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。
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皮肤贴合程度更高导致。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。