全球紡織品及成衣貿易與生產趨勢(二)非亞篇

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1 吸濕排汗布料 : 穿著者舒適之關鍵 2015 年 1 月 紡拓會編譯

2 吸濕排汗布料 : 穿著者舒適之關鍵 目 錄 頁次 摘要... 1 引言... 1 吸濕排汗在布料及成衣中之作用... 2 布料中之水分傳輸... 5 吸濕排汗纖維... 8 吸濕排汗成衣之設計 評估吸濕排汗布料之測試方法 吸濕排汗布料之應用 吸濕排汗纖維 布料及成衣之創新發展 展望... 33

3 摘要 吸濕排汗是將汗水型態的水分從肌膚傳送到成衣外表面並讓其蒸發之過程 因此, 吸濕排汗是體能活動期間可最大化穿著者舒適度的一個重要因素 具有吸濕排汗特性之成衣通常是以聚酯或聚醯胺織物製作而成的, 而它們的設計原理是這樣的 : 它們的內表面吸收水分而它們的外表面透過蒸發之方式迅速擴散水分而可讓肌膚保持乾爽 起初, 這種成衣是專門為了經常從事劇烈體能活動之個人而設計的, 如極限運動員 消防員和軍人 但是, 鑒於吸濕排汗成衣所提供的舒適度, 它們已越來越廣泛地被利用於技術性不高的成衣應用上, 如休閒服和睡衣 功能性成衣市場的基準是由杜邦公司在 1986 年推出吸濕布料 (wicking fabric)coolmax 時所建立的 自那時起, 吸濕排汗布料技術即有顯著的發展, 因此, 在過去五年中出現在市面上的吸濕排汗布料已經遠較 CoolMax 世代複雜多了 這種布料能更有效地處理水分, 而且能與穿著者的身體產生緊密而和諧的效果, 進而有助於更快地達到生理上的舒適性 吸濕排汗技術領域中最令人振奮的發展之一是, 它已引進了可同時提供清涼感和輸送水分的布料 這種布料非常受歡迎, 尤其是在諸如職業足球運動員之傑出運動員間 近年來, 許多研究都集中於提高吸濕排汗布料的功能, 而許多市面上的布料也具有諸如紫外線 (ultraviolet, UV) 防護 抗菌和防污之特性 在未來的時代裡, 吸濕排汗技術發展的腳步可能會更快速, 因為織物和成衣製造商都在競相進一步提升他們產品的舒適特性 引言 吸濕排汗是在體能活動期間可優化舒適性和最大化績效的關鍵因素 因此, 它在運動和戶外活動成衣的設計中具有舉足輕重的地位 在織物或成衣中, 吸濕排汗是將水分從肌膚移開並透過織物或成衣輸送到其外表面的過程 水分可從該外表面蒸發, 並同時讓肌膚和織物保持乾爽 1

4 圖 1: 衣物之吸濕排汗 織物 濕氣蒸發 肌膚 資料來源 : 在布料中, 其吸濕排汗包括三個主要步驟 : 從皮膚上吸收汗水型態的水分 ; 將織物內表面的水分輸送到其外表面 ; 和 將該水分擴散到廣大的表面, 以利其透過蒸發而被釋放到周圍的空氣中 以這種方式, 吸濕排汗技術有助於減少水分積聚在皮膚上並協助人體自身的自然冷卻系統, 其目的是將過熱的危險減到最小, 並防止生理不適 由於吸濕排汗直接關係到生理的舒適性, 這對運動員而言已成為日益重要的一個因素, 因此, 運動和戶外活動成衣之生產商聲稱, 他們的成衣具有吸濕排汗之性能, 並在推銷他們的產品時, 利用這些噱頭作為獨特的賣點 由於這樣作, 他們就可以賣出更高的價格 然而, 吸濕排汗不再只侷限於如運動服和工作服之商機利基上的應用, 而是已逐漸成為平日穿著之成衣的一個標準功能性特色 根據一些科學家表示, 具吸濕排汗功能性之成衣由於全球性的氣候變化, 尤其是氣候暖化的結果, 將普遍受到主流消費者的歡迎 具吸濕排汗功能性之成衣的普及也將因休閒和戶外活動越來越受歡迎, 以及對高功能性成衣的買受能力越來越高而被推波助瀾 吸濕排汗在布料及成衣中之作用 吸濕排汗顯現以下之主要功能 : 體溫調節 ; 控制積聚在成衣內之汗水的重量 ; 減少皮膚在變得潮濕時產生水泡和發炎 ; 和 降低微生物的繁殖 2

5 體溫調節 在運動和戶外活動時, 成衣在 體溫調節 (thermoregulation) ---- 被定義為維持體溫在一定的水準而可最大限度地提高生理舒適度和運動成效之過程 ---- 上發揮了關鍵的作用 人體無論在環境溫度和個人活動量變化下都能力圖維持核心體溫 (core body temperature) 於 37 (98.6 F) 1 1 核心體溫在一天中的變化約為 1 (1.8 F) 當個人從事體能活動時, 因肌肉收縮所產生之熱能而導致體溫升高了 其活動越劇烈體溫就升得越高 人體會試圖透過以下機制來散發過多的熱量, 以維持它的核心體溫 : 傳導 ; 對流 ; 輻射 ; 和 蒸發 在人體內散發熱量的方法受到環境因素如環境週圍溫度 相對濕度和風速的影響 在燥熱和潮濕的環境中, 散熱的主要機制是蒸發, 或稱為濕熱轉移 (wet heat transfer) 而在較冷的環境中, 其它三種機制 ---- 統稱為乾熱轉移 (dry heat transfer)---- 是比較重要的 當人體溫度上升到高於 37 時, 血液循環會增加以企圖釋放多餘的熱量, 而這將激發汗腺分泌汗水到皮膚表面 接著會發生如下情況 : 分泌出來的汗水從活動中的肌肉吸收了熱量 ; 和 從肌肉吸收的熱量產生了汗水並蒸發 如上這些過程會讓身體降溫而重新調整了身體的溫度 在正常情況下, 每天透過皮膚排汗而流失的水分大約有半公升 在運動過程中, 僅在一個小時內最多即可能流失 1~2.5 公升的水分 2 2 當在高溫 高濕環境下運動時, 一個小時內可能流失超過 2.5 公升的水分 重要的是, 如果汗水可蒸發, 在炎熱環境中汗水會讓身體降溫 如果相對濕度低, 汗水會蒸發得很快 相反的, 如果相對濕度高時, 蒸發降溫將受到阻礙, 而這可能對身體造成嚴重的壓力 為了幫助身體在運動時保持舒適的溫度, 衣服應當具有將皮膚上汗水之蒸氣和水分傳送到衣服外表面以利蒸發的能力 3

6 吸濕排汗在熱和冷的環境中都很重要 在高溫環境中的水分傳輸過程有助於保持身體涼快而乾爽 在寒冷環境中的同樣過程則有助於保持身體的溫暖和乾爽 有效的吸濕排汗在溫度極端熱或冷之下作戶外運動時尤為重要 在高溫環境中, 運動時吸附在皮膚上的汗水將導致體溫升高 這可能會造成疲勞和脫水, 更遑論會降低運動成效 它也可能會引發痙攣 昏厥 噁心 ---- 甚至在極端之情況下會死亡 ---- 的中暑 (heat stress) 在寒冷環境中, 運動時吸附在皮膚上之汗水的溫度會下降 這將導致不舒適和濕黏並終將引起寒顫 潮濕的身體降溫之速度會較乾爽的身體快 25 倍, 因為液體比空氣更易於傳導熱量 如果皮膚在寒冷的環境中保持潮濕的話, 身體的溫度可能降低到足以導致失溫 (hypothermia), 而它是會致命的 在寒冷的環境中作戶外活動時保持身體舒適之關鍵是要採用多層次的穿衣方法 這包含穿著了兩層或更多層的成衣, 而可讓穿著者為了適應不斷變化的體溫條件而添加或移除衣物 在一般情況下, 該多層次系統包括三個部分 : 一個基底層, 貼身穿著在皮膚上並直接從皮膚吸走水分 ; 一個中間層, 它將身體隔絕 ; 和 一個外層, 它保護穿著者免受外在因素之影響 然而, 這種方法只在三個層次全都使用了可傳輸水分之織物的情況下才能被認為是有效的 基底層基底層 ---- 貼身穿著在皮膚上的衣物 ---- 應當能夠從皮膚上吸走水分, 並透過一種有效的傳輸機制將水分移除 為了獲得最佳的芯吸效應 (wicking effect), 基底層應緊密地貼身穿著 大多數寬鬆的成衣不會有效地傳輸水分 基底層也必須提供一定程度的保溫效果 然而, 保溫的類型和程度將依環境之溫度以及活動量水準而定, 無論其活動是輕鬆省力的或者是劇烈費勁的 基底層織物利用於各種衣物項目中, 包括胸罩 內褲 短褲 襪子 上衣和褲子 一般來說, 為適用於各種室外溫度或活動量水準而設計出三種基底層織物的重量等級 : 極薄的 (lightweight) 中量的(midweight) 和厚重的 (expedition weight) 中間層中間層 ---- 穿在基底層外面的衣服 ---- 將空氣留置在身體近處, 因而有利於保留熱量 4

