干爽功能性贴身面料的研究和开发

周文江 倪文洁 顾春燕 程宇杰 郭洪运

（无锡红豆居家服饰有限公司 江苏无锡 214000）

1 引言

随着社会的发展和人民生活水平的提高，消费者对于服装的要求突破以往的遮羞保暖层次，向着舒适体感层次发展。

无锡红豆居家服饰有限公司（以下简称“红豆居家”）以睡衣、内衣、内裤等贴身衣物作为主要产品，致力于为消费者提供舒适柔软的产品。针对人体在接触舒适、压力舒适和热湿舒适等方面对服装的要求，红豆居家研发生产了以红豆绒柔软型内衣为代表的弹性良好、手感柔软、蓬松保暖的一系列产品。

热湿舒适性是影响服装整体舒适性的重要因素[1]，由于贴身衣物与人体皮肤密切接触，热湿舒适性显得更为重要。传统贴身服装，例如保暖内衣，往往会给人带来闷热、粘身、湿冷等不佳的穿着体验。用户穿着贴身衣物时的热湿舒适性需求，是红豆居家产品研发的重要出发点。人体的热湿舒适性包含了对“热感”和“湿感”两个方面舒适度感受。在“热感”方面，红豆居家研发的红豆绒内衣，通过从纤维品种、织造结构到染整工艺的一步步深入研发，达到了接触温暖、持久保暖、柔软亲肤的优质体感。天然纤维具有较好的吸湿能力，在人体静态或者轻度运动状态下有较好的舒适性能[2]，所以在“湿感”方面，红豆居家的产品以棉、莫代尔等高回潮率的纤维素纤维原料为主，具备很好的吸湿能力，可以有效调节人体表面的湿度，达到干爽不闷汗的良好体感。

在产品开发过程中，由于睡衣、内衣、内裤等产品都是贴身穿着，用户对于服装干爽、透气功能的敏感度远超其他服装品类。织物透湿气性是指湿气透过织物的性能，又称透水汽性，简称透湿性或透汽性[3]。在温度偏高、运动量稍大或者睡眠情况下，对面料干爽透气的需求尤其突出，这个痛点的解决将满足贴身服装用户具有良好“湿感”的需求。

2 “湿”舒适体感原理

穿着贴身衣物后，面料内侧表面接触人体表皮，皮肤散发的水分首先被面料吸收，然后透过服装向环境中散发。存留体表的水分、面料中所含的水分直接刺激皮肤，使人体产生湿的体感。

织物的湿传递性能是服装热湿舒适性中的重要内容。人体以一定的速度散发出水分，如果水分不能被面料内侧面迅速吸收，或者被面料吸收后不能快速及时地散发到环境中，就会在体表形成较多的蓄积，体表湿度上升，形成“湿粘”的体感；相反，如果水分可以较快的散发到环境中，体表的湿度就保持较低水平，人体产生干爽透汽的感受。当体表的湿度处于适当范围时，人体就产生较好的“湿”舒适体感。

由此可见，人体是否感到干爽透汽主要取决于体表产生的水分向环境中散发的速度，贴身穿着的衣物在这个过程中起到对“湿”的传输作用。

3 贴身面料的导湿过程解析

纤维纺成纱线，纱线又编织成面料，面料的结构使得其中存在纤维形式的固体成分，同时纱线内部和纱线之间的空隙通道形成面料内部的气体通道，所以服装面料对于水分的传输方式是多管齐下的：“湿”从人体表皮散发，经由面料中固、气两种通道，散发到外界环境。

气态水经织物中纱线间和纤维间的缝隙孔洞扩散运移到外层空间[4]，水分子直接经由气体通道散逸到外界。但是气体通道弯折无形，这种方式的效率不高。不同面料的组织结构不同，其中包含的孔隙数量也不同，质地疏松的面料虽然包含较多孔隙，但导致其保暖性能和手感、外观等方面打折扣，所以通过增加孔隙来增强面料的透湿性能是不可行的。

面料通过固体成分将水分传输到外界环境需要三个步骤：面料内侧吸收水分；水分从面料内侧传输至外侧；水分从面料外侧散发至环境中。而日常生活中所提及的“吸湿”“排汗”和“干爽”分别对应了以上过程的三个阶段。

3.1 吸湿阶段

人体会散发出气态或者液态的水分，这些水分分布在体表被面料内侧吸收。这样体表的水分浓度才会维持在较低水平，否则水分浓度就会不断升高导致闷热体感。吸湿过程其实是水分附着在面料纤维上的过程，附着方式是水分子与面料内侧纤维中羟基等亲水基团通过氢键吸附在一起。纤维大分子中，亲水基团的多少和亲水性的强弱是影响纤维吸湿性的最本质因素[3]。

