運動用吸濕排汗型功能性服裝的探討

葉冬茂，陳宏星

（武漢紡織大學體育課部， 湖北 武漢 430074）

運動用吸濕排汗型功能性服裝的探討

葉冬茂，陳宏星

（武漢紡織大學體育課部， 湖北 武漢 430074）

運動員在高強度的運動中產生的大量汗水和熱量會造成身體周圍高溫高濕的極限狀態，不利于競技水平的發揮。具有吸濕排汗功能的纖維和織物運用在運動服裝上，可以使汗水經芯吸、傳輸、擴散，迅速遷移至織物的表面并散發，讓運動員處于相對干爽舒適的環境下進行運動，減少不必要的能量消耗，對提高運動員的競技水平有積極的作用。本文介紹了運動服裝的吸濕排汗機理，分析了影響運動服裝吸濕排汗性能的因素，對運動用吸濕排汗型針織產品的設計要素進行了探討。

運動服裝；吸濕排汗；纖維；織物

1 前 言

大多數運動項目都具有耗能大、強度高、流汗多、時間長、技術性復雜等特點，運動員在高強度的運動中會消耗大量能量，身體產生很高的熱量散發，同時大量排汗在身體周圍造成高溫高濕的極限狀態，使人體極不舒適，從而影響了運動水平的發揮。因此，研究運動服吸濕排汗的原理、特點以及影響運動服裝吸濕排汗性能的因素，對提高運動員的競技水平有現實的意義。

2 運動服裝的吸濕排汗機理

2.1 人體出汗和纖維的排濕過程

人體出汗一般有兩種表現：無感出汗和有感出汗。無感出汗是指少量汗液在汗腺孔附近蒸發為水汽，由于出汗量不大，皮膚表面看不到液態的汗液，而是以氣態的汗汽形式存在。這些氣態水分首先被纖維材料吸收（即吸濕），然后通過纖維內孔洞和纖維間空隙的毛細管傳輸到織物外表面，再擴散到環境中去。有感出汗是指在高溫或運動狀態下短時間內大量的出汗，在皮膚表面形成液態汗。由于吸濕排汗纖維一般具有較高的比表面積，其截面一般為特殊的異形狀，表面有眾多的微孔或溝槽，從而使皮膚表面的液態水分通過纖維內部的孔洞（毛細孔、微孔、溝槽）以及纖維之間的空隙所產生的毛細效應迅速的被纖維吸附，進行擴散和蒸發（即放濕）。因此，纖維的吸濕性和透氣性與水分傳遞性能有密切關系。

2.2 人體與環境之間進行熱濕交換的途徑

人體在穿著服裝后，由于服裝的介入，人體與環境之間必然會進行熱濕交換，其交換途徑可分為對流、傳導、輻射和蒸發4種?？捎霉矫枋鋈梭w熱平衡：S= M-C-R-E-RES，式中S為合適體溫時的熱交換量；M 為人體代謝產熱量；C為對流傳熱量；R 為輻射傳熱量；E 為蒸發散熱量；RES為呼吸產生的熱損失。從上述公式可知，當 S= 0 時， 表示人體維持熱濕平衡，即處于舒適狀態；而當S＜ 0 或者S＞ 0 時，表示人體與環境的熱交換量失衡，人體處于非舒適狀態。當人體運動出汗后，吸濕排汗性能良好的服裝應盡快將汗液、濕氣從皮膚表面吸收到服裝內部，再透過服裝蒸發到外界，使服裝內的濕度保持平衡，達到穿著舒適的目的。

3 影響運動服裝吸濕排汗性能的因素

運動用吸濕排汗型服裝的性能主要體現在利用纖維表面微細溝槽所產生的毛細現象將汗水經芯吸、傳輸、擴散，迅速遷移至織物的表面并散發，使運動員在干爽舒適的環境下進行運動，防止運動間歇的濕冷感，減少了因濕熱對運動員造成無謂的能量消耗，提高其運動的競技水平。因此，運動用服裝的纖維材料、織物結構以及服裝的款式與結構等因素都能對吸濕排汗性能產生重要的影響。

3.1 運動用服裝的纖維材料對吸濕排汗性能的影響

在運動狀態下，運動服裝的吸濕排汗性能跟纖維材料的導濕性能有直接關系。眾所周知，天然纖維以棉為例，其具有較好的吸濕能力，穿著舒適，但當人體在運動過程中出汗量較大時，棉纖維會因吸濕而膨脹，其透氣性下降并粘貼在皮膚上。同時，水分發散速度也較慢，會給人體造成一種濕冷的感覺。而合成纖維以滌綸為例，其吸水性小，透濕和透氣性能差，在活動時容易產生悶熱感。為了滿足運動用服裝的功能性需求，利用合成纖維適合改性的特點，運用物理和化學改性的方法，提高滌綸的吸水性和透濕性，制備出具有吸濕排汗功能的纖維材料。