7 中間層應該是 : 極薄的 ; 和 透氣的 外層外層的必要條件應當是 : 透氣的 ; 堅韌的 ; 防水性 ; 和 防風性 控制衣服不因出汗而增加重量 有效之吸濕排汗的重要性, 不僅在於運動過程中維持了適當的體溫, 而且在於身體出汗時防止衣物增加重量 以纖維素類纖維製作的成衣 ---- 例如未改質棉花或嫘縈 ---- 在乾燥情況時緊貼皮膚的觸感是舒適的, 但它們不適於吸濕排汗, 因為它們在潮濕時會吸收和存留水分而變得沉重和不舒適 例如, 在劇烈的運動中, 所穿著之纖維素類纖維製作的 T 恤會濕透而增加了穿著者之負擔, 並且會降低他們的運動成效 同樣的, 以羊毛纖維製作的成衣也會吸收大量的水分, 因此在潮濕時也會變重 此外, 以羊毛或棉纖維製成的織物乾燥得很緩慢 織物乾燥得越慢, 它在長時間使用下可吸收的水分越少 這意味著, 水分有可能殘留在皮膚上 減少皮膚損傷 吸濕排汗也發揮了減少水泡和皮膚發炎的作用 當皮膚某些區域因排汗或暴露於自然環境而變得潮濕並與其它接觸面不斷摩擦時, 可能導致皮膚起水泡和發炎 降低微生物的繁殖 如細菌之微生物生存在溫暖 潮濕的環境中, 它與存在於人體皮膚和成衣中的環境類似 因此, 透過設計具有良好吸濕排汗和快乾特性的成衣, 這些微生物的繁殖可被減少至最少 布料中之水分傳輸 利用芯吸 (wicking) 或毛細作用 (capillary action)---- 這可被定義為液體在狹窄的空間流動的能力, 而且不借助如重力之外力, 並可與其抗衡 ---- 可在布料中傳輸水分 芯吸作用可以與蠟燭之燭芯吸收了臘再透過毛細作用而使蠟燭燃燒的方式進行比較 毛細作用可在人體內觀察到 如微血管 (capillaries)---- 在人體中的最小血管 ---- 幫助血液和營養物質從動脈內部傳輸到外圍的細胞組織 5

8 毛細作用也可在海綿或多孔紙 (porous paper) 中觀察到 在這些結構中, 其細小孔隙之作用的方式和微血管中的細管一樣 毛細作用是由毛細管的兩個基本特性來決定的 : 它的直徑 ; 和 它內面的表面能量 (surface energy) 3 3 表面能量 (surface energy), 或表面潤濕能力 (surface wetting capability), 是表面可吸收水分的能力 毛細管的直徑越小或其內面的表面能量越大, 液體向毛細管運送的作用就越大 在織物結構中, 由纖維組成之結構間的空隙有效地形成毛細管 因此, 相鄰纖維間之空間較小的紡織品往往比空間較大的紡織品從來源吸除水分的效果更好 以超細纖維製成之織物的毛細管特別狹窄, 而且數量極多, 因為超細纖維緊密地結合在一起 由於毛細作用的結果, 織物中的水分從水分較多的區域轉移到水分較少的區域 然而, 當織物的各個區域都同樣潮濕而液體無處可轉移時毛細作用即停止了 織物結構的表面能量大多取決於裸露之纖維表面的化學結構 如果液體分子對纖維表面比對彼此之間具有更強的吸引力的話, 纖維表面即能夠吸收液體 反之, 如果液體分子彼此之間吸引力更強的話, 液體則不會被吸收, 而是在外表面形成小水珠 親水性纖維 (hydrophilic fibres) 具有高表面能量 因此, 它們比疏水性纖維 (hydrophobic fibres) 更容易吸收水分 而相反的, 疏水性纖維則具有低表面能量和防水特性 影響水分傳輸之因素 在織物中有一些影響水分傳輸之因素 最重要的因素為 : 織物的重量或厚度 ; 製造織物之纖維的細度和種類 ; 織物結構的類型 ; 特殊的加工處理 ; 和 成衣設計 重量或厚度織物重量對水分處理具有關鍵的影響 量輕而結構開放的織物往往比較重而結構封閉的織物具有更高的透氣性, 而更高的透氣性則助長了水分的傳輸 布料厚度是另一個涉及吸濕排汗的重要變數 織物越厚保存的水分越多, 變得乾爽所需花費的時間更長 經常穿著和定期清洗的成衣, 其快乾性能顯得格外重要 6

9 纖維細度 基底層成衣通常以超細纖維結構之布料來製造 超細纖維保持的水分不如較粗之纖維多, 但 它們有更大的表面積 表面積越大水分蒸發越快 纖維類型 一般認為, 使用之織物其吸收微少水分時芯吸較為快速者, 可產生更佳的體溫調節 提高肌 肉效能和延緩疲勞 天然纖維織物 纖維素纖維織物以及合成纖維織物都具有芯吸水分離開皮膚的能力 但是, 它們並非全都是快乾的或具有良好的透氣性 作為輕鬆穿著的基底層成衣, 利用合成纖維製造的布料通常優於天然纖維製造的布料, 因為 它們提供了吸濕排汗 柔軟性和絕緣性的優良組合 合成纖維可有親水性的 ( 潤濕性的 ) 表面或疏水性的 ( 非潤濕性的 ) 表面 這兩種類型都可 發揮水分傳輸的作用 它們還有各式各樣的吸收能力, 通常指的是供應商和檢測機構所報告之回潮率 4 比重 4 回潮率 (moisture regain) 是指紡織材料中所含水分之重量佔其烘乾無水分下之重量的百分比 回潮率是在測 試實驗室的環境中, 於被測試之織物的溫度和水分含量穩定後所測定的 利用聚醯胺 ( 尼龍 ) 或聚酯, 也可能讓輕薄的高科技合成纖維織物能夠有效地傳輸水分並相對更快速地變得乾爽 與這些合成材料相反的, 如原棉之天然纖維類, 則適用於低活動量等級所穿著的成衣, 而不適用於高活動量等級所穿著的成衣, 因為它們會吸收較多的水分, 並且乾燥得緩慢 特殊的表面處理特殊的表面處理可用來增加織物外表面和織物內表面間之表面能量的差距, 以提高織物的芯吸能力 尤其是, 表面處理已發展到讓天然纖維製造的織物也可以毛細作用吸走皮膚上的水分並迅速地變得乾爽 然而, 許多布料製造商很快就指出, 將吸濕排汗之功能性直接內建在紡織品的結構中比較好, 因為利用特殊的表面處理可能經過一段時間之後就會被洗滌殆盡 透氣性 吸濕排汗與透氣性 ---- 它被定義為織物 塗覆 (coating) 或貼合 (laminate) 可讓水蒸氣穿透其組織並蒸發的程度 ---- 息息相關 如果一件成衣不能透氣, 那麼體內多餘的蒸氣和熱量就無法逸出, 這將降低穿著者足以維持一個理想微氣候 (microclimate) 5 的可能性 7

10 5 在此, 微氣候 (microclimate) 之定義為緊貼皮膚之區域的溫度和濕度 人體的微氣候易受到波動之溫度和濕 度的制約, 而這些對一個人在從事體能活動時的感覺和表現績效有很大的影響 織物的呼吸能力可透過濕氣蒸發傳輸率 (moisture vapour transport rate, MVTR) 6 之測量來確定, 換句話說,MVTR 即為織物在特定時間內可讓水分穿透到外部空氣中的速率 該 MVTR 是以公克為單位測量水蒸氣在 24 小時內穿透 1 平方米織物的數量 MVTR 越高, 水分逸出的數量就越多 6 濕氣蒸發傳輸率 (moisture vapour transfer rate, MVTR) 也被稱為水蒸氣傳輸率 (water vapour transfer rate, WVTR) 透氣性也可以透過織物之抗蒸發轉移 (resistance to evaporative transfer, RET) 的測量來確定 RET 值可以被用來測量單一的一塊布料, 或者是以多層次組成的整個成衣系統之透氣性 成衣系統的總 RET 值可以簡單地將各個層次的 RET 加總計算 赤裸之人體的 RET 值為零 當加上衣服的層次時, 每一個層次以及在這些層次之間的空氣會提高 RET 值, 因此而降低了整體的透氣性 海恩斯坦研究院 (Hohenstein Institute)---- 德國的紡織品研究和測試機構 ---- 已採用人體作了 RET 值與生理舒適性相關的研究, 並建立了各種透氣性和穿著者舒適度 ( 表 1) 的評等 表 1:RET a 值和穿著者舒適度 RET a 值透氣性穿著者舒適度 60 或更少很透氣很好 大於 60, 但小於或等於 130 很透氣好 大於 130, 但小於或等於 209 透氣滿意 大於 200, 但小於或等於 300 稍微透氣不滿意 大於 300 不透氣不滿意 a RET= 抗蒸發轉移 (resistance to evaporative transfer) 資料來源 : 海恩斯坦研究院 (Hohenstein Institute) 吸濕排汗纖維聚酯 以聚酯纖維作為運動服基底層優於其它纖維, 因為它的吸濕性低 容易照料和成本低 聚酯基本上是疏水性的, 並且不吸收水分 然而, 大多數在基底層成衣中使用的聚酯纖維經 過了化學處理和改性來增強其吸濕排汗性能 這可以透過以下方式 : 以親水性整理劑塗覆聚酯 ; 或 改變其表面化學性質以改善其吸濕能力 改變聚酯纖維的表面化學性質涉及將游離的羥基 (hydroxyl groups) 加入每根纖維表面的分 子中 因而, 可將水分子分解成可被吸收的單一分子 以這種方式處理的聚酯纖維所製成的 8

