浅谈户外运动服装用功能性面料

浅谈户外运动服装用功能性面料 杨银英 孟家光 西安工程大学纺织与材料学院(中国) 摘要：从户外运动服装所需性能出发，列举了一系列高科技运动服装用面料．对具有 防水透气、吸湿排汗、保暖、抗静电与防辐射等功能的面料及其作用机理进行 了介绍，并阐述了户外运动服装用面料的多功能化发展趋势。 关键词：户外运动服装，面料，作用机理，多功能 近年来，户外运动作为一种新 兴的运动方式，得到了众多运动爱 好者的青睐。其不再是专业人士 的权利，而是更多地被不同年龄、 阶层、职业的人们所接受，这使得 户外运动品大众化、生活化的特征 日益显著。但由于户外运动环境 恶劣多变，对服装性能的要求极为 苛刻。如，户外活动难免风雪雨 雾，防水应是最基本的功能要求； 野外风大，服装应具有防风功能， 以保持人体的基本温度；户外运动 发热量大、汗液蒸发多，服装应散 热性和透气性良好；野外作业攀岩 穿林，要求服装有良好的抗拉伸和 抗撕破性。这些苛刻的要求唤来 了部分功能性面料的诞生。 1 功能性面料 1．1防水透气性 防水透气性是指面料可以防 止环境因素(如风、雨)造成的侵 袭，阻止液态水通过的同时气态水 可以通过的性能。其大致可分为 3种：高密织物、涂层织物、膜层 合织物LlJ。目前，户外服装采用较 多的是膜层合织物，是将薄膜紧紧 附着于耐磨面料与内衬之间，既能 保护薄膜又能增强耐磨。膜层合 织物有微孔薄膜和无孔亲水膜两 种。 微孔薄膜主要以戈尔公司生 产的GORE-TEX面料为代表。 GORE—TEX薄膜由聚四氟乙烯 (PTFE)四向拉伸经特殊工艺加工 而成L2j。微孔薄膜由许多结点 (spinal)组成，但结点间由许多细 小的原纤相联接，结点的尺寸根据 拉伸工艺可以从400斗m变Y匕至U／J、 于1斗mL30。每平方厘米有14亿 个小孔，孔隙率高达82％，d、孔直 径可达0．2—5¨m，平均孔径为 0．14txm。由于GORE．TEX薄膜的 微孔直径远刖＼-T轻雾到暴雨水分 子的直径(20～10000斗m)，但大 于水蒸气分子的直径(0．0004u胂)o 这就意味着，汗液能透过微孔轻易 地蒸发掉，但外部的水滴却无法透 过薄膜，从而保证穿着者从内到外 干爽舒适。 无孔亲水膜以德国户外运动 面料——新保适(Sympatex)为代 表，其是一种共聚多醚多酯聚合 物HJ。无孔亲水膜是由亲水段与 疏水段组成。利用亲水段正负电 荷的化学吸附，在一定的温度和湿 度梯度下，从内向外传递水蒸气， 实现透气性；利用亲水膜的疏水段 阻止外界液态水渗透，实现防水性 能L5J。无孔结构以及独特的作用 原理，使服装免受污物堵塞，其防 水防风且透气的性能不会随时间 的推移而减弱。洗涤次数可以达 到75～100次，性能卓越。同时新 保适(Sympatex)薄膜100％聚酯聚 醚成分，是一种可回收的合成材 料，完全可以降解为碳、氢、氧3种 元素，处理过程无需任何卤素或溶 剂，是一种非常环保的薄膜。 1．2吸湿排汗性 吸湿排汗性也称速排汗性，是 指面料将皮肤散发出的湿气有效 排出的性能。剧烈运动后，运动服 对水分的控SU,I生能是影响人体舒 适度的主要因素，对热湿控制好的 纤维或织物应具有吸汗、排汗的功 能，并能迅速干燥。由于出汗处的 皮肤温湿度较高，皮肤与织物摩擦 力较大，依靠织物的芯吸效应将水 分排出是理想的途径L6j。杜邦公 司的Coolmax纤维是一种具有芯 吸效应的四道凹槽的异形截面 聚酯纤维，速干速度是棉的5倍。 国际纺织导报2009年第ll期 63 万方数据 其横截面比一般纤维多出20％的 表面积，用其制成的面料具有优良 的吸湿排汗性，且由于纤维间剩余 空间较大，可以保证良好的透气 性，将皮肤表面蒸发的湿气快速导 向外层纤维，以有效地调节身体湿 度，保持身体干爽舒适。 我国台湾省的Coolplus纤维 (十字型截面沟槽)和仪征化纤股 份有限公司的Coolbst纤维(H型 截面沟槽)等均属这类导湿快干 型纤维‘7|。 Cooldry纤维是泉州海天轻纺 集团的专利技术，用其制成的面料 质地轻盈，吸湿性远高于涤纶。其 高异形度的。外中空”结构，比普通 涤纶体积重量轻25％。异形断面 结构和其特殊的整理方法，使其蓬 松且更加透气，可迅速释放由皮肤 产生的湿气，同8,-J9}、层清爽的空气 能进入里层，以保持身体干爽舒 适Ⅲ。 1．3保暖性 良好的保暖性能是户外运动 服装必须具备的，可保证穿着者不 受严寒的侵害。Thermolite纤维是 杜邦研制的涤纶中空纤维，仿造北 极熊的绒毛而生产，其保温性能特 别优异。每根纤维都含有大量导 热性很低的静止空气，形成了一道 空气绝缘保护层，既可防止冷空气 进入，又能排出湿气，使穿着者身 体保持温暖、干爽、舒适、轻盈。