吸濕排汗滌綸織物在高強度運動服裝中的應用技術 1. 引言 隨著全球體育產業的蓬勃發展和全民健身意識的增強，運動服裝的性能需求日益提高。特別是在高強度運動場景中，如馬拉鬆、登山、鐵人三項、籃球、...
吸濕排汗滌綸織物在高強度運動服裝中的應用技術
1. 引言
隨著全球體育產業的蓬勃發展和全民健身意識的增強，運動服裝的性能需求日益提高。特別是在高強度運動場景中，如馬拉鬆、登山、鐵人三項、籃球、足球等，人體在劇烈運動過程中會產生大量汗液，若服裝無法及時將濕氣排出，將導致體感悶熱、黏膩，甚至引發皮膚不適或體溫調節失衡。因此，具備良好吸濕排汗功能的運動服裝成為研發重點。
滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET）作為合成纖維中產量大、應用廣的材料之一，因其高強度、耐磨、易染色和低成本等優勢，廣泛應用於運動服裝領域。然而，傳統滌綸纖維本身疏水性強，吸濕性差，難以滿足高強度運動中的排汗需求。為此，通過物理改性、化學改性或結構設計等手段開發出具有吸濕排汗功能的滌綸織物，已成為功能性紡織品研究的熱點。
本文係統探討吸濕排汗滌綸織物的結構原理、製備技術、性能參數及其在高強度運動服裝中的具體應用，並結合國內外權威文獻與實際產品案例，深入分析其技術優勢與發展趨勢。
2. 吸濕排汗滌綸織物的基本原理
2.1 吸濕排汗機製
吸濕排汗功能的核心在於通過材料結構或表麵化學改性，實現對汗液的快速吸收、傳導與蒸發，從而保持皮膚幹爽。其作用機製主要包括以下幾個方麵：
- 毛細效應（Capillary Action）：通過纖維截麵異形化（如Y形、十字形、W形）或織物組織結構優化，形成微細導濕通道，利用毛細作用將汗液從內層向織物外層輸送。
- 親水改性（Hydrophilic Modification）：在滌綸分子鏈中引入親水基團（如聚醚、磺酸基等），提升纖維對水分子的吸附能力。
- 雙層結構設計：采用內外層不同功能的複合結構，內層親水吸濕，外層疏水快幹，形成“單向導濕”效應。
根據中國紡織工業聯合會發布的《功能性紡織品技術規範》（FZ/T 01095-2020），吸濕排汗織物需滿足吸水率≥100%、滴水擴散時間≤3秒、蒸發速率≥0.25g/h等指標。
2.2 滌綸的改性方法
| 改性方法 | 技術原理 | 代表技術 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|---|---|
| 物理改性 | 異形截麵紡絲、複合紡絲 | 三葉形、十字形截麵 | 提高比表麵積，增強毛細效應 | 工藝複雜，成本較高 |
| 化學改性 | 共聚改性、接枝改性 | 聚醚酯共聚（如Coolmax®） | 引入親水基團，提升吸濕性 | 可能影響纖維強度 |
| 表麵處理 | 等離子體處理、塗層處理 | 親水塗層（如SiO₂溶膠） | 工藝簡單，成本低 | 耐久性較差 |
| 複合結構 | 雙組分紡絲、多層織造 | PET/PA複合纖維 | 實現單向導濕 | 需要精密設備 |
資料來源：Zhang et al., Textile Research Journal, 2021; 中國紡織信息中心, 2022
3. 吸濕排汗滌綸織物的關鍵性能參數
為評估吸濕排汗滌綸織物在高強度運動中的適用性，需對其物理性能、熱濕舒適性及耐久性進行係統測試。以下為典型產品參數對比：
表1：常見吸濕排汗滌綸織物性能對比
| 產品名稱 | 纖維類型 | 克重（g/m²） | 吸水率（%） | 滴水擴散時間（s） | 蒸發速率（g/h） | 透氣率（mm/s） | 拉伸強度（N/5cm） | 生產商 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coolmax® EcoMade | 改性聚酯（含20%再生PET） | 140 | 180 | 1.2 | 0.38 | 120 | 320 | Invista（美國） |
| TACTEL® HyCool | 尼龍/滌綸複合纖維 | 135 | 165 | 1.5 | 0.35 | 110 | 300 | Invista |
| 東麗Hydroseal® | 異形截麵滌綸 | 150 | 200 | 1.0 | 0.40 | 130 | 340 | 東麗（日本） |
| 恒力吸濕排汗滌綸 | 三葉形截麵+親水塗層 | 145 | 175 | 1.8 | 0.32 | 105 | 310 | 恒力集團（中國） |
| 華峰超細旦吸濕排汗纖維 | 超細旦+異形截麵 | 130 | 190 | 1.3 | 0.36 | 118 | 295 | 華峰集團（中國） |
數據來源：Invista官網技術白皮書（2023）；東麗株式會社產品手冊（2022）；《中國化纖》2023年第4期；恒力集團測試報告（2023）
表2：國際主流吸濕排汗纖維技術對比
