针织运动休闲面料的开发

蒋高明 张丽哲

1国内外运动休闲服的发展现状及趋势

近年来,随着现代年轻人追求健康舒适生活的迫切需求,运动休闲服装市场看好,尤其以东欧、南美及亚洲地区潜力最大。全球运动服饰市场销售地区目前以西欧及北美地区为主,占全球市场消费的 80% 左右,其中美国市场占 50%,欧洲地区占 30%。此外,日本也占有 10% 左右的市场份额。但因为欧美市场开发较早,未来市场潜力有限,而东欧、南美及亚洲地区,其运动休闲市场的消费量将可望达到 8% 的平均年增长率。这些地区具有高增长率,主要是因为先前该产业的投资少,以及这些地区的经济生活正在改善。就中长期来看,运动休闲服装市场具有开发潜力。

据专家分析,运动、休闲和时尚三者构成了运动休闲服装的整个世界(图 1)。今天,在中国,运动休闲服装已经是体育运动服装、休闲运动服装和时尚运动服装的统称。我国的运动休闲服装消费年年增长,2006年已达 260 多亿元。但这个数字算下来,中国人的运动休闲服装人均年消费还不到 100 元,还有巨大的上升空间。特别是伴随着2008年北京奥运会的强大影响力,中国全民运动的兴起,以及人们生活水平的提高、健康意识的增强,中国体育产业经济环境得到极大改变。相关数据表明:到2010年,中国体育产业的产值可达 281.2 亿元,被认为是仅次于美国最有潜力的体育用品消费市场,运动休闲装将在中国形成飞速发展的趋势。

2针织运动休闲面料的特点与种类

2.1运动休闲服的性能要求

运动休闲服由于其特殊的服用场所,其性能要求不同于其他服装,在追求穿着舒适性的同时,还需兼顾服装的功能性与美观性,特别是在高度提倡绿色环保的当今社会,这类产品更要注重面料的无害性。具体而言,运动休闲服的性能要求为:质轻、高强度、防水透气、耐用性(包括耐磨性、耐氯性、耐洗涤和各种功能的耐久性等)、吸湿快干、保暖性、防紫外线和抗菌性等。同时,运动服还要有较好的穿着舒适性,如柔软性、适度弹性等。

2.2针织物的特点

在运动休闲用纺织品市场中,针织产品凭借其独特的织物风格特性,如质地柔软、吸湿透气、具有优良的弹性与延伸性等,占有较大的份额。而针织物根据编织方法的不同又可分为纬编针织物和经编针织物两大类。针织运动服装面料有纬编和经编之分,通常纬编针织运动服装面料延伸性较大手感较为柔软;而经编针织运动服装面料较挺括,脱散性较小。这两类产品在组织结构、织物性能以及生产方法上各具特色。

纬编针织物是采用 1 根或多根纱线沿织物横向顺序成圈编织而成,其特点主要体现在以下几个方面:(1)大多数纬编针织物横向具有显著的延伸性,透气性好,穿着舒适;(2)纬编针织物生产时原料经过络纱以后便可把筒子纱直接上机生产,原料适应性强,可广泛采用无污染、无公害的天然纤维进行生产;(3)由于编织纬编针织物的机器大多为圆纬机,因此用其生产无缝织物及一次成形产品的历史较经编机要早很多,而且技术较为成熟,其产品在运动休闲装中有广泛的应用。

经编针织物用多根纱线同时沿布面的纵向顺序成圈编织而成,其特点可概括如下:(1)经编针织物的生产效率高,最高机速已达 4 000 r/min,门幅可达 210 英寸,效率则可达 98%;(2)经编针织物与纬编针织物相比,一般延伸性比较小;(3)经编针织物防脱散性好,它可以利用不同的组织,减少纬编针织物因断纱、破洞而引起的线圈脱散现象;(4)经编针织物由于能使用不同粗细的纱线,进行不同的衬纬编织,因而能形成不同形式的网眼组织,花纹变换简单,所以几乎所有的织物组织都能编织出来;(5)在生产网眼织物方面,与其它生产技术相比,经编技术更具有实用性,生产的网眼织物可以有不同大小和形状,并且织物形状稳定,不需要经过任何特殊的整理以使织物牢固。

