炎炎夏日已经到来,人人都梦想有一件凉爽舒适的衣服,然而一件衣服穿起来凉不凉这个问题又因人而异,那么实验室是如何对纺织品的这项性能进行检测和评价的呢?到底是天然纤维更凉爽还是新型化纤更舒爽?本期我们邀请了青岛质检院国家生态纺织品质检中心的专家为我们解答上述问题。
织物冷暖感是织物与人体皮肤接触后织物给皮肤的温度刺激在人大脑中形成的关于冷和暖的判断。当织物与皮肤接触瞬间,由于存在温差,织物与皮肤之间会发生热交换,使皮肤的温度升高或降低。通常情况下皮肤温度高于环境温度,因此皮肤与低于其温度的织物接触后,使皮肤表面热量快速流失,温度下降,再经过皮肤中感温神经末梢反映到大脑后形成的凉爽感觉。从物理意义而言,凉感的强弱,取决于织物和人体接触过程中织物导走人体热量的多少。
目前凉感的各种测试评价方法主要集中在最大瞬态热流和吸热系数法两个方面。最大热流法是日本学者Kawabata根据瞬态热传导理论提出的一种织物接触冷暖感测试评价方法,基本原理是在模拟人体皮肤接触织物的瞬态传热过程中对热流变化曲线进行实时测量。捷克学者Hes提出了另外一种表征织物冷暖感的参数,即吸热系数。由于人体皮肤在接触织物时的瞬态传热过程中,动态热传递会受到织物的导热系数、比热容和密度的影响,吸热系数反映了织物和皮肤接触时织物从人体吸收热量的能力。
目前,凉感测试标准有国家标准GB/T 35263—2017《纺织品接触瞬间凉感性能的检测和评价》 以及台湾纺织产业综合研究所制定的《织物瞬间凉感验证规范》(FTTS-FA-019)产业标准。
GB/T 35263—2017规定了纺织品与皮肤接触瞬间凉感性能的检测与评价方法,适用于各类织物及其制品。测试原理是在规定的试验环境条件下,将热检测板在加热板上加热至规定温度后,迅速放在试样表面,测定热检测板接触试样瞬间的导热量,计算其接触凉感系数(qmax),qmax数值越大表示皮肤感受到凉感程度越强,数值越小表示皮肤感受到凉感程度越弱。
FTTS-FA-019凉感测试原理主要是将织物置于仪器冷板上,当织物温度和冷板相同时,再将热板快速置于试样上,热板的热量会透过织物传到冷板,在接触瞬间即能测得织物热量流失值,此值即为Q-max值,模拟人体接触织物时,皮肤瞬间热量流失,织物单位面积瞬间能带走的热流量,Q-max值越大说明可带走的热越多。
以我国GB/T 6529标准为例:标准大气下对试样进行调湿和试验,裁取代表性试样5块,每块试样的尺寸约为200mm×200mm,设置载样台温度为(20±0.5)℃,将试样平铺于载样台上,接触皮肤的织物面朝上(如图1所示)。
图1 准备试样
待热检测板的温度达到(35±0.5)℃并保持稳定后,将热检测板热源切断并迅速垂直放置于试样上,使铜板表面与织物接触。记录测得的数值,结果保留至小数点后3位。(如图2和图3所示)
图2 试验仪器
图3 放置试样
试验结果计算5块试样的平均值,结果修约至两位小数。如果需要,对样品的接触瞬间凉感进行评价,结果大于0.15 J/(cm2·s),即认为其具有接触瞬间凉感性能(如图4所示)。
图4 测试数值
取样时应避开影响试验结果的疵点和褶皱,对试样按照GB/T 6529 规定的温度和相对湿度进行调湿和试验,将热检测板热源切断后应迅速垂直放置于试样上,同时立即点击开始按钮,记录10s内的瞬间温度变化。
夏天天气炎热,想要穿得凉快、舒适,材质的选择很重要。一般而言,丝、棉、麻等天然纤维,都是最好的夏季衣料。其中,丝绸特有的柔顺质感,亲肤性良好,兼具舒适及美观。棉、麻属于常见的夏季成衣面料,高支纱线织出来的布,克重轻面料薄,吸湿效果和透气效果好,穿在身上的感觉比较凉爽、舒服。
另外,再生纤维素纤维中的天丝和竹浆纤维也具有优秀的凉感特性。天丝是纯天然再生性纤维,是从桉树中提取的100%天然木浆为原料研制的,它同时具有棉的舒适性、真丝一样的手感和良好的悬垂性。竹浆纤维纱线原料选用南方优质山野毛竹纤维,利用竹浆纤维生产的服装具有明显不同于棉、木型纤维素纤维的独特风格:耐磨性、不起毛球、高吸湿性、快干性、高透气性、悬垂性俱佳。
由于现代纺织科技的发展,市面上出现很多经过整理的化纤材料, 其透气、吸湿、排汗的功能比丝、麻、棉等天然纤维还要优越。面料要达到迅速导热降温有许多种方式:
1)将纱线中添加矿石微粒如玉石粉、云母粉或者珍珠粉等,使得纤维的吸热速率降低、散热速率加快,这样一来,皮肤温度会更快地与空气温度进行热交换,从而产生接触凉感;
2)使用亲水整理剂对纤维或织物的表面进行亲水性处理,达到吸湿速干的目的,带走体表湿气,保持身体的凉爽与干燥;
3)对纤维进行改性处理,如对纤维截面进行设计,异性的纤维截面使其具有微孔结构或者使其产生大量微细纵向沟槽,有利于芯吸功能的提高,加快对水分的转移,从而使产品达到凉爽的效果。
另外,夏季想要穿着凉爽,不仅要考虑衣服的材质,服装的款式设计也很重要。衣服的领口、袖口、裤腿等开口处做得宽松些,比如喇叭裙、连衣裙、阔腿裤等,在走动时能产生较大的鼓风作用,穿起来会比紧身衣、西装、套裙等更凉快。