會呼吸的衣服面料

文/陳福民

會呼吸的衣服面料

文/陳福民

現代社會，人們對服裝面料的舒適性、健康性、安全性和環保性等要求越來越高，隨著人們在戶外活動時間的增加，休閑服與運動服相互滲透和融為一體的趨勢也日益受廣大消費者的青睞，這類服裝的面料，既要求有良好的舒適性，又要求在盡情活動時，一旦出現汗流浹背情況，服裝不會粘貼皮膚而產生冷濕感。于是對面料的纖維提出了吸濕排汗功能新要求。

當前的服裝面料大體分為兩類：一是天然纖維以棉為例，其吸濕性能好，穿著舒適，但當人的出汗量稍大時，棉纖維會因吸濕膨脹，其透氣性下降并粘貼在皮膚上，同時，水分發散速度也較慢，從而人體造成一種冷濕感；另一是合成纖維以滌綸為例，其吸水性小，透濕性能差，由于其靜電積累而容易引起穿著時產生糾纏的麻煩，尤其在活動時容易產生悶熱感。

要使衣服的面料能吸濕排汗，最終由物理改性方法首先獲得了工業化規模的生產，主要是利用纖維表面微細凹凸形成的溝槽，由此在織物的紗支間產生大量的毛細管效應，將汗水由芯吸、擴散、傳遞作用，迅速將水分由織物內側遷移至織物的外側，水分蒸發導致快速干燥，以及滌綸纖維在潮濕時不膨脹，不變形，不會粘貼在皮膚上，不產生冷濕感；就好比給衣服裝了排風透氣的管道或空調一樣，起到自然“呼吸”作用。以致人們稱它為吸濕快干纖維，或稱會呼吸的纖維。這種纖維國外于20世紀80年代末就問世。

通常，“會呼吸的面料”有兩種：一種是選用動植物纖維天然的透氣性和吸水牲；一種是對纖維進行物理改性。

它們是怎樣使面料做到“會呼吸”？讓我們講述“眾里尋她千百度”的故事吧！

“會呼吸”的竹纖維面料

竹纖維就是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。因竹纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強的耐磨性和良好的染色性等特性，同時又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能。所以，竹纖維就被稱為“天然的會呼吸面料”之一，尤其適合在炎熱的夏季穿著。不但色彩鮮艷、舒適透氣、柔和潤滑，更具有抗菌、抑菌、防紫外線的特殊功效。

竹纖維是名副其實的綠色纖維，竹纖維產品以其高科技含量，及其柔滑軟暖、涼爽舒適、抑菌抗菌、綠色環保、天然保健的獨特品質牢握市場脈搏，獨樹一幟。有關人士介紹，這些竹纖維產品是經特殊的高科技工藝處理，把竹子中的纖維素提取出來，再經制膠、紡絲等工序制造的再生纖維素纖維。

竹纖維具有得天獨厚的天然抗菌功能和美容保健功效。科學家發現竹子里面具有一種獨特物質，該物質被命名為“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防蟲功能。在顯微鏡下觀察，細菌在棉、木等纖維制品中能夠大量繁殖，而竹纖維制品上的細菌不但不能長時間生存，而且短時間內還能消失或減少，24小時內細菌死亡率達73%以上。科學研究發現，竹纖維織物的天然抗菌、抑菌作用在經多次反復洗滌、日曬后，仍能保證其原有的活性，對人體皮膚不但無任何過敏性不良反應，而且還具有保健作用。因此，它已被大量應用于口罩、繃帶、手術服、護士服等醫用防護品和毛巾、襪子、內衣、床上用品等親膚日用品。