2.3针织运动休闲面料的种类

针织物包含的纬编针织物和经编针织物各自都具有独特的结构特点,而且产品种类繁多,在运动休闲服中的应用极为广泛。根据当前运动休闲服装市场中针织面料的应用情况以及针织物的结构特征,可将其分为平布类、网眼类和绒类等三大类产品。

2.3.1平布类

(1)纬编平布

纬编平布中最常用的组织为纬平组织,即俗称的汗布,是纬编针织物中最简单、最基本的单面组织。平针织物广泛用于内衣如汗衫、三角裤、外衣、毛衣、运动衣裤、袜子及手套等。平针组织由连续的线圈相互穿套而成。纬平针的组织在针织物的两面具有不同的外观,正面外观显露出纵行条纹的圈柱,反面外观显露出横向圈弧。由于圈弧比圈柱条干对光线有较大的漫射作用,因而针织物的反面比正面显得阴暗。一般将横向圈弧显露的一面作为反面,而将圈柱纵行显露的一面作为正面。纬平针组织的特点是它有卷边性、脱散性,生产时用纱量较少,简单方便,效率高。

此外,在运动休闲服中采用较多的纬编平布还有棉毛布,也称双罗纹组织或双正面组织。它是由两个罗纹组织复合而成的。在双罗纹组织的反面线圈纵行被另一个罗纹组织的正面线圈纵行所掩盖,因此在织物的两面都只能看到正面线圈纵行。双罗纹组织被大量用于贴身内衣、运动衣、休闲服装的生产中。制作各种棉毛衫裤与时装,它没有卷边性和脱散性,柔软保暖,布面光洁平整,弹性和延伸性较好。

在纬编平布的生产过程中合理采用弹力丝进行编织,能够大大提高织物的弹性和服用性能。氨纶丝可以以衬垫、衬纬、织入等方式加入织物,但是衬垫或衬纬形式,氨纶容易脱出,一般用于圆机上编织氨纶下摆织物或袜机上,下机后不用剖幅,而对于用作主料的织物,它需要直向、横向均有优良的弹性,且织物下机后需剖幅,所以必须是氨纶丝参加编织。

(2)经编平布

经绒平织物,即经编乔赛织物,是最重要的特里科织物,其产量约占特里科产品总量的 70% ～ 85%。标准的经绒平织物手感柔软平滑,透气性好,穿着舒适,线圈结构清晰,有很好的悬垂性、手感和贴身性。在许多场合,为了使经绒平织物不过于单调,可对其进行表面整理,即起绒、仿麂皮整理、轧花、电光整理等等,经印花、打褶、植绒、绣花、粘合、涂层和形形色色的其它处理后,织物有良好的效应。这类产品在运动服中的用量比较大,主要作为运动外套、运动背心和短裤的面料(图 2)。

此外,适于做运动休闲面料的经编平布类产品还可采用双经绒结构、半乔赛织物、缎纹织物、雪克斯丁织物等。这些结构通过前后梳栉上垫纱运动的变化,赋予织物不同的外观形态和织物性能,从而使得这些织物在运动休闲服中的应用各具特色。

带有弹力纱的双向弹力平布和单向弹力平布在运动装中使用较多。双向弹力平布为两梳弹力纱和非弹力纱的交织织物,因该布中含有弹力纱,氨纶的用纱量上为 15% ～ 25%,故该织物具有较好的延伸性和回弹性。这类产品是弹力经编织物中的一个大类品种,在游泳衣、航空服、舞蹈服、体操服、控制体形的紧身运动裤上作为主要面料,用量非常大。单向弹力平布主要在拉舍尔机型上编织,后梳采用 1 ～ 2 把氨纶梳作衬纬组织,这样可以减少弹性纱线的用量,但是织物的强力和回复性也有所下降。其代表产品为弹力色丁布,前面两梳一般穿锦纶作经绒平组织,后梳穿氨纶丝作衬纬。这种织物大量用于弹力泳装面料、妇女内衣面料和运动服面料等。