11 織物, 乾燥得非常快, 因為每根纖維的親水性外表促使水分透過織物傳輸出去, 而疏水性之核心則防止水分被吸收到纖維中 對織物製造商而言, 以化學或分子改質處理的主要缺點是它較為昂貴 然而, 其在織物上的效果是 永久性的 被歸類為永久性的織物必須具有承受至少 50 次洗滌而仍維持其性能的能力 聚丙烯 (polypropylene) 聚丙烯具有優良的吸濕排汗功能 它還具有非常低的吸濕性 此外, 聚丙烯還具有比重 (specific gravity) 只達 0.91, 較大多數其它纖維還低的優點 例如, 相較之下, 聚酯的比重為 1.14 這意味著, 一定重量的聚丙烯纖維之體積較其他相同重量的纖維之體積更大 聚丙烯在合成纖維中也是屬於最低的熱導率等級, 這意味著, 聚丙烯纖維具有良好的隔熱性能, 即使是在潮濕狀態時 然而, 聚丙烯在低溫條件下會軟化和收縮, 因而它不適用於低溫地區以滾筒式乾燥機乾燥 此外, 它是親油性的, 而且比聚酯更易於吸油 因此, 它在吸附油性體味上更具優勢 聚醯胺 (Polyamide) 聚醯胺的回潮率比聚酯要高得多 因此, 以聚醯胺製成的織物之乾燥速度比以等量聚酯製成的織物慢 然而, 聚醯胺織物適用於製作外套, 因為它們結合了排汗性能與耐用性 此外, 聚醯胺具有良好的染色性, 這意味著, 其織物可以很容易地施加鮮豔的色彩 聚醯胺是使用於製造外套之緊密平織布 (tightly woven fabrics) 中最常見的纖維類型 這種織物透氣性低, 因此可吸收熱量並保溫 然而, 相較於聚醯胺使用於緊密平織布, 當它使用於針織布時具有更好的吸濕排汗性能 聚醯胺織物的主要缺點是, 它們往往會散發出氣味 因此, 當它們使用於基底層的成衣時大多僅限於使用一次後即需洗滌的物品, 如婦女的長襪和緊身衣 此外, 聚醯胺比聚酯更昂貴, 因此多使用於高檔運動服和戶外用途之穿著, 如自行車騎士服 泳裝以及快艇運動與登山外套之高檔商品 蠶絲 蠶絲是作為與皮膚接觸之基底層的優良纖維 這主要是因為它很柔軟 ---- 此乃由於蠶絲纖維很精細 而且它還具有良好的吸濕性之事實 此外, 它還具有中空的結構, 可提供其良好的熱絕緣性能 9

12 然而, 蠶絲的乾燥緩慢並且其耐磨損性差 還有, 清洗以絲綢製作的成衣時必須小心處理 美利諾羊毛 (merino wool) 美利諾羊毛是基底層成衣的熱門材料 它是高吸水性的, 因為它所含的角蛋白富含了易與水分子結合的氨基酸 事實上, 美利諾羊毛可吸收的水分約為其自身重量的 30%, 這意味著, 它讓皮膚不會感覺到潮濕 棉花 棉質成衣提供了柔軟性與舒適性的良好結合 然而, 它們提供的舒適性只有當它們在乾燥或微量出汗之時 棉織物不建議使用於劇烈體能活動所穿著的基底層成衣中, 因為它易於吸附水分 棉質成衣於潮濕時往往會緊貼在身體上, 因此而限制了運動表現並造成不適 棉織物的慢乾和冷濕特性使得這種材料不適合使用於高水分含量 ---- 無論是排汗量或降水量 以及其環境溫度是低溫地區的情況下 然而, 降低棉花之吸水性同時保留其排汗功能的研究, 已被證實有卓越的成果 此外, 也以各種可能影響棉花之吸濕排汗特性之表面處理劑以及其他的機械加工法與濕加工整理進行了測試 其中一種方法為利用含氟化合物來處理棉紗, 以提高其疏水性, 然後將這些紗線與未處理的標準棉紗混紡於編織結構之中 這將降低其吸水性, 並建立了小型的 芯吸窗口 (wicking windows), 它可讓水分被輸送到織物的外表 混紡紗 混紡讓製造商得以將各類型纖維之最佳性能組合於混紡紗中 例如, 以聚酯與羊毛混紡或聚丙烯與羊毛混紡製作而成的雙組分針織布料, 即可在單層結構中提供芯吸和保溫特性 此外, 織物也可能以內側 ---- 貼身穿著 ---- 具有非吸收性之疏水性材料而外側具有吸收性之親水性材料所構成的雙組分材料製造而成 這樣的材料被稱為 推挽型 (push-pull) 織物, 因為其內部的疏水性材料將皮膚上的水分推離出去, 而外部的親水性材料則將從皮膚拉離的水分拉出織物外表以利其蒸發 一般情況下, 疏水性材料是由聚酯製成的, 而親水性材料則是由聚醯胺製成的 吸濕排汗成衣之設計 成衣的設計對其水分處理性能有很大的影響 這是非常重要的, 例如, 一件吸濕排汗成衣貼身穿著了, 它便可以從皮膚吸收汗水 在理想情況下, 它也應該具備諸如通風襟翼 (ventilation flaps) 和網狀嵌條 (mesh panels) 的功能 10

13 通風襟翼置於成衣之諸如腋下及胸口等熱氣和水分易於快速產生的區域 當襟翼被打開時, 能更有助於熱氣和水分的散逸 網狀嵌條為長條狀材料, 含有寬大的開口以利於熱氣和水分通過 像通風襟翼般, 網狀嵌條被置於成衣之 發熱區域 (heat zones), 俾於劇烈體能活動或者環境溫度高時有助於皮膚降溫 例如, 在運動胸罩中, 沿著胸骨放置該網狀嵌條, 而在網球衫中, 它們被放置在肩部之間的後背上半部 吸濕排汗成衣設計中所使用之工具 人體繪圖技術吸濕排汗成衣設計所使用的工具中, 最令人振奮的技術之一是人體繪圖 (body mapping) 該技術是由 WL Gore & Associates 於 2006 年所開發的, 它可分析人體某特定部位所產生之熱量和水分 利用得自人體繪圖的專業知識, 功能性成衣的設計師得以確定哪些織物和設計特點應放置在成衣何處, 才能最大化生理的舒適性 adidas:bodymapping 2010 年德國體育用品公司 adidas 推出了 BodyMapping 技術, 可用於溫度調節運動成衣之設計與開發 該技術之發展透過優化的服裝設計和布料選擇, 以最大限度地提高運動員的熱舒適性為目的 BodyMapping 用於識別男性和女性之身體的 發熱和出汗區域 這些區域的識別有助於顯示每個區域所需要的不同功能 反過來說, 這也讓設計人員得以確定不同的布料應配置於何處 論及該公司的 BodyMapping 技術時,adidas 創新團隊的資深設計師 Bob Monahan 表示 : 我們獨特的兩性 bodymaps 是領軍業界的一種工具, 它可顯示出運動中之男性和女性間的顯著差異 男性和女性的出汗有所不同 ; 身體的升溫與降溫也有所不同 該 bodymaps 提供了先進的視界, 讓 adidas 得以打造出功能性成衣的極致舒適性與機能 BodyMapping 技術應用於 adidas 的 Clima 365 成衣系列, 其中包括了參加體能運動所穿著之 T 恤和褲子 adidas:flow Mapping adidas 開發的另一項技術是 Flow Mapping 利用得自 Flow Mapping 的數據, 設計人員可在主要的發熱區域設置吸濕排汗布料 具毛細作用之織物有助於空氣的流通, 讓熱量和水分得以蒸發並散逸, 也因此而降低了人體的溫度 海恩斯坦研究院 : 舒適性繪圖技術 (comfort mapping technology) 11