竹纖維是從竹子中提取出的一種纖維素纖維

說竹纖維是“會呼吸”的纖維還因為竹纖維吸濕排濕功能顯著。在2000倍的電子顯微鏡下觀察，竹纖維的橫切面布滿了大大小小橢圓形的孔隙，呈天然高度中空狀態，可以瞬間吸收并蒸發大量的水分，透氣性是棉的3.5倍，吸水量是棉纖維的1.5倍，被美譽為“會呼吸的纖維皇后”。竹纖維具有超強的清潔功能，在環境溫度為36℃、相對濕度為100%的情況下，竹纖維的回潮率為45%。其吸濕性、放濕性、透氣性也位居各大紡織纖維之首。超細、多孔、無糖、無脂的結構特征，讓竹纖維具備了超強的清潔功能，被人們譽為：“清潔大師，健康衛士。”因而用竹纖維為原料的衣服，穿著十分舒適。

連衣裙

睡衣

竹纖維面料制作的襯衫

竹纖維綠色環保，具備抗菌、抑菌、抗紫外線功能。竹纖維是從原竹中提練出來的綠色環保材料，它具有竹子天然的防螨、防臭、防蟲和產生負離子特性。同樣，竹纖維服裝具有防螨、防臭、防蟲和產生負離子特性，紫外線的阻擋率是棉的417倍，阻擋率接近100%（對人體傷害最大的200～400納米），因此，竹纖維服裝正被越來越多注重健康環保的消費者所接受。

竹纖維面料有得天獨厚的功效

棉纖維制作的服裝和日用品在使用一段時間后會變暗，變色、發硬，這是由于棉纖維中含有目前無法去除的植物蛋白等物質造成的。這些物質與人體皮膚所分泌的油脂、鹽類和織物上的細菌分泌物、以及水中的鈣鎂離子等物質接觸后發生了化學變化，產生了新的物質并吸附在織物上。使用時間越久這種現象越嚴重。而竹纖維經過了徹底地脫脂、脫糖、脫蛋白處理，阻止了這些物質在竹纖維毛巾上產生化學反應。所以竹纖維織物不論使用多長時間都不會出現變色、板結、發硬現象，始終保持柔軟、清爽、光鮮。

竹纖維的纖維細，白度好，染色后色澤儒雅，鮮艷真實，光澤亮麗，豐滿挺刮，飄逸大方，具有一種天然樸實的高雅質感，韌性及耐磨性強，有獨特的回彈性，較強的縱向和橫向強度，且穩定均一，懸垂性佳，柔軟滑爽不扎身，比棉還軟，有著特有的絲絨感。

創造“會呼吸”異形纖維

“會呼吸”纖維是使纖維具備吸濕排汗功能

異形纖維的吸濕排汗原理圖

在尋找棉、麻、真絲等天然纖維來做“會呼吸面料”的同時，服裝設計師更把精力集中在人工合成纖維上。因為在滿足社會日益增長的衣著方面，合成纖維早就擔負起了重要角色，特別是滌綸纖維，自工業化以來，提高滌綸纖維的吸水和透濕是各國滌綸纖維生產和科研部門最為關心的研發方向。然而，滌綸是一種結晶性很高的纖維。分子主鏈中沒有親水性基團，因此呈疏水性，吸濕排汗很差。因此服裝穿著透濕性差，有悶熱感。又有靜電易于積累引起的種種麻煩。

要使纖維“會呼吸”，就是使纖維具備吸濕排汗的功能，而纖維的吸濕排汗性能取決于其化學組成和物理結構形態。從皮膚表面蒸發的氣態水分首先被纖維材料吸收（即吸濕），然后經由材料表面放濕；而皮膚表面的液態水分由纖維內部的孔洞（毛細孔、微孔、溝槽）以及纖維之間的空隙所產生的毛細效應使水分在材料間表面的吸附、擴散和蒸發（即放濕）。兩種作用的結果導致水分發生了遷移，前一種作用主要與纖維大分子的化學組成有關，后一種作用則與纖維的物理結構形態有關。

所謂吸濕排汗，是指使不親水的織物同時具有吸濕性和快干性。滌綸則是用聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的聚酯經紡絲所得的合成纖維，也叫聚酯纖維，中國的商品名為滌綸。一般來說，無論是天然纖維還是合成纖維都很難兼具這兩種特性，但是吸濕排汗加工技術可以做到這一點。吸濕排汗纖維一般具有較高的比表面積，表面有眾多的激孔或溝槽，其截面一般為特殊的異形狀，利用毛細管效應，使纖維能迅速吸收皮膚表面濕氣與汗水，通過擴散、傳遞到外層帶發。

