不同保暖材料组合对羽绒服蓄热保暖性能的影响

万志琴，赖思敏

（惠州学院 旭日广东服装学院，广东 惠州 516007）

服装的保暖性是指服装面料、纺织品等保持包覆者体温度的性能[1]。纺织品的蓄热保暖性能的好坏主要与纺织品的纤维组成、织物的组织结构、厚度、紧度、绗缝工艺条件等多种因素有关[2]。保暖材料本身的特性或内部结构决定了其对热传导速度的快慢，保暖材料的不同，其保暖性能会有所不同。絮料作为冬季防寒服的填充材料，其保暖性能的优劣对防寒服的品质起到决定性作用。服装保暖材料通常以絮片或料的形式存在，其特点是蓬松、柔软，并含有大量的空气。对于冬季的保暖外套而言，其保暖性除了与服装中间夹层的保暖絮填料有关，以及与外层的面料和里料的相关性能有关，还与表面不同的绗缝间距有关，绗缝间距的疏密决定了防寒服中空气的多少，过密的绗缝间距会使防寒服中空气过少，从而影响服装的保暖性，而当绗缝间距过大时，一方面纤维间的接触变少，导致导热性增大，另一方面会使服装的絮填料稳定性减少，进而影响服装的美观。因此，研究保暖絮料的种类、面里料的类别以及绗缝间距对服装保暖性的影响有重要意义，能为服装生产制造提供参考。

1 保暖材料的保暖机理

保暖性是指人体着装以后，当环境温度较低时，防止人体散热的功能，或对人体保温的性质。服装保暖机制是人体通过服装与环境进行热量交换的过程及规律。人体的温度变化有两个过程，即产热和散热，其中产热来自于人体内新陈代谢的过程，散热则通过对流、传导、辐射及体液蒸发等途径进行[3]。服装处于人体皮肤与外界环境的中间，一般来说，热量总是从温度高的一面传递到温度低的一面。据相关研究表明[4]，纤维的热传导能力远大于空气的热传导能力，这就意味着冬季防寒服的空气含量要高，以此来减缓人体表面与外界冷空气的对流，阻断热量传播，以减少人体热量散失，起到保暖的作用。因此，在低温环境中，服装起到了尤其重要的保护作用。

服装材料是一种或几种纤维与空气的高度集合体，对人体保暖的性能，来自于材料纤维的形态和性能，以及服装材料的结构与性能，其保暖性实际上就是这个集合体的综合热阻，而这个热阻又取决于材料的导热率，导热率越低，热阻越高，保暖性也就越好。冬季服装的保暖性，还与服装的形态、服装组合相关。所以，服装的保暖性受到多种因素的综合影响，而服装材料的保暖性是服装保暖性的主体，也是最能主观调节服装保暖性的因素。

2 实验部分

2.1 实验填充料

100%的新疆长绒棉、100%精梳绵羊绒、新国标95的白鸭绒和新国标95的白鹅绒。

2.2 面料、里料的选择

实验选用密度为350T的涤纶面料和涤纶涂层面料，选取经纬密度为328x226根/100cm2的棉里料和密度为300T的涤纶里料。

2.3 实验器材与测试方法

采用的实验仪器为XR-2型光蓄热性能测试仪（参照GB/T11048—89）。厚度仪型号为YG（B）141D（参照GB/T3820—1997）。

测试方法是采用氙弧灯作为光源，将试样置于一定辐照强度下，试样因吸收光能致温度发生变化，用温度传感器测试试样温度变化，记录试样在辐照一定时间温度达到40℃后关闭光源，测试试样温度下降到39℃、38℃、37℃所需时间。

2.4 实验条件

测试时的环境温度为20℃+2℃，相对湿度：65%。

2.5 实验方案与基本参数

实验组合方案、实验用材料及基本参数，如表1所示。

表1 面料、里料、填充量和绗缝距离实验参数

3 结果与分析

3.1 面料、里料影响的实验结果与分析

由表2和图1可知，实验采用相同密度、相同材质的面料，相同的里料和絮填料的实验结果表明，对面料进行涂层处理有利于保暖性的提高。其原因是对面料进行涂层后整理有利于面料表面的气孔缩小，从而获得高强度防风作用，使外界的冷空气不易进入服装里面，而人体所散发出来的热量也不易被传导出去。但涂层并不是越厚越好，涂层越多，服装的透气性、透湿性越差，穿着舒适性越差，手感较硬。所以，在防寒服中，使用一定的涂层面料有利于保暖服装保暖性的提高。