14 德國海恩斯坦研究院的一個研究小組已採取更進一步的人體繪圖技術, 考量到其他方面的舒適性, 如柔軟度和柔韌性 在進行所謂的 人體舒適區繪圖 (body mapping with comfort zones), 或 舒適性繪圖 (comfort mapping) 的過程中, 研究人員確定了人體不同部位所需要之織物的性能, 並指出這些需求視如下因素而異 : 成衣設計目的之活動或運動項目 ; 和 天氣狀況 按照研究人員的調查, 海恩斯坦研究院得出的結論是 使用創新之織物結構可獲最大的成效, 因其纖維表面可依需求進行修改 與紡織產業之企業合作時, 該研究院開發並設計了一個短袖運動上衣的原型, 並透過人體模型進行了測試 人體模型中含括 16 個部位, 每一個部位表示人體的某個區域, 如胸部 背部和上臂 一個利用計算機控制的加熱系統被連接到每一個部位, 並用來調節熱量的產生 人體模型在靜止時先進行了測試, 人體模型在運動時又進行了更進一步的測試 利用風力機來模擬空氣的流動 該試驗的結果並以志願者穿著那些原型所作的試驗作為備份 海恩斯坦研究院的科學家 Jan Beringer 博士認為, 舒適性繪圖的概念可以適用於幾乎任何類型的成衣 他看到了成衣產業之創新發展新趨勢的巨大潛力, 並認為他的研究院 創造了一個創新產品的起點, 具有極大的客戶優勢和臻於成熟的功能性 評估吸濕排汗布料之測試方法 許多用來評估吸濕排汗布料各方面性能的測試方法已經開發出來了 其各方面性能包括 : 吸收性 ; 透氣性 ; 乾燥時間 ; 抗蒸發性 (evaporative resistance); 和 透濕性 (water vapour transmission) 表 2:2014 年評估紡織品及成衣吸濕排汗性能常用之測試方法 測試方法 AATCC AATCC AATCC ASTM D737-(04)2012 測試名稱紡織布料之吸濕排汗性能紡織品之吸水性布料之乾燥速率 : 加熱板法紡織布料透氣性之標準測試方法 12

15 ASTM F2370 ASTM E96/ E96-M 05 ISO 利用發汗之人體模型測量成衣抗蒸發性之測試方法 材料的水蒸氣滲透性之標準測試方法 紡織品 -- 織物透氣性之測試方法 ISO 11092:1993 紡織品 -- 生理效應 -- 穩定狀態下之抗熱和抗水蒸氣性能測量 ( 發汗防護熱板測試 ) 資料來源 :Woodhead 公司出版的紡織品系列 : 布料測試 (Fabric testing),no.76,2008 年 AATCC 測試方法 : 紡織布料之吸濕排汗性能 AATCC 測試方法 : 紡織布料之吸濕排汗性能是一個相對簡單的測試, 用於評估針織布 平織布或不織布中的水分處理性能 在該測試中, 織物樣品置於兩個水平電傳感器之間 液態溶液之滴劑則置於織物頂部表面的中心, 以協助導電性的測定, 並可擴散到整個織物的結構中 該溶液可自由地往如下所示三個方向移動 : 沿織物的頂部表面向外移動 ; 從織物的頂部表面向下穿透到織物的底部表面 ; 以及 沿織物的底部表面向外移動 在該測試中, 該兩個傳感器測量織物的電阻並將其數據用來計算溶液以多個方向移動時之織物的含水量變化 支持該方法的原理如下 紡織品放置在閉路式電路中的電阻值通常是非常大的 因此, 不會有電流被檢測出 然而, 當織物潮濕或含有一定量的水分時, 電阻變小了, 因而可以檢測到電壓的變化 這種變化被用來測量紡織品之外部與內部表面的含水量變化 此外, 當水分被傳輸到織物, 該織物的電阻會發生變化, 而這種變化可讓水分的轉移被測定出來 發汗之人體模型熱測試 發汗之人體模型熱測試通常用來評估水蒸氣傳輸和量化汗液透過成衣或服裝系統之輸送量 進行該測試時使用穿上衣服的人體模型以模擬人體發汗的特徵 該人體模型安裝在一個溫度控制的腔室內, 並且其 汗腺 (sweat glands) 透過泵浦裝滿了加熱的水 透過模擬運動促使人體模型作出類似於人類在運動時所作的動作, 而從那些汗腺滲出並傳輸到成衣內的水量將被測量, 以確定該成衣的抗蒸發性 13

16 圖 2: 資料來源 : 吸濕排汗布料之應用運動服 吸濕排汗是運動服之設計中非常重要的考量因素 很顯然的, 可快速地從身體芯吸掉水分而變得乾爽之薄基底層織物在運動服市場中佔有相當可觀的比例 然而, 近年來在吸濕排汗之同時也以添加表面處理劑或使用具有特色之紗線來結合其他的特性 例如, 許多紗線具有抗微生物之性能, 有助於控制微生物的孳生和減少氣味 戶外活動成衣 戶外活動成衣最主要的考量因素是該成衣必須適合於極端天氣中使用 為了使穿著者在這種天氣中保持舒適, 織物必須是溫暖 防風和防水的 然而, 良好的吸濕排汗也是必要的, 可避免過重 過度冰冷和濕冷或過熱 製作防水的成衣, 其使用之織物的外表面可塗覆一層疏水性之化學物或蠟 當水滴落到以這種方法處理的織物時, 它們會形成水珠並滾落 然而, 這樣的塗覆並不永久耐用, 而且它們會經過反覆洗滌和穿著而喪失功能 此外, 它們的吸濕排汗特性往往較差, 而這可能會導致濕冷 為了克服濕冷的問題, 開發了防水和透氣的微孔薄膜 (microporous membranes) 以這種薄膜貼合的織物, 可讓衣服內的水蒸氣散逸出去, 同時又防止水滴從外面滲入 14

17 微孔薄膜含有直徑約為 5 微米 7 的微細孔洞或氣孔 由於水滴的直徑通常是 500~5,000 微米, 而 濛濛細雨 之雨水的直徑為 200 微米, 它們都太大而無法穿透孔洞, 因此, 這種薄膜可 以防水 7 一微米 (micron) 是百萬分之一 (10-6 ) 米 另一方面, 汗水產生的水蒸氣分子要小得多 ---- 通常小於 微米 ---- 因而易穿透過孔洞 此外, 被貼合了薄膜的織物是由可芯吸水分的纖維所製造而成的, 例如聚酯 貼合織物採取了兩層或三層結構的形式 在雙層結構中, 外層使用了聚醯胺外殼 (polyamide shell), 內層則使用薄膜 使用雙層結構貼合織物來製造之外套也可再添置一件能自由加掛 (free-hanging) 的吸濕內襯以利於吸濕排汗 使用雙層結構之貼合織物製造的外套可彈性穿著, 其自由加掛的吸濕內襯可增添一些溫暖並最小化濕冷的感覺 三層結構則包括了聚醯胺外殼 薄膜和芯吸材料之內層 三層全被固定在一起 使用三層結構之貼合織物製造的外套往往比那些以雙層結構之織物製造的外套還僵硬 然而, 縫合的襯裡較自由加掛型更利於屏蔽薄膜, 因此, 以三層結構之貼合織物製造的外套通常是更耐用的 通風功能也是透氣性外套的關鍵 具網狀物內襯之口袋和腋下之拉鍊有助於增加空氣的流通, 同樣的, 袖口 褲腰和下襬也可加以調整得更開敞, 以利空氣流通 阻燃成衣 在一個市場調查研究中的阻燃成衣穿著者表示, 輕薄和透氣性是兩個成衣最重要的舒適特性, 其次為成衣之合身 柔軟性, 以及吸濕排汗功能 吸濕排汗成為阻燃成衣的重要因素之一已不足為奇了 在需要阻燃成衣之職業的工作情況下, 通常還包括一個明顯的精神與體力之消耗, 而這會提高人體的核心溫度 在這種情況下, 人體經由血液循環的增加和汗水的產生而降溫 然而, 這種降溫過程可能由於不適當的熱管理和吸濕排汗而被擾亂 而這可能會導致專注力 疲勞 肌肉痙攣 呼吸困難, 以及最終中暑的問題 這種擾亂可能經由阻燃整理而加劇, 因其防止了水分穿透過織物 傳統的吸濕排汗織物不適用於有火焰威脅的環境, 因為它們無法防護熱火 還有, 如聚酯纖維會熔化並讓穿著者遭受嚴重的灼傷 而這就是造成透氣及阻燃之纖維及織物蓬勃發展的原因 這種布料的應用範圍廣泛, 包括電工成衣 消防員成衣 工業工作服 軍用成衣以及專業賽車用成衣 15

18 其他之應用 鑑於吸濕排汗織物的明顯好處, 不足為奇的, 這種布料已經不斷出現於無需太多專業技術的 成衣應用中, 包括休閒服和睡衣 自然而然的吸濕排汗布料也被發現於越來越多的非成衣類之應用中, 包括 : 寢具 ; 汽車椅套 ; 以及 室內裝飾品 吸濕排汗纖維 布料及成衣之創新發展 adidas:climachill Climachill 是 adidas 開發的一個運動服系列, 它可以幫助穿著者降低體溫 該系列的成衣包括跑步用和健身房用短褲 背心和 T 恤 使用於製造該成衣的平織織物, 結合了鋁製的三維 (three-dimensional, 3D) 小球體, 它策略 性地放置於與人體溫暖區域所對應的部位, 如上背部 據說該球體可提供 瞬間清涼的感覺 而降低了穿著者的體溫 因此, 它們可讓穿著者在溫 暖環境下從事長時間的體育活動而不會變得過熱 該布料還採用了特殊的 SubZero 鬆捻紗線 (flat yarns), 它提供了優良的吸濕排汗性能 這是因為鬆捻紗線具有較大的表面積, 使得它們能夠較傳統紗線更有效地從穿著者身上吸去 水分 adidas 聲稱 Climachill 是他們所開發之商品中 無疑的是最能有效控制氣候的成衣 自推出 以來, 它已經在菁英運動員中廣為流行, 如職業足球運動員 Cocona: 是 Cocona 開發的專利技術, 該技術被用來製造有助於人體管理其貼近皮膚之溫度和濕 度的織物 Cocona 是一家美國公司, 它表示其使命是向客戶提供創新的 品牌的以及專有的技術, 以提 高其產品的功能性 舒適性和價值 該技術過去也以 Cocona 之品牌名著稱, 但在 2013 年它被更名, 以彰顯其獨特的優勢 採用 37.5 技術開發的布料, 據說可幫助穿著者保持舒適的體溫, 即 37.5 這種性能的關鍵在於製成該織物的纖維是來自椰子殼, 其纖維中富含活性炭顆粒 由於存在這些顆粒, 織物的表面積增加了 800%, 並因而促進水分的蒸發 根據 Cocona 表示, 使用這些粒子 ---- 相對於那些諸如由碳化竹所衍生之粒子 ---- 的好處是, 它 們具有的氣孔被認為是理想的吸引和釋放水蒸汽分子之尺寸 16

