创新技术制成的运动服有高透气度和舒适性。
创新技术制成的运动服有高透气度和舒适性。
热湿舒适性已成为了针织服装的必备功能选项,是面料生产厂家研究开发的热门主题。其中,湿调控针织面料能够对人体微气候环境进行调控,排出人体产生的显汗,进而实现人体的湿舒适。

人体在不同的环境条件下,以热湿调控来维持人体的生理机能。服装是维护人体健康的重要手段,贴身穿着的针织类服装,对人体的热湿调节起着重要的作用。

贴身针织服装对人体散发的湿汽作出快速反应,并进行相应的调控,将会有利于维护人体的热湿平衡,使人体感受到热湿舒适。

人体在气温较高的外界环境条件下,或是大运动量的情形下,主要是以散湿来调节人体的生理平衡,通过湿汽的散发而带走热量来维持人体正常的生理机能。

湿调控针织面料是面料能对人体微气候环境进行调控,保持一定的湿量,排出人体产生的显汗,进而实现人体的湿舒适。

热湿舒适性成了针织服装的必备功能选项,是面料生产厂家研究开发的主题,也是研究开发者长期以来关注的重要内容。对湿舒适性的研究经历了从静态到动态,从简单到复杂,从动态到智能的历程。

基于改性纤维材料的湿调控针织面料

针织面料所使用的纤维材料的原始吸放湿特性,构成了面料的基础特性,它直接决定了面料的用途。

高仿棉吸湿快干涤纶。
大多数天然纤维具有较大的吸湿回潮,以其制成的面料能较好地保持人体微气候中必要的湿汽,但其强大的保水性,使人体大量显汗下,湿汽不能快速排出,从而产生湿累积,会影响到湿舒适性。

大多数的化学纤维具有很低的保水性,以其制成的面料能保持人体干爽,但其极低的吸湿回潮,则使人体在干燥环境条件下,产生不适感。因此降低天然纤维的保水率和提升化学纤维的吸湿回潮,是实现面料简单湿调控的主要途径。

纤维材料的改性可以通过接枝改性,通过在纤维的大分子上嫁接一些亲水基团或是憎水基团来获取所需的湿调控功能。

这种获取的功能往往比较强大,功能持久性好。这种方式对人造纤维或化学纤维都比较容易实现,但对天然纤维的这种改变会使纤维的部分原始性能和功能受损。

纳米技术的不断提升及产业化的推进,是通过对纤维的物理改性来获取湿调控功能的前提,将非亲水性粉体填充进一些含有中腔或孔洞的天然纤维材料中去,从而降低天然纤维的吸湿回潮及保水性。

混入纳米粉体的含量,对纤维的强力等会有一定的影响,纳米粉体的混入百分含量还停留在个位级,因此其功能显现度还有待观察。天然纤维和化学纤维都有各自的优势,二者融合形成优势互补,是目前的一大研究热点。

目前一些有机大分子材料可以被加工成亚纳米级粉体,应用于化学纤维的共混纺丝,使化学纤维具备一些附加功能。

羊毛、蚕丝都已经可以被加工成亚纳米粉体,并成功通过共混加入到部分人造或化学纤维中,除获得良好的可染性,还可使纤维获得更好的吸湿性,并具备吸湿快干功能。

生产厂家也在不断探索将更多的有机材料加工成纳米粉体,将其共混到化学纤维中,来提升共混纤维的功能。采用不同吸湿性能的材料进行复合纺丝,来获得湿性能的互补,也是实现材料湿调控的方法之一。

如聚酯作为芯层,纤维素作为皮层,形成皮芯结构长丝,同时兼具涤纶和棉的优异性能,高强、易染色,还具备更好的吸湿快干性能。

基于材料配伍的湿梯度针织面料


针织的优势在于可以通过织造来形成整体多层结构织物,通过具有不同湿性能的纤维材料的合理配伍,来构建具有湿梯度的针织面料,是目前常用的获得湿调控针织面料的方法。

以吸湿性好的棉和快干性好的涤纶或丙纶进行配伍,形成整体双层针织面料,把涤纶、丙纶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,其基本原理是运用不同材料在吸湿、导湿、湿散等的差异性,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,从而实现较高级别的湿调控功能。

还可以采用羊、涤纶、丙纶配伍,来构建三层湿梯度保暖针织面料,使保暖性吸湿性好的羊毛处于面料的外层,具有低吸湿回潮的涤纶处于中间空气层,而吸湿回潮为零的丙纶处于贴身内层。这种结构构建,使人体在大量显汗时,也不会因为过大的湿差而反渗到内层,从而实现保暖功能前提下的湿调控。

