会呼吸的衣服面料

文/陈福民

会呼吸的衣服面料

文/陈福民

现代社会，人们对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高，随着人们在户外活动时间的增加，休闲服与运动服相互渗透和融为一体的趋势也日益受广大消费者的青睐，这类服装的面料，既要求有良好的舒适性，又要求在尽情活动时，一旦出现汗流浃背情况，服装不会粘贴皮肤而产生冷湿感。于是对面料的纤维提出了吸湿排汗功能新要求。

当前的服装面料大体分为两类：一是天然纤维以棉为例，其吸湿性能好，穿着舒适，但当人的出汗量稍大时，棉纤维会因吸湿膨胀，其透气性下降并粘贴在皮肤上，同时，水分发散速度也较慢，从而人体造成一种冷湿感；另一是合成纤维以涤纶为例，其吸水性小，透湿性能差，由于其静电积累而容易引起穿着时产生纠缠的麻烦，尤其在活动时容易产生闷热感。

要使衣服的面料能吸湿排汗，最终由物理改性方法首先获得了工业化规模的生产，主要是利用纤维表面微细凹凸形成的沟槽，由此在织物的纱支间产生大量的毛细管效应，将汗水由芯吸、扩散、传递作用，迅速将水分由织物内侧迁移至织物的外侧，水分蒸发导致快速干燥，以及涤纶纤维在潮湿时不膨胀，不变形，不会粘贴在皮肤上，不产生冷湿感；就好比给衣服装了排风透气的管道或空调一样，起到自然“呼吸”作用。以致人们称它为吸湿快干纤维，或称会呼吸的纤维。这种纤维国外于20世纪80年代末就问世。

通常，“会呼吸的面料”有两种：一种是选用动植物纤维天然的透气性和吸水牲；一种是对纤维进行物理改性。

它们是怎样使面料做到“会呼吸”？让我们讲述“众里寻她千百度”的故事吧！

“会呼吸”的竹纤维面料

竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。因竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。所以，竹纤维就被称为“天然的会呼吸面料”之一，尤其适合在炎热的夏季穿着。不但色彩鲜艳、舒适透气、柔和润滑，更具有抗菌、抑菌、防紫外线的特殊功效。

竹纤维是名副其实的绿色纤维，竹纤维产品以其高科技含量，及其柔滑软暖、凉爽舒适、抑菌抗菌、绿色环保、天然保健的独特品质牢握市场脉搏，独树一帜。有关人士介绍，这些竹纤维产品是经特殊的高科技工艺处理，把竹子中的纤维素提取出来，再经制胶、纺丝等工序制造的再生纤维素纤维。

竹纤维具有得天独厚的天然抗菌功能和美容保健功效。科学家发现竹子里面具有一种独特物质，该物质被命名为“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防虫功能。在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达73%以上。科学研究发现，竹纤维织物的天然抗菌、抑菌作用在经多次反复洗涤、日晒后，仍能保证其原有的活性，对人体皮肤不但无任何过敏性不良反应，而且还具有保健作用。因此，它已被大量应用于口罩、绷带、手术服、护士服等医用防护品和毛巾、袜子、内衣、床上用品等亲肤日用品。

竹纤维是从竹子中提取出的一种纤维素纤维

说竹纤维是“会呼吸”的纤维还因为竹纤维吸湿排湿功能显著。在2000倍的电子显微镜下观察，竹纤维的横切面布满了大大小小椭圆形的孔隙，呈天然高度中空状态，可以瞬间吸收并蒸发大量的水分，透气性是棉的3.5倍，吸水量是棉纤维的1.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维皇后”。竹纤维具有超强的清洁功能，在环境温度为36℃、相对湿度为100%的情况下，竹纤维的回潮率为45%。其吸湿性、放湿性、透气性也位居各大纺织纤维之首。超细、多孔、无糖、无脂的结构特征，让竹纤维具备了超强的清洁功能，被人们誉为：“清洁大师，健康卫士。”因而用竹纤维为原料的衣服，穿着十分舒适。

连衣裙

睡衣

竹纤维面料制作的衬衫

竹纤维绿色环保，具备抗菌、抑菌、抗紫外线功能。竹纤维是从原竹中提练出来的绿色环保材料，它具有竹子天然的防螨、防臭、防虫和产生负离子特性。同样，竹纤维服装具有防螨、防臭、防虫和产生负离子特性，紫外线的阻挡率是棉的417倍，阻挡率接近100%（对人体伤害最大的200～400纳米），因此，竹纤维服装正被越来越多注重健康环保的消费者所接受。