19 此外, 該氣孔還可吸附造成人體產生氣味的分子 2014 年 5 月,37.5 通過德國海恩斯坦研究院之不傷皮膚及低過敏性的認證 37.5 的應用包括 : 運動服 ; 寢具 ; 鞋類 ; 和 手套襯裡 該技術應用於多家知名功能性成衣品牌, 其中包括 : adidas; Eddie Bauer; Eider; Marmot; Puma; Salomon; The North Face;and Under Armour COLUMBIA SPORTSWEAR:OMNI-FREEZE ZERO TM Columbia Sportswear 開發的 Omni-Freeze Zero 是一種熱轉移技術, 它將冷卻聚合物 (cooling polymer) 建構在嵌於織物上之明顯可見的小環中 這些環狀物是吸收劑 (absorbent), 當暴露於濕氣中它們會膨脹, 因而產生了即時的和持久的清涼感覺 該技術是由美國戶外成衣 鞋類及服飾品供應商 Columbia Sportswear 之研究和創新部門 Columbia 績效創新團隊 (Columbia Performance Innovation Team, PIT) 花費四年所發展出來的 PIT 負責為 Columbia Sportswear 所有品牌的產品系列開發產品 在該技術被推出來之際,Columbia Sportswear 之全球創新事業部副總裁暨 PIT 負責人 Woody Blackford 表示 : 在一般情況下, 人們脫掉了層層衣服以保持涼爽, 但穿著了 Omni-Freeze Zero 所贊助的運動員已經注意到, 它是第一個在炎熱 潮濕的環境下感覺比什麼都不穿還更涼爽和更舒適的技術 我們將在我們的實驗室中繼續進行此新技術之特性的測試, 並將贊助獨立實驗室作該研究 COLUMBIA SPORTSWEAR:OMNI-WICK EVAP Omni-Wick EVAP 是為戶外愛好者提供功能性成衣 鞋類及服飾品之美國供應商 Columbia Sportswear 所開發的吸濕排汗技術 17

20 該技術為將疏水性微粒 (hydrophobic microparticles) 黏合於輕薄的聚乙烯膜 (polyethylene membrane) 中 這些粒子以幾何圖形黏合而產生了毛細效應並吸收水分 粒子本身並不會吸收水分, 但它們可讓水分如同液體經過砂粒之流通方式般輕易地穿越過去 據 Columbia Sportswear 表示, 使用於製造一件單一外套中之微粒的表面積相當於一個足球場之大 由於有這麼廣大的表面積, 夾克上的水分非常快速地蒸發掉了 如 T 恤類的成衣中,Omni-Wick EVAP 織物通常被製作成襯墊並使用於高出汗區域, 如腋下和沿著背脊中央 COOLCORE:COOLCORE Coolcore 是由同名之美國公司所開發的一種溫度調節技術 據說該技術能夠減少高達 30% 的織物表面之溫度 此外, 這種冷卻作用與織物的使用壽命一樣久 採用這種技術的織物是由可執行如下三種特定功能之纖維所組合製成的, 即 : 水分傳輸 ; 吸濕排汗 ; 和 調節蒸發 這種布料是低過敏性 (hypoallergenic), 並擁有紫外線防護係數 (ultraviolet protection factor, UPF) 8 至少達 45 8 織物的紫外線防護係數 (ultraviolet protection factor, UPF) 被定義為經由空氣所傳輸的紫外線輻射之數量除以 經由織物所傳輸的紫外線輻射之數量 紫外線防護係數 45 表示織物接收到之紫外線輻射的 1/45 將被傳達到皮膚 從 2012 年到 2013 年底在德國海恩斯坦研究院進行的測試中, 依據以下條件,Coolcore 織物被證明為優於其競爭對手的布料 : 冷卻功率 ; 乾燥時間 ; 不會趨於飽和 ; 和 不會附著在皮膚上 該測試使用了海恩斯坦研究院的專利冷卻測試系統 WATson 該系統可量化織物的冷卻功率, 並測量其吸濕排汗的能力 18

21 在該測試之後, 海恩斯坦研究院功能及護理部門 (department for Function and Care) 之研究和開發負責人 Jan Beringer 博士表示 : Coolcore 的布料具有非常高的吸濕排汗和高汗水蒸發之功能, 更令人印象深刻的是它並未使用化學品來開發排汗或冷卻的功能 Beringer 博士又補充道 : 我們截至目前為止的測試證明了 Coolcore 布料是現今市場上冷卻功能最好的布料 Coolcore 是全球第一個被授予海恩斯坦品質商標 創新技術 冷卻功率 (Innovative Technology Cooling Power) 的產品 美國棉花公司 :TRANSDRY TransDRY 是美國棉花公司 (Cotton Incorporated)---- 由美國陸地棉種植者和棉花及棉紡織品進口商所資助的研究及行銷公司 ---- 開發的專利吸濕排汗技術 該技術被認為能夠讓棉織物具有同時芯吸和擴散水分的功能, 甚至比大多數高科技合成纖維織物還好 採用這種技術的布料由以下混紡紗組成 : 傳統棉紗 ; 和 以這樣的方式處理而具有防水性之棉紗 該混紡紗可用於製造結合了棉花之舒適性和柔軟性並具有合成纖維之芯吸和快乾性能的織物 據說 TransDRY 織物的快乾功能較傳統棉布快達兩倍 DRIRELEASE:DRIRELEASE drirelease 是美國 Optimer Brands 公司之子公司 drirelease 所開發的吸濕快乾布料 該織物以專利紗線製作而成, 具有從皮膚吸收水分的能力 其紗線則由 10~15% 之天然纖維和 85~90% 之合成纖維所混紡組成的 該紗線中之天然纖維是親水性的, 可吸收水分 其合成纖維則是疏水性的, 可排除水分並迫使它們傳輸到織物外表而蒸發 在測試中,drirelease 已經顯示出其快乾功能比棉織物快達四倍, 並與功能性聚酯織物一樣快或更快, 尤其在數次洗滌之後 drirelease 織物還結合了 FreshGuard---- 一種控制細菌生長並消除氣味的技術 該技術被結合到製作 drirelease 織物的紗線之中 它在紗線製造中即已導入, 並且在加工處理過程中被活化了 HEIQ MATERIALS:ADAPTIVE Adaptive 是一種 動態的 (dynamic) 紡織品處理劑, 它可隨著溫度的變化而改變紡織品的水分處理性能 19

22 該處理劑是瑞士開發及生產創新紡織染化 (textile effects) 商品之公司 HeiQ Materials 所開發的 利用 Adaptive 處理的紡織品會隨溫度而反應, 不像許多吸濕排汗之紡織品是隨濕氣而反應 據 HeiQ 公司表示, 溫度活化 (temperature-activated) 紡織品提供了更優質的最佳舒適性 (optimal comfort) 據說運動時穿著使用了 Adaptive 處理之布料所製作的成衣是更為舒適的 該處理劑主要使用一個獨特的水解功能聚合物 (hydro-functional polymer), 它可採集水分並將其分散, 而形成了環繞每根纖維的水層 事實上, 使用了 Adaptive 處理之布料所製作的成衣可以 讀取 穿著者的皮膚溫度並作出回應 當穿著者的體溫升高時, 該處理劑之聚合物的結構改變而增加織物自皮膚吸濕排汗的能力 水分被芯吸到織物表面, 並在空氣流動經過表面時蒸發了 這個過程有助於保持穿著者清涼 乾爽和舒適 當穿著者的體溫下降時, 該處理劑中之聚合物的結構會再度改變, 導致芯吸效應減少和冷卻效果降低 然而, 該結構可讓織物持續吸收水分 因此, 該處理劑有助於防止穿著者的身體過熱 此外, 它也有助於防止運動後產生寒顫 HeiQ 公司特別樂於強調其 Adaptive 符合了 Bluesign 9 認證的環保 健康和安全標準 此外, 該公司也聲稱, 該處理劑是耐久用的, 它可依纖維和織物結構之不同而承受 30~50 次的家庭洗滌 9 Bluesign 認證是一個為紡織品生產中所使用的材料和製程進行評估之環保 健康和安全 (environmental, health and safety, EHS) 的標準 該標準是由瑞士公司 bluesign technologies 所開發的 INVISTA:COOLMAX CoolMax 是美國的杜邦公司所開發之聚酯纖維, 由該公司於 1986 年推出市場販售 它的上市代表了全球第一個推廣為了從皮膚傳輸水分而設計的吸濕排汗織物 現在 CoolMax 由 Invista 公司生產, 它是美國獨立管理之 Koch 工業集團獨資的子公司, 於 2004 年收購自杜邦公司 該織物使用具有特殊橫斷面之多管道纖維 (multi-channel fibres) 製作而成, 它可促進聚酯纖維吸收水分並將水分 拉 (pull) 離皮膚 這個特殊橫斷面的纖維比傳統圓形橫斷面的纖維具有較大的表面積, 而與傳統織物相較, 有利於更快速地蒸發水分 20