2.3.2网眼类

(1)纬编网眼布

纬编网眼布质地柔软、透气性好,在运动休闲服中拥有良好的应用市场。纬编网眼布可通过组织结构的变化与原料的合理选用来满足运动休闲活动的需求。

纬编网眼布有单面网眼和双面网眼之分,常采用集圈组织编织而成。在原料中采用导湿排汗,如杜邦公司的Coolmax®纤维、日本帝人公司的Wellky®纤维、台湾中兴公司的Coolplus®纤维等与棉纤维交织,形成双面网眼织物,利用它们各自的特点,里层的导湿排汗纤维良好的导湿性能迅速将皮肤表面的汗液排出,被外层棉纱吸收并散发,从而保持皮肤干爽,提高服装的舒适性。

另外,应用较广的另一类织物是珠地网眼布,它是针织线圈具有凹凸风格的一类面料。由于面料有排列均匀整齐的凹凸效果,和皮肤接触的面在透气和散热,排汗的感觉舒适度上优于普通的单面汗布组织。珠地网眼又分单珠地网眼(四角网眼)和双珠地网眼(六角网眼),后者是在双面提花机或双面圆机上生产而成。双面珠地网眼面料一面有靠线圈堆积形成的规律分布的小珠点,另一面有规律分布的凹凸状网眼,因而面料立体感强、手感丰满而富有弹性、纵横向延伸性小、尺寸稳定、透气透湿、舒适、出汗不粘身,适宜制作运动休闲服装,且该面料的工艺正、反两面均可为服装的服用正面(图 3)。

(2)经编网眼布

经编网眼结构是户外运动休闲服中运用极为广泛的一种组织结构,因为这类织物通风透气、湿热传输性好,还可作为装饰材料使用,增强服装美感。经编网眼布的形成方法多种多样,而且网眼形状也多彩纷呈,如直条、横条、方格、菱形、链节、波纹等,使布面呈现各种花纹效应。经编网眼布多用于运动休闲服的衬里,这样可以在人体体表和服装之间产生舒适的小气候,特别适合于打球、跑步、爬山、滑雪、攀岩等户外运动。而在运动服上局部嵌入经编网眼织物,可使服装特别柔软,具有优良的湿热传输性能。另外,通过采用不同于服装基本色调的颜色,使网纹部分突出显示,可以设计成服装厂商的品牌,或者直接形成一种装饰效果。

经编网眼织物是通过垫纱组织在局部不相连而形成的,可采用经平与变化经平相结合的组织、经缎组织、编链加衬纬组织等变化组织,并配合空穿而形成,网孔大小与形状可根据需要进行调节。弹力网眼织物一般为二梳或三梳特里科经编机生产,与一般的特里科网眼织物的组织相似,可以两把带空穿的非弹性纱形成网眼,弹性纱编织形成弹力,或采用一把带空穿的非弹性纱梳和一把弹性纱梳编织,这类织物不仅具有一般网眼织物的通风、透气的特点,而且手感柔软,纵横向的弹性强,外观新颖,主要作为弹性运动装的镶嵌面料。

2.3.3绒类

(1)纬编绒布

纬编绒类面料主要品种是纬编衬垫组织形成的起绒衣料,通常采用较粗的纱线作为衬垫纱线,经拉毛后形成绒面外观。面料具有挺括、厚实、延伸小、尺寸稳定等特点,大量用于绒衫裤类服装,主要品种有卫生衫裤和运动衫裤两大类。原料主要以棉纱、腈纶纱为主,干重一般为 372 ～ 570 g/m2。针织单面绒绒感丰满,是做针织衫、拉链衫、挂里小棉衣等服装的面料,可采用纯棉、涤棉、涤等多种成分配比,根据需要,制成克重、门幅都有不同的规格。绒类面料中添加氨纶成分,可以使绒面丰满、厚实、保暖性好、手感柔软,具有较高的弹性和优异的回弹性。在带有毛圈沉降片的单针筒纬编针织机上或一个针筒使用片针的双针筒纬编针织机上进行毛圈组织编织,可形成毛圈织物,如对织物毛圈面进行剪绒、刷绒、拉绒整理,可形成毛绒效应、毛粒绒效应等。

(2)经编绒布

经编绒类织物一般采用化纤长丝在前梳作较大针距的针背垫纱运动,在织物工艺反面形成较长的延展线,在后整理中,通过拉毛机针布把处于织物工艺反面的表面绒纱浮线拉起成圈或拉断形成绒面效应。这类织物不仅具有机织丝绒的外观,而且结构稳定、脱散性小;同时不仅具有化纤针织物色泽鲜艳、耐磨经穿、洗涤方便的优点,并且具有短纤维织物的表面特性;既克服了一般化纤经编织物光亮、滑溜透明的缺点,又在抗起毛起球、钩丝、折皱等性能上有所改善。起绒织物可用作运动服、休闲服的面料或衬里。起绒面既作为服装的正面又可作为服装的反面。

