面料熱濕性能對服裝熱舒適性的影響

楊 敏，束琴琴，戴宏欽，劉國聯(lián)

（蘇州大學紡織與服裝工程學院 江蘇 蘇州215021）

隨著生活水平的提高，人們對服裝的要求不再局限于保暖、款式、穿著效果。服裝被稱為人體“第二肌膚”，因此服裝的舒適以及安全衛(wèi)生等性能受到越來越多的關(guān)注［1］。服裝的舒適性能是指著裝者對所穿著衣服的綜合體驗，包括生理和心理上的。影響服裝舒適性的因素包括生理機能因素、心理因素和環(huán)境因素。服裝生理上的舒適性受服裝面料的吸濕性、透氣性、保暖性、柔軟性、伸縮性、服裝重量和化學性等諸多因素影響［2］。其次，人體生理調(diào)節(jié)對服裝舒適性產(chǎn)生一定的作用。心理上的舒適性包含服裝的色彩、色澤，服裝款式、服裝面料的抗皺、抗起毛起球性等。

服裝舒適性的研究包括熱濕舒適性、運動舒適性和感覺舒適性三個方面，其中熱濕舒適性是服裝舒適性中最重要的指標［3］。近年來，人們開始對運動服、防靜電無塵服等特殊服裝的熱濕舒適性做研究，試圖通過高科技化、高附加值的功能纖維以及先進的面料紡織與整理技術(shù)來改進服裝舒適性［4］。目前，世面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多具有吸濕排汗功能的功能性面料，這些面料比普通的面料吸濕能力強、干燥迅速，能夠使人體感覺干爽和舒適。本文選取6種運動T恤作為研究對象，其中4件T恤是由典型的吸濕排汗功能性面料制成的，另外兩件為實驗對照，分別由普通純棉面料和普通滌綸面料制成。通過暖體出汗假人模擬熱舒適性測試方法，研究服裝在不同運動強度下的熱濕舒適度，比較分析了具有吸濕排汗功能性服裝的實際吸濕排汗性以及人體熱舒適，本文研究結(jié)論可以為設(shè)計與開發(fā)高性能的服裝提供一些數(shù)據(jù)支持。

1 實驗

1.1 實驗服裝

本文選用四種典型的吸濕排汗面料和2種常見的服裝面料進行試驗，如表1所示，其中A為普通純棉面料，B為普通滌綸面料，C、D、E、F為功能性吸濕排汗面料。

表1 實驗服裝

（1）Top Cool是一種具有很強吸濕排汗功能的纖維。表面有四道凹槽異形斷面纖維，能快速吸收皮膚表面的汗水及濕氣，并排到服裝外層后蒸發(fā)，使人體保持干爽和舒適。該纖維同時具有芯吸性、可呼吸、速干、不會粘搭不適、易洗、易處理等特性。

（2）Cool Dry纖維的橫截面面積填充率在60%～80%之間，纖維表面積和圓形截面相比增加40%～50%，毛細效應和透氣性高，芯吸能力超過棉。Cool Dry面料輕盈，此外，它可以機洗及烘干，無需特別處理，纖維耐用、不易磨損及收縮變形。

（3）Cool Max是一種四管道纖維材料。纖維及纖維之間形成最大的空間，具有最好的透氣性，能把皮膚表面的濕氣快速傳導至外層纖維，將人體所產(chǎn)生的過多熱量及汗水抽離皮膚。

（4）Aibu面料可以使汗快速排出，利于汗液蒸發(fā)，干燥迅速，可調(diào)節(jié)運動者的身體溫度和濕度，并且該面料易于保養(yǎng)維護。

1.2 實驗儀器

本次實驗需要測量服裝面料的透氣性能、透濕性能以及利用暖體出汗假人測試系統(tǒng)模擬熱濕舒適性。所用儀器如下：

（1）透氣量測試儀器：YG（B）461D型數(shù)字式織物透氣量儀。

（2）透濕量測試儀器：Textest Fx3150型全自動透濕率測試儀。

（3）暖體出汗假人測試系統(tǒng)：包括人工氣候室，以及32段暖體出汗假人測試系統(tǒng)。

1.3 暖體假人模擬熱舒適性評價指標

本次實驗利用暖體出汗假人評價服裝的熱濕舒適性，評價方法采用語義差異標尺，即對感覺劃分等級。圖1是體平均冷熱感覺的語義差異標尺，圖2是體平均舒適度的語義差異標尺，“4”和“-4”在兩端代表極值，“0”在中間代表“兩者都不是”。