23 事實上, 測試表明, 以 CoolMax 布料製作的成衣在 30 分鐘內幾乎可完全乾燥 CoolMax 布料輕薄, 並具有棉狀柔軟的加工處理 自推出以來, 該 CoolMax 品牌已被廣泛認可 事實上, 據估計, 超過 40% 的跑步者和高爾夫球手都熟悉這個品牌 INVISTA:THERMO COOL Thermo Cool 是荷蘭公司 Advansa---- 現在已被美國公司 lnvista 收購 ---- 開發的布料, 其設計目的是為優化人體的體溫調節能力 該織物是由含有兩種類型之纖維的紗線製造而成的 : 一個具有中空核心, 而另一個具有多通道表面 內含中空核心的纖維可增進穿透織物之空氣的流通, 並為該織物提供了絕緣性能, 而具有多通道表面的纖維則可有效地傳輸水分 相較傳統纖維, 據說這種獨特的纖維組合可蒸發更多的水分 據 Advansa 表示,Thermo Cool 織物蒸發的水分較其他的功能性織物高出 53% INVISTA:THERMOLITE lnvista 公司開發的 Thermolite 布料, 是由一個類似北極熊之毛纖維結構的中空核心所組成的 Thermolite 提供了內建的吸濕排汗和絕緣特性的組合, 並具柔軟性和彈性 它的快乾性比其他絕緣布料多達 20%, 也比棉布多 50% 此外, 即使在潮濕狀態下它也可繼續維持其絕緣性能 LENZING:LENZING FR Lenzing FR 是一種專業的嫘縈纖維, 它具備固有的阻燃特性 輕薄, 並擁有良好的吸濕排汗性能 相較於使用 100% 芳香族聚醯胺纖維 (aramid fibres), 使用 Lenzing FR 混紡物所製作的防護衣更加舒適 這是因為 Lenzing FR 阻燃纖維是使用來自於纖維素的材料, 因而具有優異的吸濕和透氣性能 此外, 使用 Lenzing FR 阻燃纖維製作的成衣還可提供熱應力 (heat stress) 的防護 含 Lenzing FR 阻燃纖維之織物的產品可應用於 : 軍用防護服和電力公司 消防隊 熔融金屬工業以及石化工業之工人的防護服 ; 和 公共交通和合約市場所使用之家具裝飾用布 (upholstery fabrics) LENZING:TENCEL 21

24 Tencel 是 lyocell 纖維的品牌名稱, 為奧地利的纖維製造商 Lenzing 公司所生產的 Tencel 纖維是使用來自於木漿的纖維素所製成的, 並結合了天然纖維所具有的吸水性與合成纖維所擁有的耐久性 Tencel 纖維比棉纖維多 50% 的吸水性能 這是因為其纖維中具有親水性和優良冷卻性能的奈米纖維 該奈米纖維有助於吸收皮膚上的水分並將其導入纖維內部 Tencel 纖維在潮濕狀態和乾燥狀態下的高韌性提高了最終產品的穩定性 紗線或織物中即使只含比例很小的 Tencel 纖維, 其最終產品仍是更為耐用的 含 Tencel 纖維之布料的應用, 包括健身服 運動服 襪類和床單 LUSOMÉ:DRYLON drylon 是加拿大高科技睡衣供應商 Lusomé 所開發的, 它被 Lusomé 聲稱是 全球最先進的吸濕排汗技術 該技術有效利用了 推 - 挽 (push-pull) 的原理, 可迅速地將水分驅離皮膚 該技術應用於該公司專為患有夜間盜汗之女性而設計的許多睡衣產品系列中 MARMOT:DRICLIME DriClime 是美國功能性戶外用品公司 Marmot 所開發的, 它是編織的雙組分 ( plaited bicomponent) 經編織物 (tricot knitted fabric), 由兩層 100% 的聚酯紗所組成 貼身穿著的紗層是以具有相對較大直徑的紗線所製成的 此外, 它還具有起絨與環圈之表面而減少了紗層貼身的表面積 因此而促進水分被傳輸到外層的紗層 外層紗層本身是以薄而短的紡纖維製成的, 它會產生毛細管作用而將水分驅離身體 DriClime 具有以下三種針對不同用途和活動等級之重量 : 輕量級 ; 彈性伸縮中等重量 ; 和 高彈性伸縮 應用 DriClime 的商品包括基底層成衣以及防風襯衫和褲子 MILLIKEN:VISAENDURANC VisaEndurance 是美國紡織品和化學品製造商 Milliken & Company 所開發之 標誌性 (signature) 吸濕排汗布料, 該公司聲稱其為第一家將可芯吸具酯布料推出市面的公司 VisaEndurance 宣稱具有以下優點 : 抗菌功能 ; 22

25 透氣性 ; 優質耐用性 ; 好整理 ; 快乾特性 ; 柔軟性 ; 和 抗污性 VisaEndurance 布料提供各種重量等級, 並應用於以下特定成衣 : 運動服 ; 休閒服 ; 壓力衣 (compression garments); 醫療手術衣 (scrubs) 10 ; 和 外套 10 手術衣 (a scrub or scrub suit) 是醫務人員穿著的寬鬆衣服 該手術衣通常是包括短袖上衣和褲子的兩件式穿 著 MITSUI & CO.:PERTEX Pertex 是日本公司 Mitsui & Co. 所提供的布料系列 該系列之一的 Pertex Classic 是輕薄的聚醯胺織物, 它利用毛細作用之技術將皮膚上的水分傳 輸到織物外表以利其蒸發 Pertex 布料將水分散佈在寬大的區域, 因此而水分能夠更迅速地蒸發 而相較之下, 大多數 聚醯胺織物直接透過織物組織來芯吸水分 Pertex 布料之應用包括高功能的戶外裝備 睡袋 輕薄防風外套和緊身上衣 另一個系列是 Pertex Equilibrium 布料, 它具有一個獨特的纖度傾斜量結構 (denier gradient structure) 在該布料中, 由較高丹尼數之長纖維構成的紗線置於該結構內側, 而由較低丹尼 數 ( 較細 ) 之長纖維構成的紗線則置於該結構外側 這種結構可讓水分從較高丹尼數之長纖維透過毛細作用轉移到較低丹尼數之長纖維, 然後傳 送到織物外表並將水分蒸發掉 Pertex Equilibrium 也具防水性, 在微雨和小雪中可為穿著者提供防護 MMT TEXTILES:INOTEK Inotek 是一種吸濕排汗雙組分纖維, 由英國公司 MMT Textiles 開發的, 該公司之設立即為了 發展和推廣此纖維 利用 Inotek 雙組分纖維製造之布料所製作的成衣, 較使用傳統纖維製造之布料所製作的成衣 顯著的具有更好的透氣性 23

26 在該纖維中所使用的技術是仿生學 (biomimetics) 11 專家 Veronika Kapsali 開發的 11 仿生學 (biomimetics) 是以生物系統之結構和功能作為材料及機器設備之設計與工程之模型的研究 Kapsali 博士在開發這項技術時的靈感是來自松果 (pine cone) 開合的方式, 當水分含量高時松果會張開, 而當水分含量低時松果則緊緊閉合 透過她的研究,Kapsali 博士讓 lnotek 纖維能夠以反向的方式對水分作出反應 具體而言, 當 Inotek 纖維與汗液或水分接觸時其寬度會減少 然而, 當該纖維變得乾燥時, 它會膨脹而回復原來的寬度 利用 Inotek 纖維所生產的織物, 當它們接觸到汗液或水分時, 因纖維寬度減少而打開了該織物結構中內建的微小氣囊 因此, 該織物的透氣性增加了, 並讓空氣得以透過它而循環流通 當織物乾燥時, 纖維膨脹回其原來的寬度, 因此而關閉了織物結構中的氣囊 Inotek 纖維與其它纖維混紡也是有效的 例如,Kapsali 博士發現, 羊毛紗與水分接觸時其寬度增加了 30% 而與此相反的,Inotek/ 羊毛混紡紗在遇到水分時其寬度降低達 10% 使用 Inotek 纖維生產的布料已經透過美國陸軍納提克士兵研究 發展與工程中心 (US Army Natick Soldier Research, Development and Engineering Center, NSRDEC) 之科學家們測試並驗證 該中心設在美國麻薩諸塞州, 致力於開發製造士兵專用制服的科技紡織品 當公佈該新纖維之訊息時,Kapsali 博士表示 : 紡織品和時尚界一直在尋找創新的發展, 而應用生物製程讓衣服更加舒適與實用的商品越來越受到矚目 透氣法 (Ventilation) 是我們從成功的從自然界當中學到更多東西的一個領域 NANOTEX:DRY INSIDE Dry Inside 是美國公司 NanoTex 所創新開發的單向吸濕排汗處理劑, 專用於聚酯織物 該處理劑已申請專利 衣物中使用了 Dry Inside 處理的聚酯織物, 有助於穿著者在作體能活動時感覺乾燥而涼爽 經過該處理的織物被認為比棉或聚酯可更有效的芯吸水分 該處理劑可讓織物內側和外側之間的表面張力產生漸層 (gradation) 的變化 尤其是, 該織物內側的表面張力較低而外側較高, 這會導致水分只順著一個方向移動, 從皮膚傳輸到織物外表 因而有助於保持織物內層的乾燥 而與此相反的, 傳統吸濕排汗技術之水分會以各個方向通過織物內側與外側傳輸, 而不是只順著一個方向傳輸水分 因此, 穿著者會繼續維持潮濕狀態, 直到整個織物表面乾燥為止 Dry Inside 可讓水分從織物內層立即而持續地傳輸到外表 24

