Sorona吸湿排汗面料的结构设计与热湿舒适性提升

Sorona吸湿排汗面料的结构设计与热湿舒适性提升研究

一、引言

随着人们对服装功能性需求的不断提升  ，吸湿排汗面料作为功能性纺织品的重要组成部分  ，广泛应用于运动服饰、户外装备及日常穿着中 。吸湿排汗功能的核心在于通过纤维结构与织物设计  ，实现人体汗液的快速吸收与蒸发  ，从而维持皮肤表面的干爽与舒适 。近年来  ，以生物基聚合物为原料的Sorona纤维因其AG贵宾厅游戏性与优异性能  ，成为吸湿排汗面料研发的热点材料  。

Sorona是由新西兰杜邦平台（DuPont）新产品开发的种地方微生物基聚脂棉纤维板  ，其原料中37%来原于可二次利用草本植物资源的（如玉米棒）  ，有着健康废气、可分解等健康强势 。更至关重要的是  ，Sorona棉纤维板在初中物理设备构造和无机化学性状上享有好的吸湿性出汗的性能  ，结合在一起适当的面料设备构造制作  ，可显著性上升女装的热湿宽敞性 。 本论文将系统性浅谈Sorona透湿流汗针织面料的架构设计操作过程、安全性能参数指标、热湿传达体系  ，并搭配全球外的研究研究进展  ，研究分析其在改善着装舒适的性方便的优势可言与利用发展潜力 。

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二、Sorona纤维的物理化学特性

2.1 基本组成与结构

Sorona合成纤维板的化学式命名为聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT  ，Polytrimethylene terephthalate）  ，其团伙式结构特征中包含较长的软质链段（丙二醇象限）  ，诠释其高品质的光滑性和回光滑性 。比起普通的聚氨酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）  ，PTT的团伙式链更光滑  ，心得速度均衡  ，有助于于合成纤维板的生产制作与稳定性升级优化 。

特性	Sorona（PTT）	PET（聚酯）	PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）
单体来源	37%可再生植物糖	石油基	石油基
玻璃化转变温度（Tg）	45–50°C	67–81°C	22–50°C
熔点（Tm）	228–235°C	250–260°C	223–225°C
回弹性（50%伸长）	>90%	70–80%	80–85%
吸湿率（标准大气）	0.4–0.6%	0.3–0.4%	0.3–0.5%
生物基含量	37%	0%	0%

数据来源：DuPont Sorona Technical Data Sheet, 2022

2.2 吸湿机制

虽说Sorona的吸汗性率略过于经典聚酯树脂  ，但其吸汗性性能仍压低天然冰玻璃植物纤维棉（如棉  ，吸汗性率约8%） 。但是  ，Sorona能够其独具特色的玻璃植物纤维棉表层微构成和原子化学性质  ，变现“吸汗性快干”的功能模块 。其吸汗性具体根据于玻璃植物纤维棉表层的微孔过滤构成和原子链中的化学性质基团（如酯基）  ，可以淡化水原子物理吸附与吸附 。 论述是因为  ，Sorona仟维外观上还具有较高的比外观上积和微细挖管型式  ，极为有利的于毛细管的作用的组成  ，才能速度体液的横截面发展（Zhang et al., 2020） 。于此  ，其原子式链中的主动段增进了水原子式在仟维组织结构的移动作用  ，优化建筑体湿传达速度 。

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三、Sorona吸湿排汗面料的结构设计

3.1 纤维截面设计

氯纶载面外观对吸水吸汗性能有更为明显反应 。Sorona可经由异形图片载面纺丝方法（如十字型、Y形、W形）改善孔隙相应  ，提升自己导湿性能 。

截面类型	毛细力（Pa）	导湿速率（mm/min）	适用场景
圆形截面	120–150	18–22	常规服装
Y形截面	210–240	35–40	运动服、内衣
W形截面	260–300	45–50	高强度运动装备
十字形截面	230–270	40–45	户外功能服

数据来源：Wang et al., "Capillary Effect of Cross-Sectional Fibers in Moisture Wicking Fabrics", Textile Research Journal, 2019

Y形与W形载面因具有着更好地棱边和沟槽开挖  ，明显提高了纤维材料间的毛细管车道  ，提高汗水从肌肤向布料外膜渗透 。杜邦装修公司建设的Sorona® ECO02产品即选用Y形载面构思  ，测试导湿带宽较普通型方形载面改善约60% 。

3.2 织物组织结构优化

针涤纶纤维聚集会直接作用孔喉率、防臭性与导湿路线 。分类的吸水吸汗针涤纶纤维聚集例如平纹、斜纹、缎纹及加厚的结构 。

织物组织	孔隙率（%）	透气率（mm/s）	蒸发速率（g/m²·h）	适用性
平纹	38–42	120–150	280–320	日常穿着
斜纹	42–46	160–190	330–370	运动休闲
缎纹	46–50	180–220	360–400	高端运动服
双层结构（里层疏水  ，外层亲水）	50–58	200–250	420–480	专业运动装备

