舒適性衣著系統之吸濕排汗層設計分析
一、前言
服裝系統是人體新陳代謝和環境之間，將熱量和水分轉移至環境的介面。環境有不同的溫度、濕度及風速，隨著地理位置、季節、室內外及每天早晚都會有變化，而人體的產熱量也會隨著休息和活動而不同，因此服裝系統最重要的關鍵就是調節人體在不同新陳代謝及不同環境下的熱平衡與濕平衡，如何協助穿著者保持最舒適的微氣候，成為機能性服飾設計的關鍵。吸濕排汗層（濕度管理層，或稱為底層、親膚層）為服裝系統與人體皮膚的接觸層，主要作用為汗水管理，迅速排除人體產生的汗液，保持皮膚乾燥，達到涼爽或保暖效果。
二、吸濕排汗層作用原理
吸濕排汗層為穿著在皮膚上的貼身衣物，為了幫助身體在活動時維持舒適的溫、濕度，底層衣物應具有將皮膚上之汗水和蒸氣吸收，並透過有效的傳輸機制將水分排除至衣服外表層，以利蒸發的能力。
有效的溼度管理在熱和冷的環境中都很重要，尤其在極端炎熱或寒冷之環境進行戶外運動時，更是影響人體體溫調節機制是否能正常運作的關鍵。在高溫環境中人體仰賴汗水蒸發散熱，底層衣物的水分傳輸功能有助於身體保持涼快且乾爽，因此材質多使用具吸濕排汗與快速蒸散功能之纖維，例如聚酯、耐隆纖維等，能夠迅速將人體產出的汗液抽離至織物表面（又稱為單向導濕）進行蒸發散熱，再以水蒸氣的型態，穿過服裝系統的中、外層，逸散到環境中，是為蒸發散熱。
在寒冷的環境中，吸濕排汗亦有助於保持身體的乾爽和溫暖，然而人體在低溫環境時如果沒有減緩汗水因蒸散而流失熱量的速度，就很有可能發生失溫的危險。因此「濕保暖」也是底層織物設計時重要的考量，例如以羊毛纖維作為底層，因羊毛纖維的捲曲性，使織物具備許多氣室，產生凝滯空氣，構成熱絕緣（Thermal Insulation），能有效調節溫度，並運用其高回潮（降低蒸發散熱）、低導熱（接觸溫暖感）的特性，使羊毛底層衣具備「濕保暖」的功能，減緩汗水蒸散速度以達保溫效果。此外，羊毛具有絕佳的透氣度以及溫控效果，冬暖夏涼，一年四季都能穿，加上親膚性高、吸溼且排汗快、抗菌防臭等特性，使羊毛產品在近年迅速成為戶外服裝市場的新寵。
吸濕排汗的另一個重點為單向導濕，原理跟紙尿褲和衛生棉一樣，當織物吸附水分時，與皮膚接觸面（內層）要保持乾燥，與環境接觸面（外層）呈現濕潤，若兩面都呈現溼潤即表示織物不具有單向導濕功能。一般建議濕度管理層要有內外層之分，不代表布料一定是單面布或是雙面布，要看纖維紗線是如何配置。其中內層為傳導層，外層為吸收層，當汗水產生時，傳導層（皮膚接觸面）要迅速吸收汗水並傳導至吸收層，維持內層乾燥，避免產生溼黏感；吸收層則負責接收傳導層傳來的水分，在外層（環境接觸面）擴散，以利蒸發和乾燥。（參見圖1）
圖1 吸濕排汗織物雙層結構
資料來源：紡織所整理
三、吸濕排汗層織物設計
在設計吸濕排汗層織物時須考量穿著者的使用情境，從織物結構的特性與原理出發，依保暖、吸濕排汗、乾燥的類型和程度，及不同季節、氣候、運動強度、排汗量水準等外部變異因素量身而定。
底層衣的設計概念與使用情境如圖2所示，在熱環境中，吸濕排汗層衣物的乾燥速度並不是越快越好，當流汗量高時必須講求快乾，然而在低流汗量時，也可以考慮降低蒸散速度，訴求持續性的涼感；冷環境中則不能講求快乾，反而必須降低底層織物汗水的蒸散速率以避免運動後的寒冷效應，甚至必須擁有低熱傳導、高回潮與熱絕緣的特性，以達「濕保暖」的功效。
圖2 吸濕排汗層織物設計概念和情境
資料來源：紡織所整理
例如在秋天運動的吸濕排汗層衣，可以運用較細的紗線做外緻密內蓬鬆的組織設計，因為纖維越細蕊吸性越強、風阻越大，內裏蓬鬆設計不僅有助於排汗，也有熱阻抗性。此吸濕排汗層衣在運動中可以協助身體快速排除汗水，在靜態休息時亦具有良好的防風與保暖性，然而透氣性較差，對流性散熱所產生涼感會降低，就較不適合在夏天或熱環境下穿著。
四、吸濕排汗層織物設計案例