27 因此, 即使織物外表仍然是潮濕的, 穿著者依然可以保持乾爽 而由於穿著者保持了乾爽, 發生擦傷和發炎疼痛的機率較低, 穿著者的體溫也較使用傳統吸濕排汗技術時更穩定 NIKE:DRI-FIT Nike 開發的 Dri-FIT 是以超細聚酯纖維製成的一種高功能性 推挽型 (push-pull) 布料 該布料被廣泛應用於 Nike 公司的各種商品中, 包括 : 手套 ; 帽子 ; 褲子 ; 襯衫 ; 短褲 ; 和 襪類 Dri-FIT 的紫外線防護系列所提供的紫外線防護係數 (UPF) 至少達 30( 見第 19 頁 ) NILIT:NILIT AQUARIUS Nilit Aquarius 是以色列紗線生產商 Nilit 所開發的吸濕排汗紗線 該紗線之開發是為了加速從皮膚表面除去水分 該紗線以三種方式達到此目的 該紗線含有吸濕排汗添加劑, 它在製造長纖維時即被永久性地被嵌入 該長纖維具有 三重 T 型 的橫截面, 根據 Nilit 表示, 它最大化可用於芯吸的表面積 該特殊的橫截面導致長纖維之間產生了微通道, 因而促進水分從身體傳輸出去 PATAGONIA:CAPILENE Capilene 是美國戶外服裝專家 Patagonia 所開發的聚酯織物, 用於製作成衣之基底層, 例如保暖內衣 該織物有四種不同的重量類型 : 極輕薄型 (silkweight); 輕薄型 (lightweight); 中等厚重型 (mid-weight); 和 加厚型 (expedition weight) 該 Capilene 布料系列中還包括了含有萊卡 (Lycra)---- Invista 公司開發的聚氨酯 (elastane) 彈性纖維 (spandex)---- 之彈性纖維系列 Capilene 布料施加了親水性的表面處理劑, 並保有疏水性之紗芯 25

28 該處理劑粘結到每根纖維的表面中, 並且不會被洗掉或磨損 事實上,Capilene 已被證實, 它在經過 50 多次家庭洗滌週期後仍保留其傳輸水分之性能 此外, 該公司聲稱, 該織物之縮水率與起毛球是微乎其微的 還有,Capilene 布料之特色還包括名為 Gladiodor 的抗菌處理, 其可抑制產生異味之細菌的孳生 PEARL IZUMI:ULTRASENSOR Ultrasensor 是美國 Pearl Izumi 公司所生產的吸濕排汗布料 該布料表面的內側是由高丹尼數 (high denier yarns) 而外側則是由更細的超細長纖紗所製成 這種結構提供了類似於在植物中可發現的三維芯吸機制 尤其是, 製造該織物的纖維之間的空間, 其朝向外表面的容積是較小的 緊貼皮膚的高容積空間迅速地吸收汗水 然後汗水透過毛細管作用而傳輸到外表面, 並在那裡透過較低容積之空間蒸發了 Ultrasensor 可以各種織物之重量和結構來呈現, 以應用在不同的體育運動方面 這些應用項目包括騎自行車運動短褲 運動衫, 以及上衣 運動衫 緊身褲與服飾配件之夏裝布料和輕質的加厚冬裝布料 POLARTEC:POWER DRY Power Dry 是一種可移除皮膚上之水分的雙組分針織布 它是由美國開發 製造和銷售功能性織物的 Polartec 公司所開發, 並以 Polartec 為品牌名稱 該織物採用不同的紗線, 以產生兩個不同的表面 : 一個吸收水分而另一個可快速乾燥 Power Dry 以其內側表面所謂的 接觸點 (touch points) 為特色, 它可將水分從皮膚吸收到外表面以利其迅速擴散並蒸發 根據 Polartec 公司表示,Power Dry 之雙組分針織布從皮膚吸收並傳輸的水分至少較單組分織物多達 30% 26

29 圖 3:Polartec Power Dry 特殊構造 高度透氣性之四向伸展彈性 濕氣擴散和蒸發 乾爽舒適之近膚層 吸收肌膚表面之汗水 尼龍外表面增加耐用性 資料來源 :Polartec POLARTEC:POWER WOOL Power Wool 是一種外部具有聚酯以及內部是美利諾羊毛的雙組分針織布 該布料是 Polartec 公司最新推出的產品之一 根據 Polartec 表示, 透過聚酯與美利諾羊毛這種組合方式, 個別材料的有利特性彌補了另一個材料的缺點 例如, 美利諾羊毛提供了織物的抗異味特性 吸濕排汗功能和溫度調節性能, 而疏水性的聚酯纖維則為該織物提供了形狀保持性和耐用性的改善, 與 100% 美利諾羊毛製成的織物相較, 還提供了更短的乾燥時間 該織物已被設計成具有優異的吸濕排汗功能 確實的, 該織物已成功建構了這樣的方式, 可提供廣大的表面積以利於增加水分從其表面蒸發的速率 該布料可製作出貼身的造型和具彈性的合身款式, 以及擁有 Polartec 公司取得專利之高效性 (High Efficiency) 結構, 以提供客戶購買 27

30 該具有 Polartec 公司取得專利之高效性 (High Efficiency) 結構的產品特色為其內部表面建有格子狀的圖案 相較標準款的 Power Wool 織物, 它為織物提供了強化的壓縮性和透氣性, 以及更好的絕熱性能 RHOVYL:RHOVYL Rhovyl 是法國 Rhovyl 公司以同名的纖維所製成的織物, 它可迅速乾燥, 並具有很強的吸濕排汗性能 Rhovyl 纖維是由聚氯乙烯 (polyvinyl chloride, PVC) 聚合物開始發展的, 並使用了兩階段的乾式紡紗製程 該製程使用回收與再循環利用的鹽酸 (hydrochloric acid), 因而對環境所造成的危害最小 該公司表示其纖維產品是不含任何塑化劑 (plasticiser) 的硬質聚氯乙烯 (rigid polyvinyl chloride) 這種類型的纖維的通用名稱是含氯纖維(chlorofibre) 在功能性成衣領域中, 該公司所銷售的吸濕排汗紗線具體地分為運動服專用和內衣專用 該兩種紗線為 : Rhovyl'Up; 和 Rhovyl'Laine Rhovyl'Up 是將 Rhovyl 含氯纖維與纖維素纖維或蠶絲組合製造而成的, 並且用於製造透氣性之織物 應用 Rhovyl'Up 之產品包括 : 運動服 ; 內衣 ; 和 襪類 Rhovyl'Laine 則是將 Rhovyl 含氯纖維與羊毛組合製造而成, 因而其紗線可保溫以對抗寒冷 以上述紗線製造的產品不會熔化 而且, 它們是可用洗衣機洗滌的, 它們還可快速乾燥和不需要熨燙 應用 Rhovyl'Laine 的主要產品有 : 毛衣 ; 內衣 ; 女用貼身內衣 ; 和 襪類 SAUCONY:DRYLETE 28

31 DryLete 是一種以 92% 聚酯和 8% 彈性纖維混紡製成的排汗布料 它是由美國運動服公司 Saucony 開發製造的 DryLete 擁有絲綢般的觸感並在形狀保持性和強度上有優異的表現 該布料之應用商品包括可回收再利用的緊身衣 頭帶 跑步用緊身衣褲和運動上衣 SCHOELLER:3XDRY 3XDRY 是瑞士專業從事高功能性布料開發之 Schoeller Group 所開發的吸濕排汗技術 該技術可同時提供織物親水性和疏水性的多功能處理 事實上,Schoeller 是第一家將這些對立的屬性結合於單層織物中的公司 經過 3XDRY 處理的織物具有三個顯著之特徵 : 外部防水和防污 ; 內部傳輸汗水 ; 和 顯著較傳統布料更短之乾燥時間 3XDRY 可將水分從織物的內部傳輸到外部, 因而讓水分比未經處理的織物更快地蒸發 結果, 結合了 3XDRY 處理之成衣的平均乾燥時間, 約為未經處理之相同素材的六分之一到八分之一 此外, 這種功能在重複洗滌後仍維持不變 SCHOELLER:C_CHANGE c_change 是 Schoeller 公司開發的一種革命性仿生物氣候調節型薄膜 (bionic climate membrane), 它可防水與防風 該薄膜能夠因應穿著者之溫度和濕度而變化 尤其是, 該薄膜是親水性的, 在溫度升高或因體溫而產生更大量的水分時會作出反應 該薄膜還具有彈性的聚合物結構, 可作調節以增加水分之轉移 然而, 當體溫再次下降時, 該聚合物之結構又會返回其正常的狀態 根據 Schoeller 公司表示, 由於該薄膜使用了透氣的網點或高度多孔的泡沫而比標準型產品可提供多達 30~35% 的水蒸氣滲透率 SCHOELLER:DRYSKIN 和 DRYSKIN EXTREME Dryskin 和 Dryskin Extreme 織物是瑞士 Schoeller 公司開發的布料, 它由五種類型之纖維製造而成, 即 :CoolMax Cordura 萊卡 聚醯胺和聚酯 每種織物的內層都設計為可吸附汗水並將它們芯吸到外部 每種織物的外層都是防水的 29

