羊毛防寒服保暖性能设计考虑的因素研究

戴 莹 杨 陈

江西服装学院(中国)

温室效应加剧了全球气候变暖的趋势。然而，科学家指出，全球气候变暖并非指全球气温统一变暖，而是有些地区出现极热天气，而另一些地区则出现极寒天气，甚至部分地方出现极端的低温天气，并延长严冬的持续时间。冷空气猛烈来袭，强风降雪持续，寒冷令人招架不住，这促使防寒服装备受消费者青睐。随着消费者对服装各方面需求的提升，服装材料的服用性能也应达到一定的高度，以满足消费者更高的需求，基于此，服装材料的服用性能成为研究的重点[1]。

羊毛防寒服指用羊毛絮片制作的具有较高防寒保暖服用性能的复合面料服装。羊毛防寒服具有防风保暖特性，主要是因为其内部填充有羊毛絮片，而面料表面则进行了涂层处理。然而，涂层面料特殊的胶料工艺处理，易导致面料的透气性下降、透湿性不足，进而降低消费者在穿着活动过程中的舒适感。活动后，若汗液不能较好地排出，则人体易出现闷湿感，皮肤表面产生的大量水珠易与服装黏在一起，同时体温在过热时不能很好地散热，人体又会出现闷热等情况。

人体只有在产热和散热达到相对平衡状态时，才会感觉舒适。如何使羊毛防寒服达到理想的舒适性，这不论是从市场角度还是从学术角度，都是一个非常值得关注且急需解决的问题[2]。

1 影响羊毛防寒服保暖性的因素

影响羊毛防寒服保暖性的因素有很多，面料成分是影响羊毛防寒服保暖性的首要因素。纤维材料不同，其导热系数不同，因而保暖性也存在差异。通常羊毛防寒服采用的面料成分主要为棉、涤纶及棉/涤混纺材料。其中，棉与棉/涤混纺材料的导热性优于涤纶，而纤维保暖性能随着其导热性的提高而降低。因此，相同条件下，涤纶面料羊毛防寒服的保暖性优于棉质面料[3]。

絮片(服装填充物)也是影响羊毛防寒服保暖性的重要因素。填充的絮片材质不同、填充方式不同，防寒服的保暖性能也存在差异。通常，填充物的密度越大，防寒服的保暖性越好。絮片材料的蓬松度也影响防寒服的保暖性，随着纤维网蓬松度的提高，服装内部的空气量相应增加，保暖性好。但当材料蓬松度达到一定限度时，继续增加蓬松度，防寒服的保暖性则呈下降趋势。这是因为蓬松度超过一定限度后，材料中的空气含量过多，进而会损失较多的热量，因而降低了保暖性。

防寒服的结构影响其保暖性。以常见的羊毛防寒服为例，其由里到外通常由里料、羊毛絮片、内复层和面料4部分组成。防寒服的结构示意图如图1所示。防寒服的这种结构不仅可以保持服装内的静止空气量，而且可减少纤维的钻毛量。

图1 羊毛防寒服的结构

2 低温条件下影响服装保暖要求的因素

在较低温度下，人体的热量主要通过传导和对流等方式进行传递，同时，人体向外辐射的热量取决于人体遮蔽层对红外线的反射与阻挡效果。因此，人们可以通过增减着装调节人体的温度平衡，并借助服装的保温特性满足不同季节的着装需求。中国东北地区、华北地区、西北地区及内蒙古地区气候严寒，生活在这些地区的人在选择保暖服装时，通常会考虑下述几方面着装要求：首先，因气候严寒，所选服装应可以满足低温条件下的基本保暖要求;其次，这些地域经常刮风，所选服装应具备良好的防风性能;最后，这些地域通常温差较大，所选服装还应满足不同层次的搭配需求，并且不仅要美观，而且应易穿脱[4-5]。

3 影响羊毛絮片面密度设计的因素

3.1 服装克罗值及人体姿势

影响服装保暖感的因素有很多。通常，人们根据单件服装的热阻值，采用标准的经验算式计算整套服装的热阻值。服装的克罗值与室内温度、相对湿度、空气流速及散热率等有关。当人体处于行走状态时，行为动态与空气的流动，导致服装与人体表面的空气流动速度增大，体表热量被带走，从而使人体产生凉爽和舒适感。由此可知，人体处于不同的运动状态时，服装的隔热值也发生相应的变化[6]。为此，服装设计师应考虑到该因素，并灵活设计羊毛絮片的面密度，以满足不同运动状态下人们处于不同低温及运动姿势下的舒适感需求。

