳥眼組織。在確定采用雙面織物的基礎上，設計了兩種方案進行對比，一是表層為平面狀，里層為網眼狀；二是將表里層結構互換，以上兩種方案都是確保組織結構上下層實現一種材質對另一種材質的全覆蓋。里層為優選的14.6 tex丙綸紗，表層為55.56 dtex/144 F細號滌綸長絲，規格為210 g/m2。面料吸濕速干性能對比測試結果見表3。結果表明，表層為網眼狀結構的面料，其吸濕和速干性能均優于表層為平面狀結構的面料。分析認為，帶有一定網狀立體結構的織物組織，可以增加面料透氣性、隔濕性，其細微的立體結構具有一定的“荷葉效應”和鎖水效果，作為表層可以改善水分向內滲透，并且該類立體結構明顯的組織擴大了面料表層與空氣的接觸面積，有利于水分的快速蒸發，更易實現速干；而平面狀結構有利于吸水，更適合作為里層。由于里層采用了丙綸強捻紗，與皮膚為點狀接觸，避免了平面狀結構的貼膚問題，能夠保持良好觸感?？椢锝M織結構的優化可以進一步發揮出面料內外層不同材質的功能特性。

表3 織物組織對吸濕速干性的影響

3.2 親水整理工藝優選

材質導濕的前提是其可以被水分所浸潤［6］。雖然丙綸具有較好的導濕效果，但從實際測試情況看，未經過任何功能整理的丙綸材質面料遇水容易形成細小的水珠，影響面料的潤濕以及對水分的傳導。因此，對于以丙綸作為里層材質的單向導濕面料來說，為實現良好的吸水導濕效果，還要酌情進行親水整理。親水整理劑的用量是關鍵工藝參數。親水整理后丙綸吸水性改善，但面料導濕的“單向性”變差，里層干燥速度減慢。如果所用親水整理劑用量偏少，里層親水性不好，容易出現水珠；用量偏多，則容易導致里層面料沾水、滲水，影響里層面料的干爽程度。為此，實際對比測試了不同用量親水整理劑對面料導濕的直觀影響。將親水整理劑的用量由1 g/L逐步提高到5 g/L，分別對比面料外觀可知，即便是相對微量的劑量變化，其面料效果也會有明顯的差異。圖1為不同親水整理劑用量處理后面料內外層外觀效果，圖1（a）4張圖為親水整理劑用量2 g/L的面料表層滴水瞬間、5 min、10 min以及里層滴水瞬間的外觀效果；圖1（b）4張圖為親水整理劑用量3 g/L相對應的面料外觀效果。經測試驗證，親水整理劑用量為2 g/L時面料的單向導濕效果相對理想。

圖1 不同親水整理劑用量的面料表里層外觀效果

3.3 色彩搭配

面料色彩設計需要考慮的因素很多，既有產品定位、應用場景和色彩流行趨勢等方面的考量，也要考慮如何通過色彩來表達面料的功能特征，體現面料功能的外觀可識別性。針對夏季用單向導濕運動面料的需求特征和功能特性，設計該系列面料以色彩鮮亮的冷色調為主，突出涼爽視覺觀感，也符合運動面料一般色彩鮮亮的用色特征［7-8］。

該系列面料采用了原液著色技術，表層所用的超細號滌綸長絲為原液著色纖維，因此面料無需染色，實現豐富色彩與清潔生產的融合，符合環保理念。該系列面料的實物照片見圖2。

圖2 單向導濕系列面料實物效果

4 結語

隨著纖維材質和紡織生產技術的不斷發展，運動面料在實現吸濕速干、單向導濕等基本功能的同時，還將兼顧面料觸覺風格的舒適體驗、視覺風格的時尚美觀、加工環節的綠色低碳，甚至還包括產品所蘊含的文化內涵。設計開發舒適性夏季服裝面料，需要重點關注影響視覺舒適性、觸覺舒適性和熱濕舒適性的各類因素，包括面料的應用場景及市場需求分析、材質搭配、紡紗技術、面料組織結構設計、色彩設計等方面，以各類影響因素的分析與研究為基礎，開展多因素交叉對比測試及驗證，優選設計方案，實現面料良好的功能效果及舒適體驗。