服装热湿舒适性中对水分的管理要求

在服装的热湿舒适性中,除了温度的舒适性,还有湿度的舒适性。我们知道人体在自主调节体温的新陈代谢中,热量是随着湿气的排放被带出人体的,所以在考虑服装的热湿舒适性时,除了要考虑服装与人体之间的微环境中温度的平衡,还要考虑湿气的平衡。

相关研究表明,在日常的活动中,一个成年人每天通过皮肤向外界排出的水汽大概为30-70克,这些水汽主要是通过服装上的孔隙和纤维的毛细效应排放到体外,如果服装的排湿能力小于人体代谢出的水汽,那么人体就会感到闷热,也就没有了舒适性可言。

服装的排湿性能首先决定于纤维的吸湿及导湿性能。

纤维的吸湿性能是指纤维对水汽的吸附能力,主要由纤维的大分子结构、纤维的表面形状等因素决定,纤维大分子上的亲水性基团越多则吸湿性越好;纤维结晶度越低、表面多微孔越多,纤维的吸湿性就越强。纤维的吸湿性指标一般用回潮率来表达。

纤维的导湿性能是指纤维传递液态水的能力。人体代谢出的水汽经由纤维的亲水性基团吸附后,大量的水分子凝聚在一起就形成了液态的水,这些液态的水通过对纤维的润湿而被纤维芯吸,再在湿度梯度差的作用下由服装内测传导到外侧,最终蒸发到空气中。纤维的导湿性能主要由纤维的表面结构决定,纤维表面孔隙多、比表面积大、横截面异形度高都会有利于纤维对水分的传导。纤维的导湿性能可以用芯吸高度和芯吸速度来表达。

服装不是由单一的纤维构成的,而是由纤维结合体组成的,所以纤维结合体的结构也对服装排湿性能有很大的影响。服装是由面料构成的,而面料是由纱线构成的,纱线的结构与面料的结构对服装的排湿性能有决定性的影响。

对于纱线来说,除了考虑组成纱线的纤维成分外,纤维的细度、纱线的捻度也是影响产品导湿性能的因素。在同样纱支的前提下,组成纱线的纤维越细则纤维的比表面积就越大、纱线中由纤维组成的毛细管就越多,那么纤维的吸湿、导湿能力就越强;纱线的捻度高则纱线结构就比较紧密,纤维间的毛细效应就越强,那么纱线的导湿性就越强。

对于面料来说,面料的纱支、密度以及结构对产品的导湿性能的影响也很大。组成面料的纱支越高则纱线的比表面积越大、纱线与纱线组成的毛细管就越多,那么面料的导湿性能就越强;面料的织造密度对产品导湿性的影响呈抛物线型,在密度较低时,随着密度的增加导湿性增加,这是因为密度的增加使得参加导湿的纱线的根数增加,所以导湿性增加了,但是随着密度的进一步增加,纱线的弯曲程度也在增加,这就增加了纱线传递水分的路径的长度,所以导湿性会下降;面料的组织结构对导湿性能的影响在于纱线之间的交织频率,相关研究表明当织物的交织频率在0.2-0.4之间时面料的导湿性能最好,交织频率高的平纹或交织频率低的长浮长缎纹织物的导湿性都不好,这是因为交织频率除了影响水分的传递路径,还影响着水分与面料的接触角度及蒸发面积;面料内外侧吸湿能力的差异也会影响面料的导湿性能,如果面料内侧的吸湿能力低于外侧,那么水分由内向外传递的动能就增强,面料的导湿能力就增强。

除了纤维或面料结构的影响外,通过后处理的方式对纤维或面料进行亲、疏水性整理,增加水分的蒸发面积也可以改善服装的排湿性能。

在对服装排湿性能的评价方面,目前主要有通过吸水率、水滴扩散时间、芯吸高度、蒸发速率、透湿量这些静态指标来评价的GBT 21655.1-2008《纺织品 吸湿快干性的测定 第一部分:单项组合试验法》标准来衡量,标准对服装吸湿快干性的要求如下:

GB/T 21655.1-2008《纺织品 吸湿快干性的测定 第一部分:单项组合试验法》

另外,考虑到水分在人体与服装、空气组成的环境中的传递不是静态的,而是一个动态的过程,为了使得评价更加符合人体的实际感受,国家标准局又制定了GBT 21655.2-2019《纺织品吸湿速干性的评定第2部分:动态水分传递法》,标准根据浸润时间、吸水速率、最大浸湿半径、液态水扩散速度、单向传递指数这几个指标对服装的排湿性能进行评级,具体要求如下:

GB/T 21655.2-2019《纺织品吸湿速干性的评定第2部分:动态水分传递法》

当然,这些标准只是部分客观地对服装的排湿性能进行了评定,但是在实际的穿着过程中,人体与环境之间的水分传递是不断变化的,标准并不能全面反应人体的实际感受。

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