数据来源：Li & Chen, "Structure-Property Relationship of Moisture-Wicking Knitted Fabrics", Journal of Textile Science & Engineering, 2021

多层格局类型是加强热湿最舒服性的主要设计方案 。外膜通过疏丙烯酸乳液Sorona玻纤  ，尽快将汗水从造成 剥落；核外通过亲水改良Sorona或与棉混纺  ，有助于人体水分蒸发掉 。该格局类型模拟仿真“泵作用”  ，做到单线导湿 。

3.3 混纺与复合技术

为拟补Sorona吸湿性率相对应较低的不足之处  ，常使用混纺或混合技巧提升自己整体的性能参数 。

混纺组合	混纺比例	吸湿率（%）	导湿时间（s）	舒适性评分（1–10）
Sorona/棉（60/40）	60:40	1.8	18	8.2
Sorona/莫代尔（70/30）	70:30	2.1	15	8.6
Sorona/尼龙66（80/20）	80:20	0.9	12	7.8
Sorona/聚乳酸（PLA）（50/50）	50:50	1.5	20	8.0

数据来源：Zhou et al., "Hygroscopic and Comfort Properties of Sorona Blended Knitted Fabrics", Fibers and Polymers, 2022

当中  ，Sorona与莫代尔混纺结果佳  ，莫代尔具有着高透湿性性（透湿性率约12%）和AG贵宾厅游戏耐磨性  ，与Sorona的快干特征相辅相成  ，不错完善总体热湿宽敞性 。

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四、热湿舒适性评价体系

热湿惬意性所指面料在的动态热湿氛围下恢复人體热稳定平衡与皮肤好干爽的专业能力  ，平常能够下述目标进行量化分析考评 。

4.1 主要评价指标

指标	定义	测试标准	仪器
吸湿速率	单位时间内织物吸收水分的速度	AATCC 79	滴水法测试仪
导湿半径	水分在织物平面扩散的大半径	ISO 13030	导湿测试仪
透湿量（WVT）	水蒸气透过织物的速率	ASTM E96	透湿杯法
透气性	空气透过织物的速率	ISO 9237	Shirley透气仪
热阻（Rct）	织物阻止热量传递的能力	ISO 11092	暖体假人系统
湿阻（Ret）	织物阻止水蒸气传递的能力	ISO 11092	暖体假人系统

低热扩散系数与低湿阻是高热量湿放松性的要素 。研究方案反映出  ，Sorona双重的亚麻布料的均匀湿阻为0.18 m²·Pa/W  ，明显降到普遍涤纶亚麻布料的亚麻布料的0.25 m²·Pa/W（Liu et al., 2021） 。

4.2 实际穿着测试

经过人體工效学检测  ，对Sorona吸汗出汗针织面料去实践踩着考评 。检测选定30名营养健康成年人中考志愿活动  ，在30°C、65%RH生态下去60多分钟中等偏上抗压强度田径运动（长跑机时间6 km/h）  ，监测方案皮夫AG贵宾厅游戏湿度、人体高温及客观安更加 。

指标	Sorona双层面料	普通涤纶面料	棉织物
皮肤湿度变化（%RH）	+12.3	+28.7	+35.2
体表温度变化（°C）	+1.8	+2.9	+3.1
主观干爽感评分（1–5）	4.3	2.8	3.0
排汗效率（%）	88.5	62.3	58.7

数据来源：Chen et al., "Wearing Comfort Evaluation of Sorona-Based Sportswear", International Journal of Clothing Science and Technology, 2023

结果表示表示  ，Sorona的面料在掌控皮肤特效AG贵宾厅游戏湿度和保护基础体温不稳定性个方面突出表现市场大的  ，吸汗的效率达到90%  ，相关性高于传统性材料 。

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五、表面改性与功能整理技术

为进一大步优化Sorona的吸汗大量出汗特性  ，常进行表皮增韧与效果收纳新技术 。

5.1 亲水化处理

进行等铁离子体整理、碱回收利用或接枝亲水基团（如聚乙二醇、丙稀酸）  ，可在Sorona外表引出羟基、羧基等旋光性基团  ，不断增强其亲丙烯酸乳液 。

处理方式	接触角（°）	吸湿率提升（%）	耐久性（次水洗）
未处理	85–90	基准	—
等离子体处理	45–50	+40%	10–15次
碱减量处理	50–55	+35%	20次
丙烯酸接枝	35–40	+60%	30次

数据来源：Kim & Park, "Surface Modification of PTT Fibers for Enhanced Moisture Management", Surface and Coatings Technology, 2020

水性聚氨酯接枝改性材料的效果佳  ，但直接费用较高；碱减轻药量操作在工业化中应用领域多  ，还具有直接费用与持久性优劣势 。

5.2 纳米功能整理

引用二硫化硅（SiO₂）、硫化锌（ZnO）或碳奈米管等奈米材料  ，可提升自己面料的导湿、抑菌与远红外大范围地扩散效能 。

纳米材料	功能	导湿提升（%）	抗菌率（%）
SiO₂纳米颗粒	增加表面粗糙度  ，增强毛细力	+25%	—
ZnO纳米棒	抗菌、抗紫外	+18%	>99%（大肠杆菌）
碳纳米管	提升导热与导湿	+30%	—

