Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料的透氣性與耐久性分析 一、引言 隨著現代紡織技術的不斷進步，功能性紡織品在運動服裝、戶外裝備、日常穿著等領域的需求日益增長。其中，吸濕排汗麵料因其能夠有效調節人體...
Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料的透氣性與耐久性分析
一、引言
隨著現代紡織技術的不斷進步，功能性紡織品在運動服裝、戶外裝備、日常穿著等領域的需求日益增長。其中，吸濕排汗麵料因其能夠有效調節人體微氣候、提升穿著舒適度，成為近年來研究與開發的重點。Sorona®作為一種由杜邦公司研發的生物基聚酯纖維，因其環保特性與優異的物理性能，逐漸被廣泛應用於滌綸混紡麵料中。Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料結合了Sorona纖維的彈性、環保性與傳統滌綸的強度，同時通過特殊結構設計實現良好的吸濕排汗與透氣性能。
本文將圍繞Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料的透氣性與耐久性展開係統分析，結合國內外權威文獻與實驗數據，探討其在實際應用中的性能表現，並通過產品參數對比與結構分析，全麵評估其在功能性紡織品領域的應用潛力。
二、Sorona纖維的基本特性
2.1 Sorona纖維的定義與來源
Sorona®是由美國杜邦公司（DuPont）於2000年代初開發的一種部分生物基聚合物纖維，其主要成分為聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT，Polytrimethylene terephthalate）。與傳統滌綸（PET）不同，Sorona在分子結構中引入了1,3-丙二醇（PDO），其中約37%的原料來源於可再生植物資源（如玉米），顯著降低了對石化資源的依賴，符合可持續發展的理念（DuPont, 2007）。
根據杜邦公司官方資料，每生產1噸Sorona纖維可減少約30%的能源消耗和63%的溫室氣體排放，具有顯著的環境優勢（DuPont, 2015）。
2.2 Sorona纖維的物理化學性能
| 性能參數 | Sorona（PTT） | 傳統滌綸（PET） | 尼龍（PA6） |
|---|---|---|---|
| 熔點（℃） | 228–235 | 250–260 | 215–220 |
| 拉伸強度（cN/dtex） | 4.5–5.2 | 5.0–6.0 | 5.5–6.5 |
| 斷裂伸長率（%） | 30–40 | 20–30 | 25–40 |
| 回彈性（%） | 90–95 | 70–80 | 80–85 |
| 吸濕率（%） | 0.4–0.6 | 0.4 | 4.0 |
| 生物基含量（%） | 37 | 0 | 0 |
表1：Sorona纖維與常見合成纖維性能對比（數據來源：DuPont Technical Bulletin, 2018；Textile Research Journal, 2016）
從表1可見，Sorona纖維在回彈性方麵顯著優於傳統滌綸，接近尼龍水平，同時具備良好的斷裂伸長率，適合用於需要高彈性的織物結構。盡管其吸濕率較低，但通過纖維截麵異形化、表麵改性或與親水性纖維混紡，可有效提升其吸濕排汗性能。
三、Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料的結構設計
3.1 混紡比例與纖維組合
Sorona滌綸混紡吸濕排汗麵料通常采用Sorona纖維與改性滌綸（如陽離子可染滌綸、超細旦滌綸）或其他功能性纖維（如Coolmax、Tactel、棉、莫代爾）進行混紡。常見的混紡比例包括：
| 混紡組合 | 典型比例 | 主要功能目標 |
|---|---|---|
| Sorona + 改性滌綸（異形截麵） | 50:50 或 60:40 | 提升吸濕導濕與彈性 |
| Sorona + Coolmax | 40:60 | 增強排汗與快幹性能 |
| Sorona + 莫代爾 | 30:70 | 提高親膚性與吸濕性 |
| Sorona + 棉 | 20:80 | 平衡舒適性與耐用性 |
表2：常見Sorona混紡組合及其功能目標（數據來源：中國紡織工程學會，2020；AATCC Review, 2019）
其中，Sorona與異形截麵滌綸（如十字形、Y形）混紡時，可形成毛細管效應，促進水分從內層向外層遷移，實現“芯吸效應”（wicking effect），從而達到吸濕排汗的目的。
3.2 織物結構設計
織物結構對透氣性與排汗性能有顯著影響。Sorona混紡麵料常采用以下結構：
- 雙層結構：內層采用親水性纖維快速吸收汗液，外層采用疏水性纖維促進蒸發。
- 網眼結構（Mesh Structure）：通過提花或針織形成透氣孔洞，增強空氣流通。
- 三維立體結構：利用Sorona的高回彈性構建蓬鬆空間，提升隔熱與透氣性能。
研究表明，采用雙層網眼結構的Sorona/滌綸混紡麵料，其透氣率可達120 mm/s以上，顯著高於普通滌綸織物的60–80 mm/s（Zhang et al., 2021，《紡織學報》）。
四、透氣性分析
4.1 透氣性的定義與測試方法
透氣性（Air Permeability）是指單位時間內通過單位麵積織物的空氣量，通常以mm/s或cm³/(cm²·s)表示。國際通用測試標準包括：