圖1 體平均冷熱感覺的語義差異標尺

圖2 體平均舒適度的 語義差異標尺

2 實驗數(shù)據(jù)分析

2.1 服裝面料透氣透濕實驗

（1）透氣性是空氣透過織物的性能，以在規(guī)定的試驗面積、壓強和時間條件下，氣流垂直通過性能來衡量［5］。根據(jù)GB／T 5453-1997，在透氣性實驗中，試樣面積為20cm2，壓強為100Pa，不同部位重復測試3次。6種服裝面料的透氣性測試結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，6種面料的透氣量均在700L／（m2·s）以上。其中，面料E的透氣性能最好，面料F次之，面料A和B相對較差，這主要與織物的纖維有關(guān)。面料E由Cool Max織成，普通纖維截面一般是圓形或者三角形的，而Cool Max的纖維截面是十字型及其他形狀的，可以使滌綸錦綸等化學纖維原先吸濕不好的缺點得以改善。面料A和B都是傳統(tǒng)面料，這些傳統(tǒng)面料只強調(diào)了皮膚接觸的舒適性，而未注重其功能性，透氣性能相對不佳。

圖3 服裝面料的透氣量

（2）人體皮膚表面蒸發(fā)的氣態(tài)水與液態(tài)水因服裝內(nèi)外的水蒸氣壓差而透過服裝向外擴散的性質(zhì)稱為服裝的透濕性［6］。根據(jù) GB／T 12704.2-2009，在透濕性實驗中，用蒸發(fā)法原理進行測試。蒸發(fā)法是在透濕杯子里放置水，并用面料試樣封口，杯子的水蒸發(fā)后通過面料試樣擴散到環(huán)境中，從而引起透濕杯質(zhì)量的變化。重復測試3次，計算服裝面料的透濕量（g）。六種服裝面料的透濕性能測試結(jié)果如圖4所示。

圖4 服裝面料的透濕量

從圖4可以看出，雖然六種服裝面料的透濕量都能達到2 600g／（m2·d）以上，但4種典型的吸濕排汗面料的透濕量均比普通面料的透濕量大，6種服裝面料的透氣量由大到小的排序依次為：D、F、E、C、A、B。在測試環(huán)境相同的情況下，影響服裝面料透濕性能的因素只有面料本身的特性。面料的透氣性能對面料的透濕性能有影響，理論上，透氣性越好，透濕性能越強，但影響織物透濕性能的因素還包括織物的吸濕性和熱阻，所以，服裝面料最終的透濕能力是這三者共同作用的結(jié)果。

2.2 暖體出汗假人熱濕舒適性實驗

為了測試排汗面料的實際效果，共進行18次實驗。為保證實驗的準確度，每次實驗結(jié)束后都將系統(tǒng)初始化后再進行下一次實驗，每次實驗大約45min，實驗參數(shù)如表2所示。暖體出汗假人模擬熱舒適性測試所得的數(shù)據(jù)包括各個部位的體表溫度、熱流量、舒適度、冷熱感以及假人出汗量等。本文選擇體平均冷熱感、體平均舒適度和出汗量這3項指標，表3是不同運動強度下的三項指標的測試結(jié)果。

表2 實驗參數(shù)

表3 暖體假人實驗結(jié)果

2.2.1 不同運動強度下的熱濕舒適性

暖體出汗假人模擬試驗結(jié)果如圖5至圖10所示，圖中分別比較了穿著同種服裝在不同運動強度下的體平均舒適度、體平均冷熱感舒適度以及人體出汗量。

圖5 服裝A

圖6 服裝B

圖7 服裝C

圖8 服裝D

由圖5至圖10可知，穿著同一件運動服裝模擬不同強度的運動時，運動強度越大，人體能量代謝越多，出汗量就越多；穿著同一件運動服進行適度運動時，舒適度相對最高；模擬重度運動時，舒適度相對最低；隨著運動強度的增加，人體感覺越來越熱，反之，當環(huán)境溫度不高時，不運動或輕度運動會使人體感到冷。

