功能性针织运动面料产品开发

龙海如

摘要：本文针对热湿舒适性、弹性与压力舒适性、防护性等几类常用的功能性针织运动面料，从原料、织物结构设计和后整理技术等方面综述了国内外的开发与应用动态，并展望了功能性针织运动面料今后的发展方向。

关键词：功能性；舒适性；针织；运动面料

中图分类号：TS186.2 文献标志码：A

Development of Functional Knitted Sportswear Fabric

Abstract： Based on introducing several kinds of functional knitted fabric for sportswear including fabric with thermal-wet comfort， fabric with elasticity and pressure comfort and protective fabric， the development and applications of such fabric at home and abroad are reviewed from the perspectives of raw materials， structural design and finishing technologies. The future developing trend of functional knitted sportswear fabric is prospected.

Key words： functional； comfort； knitting； sportswear fabric

随着全民健身和运动休闲热的兴起，人们对不同季节和不同场合穿着的运动服装的需求不断上升，这促进了针织运动面料的发展。特别是本世纪以来，随着新型功能性纤维的开发与应用，功能性针织运动面料不断问世，这不仅丰富了消费者的个性化需求，同时也满足了某些特殊领域的用途。

功能性针织运动面料的开发主要涉及原料的组分、织物结构设计、后整理加工等方面，其中纤维与纱线本身的功能及性能起到了至关重要的作用。本文就目前常用的几类功能性针织运动面料，并以纬编产品为主，来综述近年来国内外的开发动态。

1 热湿舒适性针织运动面料

1.1 吸湿排汗针织面料

这类面料主要适合于运动量较大、出汗较多以及天气较热的环境下使用，一般是通过贴身运动服将人体表面的汗水向外传导，使皮肤保持干燥的舒适感。

1.1.1 吸湿排汗纤维

吸湿排汗功能性纤维截面多为异形，表面有众多微孔或沟槽，具有较高的比表面积，利用毛细管芯吸效应，能够快速地吸湿、导湿、扩散和挥发，迅速吸收皮肤表面湿气和汗水，并排放到外层蒸发。典型产品包括四管道中空结构的Coolmax？纤维、多沟槽设计的CoolDry纤维、十字断面沟槽设计的CoolTech纤维、参照“苜蓿草”的四叶子形状使表面具有细微沟槽和孔洞的Aerocool纤维等，以及其它的三叶、六叶、I型、H型、三角、中空等各种异形断面化学纤维。

1.1.2 面料结构设计

吸湿排汗针织面料以薄型居多，可以是单面织物如平针、珠地网眼、添纱等，也可以是两面派结构的双面织物。两面派织物内层采用疏水性纤维如细旦涤纶、丙纶等，结构为蜂窝与网眼状，以使织物内层与皮肤呈现点接触，增加织物透气性和舒适感；外层采用亲水性纤维如棉纱、羊毛等。该织物内层通过纤维毛细管芯吸效应将皮肤汗水向外层传导，被外层吸收后向环境蒸发，从而实现单向導湿。鉴于结构法单向导湿织物面密度较高，已有学者利用纳米纤维、碳纳米管等先进材料制备纳米纤维基单向导湿织物，如利用 2 个平行静电纺电极制造出单轴对称纤维阵列，其形态与竹叶表面形态相似，具有典型的单向导湿特性。

1.1.3 亲疏水性整理

亲疏水单面整理是指采用亲水或疏水整理剂对针织物进行单面整理，使整理面具有异于未整理面的吸湿性能，从而形成织物两面的差动毛细效应，实现单向导湿。亲疏水两面整理则对针织物一面进行亲水整理，另一面进行疏水整理，使织物两面分别具有亲水性和疏水性，内外两层形成显著的差动毛细效应，从而实现针织物单向导湿功能。如Cotton Incorporated（美国棉花公司）推出的Wicking WindowsTM（芯吸窗）和TransDRYTM导湿快干处理技术。芯吸窗技术使全棉针织物两面产生差异，具有良好的单向导湿性；TransDRYTM技术具有水分管理性能，能单向地将汗水从针织物内层（贴身层）向外层传递，并在外层散发，降低全棉织物的吸湿性能和减少干燥时间。

1.2 凉感针织面料

这类针织面料主要利用凉感纤维良好的导热性，降低运动时人体的表面温度，给人以凉爽感。凉感纤维是在纺丝液（涤纶、锦纶、粘胶等）中加入了一些纳米矿物质，主要产品有云母纤维、玉石纤维、饭麦石纤维等。如云母的热传导速率为涤纶的 5 倍以上，且纳米云母含水率极高，高含水带动吸热降温作用，这 2 种特性使云母纤维针织面料具有良好的散热降温凉爽功能。