縱觀世界各國對“會呼吸”滌綸的開發，主要是通過物理和化學改性，或兩者結合方法實施。幾種典型的方法舉例如下。

一是特殊異形纖維。改變噴絲孔形狀是提高纖維導濕性簡單、直觀和行之有效的方法。主要在異形纖維的縱向產生許多的溝槽。纖維通過這些溝槽的芯吸效應起到吸濕排汗的作用。如美國杜邦公司生產的“CoolMaX”滌綸就是一種高科技吸濕透氣的滌綸纖維。其截面為獨特的扁十字形，纖維表面縱向成四個槽。其次面積比常規圓形截面大20%，故排汗性能高于常規滌綸，具有強大的透氣性和良好的濕氣控制性，能將人體所產生的過多熱量及汗水抽離皮膚，傳輸到面料表面，從而迅速蒸發。

美杜邦公司的生產Coolmax纖維會呼吸機理

海天輕紡集團的CoolDry纖維快干機理

從目前吸濕排汗滌綸工業化何況看來，主要是利用物理方法，紡“+”、“Y”和”T”三種異形纖維，在其表面還有數量不等的微細溝槽，以利加強導濕排汗功能。

目前應用最廣且效果最好的，都是利用截面異形化生產的吸濕排汗纖維。除美國杜邦公司的Coolmax纖維外，還有臺灣化纖廠推出的吸濕排汗纖維。

如臺灣遠東紡織開發的聚酯纖維Topcool，是一種具有很強的吸濕排汗功能的纖維，十字型截面有四道凹槽，利用導溝結構達到排水效果，迅速吸收皮膚表層濕氣及汗水，并排至外層蒸發，使體內保持干爽舒適，能調節體溫，并具有蕊吸性、可呼吸、速干、易洗、易處理等特性。當水珠滴落在上面時無法穩定滯留，溝槽產生加速的排水效果，人體的汗液利用紗中纖維上的細小溝槽被迅速的擴散到布面。是競賽用運動服、休閑服裝及健美操等服裝的首選面料。

中興紡織公司連續三年展出第三代吸濕排汗Coolplus新機能性纖維，纖維表面帶有眾多微孔及細微溝槽，可以產生毛細效應，可以將人體肌膚表層的汗水和濕氣，很快吸收到織物外層，快速散發濕氣和汗水，使人體表面保持干爽、清涼、舒適，具有調節體溫的作用。纖維截面為“+”型，表面為細微溝槽，同時添加特殊的聚合體利用該材料溶解性的差異，賦予纖維無數細微空洞。通過這些細微溝槽產生的毛細現象，將肌膚表層排出的濕氣與汗水經由芯吸擴散、傳輸等作用，瞬間排出體外。Coolplus纖維應用廣泛，能純紡，也能與棉、毛、絲、麻及各類化纖混紡或交織，可梭織、也可針織。既擁有如棉、麻、絲、羊毛等天然纖維之觸感，且超越了天然纖維，Coolplus織物無論在速干性、透氣性、防褪色性、防縮性及防皺性上均優于天然棉，更且進一步模仿大自然生態中的天然纖維。廣泛用于運動服裝、襯衣、內衣、襪子、手套、休閑服、胸罩、襯衫、長褲、護膝、帽子、毛巾等產品。

臺灣新光合成纖維公司研制生產的Cool Tech吸濕排汗纖維。它采用了特殊的十字斷面溝槽設計，提供了快速傳導水分的管道，使纖維同時具有良好吸濕、導濕及快干功能，再加上纖維與皮膚接觸點因斷面設計而減少，保證流汗后的肌膚依然保持優越的干爽感。產品用途有工作服、休閑類、時裝、胸罩、帽子、手套、襪子、毛巾、運動衣褲等等。