经编绒布常见的品种有圈绒、条绒、麂皮绒、金光绒等。金光绒织物第二把梳采用衬纬梳,作与前梳同向的较大针背垫纱,在织物效应面形成较长的衬纬浮线。经起毛、染色、磨毛后产品绒面丰盈、手感柔和、富有弹性、色泽典雅,是制作运动服的合适面料。麂皮绒是将超细长丝以经编的加工方式所制得的仿麂皮织物,坯布经过后整理后,手感柔软,具有“书写效应”,类似于天然麂皮,既可以直接作为服装用料,也可以先进行复合,然后再作服装用料或作其它用途。

经编弹力绒布是在不带毛圈梳的普通高速经编机上,利用前梳作较长的针背垫纱运动,使织物表面产生较长的延展线,利用氨纶原料的弹性回复力,使其表面形成毛圈,在整理时将长延展线割断,以形成丝绒表面。用这种方法生产的经编丝绒织物也称作“不倒绒”。这类织物光泽好、富有弹性、手感柔软,是制作健美服、舞蹈服、体操服的上乘面料。弹力剪割丝绒是在带毛圈沉降片的高速经编机上生产的,其毛绒是通过剪去毛圈顶部而形成的,毛绒较双针床短绒机生产的剖幅丝绒更为细密、更加轻柔而富有弹性,可用于泳装、运动衣、内衣和时装外衣面料等。

3针织运动休闲面料的开发

针织运动休闲面料由于其特殊的应用领域,从而使织物必须具有与之相应的服用要求。针织运动休闲面料在开发与应用已有多年的历史,然而近年来,随着体育运动的普及以及人们追求健康生活的需要,对这类织物的服用性能提出了更高的要求。目前,针织运动休闲面料的发展趋势主要体现在以下几个方面。

3.1新型原料的开发和应用

根据应用场所的不同,运动休闲活动时人们对针织面料的要求也稍有不同。因此,作为针织面料开发中处于首位的原料就成为各研究领域特别关注的对象。为使针织面料具有良好的功能性、舒适性和美观性,使用的原料日益呈现细纤化、功能化、弹性化、环保化等发展趋势。

3.1.1细纤化

在现代体育运动中,服装面料越来越趋于质轻化,这不仅能够有效地减轻运动员的额外负担,而且质地轻薄的面料往往还具有更好的透气性,有利于汗液的排出。质轻的面料需要采用更细的纱线进行编织,细纤化可以提高纱线的水分传递能力。超细纤维纱线可以通过纤维之间的空隙变小而使得织物织得很密,织物和纤维的比表面积都增加,产生的大量细而密的孔隙形成优良的毛细管作用,使水汽传递出去,孔隙密度高,温度调节功能也好。例如由Nike独家开发的微细纤维制得的快速排汗专利布,是专为保持运动舒适性而设计的。独特的Dri FIT超细纤维能使水分通过虹吸作用沿着纤维传送至衣服表面迅速蒸发。Dri FIT面料功效持久,穿着时可贴近皮肤表层,提供优良的排汗功能及舒爽感,是最理想的服饰内层材质。

3.1.2功能化

在追求高品质生活的今天,人们对运动休闲面料的性能要求也日益提高,这些面料不仅要满足服用舒适性的要求,更要提高各种附加功能的需求,例如吸湿排汗、易洗快干、抗菌除臭、防紫外线等。各种新型原料的开发与原有材料的改进成为现代纺织行业的主流之一。