目前，最常見的運動用吸濕排汗型纖維材料有兩類，一類為特殊異形截面合成纖維，如美國杜邦公司的“Coolmax”纖維、臺灣的“Coolplus”纖維等，其特點是將纖維表面沿長度方向紡成“＋”“T”和“Y”等一定形狀的溝槽。另一類為細旦和超細旦合成纖維，如細旦滌綸、細旦丙綸等，其特點是細旦纖維織制的織物表面立起的細纖維形成了無數個微細的凹凸結構，相當于無數個毛細管，增強了毛細芯吸效應。這兩類纖維材料主要是利用物理方法，使纖維表面形成溝槽，借助溝槽的芯吸導濕性能，迅速吸收皮膚表層濕氣及汗水，再由布表的纖維將汗水擴散并快速蒸發掉，從而達到吸濕排汗、調節體溫的目的。另外，我們還可以通過化學改性的方法制備吸濕排汗型纖維材料。如聚合物共混或復合紡絲是將含親水基的聚合物與聚酯切片混紡絲，同時用特殊設計的異形噴絲板生產吸濕排汗纖維；接枝共聚是通過接枝共聚方法，在大分子結構內引人親水基因，以增加纖維吸濕排汗功能。

3.2 運動用服裝的織物結構對吸濕排汗性能的影響

由于吸濕排汗纖維織成的面料具備質輕、導濕，快干、易清洗，免熨燙等優良特性，因此特別適合制作運動服裝。目前，運動服裝大多以線圈結構的針織面料為主， 其獨有的線圈結構也有利于透氣、導濕排汗。采用不同的編織方法可紡織出多種織物結構，同時配合使用吸濕排汗型纖維材料就可獲得具有快速吸濕、排汗功能的面料。主要的織物結構方式有3種：一是單層結構的緯平針編織；二是雙層結構的平針添紗編織；三是三層結構的三線緯平針或集圈添紗編織。

3.3 運動用服裝的款式與結構對吸濕排汗性能的影響

對流是提供服裝系統控制濕熱有效方法之一。運動服裝在結構上采用寬松款式，有利于體內汗液和汗汽的通過對流的方式揮發，特別是易出汗的腋下、背、胸等部位，采用通風的設計手法，能使汗、汽快速揮發，讓運動員始終保持身體的舒適性。從運動項目特點的角度，服裝的設計也應符合運動的要求，以最大限度滿足人體運動的需要。換氣涉及到人體微氣候與大氣環境之間空氣的相互交換。運動服裝在設計時可通過服裝的開口部分，如門襟、領口、袖口等加大空氣的對流，達到換氣的目的。如果服裝系統的結構太緊，則不可能產生對流和換氣，結果可能是熱量和水分的交換率都太低。

4 運動用吸濕排汗型針織產品的設計要素

有研究表明，在鍛煉過程中身體釋放的能量中不到 25% 用于肌肉發力，而絕大部分能量都轉變成了熱量和汗水，必須及時從體內排出，以使肌體可以有效運轉。一般的運動都具有耗能大、強度大、流汗多、時間長、技術性復雜、肢體運動幅度大等特點。因此，在設計吸濕排汗型運動服時要注意的以下要素：（1）吸濕性。人體運動所產生的水汽必須能從皮膚通過運動服裝立即向外界快速傳遞出去，這是運動服裝舒適性的一個重要要素。（2）速干性。在運動較激烈和中途有休息的運動和比賽中，速干性就顯得尤為重要。因為服裝在大量吸收汗液后，如果不能快速干燥，當運動員中途休息時，冷卻的濕衣服會給人體帶來粘濕寒冷等不舒適感，嚴重的甚至會引起感冒等傷病。（3）通透性。即透氣性，如果服裝的通透性差，人體劇烈運動后，熱濕不能快速排出體外，人體會感到非常悶熱。（4）散熱性。能使運動后產生的濕熱氣體能快速擴散到環境中，讓服裝和皮膚直接接觸的區域保持一個溫度舒適的微氣候，即服裝面料或服裝設計能夠起到“空調”的作用。（5）輕便性。比賽時，運動員穿著輕盈的運動服遠比穿著一套沉重的運動服更能發揮競技水平，取得好成績。（6）柔軟性。比賽服裝一般屬于貼身穿著服裝，良好的皮膚觸感能帶給運動員舒適的感覺。

另外，由于運動項目眾多，運動的強度、時間的不同，運動員排汗情況也不一樣，因此在制作專項運動服時應該選用含有不同含量的高導濕化學纖維面料。例如，Coolmax使用于各級運動服時，根據運用的不同，在最終產品中Coolmax含量決定了Coolmax織物的用途。Coolmax everyday型一般指較常規的運動類產品，如工作和步行等日常穿著的織物其Coolmax 最少含量為35% 。Coolmax active型指跑步、打高爾夫、練瑜珈術以及其他一般運動時穿著的織物，其Coolmax 的最少含量為50%。Coolmax extreme型指在賽跑、賽車、登山攀巖等高強度運動時穿著的織物，Coolmax的最少含量為85% 。

5 結 論

當前，功能性、舒適、美觀成為體育運動服裝的流行趨勢，為滿足運動的需求，運動用品往往最先使用科技含量高的纖維和紡織材料。吸濕排汗纖維和織物在運動服上的使用，可以使運動員在運動中產生的大量的汗水和熱量及時擴散或傳遞到環境中去，使運動員在干爽舒適的環境下進行運動，防止運動間歇的濕冷感，減少了因濕熱對運動員造成無謂的能量消耗，對提高運動員的競技水平有較大的幫助。

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10.3969/j.issn.1674-151x.2010.12.076

投稿日期：2010-10-19

葉冬茂（1970 ～），副教授，碩士。研究方向：運動服裝的功能性。