燙衣服為什麼能把皺褶燙平？
― 蒸氣先鬆開纖維裡的「手牽手」，乾燥時再以平整的形狀重新牽手
熨斗看起來像是用熱鐵把皺褶壓平。但真正的主角不是熱，而是「水」。水會先把纖維裡細小的結合鬆開，再讓它在變乾的過程中以平整的形狀重新結合。皺褶會被燙平，只有在這個「鬆開、再重新結合」的過程發生時才會發生。
洗衣機洗好後，襯衫就這樣揉成一團晾乾的早晨。乾了以後的襯衫，滿是皺巴巴的皺褶。
你急忙拿出熨斗，但乾燙的話怎麼燙都燙不平。可是只要用噴霧稍微噴濕，或是開蒸氣，就能順順地燙平。
光靠熱是不夠的，有水才會燙平。皺褶的真面目，就藏在這個「需要水」的地方。
皺褶被燙平的原因，分成兩個階段
棉的纖維，是由細長的分子排列而成，彼此之間用小小的「手」牽在一起。皺褶，就是以彎曲的形狀重新牽手之後的狀態。水一旦滲入，這些手就會鬆開，纖維也會變得柔軟。
趁布還柔軟的時候，用熨斗的重量把布壓平。就這樣讓水分蒸發，分子就會以平整的形狀重新牽手。等到完全乾燥，平整的形狀就會被「固定」下來。
也就是說，熨斗並不是把皺褶壓扁的工具，而是把「鬆開」「定形」「固定」這三個動作一次完成的工具。
皺褶，是以彎曲的形狀「重新牽手」後留下的痕跡
棉和麻的纖維，成分和植物的細胞壁相同，是由葡萄糖像鎖鏈一樣長長相連而成的分子。這種分子的表面排列著許多能和相鄰分子微弱吸引的位置，這裡就稱它為「手」。
布一旦彎曲，分子彼此的位置就會錯開。保持彎曲的狀態過一段時間，就會在錯開的位置重新牽手。這樣一來，彎曲的形狀就被保留下來，這就是皺褶。洗衣後特別容易留下皺褶，就是因為布在手鬆開、還濕著的狀態下被揉成一團，就這樣直接乾掉了。
請看圖1。左邊是皺褶的狀態，分子保持彎曲，用虛線的手連在一起。中間是圓形的水粒子擠進手與手之間，上方的熨斗把布往下壓。右邊則是水如上方箭頭所示排出，分子以筆直的形狀重新牽手連接。
乾燙為什麼不容易燙平？
乾燥的棉分子，手牽得很緊。要鬆開這個手，據說需要非常高的溫度，布恐怕會先燒焦。
然而一旦有水滲入，水分子就會橫插進來搶走「手」的對象。分子之間的結合變鬆，就算溫度低很多也能柔軟彎曲。這就是為什麼蒸氣和噴霧有效的原因。蒸氣接觸到布、凝結回水時，也會同時釋放大量的熱，所以還能迅速把布加熱。
最後還需要把水趕出去的時間。濕著就放手的話，布又能自由變回原本喜歡的形狀。燙衣服所花的時間，大部分可說是用在把布裡的水蒸發掉。圖2可以確認含水量和蒸發所需時間之間的關係。
洗滌標示上的熨燙圓點，三點代表最高200℃，兩點代表150℃，一點代表110℃為上限。棉和麻容易吸水，也耐高溫，所以是三點。聚酯纖維幾乎不吸水，用水沒辦法讓手鬆開。取而代之的是只靠熱就會變軟，所以較低的溫度也能改變形狀，太熱則會融化發亮。
羊毛的摺線，是用蒸氣噴濕後壓住，再烘乾而定型的。濕氣重的日子，或是被雨淋濕之後，水又會讓結合鬆開，摺線就會慢慢恢復原狀。反過來說，把起皺的羊毛衣物掛在充滿蒸氣的浴室裡，皺褶也比較容易消除。
總結
皺褶，是纖維的分子保持彎曲形狀重新結合後留下的痕跡。熨斗靠水和熱把這個結合鬆開，用重量把布壓平，再讓水分蒸發，以平整的形狀固定下來。光靠熱不容易燙平，噴濕以後才容易燙平，原因就在這裡。
把皺褶燙平的，不是熱，而是水。
熨斗，是靠鬆開・壓平・烘乾，來重新定形的工具。
水把纖維的結合鬆開的機制，和紙張一濕就容易破的原因相同。蒸氣傳遞熱能的能力，則在蒸氣燙傷為什麼比熱水燙傷更嚴重中有詳細說明。
- 準備兩條棉手帕，兩條都用手用力握緊，弄出皺褶。
- 一條保持乾燥，另一條用噴霧稍微噴濕，然後用相同的溫度、相同的次數燙平。
- 噴濕的那條應該會燙得比較平。也可以試試看，趁噴濕的那條還有點濕的時候就停手，冷卻後皺褶是不是會稍微恢復。
熨斗會變得非常燙。小朋友嘗試時請大人陪同在旁，不要把手靠近蒸氣的噴出口。
想知道更多 ― 術語・公式・與教科書的連結從國中理化到大學專業科目，都會明確標示是哪個程度的內容
- 國中國中理化課會學到的範圍
- 高中高中「化學」「物理」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄等級的內容
- 大學高中不會教，屬於大學專業科目（高分子物理・纖維工程）的內容
- 研究連大學都還不把它當成「定論」教，是研究人員正在調查中的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 纖維素：棉、麻、紙的主要成分。是葡萄糖長鏈狀連接而成的分子。
- 氫鍵：本文中稱為「手」的分子間弱結合。有水存在時，水分子會搶走這個結合的對象。
- 蒸發熱（氣化熱）：把水變成水蒸氣所需的熱量。每1克水約需2260焦耳。
國中高中用公式確認：燙一件襯衫的水要花幾秒？
要固定皺褶，就必須把布裡含的水趕出去。這裡用熱量的進出來估算所需時間。
