單向?qū)袷孢m性夏季服裝面料的研發(fā)

呂治家 邢明杰

（1.魏橋紡織股份有限公司，山東濱州，256200；2.青島大學(xué)，山東青島，266071）

大眾消費紡織品要通過材質(zhì)創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用，突出獨特性和差異性來升級產(chǎn)品［1］。舒適性服裝面料設(shè)計涉及因素很多，影響穿著舒適性的因素主要有視覺舒適性、觸覺舒適性、熱濕舒適性［2］。設(shè)計開發(fā)夏季服裝用面料需要兼顧以上因素，并結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計預(yù)期綜合考慮實施方案，尤其是針對夏季服裝面料的不同應(yīng)用場景，需要著重對吸濕速干、防紫外線、涼感或散熱、抗菌除異味、輕薄透氣、親膚舒適等功能或性能要求進行指標量化，進一步具體細化材質(zhì)選擇與搭配、紡紗技術(shù)、面料組織結(jié)構(gòu)設(shè)計、染整功能整理及工藝技術(shù)、色彩圖案設(shè)計等具體方案，以顧客需求為導(dǎo)向，開展產(chǎn)品開發(fā)項目策劃及方案設(shè)計，并做好指標驗證。

夏季氣溫高，炎熱潮濕的應(yīng)用場景帶動了夏季功能面料的不斷創(chuàng)新，舒適性受到更多關(guān)注。隨著人體排汗，服裝產(chǎn)生的濕黏感往往會影響穿著體驗，而對于運動者來說，大量汗液排出導(dǎo)致面料黏附身體還將影響到運動狀態(tài)。由此聚焦市場需求，重點針對在人體顯汗?fàn)顟B(tài)下單向?qū)袷孢m性針織面料的開發(fā)，結(jié)合實踐案例進行分析和介紹。

1 單向?qū)窆δ芘c面料舒適性

為實現(xiàn)在顯汗?fàn)顟B(tài)下夏季服裝面料的舒適體驗，需要重點突出面料的吸濕快干功能，從織物影響汗液傳遞的角度來分析，運用織物熱濕舒適性的原理進行研發(fā)和設(shè)計。液態(tài)水分與織物的接觸、潤濕與吸收過程是影響面料吸濕性能的決定性環(huán)節(jié)，蒸發(fā)散濕過程則是面料快干的決定性環(huán)節(jié)，面料對液態(tài)水的輸送、儲存或保持過程相對次要［3］。

單向?qū)衩媪弦话悴捎秒p層結(jié)構(gòu)，里層結(jié)構(gòu)負責(zé)將水分或汗液迅速由體表傳導(dǎo)至面料表層，保持皮膚接觸面的干爽舒適；表層結(jié)構(gòu)需要將導(dǎo)出的水分或汗液盡快揮發(fā)，同時確保導(dǎo)出的水分或汗液不會重新進入面料里層，實現(xiàn)單向?qū)裥Ч?。面料的吸濕散濕性能不僅能使服裝保持干燥，而且能防止人體產(chǎn)生濕感［4］。由于在運動過程中人體的汗液是不斷排放的，因此面料應(yīng)該達到的單向?qū)褚笠彩莿討B(tài)的，面料需要持續(xù)保持瞬間導(dǎo)濕、里層干爽、表層速干性能，并實現(xiàn)面料里層的良好觸感，即使大量連續(xù)出汗，面料也不貼身，兼顧舒適美觀。

目前市面上有多類單向?qū)衩媪?，但功能效果參差不齊，其材質(zhì)和設(shè)計往往影響皮膚觸感和穿著舒適性，如何更好地實現(xiàn)單向?qū)裥Ч?，同時兼顧舒適觸感，是行業(yè)關(guān)注的焦點之一。改善單向?qū)裥Ч枰獜娀媪媳砝飳拥男疚鼔毫Σ?，將?nèi)層結(jié)構(gòu)疏水性、導(dǎo)濕性和與外層結(jié)構(gòu)的快干相結(jié)合，形成差動效應(yīng)。改善舒適觸感需要在材質(zhì)選用、紡紗技術(shù)、面料織物結(jié)構(gòu)設(shè)計及后整理等方面進行調(diào)整，結(jié)合多因素交叉對比測試，優(yōu)化設(shè)計方案。

