單向排汗的雙層結構

張貼者:2017年5月30日 上午10:36PRO TCSCOPE   [ 已更新 2017年5月30日 上午10:39 ]
[科學人電子報]  來源1 2

甩開悶濕感的吸濕排汗衫
滿身大汗時,再也不用擔心衣物吸飽汗水後會帶來悶濕感,因為現在有一種吸濕排汗衫,能於短時間內做到單向排汗,把水份與皮膚隔開,讓身體保持乾爽舒適。 
文/楊嘉慧  審稿/財團法人紡織產業綜合研究所產品部副主任 尹承達 

  在衣服機能越來越講究的現在,運動休閒服製造商紛紛推出「吸濕排汗衫」,強調使用者在恣意揮灑汗水後,衣服能在短時間內讓汗水蒸發,使人體保持乾爽。吸濕排汗衫是一種具有良好吸水性、排水性及隔濕效果的衣物,它運用了一些物理方法,讓衣物纖維同時兼具了極佳的吸水及排濕功能。

單向排汗的雙層結構 
  財團法人紡織產業綜合研究所產品部副主任尹承達表示,吸濕排汗衫和紙尿褲的概念很相似,兩者都要在短時間內將水份與皮膚隔開。紙尿褲的隔水方法是先利用不織布材質的表層吸收尿液,再由裡層吸水力極強的高分子物質快速吸走尿液而達到隔濕效果。換句話說,紙尿褲是透過不同吸水能力的雙層結構隔開水份,水份傳導性佳的材質貼近皮膚,負責傳導水份到吸水力強的材質,而吸水力強的材質會緊緊吸住水份,防止水份回流。

  吸濕排汗衫的布料也具雙層結構,通常是將兩種不同吸水能力的纖維織成有兩層結構的布面,吸水力強的在外層。纖維吸水能力可用「回潮率」(註)衡量,回潮率高表示纖維的親水性好、吸水性較佳,例如棉為 8%、尼龍 4%、聚酯纖維(PET)0.4%、聚丙烯(PP)幾乎為 0%,因此棉的吸水能力較尼龍、PET及PP等都好。Moisture%20Absorption%20and%20Release-1.jpg

知道回潮率並掌握內層回潮率要低於外層的原則,即可織出由內向外排汗的布料,像內層 PP 搭配外層 PET,或內層 PET 搭配外層尼龍等。以後者為例,其隔濕方法是內層 PET 吸走汗水後,馬上往吸水性佳的尼龍層傳送,如此便能保持 PET 織物層的乾燥;而汗水流到外層後,因外層吸水性好,水份不易回流到吸水性差的內層,就可以單向排汗。之後經由身體「加熱」,尼龍層上的汗水就會蒸發掉。

  不同纖維配對的布料主要是針對不同的排汗量而設計,像低排汗量的運動可選擇 PET 與棉或 PET 與尼龍配對;排汗量大者,可選擇 PP 配 PET,因為若穿著 PET 與棉配對的吸濕排汗衫做激烈運動,由於棉質親水性好,蒸發速度較慢,很快就會吸飽水份而導致吸水力降低,失去排汗衫的功能。

  此外,還能以粗細不同的人工纖維做出雙層結構,在衣物的內層使用粗纖維,外層使用細纖維,由於纖維越細,纖維間的空隙就多,水份也越容易滲進去,因此可讓汗水由內往外傳遞,達到隔濕效果

吸濕排汗效果比一比 
  吸濕排汗衫除了用雙層結構達到單向排汗外,還運用各種方法增強傳導或吸收水份的能力。例如內層因為使用親水力較差的布料,為了迅速吸走皮膚上的汗水,內層布面會用特殊織法製造出較外層多的凹凸狀顆粒,這些顆粒可以破壞水分子的表面張力,讓水更容易擴散進入布料。另外有些吸濕排汗衫會強調使用特殊斷面的纖維,像是 W 字形、Y 字形、X 字形等,而非傳統的圓形斷面,其目的也是在增加纖維表面積及纖維間空隙,讓水份更容易擴散、吸收,再到達表面蒸發。
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  尹承達表示,選購衣物時,要特別注意有些標榜吸濕排汗衫的衣物,其實並不具隔濕的效果,這類衣服主要使用 PET 或 PP 纖維織成單層結構,其親水性不如尼龍或棉,因此排濕效果不錯,衣服容易乾,不過這種單層結構的衣服不會有隔濕能力。一般人用肉眼不易辨識衣物是單層或雙層布料,可以將水滴從內層滲入,比較兩面布料的濕潤感,若內層摸起來與外層一樣濕潤,就表示它不是雙層結構的吸濕排汗衫。

