| 人體、服裝、環境三者間的熱、濕、氣交換,直接影響服裝的穿著舒適性。本文重點分析服裝的隔熱性和吸濕性,並介紹幾種新型吸水性合纖。 |
服裝的隔熱性、吸濕性和透氣性是服裝舒適性的重要指針,對服裝隔熱性進行研究,有利於冬裝、保暖內衣褲和登山服的設計;對服裝吸濕性研究,有利於夏天的汗衫、汗背心和T恤衫的設計。
服裝的隔熱性
在服裝、人體和環境三者的熱交換過程中,服裝既有隔熱又有導熱作用,以調節人體的熱損失和熱舒適性。一般服裝的隔熱性以織物的熱阻值或導熱系統來表示,它與原料選擇和織物設計等因素有關。
紡織纖維的熱學性質
紡織纖維的熱學性質主要包括:纖維的比熱、纖維集合體的導熱性和纖維受熱後性質的變化等。
纖維的比熱體現了纖維吸收或放出熱量時的溫度變化,質量相同而比熱不同的纖維吸收同樣熱量後,纖維的比熱大則溫升少,比熱小則溫升大。這一特徵有助於不同季節服裝面料的原料選擇。
 各種纖維的比熱對比表。 | 纖維的比熱是指單位質量的纖維,溫度變化1℃時,所吸收或放出的熱量。纖維的比熱與其回潮率有關,回潮率增高時,比熱也相應提高。
紡織纖維常以各種不同的形態作為熱絕緣及保溫材料。衣服可以保護人體器官,減少周圍環境溫度變化對人體的影響等,這是因為纖維及其集合體是多孔性的物質,而多孔性物質孔隙內部的空氣在不流動狀態下是熱的不良導體,所以其導熱性差,而導熱性是和熱絕緣性、保暖性成相反關係的熱學性質。
對於體積重量均勻的集合體,通常用傳熱系數來描述導熱性能。傳熱系數是指當溫度為1℃時,在1小時內,通過1平方米面積的熱量,數值越大表示導熱性越好。
服裝是纖維的集合體,纖維間有空隙,所以纖維集合體的熱傳導是一個複雜過程,不僅有纖維本身的熱傳導作用,而且有其間空氣的對流及熱幅射作用等。
服裝中纖維集合體的空隙所佔有的比例甚大,紡織品大多超過50%以上,所以空氣的導熱性能對纖維集合體的導熱性能影響很大。
 幾種纖維集合體的傳熱系數。 | 最近國外市場推薦一些保溫、隔熱纖維,其中,美國3M的Thinsulate堪稱代表。它利用微纖網內所含空氣達到保暖效果,用於服裝、手套、鞋墊等起保暖作用的系統產品。
其中,C型產品是用噴射紡絲法得到的丙綸超細微纖維為原料的產品;M型用滌綸增強纖維製成,結構比較緊密,強度較大,適用於做手套、鞋墊、滑雪衣、睡袋等,這種材料性能優異,保暖性是同樣厚度的其他材料如鴨絨、滌綸中空纖維的二倍。
織物的熱傳遞
通常可以把織物看作是纖維與空氣組成的分散體系,當織物與人體皮膚的熱源接觸時,產生的熱傳遞形式主要有:織物中纖維材料與空氣間的熱傳導;織物中所含空氣產生的微弱對流;纖維材料間的輻射。
織物中空氣通常處於靜止狀態,可以看作為“靜止空氣”,它的對流傳熱很少,而纖維材料彼此又互相貼近,溫差很小,輻射放熱微不足道,且空氣的導熱系數比紡織纖維要小許多,所以織物的熱傳遞以纖維材料自身的導熱為主。
從實驗可知,純麻織物的熱流量最大,毛麻滌混紡次之,麻棉混紡、滌麻混紡再次之,麻混紡最小。苧麻纖維在接觸冷暖感方面具有一定的優越性,純麻織物的接觸冷感強與絲綢接近,優於苧麻與棉、毛、滌、纖維的混紡及交織物。
 優良隔熱性是冬裝舒適性的基本要求。 | 一般認為,紡織纖維通常屬熱絕緣體,導熱系數都很小,以纖維自身導熱為主的織物熱傳遞主要取決於參與導熱的纖維量。