- ASTM D737：紡織品透氣性標準測試方法（美國材料與試驗協會）
- ISO 9237：紡織品—織物透氣性測定（國際標準化組織）
- GB/T 5453-1997：紡織品 織物透氣性的測定（中國國家標準）
4.2 Sorona混紡麵料的透氣性能數據
以下為某實驗室對不同混紡比例Sorona麵料的透氣性測試結果：
| 樣品編號 | 混紡比例（Sorona:滌綸） | 織物結構 | 克重（g/m²） | 厚度（mm） | 透氣率（mm/s） |
|---|---|---|---|---|---|
| S1 | 30:70 | 平紋 | 140 | 0.52 | 78 |
| S2 | 50:50 | 雙層網眼 | 165 | 0.78 | 135 |
| S3 | 60:40 | 三維立體針織 | 180 | 0.95 | 112 |
| S4 | 40:60（Coolmax混紡） | 提花網眼 | 155 | 0.70 | 148 |
| 對照組 | 100%滌綸（普通） | 平紋 | 135 | 0.48 | 65 |
表3：Sorona混紡麵料透氣性能測試數據（測試條件：20 Pa壓差，20℃，65% RH；數據來源：東華大學紡織材料實驗室，2022）
從表3可見，Sorona混紡麵料的透氣率普遍高於普通滌綸麵料，尤其在采用雙層網眼或提花結構時，透氣率提升顯著。S4樣品因引入Coolmax纖維並采用網眼結構，透氣率高達148 mm/s，表現出優異的空氣流通性能。
4.3 影響透氣性的關鍵因素
- 纖維截麵形狀：異形截麵纖維（如十字形）可增加纖維間空隙，提升透氣性。
- 織物密度：低密度織物通常具有更高的透氣率，但可能犧牲強度。
- 後整理工藝：拒水整理可能堵塞孔隙，降低透氣性；而等離子處理可改善表麵潤濕性，間接提升透氣效率。
- 混紡比例：適量增加Sorona比例可提升織物蓬鬆度，但過高比例可能導致結構鬆散，影響整體性能。
五、耐久性分析
5.1 耐久性的定義與評價指標
耐久性（Durability）指織物在多次使用、洗滌、摩擦等條件下保持其物理性能和外觀的能力。主要評價指標包括：
- 耐磨性（Abrasion Resistance）：依據ASTM D3884或GB/T 21196測試
- 抗起球性（Pilling Resistance）：依據ISO 12945或GB/T 4802.1
- 色牢度（Color Fastness）：包括耐洗、耐摩擦、耐光等
- 尺寸穩定性（Dimensional Stability）：洗滌後尺寸變化率
5.2 Sorona混紡麵料的耐久性能測試
以下為某第三方檢測機構（SGS）對Sorona混紡麵料進行的耐久性測試結果：
| 測試項目 | 測試標準 | 測試結果 | 評級/數值 |
|---|---|---|---|
| 耐磨性（馬丁代爾） | ISO 12947-2 | 20,000次循環後無破洞 | 4級 |
| 抗起球性 | ISO 12945-1 | 洗滌5次後起球等級3.5–4級 | 3.5級 |
| 耐洗色牢度 | ISO 105-C06 | 變色4–5級，沾色4級 | 4–5級 |
| 耐摩擦色牢度（幹） | ISO 105-X12 | 4級 | 4級 |
| 耐摩擦色牢度（濕） | ISO 105-X12 | 3–4級 | 3–4級 |
| 洗滌後尺寸變化率 | ISO 6330 | 經向-2.1%，緯向-1.8% | 合格 |
| 洗滌50次後強力保持率 | GB/T 3923.1 | 經向85%，緯向82% | >80% |
表4：Sorona混紡麵料耐久性測試結果（樣品：Sorona 50%/滌綸 50%，雙層針織結構；測試機構：SGS China，2023）
結果顯示，Sorona混紡麵料在耐磨性、色牢度和尺寸穩定性方麵表現良好，尤其在經曆50次標準洗滌後，強力保持率仍高於80%，符合運動服裝的耐久性要求。
5.3 耐久性影響因素分析
- Sorona的分子結構穩定性：PTT分子鏈中的亞甲基單元（–CH₂–）數量較多，賦予其良好的柔韌性和抗疲勞性能，有助於提升織物的耐彎折與耐磨性（Chen et al., 2017，《Polymer Degradation and Stability》）。
- 混紡協同效應：滌綸的高強度與Sorona的高彈性形成互補，減少纖維斷裂風險。
- 後整理技術：采用耐久性親水整理劑（如聚醚改性矽油）可延長吸濕排汗功能的壽命，避免因洗滌導致功能失效。
- 洗滌方式：頻繁高溫洗滌或使用強堿性洗滌劑會加速Sorona分子鏈的水解，建議使用中性洗滌劑並控製水溫在30–40℃（Wang et al., 2020，《Journal of Cleaner Production》）。
六、國內外研究進展與應用案例
6.1 國內研究現狀
中國在Sorona混紡麵料的研究方麵起步較晚，但近年來發展迅速。東華大學、浙江理工大學等高校在Sorona纖維的改性、混紡工藝優化及功能整理方麵取得多項成果。例如，東華大學張華教授團隊通過等離子體處理Sorona纖維表麵，使其接觸角從98°降至45°，顯著提升親水性，進而改善吸濕排汗性能（Zhang et al., 2021）。
此外，國內企業如浙江台華新材料股份有限公司已實現Sorona混紡麵料的規模化生產，並廣泛應用於安踏、李寧等國產品牌的運動係列中。
6.2 國外研究進展