3.2 隔热计算

服装设计师可根据不同低温条件下对服装保暖的需求、服装隔热计算式及不同低温地区人们的服装搭配习惯，计算羊毛防寒服的隔热值并推算出更科学合理的服装保温需求，进而设计出合理的羊毛絮片面密度。

3.3 材料导热系数

羊毛防寒服的主要填充物为羊毛絮片，絮片的保暖性直接影响羊毛防寒服的实际保暖效果。目前，大部分羊毛防寒服的外层面料均采用机织春亚纺面料(100%涤纶平纹织物)。羊毛絮片的加工方式有很多，通常在试验过程中，人们较多采用的是针刺羊毛絮片。对于所得羊毛絮片，应根据其设计面密度，利用保暖仪器进行保温性测试。一般情况下，羊毛絮片的面密度越大，保暖率越高，保暖性能越好，导热系数越小。即羊毛絮片的导热系数与其面密度及克罗值呈反比例关系。

3.4 设计工艺

羊毛纤维具有缩绒特性，因此，羊毛防寒服内的羊毛絮片也不能经常或反复清洗，这导致活动内胆型羊毛防寒服款式设计更符合市场需求。为此，设计师在进行羊毛防寒服设计时，宜采用“活里活面”的服装结构，以方便人们进行防寒服的清洗，同时确保不影响羊毛防寒服的保温特性[7]。

3.5 温度与行走速度

试验研究表明，不同面密度的春亚纺面料的隔热值均接近于0.05 clo。生产企业可结合不同服装隔热性的要求，设计出适用于不同低温及行走速度的羊毛絮片面密度。不同低温及行走速度条件下羊毛絮片的常见参考面密度见表1。

表1 不同低温及行走速度条件下羊毛絮片的常见参考面密度 单位：g/m2

尤其值得注意的是，在温度和行走速度都不相同的情况下，设计师需根据人们的活动特点，细化需添加的羊毛絮片含量，以灵活满足不同低温环境下不同消费者的基本服装需求。此类情况今后还需进一步的具体研究，以拓宽羊毛防寒服的销售市场[8]。

4 影响羊毛防寒服保暖性设计的因素

4.1 环境温度

羊毛纤维具备较好的吸湿与保温效果，羊毛防寒服可满足多种地区消费者的着装需求，它也是最常见的冬季服装类型。从当前的销售市场数据可知，中国羊毛防寒服的主要销售区域仍集中于东北地区、华北地区、西北地区及内蒙古等地区。环境温度始终是影响羊毛防寒服保温性的关键因素。在这些区域设计和销售羊毛防寒服时，宜根据不同地区的气候情况及所需的保温效果，设计合理的羊毛絮片面密度。

4.2 材料选择与制作工艺

考虑到人体体温调节的特性，防寒服通常采用多种材料层叠制作而成。多层次结构的防寒服可以更好地调节人体皮肤与空气间的导热系数。羊毛属于天然纤维，具有轻薄、保暖且易护理的特性，备受市场青睐。羊毛防寒服不像传统棉衣那样臃肿且不易清洗，其保暖而又美观。羊毛防寒服包含内层、中间层和外层面料[9]，由市场调研可知，涂层机织物是羊毛防寒服最常使用的面料，这种面料的组织结构主要为透气性较好的平纹，面料因经涂层处理而具备较好的防风性，但与羊毛絮片相比，机织涂层春亚纺面料的隔热保温值很低。现有研究表明，与机织涂层春亚纺面料相比，新型非涂层防钻毛面料的隔热值有较大的增长，甚至可达0.15 clo。目前，羊毛絮片已经逐渐成为羊毛防寒服保温材料的主要选择，多数羊毛防寒服的生产企业采用针刺加工的方式对羊毛絮片进行加固。针刺加工后，羊毛纤维处于无序的排列状态，使羊毛絮片呈现出蓬松柔软感，同时增强了絮片的保温效果。实际生产中，企业还会根据消费者的实际需求，设计羊毛絮片的面密度、幅宽及长度，以满足不同区域对服装保暖效果的要求[10]。

5 结语

健康生活的理念已经深入人心，人们对服装材料舒适性的要求越来越高，对低温环境下防寒服的穿着舒适性也提出要求，研究羊毛防寒服的保温性具有十分重要的意义。羊毛防寒服的保温性主要由环境温度与羊毛絮片用量等因素决定。羊毛防寒服生产企业应在适应各气候带不同保温需求的基础上，合理设计羊毛絮片的面密度，以充分提升不同温度条件下羊毛防寒服的保温性能。