| 用符號寫 | t ＝ m × L ÷ P |
| 用文字寫 | 蒸發所需時間 ＝ 水的質量 × 每克水的蒸發熱 ÷ 熨斗的功率 |
| 這個公式從何而來 | 能量守恆。熨斗每秒傳遞的熱量（功率）乘以時間，等於把水變成水蒸氣所需的熱量，兩者達到平衡。 |
| 符號 | 意義與單位 |
|---|---|
| t | 蒸發所需時間（秒） |
| m | 布中所含水的質量（克） |
| L | 把1克水變成水蒸氣所需的熱量（焦耳每克） |
| P | 熨斗的功率（瓦＝焦耳每秒） |
| 棉襯衫一件的重量（估計值） | 約 200 g |
| 噴霧或蒸氣含的水量（估計值） | 襯衫重量的 10 % |
| 水的蒸發熱（100℃） | 約 2260 J/g |
| 家用熨斗的功率（估計值） | 1200 W |
| 含水的質量 | 200 × 0.1 ＝ 20 g |
| 把水變成水蒸氣所需熱量 | 20 × 2260 ＝ 45200 J |
| 熨斗蒸發所需時間 | 45200 ÷ 1200 ≒ 38 秒 |
| 比較：把水從20℃加熱到100℃所需熱量 | 20 × 4.2 × 80 ＝ 6720 J |
| 蒸發所需熱量是加熱所需熱量的幾倍 | 45200 ÷ 6720 ≒ 6.7 倍 |
即使熱量全部用在水上，也要花約38秒。實際上有一部分熱量會散失到空氣或燙衣板上，所以一件襯衫花上幾分鐘是很自然的。而且使用的熱量，大部分不是用來加熱水，而是用來把水變成水蒸氣。
高中高中＋水搶走「手」的機制
高中纖維素的分子上，排列著許多羥基（氧和氫的組合）。相鄰分子的羥基之間以氫鍵連接，維持纖維的形狀。由於水也能和羥基形成氫鍵，一旦進入纖維中，就會把部分分子間的結合替換成和水的結合。
高中＋棉的纖維中，有分子整齊排列的結晶部分，和排列紊亂的非晶部分。水主要能滲入的是非晶部分，一般認為皺褶的「彎曲」也主要由這個部分承受。棉在標準空氣中所含的水分，約為重量的8.5%（公定含水率）。
大學塑化與玻璃轉移
高分子的非晶部分，會在某個溫度為界，從「堅硬如玻璃的狀態」轉變為「柔軟如橡膠的狀態」。這個溫度稱為玻璃轉移溫度。像水這樣的小分子滲入後使玻璃轉移溫度下降的作用，稱為塑化。乾燥的纖維素玻璃轉移溫度據說非常高，但含水後會大幅下降。可以把燙衣服看成是：先噴濕讓溫度高於轉移溫度來定形，再透過乾燥和冷卻讓溫度降回轉移溫度以下，把形狀凍結下來的操作。聚酯纖維不吸水，所以只靠熱讓溫度超過這個轉移溫度。打褶加工正是利用這點的熱定型（heat set）。
📖 公式的推導與更深入的內容：玻璃轉移點（維基百科，日文） ／ 氫鍵（維基百科，日文）
研究目前還不完全清楚的事
- 皺褶「回彈」是由分子的哪個部位決定的。 結晶部分與非晶部分交界處發生了什麼事，由於測量困難，詳細機制仍在持續研究中。
- 形態穩定加工的新方法。 不易起皺的襯衫，是用化學方式在分子之間架橋，讓手不會鬆開。目前正在研究更安全、更不傷布料的架橋方法。
- 水滲入的速度。 蒸氣中的水滲透進纖維深處的速度，會因纖維粗細和撚絲方式而異，據說目前還沒有統一的估算方法。
也就是說，這篇文章的內容，也只是「目前已知範圍內的說明」。即使是每天的家事裡，也還藏著尚未解開的分子運動。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應的部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・狀態變化與熱 | 把水變成水蒸氣需要熱量、蒸發所需時間的計算 |
| 高中 | 化學・高分子化合物（纖維素）、氫鍵 | 皺褶的真面目，以及水搶走結合對象的機制 |
| 高中＋ | 化學・纖維的性質（吸濕性） | 結晶與非晶部分、公定含水率 |
| 大學 | 高分子物理・纖維工程 | 玻璃轉移、塑化、熱定型 |
| 研究 | 纖維・高分子材料研究 | 皺褶的回彈與形態穩定加工 |
| ― | 與生活的連結 | 先噴濕再燙、在乾透之前不要放手、洗好的衣物趁還濕著時拉平再晾 |
- 日本產業規格 JIS L 0001「纖維製品的處理表示符號及其表示方法」（日本産業規格 JIS L 0001「繊維製品の取扱いに関する表示記号及びその表示方法」）
- 纖維學會 編《纖維便覽》丸善出版（繊維学会 編『繊維便覧』丸善出版）
- J. W. S. Hearle, W. E. Morton, Physical Properties of Textile Fibres, Woodhead Publishing
- 維基百科「玻璃轉移點」（日文）
- 維基百科「氫鍵」（日文）
※本文為大眾科學解說。文中數值僅為幫助理解原理的參考估算值。熨斗溫度請依照衣物的洗滌標示與產品說明書為準。