运动用吸湿排汗型功能性服装的探讨

叶冬茂，陈宏星

（武汉纺织大学体育课部， 湖北 武汉 430074）

运动用吸湿排汗型功能性服装的探讨

叶冬茂，陈宏星

（武汉纺织大学体育课部， 湖北 武汉 430074）

运动员在高强度的运动中产生的大量汗水和热量会造成身体周围高温高湿的极限状态，不利于竞技水平的发挥。具有吸湿排汗功能的纤维和织物运用在运动服装上，可以使汗水经芯吸、传输、扩散，迅速迁移至织物的表面并散发，让运动员处于相对干爽舒适的环境下进行运动，减少不必要的能量消耗，对提高运动员的竞技水平有积极的作用。本文介绍了运动服装的吸湿排汗机理，分析了影响运动服装吸湿排汗性能的因素，对运动用吸湿排汗型针织产品的设计要素进行了探讨。

运动服装；吸湿排汗；纤维；织物

1 前 言

大多数运动项目都具有耗能大、强度高、流汗多、时间长、技术性复杂等特点，运动员在高强度的运动中会消耗大量能量，身体产生很高的热量散发，同时大量排汗在身体周围造成高温高湿的极限状态，使人体极不舒适，从而影响了运动水平的发挥。因此，研究运动服吸湿排汗的原理、特点以及影响运动服装吸湿排汗性能的因素，对提高运动员的竞技水平有现实的意义。

2 运动服装的吸湿排汗机理

2.1 人体出汗和纤维的排湿过程

人体出汗一般有两种表现：无感出汗和有感出汗。无感出汗是指少量汗液在汗腺孔附近蒸发为水汽，由于出汗量不大，皮肤表面看不到液态的汗液，而是以气态的汗汽形式存在。这些气态水分首先被纤维材料吸收（即吸湿），然后通过纤维内孔洞和纤维间空隙的毛细管传输到织物外表面，再扩散到环境中去。有感出汗是指在高温或运动状态下短时间内大量的出汗，在皮肤表面形成液态汗。由于吸湿排汗纤维一般具有较高的比表面积，其截面一般为特殊的异形状，表面有众多的微孔或沟槽，从而使皮肤表面的液态水分通过纤维内部的孔洞（毛细孔、微孔、沟槽）以及纤维之间的空隙所产生的毛细效应迅速的被纤维吸附，进行扩散和蒸发（即放湿）。因此，纤维的吸湿性和透气性与水分传递性能有密切关系。

2.2 人体与环境之间进行热湿交换的途径

人体在穿着服装后，由于服装的介入，人体与环境之间必然会进行热湿交换，其交换途径可分为对流、传导、辐射和蒸发4种。可用公式描述人体热平衡：S= M-C-R-E-RES，式中S为合适体温时的热交换量；M 为人体代谢产热量；C为对流传热量；R 为辐射传热量；E 为蒸发散热量；RES为呼吸产生的热损失。从上述公式可知，当 S= 0 时， 表示人体维持热湿平衡，即处于舒适状态；而当S＜ 0 或者S＞ 0 时，表示人体与环境的热交换量失衡，人体处于非舒适状态。当人体运动出汗后，吸湿排汗性能良好的服装应尽快将汗液、湿气从皮肤表面吸收到服装内部，再透过服装蒸发到外界，使服装内的湿度保持平衡，达到穿着舒适的目的。

3 影响运动服装吸湿排汗性能的因素

运动用吸湿排汗型服装的性能主要体现在利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象将汗水经芯吸、传输、扩散，迅速迁移至织物的表面并散发，使运动员在干爽舒适的环境下进行运动，防止运动间歇的湿冷感，减少了因湿热对运动员造成无谓的能量消耗，提高其运动的竞技水平。因此，运动用服装的纤维材料、织物结构以及服装的款式与结构等因素都能对吸湿排汗性能产生重要的影响。

3.1 运动用服装的纤维材料对吸湿排汗性能的影响

在运动状态下，运动服装的吸湿排汗性能跟纤维材料的导湿性能有直接关系。众所周知，天然纤维以棉为例，其具有较好的吸湿能力，穿着舒适，但当人体在运动过程中出汗量较大时，棉纤维会因吸湿而膨胀，其透气性下降并粘贴在皮肤上。同时，水分发散速度也较慢，会给人体造成一种湿冷的感觉。而合成纤维以涤纶为例，其吸水性小，透湿和透气性能差，在活动时容易产生闷热感。为了满足运动用服装的功能性需求，利用合成纤维适合改性的特点，运用物理和化学改性的方法，提高涤纶的吸水性和透湿性，制备出具有吸湿排汗功能的纤维材料。