二是聚合苯乙烯稀物共混或復合紡絲。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。

將滌綸切片和親水性聚合物，用紡皮芯復合的異形的吸濕排汗纖維。通常將親水性聚合物為復合纖維的芯層，而滌綸為皮層。親水性聚合物一般是聚醚改性聚酯和親水性改性的聚酰胺。兩種組分分別發揮吸濕和導濕作用，這樣的復合纖維有吸濕、導濕的作用，達到吸濕排汗的功效。

日本東麗公司生產的Quup高吸濕尼龍紗內褲

日本開發會呼吸的滌綸

日本東麗公司通過先進的紗線制造技術成功地將尼龍與特殊的高吸濕放濕性聚合物混合成一種新型的聚合物混合體，稱Quup高吸濕尼龍紗。這是一種基于聚合物的新型尼龍紗。它的吸濕放濕性是常規紗線的兩倍，同時還具有優良的多用性、實用性。尼龍織物體現出優良的吸濕放濕性能，它的吸濕性是4%，這個值是常規尼龍的2倍，它具有柔軟的手感和易染色的特點。

三是接枝共聚。通過接枝共聚方法，在大分子結構內引入親水基因，以增加纖維吸濕排汗功能。通常是引入羧基、酰胺基、羥基和氨基等，增加對水的親和性.在原料改性的同時，還要有適當的紡絲工藝，使纖維具有多孔結構和更大的比表面積等。

日本東洋開發的會呼吸的滌綸織物“Ekslive”，它是通過將聚丙烯酸酯粉末（稱謂神秘粉末），與滌綸混紡紡絲獲得吸濕排汗功能，通過吸濕排除熱量，改善滌綸織物的飽和吸水性。而KomatsuSerien公司將蠶絲化合物接枝在滌綸纖維上，產生吸水排汗滌綸。

新開發會呼吸的服裝

這種會呼吸的服裝是意大利健樂士（GEOX）公司開發的，而它的出現來自公司總裁馬里奧·波萊卡托發明的“會呼吸的鞋”。

波萊卡托發明“會呼吸的鞋”的故事發生在20世紀90年代。那時波萊卡托先生遠赴美國參加一次工業大會，并在會上宣傳他的家族生產的葡萄酒，商談葡萄酒合資問題。

波萊卡托終于發明會呼吸的鞋

會議結束后，波萊卡托先生決定前往內華達州沙漠進行徒步旅行。由于當時許多人穿的都是普通橡膠鞋底，散熱效果很差，足部的不舒適感覺令人難以忍受。看到一些旅游者因鞋子捂腳而痛苦疲憊的情景，引起他深思。于是，他本能地脫下鞋子，在兩只鞋的鞋底各鉆了一些小孔。通過這種簡單的做法，來釋放鞋內過多的熱量。

會呼吸鞋有穿孔的外底透氣效應

這樣一來，鞋子透氣了，足部輕松了不少。然而，鞋底穿孔了，不僅不能防水，而且泥沙都能進入鞋內。這是無法成為一種實用的“會呼吸的鞋”。

返程后，波萊卡托先生憑借他當時靈光一閃的發明開始在其家族的一間小鞋廠車間里進行研發。要有一雙讓腳呼吸的橡膠鞋，首先要解決以前不能解決的一個普遍問題，這就是解決困擾世界鞋業界的橡膠底和塑膠底防水不透氣以及皮革底透氣不防水的難題。

波萊卡托選擇聚氟乙烯為原料，與幾位志同道合的朋友一起，進行了整整三年時間的研究試驗，終于成功地研制出防水透氣薄膜，實現了“讓鞋會呼吸”的夢想。

波萊卡托的解決方案由三部分構成：一是穿孔外底（也叫大底），二是穿孔上層底（叫中底），然后在三分之一放置即在外底與中底之間，嵌入一層有滲透性的防水專利薄膜。這種“三明治”式以帶有允許鞋底和腳底間移動的氣孔為特征的薄膜相結合，從而達到防水透氣的效果。