凉感针织面料通常采用凉感纤维与涤纶混纺或交织，如：55%凉感纤维/45%涤纶，55%涤纶/45%凉感纤维，65%涤纶/35%凉感纤维，72%涤纶/28%凉感纤维等，常用的针织面料结构有单面双珠地、双面罗纹等。

1.3 保暖针织面料

保暖针织面料主要用于寒冷气候下的运动服，提供保暖与防寒功能。该类针织面料采用的原料主要包括：（1）中空类化纤或者天然纤维纱线，例一为Invista（英威达）公司开发的Thermolite？中空聚酯纤维，具有保暖（中空）、透气（纤维壁有微孔）、导湿（毛细管芯吸）三重功能；例二为日本仓纺公司的中空棉纱SPINAIR，该纱线呈包芯结构，外层为棉，芯部为水溶性维纶，当纱的芯部溶解后变成空洞，从而产生中空效应。（2）加入远红外陶瓷粉末，使纤维具有远红外保暖功能。（3）各种发热保暖纤维。例如：EXLAN工业公司生产的丙烯酸酯纤维有“依克丝”及其升级版“依克丝hyper”，是吸湿发热材料的先驱商品，兼具高度的发热性和穿着舒适性；富士纺HD公司的ECOWARM棉吸湿发热纤维，通过吸收人体释放出的水蒸气等水分而使纤维发热；三菱丽阳公司的COREBRID THERMOCATCH吸光发热导电腈纶，通过在纤维芯部掺入特殊微粒子，具有将太阳光转变为热能的发热保暖功能和防静电功能；旭化成纺织公司的Stretch Energy聚氨酯/涤纶材料，拥有“伸缩发热”的专利，利用面料的伸缩能实现持久发热。（4）蓄热调温纤维，利用相变蓄热技术，通过在纤维表面涂上一层含有相变材料的微胶囊，实现蓄热保暖的性能；该纤维加工成的针织面料具有自动吸收、储存分配和放出热量的动态保温功能，可以在织物周围形成温度基本恒定的微气候。

保暖针织面料一般设计成能储藏较多静止空气的绗缝或空气层结构，以及较厚实的衬垫类和毛圈类织物，此外通过对织物进行起绒、磨绒、刷绒等处理也可以提高保暖效果。

2 弹性与压力舒适性针织运动面料

2.1 弹性针织面料的形变与压力

与普通非弹性针织面料相比，弹性针织面料一般具有较大的延伸率和较好的回复性能，穿着弹性针织面料制成的贴身或紧身运动服也会对人体产生一定的压力。

若运动服以舒适性作为主要要求时，则必须选择有效延伸率为25% ～ 40%，而比赛用运动服、滑雪服、紧身服等贴身服装，则要求延伸率在40%以上。此外，服装压力对人体也存在一定影响。研究表明，不会造成生理障碍的服装压力允许范围为3.92 kPa以内，舒适的服装压力范围为1.96 ～ 3.92 kPa；人体不同部位所能承受的压力不同，压力舒适性范围也有所差异，例如紧身运动裤舒适压力阈值为4.00 ～ 5.33 kPa。不同类型的服装压力舒适性指标的确定，可为指导针织运动产品生产提供必要的技术参数，部分针织运动服装款式的压力舒适性范圍如表 1 所示。

2.2 压力舒适性针织面料

影响针织面料弹性的因素主要有：针织物结构，例如罗纹织物比其他织物横向延伸性和弹性要好；弹性纤维种类、细度和含量。日常运动服采用的针织面料的组织结构一般较简单，如纬编的平针、罗纹、珠地网眼等，经编的双经平等。弹性纤维主要是氨纶，氨纶含量以泳装面料较高，一般在18% ～ 20%，其他弹性面料通常在5% ～ 15%之间。

英威达公司推出的柔软舒适型莱卡？（Soft Comfort Lycra？）902C具有独特的拉伸性能，在保持良好弹性的同时可以减小服装对人体的压力，兼具紧身调整和柔软舒适的优点，使用者可根据自己的爱好选择不同线密度的莱卡？以达到紧身舒适的要求。采用莱卡？ 902C的运动型面料具有更好的伸展性、更大的延伸性和更好的回复性，人体在织物和服装中可以感觉到更易舒展，所以更加舒适和贴身。该弹性纤维可与棉、天丝？、超细化纤等原料交织生产纬编面料，制作常用的运动装。

