戶外運動服裝面料的功能性整理

戶外運動服裝面料的功能性整理
戶外運動的種類雖然很廣，但專業(yè)的戶外運動服裝如沖鋒服等主要是針對登山、滑雪等高寒運動而言的。戶外運動除了對參與者本身體能和技巧的要求外，還需要戶外服裝能適應(yīng)惡劣的天氣和復(fù)雜的地理環(huán)境，以保障運動者的人身安全。戶外運動服裝與居家服裝雖然沒有什么本質(zhì)區(qū)別，但由于戶外和運動這兩個特性，對服裝的要求也相對較為嚴(yán)格和苛刻：戶外運動發(fā)熱量大、汗液蒸發(fā)多，要求服裝散熱和透氣性能良好；野外難免遇到風(fēng)雨雪霧，服裝要有一定的防水性能；戶外運動希望盡量減輕負(fù)重、服裝要盡量輕便；野外風(fēng)大，高山寒冷，防風(fēng)保暖性能要求高；戶外洗滌條件有限，服裝的抗菌防臭和防沾污性要求高；野外作業(yè)攀巖穿林，服裝要求有良好的抗拉伸和抗撕破性……，這些性能的要求從紡織技術(shù)的角度而言是非?？量痰模踔梁芏嘀笜?biāo)是相互抵觸的。任何一種單一的天然或化學(xué)纖維都無法達(dá)到這些要求，只能通過多種纖維的復(fù)合以及多途徑化學(xué)整理來盡量達(dá)到這些功能。
1、保暖性：
雖然保暖性是與織物厚度密切相關(guān)的，但是戶外運動不允許服裝過于厚重，因此既要保暖又要輕便才符合戶外運動服裝的特殊要求。常見的方法是在滌綸等合成纖維紡絲液中加入含氧化鉻、氧化鎂、氧化鋯等特殊陶瓷粉末，特別是納米級的微細(xì)陶瓷粉末，它能夠吸收太陽光等可見光并將其轉(zhuǎn)化為熱能，還可反射人體自身發(fā)射出的遠(yuǎn)紅外線，因此具有優(yōu)異的保溫、蓄熱性能。當(dāng)然也可以把遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、粘合劑和交聯(lián)劑配制成整理劑，對織成的織物進(jìn)行涂層處理，再經(jīng)干燥和焙烘處理，使納米陶瓷粉附著于織物表面和紗線之間。這種整理劑發(fā)射出的波長為8~14μm的遠(yuǎn)紅外線，還具有抑菌、防臭、促進(jìn)血液循環(huán)等保健功能。
此外，根據(jù)仿生學(xué)原理，參考北極熊毛的結(jié)構(gòu)把滌綸纖維內(nèi)部做成多孔空心狀、使纖維內(nèi)包含大量不流通空氣，外部做成螺旋卷曲狀以保持蓬松性，都能在保證質(zhì)地輕盈的前提下起到良好的保溫作用。當(dāng)然，把衣服甚至織物都做成雙層乃至三層，使不流通空氣層增多，也是傳統(tǒng)的保暖措施之一。
2、防水透濕性：
運動會散發(fā)大量的汗液，而戶外又難免遭遇風(fēng)雨，這本身就是一對矛盾：既要能防雨雪浸濕，又要能及時把身體散發(fā)出的汗液排放出去。幸好人體散發(fā)出的是單分子狀態(tài)的水蒸汽、而雨雪則是聚集狀態(tài)的液態(tài)水滴，它們的體積大小相差甚遠(yuǎn)。此外，液體的水有一種被稱為表面張力的特性，也就是聚攏自身體積的特性，我們在荷葉上看到的水是呈顆粒狀的水珠而不是平鋪開的水漬，這是因為荷葉表面有一層附有蠟質(zhì)的茸毛組織，水滴由于表面張力的作用無法在這層蠟質(zhì)茸毛上擴(kuò)散和滲透。