2 材質(zhì)應(yīng)用及紡紗技術(shù)

2.1 里層材質(zhì)技術(shù)優(yōu)化

單向?qū)衩媪侠飳有枰３指伤?，針對此要求來考慮材質(zhì)的選用。丙綸回潮率很低，其公定回潮率為0，即完全疏水，但該材質(zhì)具有較好的導(dǎo)水效果，其材質(zhì)與水分的潤濕接觸角為52°～81°，因此比較適合作為單向?qū)衩媪系睦飳硬馁|(zhì)。目前單向?qū)衩媪系睦飳佣嗖捎帽]長絲，極少采用丙綸短纖維紗，主要原因是丙綸短纖維紡紗靜電嚴重，導(dǎo)致纏繞紡紗設(shè)備，純紡生產(chǎn)的難度很大，而將其與其他纖維混紡又會影響面料的單向?qū)裥阅?。如果采用丙綸長絲，所織面料的皮膚觸感并不理想，不夠蓬松柔軟，且容易有勾絲感。因此，解決好丙綸短纖純紡的技術(shù)問題，可以為改善單向?qū)衩媪系钠つw觸感提供解決方案。

紡紗前以含有親水整理劑的混合預(yù)處理液對丙綸進行預(yù)處理，可改善丙綸紡紗靜電問題，并有利于提升其導(dǎo)濕性能。與滌綸面料相比，丙綸面料具備更好的吸濕速干性能和透氣性能。與丙綸長絲面料相比，丙綸短纖維面料觸感更加細膩柔軟，不存在勾絲感，因此可以確定丙綸短纖維純紡紗是單向?qū)衩媪侠飳佑眉喌睦硐敕桨浮?/p>

2.2 紡紗技術(shù)

針對夏季運動服裝面料的需求特點，為實現(xiàn)良好的干爽舒適效果，丙綸紗宜采用高捻度甚至強捻紡紗，采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，按不同品種（線密度9.8 tex～18.5 tex）將捻系數(shù)設(shè)定在380～460，實現(xiàn)強捻效果，并通過賽絡(luò)集聚紡確保成紗緊實光潔，同時盡可能保持相對良好的成紗強力。通過合理的蒸紗工藝，穩(wěn)定退捻扭力矩，為強捻紗定形。賽絡(luò)集聚紡強捻紗結(jié)構(gòu)緊實，所織面料有滑爽效果，賦予面料干爽“沙”感，透氣性好，并且強捻紗內(nèi)應(yīng)力釋放可在布面形成微觀顆粒，使皮膚與面料呈點狀接觸，減輕出汗后皮膚與面料的黏貼感，如果應(yīng)用于相對輕薄的面料，還具一定的飄逸感。

2.3 表層材質(zhì)優(yōu)選

表層材質(zhì)的選擇主要考慮強化內(nèi)外層材質(zhì)的梯度效果，并且實現(xiàn)良好的散濕效果。針對此設(shè)計要求，主要考慮兩類材質(zhì)。一類是純棉紗，棉纖維大分子上有大量的親水基團，因此親水性好，具有良好的吸濕性，有利于擴大內(nèi)外層材質(zhì)親疏水性能的梯度差異，增強單向?qū)裥Ч?。但棉纖維潤濕后溶脹，所織織物對水的蒸發(fā)散濕能力較差。另一類材質(zhì)是滌綸，特別是細號滌綸，其導(dǎo)濕能力隨纖維線密度下降而上升，散濕更快，而且細號纖維的手感、親膚性都比較理想。為準確比較兩種材質(zhì)的效果，采用丙綸材質(zhì)作為里層（14.6 tex丙綸紗），分別以棉（JC 7.3 tex）和細號滌綸（55.56 dtex/144 F）材質(zhì)作為表層，織制規(guī)格均為210 g/m2的緯編蜂巢網(wǎng)眼織物。所織面料的吸濕性、速干性、透氣性測試對比結(jié)果見表1。透氣性測試依據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，吸濕速干測試評價依據(jù)GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分：單項組合試驗法》。由表1可知，兩種面料的吸濕性相仿，以棉作為表層的面料其滴水?dāng)U散時間和芯吸高度兩項指標略有優(yōu)勢；以細號滌綸作為表層的面料有明顯更高的蒸發(fā)速率，其速干性更好。此外兩者的透氣性差異明顯，細號滌綸作為表層的面料透氣性更好。