這項技術專利的核心是，將帶有微孔的防水透氣薄膜作為“芯片”嵌入上下帶通氣孔的鞋底內，薄膜微孔的大小能使鞋內腳汗的熱氣順暢排出，同時又恰好阻擋住外面水的滲入，因而收到了防水透氣的神奇效果。

健樂士的“呼吸鞋”的確非同凡響，它不僅解決了橡膠底和塑膠底防水不透氣以及皮革底透氣不防水的難題，而且鞋底的防水透氣薄膜經久耐用，經得起嚴格考驗，即兒童鞋10萬步、成人鞋20萬步浸水磨擦行走，其防水透氣性能不變。

更有意思的是，波萊卡托給自己的發明的“呼吸鞋”取名為“GEOX（健樂士）”品牌。這一品牌名字來源于希臘文，其中GEO的意思是“土地”，以未知數“X”作為技術的象征，寓意革新技術，不斷改善行走舒適的理念。GEOX的品牌命名意味著GEOX天生就肩負著不斷革新技術的使命，使得產品更加舒適、精細及具有創造性。

隨著波萊卡托的公司迅速發展，并不斷加大研究投資。集團實驗室加強研究人類身體的蒸騰作用，形成了一個提高服裝舒適度的理念并申請了專利，于是就誕生了一種新的健樂士“會呼吸的服裝”。

健樂士“會呼吸的服裝”是他們公司與意大利和歐洲大學聯合研究人體汗水蒸發以及運動熱量的結果。他們研究發現，人體每天平均產生1/2升汗水，一年高達600升。由于一些因素，如身體活動，壓力或氣候，體溫自然上升，因此，我們的身體就會出汗：汗水蒸發，從而降低皮膚的溫度，讓身體冷卻下來。人體軀干所產生的熱量向上移動，截留在肩膀周圍，因此，在一個濕度達到100%的小局部冷凝，這樣的結果讓個人感到不適，同時，是一種不衛生的環境。

于是，他們致力新開發一種能減少人體水分蒸發的服裝。

關鍵是外底與中底之間有防水透氣的薄膜

健樂士開發的結構解決方案是利用物理學的對流原理：在健樂士“會呼吸”的服裝中，服裝內嵌有專利透氣系統能促進汗氣上行，并通過設計在服裝肩位頂部的微孔排出。具體來說，汗水蒸發所造成的潮濕空氣，以特別的3D腔上升，服裝的填料下面裝有區間隔裝置，汗水最終通過服裝上部的一個呼吸帶子被排出。這是一條有氣眼的帶子，它由一個肩膀延伸到另一個肩膀，由于這條帶子下面有透氣和防水膜，因此汗水流出，而水分不能進去。

服裝內嵌有透氣系統能促進汗氣上行，通過服裝肩位頂部的微孔排出

這種“會呼吸”服裝透氣試驗已經證明這個“呼吸”系統的效果。實驗是通過健樂士設計的特殊機器進行的。在實驗室，建立了兩個試驗模型（代表人體的軀體），以及功能傳感器，記錄相對溫度和濕度。這些物體放在一個標準的有空調的地方，恒定溫度20℃，濕度水平為65%，因此，實驗結果全球有效。

水是放進模型的，加熱到36℃人體皮膚的溫度，相對濕度為100%，模擬汗水。因此，人為制造的人體運動條件，好像一個人步行6.5公里/小時。兩件相同的棉T恤衫和運動夾克都被稱重量：一件夾克衫是標準產品，而另一件裝了健樂士的“呼吸”系統。T恤衫和運動夾克穿在模型身上，模擬出汗一個小時左右。再稱重量，看看衣服上凝結的水蒸汽量。試驗表明，健樂士的夾克重量大約少40%，這意味著，與標準夾克相比，該服裝的透氣性增加了40%。

在一小時內，這一數額的排汗量大約相當于10克的水，這是一個穿T恤的人平均出的汗水。多虧健樂士的“會呼吸”服裝，由于這些汗量被排出到體外，才使得身體保持干爽。