湿梯度结构模型。
湿梯度结构模型。
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近年来,运动针织面料的开发与生产聚焦各类不同运动,形成了许多具备不同高性能的运动针织面料,发展潜力可期。那么,目前市场上究竟有哪些种类的运动针织面料?其技术优势及发展方向如何?

人们生活水平的提升,必然促进人们健康意识的强化,运动则是积极的健康方式。运动服装是人们必备的运动装备,针织面料是构成运动服装的主体材料,其物理属性、舒适性、功能性决定了运动的感观和功效,因此作为运动服的针织面料与普通针织服装的面料有共性的一面,也有其特殊性的一面。

运动的普及和运动方式的不断细分,对面料也提出了相应的要求,行业在这种诉求的不断变化下,也在不断研发适应各种诉求的运动针织面料。

导湿快干面料

导湿快干作为运动服装的一个常规功能选项,已经被人们广泛接受。作为运动针织面料,具有良好的吸湿回潮性并不代表其具有良好的吸湿性,回潮率只是一种隐性的或微观的吸湿,它不能完全代表面料的导湿性能。

运动针织面料需要的是织物良好的导湿性,这种导湿性是一种显性的吸湿。良好的湿传导和低保水性是实现导湿快干的基本条件,Coolmax(十字形截面)、Finecool(四叶、五叶形截面)、Technofine纤维(W字形截面)、Coolking纤维(十字形截面)等,此外还有SweatsensorTriactorHydorpore等纤维材料,是一类以纤维材料截面异形来增加湿传导比表面积并改性的涤纶纤维,它们具有良好的快干功效,是针织运动面料的首选材料,主要适用于高强度运动的服装面料。

段染织物。

差别化纤维是运动面料的适宜材料,国内研发出了一种高仿棉的涤纶纤维,其芯层为聚酯,皮层为纤维素酯,这种纤维具有很好的强力和一定的吸湿性,且导湿性良好,是一种较为理想的运动面料的材料。随着运动烈度的降低,运动面料纤维的组分中,化学纤维的含比不断降低,天然纤维的占比则不断提升,以此来提升面料的柔软贴肤性。

为了将手感柔软、亲肤性好的天然纤维用于吸湿快干运动面料,美国棉花公司发明了一种新技术—transdry,将部分棉纤维纱线进行拒水处理,然后与未进行任何处理的棉纱进行交织,染色后再进行亲水性整理,从而形成具有吸湿快干的纯棉运动面料。

针织的优势在于可以通过织造来形成整体多层织物,这种多层结构为形成功能差异性面料提供了可能。着装的人体面对的是两个气候环境,一是人体与服装构成的内气候环境,一是服装与大气构成的外部气候环境,二者通过面料进行热湿交换。

早期应用比较广泛的涤盖棉针织运动面料,是一种整体编织的双层针织面料,它将涤处于面料的外层,来提升面料的耐用性,而棉处于面料的内层,用于吸收人体的汗液并达到贴身舒适的效果,但从吸湿快干的角度来看,它其实不太适合作为贴身穿着的运动服装面料,只适合外穿。采用针织双层及多层结构,再进行合理的纤维材料配置,来实现视觉、触觉及功能的双面异性。

近年来众多研究者在织物结构方面进行研究,开发出了棉盖涤、棉盖丙等两层具有优良单向导湿性能的织物双层运动面料,把涤等吸湿性差的纤维作为面料的贴肤内层,将棉作为面料的外层,是对一直沿用的涤盖棉运动面料的一种颠覆。

棉盖涤这类运动面料的基本原理是运用不同材料在吸湿、导湿、湿散发等的差异性,将吸湿回潮高、保水率高的棉处于面料的外层,而吸湿回潮低、保水率低的涤则处于贴身内层,从而形成湿梯度

这种织物组织结构在差动毛细效应的作用下能使织物内层的水分被吸附到表层并迅速挥发,同时由于内层纤维的疏水性使内层表面张力较大,人体着装后产生的显汗通过涤纶传递到外层的棉中,并被棉吸收,使人体保持相对干爽。这类面料是一种较为初级的单向导湿面料,生产简单,加工风险小,因而受到运动品牌的推崇和运动爱好者的青睐。

色纺织物。

单向导湿面料

单向导湿面料作为一种具有简单智能特征的面料,可称为湿半导体面料,水分只能从织物的内层转移到外层,而不能从外层转移到内层,这样就能让人体产生的显汗源源不断地从面料的内层传导到外层并迅速扩散蒸发,来保持人体的干爽。