（一）Polartec® Delta™
Polartec 於2017年春夏推出的商品Polartec® Delta™，布料由親水（Tencel™ Lyocell）及疏水（聚酯）兩種紗線織成蜂巢組織結構，利用高低回潮的方式，將運動中皮膚產生的汗水經由疏水層快速導流至親水層，達到快速排汗效果。而當汗水傳輸至親水層之後，Lyocell紗線的高回潮性也能在蒸散之餘也保持水分，實現長效降溫的功用。（參見圖3）
布料內層聚酯紗在固定的循環寬度織造集圈組織（Tuck Stitch），使Lyocell紗形成凸起的橢圓網眼結構，正面微凸，裡面微凹，接觸皮膚面積大為減少，空氣得以自由對流，提升速乾及透氣散熱效果。具紋理的不連續表面不僅減少與皮膚的摩擦，也讓布料即使濕了也不會產生黏膩感。
圖3 Polartec Delta™ 織物組織
資料來源：Polartec，紡織所整理
（二）bandavej®
bandavej®運動布料採用雙層結構單向濕度管理，內部聚丙烯層（PP）為疏水性，外層為美麗諾羊毛，利用高低回潮的方式，將汗水從皮膚面被拉出來到織物表面。由於羊毛具有高回潮率、低熱傳導，並且能提供隔熱屏障，讓織物即使濕了也能提供保暖功效，維持身體恆溫舒適。（參見圖4）
圖4 bandavej®布料示意圖
資料來源：bandavej®，紡織所整理
（三）TransDRY®
美國棉花公司的專利技術TransDRY®是100%純棉布料的導濕速乾技術，擁有比一般化纖更佳的親膚性、透氣性與吸濕性。和上述單向導濕的原理不同，TransDRY®使用撥水加工棉紗與常規棉紗交織成雙層分工結構，傳導層以撥水棉為主，吸濕層則以常規棉，交織過程中傳導層讓常規棉穿越作為蕊吸點，當汗水產生時，撥水紗不會溼潤，水分會經由蕊吸點傳輸至吸濕層，達到內乾外濕、單向導濕的作用。（參見圖5）
圖5 TransDRY®技術機制作用圖
資料來源：CottonWorks™
（四）Schoeller 3XDRY®
Schoeller 3XDRY®技術在同一塊布料進行撥水和親水整理加工，賦予織物外層撥水、內層吸濕、快乾三種性能。3XDRY®技術在布料外層進行撥水加工整理，使織物擁有抗汙及撥水功能；內層則進行親水加工，有助於織物迅速吸附水氣並快速擴散，達到快乾效果。單撥單吸（外撥內吸）的特性使3XDRY®布料在吸濕排汗的同時，布料表面不會出現汗漬（參見圖6），符合現今Lifestyle、運動兼具都會休閒的趨勢，讓穿著者在進行任何活動時，亦能維持內在及外觀的舒爽乾淨。
圖6 3XDRY®布料在吸收汗水的同時（左圖），表面不會出現汗漬（右圖）
資料來源：Schoeller 官網
五、結論
由於吸濕排汗直接關係到生理的舒適性，因此對進行容易出汗活動的運動員、戶外活動愛好者而言，是服裝穿著的必備條件，甚至一般都會休閒穿著也日益重視此項機能。底層（濕度管理層）關鍵在於調節人體在不同環境、新陳代謝反應下所產生的汗水，藉由迅速排除人體產生的汗液，將水分與皮膚隔開，保持皮膚乾燥，使穿著者感到涼爽或保暖，快速達到生理濕熱及感覺上舒適。然而水分傳導機制複雜，在設計底層織物時須從織物結構的特性與原理出發，同時要考量穿著者的使用情境，其保暖、吸濕排汗、乾燥的類型和程度，要依據不同季節、氣候、運動強度、排汗量水準等外部變異因素量身而定，才能滿足不同面相的消費者需求。
參考文獻
- 尹承達（2018），〈紡織品與人體的親密對話〉，《紡織趨勢》，第267期，紡織綜合研究所。
- 紡拓會（2015），〈吸濕排汗布料：穿著者舒適之關鍵〉，紡織月刊，第231期，紡拓會。
- Polartec® Delta™官方網站。
- bandavej® 官方網站。
- CottonWorks™ TransDRY® Technology 官方網站。
- Schoeller 3XDRY® 官方網站。