| 技術品牌 | 所屬企業 | 國家 | 核心技術 | 是否含再生材料 | 環保認證 |
|---|---|---|---|---|---|
| Coolmax® | Invista | 美國 | 四溝槽異形截麵 | 是（EcoMade係列） | bluesign®, Oeko-Tex® |
| TACTEL® HyCool | Invista | 美國 | 微孔結構+親水處理 | 否 | Oeko-Tex® Standard 100 |
| Hygroscopic Polyester | Toray | 日本 | 聚醚共聚改性 | 否 | ISO 14001 |
| 37.5® Technology | Cocona Inc. | 美國 | 活性碳顆粒嵌入 | 是（椰殼碳） | bluesign® |
| Dryarn® | Aquafil | 意大利 | 超細聚丙烯纖維 | 否 | EU Ecolabel |
資料來源：Textile Exchange Report 2022；Sustainable Apparel Coalition（2023）
4. 在高強度運動服裝中的具體應用
4.1 跑步服裝
高強度跑步過程中，人體每小時可出汗0.8–1.5升，對服裝的導濕性能要求極高。吸濕排汗滌綸織物通過快速將汗液從皮膚表麵轉移至外層蒸發，顯著降低體感溫度。
應用實例：
- Nike Dri-FIT係列采用Coolmax®改性滌綸，結合網眼結構設計，使背部透氣區蒸發速率提升40%（Nike Innovation Report, 2022）。
- 李寧“雲感”跑步T恤使用東麗Hydroseal®纖維，實測在30℃、60%濕度環境下，皮膚濕度比普通滌綸降低28%（《紡織學報》，2023）。
4.2 籃球與足球運動服
球類運動具有高強度間歇性特點，運動員頻繁變速、跳躍，產熱量大。吸濕排汗織物需兼具高彈性、耐磨性與快幹性。
技術方案：
- 采用滌綸/氨綸（90/10）混紡針織結構，克重控製在140–160 g/m²。
- 內層為親水改性滌綸，外層為疏水滌綸，形成“單向導濕”結構。
- 在腋下、背部等易出汗區域增加蜂窩狀透氣網布。
性能測試數據（來源：國家體育總局體育科學研究所，2022）：
- 濕阻（Ret）：0.18 m²·Pa/W（低於普通滌綸的0.25）
- 熱阻（Rct）：0.035 m²·K/W
- 洗滌50次後吸水率下降<10%，表明耐久性良好。
4.3 登山與戶外運動服裝
在高海拔或低溫環境中，吸濕排汗功能不僅關乎舒適性，更涉及體溫調節安全。若汗液滯留，蒸發時會帶走大量熱量，導致失溫。
解決方案：
- 采用多層複合結構：內層為吸濕排汗滌綸，中層為保暖抓絨，外層為防風防水膜（如ePTFE）。
- 使用37.5®技術纖維，其內置的活性礦物質可吸收濕氣並轉化為遠紅外線，提升體表微環境溫度（Cocona Inc., 2021）。
實測效果（《中國紡織》2023年第6期）：
- 在-5℃環境中，穿著37.5®滌綸內衣的誌願者體表溫度比對照組高1.2℃。
- 濕氣傳輸效率提升35%，幹燥時間縮短40%。
5. 國內外研究進展與技術創新
5.1 國內研究動態
中國在吸濕排汗滌綸領域的研究近年來發展迅速。東華大學、浙江理工大學、天津工業大學等高校在纖維改性與織物結構設計方麵取得多項突破。
- 東華大學開發出“海島型”複合纖維，通過溶解“海”相形成超細纖維網絡，顯著提升比表麵積與導濕速率（Zhang et al., Journal of Textile Research, 2022）。
- 恒力集團與中科院合作，采用等離子體接枝聚乙二醇（PEG）技術，使滌綸纖維吸水率提升至200%以上，且耐洗性達100次（《高分子材料科學與工程》，2023）。
5.2 國際前沿技術
- 美國Invista公司推出Coolmax® EcoMade，使用20%再生PET原料，每噸纖維減少碳排放1.5噸，獲bluesign®認證（Invista Sustainability Report, 2023）。
- 日本東麗開發出“納米多孔滌綸”，通過相分離技術在纖維內部形成納米級孔道，導濕速率比傳統產品提高50%（Toray Technical Review, 2022）。
- 德國Adidas與Parley for the Oceans合作，使用海洋回收塑料製成吸濕排汗運動服，2023年全球銷量超3000萬件（Adidas Annual Report, 2023）。
6. 生產工藝與質量控製
6.1 主要生產工藝流程
- 原料準備：使用PET切片+改性劑（如聚醚二醇）
- 共聚反應：在酯交換或直接酯化階段引入親水組分
- 紡絲：采用異形噴絲板（如四溝槽）進行熔融紡絲
- 牽伸與熱定型：控製結晶度與取向度，提升強度
- 織造：針織為主（平紋、網眼、羅紋）
- 後整理：親水柔軟整理、防紫外線處理、抗菌處理
6.2 質量檢測標準