表1 不同材質(zhì)面料吸濕速干及透氣性能測試對比

針對兩種材質(zhì)所織面料產(chǎn)生的觸感差異，測試了面料的摩擦指標，測試標準依照FZ/T 01054—2012《織物表面摩擦性能的試驗方法》，此外考慮兩種材質(zhì)被汗液濕潤以后皮膚黏附感的差異，測試了兩種面料在潤濕狀態(tài)下的摩擦力，結(jié)果見2。從表層摩擦測試結(jié)果看，干態(tài)下棉紗為表層材質(zhì)面料的動態(tài)和靜態(tài)摩擦力均明顯大于細號滌綸為表層材質(zhì)面料。在模仿汗液浸透的濕態(tài)下，呈現(xiàn)出相同的規(guī)律。即使是以面料里層進行測試，棉紗材質(zhì)面料的摩擦力也是大于細號滌綸材質(zhì)面料，說明面料表層的棉材質(zhì)溶脹后散濕慢，會影響到丙綸材質(zhì)面料內(nèi)層的皮膚黏附觸感。

表2 不同面料材質(zhì)的摩擦性能測試對比

此外，根據(jù)毛細原理，毛細吸水性和保水性與毛細管水力半徑呈反比。在雙層織物中，通過利用差異化毛細效應(yīng)，以面料孔隙由大到小的梯度設(shè)計，引導(dǎo)水分由孔隙大的一層向孔隙小的一層傳遞，可強化單向?qū)裥Ч?。在面料表里層纖維材質(zhì)線密度的選擇上，里層采用1.67 dtex～2.00 dtex的常規(guī)線密度丙綸紡制的紗，表層采用55.56 dtex/144 F的超細號滌綸長絲，通過表里層纖維線密度差異形成的面料孔隙梯度差異，可以促進提升單向?qū)裥Ч?/p>

綜上，確定面料里層材質(zhì)采用丙綸紗，表層材質(zhì)采用細號滌綸長絲，整體導(dǎo)濕及速干效果良好，可作為運動類面料，而以棉為表層材質(zhì)的面料可用于差別化運動休閑面料。

3 面料組織結(jié)構(gòu)設(shè)計及后整理

3.1 組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為使水分在面料里層被迅速吸收、傳導(dǎo)而不停留，在面料外層可迅速散濕并鎖住水分不內(nèi)滲，組織結(jié)構(gòu)設(shè)計也是關(guān)鍵因素。單向?qū)衩媪弦话銥閮擅娼Y(jié)構(gòu)的雙面織物，結(jié)構(gòu)可以為蜂窩狀或鳥眼狀［5］，即通常采用雙面網(wǎng)眼或雙面鳥眼組織。在確定采用雙面織物的基礎(chǔ)上，設(shè)計了兩種方案進行對比，一是表層為平面狀，里層為網(wǎng)眼狀；二是將表里層結(jié)構(gòu)互換，以上兩種方案都是確保組織結(jié)構(gòu)上下層實現(xiàn)一種材質(zhì)對另一種材質(zhì)的全覆蓋。里層為優(yōu)選的14.6 tex丙綸紗，表層為55.56 dtex/144 F細號滌綸長絲，規(guī)格為210 g/m2。面料吸濕速干性能對比測試結(jié)果見表3。結(jié)果表明，表層為網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的面料，其吸濕和速干性能均優(yōu)于表層為平面狀結(jié)構(gòu)的面料。分析認為，帶有一定網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的織物組織，可以增加面料透氣性、隔濕性，其細微的立體結(jié)構(gòu)具有一定的“荷葉效應(yīng)”和鎖水效果，作為表層可以改善水分向內(nèi)滲透，并且該類立體結(jié)構(gòu)明顯的組織擴大了面料表層與空氣的接觸面積，有利于水分的快速蒸發(fā)，更易實現(xiàn)速干；而平面狀結(jié)構(gòu)有利于吸水，更適合作為里層。由于里層采用了丙綸強捻紗，與皮膚為點狀接觸，避免了平面狀結(jié)構(gòu)的貼膚問題，能夠保持良好觸感?？椢锝M織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以進一步發(fā)揮出面料內(nèi)外層不同材質(zhì)的功能特性。