竹纤维面料有得天独厚的功效

棉纤维制作的服装和日用品在使用一段时间后会变暗，变色、发硬，这是由于棉纤维中含有目前无法去除的植物蛋白等物质造成的。这些物质与人体皮肤所分泌的油脂、盐类和织物上的细菌分泌物、以及水中的钙镁离子等物质接触后发生了化学变化，产生了新的物质并吸附在织物上。使用时间越久这种现象越严重。而竹纤维经过了彻底地脱脂、脱糖、脱蛋白处理，阻止了这些物质在竹纤维毛巾上产生化学反应。所以竹纤维织物不论使用多长时间都不会出现变色、板结、发硬现象，始终保持柔软、清爽、光鲜。

竹纤维的纤维细，白度好，染色后色泽儒雅，鲜艳真实，光泽亮丽，丰满挺刮，飘逸大方，具有一种天然朴实的高雅质感，韧性及耐磨性强，有独特的回弹性，较强的纵向和横向强度，且稳定均一，悬垂性佳，柔软滑爽不扎身，比棉还软，有着特有的丝绒感。

创造“会呼吸”异形纤维

“会呼吸”纤维是使纤维具备吸湿排汗功能

异形纤维的吸湿排汗原理图

在寻找棉、麻、真丝等天然纤维来做“会呼吸面料”的同时，服装设计师更把精力集中在人工合成纤维上。因为在满足社会日益增长的衣著方面，合成纤维早就担负起了重要角色，特别是涤纶纤维，自工业化以来，提高涤纶纤维的吸水和透湿是各国涤纶纤维生产和科研部门最为关心的研发方向。然而，涤纶是一种结晶性很高的纤维。分子主链中没有亲水性基团，因此呈疏水性，吸湿排汗很差。因此服装穿着透湿性差，有闷热感。又有静电易于积累引起的种种麻烦。

要使纤维“会呼吸”，就是使纤维具备吸湿排汗的功能，而纤维的吸湿排汗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（即吸湿），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孔洞（毛细孔、微孔、沟槽）以及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）。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。

所谓吸湿排汗，是指使不亲水的织物同时具有吸湿性和快干性。涤纶则是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，也叫聚酯纤维，中国的商品名为涤纶。一般来说，无论是天然纤维还是合成纤维都很难兼具这两种特性，但是吸湿排汗加工技术可以做到这一点。吸湿排汗纤维一般具有较高的比表面积，表面有众多的激孔或沟槽，其截面一般为特殊的异形状，利用毛细管效应，使纤维能迅速吸收皮肤表面湿气与汗水，通过扩散、传递到外层带发。

纵观世界各国对“会呼吸”涤纶的开发，主要是通过物理和化学改性，或两者结合方法实施。几种典型的方法举例如下。

一是特殊异形纤维。改变喷丝孔形状是提高纤维导湿性简单、直观和行之有效的方法。主要在异形纤维的纵向产生许多的沟槽。纤维通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿排汗的作用。如美国杜邦公司生产的“CoolMaX”涤纶就是一种高科技吸湿透气的涤纶纤维。其截面为独特的扁十字形，纤维表面纵向成四个槽。其次面积比常规圆形截面大20%，故排汗性能高于常规涤纶，具有强大的透气性和良好的湿气控制性，能将人体所产生的过多热量及汗水抽离皮肤，传输到面料表面，从而迅速蒸发。

美杜邦公司的生产Coolmax纤维会呼吸机理

海天轻纺集团的CoolDry纤维快干机理

从目前吸湿排汗涤纶工业化何况看来，主要是利用物理方法，纺“+”、“Y”和”T”三种异形纤维，在其表面还有数量不等的微细沟槽，以利加强导湿排汗功能。

目前应用最广且效果最好的，都是利用截面异形化生产的吸湿排汗纤维。除美国杜邦公司的Coolmax纤维外，还有台湾化纤厂推出的吸湿排汗纤维。

如台湾远东纺织开发的聚酯纤维Topcool，是一种具有很强的吸湿排汗功能的纤维，十字型截面有四道凹槽，利用导沟结构达到排水效果，迅速吸收皮肤表层湿气及汗水，并排至外层蒸发，使体内保持干爽舒适，能调节体温，并具有蕊吸性、可呼吸、速干、易洗、易处理等特性。当水珠滴落在上面时无法稳定滞留，沟槽产生加速的排水效果，人体的汗液利用纱中纤维上的细小沟槽被迅速的扩散到布面。是竞赛用运动服、休闲服装及健美操等服装的首选面料。