| 檢測項目 | 測試標準 | 方法簡述 |
|---|---|---|
| 吸水率 | AATCC 79-2019 | 浸水30分鍾後稱重計算 |
| 滴水擴散時間 | AATCC 197-2013 | 滴水後記錄完全擴散時間 |
| 蒸發速率 | ISO 11092:2014 | 使用 sweating guarded-hotplate 測定 |
| 透氣性 | ASTM D737-20 | 測定單位時間通過織物的空氣量 |
| 耐洗性 | GB/T 8629-2001 | 洗滌50次後複測性能 |
資料來源：中國國家標準GB/T 30127-2013《紡織品 吸濕速幹性的評定》；AATCC Test Method 195-2020
7. 環保與可持續發展
隨著全球對可持續發展的重視，吸濕排汗滌綸的環保屬性日益受到關注。
- 再生滌綸應用：使用rPET（再生聚酯）作為原料，減少石油消耗與碳排放。據Textile Exchange統計，2023年全球rPET在運動服裝中的使用比例已達28%。
- 無氟防水整理：傳統防水劑含PFAS（全氟化合物），近年開發出無氟疏水整理劑（如Arkema的Kynar® PVDF），降低環境毒性。
- 生物基滌綸：如杜邦的Sorona®，使用37%玉米來源的PDO，碳足跡比傳統滌綸減少30%（DuPont Sustainability Report, 2022）。
8. 市場前景與挑戰
8.1 市場規模
根據Grand View Research（2023）報告，2022年全球功能性運動服裝市場規模達1860億美元，預計2030年將突破3200億美元，年複合增長率（CAGR）為7.2%。其中，吸濕排汗產品占比超過60%。
8.2 麵臨挑戰
- 成本問題：改性滌綸價格比普通滌綸高30–50%，限製在中低端市場的推廣。
- 性能耐久性：部分親水塗層在多次洗滌後失效，需開發更穩定的共聚技術。
- 標準不統一：各國對“吸濕排汗”定義不同，缺乏全球統一測試方法。
參考文獻
- Invista. (2023). Coolmax® Fiber Technical Guide. http://www.invista.com
- Toray Industries, Inc. (2022). Hydroseal® Product Brochure. Tokyo: Toray R&D Center.
- Zhang, Y., Wang, X., & Li, J. (2021). "Moisture management properties of modified polyester fabrics for sportswear." Textile Research Journal, 91(15-16), 1789–1801.
- 中國紡織工業聯合會. (2020). FZ/T 01095-2020《紡織品 吸濕速幹性的評定》. 北京: 中國標準出版社.
- National Institute of Sports Science, China. (2022). Performance Testing Report on High-Intensity Sportswear. Beijing: NISS.
- Cocona Inc. (2021). 37.5® Technology: How It Works. Fort Collins, CO.
- Adidas AG. (2023). Annual Sustainability Report 2022. Herzogenaurach: Adidas Group.
- DuPont. (2022). Sorona® Sustainability Overview. Wilmington, DE.
- Textile Exchange. (2022). Preferred Fiber and Materials Market Report. Lubbock, TX.
- 東華大學材料科學與工程學院. (2022). “海島型複合纖維的製備與性能研究.” 《紡織學報》, 43(5), 88–94.
- 恒力集團. (2023). 吸濕排汗滌綸纖維測試報告. 蘇州: 恒力研究院.
- GB/T 30127-2013. 《紡織品 吸濕速幹性的評定》. 北京: 中國標準出版社.
- AATCC. (2019). Test Method 79: Absorbency of Textiles. Research Triangle Park, NC.
- ISO 11092:2014. Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test). Geneva: ISO.
- 《中國化纖》編輯部. (2023). “國產吸濕排汗滌綸技術進展.” 《中國化纖》, (4), 12–18.
（全文約3,680字）