圖9 服裝E

圖10 服裝F

2.2.2 不同服裝的熱濕舒適性

暖體出汗假人模擬試驗結(jié)果如圖11至圖19所示，分別比較了穿著不同種服裝模擬同種運動強度時人體平均舒適度、平均冷熱感舒適度以及人體出汗量。

圖11 輕度運動下人體平均舒適度

圖12 輕度運動下人體平均冷熱感

圖13 輕度運動下人體出汗量

圖11至圖13表明，在模擬輕度運動時，身體的出汗量極少，由于環(huán)境溫度為21℃的關(guān)系，人體表面的汗液蒸發(fā)吸熱，整個身體處于微冷狀態(tài)，有稍許不舒適。此狀態(tài)下，不同的運動織物性能對人體的影響區(qū)別不大，穿著服裝E時，出汗量最大，主要是因為服裝的透濕量相對較低，汗液不易排出體外；穿著服裝D時，感覺最冷，主要是因為服裝的透濕量最大，汗液排出體外，蒸發(fā)吸熱；穿著服裝C時，感覺最舒適，透氣和透濕均良好。

圖14 適度運動下人體平均舒適度

圖15 適度運動下人體平均冷熱感

圖16 適度運動下人體出汗量

圖17 重度運動下人體平均舒適度

圖18 重度運動下人體平均冷熱感

圖19 重度運動下人體出汗量

圖14至圖16顯示，在模擬適度運動時，人體均處于舒適的狀態(tài)。穿著服裝F時，體平均舒適度達到0.2，即人體處于舒適狀態(tài)。穿著服裝 A、B、E時，狀態(tài)次之，而穿著服裝C、D時，最不舒適。穿著服裝E、F運動時，不冷不熱，而穿其他衣服所感受到的熱感大小是：D＞C＞A＞B。由于服裝E、F透氣性能、透濕性能優(yōu)異，有利于水蒸氣擴散，在出汗量近似相同的情況下，汗液能及時里層導出，面料具有良好的吸汗能力并能將汗液迅速排出到服裝外層使其快速蒸發(fā)，來保證服裝的熱濕舒適性。

圖17至圖19表明，在模擬重度運動時，人體均處于很熱、不舒適、出汗量很大的狀態(tài)。這也說明，當運動達到一定強度后，人體的冷熱感、出汗量和舒適度與服裝面料的性能的關(guān)系越來越小，吸濕排汗功能性面料的效果不明顯。

3 結(jié)論

通過實驗和分析，得到如下結(jié)論。

（1）與普通服裝相比，通過織物結(jié)構(gòu)設(shè)計或纖維改性等方式制成的吸濕排汗服裝，透濕性能和透氣性能均得到一定程度的改善。

（2）只有當人體進行適度運動時，功能性服裝才能真正體現(xiàn)其吸濕、快干的性能；當進行高強度運動或人體的代謝量很小的情況下，其功能性表現(xiàn)得不明顯甚至人體感受到的舒適程度沒有穿著普通服裝的效果好。

（3）進行舒適性運動時，4種典型的吸濕排汗面料，熱濕舒適性性能最好的是Cool Max面料，Aibu面料次之，Top Cool面料性能最差，透氣性能和透濕性能也不突出，Cool Dry面料雖然透濕量最高，但熱濕舒適性能沒有Cool Max和Aibu好。

［1］ 李立新 .影響服裝舒適性的因素［J］.國際紡織導報，2006（6）：74-77.

［2］ 朱松文 .服裝材料學［M］.北京：中國紡織出版社，2004：158.

［3］ 陸建平 .服裝熱濕舒適性測試方法和評價指標［J］.南通工學院學報（自然科學版），1996（3）：59-63，54.

［4］ 王強，甘應進 .淺談服裝舒適性研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.山東紡織科技，2005（1）：34-36.

［5］ GB／T 5453-1997.紡織品 織物透氣性的測定［S］.北京：中國標準出版社，1997.

［6］ 李毅，服裝舒適性與產(chǎn)品開發(fā)［M］.北京：中國紡織出版社，2002：56-57.