由 Thermolite纤维制成的面料其干燥 速率是丝和棉面料的2倍左右，适 合于制作登山服、滑雪衫等。 保暖的另一途径是让面料具 有远红外功能。通常在涤纶或锦 纶等合成纤维纺丝液中加入含氧 化铬、氧化镁、氧化锆等特殊陶 瓷粉末，特别是纳米级的微细陶瓷 粉末，它们能够吸收太阳光等可见 光并将其转化为热能，还可反射人 体自身发射的远红外线，使得制成 的面料具有优异的保温、蓄热功 能。 1．4抗菌性 近年来，日本在抗菌方面做了 较多探究，例如采用芦荟、艾叶、 桉叶、玫瑰花等具有杀菌作用的 芳香油提取物，将其包覆在多孔性 有机微胶囊或多孔性陶瓷粉末中， 附着在织物上，并加以树脂交联固 定，穿着中通过摩擦、挤压等机械 作用缓慢释放出杀菌剂，以达到耐 久抗菌的目的∽J。这类天然抗菌 剂不仅无毒无害，而且还有一定的 保健功能。但是由于固定整理剂 的方法目前很有限，这类面料耐洗 性不够好，每洗涤一次抗菌性能就 有所下降，一般几十次后就会完全 消失，这点有待于进一步提高。 1．5抗静电与防辐射性能 由于户外运动服装多数由化 学纤维制成，静电问题较为突出。 静电的危害一般表现为衣服易起 毛起球，易沾染灰尘污垢，贴近皮 肤时有电击感和黏滞感等。如果 携带有电子罗盘、海拔表、GPS导 航仪等精密电子仪器，就有可能被 服装的静电所干扰而产生错误，引 起严重的后果。抗静电面料一般 是在织物中织入金属丝，将摩擦产 生的静电及时传导散逸到外界去， 但是这种导电面料柔软性不好。 另一种方法是利用聚丙烯酸酯等 具有吸湿作用的抗静电剂，给织物 表面涂一层可以吸附水分子的化 学薄膜，使织物表面形成一层连续 的导电水膜，将静电传导逸散。 另外，高海拔地区紫外线特别 强烈，且穿透力极强，一般面料很 难完全屏蔽紫外线的辐射。现在， 将纳米级的无机二氧化钛、纳米氧 化锌等紫外线屏蔽剂和有机的水 杨酸系、氰基丙烯酸酯系、二苯甲 酮、苯并三唑等紫外线吸收剂，利 用树脂交联的方法固着在织物上， 就能起到一定的防辐射作用。 1．6耐磨性 户外运动服装要求有耐磨性， 尤其是特殊部位要求更高。高强、 耐穿且舒适的新型复合纤维的开 发使高强度面料的舒适性得到改 进。如杜邦公司开发的Cordura纤 维，其是一种喷气变形高强力锦 纶，这种产品质轻、抗磨、耐穿。其 耐磨性是一般喷气变形锦纶的2 倍，耐穿性是聚酰胺、聚酯和棉产 品的2—7倍Ll0|。因此Cordura纤 维最适合于制作结实耐穿的户外 运动服装。有报道称，这种新型面 料的舒适性和伸缩性相当好，其将 带给户外运动服装一种全新的理 念。杜邦的Cordura功能性面料具 有质轻、速干、柔软、耐久性强等特 点，长时间使用也不易变色。 2发展趋势 随着户外运动市场的蓬勃发 展以及专业化要求的不断提高，户 外运动服装市场已经显露出巨大 的潜在市场。 全球一些著名的户外公司瞄 准这一时机，纷纷开始运用新型原 料，并不断革新自身技术，使生产 的户外服装更加趋于人性化、多功 能化。尤其是不断涌现的新型原 料，已逐渐成为国内外商家的宠 国际纺织导报2009年第1l期 万方数据 一服装与面斟一I一儿。如，竹纤维类面料抗紫外线能 [21GOHLKEDJ，TANNERJC-Gore。Tex。力强、吸湿透气、远红外发射率高、 3 结论 讹krp删胁趾habkL“”咖8¨J．蓄热保暖、可发射浓度较高的负离 J，ou、mal0fhdu“a1％础”’1976'6子、抑菌抗菌、抗静电和抗电磁辐 从某种意义上来说，户夕h运动 [3]周国泰，张旭东，郝新敏．聚四氟乙烯微射等；大麻纤维是世界上最环保的 服装代表着当今纺织科技发展最 孔膜防水透湿性能的探讨[j]．中国劳 材质之一，其纤维的坚韧程度是棉 前沿的技术。面对恶劣多变的户 动防护用品，1997(3)：10．13． 的8倍，制成的面料具有更好的隔 外环境，单一功能的服装已越来越 [4]源自德国的高科技新材料一新保适 离辐射和吸收性能；亚麻纤维制成 不能满足户外爱好者的要求，而服 (sy”p8把1)[J]．中国纺织，2005(2)： 的衣料具有良好的吸收性和热气 装的多功能化必定要先从面料入 E5]⋯MA。RGRETD．s。m。m。。dp眦。。iIlg 疏导作用，穿着非常凉爽；在天然 手。随着纺织科技的不断进步和 ofSYMPATExl。i。眦。[J]．J。u。日ld 纤维中加入用椰壳制得的超微活 一大批新型纤维的诞生，尤其是高 I。d。strialTextil。。，1992，21(1)：199． 性炭颗粒，能起到快干、抗菌、防异 分子复合材料的更新换代，将会有 211． 味的效果，其快干性能与传统聚酯 愈来愈多新的、结构与性能更加完 【6]张浩，赵书林高性能运动及户外服装 类快干面料相比提高了至少50％。 