想要保持吸濕排汗衫的功效,清洗時絕不能使用含矽膠的衣物柔軟精,因為矽膠為撥水性物質,當矽膠包覆住纖維或附著於纖維間細縫時,布面無法吸水,吸、排效果會降低甚至失效。若已使用柔軟精清洗吸濕排汗衫,只要用水搓洗數次,將矽膠洗除,即可恢復排汗功能。

註:回潮率 ﹦(水份重 / 絕乾纖維重) ﹡100%,是在 20℃、60% 的相對濕度環境中,經 24 小時後,絕乾纖維吸收空氣中水份的重量。

冰涼衣物如何戰勝豔陽? 
  為抵擋熾熱陽光,讓身體保持涼快,挑選夏日服飾自然得以輕薄、透氣為主,像市售麻紗涼衣就是利用稀疏的紗線織成的透氣衣物。最近市面上還推出一種聲稱具冰涼觸感的玉纖維衣服,成為夏日採購衣服的另一種選擇。

  財團法人紡織產業綜合研究所產品部副主任尹承達表示,衣服會有冰涼觸感是因為布料的熱傳係數高,也就是物質傳送熱能或吸收熱能的速度很快,例如亞麻布、PP、棉、PET 的熱傳係數分別為 0.09、0.117、0.125、0.141,當這些衣服碰觸到人體時,PET 從人體吸走熱能的速度較亞麻布、棉等衣物快。而玉纖維則是在人工纖維裡混入了熱傳係數大於 2 的玉,如台灣閃玉,因而帶來冰涼觸感。

   不過,任何物體只要和外界溫度不同時,熱能會以對流、傳導和輻射等方式達到熱平衡。不論是PET、棉、麻或玉纖維,穿一段時間後,衣服的溫度就會和體溫一樣。唯一不同的是,每種物質的比熱有差異,比熱大的物質上升 1℃ 所需的熱量較大。尹承達表示,理論上,玉石的比熱較 PET、PP 等纖維高,需要從人體吸收較多的熱量才能達到熱平衡,不過,玉纖維裡的玉石含量頂多只佔 3%,效果有限,通常穿上 5~10 分鐘後,衣服就會和人體達到熱平衡,而沒有特別的涼爽效果了。


[科技大觀園]  來源:https://scitechvista.nat.gov.tw/c/pwFn.htm
在衣服機能越來越講究的現在,運動休閒服製造商紛紛推出「吸濕排汗衫」,強調使用者在恣意揮灑汗水後,衣服能在短時間內讓汗水蒸發,使人體保持乾爽。吸濕排汗衫是一種具有良好吸水性、排水性及隔濕效果的衣物,它運用了一些物理方法,讓衣物纖維同時兼具了極佳的吸水及排濕功能。

單向排汗的雙層結構

紡織產業綜合研究所產品部副主任尹承達表示,吸濕排汗衫和紙尿褲的概念很相似,兩者都要在短時間內將水份與皮膚隔開。紙尿褲的隔水方法是先利用不織布材質的表層吸收尿液,再由裡層吸水力極強的高分子物質快速吸走尿液而達到隔濕效果。換句話說,紙尿褲是透過不同吸水能力的雙層結構隔開水份,水份傳導性佳的材質貼近皮膚,負責傳導水份到吸水力強的材質,而吸水力強的材質會緊緊吸住水份,防止水份回流。

吸濕排汗衫的布料也具雙層結構,通常是將兩種不同吸水能力的纖維織成有兩層結構的布面,吸水力強的在外層(見下圖)。纖維吸水能力可用「回潮率」(註)衡量,回潮率高表示纖維的親水性好、吸水性較佳,例如棉為 8%、尼龍 4%、聚酯纖維(PET)0.4%、聚丙烯(PP)幾乎為 0%,因此棉的吸水能力較尼龍、PET及PP等都好。

市面上排汗衫種類繁多,其中最特別的,要屬「異形斷面纖維」。異形斷面纖維,能做出十字、井、X、Y、W字型等各種不同形狀的斷面,增加了虹吸表面積及纖維間的空隙。此外,有特殊斷面的纖維,就像表面有許多細微虹吸溝槽,水份能沿著溝槽,藉大氣壓力迅速吸取擴散到纖維表面,然後蒸發。同時達到吸濕、排汗的效果。
穿上排汗衣,就像是身上有著無數的排汗小溝槽,讓皮膚維持乾爽,不怕汗水黏膩。
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