32 Dryskjn Dryskin 布料利用橫截面具有四個腔室之纖維製作而成 使用這種纖維可增加蒸發之表面積, 並加速乾燥過程 該布料具有以下產品特性 : 高耐磨性 ; 耐用性好 ; 好整理 ; 低吸濕性 ; 重量輕 ; 小量包裝 永久的彈性 ; 和 迅速傳輸水分 Dryskin 布料特別適用於活動密集型運動, 如越野滑雪和越野自行車 Dryskin Extreme Dryskin Extreme 布料已被設計為高海拔運動之用 它的外表面是撥水性的, 而其內面則具有快速芯吸之性能 Dryskin Extreme 也具有永久的彈性 具有極高的耐磨性, 並且非常的堅固耐穿 該布料還額外添加了 3XDRY 之處理技術, 以確保最大限度地達到其舒適度 SPORTWEAR ARGENTONA:DRY-CLIM Dry-Clim 是阿根廷從事運動服布料生產之公司 Sportwear Argentona 所開發的吸濕排汗布料 該織物是雙層針織布, 並具有由超細纖維 ( 較細 ) 製成的表面和由較高丹尼數 ( 較粗 ) 紗線製成的背面 其紗線經過拉絨處理, 以減少皮膚和織物之間的接觸面 減少這種接觸面可增加空氣的流通, 因而可清涼皮膚並提高穿著者的舒適感 Dry-Clim 已被驗證為符合 Oeko-Tex 標準 100(Oeko-Tex Standard 100) 的規定, 這證明了該產品是不含有害物質的 帝人纖維 (Teijin Fibers): 吸濕聚酯織物 帝人集團 (Teijin Group) 的帝人纖維公司 ---- 日本聚酯纖維之生產商 ---- 開發了可增強吸濕性和快乾功能之聚酯織物 結果, 以該布料製作的成衣有利於防止運動後因流汗而產生的寒意和黏著 該織物具有三層之結構, 包括 : 30

33 內層以撥水聚酯紗製作而成, 因此完全是疏水性的 ; 中間層可吸收水分 ; 和 外層可擴散水分 這三層結構產生了毛細管型泵浦的作用, 因此可迅速吸收和擴散汗水而讓穿著者感到清涼和乾爽 一旦人體上的汗水被中間層吸收, 其內層即會停止水分再返回皮膚上 這有助於防止運動後的寒意, 並防止織物黏著皮膚, 甚至在穿著者大汗淋漓時也有同樣的功效 在製造該內層時即於聚酯紗線中嵌入一種撥水劑 因此, 由於該助劑是嵌入式的, 即使經過反複洗滌仍可維持該內層的性能 THE NORTH FACE:FLASHDRY FlashDry 是美國戶外成衣龍頭供應商 The North Face 所開發的專利吸濕排汗布料 該織物含有永久性地嵌入微多孔助劑 (microporous additive) 的纖維 該纖維因有廣大的表面積而讓織物具有特殊的結構 據說這些特色加速了蒸發冷卻和乾燥 FlashDry 被使用於超過 100 種 The North Face 所提供的不同產品之中 TREVIRA:TREVIRA MOISTURE CONTROL Trevira Moisture Control 是德國纖維製造公司 Trevira 所開發的纖維, 據說它具有優異的吸濕排汗性能 製造布料時可利用 100% 的 Trevira Moisture Control 纖維, 或 Trevira Moisture Control 纖維與羊毛混紡 以該纖維製成的織物可使用於製造上班服 辦公室套裝或運動服 該纖維具有特殊的雙通道 (dual-channel) 系統 當利用該纖維製成織物時, 該系統有助於加速皮膚釋放出之冷凝水分子從織物內表面傳輸到外表面 而在外表面上的水分於空氣流動通過織物時即蒸發了 經由這個過程, 織物的內側可保持乾燥 而這樣可以讓利用該織物製作之成衣的穿著者清涼而乾爽, 並有助於防止冷激效應 (chill effect) Trevira Moisture Control 也是非常的耐用, 並具有良好的抗起毛球性能 優異的染色堅牢度和易於整理的特性 該纖維還具有抗紫外線 (ultraviolet, UV) 和耐氯性, 並具有良好的抗靜電特性 此外, 以該纖維製成的織物還具有改良的半消光 (semidull) 外觀和柔軟的觸感 31

34 在利用 100% Trevira Moisture Control 纖維製造的織物所製成之航空制服的試穿實驗中, 該織物被證實是高度耐用的, 並可提供穿著者 感覺良好的最佳效果 (optimal feelgood effect) UNIFI:SORBTEK Sorbtek 是美國專業生產聚酯和尼龍紗的 Unifi 公司所開發之吸濕排汗紗 以 Sorbtek 製成的織物, 其傳輸水分之速度較傳統聚酯織物快四倍 這種布料快乾 輕薄以及防縮水 此外, 它們還具有內建的去污性能 加州大學 (University of California): 吸濕快乾布料 一組來自美國加州大學生物醫學工程 (Biomedical Engineering) 之微奈米創新 (Micro-Nano Innovations, MiNI) 實驗室的研究人員開發了一種具有吸濕排汗性能的新織物 該織物包含一個織入了一系列親水性紗線於防水基層布 研究人員聲稱, 該織物適用於製造運動員和健身愛好者之成衣 當該織物被用於製造成衣時, 該親水性的紗線會吸收穿著者因出汗而產生的水滴 此外, 結合了該紗線的織物會排斥這些汗滴, 並迫使它們沿著親水性紗線方向移動 結果, 沿著每條紗線而被排送的汗滴傳輸到了成衣內可將它們收集並排出的部位當中 根據研究人員表示, 汗滴的表面壓力產生了壓力差 (pressure gradient), 而該壓力差可讓織物即使在紗線達到飽和之後仍可繼續傳輸汗滴 該親水性紗線的配置方式可以客製化, 以便於依照不同成衣類型之需求而決定汗滴輸送到達的部位 重要的是, 該織物可使用傳統的紡織品製造技術來生產 X-TECHNOLOGY SWISS RESEARCH & DEVELOPMENT:X -BIONIC THE TRICK X -BIONIC The Trick 是瑞士公司 X-Technology Swiss Research & Development 所開發的新穎成衣, 該公司專精於有效解決複雜的設計問題 該成衣可讓穿著者之腦部接收到虛假的體溫訊息 更具體的說, 它在 捉弄 (tricks) 大腦引發排汗過程 由於體溫在到達高峰之前即可產生排汗, 因而節約了身體的能源 The Trick 沿著脊柱放置了一個特殊的編織結構, 它可讓該部分的身體變得更暖和 32

35 沿著人體脊柱所放置的傳感器在檢測到熱度時會將信號發送到大腦, 即使身體尚未感覺到 熱, 也會觸發皮膚毛孔張開, 並釋放汗水 結果, 身體從一個較低的高峰值溫度冷卻下來, 並較早回復到其最佳溫度 圖 4: X-BIONIC The Trick 資料來源 :X-Technology Swiss Research & Development 該成衣還在身體最易出汗之區域設置了三維編織結構之交替凸紋和氣囊 在這些區域的汗水被該凸紋吸收, 然後散佈於廣大的表面積上以充分蒸發, 並因而冷卻 當身體乾燥時該氣囊可吸收暖空氣, 而身體出汗時則可儲存水分 2014 年 X-BIONIC The Trick 在下列項目獲得了國際大獎 : 材料的選擇 ; 創新的程度 ; 情感內涵 ; 人體工程學 ; 功能性 ; 優秀的設計品質 ; 一目了然的特徵 ---- 所提供之操作方式和優點便於消費者理解 ; 和 工藝 展望 33

36 吸濕快乾織物技術已經進入了一個嶄新的時代, 因為布料生產商已設計出高科技的方法, 來提高他們產品之吸濕處理特性 這些製造商現在能夠以分子層級調整纖維, 並改變織物的結構以滿足特定終端用戶之需求 不過, 為了進一步提升產品的舒適性, 布料及成衣供應商將利用仿生技術 奈米技術與智能紡織技術之優勢 利用這些技術應可讓成衣發展到足以具備多種功能, 同時又可讓穿著者保持清涼和乾爽之境界 多功能成衣之價格親和性 實用性與選擇性將會顯著的增加, 而這將促進吸濕排汗織物的市場持續成長 最有可能在這個不斷擴展的市場上取得成功之企業, 將是那些能夠將其真正創新的產品商業化, 而不是將現有產品改良的企業 34