如果你把一滴洗滌劑或洗衣粉溶入水珠，由于洗滌劑能夠大大降低液體的表面張力，水珠就會立即解體散開平鋪在荷葉上。防水透濕服裝就是利用了水的表面張力特性，在織物上涂布一層PTFE(與“耐腐蝕纖維之王”的聚四氟乙烯PTFE的化學(xué)成分相同而物理結(jié)構(gòu)不同)的增強(qiáng)織物表面張力的化學(xué)涂層，使水珠盡量收緊而不能散開、浸潤織物表面，從而無法透過織物組織上的孔隙。同時這種涂層又是多孔性的，單分子狀態(tài)的水蒸氣可以順利透過纖維間的毛細(xì)管孔道散發(fā)到織物表面。
在進(jìn)行較大的運動量之后如果在野外停下來休息，就有可能因為外界氣溫低、汗水無法及時逸散而在衣服內(nèi)層形成水滴，使人有一種很不舒服的感覺，這就是所謂的“結(jié)露”現(xiàn)象。有一種稱為“低結(jié)露”的特殊透濕性整理工藝，它采用聚氨基甲酸酯(PU)與親水性的納米陶瓷粉末對織物進(jìn)行涂層整理，在身體大量蒸發(fā)汗液時可以吸收過多的汗水蒸氣，從而避免了衣服內(nèi)部水蒸氣超過飽和蒸汽壓而轉(zhuǎn)化為水滴的現(xiàn)象。
除了從纖維和涂層上想辦法之外，在織物結(jié)構(gòu)上也可以盡量做到吸濕排汗。比如采用雙層組織結(jié)構(gòu)，貼身的內(nèi)層用疏水性纖維，而外層用親水性纖維，這樣汗液就能依靠毛細(xì)管作用，從皮膚上轉(zhuǎn)移到內(nèi)層纖維上，再由于外層親水性纖維與水分子的結(jié)合力強(qiáng)于內(nèi)層疏水性纖維，水分子又再次從織物的內(nèi)層轉(zhuǎn)移到外層，后散發(fā)到大氣中去。
3、抗菌防臭性：
由于運動的特點造成汗液、皮脂腺大量分泌。而戶外條件又不可能常換衣服，在適宜的溫度和濕度環(huán)境下，微生物也就大量繁殖，導(dǎo)致人身上散發(fā)出不雅的氣味并引發(fā)瘙癢感。因此正規(guī)的戶外運動服裝都是經(jīng)過抗菌防臭化學(xué)整理的。整理的途徑一般是將具有殺菌作用的有機(jī)季胺型、咪唑啉型表面活性劑或銀、銅等重金屬離子通過樹脂和交鏈劑固定在纖維上，使其具有一定的耐洗性。當(dāng)然，選擇殺菌劑的一個重要原則肯定是無毒或低毒，否則就是舍本求末了。近年來日本在天然抗菌整理劑的研究上做了不少探索，例如采用蘆薈、艾葉、桉葉、玫瑰花等具有殺菌作用的芳香油提取物，將其包覆在多孔性有機(jī)微膠囊或多孔性陶瓷粉末中附著在織物上，并加以樹脂交聯(lián)固定，通過摩擦、積壓等機(jī)械作用緩慢釋放出殺菌劑以達(dá)到耐久抗菌整理的目的。這一類天然抗菌劑不僅無毒無害，而且還有一定的保健功能，應(yīng)該是抗菌整理的發(fā)展方向。不過由于固定抗菌劑的手段目前很有限，因此抗菌劑的耐洗性不夠好，每洗滌一次抗菌性能就下降一些，一般幾十次之后就完全消失。
美國道康寧AEGIS防霉抗菌劑采用分子鍵結(jié)的方式將十八個長碳鏈均勻的分布在織物表面,與織物纖維結(jié)合為一體,之后依靠物理作用進(jìn)行殺菌,而不同于其他通過化學(xué)作用進(jìn)行殺菌,以達(dá)到永久抗菌的效果.