图1 面料类别影响对比图

表2 面料类别的影响

由表2和图2可知，当面料和絮填料使用相同的材料时，采用涤纶里料和棉里料的实验小样，当温度从40℃降到35℃，以棉作为里料的样品所消耗的时间要稍长于涤纶里料的。实验结果表明，在相同条件下，棉传递的热量小于涤纶传递的热量，以棉为里料时的保暖性要优于以涤纶为里料的保暖性。因此，里料的导热系数是影响服装保暖性的因素之一。

图2 里料影响对比图

3.2 充绒量影响的实验结果与分析

填充絮料重量的影响结果如表3和图3所示，由表3、图3可知，以不同质量的鹅绒为絮填料，当温度从40℃降到38℃时，所需要的时间由长到短依次为1.3g、1.0g、0.5g、1.8g；当温度由40℃降到35℃，所需时间由长到短依次为1.3g、1.8g、1.0g、0.5g；在相同的实验条件下，絮填料的质量为1.3g时降温所消耗的时间在各个时间段始终为最长。由实验结果可知，当面里料的表面积为100cm2，以0.5g、1.0g、1.3g、1.8g鹅绒作为絮填料的选择时，1.3g鹅绒作为絮填料时的保暖性最佳。因此，对于一定款式和一定体积的服装，存在一个最佳充绒量。

当充绒量不变，充绒量都为1.0g时，又分别测试棉、羊毛、鸭绒、鹅绒的厚度为：棉1.1cm、羊毛1.3cm、鸭绒2.5cm、鹅绒2.8cm。温度的变化所需时间如表4所示。厚度较厚的是鹅绒，厚度较干瘪的为棉。从絮料的结构上看，对于质量相同而种类不同的絮料，棉花和羊毛，与相同质量的鸭绒和鹅绒相比，其蓬松度较低，相反，羽绒则具有优良蓬松性和弹性恢复性，纤维与纤维之间有着数不清的空隙和间缝，又因羽绒被面里料、内胆包裹在里面，所以羽绒纤维里储存着大量的静止空气，而空气的导热系数很低，这使得人体散发出来的热量能够保存在羽绒服里面，达到保暖的作用。

表4 填充材料的影响

从羽绒的结构来分析，羽绒上球状的绒朵密布着众多三角形的细小气孔，当气温变化时，该气孔会发生相应的收缩、膨胀，具有调温功能。因此，当羽绒作为防寒服的絮料时，一方面羽绒可吸收人体身上散发出的热气，储存在纤维里的不流动空间；另一方面，羽绒又可隔绝外界冷空气的入侵，以此作为保暖的屏障，帮助人体保暖，避免热量的散失。

3.3 绗缝距离影响实验结果与分析

绗缝间距的影响结果如表5和图4所示，不同绗缝间距的实验小样从40℃降到35℃所消耗的时间各不相同，消耗的时间由长到短依次是绗缝间距为8cm、10cm、6cm。由表5和图4可知，当其他实验条件一定，以实验小样的绗缝间距为变量时，绗缝间距会对样品的保暖性产生影响。在该实验结果中，温度降低时，绗缝间距为8cm所消耗的时间比6cm的长；而绗缝间距为10cm所消耗的时间又比8cm的短。由此可看出，绗缝间距过大时，不利于提高服装的保暖性。当以6cm、8cm、10cm的绗缝间距做选择时，以8cm为绗缝间距的保暖性最佳。

表5 绗缝间距的影响

图4 绗缝间距影响对比图

4 结语

通过对不同的絮填料、面里料和不同绗缝间距等组合搭配对羽绒服蓄热保暖性能影响的实验与分析，在本实验条件下，可得出如下结论：在一定范围内，适当地增加絮填料的填充量能够提高服装的保暖性，但填充量达到一定限度后，再增加含量，保暖性会降低，在100cm2的填充面积中，以1.3g絮填料的质量为最佳；面料对防寒服的保暖性产生影响，但要选择适度的涂层面料，过度的涂层面料将不利于服装的穿着舒适性；防寒服的保暖性与服装车缝的绗缝间距相关，在绗缝间距为6cm、8cm、10cm时，以8cm的绗缝间距的保暖性最佳。