美国棉花公司发明的wicking window技术实现的就是单向导湿运动面料,其原理就是将经亲水性整理的面料,在其反面涂印含有拒水剂的浆料,让织物反面憎水不吸湿,并通过建立湿传递通道,使水分能从水通道传递到织物正面,从而获得面料贴身面相对干爽的具有单向导汗功能的运动型面料,这种单向导湿面料较棉盖涤面料在功能级别上提升了一个档次。

由武汉纺织大学研究的更高一级的单向导湿面料,单向导湿功能得到更进一步的强化,耐用性也显著提升,其原理主要采用纱线改性、结构优化、面料整理进行集成,即先对部分纱线进行拒水改性,然后采用特别设计的双层结构进行整体编织成双层结构织物,最后织物染色后进行亲水性整理,来获得单向导湿面料。

智能运动面料

运动纺织品较常用纺织品更能体现科技含量,更容易加入智能化的元素。智能化纺织产品是一种科技含量较高的前沿产品,虽然这类产品刚刚起步,但未来一定是非常具有潜力的产品。

智能化产品具备随人体状态以及周围环境的变化而作出适应人体的自适应调整功能,或者根据外界温度变化或光强度变化等产生颜色的动态变化,实现动感变化。

adidas开发了一款针织运动服装,其面料采用的湿敏变色技术,由于服装各部位接触人体的程度不一样,反映在面料上的温度也有差异,因而会产生颜色的深浅变化,形成颜色的动态变化,极具时尚效果。

此外,通过温致色变,将温变临界点设置到37℃,这样就可以对人体健康进行实时监测及预警,尤其适合作为童装面料和危重病人的服装。

单向热传导及热湿智能调控产品将会是未来又一个热点产品,它会在人体热量积累和湿积累时做出适合人体健康的智能调节,能够有效防止人体在湿热急剧变化下产生应急反应而伤害健康,因此一直受到生产厂家所推崇并被广大消费者所接受。

含有相变材料的纺织品在外界环境温度升高时,相变材料吸收热量,由固态转化为液态,降低了体表温度;相反,当外界环境温度降低时,相变材料放出热量,由液态转化为固态,减少了人体向周围放出的热量,以保持人体正常体温,为人体提供舒适的衣内微气候环境,使人体始终处于一种舒适的状态。

这类纤维材料可主动地、智能地控制周围的温度,因此称为智能调温纤维,这种纤维大都具有双向温度调节作用和适应性,可以在温度振荡环境中反复循环使用。

调温调湿纤维通过调整纤维结构使纤维吸湿放热和脱湿。日本东丽公司推出的能量感应吸湿放热面料可吸收人体排出的水汽,并将其转化为热能,该面料制成的服装比传统服装保暖2-5 ℃,而衣内湿度相对下降。

时尚运动面料

运动针织面料在追求功能的同时,也需要表现出一定的时尚性,近年来,色纺类纬编产品以其独特的效果和设计空间而成为市场增长最快的产品。

这类产品主要通过纤维染色,再以不同的颜色、不同的比例进行色纺,或对纱线进行段染等方式,使形成的面料能够获得质朴、仿自然界各种意境等各种效果,深受年轻群体的喜爱。

这类产品的花色不断丰富,外加吸湿快干等运动所需要的功能在面料上的附加,将不断扩展运动针织面料的应用范围,市场空间进一步增大,发展潜力可以预期。

对于户外运动产品高度可识别性及对人体的防护是消费者的重点诉求。高度的光回归反射、荧光纤维、夜光纤维作为可识别的纤维类产品对从事户外运动的群体来说,意味着在出现危险情形下的识别与防护,因此这类运动面料不仅具有防护效果,还具有颜色的视觉冲击效果。

全成型运动服装

全成形运动装的前身局部。

针织技术可实现全成型编织,这种产品主要用于运动服装,它改变纺织劳动密集型产业的形象,不仅可以有效减少生产流程、设备、场地,还可以减少用工和生产成本,更可以减少产品生产周期,提高市场的响应速度。

这类产品将会朝着更专业化的方向发展,结合人体各部位的生理特征、人体工学、人体卫生学进行设计使实现各不同结构效应不同功能成为可能。

全成型针织运动装已开始普及,国内外在开发这类服装时,征对不同的运动特点,在材料选择上和织物结构上,充分考虑到人体运动时的形体变化和热湿散发规律,保证了人体运动的便利性和热湿舒适性,例如将前后身上部及腋下设计成网眼结构,便于热湿的快速散发,而其它部位设计为平针结构。

