莱赛尔、棉、粘胶的接触凉感

文摘   2025-01-03 18:50   浙江  

    织物的接触凉感是指在皮肤与低于其温度的织物接触的瞬间,引起皮肤表面热量快速流失、温度瞬间下降,再经皮肤中感温神经末梢反映到大脑后形成的凉爽感觉。 

   目前使用较多的测试方法为GB/T 35263和JIS L 1927,两种测试方法都是用Qmax来表征皮肤感受到的瞬间凉感程度的强弱。测试过程为在规定的试验环境条件下,将温度高于试样的热检测板与试样接触,测定热检测板温度随时间的变化,并计算其接触瞬间凉感系数值(常用Qmax 表示),以此表征试样的接触凉感性能。Qmax数值越大, 表示皮肤感受到的瞬间凉感程度越强;Qmax数值越小,表示皮肤感受到的瞬间凉感程度越弱。

  从以上的测试机理可以知道,织物接触凉感主要有两个关键因素,一个是织物能够带走发热体的热量的速度,另一个是织物与发热体的贴合程度(接触面积),前者主要和纤维材质有关,后者主要和组织结构有关。

影响织物能够带走发热体的热量的纤维影响因素主要有三个,一个纤维本身吸收热量的速度,即其导热系数;第二是纤维本身的比热容,即升高一度温度所需要热量;第三个是纤维本身向外散发热量的速度。对瞬间接触凉感影响最大的是织物的第一个导热系数,后两者更多的是影响织物持续保温和舒适性因素。

    不同的材质其导热系数差异很大,其中金属最大,空气最小。纤维在中间,水比绝大部分的纤维导热系数都要大,因此回潮的增加将会导致织物凉感上升。

不同纤维材料导热系数也有较大差异,导热系数最大的是超高分子量的聚乙烯,这本是一个高强度产业用纤维,但由于它有优良的热传导性和接触凉感,目前也在家纺领域里有比较成功的应用。另外,锦纶也有较高的导热系数,因此也常被用来做夏季凉服。
     可以把上述纤维材料大致分为三类,最左边一列的导热系数大,有显著瞬间凉感效果,是优良消夏纺织品用纤维,最右边的一列有较低的导热系数,有良好的保暖效果,可以作为御寒材料,但可以看到的是,空气的导热系数最低,因此,如果要追求良好的保暖效果,把织物和衣物做的更蓬松纤维/织物间包有难以流动的空气,是更有效的方法。比如磨毛,比如纱体蓬松等等。
从表中的数据可以看到,棉和粘胶的导热系数很近,莱赛尔的导热系数目前还没有准确数据,推测与棉和粘胶不会有显著差异,其取向度更高,应该会略好于粘胶,但不会超过太多。因为我们对比同规格莱赛尔、棉、粘胶针织布的Qmax数据,发现莱赛尔与粘胶非常接近,但两者都会比棉高。

如前所述,影响Qmax数值一个是导热系数(考虑回潮率因素),另一个是织物与测试面的接触面积。从三者的Qmax数值来看,由于粘胶的最大,同时它的手感也是最软的,(详见《莱赛尔、棉、粘胶的手感》),因此其贴合面积也最大,而莱赛尔的Qmax与其接近,但贴合面积略小于粘胶,合理推测莱赛尔的导热系数略大于粘胶,这与超分子结构与导热系数的关系可以相互得到印证。而棉的Qmax数值最小,其主要原因是它的贴合面积最小。这里有部分原因可能和其纤维转曲形态不利于贴合有关(详见《莱赛尔、棉、粘胶织物的光泽》),更大的原因在于其身骨是三者中最硬的,导致织物与发热体的贴合程度(接触面积)是最小的。

  由于测试和使用环境的发热体和接触压力是恒定或稳定的。因此影响织物与发热体的贴合程度(接触面积)主要和织物的纱织组织结构有关。

     布面有较多毛羽或绒感的,会降低织物与发热体的接触面积,并在织物与发热体间形成空气层,而导致它的导热效率下降。有人曾对比过同规格的光洁织物和轻磨毛织物,磨毛织物所测得导热系数有明显下降。

 对于光洁织物,影响织物与发热体进行贴合的因素也可以分为两个层面,一个是织物表面的纤维的共平面性,另一个是织物的身骨(《织物的身骨》)织物表面的纤维共平面性越高,就有越多的纤维共处于织物表面,那么与发热体贴合的纤维面积也越大,可以有更多的纤维对热进行传导,其导热能力就会上升,而增加了瞬间接触凉感。身骨越软,柔顺性高,就越容易贴合发热体,导热面积增加,这个也就是人们日常总觉得柔顺的衣物会比硬挺的衣物更有凉感的原因。从这个层面讲,环纺体系比涡流纺体系有更好的接触凉感。

     比如在织物组织层面,锻纹对于发热板的贴合程度最高,因而更容易获得较高的Qmax数据,这和人在盖被子得到接触凉感体验也一致,锻纹织物的凉感性更强,也是因其与人的肢体贴合程度更高导致。斜纹的和平纹均因织物表面的纤维共平面性差而在凉感表现上不如锻纹。

    除了织物组织纹路,纤维的截面形态、线密度,纱线的纺法、捻度、组织密度等因素均会对织物表面的纤维的共平面性有影响,比如异形截面的纤维贴合面积就不如圆形截面的纤维贴合面积大,导致其导热效率不如圆形截面纤维。

   组织密度的增加一方面会增加纤维在织物表面的暴露面积,而提升导热效率,但另一方面,组织密度的增加,将导致织物紧度和身骨的变硬,导致它对发热体的贴合性变差,因此,组织密度的增加未必一定导致纤维与发热体接触的总面积增加,在身骨较软时,密度的增加时会导致接触面积增加,身骨较硬时,密度的增加将会使接触面积减小,由此导致织物的导热效率的变化。

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