3.2 排汗阶段

织物的湿传导主要处于潜汗或显汗状态[5]。潜汗（气态）状态下，面料内侧纤维吸湿后，其湿度较高，而面料外侧纤维暴露于外界环境，湿度较低。此时面料里外侧所含水分存在浓度差。由于水分总是从浓度高的位置向浓度低的位置扩散，面料两侧存在的浓度差就使水分从面料内侧排至面料外侧。当面料所含水分较多，水分以“显汗”（液态水）形式存在，这时由于受到固体表面张力的驱动作用，水分会通过纤维集合体内部的空隙流动和传输[6]，这就是面料对水分的芯吸效应，显汗通过这个方式被面料从里层排到外侧。

3.3 干爽阶段

被面料传输至外侧的水分不会持久聚集在面料外侧纤维上，因为这个时候纤维的湿度比环境中高得多，所以外侧纤维获得的水分会不断向环境中的空气扩散。扩散的结果是面料和体表的湿度维持在较低水平，带给人体干爽感受。

以上三个阶段串联起来，就是面料通过吸湿排汗达到体表干爽的过程：出汗使体表湿度增加，体表水分不断被面料吸收，又被面料持续释放于环境中。

4 贴身面料的干爽性要求

在红豆绒柔软型内衣发明之前，市面上普遍流行厚重闷汗的传统复合型保暖内衣。传统保暖内衣内里采用涤纶接触皮肤，通过复合工艺使面料达到了厚实的质地，这样一定程度上增加了内衣的保暖性能，但是简单通过厚度的堆砌来提升面料的保暖之后，导致面料透汽性能极差。人体散发的水分积存在体表，引起粘腻闷热的不良体感，不断的闷汗也损害皮肤健康。想要在保暖的基础上做到透汽不闷汗，要对面料的品质提出更高的要求。

红豆居家发明了红豆绒柔软型内衣。纤维素纤维大分子中的每一葡萄糖剩基含有三个羟基，所以吸湿性较好[3]，红豆绒面料以回潮率8.5%的棉纤维和回潮率高达13%的莫代尔、粘胶纤维等亲水纤维作为主体材料，加入了膨体腈纶等高保暖性的纤维，采用蓬松的纱线结构，同时通过抓烫剪的柔绒工艺，使红豆绒面料具有丰厚的绒毛，柔软的身骨，不但达到了非常高的保暖性，也具备了良好的体表水分调节能力，能迅速吸收体表水分进而排至环境中，带来干爽透汽体感。

红豆居家在部分贴身衣物的面料上，将棉和莫代尔等纤维素纤维作为主体材料，高效地将体表的水分传输至外界环境，保证体表干爽，避免了衣物闷汗不透汽的不良体感。

5 增强面料的干爽功能

在夏天或者运动量稍高的情况下，人体出汗加快，体表湿度升高，此时如果贴身面料不能及时将水分排至外界环境，就会导致体表湿度上升，在湿度很高时就会影响皮肤正常呼吸,从而使人感到闷热憋气,使人难受[7]。

针对消费者的这个痛点，红豆居家为了同时保证服装面料的亲肤柔软的触感和干爽透汽的体感，在保持以纤维素纤维为面料主体成分的前提下，为了使服装在较多出汗量情况下保证良好的干爽能力，开发出新的面料。由于纤维素纤维具有较强的亲水性能，当体表汗气较多甚至出现液态汗的时候，以纤维素纤维为主要成分的棉质贴身面料，需要适应消费者对面料干爽功能的更高要求。

目前市面上新兴的干爽功能棉质面料主要有两种：一种是采用部分疏水处理棉纱与部分亲水处理棉纱交织构成面料；另一种面料则全部由亲水处理棉纤维构成。

第一种面料，目的是通过采用部分疏水处理棉纱使面料含水量降低达到快干效果，并通过采用部分亲水处理棉纱达到良好的排汗效果，从而实现干爽。但面料中的疏水棉纱会对水分向面料的浸润产生不利影响，降低面料的吸湿效率，并且阻挡水分在面料中的扩散传输，从而影响排汗，不能达到干爽目的。

第二种面料，通过采用速干棉纤维使面料达到吸湿速干的效果。其主要手段是，一方面用油性助剂处理棉纤维，降低棉纤维的吸水能力，从而降低面料含水量，提升速干能力；另一方面采用吸湿速干整理剂处理纤维，目的是增加纤维的吸湿排汗能力。通过两方面整理，使面料达到吸湿速干效果。

作为一种功能性纤维，coolmax 具有超强的排汗导湿功能[8]，它特殊的异形截面可以赋予面料对水分极强的芯吸效果，使体表水分迅速排至环境中，保持舒适干爽体感。红豆居家为了提高面料的干爽功能，从运动服装中得到灵感，将coolmax 纤维以较大比例与棉纤维混纺，设计如下4 种方案，以寻找干爽功能面料的最佳方案（见表1）。