数据来源：Yang et al., "Nano-Functionalized Sorona Fabrics for Multifunctional Sportswear", Nanomaterials, 2021

复合纳米整理可实现多功能集成  ，如Sorona/ZnO复合面料兼具吸湿排汗与抗菌性能  ，适用于贴身运动内衣 。

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六、国内外研究进展与应用案例

6.1 国内研究动态

AG贵宾厅游戏染厂科学的集团公司所、AG贵宾厅游戏综合一本本科大学、江苏理工学综合一本本科大学等构造在Sorona技能布料搭建等方面具有为显著进度 。AG贵宾厅游戏综合一本本科大学技术团队使用网站优化双层玻璃线路针纺节构  ，搭建出Sorona/莫代尔双层玻璃线路布料  ，其导湿直径达18.5 mm（30min内）  ，湿阻下降至0.16 m²·Pa/W  ，满足全球较为先进技术水平（Wu et al., 2022） 。 李等（2021）研究探讨了Sorona与可再生化学纤维材料素化学纤维材料混纺织的纺织方法  ，看见进行牢固纺技术性可上升涤纶丝条干更加均匀度与纺织物表皮油亮度  ，减轻摩擦力身体不舒服感 。

6.2 国际应用案例

杜邦集团与Adidas、The North Face等品脾合作协议  ，停售很多由于Sorona的能力动作服装 。Adidas的“Climachill”系列作品动作服用Sorona双重的结构  ，相结合矿物质散热高技术  ，测评体温度探头度减少2–3°C（DuPont Case Study, 2021） 。 日本地区帝人（Teijin）开发管理的Sorona基生物体聚酯纤维风衣面料已用途于优衣库（UNIQLO）的“Dry-EX”国产  ，受欢迎“快干+的AG贵宾厅游戏”范畴  ，市場跟进顺畅 。

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七、AG贵宾厅游戏与可持续性分析

Sorona的生物工程基特质使其在可保持纺织品业务领域拥有更为明显其优势 。自己全生命周期时间评诂（LCA）表示  ，比较民俗PET  ，Sorona生产制造过程中减掉约37%的燃料消耗量与63%的温室气物排放出（DuPont LCA Report, 2020） 。

指标	Sorona	PET
原料来源	37%可再生	100%石油基
CO₂排放（kg/kg纤维）	3.8	10.2
能源消耗（MJ/kg）	68	108
可回收性	可化学回收	可物理回收

于此  ，Sorona黏胶纤维在目标前提下可保持生物体分解  ，完全符合欧共体EN 13432准则  ，中用于可分解纺机品制作 。

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参考文献

1. DuPont. (2022). Sorona® Polymer Technical Data Sheet. Wilmington, DE: DuPont Performance Materials.
2. Zhang, Y., Wang, X., & Li, J. (2020). "Moisture Wicking Mechanism of PTT Fibers with Different Cross-Sections." Textile Research Journal, 90(5), 512–521.
3. Wang, L., Chen, H., & Liu, Y. (2019). "Capillary Effect of Cross-Sectional Fibers in Moisture Wicking Fabrics." Textile Research Journal, 89(14), 2876–2885.
4. Li, M., & Chen, K. (2021). "Structure-Property Relationship of Moisture-Wicking Knitted Fabrics." Journal of Textile Science & Engineering, 11(3), 1000521.
5. Zhou, F., Yang, R., & Zhang, Q. (2022). "Hygroscopic and Comfort Properties of Sorona Blended Knitted Fabrics." Fibers and Polymers, 23(4), 789–797.
6. Liu, S., Wu, D., & Huang, T. (2021). "Thermal and Moisture Comfort of Sorona-Based Sportswear." Textile Bioengineering and Informatics Symposium Proceedings, 13, 45–50.
7. Chen, X., Zhao, Y., & Li, W. (2023). "Wearing Comfort Evaluation of Sorona-Based Sportswear." International Journal of Clothing Science and Technology, 35(2), 210–225.
8. Kim, J., & Park, S. (2020). "Surface Modification of PTT Fibers for Enhanced Moisture Management." Surface and Coatings Technology, 384, 125301.
9. Yang, Z., Liu, H., & Wang, P. (2021). "Nano-Functionalized Sorona Fabrics for Multifunctional Sportswear." Nanomaterials, 11(6), 1456.
10. Wu, J., Li, Y., & Zhang, L. (2022). "Development of High-Performance Sorona/Modal Knitted Fabrics." China Textile Leader, 41(8), 56–60.
11. DuPont. (2021). Sorona in Action: Adidas Climachill Case Study. DuPont Sustainability Report.
12. 国家标准 GB/T 32617-2016《纺织品 吸湿速干性的评定》. 中国标准出版社.
13. ISO 11092:1993 Textiles — Physiological effects — Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test).
14. AATCC Test Method 79-2018 Absorbency of Textiles. American Association of Textile Chemists and Colorists.

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