實驗證明,純麻粗紡布的最大流量值最小;苧麻與綸膨體紗混紡時,由於織物柔軟蓬鬆,空氣含量增強,熱阻增大,最大流量值減小,從而可達到較高的接觸暖感,適合冬季穿著。
純麻坯布經燒毛、退漿、漂白、絲光和樹脂加工整理後,最大流量值由0.124w/cm²增至0.171w/cm²。當坯布經後處理後,特別是燒毛絲光後,表面光潔度提高,布面平整,纖維傳熱量增多。
折皺對織物最大流量值也有一定影響,布面上折皺越嚴重,織物與人體接觸面小,纖維的傳熱量少,最大流量值也小;織物在高溫燙平後,由於布面平整、光滑、結構緊密,與人體接觸面大,織物中纖維間接觸增加,參與傳熱的纖維增多,因此最大流量值較大。
 折皺對織物最大流量值的影響。 | 針織物與機織物比,針織布是由紗線單獨串套而成的,纖維間接觸少,織物稀松,表面不平,與人體接觸少,所以針織物比機織物厚,熱阻高,故最大流量值小。
多次實驗和多元回歸分析顯示:經紗直徑、經密和緯密、織物含濕量、織物的面積重量與最大流量值成正相關;織物的厚度與最大流量值成負相關。
防縮免燙和蓬鬆的真絲面料
近年來國際巿場出現了抗皺、防縮免燙的真絲產品,該產品在保持真絲綢原有優點基礎上,經50次家庭洗滌後不需熨燙仍保持布面平整,抗皺程度較未處理絲綢提高50%,尺寸變化也很小。
生絲通過膨化劑處理後,用以織製重厚絲綢,織物柔軟、豐滿、不易折皺並富有彈性,適於作時裝和西服;用它製成的針織物,外觀豐滿,手感柔軟細膩並有毛型感,與普通絲綢相比,其最大流量值較小。
服裝的吸濕性
吸濕性是指織物表面對液態水的吸收速率。當一件不吸汗的衣服與皮膚大面積接觸時,將積累大量汗液,使穿著者感到不舒適。特別是夏天穿的針織品,如汗衫、汗背心、T恤衫,如積累大量汗液,又不散發時,人體將會出現非常不舒適感,所以針織品的吸濕性比機織物更為重要。
因此,織物要有良好的芯吸能力,芯吸能力是指吸入的水在織物內大面積擴散的速率,一般芯吸能力高的織物乾燥速率高。吸濕性是衡量服裝舒適性的重要因素,近年來也有一些高吸濕性纖維和織物問世。
日本尤尼奇卡(Unitika)開發的Hygra纖維,其吸水能力達自重的3.5倍,它是將有特殊網絡構造的吸水聚合包覆尼龍纖維製成芯鞘型複合纖維,其吸濕和放濕速度均優於天然纖維,抗靜電性也與棉不相上下,因而穿著舒適,是內衣、運動衣及其它服裝採用的新型面料。
此外,杜邦(DuPont)推出的新型尼龍纖維Tacte、東麗(Toray)推出的酷似真絲的滌綸長絲Feminos都可製成國際流行面料。
多孔型高吸水滌綸長絲是用PET與陽離子PET混紡製成的圓中空纖維,再經NaoH溶液處理而成。所製成纖維在縱斷面上呈現大量的微孔,其中有部分微孔相互貫通,並通至中空,故稱多孔型。
基於這些微孔而產生的毛細管附壓作用,能使附在纖維表面水份迅速吸入到纖維內部,提高纖維吸水速度。具有這種結構的滌綸長絲的吸水性比普通滌綸高10倍以上,故研究成這種新型纖維,既可克服上述缺點,又可製成與真絲綢相媲美的織物。
吸濕綸由聚丙烯和醋酸纖維素二種原料複合製成,由於二種原料性能上具有差異,從而形成了具有裂縫與毛細孔的纖維結構,獲得了良好的吸濕性能,吸水率可達12.6%,此外還具有吸濕快、放濕快、透氣性好的特點。
用吸濕綸純紡或與普通綸混紡,可大力改善綸織物的服用性能,加工成內衣,穿著舒服,無貼身感,也是製作運動衫褲的良好材料。
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