4、防污和易去污性：
戶外運動經(jīng)常行走穿梭在泥濘潮濕的山野林間，衣服擦臟是難免的事，這就要求服裝外表要盡量不容易被污漬所沾污，而一旦被沾污之后又要易于洗滌去除。改變纖維的表面性能，大幅度提高了織物的表面張力，使油污和其他污漬難以滲透到織物內(nèi)部去，輕微的污漬用濕布揩擦即可除去，較重的污漬也易于清洗。而防污整理不僅能夠防止油污的污染，還同時具有防水透濕的性能，一般被稱為“三防整理”(拒水、拒油、防污)，屬于比較實用有效的高級化學(xué)整理手段，常用在服裝外層和背包、鞋子、帳篷的面料整理上。
5、抗靜電和防輻射整理
登山是戶外運動的核心內(nèi)容，除了原始密林之外，海拔3000米以上的高山高原地帶由于氣壓低，水分易于揮發(fā)，環(huán)境一般都比較干燥，而戶外服裝基本都是化學(xué)纖維織物制成，因此靜電問題較為突出。靜電的危害一般表現(xiàn)為衣服易起毛起球、容易沾染灰塵污垢、貼近皮膚有電擊和粘滯感等等。如果攜帶有如電子羅盤、海拔表、GPS導(dǎo)航儀等精密的電子儀器，就有可能被服裝的靜電所干擾而產(chǎn)生錯誤，帶來嚴(yán)重后果。
任何物體相互摩擦都可能產(chǎn)生靜電，但是只有干燥的絕緣物體才會把靜電積累起來造成危害。因此好的抗靜電織物當(dāng)然是天然纖維織成的，但是如前所述，純天然纖維難以勝任戶外運動的特殊要求，而且即使是天然纖維，在非常干燥的環(huán)境下也會因為缺乏水分子而產(chǎn)生靜電現(xiàn)象?？椢锏目轨o電整理途徑主要有兩點：一是干脆在織物中織入金屬絲，做成導(dǎo)電織物(同時也是電磁波屏蔽織物和防輻射織物)，把摩擦產(chǎn)生的靜電及時傳導(dǎo)逸散到外界去。但是這種織物不適合運動服裝使用，主要是柔軟性不好，不夠舒適。另一種方法就是采用嵌段聚醚、聚丙烯酸酯等具有吸濕作用的抗靜電劑，給織物表面涂布一層可以吸附水分子的化學(xué)薄膜，使織物表面形成一層連續(xù)的導(dǎo)電水膜，將靜電傳導(dǎo)逸散。
高海拔地區(qū)由于大氣層相對變薄，對紫外線的阻隔過濾作用大大降低，紫外線的強(qiáng)度比低海拔地區(qū)高得多。紫外線能有效地促進(jìn)維生素的生成，具有殺菌作用，但過分強(qiáng)烈的照射會給人的皮膚帶來傷害。而紫外線的穿透力是很強(qiáng)的，一般纖維織物并不能完全屏蔽它的照射。把納米級的無機(jī)二氧化鈦(TiO2)、納米氧化鋅(ZnO)等紫外線屏蔽劑和有機(jī)的水楊酸系、氰基丙烯酸酯系、二苯甲酮、苯并三唑等紫外線吸收劑，采用樹脂交聯(lián)的方法固著在織物上，就能夠起到一定的防輻射作用。
可以這么說，戶外運動服裝代表著當(dāng)今紡織科學(xué)發(fā)展的新前沿技術(shù)，這也是一件看似不起眼的登山服、沖鋒褲動輒幾百上千甚至幾千元的一個重要原因(當(dāng)然也不排除品牌價值和功能款式等因素)。盡管價格確實不低，但是一套集防風(fēng)、透氣、防潮、保暖、防輻射等諸性能為一體的專業(yè)戶外運動服裝，對于一個登山者來說，有時可能會具有與生命相同的含意！不過，由于戶外運動的多樣性、復(fù)雜性和不可預(yù)見性，對服裝的功能因環(huán)境和運動方式的不同，可能會有很多截然不同的要求，因此，就目前的科學(xué)技術(shù)來說，戶外運動服裝的總體性能還是難以做到面面俱到盡善盡美。

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