美國杜邦公司持續推動Sorona在高性能紡織品中的應用。2022年，杜邦與Patagonia合作推出采用Sorona混紡的登山服，宣稱其碳足跡比傳統滌綸產品降低40%（DuPont Sustainability Report, 2022）。
韓國纖維研究所（KITECH）研究發現，Sorona與納米銀纖維混紡可同時實現抗菌與吸濕排汗功能，其抗菌率在洗滌50次後仍保持99%以上（Lee et al., 2020，《Fibers and Polymers》）。
6.3 典型應用案例
| 品牌 | 產品類型 | Sorona含量 | 主要功能 |
|---|---|---|---|
| Patagonia | 運動T恤 | 45% | 吸濕排汗、環保、快幹 |
| Nike | 訓練短褲 | 30% | 彈性支撐、透氣、抗起球 |
| Uniqlo | AIRism係列 | 20–35% | 輕盈、速幹、親膚 |
| The North Face | 戶外抓絨衣 | 50% | 保暖、透氣、可再生材料 |
表5：國際品牌Sorona混紡午夜精品福利在线案例（資料來源：各品牌官網、年報，2023）
七、環境與可持續性考量
Sorona纖維的生物基特性使其在可持續紡織領域具有顯著優勢。據生命周期評估（LCA）研究，Sorona纖維的全球變暖潛勢（GWP）為5.8 kg CO₂-eq/kg，遠低於傳統滌綸的9.5 kg CO₂-eq/kg（ISO 14040標準，Huang et al., 2019，《Resources, Conservation & Recycling》）。
此外，Sorona可回收再利用，且在特定條件下可生物降解，符合歐盟生態標簽（EU Ecolabel）要求。
參考文獻
- DuPont. (2007). Sorona® Polymer: A Sustainable Solution for Textiles. DuPont Technical Bulletin.
- DuPont. (2015). Sustainability Update: Sorona® Renewably Sourced Polymer. DuPont Corporate Report.
- Zhang, L., Wang, X., & Li, Y. (2021). "Enhancement of moisture management properties of Sorona/cotton blended knitted fabrics by plasma treatment." Textile Research Journal, 91(15-16), 1789–1801.
- Chen, J., Liu, H., & Zhao, G. (2017). "Thermal and mechanical degradation behavior of PTT fibers." Polymer Degradation and Stability, 146, 234–241.
- Wang, R., Sun, Q., & Zhou, M. (2020). "Impact of washing conditions on the durability of moisture-wicking textiles." Journal of Cleaner Production, 268, 122145.
- Lee, S., Kim, J., & Park, H. (2020). "Antibacterial and moisture-wicking properties of Sorona/silver nanocomposite fibers." Fibers and Polymers, 21(8), 1765–1772.
- Huang, Y., Zhang, C., & Liu, W. (2019). "Life cycle assessment of bio-based polyester fibers in China." Resources, Conservation & Recycling, 148, 1–10.
- 中國紡織工程學會. (2020). 《功能性紡織品開發與應用》. 北京: 中國紡織出版社.
- AATCC Review. (2019). "Moisture Management in Performance Apparel." AATCC Review, 19(4), 22–28.
- SGS China. (2023). Test Report: Durability Assessment of Sorona Blended Fabric. Report No. SH2304567.
- ISO 9237:1995. Textiles — Determination of fabric permeability to air.
- GB/T 5453-1997. 《紡織品 織物透氣性的測定》.
- DuPont Sustainability Report. (2022). Innovating for a Better Tomorrow.
- ASTM D737-18. Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics.
- ISO 12947-2:2016. Textiles — Determination of abrasion resistance — Part 2: Martindale method.
（全文約3,800字）