2.3 耐氯针织泳装面料

普通氨纶由于不耐氯，在泳池中浸泡时间长了会使泳衣弹性下降甚至消失，出现起泡和松弛现象。为此，英威达公司结合lastingFIT技术，推出了耐氯莱卡？ T275B、T276B及T275Z纤维，其泳衣在含氯的水环境下能带来持久的合体性，比普通氨纶泳装面料拥有长达10倍的持久性，能防止泳衣起泡和松弛，保持外形不变。此外，lastingFIT技术还提供耐用保护，可以防止遮光剂、泳池氯水、热能及身体按摩油对面料造成的损害。

2.4 运动型针织面料

为了有利于运动员充分发挥自身水平，英威达研制的运动型莱卡？（Lycra？ Power）纤维可以充分控制身体的运动，在皮肤感应受到压缩时，使肌肉控制达到最优，从而提高身体动作的精确性和效能，使运动员运动更加自如，进而发挥出最佳水平。运动型莱卡？可以与涤纶等纤维交织生产针织运动健身服，并已经用于赛跑、游泳、健美、足球、网球、橄榄球等体育运动与比赛。

3 防护性针织运动面料

3.1 抗紫外线针织面料

普通针织面料具有一定的防紫外线功能，其效果与采用的纤维材料、织物结构与参数、面料颜色等有关。为了提高针织面料的抗紫外线性能，可采用抗紫外线纤维或织物后整理技术。

抗紫外线纤维一般是在纺丝高聚物中掺入吸收或反射紫外线的纳米材料，如云母、TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等，均具有吸收波长200 ～ 400 nm紫外线的特征。通常抗紫外线纤维中含有多种组分的复合纳米微粒，对于透明度要求较高的防紫外线服装面料通常添加纳米ZnO和纳米TiO2微粒，其抗紫外线能力可以达到99.8%以上，抗可见光（波长400 ～ 800 nm）能力则在99.0%以上。除采用抗紫外线纤维外，针织面料越厚，紫外线到达皮肤遇到的阻碍越大，抗紫外线能力也就越强；针织面料紧密度越高，缝隙越少、越小，抗紫外线能力越强，但织物透气性会变差，因此在设计夏季穿着的针织面料时，需综合考虑抗紫外线性能和穿着舒适性。

抗紫外线后整理技术一般包括抗紫外线整理剂整理、微胶囊技术整理和溶胶凝胶技术整理 3 种方式。微胶囊整理技术即将抗紫外线吸收剂收纳在微胶囊内，将微胶囊以某种工艺吸附在纤维与纤维之间或织物表面，在织物使用过程中，纤维与微胶囊、微胶囊与外界发生摩擦破裂，微胶囊内的抗紫外线吸收剂泄露缓慢释放，达到缓释抗紫外线的效果，且效果较为持久。溶胶凝胶是指金属烷氧基化合物为前驱物，在温和条件下水解缩合成溶胶，溶胶经过加热或挥发后变成氧化物凝胶的过程中，生成物为网状结构。溶胶凝胶整理技术即采用物理或化学方法对纳米溶胶进行处理，使针织面料具有优良的抗紫外线性能和服用性能。

3.2 户外运动针织面料

户外运动面料对功能性的要求相对严格，人在户外运动时发热量大、汗液蒸发多，要求服装散热和透气性能良好；为应对雨雪天气，要求服装有一定的防水性能；受风大寒冷影响，服装防风保暖性能要好；为尽量减轻负重，服装还需轻便易携带；等等。

美国Malden Mills公司的Polartec面料是一种针织抓绒（纬编摇粒绒）织物，主要分为Classic、Thermal Pro High Loft、Thermal Pro、Wind Bloc、Aqua Shell等几大系列。Polartec Classic系列针织面料有超轻、轻型、中型和重型结构可选，保暖而不厚重，透气而舒适，快干而不沾雨雪，同时具有耐穿、可机洗、多用途的特点，适用于不同类型的运动领域；Polartec Thermal Pro系列高绒针织面料作为高性能保暖层搭配外层衣物，用于野外运动如登山、滑雪和攀冰岩等负重和空间受限制的不连续运动中，具有极佳的透气性和极短的快干时间，舒适性能显著；Polartec Aqua Shell系列复合面料采用防水透气的DuPont（杜邦）AQUATOR薄膜，面料有 2 层及 3层选择，防水透气功能性强，并富有弹性。

4 结语

随着纤维材料和纺织科学技术的进步，针织运动面料与服装未来的发展除了功能性、舒适性外，还将向复合功能、环保、智能化、成形加工等方向推进，从而为广大喜爱运动休闲的消费者提供更多、更新的产品。

参考文献（略）