目前，最常见的运动用吸湿排汗型纤维材料有两类，一类为特殊异形截面合成纤维，如美国杜邦公司的“Coolmax”纤维、台湾的“Coolplus”纤维等，其特点是将纤维表面沿长度方向纺成“＋”“T”和“Y”等一定形状的沟槽。另一类为细旦和超细旦合成纤维，如细旦涤纶、细旦丙纶等，其特点是细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成了无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，增强了毛细芯吸效应。这两类纤维材料主要是利用物理方法，使纤维表面形成沟槽，借助沟槽的芯吸导湿性能，迅速吸收皮肤表层湿气及汗水，再由布表的纤维将汗水扩散并快速蒸发掉，从而达到吸湿排汗、调节体温的目的。另外，我们还可以通过化学改性的方法制备吸湿排汗型纤维材料。如聚合物共混或复合纺丝是将含亲水基的聚合物与聚酯切片混纺丝，同时用特殊设计的异形喷丝板生产吸湿排汗纤维；接枝共聚是通过接枝共聚方法，在大分子结构内引人亲水基因，以增加纤维吸湿排汗功能。

3.2 运动用服装的织物结构对吸湿排汗性能的影响

由于吸湿排汗纤维织成的面料具备质轻、导湿，快干、易清洗，免熨烫等优良特性，因此特别适合制作运动服装。目前，运动服装大多以线圈结构的针织面料为主， 其独有的线圈结构也有利于透气、导湿排汗。采用不同的编织方法可纺织出多种织物结构，同时配合使用吸湿排汗型纤维材料就可获得具有快速吸湿、排汗功能的面料。主要的织物结构方式有3种：一是单层结构的纬平针编织；二是双层结构的平针添纱编织；三是三层结构的三线纬平针或集圈添纱编织。

3.3 运动用服装的款式与结构对吸湿排汗性能的影响

对流是提供服装系统控制湿热有效方法之一。运动服装在结构上采用宽松款式，有利于体内汗液和汗汽的通过对流的方式挥发，特别是易出汗的腋下、背、胸等部位，采用通风的设计手法，能使汗、汽快速挥发，让运动员始终保持身体的舒适性。从运动项目特点的角度，服装的设计也应符合运动的要求，以最大限度满足人体运动的需要。换气涉及到人体微气候与大气环境之间空气的相互交换。运动服装在设计时可通过服装的开口部分，如门襟、领口、袖口等加大空气的对流，达到换气的目的。如果服装系统的结构太紧，则不可能产生对流和换气，结果可能是热量和水分的交换率都太低。

4 运动用吸湿排汗型针织产品的设计要素

有研究表明，在锻炼过程中身体释放的能量中不到 25% 用于肌肉发力，而绝大部分能量都转变成了热量和汗水，必须及时从体内排出，以使肌体可以有效运转。一般的运动都具有耗能大、强度大、流汗多、时间长、技术性复杂、肢体运动幅度大等特点。因此，在设计吸湿排汗型运动服时要注意的以下要素：（1）吸湿性。人体运动所产生的水汽必须能从皮肤通过运动服装立即向外界快速传递出去，这是运动服装舒适性的一个重要要素。（2）速干性。在运动较激烈和中途有休息的运动和比赛中，速干性就显得尤为重要。因为服装在大量吸收汗液后，如果不能快速干燥，当运动员中途休息时，冷却的湿衣服会给人体带来粘湿寒冷等不舒适感，严重的甚至会引起感冒等伤病。（3）通透性。即透气性，如果服装的通透性差，人体剧烈运动后，热湿不能快速排出体外，人体会感到非常闷热。（4）散热性。能使运动后产生的湿热气体能快速扩散到环境中，让服装和皮肤直接接触的区域保持一个温度舒适的微气候，即服装面料或服装设计能够起到“空调”的作用。（5）轻便性。比赛时，运动员穿着轻盈的运动服远比穿着一套沉重的运动服更能发挥竞技水平，取得好成绩。（6）柔软性。比赛服装一般属于贴身穿着服装，良好的皮肤触感能带给运动员舒适的感觉。

另外，由于运动项目众多，运动的强度、时间的不同，运动员排汗情况也不一样，因此在制作专项运动服时应该选用含有不同含量的高导湿化学纤维面料。例如，Coolmax使用于各级运动服时，根据运用的不同，在最终产品中Coolmax含量决定了Coolmax织物的用途。Coolmax everyday型一般指较常规的运动类产品，如工作和步行等日常穿着的织物其Coolmax 最少含量为35% 。Coolmax active型指跑步、打高尔夫、练瑜珈术以及其他一般运动时穿着的织物，其Coolmax 的最少含量为50%。Coolmax extreme型指在赛跑、赛车、登山攀岩等高强度运动时穿着的织物，Coolmax的最少含量为85% 。

5 结 论

当前，功能性、舒适、美观成为体育运动服装的流行趋势，为满足运动的需求，运动用品往往最先使用科技含量高的纤维和纺织材料。吸湿排汗纤维和织物在运动服上的使用，可以使运动员在运动中产生的大量的汗水和热量及时扩散或传递到环境中去，使运动员在干爽舒适的环境下进行运动，防止运动间歇的湿冷感，减少了因湿热对运动员造成无谓的能量消耗，对提高运动员的竞技水平有较大的帮助。

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1674-151X（2010）12-145-02

10.3969/j.issn.1674-151x.2010.12.076

投稿日期：2010-10-19

叶冬茂（1970 ～），副教授，硕士。研究方向：运动服装的功能性。