(1)吸湿快干

吸湿快干面料在运动休闲服方面已不是新的应用,无论是新牌子还是老牌子都有吸湿快干的面料。近年来,对吸湿快干面料的研究主要体现在 3 个方面:一是打破传统的编织方法,采用新型原料结合合理的编织方法更有助于吸湿排汗功能的发挥。例如,采用“+”形、“Y”形、“H”形等异形截面的的化学纤维与天然纤维,如棉或毛进行交织,其中化学纤维在织物里层,天然纤维在织物外层,利用异形截面化学纤维的高导湿性和天然纤维的吸湿性达到导湿快干的目的。二是利用不同细度纤维形成的差动毛细导湿效应设计 2 层或 3 层结构的面料加快身体表面汗液向外传导。例如,采用竹纤维与Coolmax®纤维进行混纺,制成的织物不仅具有吸湿排汗、抑菌功能,还具有手感滑爽、柔中有挺、悬垂性好等特点。三是将面料的吸湿快干性与其它功能相结合,使面料具有更优秀的服用性能。例如,用于户外穿着的运动休闲面料可将吸湿快干与防紫外线功能相结合,而冬季用运动装可通过引入相变材料将发热与吸湿快干特性相结合,使得服装在吸入水汽之后通过相变材料将其转换为热能,提高服装的舒适性。

(2)抗紫外线

对于经常进行户外活动的人们而言,具有抗紫外线功能的服装是极受欢迎的,特别是对于一些皮肤敏感性人群,这种功能是必须的。目前针织物常用的抗紫外线处理方法有3种。一种是纤维法,在纺丝过程中加入紫外线遮蔽剂,制得抗紫外线纤维,该方法较适于化纤的处理;二是涂层法,借助粘合剂将紫外线遮蔽剂涂于织物表面。此种方法对使用的粘合剂要求较高,而且会影响手感,适合于装饰、家用或产业用纺织品;三是整理法,在纤维或织物的加工过程中,将紫外线吸收剂和荧光剂附于其表面。作为夏季服装面料,对柔软性、舒适性要求高,可对织物进行浸压法、吸尽法或印花法处理,整理法的适用面较广。此外,除可采用常规纤维经处理使面料具有抗紫外线功能以外,还可采用一些天然具有抗紫外线功能的纤维,不仅能够达到功能化要求,而且原料丰富、天然环保。

(3)抗菌除臭

人们在进行运动时,体温升高会导致服装与人体之间的微气候处于高温高湿状态,从而使人体肌肤及服装上极易滋生细菌,影响人们的健康。因此,良好的抗菌抑菌性是现代追求高品质生活的人们对运动休闲服装的更高要求。抗菌除臭纤维可采用各种处理技术对各类纤维进行织前处理,如运用纳米技术将抗菌剂添加到纺丝液中,制得抗菌纤维;也可对纤维进行抗菌后整理,使其具有抗菌除臭性,例如在纤维表面镀银,不仅能够抗菌除臭,而且具有调节温度的功能。另外,广泛采用天然抗菌除臭纤维也是当前纤维发展的一大趋势,在运动休闲服装中运用竹炭纤维、木纤维、甲壳素抗菌纤维等,不仅能有效抗菌除臭,而且还具有附加功能,对人体健康具有良好的保护作用。

(4)防雨透气

美国戈尔公司是一家致力于开发世界级高新技术的企业以GORE–TEX注册商标命名的防水、透气、防风、耐用布料开拓了休闲服装的新时代。按照自然界的规律防水和透气是不可能同时存在的。然而,GORE–TEX已完全解决了这一矛盾。在它每平方英寸的薄膜上有 90 亿个微细孔,一颗水滴比这些孔大 2 万倍,水无法穿过;每个孔都比人体的汗气分子大 700 倍,汗气可从容穿透;而微细孔的不规则排列就完全阻挡了风的进入。目前,这种产品已进入中国市场。其实这种面料涂层的薄厚非常关键,涂厚了就不能透湿了,涂薄了水又能透过,因此涂层的薄厚要恰到好处。对国内面料企业来说要不断提高操作人员的技术水平。

3.1.3弹性化

运动休闲服装与各种正式场合所穿的服装主要区别在于其舒适性高,便于人体各关节的活动,因此,拥有适度的弹性是人们对运动休闲服的普遍要求。目前市场上应用较多的是各种粗细的氨纶纱,根据运动项目的不同,在服装中运用比例不等的弹力丝,能有助于运动员的体能发挥,并对人体起到一定的保护作用。泳装、滑雪服等面料中添加氨纶丝能有效减小阻力,而赛跑运动员所穿的弹性T恤与短裤则具有一定的服装压迫力,能改善肌肉状态,促进潜力发挥。