表3 織物組織對吸濕速干性的影響

3.2 親水整理工藝優(yōu)選

材質(zhì)導(dǎo)濕的前提是其可以被水分所浸潤［6］。雖然丙綸具有較好的導(dǎo)濕效果，但從實際測試情況看，未經(jīng)過任何功能整理的丙綸材質(zhì)面料遇水容易形成細小的水珠，影響面料的潤濕以及對水分的傳導(dǎo)。因此，對于以丙綸作為里層材質(zhì)的單向?qū)衩媪蟻碚f，為實現(xiàn)良好的吸水導(dǎo)濕效果，還要酌情進行親水整理。親水整理劑的用量是關(guān)鍵工藝參數(shù)。親水整理后丙綸吸水性改善，但面料導(dǎo)濕的“單向性”變差，里層干燥速度減慢。如果所用親水整理劑用量偏少，里層親水性不好，容易出現(xiàn)水珠；用量偏多，則容易導(dǎo)致里層面料沾水、滲水，影響里層面料的干爽程度。為此，實際對比測試了不同用量親水整理劑對面料導(dǎo)濕的直觀影響。將親水整理劑的用量由1 g/L逐步提高到5 g/L，分別對比面料外觀可知，即便是相對微量的劑量變化，其面料效果也會有明顯的差異。圖1為不同親水整理劑用量處理后面料內(nèi)外層外觀效果，圖1（a）4張圖為親水整理劑用量2 g/L的面料表層滴水瞬間、5 min、10 min以及里層滴水瞬間的外觀效果；圖1（b）4張圖為親水整理劑用量3 g/L相對應(yīng)的面料外觀效果。經(jīng)測試驗證，親水整理劑用量為2 g/L時面料的單向?qū)裥Ч鄬硐搿?/p>

圖1 不同親水整理劑用量的面料表里層外觀效果

3.3 色彩搭配

面料色彩設(shè)計需要考慮的因素很多，既有產(chǎn)品定位、應(yīng)用場景和色彩流行趨勢等方面的考量，也要考慮如何通過色彩來表達面料的功能特征，體現(xiàn)面料功能的外觀可識別性。針對夏季用單向?qū)襁\動面料的需求特征和功能特性，設(shè)計該系列面料以色彩鮮亮的冷色調(diào)為主，突出涼爽視覺觀感，也符合運動面料一般色彩鮮亮的用色特征［7-8］。

該系列面料采用了原液著色技術(shù)，表層所用的超細號滌綸長絲為原液著色纖維，因此面料無需染色，實現(xiàn)豐富色彩與清潔生產(chǎn)的融合，符合環(huán)保理念。該系列面料的實物照片見圖2。

圖2 單向?qū)裣盗忻媪蠈嵨镄Ч?/p>

4 結(jié)語

隨著纖維材質(zhì)和紡織生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，運動面料在實現(xiàn)吸濕速干、單向?qū)竦然竟δ艿耐瑫r，還將兼顧面料觸覺風(fēng)格的舒適體驗、視覺風(fēng)格的時尚美觀、加工環(huán)節(jié)的綠色低碳，甚至還包括產(chǎn)品所蘊含的文化內(nèi)涵。設(shè)計開發(fā)舒適性夏季服裝面料，需要重點關(guān)注影響視覺舒適性、觸覺舒適性和熱濕舒適性的各類因素，包括面料的應(yīng)用場景及市場需求分析、材質(zhì)搭配、紡紗技術(shù)、面料組織結(jié)構(gòu)設(shè)計、色彩設(shè)計等方面，以各類影響因素的分析與研究為基礎(chǔ)，開展多因素交叉對比測試及驗證，優(yōu)選設(shè)計方案，實現(xiàn)面料良好的功能效果及舒適體驗。