近年来,针织三明治结构、五明治结构等新型针织结构不断涌现出来,这种多层结构的织物具有独特的外观和特性,可以更进一步通过三种以上的材料来构建具有更具湿差异的针织面料,从而实现更高级别的湿调控针织面料,来满足不同群体、不同环境条件下的消费需求。

基于涂印的湿调控针织面料

具有单向导湿的涤纶针织面料。针织面料的结构是一种三维结构,单面针织物正面显示的是圈柱,反面显示的是圈弧,而双面针织物可以是同质材料或非同质材料构建的结构。

通过将亲水功能整理助剂或拒水功能整理剂涂印在织物的某一面,从而在织物的两面料获得不同的湿性能,使织物具备湿调控功能,是一种简便快捷的生产技术,可控性好。

美国棉花公司发明的WICKING WINDOW技术及许多国内的相似技术,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,其图案较规则的矩形和不规则的裂纹形,让织物反面憎水并保持相对的不吸湿,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,从而获得湿差异,达到湿调控的功能。

一般情况下,这种方法比较适用于使针织面料整体获得相应的功能,难以使针织面料获得更强大的湿功能差异。

目前基于功能助剂喷射法是一项新兴的技术,这种技术方便、快捷,无污染排放,功能可控性好,会成为未来发展的有前途的技术之一。基于此方法可以在针织面料的两面分别施加不同的助剂,再经焙烘,固化从而实现针织面料的湿性能差别。

现有的针织面料功能化整理大多基于低能处理而获得,但其存在功能持久性不够,或某些功能实现难度大的问题。采用高能辐照处理使针织面料获得常规方法无法得到的功能,是一个全新的选项,是一种清洁生产和最有前途的技术。

目前基于等离子体和电子辐照技术可用于针织面料的物理或化学改性来获得相应的功能,等离子体技术应用于针织物加工来获得吸湿功能已有产业化的应用。如对涤纶空气层针织物,先在织物的一面涂层拒水助剂,经焙烘,从而使涂层面获得了良好的拒水性,再对其进行等离子体辐照,破坏掉一部分拒水层,使其产生部分的微孔建立起导水通道,同时也使织物的一面料获得亲水效应,在织物的两面产生不同的湿性能,实现了单向导湿的功能。

基于纱线改性及集成技术的湿调控针织面料

对于同质材料构成的针织面料,如果采用吸湿性和保水性很好的材料,面料很难达到快干的功能,如果用吸湿性很差的材料则不易达到吸湿的功能。因此需要对同质材料进行相应的改性,使其获得相反的湿性能,再与未改性的纤维材料进行组合,再设计相应的针织组织结构,通过后续加工和亲水整理,进行技术集成,可以获得吸湿快干或单向导湿等不同级别的湿调控功能。

例如,美国棉花公司的TransDRY技术,将纯棉纱进行拒水改性得到拒水棉纱,再与原棉纱一起织造成针织面料,经后续加工并亲水整理来获得纯棉吸湿快干针织面料,使面料具有一定的湿调控功能。

澳大利亚的运动织物用羊毛及国内关于羊毛针织物湿调控的相关研究也取得了成功。澳大利亚是通过对羊毛织物进行化学处理,使其具备良好的导湿性,降低了羊毛织物的保水性,从而使织物获得较好的湿调控性能。

国内则使用双氧水等对羊毛纱线进行处理,使其获得良好的导湿性,再配伍羊毛原纱,将其织造成双层针织结构,利用羊毛原纱的拒水性,使构成的面料具备单向导湿功效,从而实现了毛针织物的多种环境的适用性。

结语

具备湿调控功能的针织面料是贴身穿着服装的基础功能,已经成为了生产厂家优先考虑的功能选项。

目前在简单湿调控的针织面料的开发上,新型材料的多样化,使这类产品的开发具备了良好的条件,产品技术非常成熟。通过材料改性、结构构建和后整理集成形成功能强大的湿调控针织面料也取得了很大进展。

在具备简单智能湿调控的单向导湿面料生产技术上,已出现了一些技术,并有较多的产品面市,但这些技术也存在工艺流程长、助剂利用率低、能耗高、污染物排放多、产品制成率低等问题,因此这类产品的生产技术也还处在不断的探索中。

(吴济宏是武汉纺织大学纺织科学与工程学院教授;吴尚美是武汉纺织大学纺织外经贸学院助教;钮立忠是武汉依翎针织有限责任公司高级工程师。)