中兴纺织公司连续三年展出第三代吸湿排汗Coolplus新机能性纤维，纤维表面带有众多微孔及细微沟槽，可以产生毛细效应，可以将人体肌肤表层的汗水和湿气，很快吸收到织物外层，快速散发湿气和汗水，使人体表面保持干爽、清凉、舒适，具有调节体温的作用。纤维截面为“+”型，表面为细微沟槽，同时添加特殊的聚合体利用该材料溶解性的差异，赋予纤维无数细微空洞。通过这些细微沟槽产生的毛细现象，将肌肤表层排出的湿气与汗水经由芯吸扩散、传输等作用，瞬间排出体外。Coolplus纤维应用广泛，能纯纺，也能与棉、毛、丝、麻及各类化纤混纺或交织，可梭织、也可针织。既拥有如棉、麻、丝、羊毛等天然纤维之触感，且超越了天然纤维，Coolplus织物无论在速干性、透气性、防褪色性、防缩性及防皱性上均优于天然棉，更且进一步模仿大自然生态中的天然纤维。广泛用于运动服装、衬衣、内衣、袜子、手套、休闲服、胸罩、衬衫、长裤、护膝、帽子、毛巾等产品。

台湾新光合成纤维公司研制生产的Cool Tech吸湿排汗纤维。它采用了特殊的十字断面沟槽设计，提供了快速传导水分的管道，使纤维同时具有良好吸湿、导湿及快干功能，再加上纤维与皮肤接触点因断面设计而减少，保证流汗后的肌肤依然保持优越的干爽感。产品用途有工作服、休闲类、时装、胸罩、帽子、手套、袜子、毛巾、运动衣裤等等。

二是聚合苯乙烯稀物共混或复合纺丝。将含亲水基的聚合物与聚酯切片混纺丝，同时用特殊设计的异形喷丝板生产吸湿排汗纤维。

将涤纶切片和亲水性聚合物，用纺皮芯复合的异形的吸湿排汗纤维。通常将亲水性聚合物为复合纤维的芯层，而涤纶为皮层。亲水性聚合物一般是聚醚改性聚酯和亲水性改性的聚酰胺。两种组分分别发挥吸湿和导湿作用，这样的复合纤维有吸湿、导湿的作用，达到吸湿排汗的功效。

日本东丽公司生产的Quup高吸湿尼龙纱内裤

日本开发会呼吸的涤纶

日本东丽公司通过先进的纱线制造技术成功地将尼龙与特殊的高吸湿放湿性聚合物混合成一种新型的聚合物混合体，称Quup高吸湿尼龙纱。这是一种基于聚合物的新型尼龙纱。它的吸湿放湿性是常规纱线的两倍，同时还具有优良的多用性、实用性。尼龙织物体现出优良的吸湿放湿性能，它的吸湿性是4%，这个值是常规尼龙的2倍，它具有柔软的手感和易染色的特点。

三是接枝共聚。通过接枝共聚方法，在大分子结构内引入亲水基因，以增加纤维吸湿排汗功能。通常是引入羧基、酰胺基、羟基和氨基等，增加对水的亲和性.在原料改性的同时，还要有适当的纺丝工艺，使纤维具有多孔结构和更大的比表面积等。

日本东洋开发的会呼吸的涤纶织物“Ekslive”，它是通过将聚丙烯酸酯粉末（称谓神秘粉末），与涤纶混纺纺丝获得吸湿排汗功能，通过吸湿排除热量，改善涤纶织物的饱和吸水性。而KomatsuSerien公司将蚕丝化合物接枝在涤纶纤维上，产生吸水排汗涤纶。

新开发会呼吸的服装

这种会呼吸的服装是意大利健乐士（GEOX）公司开发的，而它的出现来自公司总裁马里奥·波莱卡托发明的“会呼吸的鞋”。

波莱卡托发明“会呼吸的鞋”的故事发生在20世纪90年代。那时波莱卡托先生远赴美国参加一次工业大会，并在会上宣传他的家族生产的葡萄酒，商谈葡萄酒合资问题。

波莱卡托终于发明会呼吸的鞋

会议结束后，波莱卡托先生决定前往内华达州沙漠进行徒步旅行。由于当时许多人穿的都是普通橡胶鞋底，散热效果很差，足部的不舒适感觉令人难以忍受。看到一些旅游者因鞋子捂脚而痛苦疲惫的情景，引起他深思。于是，他本能地脱下鞋子，在两只鞋的鞋底各钻了一些小孔。通过这种简单的做法，来释放鞋内过多的热量。

会呼吸鞋有穿孔的外底透气效应

这样一来，鞋子透气了，足部轻松了不少。然而，鞋底穿孔了，不仅不能防水，而且泥沙都能进入鞋内。这是无法成为一种实用的“会呼吸的鞋”。

返程后，波莱卡托先生凭借他当时灵光一闪的发明开始在其家族的一间小鞋厂车间里进行研发。要有一双让脚呼吸的橡胶鞋，首先要解决以前不能解决的一个普遍问题，这就是解决困扰世界鞋业界的橡胶底和塑胶底防水不透气以及皮革底透气不防水的难题。