随着对弹力纤维研究的不断深入,各种新型弹力纤维逐渐得以开发与应用。美国Invista(英威达)公司在普通氨纶的基础上,开发出了系列新型莱卡®,如柔软舒适型莱卡®、易定形莱卡®、运动型莱卡®等,提高了产品的服用和加工性能。该公司还开发出弹性聚酯纤维T400,它是由PTT纤维与正规聚酯纤维运用共轭纺丝法制成的卷缩性结构的双组分弹性聚酯纤维。T400与其它天然纤维和化学纤维交织生产轻薄的针织面料,能较好地满足运动休闲活动的需求,且比氨纶丝便宜。

3.1.4环保化

随着社会生活及文化观念的改变,人们的消费观念朝向时尚性、舒适性及健康性发展,所以对运动休闲服的要求越来越注重它的生态环保性,因此,开发环保性服装,变得极其必要(图 4)。环保型纤维除了天然纤维外,还有可再生聚酯纤维、可再生锦纶、有机棉等等。

3.2高档生产设备的研制与应用

高品质针织运动休闲面料的开发离不开高档的生产设备。为满足人们对运动休闲服装越来越高的要求,针织面料的生产设备也随之提高档次。

首先,就生产效率而言,各类针织机械都取得了突破性进展。现代国内外各纺机公司新研发的一些针织机不仅能够有效利用生产原料,减少原料浪费,而且在生产速度和机器幅宽或筒径方面都已大大提高。目前国产针织圆纬机的普通机型正趋向细针距、大筒径、多路数的方向发展,如中国台湾的凹凸公司、大渝公司均推出了机号 40 E以上的双面机,凹凸公司开发了 863.6 mm(34")、42 E、84 路的圆纬机,大渝公司开发了 312.8 mm(32")、40 E、72 路的机器。经编机中生产速度最高的特里科型经编机最高机速可达 4 000 r/min,具有极高的生产效率;而门幅最宽可达 245",生产 2 幅或 3 幅坯布,能充分利用机器的生产能力。

其次,在原料的适用性方面,针织机械能够满足各种细度的纱线的编织要求。无论是纬编机还是经编机,都能对粗犷风格的运动休闲面料所采用的较粗纱线进行加工,同时又能生产高密、轻薄织物。这与针织机的机号密切相关,机号越高,所使用的纱线越细,生产的织物相应也较为轻薄。目前圆纬机和经编机的最高机号已达E 44,横机也达到E 18,最轻薄的面料每平方米重量只有几十克。

第三,电子技术在针织机械中得到广泛应用。近年来,随着电子技术的飞速发展,针织机械在设备功能性、运转稳定性、工艺可靠性、操作方便性等方面都得到了大幅度提高。电子选针技术是针织机械通用的关键技术之一,目前由日本WAC公司开发的多级选针器的工作频率约为 400 Hz,选针更加精确,效率更高。在经编机器中,目前已实现了电子送经、电子横移、电子牵拉卷取等全电子化控制,使得机器运行更为精确、稳定、可靠。

3.3后整理工艺水平的提高

针织面料经过前期织造后,必须经过适当的后整理工序,赋予面料所需的颜色、尺寸稳定性、服用性能等各种特性,才能被加工成成品服装。根据面料最终用途的不同,其所需的后整理工艺也各有不同。对于一些运动休闲场合需要的颜色鲜艳亮丽的针织服装而言,在面料的后整理过程中,染色是必不可少的一道工序。选择合适的染料与工艺对织物的布面效果具有极其重要的影响,目前人们追求的不只面料的色彩效果,对染料的环保性、无害性也逐渐提出了更高的要求,因此,加快对绿色环保染料的研究、优化染整工艺成为现代染整行业的一大发展趋势。

对于具有特殊功能的针织面料,不仅需要常规后整理所需的各道工序,还要对其进行功能性整理,如防霉防腐整理、抗菌除臭整理、硬挺整理、柔软整理等,这样既可改善织物的服用性能,也有助于提高人们的身心健康,又可增加产品的附加值,提高经济效益。在众多的织物中,功能性织物依赖于后整理加工,常通过整理获得各种风格和品质的织物,各类织物可根据特殊的外观风格和功能要求的需要,选择相应的整理工艺。