采用GB/T 21655.1-2008 《纺织品吸湿速干性的评定 第1 部分 单项组合试验法》对以上面料的干爽能力进行了测试。结果见表2（括号中内容为国标合格要求）。

对表1、表2 结果进行分析：唯一一项符合吸湿速干国标要求的是50S 70%棉/30%coolmax+30D 氨纶的方案，数据最差的是速干棉印花面料。国标规定的指标中，吸水率表示面料对水分的吸收能力。体表水分需要及时被面料吸收，才能避免体表湿度过高产生的“粘腻”体感。芯吸高度和透湿量表示面料从内侧向外侧的传输水分的能力，也就是排汗能力。体表水分需要迅速传输至面料外侧，才能保证蒸发速度，对有明显厚度的面料尤其如此。蒸发速率和滴水扩散时间表示面料的快干能力，水分在面料中的横向扩散速度越快，水分的蒸发面积越大，有利于水分及时蒸发，面料中的水分如果不能及时扩散蒸发，长时间驻留面料中会带来湿冷的不良体感。

表1 干爽功能面料的4 个方案

表2 4 种方案吸湿速干性能的测试结果

5.1 吸湿能力

因为几块面料全部以回潮率较高的棉纤维作为主体材料，一般来说服装材料中纤维的亲水基团多,纤维的吸水率就高[7]。所以几块面料吸水率全部符合国标要求。其中干爽棉面料吸水率数据最好，说明其吸湿效果最好，可以及时调节体表湿度。速干棉面料由于棉纤维经由油剂处理，和常规棉纤维相比，其亲水能力下降，导致吸水率数据偏低。

5.2 排汗能力

4 种面料的透湿量数据全部符合国标要求，数据差别不大。

芯吸高度的测试结果表明，4 号速干棉印花面料的数据是最差的，也就是排汗能力是最差的，数据远低于2 号没有印花的速干棉面料。这是因为经过印花处理后，面料中的纤维被浆料包裹，面料对水分的吸收和扩散受到不利影响。其余三款面料都符合国标要求，这是因为棉纤维是亲水性纤维，也具有很好的芯吸作用[9]。3 号混纺了coolmax异形截面功能性纤维的速干棉面料，其对水分的芯吸能力比纯速干棉面料高出一截，这证明coolmax 纤维能够很好地促进水分在面料内部的传输，增强面料的排汗能力。1 号干爽棉纱线的芯吸能力也符合国标要求，排汗效果较好。

5.3 快干能力

同样由于印花浆料的原因，4 号印花面料的滴水扩散时间指标也是最差的，这是因为水分沿面料表面横向扩散能力不足，会导致汗液的蒸发面积减小，影响水分的蒸发速度。这证明印花工艺会严重影响到面料的干爽功能。其余三款面料，由于采用了coolmax 吸湿速干功能纤维或者进行了吸湿速干整理，面料的滴水扩散时间全部符合国标要求，水分横向扩散越快，蒸发面积越大，干爽速度越快。

另一方面，从汗液的蒸发速率指标看。仅有1 号干爽棉面料的数据是符合国标要求的。3 号速干棉面料中加入了coolmax 纤维之后，相比于2 号纯速干棉面料的水分蒸发速度快一些。这是因为coolmax 纤维是涤纶材质，亲水性较低。1 号干爽棉面料由于加入了较高比例的coolmax 纤维，蒸发速度更加快，也是实验中，唯一一款蒸发速率指标符合吸湿快干国标的面料。

从测试结果看出，常规棉纤维的吸湿能力较好，而coolmax 纤维赋予了面料比较好的排汗和干爽能力。

红豆居家基于提升面料干爽功能的目的，研究发现coolmax 纤维与常规棉纤维搭配是效率最高的方案，因此将70%棉/30%coolmax 的纱线配比作为干爽功能面料的最优选择。

综上所述，在对面料热湿舒适性的深入研究和对多种纤维材料搭配方案进行实验研究的基础上，红豆居家针对传统面料闷汗粘湿的痛点，开发出了不仅可以调节体表湿度，也可以在较大出汗量情况下快速排出水分、恢复干爽体感的面料。方案的核心是将棉纤维与coolmax 纤维以70%/30%的比例进行混纺。在此基础上，红豆居家基于用户对睡衣、内衣和内裤等品类舒适性的要求，从纤维规格、纺纱工艺、织造结构、整理方法等各个环节着手，针对面料的柔软性、亲肤性、弹性、保暖性、蓬松性等方面进行了特殊设计，使各品类面料在满足用户基本需求的基础上，实现了干爽功能，达到了时刻干爽的超预期体感。