波莱卡托选择聚氟乙烯为原料，与几位志同道合的朋友一起，进行了整整三年时间的研究试验，终于成功地研制出防水透气薄膜，实现了“让鞋会呼吸”的梦想。

波莱卡托的解决方案由三部分构成：一是穿孔外底（也叫大底），二是穿孔上层底（叫中底），然后在三分之一放置即在外底与中底之间，嵌入一层有渗透性的防水专利薄膜。这种“三明治”式以带有允许鞋底和脚底间移动的气孔为特征的薄膜相结合，从而达到防水透气的效果。

这项技术专利的核心是，将带有微孔的防水透气薄膜作为“芯片”嵌入上下带通气孔的鞋底内，薄膜微孔的大小能使鞋内脚汗的热气顺畅排出，同时又恰好阻挡住外面水的渗入，因而收到了防水透气的神奇效果。

健乐士的“呼吸鞋”的确非同凡响，它不仅解决了橡胶底和塑胶底防水不透气以及皮革底透气不防水的难题，而且鞋底的防水透气薄膜经久耐用，经得起严格考验，即儿童鞋10万步、成人鞋20万步浸水磨擦行走，其防水透气性能不变。

更有意思的是，波莱卡托给自己的发明的“呼吸鞋”取名为“GEOX（健乐士）”品牌。这一品牌名字来源于希腊文，其中GEO的意思是“土地”，以未知数“X”作为技术的象征，寓意革新技术，不断改善行走舒适的理念。GEOX的品牌命名意味着GEOX天生就肩负着不断革新技术的使命，使得产品更加舒适、精细及具有创造性。

随着波莱卡托的公司迅速发展，并不断加大研究投资。集团实验室加强研究人类身体的蒸腾作用，形成了一个提高服装舒适度的理念并申请了专利，于是就诞生了一种新的健乐士“会呼吸的服装”。

健乐士“会呼吸的服装”是他们公司与意大利和欧洲大学联合研究人体汗水蒸发以及运动热量的结果。他们研究发现，人体每天平均产生1/2升汗水，一年高达600升。由于一些因素，如身体活动，压力或气候，体温自然上升，因此，我们的身体就会出汗：汗水蒸发，从而降低皮肤的温度，让身体冷却下来。人体躯干所产生的热量向上移动，截留在肩膀周围，因此，在一个湿度达到100%的小局部冷凝，这样的结果让个人感到不适，同时，是一种不卫生的环境。

于是，他们致力新开发一种能减少人体水分蒸发的服装。

关键是外底与中底之间有防水透气的薄膜

健乐士开发的结构解决方案是利用物理学的对流原理：在健乐士“会呼吸”的服装中，服装内嵌有专利透气系统能促进汗气上行，并通过设计在服装肩位顶部的微孔排出。具体来说，汗水蒸发所造成的潮湿空气，以特别的3D腔上升，服装的填料下面装有区间隔装置，汗水最终通过服装上部的一个呼吸带子被排出。这是一条有气眼的带子，它由一个肩膀延伸到另一个肩膀，由于这条带子下面有透气和防水膜，因此汗水流出，而水分不能进去。

服装内嵌有透气系统能促进汗气上行，通过服装肩位顶部的微孔排出

这种“会呼吸”服装透气试验已经证明这个“呼吸”系统的效果。实验是通过健乐士设计的特殊机器进行的。在实验室，建立了两个试验模型（代表人体的躯体），以及功能传感器，记录相对温度和湿度。这些物体放在一个标准的有空调的地方，恒定温度20℃，湿度水平为65%，因此，实验结果全球有效。

水是放进模型的，加热到36℃人体皮肤的温度，相对湿度为100%，模拟汗水。因此，人为制造的人体运动条件，好像一个人步行6.5公里/小时。两件相同的棉T恤衫和运动夹克都被称重量：一件夹克衫是标准产品，而另一件装了健乐士的“呼吸”系统。T恤衫和运动夹克穿在模型身上，模拟出汗一个小时左右。再称重量，看看衣服上凝结的水蒸汽量。试验表明，健乐士的夹克重量大约少40%，这意味着，与标准夹克相比，该服装的透气性增加了40%。

在一小时内，这一数额的排汗量大约相当于10克的水，这是一个穿T恤的人平均出的汗水。多亏健乐士的“会呼吸”服装，由于这些汗量被排出到体外，才使得身体保持干爽。