结语

针织运动面料涵盖的范围非常广泛,由于消费者的心理在不断发生变化,市场对产品不断细分,面料的变化更新也很快,市场的走向也在发生变化,高科技的应用更是为针织运动面料增加了源动力。

功能化、智能化、时尚化将是针织运动面料持续推进的方向,融入功能元素、智能元素、时尚元素的针织运动面料将具备超强的生命活力。

(吴济宏是武汉纺织大学纺织科学与工程学院教授;望潇是该大学学院研究生。)

新型高性能运动服突破传统界限

运动健身时尚在全球的关注度和消费热情水涨船高,而人们对于运动服装的功能性、舒适性、安全性和设计感的追求更加永无止境。服饰品牌为抓住风口,推出形形色色的新科技,不断地突破传统运动装备的界限。

懂得自动调节的运动内衣

参与多种运动的人士往往需要购买多件针对不同运动强度的运动内衣,这是因为各个活动会在落地时对身体造成不同程度的震动和冲击。锐步在这一方面取得了突破,于今年8月推出了一款可自动调节的PureMove运动内衣,其在高强度运动时收紧,并在低强度运动或休息时放松。

锐步采用了一款可改变质地凝胶,用来制成可支持不同运动水平的内衣。此凝胶状物质称为剪切增稠流体(Sheer Thickening FluidSTF),由美国特拉华大学开发而成,已用于NASA航天服中,以保护宇航员免受弹片伤害。

在低速条件下,STF会变成液体,在高速条件下则变成固体。由于PureMove采用了运动感知(Motion Sense)技术,织物在静止或轻微运动时呈现类似液体的放松状态,而在快速运动时则会变得坚固。

PureMove运动内衣本身的设计非常简约,且具有自适应特性,只采用了七块面料,因而接缝较少,产生的摩擦也较少。同时,内衣的正面和背面均有穿孔,保证其透气性,模制前襟则可有效贴合皮肤,穿着时非常舒适。

HALO抗压服可以避免运动员颈部扭伤。

可避免颈部扭伤的抗压服

加拿大初创公司AEXOS于今年8月宣布推出HALO抗压服。这款抗压上衣配有由智能材料制成的衣领,有助于减少接触性运动中的撞击对头部和颈部产生冲击,且不会影响运动或机动性。

HALO上衣采用尼龙和氨纶混纺制成,为运动员提供姿势支撑。其核心技术在于上衣的衣领,其由闭孔粘弹性聚合物泡沫制成。

在正常运动过程中,材料处于柔软、灵活的状态,支撑颈部,不会限制运动。然而,在发生撞击时,材料会变的坚固,可使头部和颈部的屈伸运动速度减慢46%,从而降低了脑震荡的风险。该衣领由硅橡胶衬里固定,且衬里贴合皮肤。

这项创新技术是HALO独有的,并获得了促进体育运动安全的预防计划Safe 4 Sports的认可。HALO目前也正接受加拿大国防部的测试。

高科技3D打印鞋面

今年4月,耐克推出一款利用Flyprint 3D打印织物鞋面科技制成的轻量化概念跑鞋。不同于以往耐克对3D打印技术应用于鞋中底的解决方案,Flyprint技术用于鞋面制做。

耐克利用Flyprint 3D打印科技制造鞋面。

Flyprint鞋面是通过固态沉积的方式塑造形态(SDM),此项工艺就是将TPU纤维从线圈上松开,并且融化,进而层层编织、固化的过程。

Flyprint技术的运用帮助设计师把运动员的相关数据转化成打造新织物鞋面的几何数据。该品牌首先需要对运动员的数据进行捕捉和收集。通过使用运算化设计工具对这些数据进行计算,确定理想的材料合成物。最后,基于这些信息打造出最终织物鞋面。

由于实现了经纱和纬纱的相互联结,3D打印织物能够提供更好的伸张力。Flyprint织物的这项优势来自于材料的融合。2D编织织物本身,即交错的纱线(经纱和纬纱)之间存在一定的内摩擦力,而在3D打印织物中,由于织线相互交融,使其拥有更高的精密程度和性能潜力。与之前采用的材料相比,Flyprint织物轻了6%(约11克),且拥有更好的透气性。

该科技能够针对不同的运动员或不同的功能需求打造出独特的织物鞋面,同时总体设计用时也能大大减少。通过功能性打印,耐克能够以更高的精准度更快地设计和研发,其原型设计的速度比以往的生产方式快十几倍。

展望未来,全民运动风潮将进一步发展。传统运动服饰品牌普遍陷入了同质化的格局,加上智能、科技元素才能够契合市场的功能性及个性化需求。