善的、加工和保养更简便的户外运 织物性能研究[1]·天津纺织科技，2006 技术方面，戈尔公司在原有技 动面料的问世。户夕l运动面料向 [7]i≤'徐小丽，王其，等．吸湿排汗纤维 术上不断创新，认为人体是～张地 多功能化发展已不再遥远，同时还 及其作用原理[J]．上海纺织科技，2004 图，可以将其分为几个不同的气候 会提高户外运动服装的附加值。 (2)：6-'／． 区域，可以将不同的Gore-tex面料这不仅能为户外运动爱好者带来 Is]刘秀栈高科技运动面料大观[J]．中国 以独特的方式结合起来，使其性能 全新的感受，同时户外产业也会因 制衣，2006(9)：68-71． 达到最佳状态。 此而焕发出勃勃生机。 [9]容量：户夕紫翟服装面料的功能性整 除此之夕h，单一功能性的面料 [10]MURA。NL．运动服和其他高性能服装 向多功能化转变也是发展趋势之 参 考 文 献 的技术创新与市场趋势[J]．国外纺织 一。如，将纳米级微粒织入防水薄 技术，2004(1)：1-3． 膜中，可使原先的防水透气织物具 [1]HOLMESDA·Waterproofbreathable[113陈一飞，沈培键．透湿性涂层防水整理 有抗菌、远红外、抗紫外线等复合 胁dc8[M]·cⅢb州ge：wood“。ad原理及功能[J]．四川丝绸，2003 功能‘ll|。 Pub‰ing圳。，2000：282。315_ (1)：20’21· Discussiononfunctionalfabicsofoutdoorsportswear 玩愕Yinying，MengJiaguang， FacultyofTexitile&Material，Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an／China Abstract：Startingfromtheperformanceswhicharerequiredforoutdoorsportswear，aseriesofhigh-teehsportsfabrics areenumerated，andmanyfabicswhichhavethepropertiesofwaterproofbreathablility，adsorption．sweat volatility，warmth，antistaticandradiationprotectionareintroduced，andtheirmechanismisdescribed．At last，themuhifunctionaldevelopmenttrendofoutdoorsportswearisexpounded． Keywords：outdoorsportswear，fabric，mechanism，multifunetional 国际纺织导报2009年第ll期 万方数据 浅谈户外运动服装用功能性面料 作者： 杨银英， 孟家光， Yang Yinying， Meng Jiaguang 作者单位： 西安工程大学纺织与材料学院(中国) 刊名： 国际纺织导报 英文刊名： MELLIAND - CHINA 年，卷(期)： 2009,37(11) 参考文献(11条) 1.容嘉 户外运动服装面料的功能性整理[期刊论文]-四川丝绸 2004(01) 2.陈一飞;沈培键 透湿性涂层防水整理原理及功能评价[期刊论文]-四川丝绸 2003(01) 3.MURAN L 运动服和其他高性能服装的技术创新与市场趋势[期刊论文]-国外纺织技术 2004(I) 4.刘秀枝 高科技运动面料大观 2006(09) 5.翟涵;徐小丽;王其 吸湿排汗纤维及其作用原理[期刊论文]-上海纺织科技 2004(02) 6.张浩;赵书林 高性能运动及户外服装织物性能研究[期刊论文]-天津纺织科技 2006(01) 7.MARGRET D Structure and processing of SYMPATEX laminates 1992(01) 8.德国的高科技新材料--新保适(Sympatex)[期刊论文]-中国纺织 2005(02) 9.周国泰;张旭东;郝新敏 聚四氟乙烯微孔膜防水透湿性能的探讨[期刊论文]-中国劳动防护用品 1997(03) 10.GOHLKE D J;TANNER J C Gore-Tex(R) Waterproof Breathable Laminates 1976(07) 11.HOLMES D A Waterproof breathable fabrics 2000 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