服装材料及隔热值关系探析

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1、服装材料及隔热值关系探析摘要：本文通过服装材料与隔热值关系的探讨，以了解和掌握服装材料与隔热值的关系，有助于我们全面考虑服装材料的功能性，科学地选择服装材料和设计服装，更好地满足不同的需要。关键词：服装材料隔热值本文拟从服装材料的厚度、比重、导热性等方面对服装保暖性能指标之一隔热值的关系进行探讨。1、服装材料与隔热值克罗(COL)人类的正常生理机能和一切活动都与服装有着密切的关系。人体产、散热的动态平衡使人的体温不受外界冷热变化的影响，保持其舒适性，而维持这种动态平衡最基本的途径有两条：第一,依靠自身的体温调节能力；第二、增减所穿的衣服。前者是生理调节

2、，后者是行为调节，它离不开服装材料。随着科学技术不断发展和人类活动领域的扩大，材料的新颖性、时代性、合理性越来越引起人们的重视。服装材料包括；面料、辅料、衬料、填充料等，(配件、附件、装饰件不在本文论述中)。材料的厚度、比重、导热性等对隔热值大小有直接影响。在人、服装、环境三者之间的复杂的热交换过程中，服装在人体皮肤和环境之间既有热阻作用，又起导热作用。服装约遮盖住身体表面积的82%左右（秋冬87%—85%,夏季78%—76%）,人体代谢产热量的80%以上是皮肤表面对流和辐射向周围环境发散的。服装能够阻断大约95%发自人体皮肤的长波红外线。同时在衣料纱

3、线之间的空隙中和材料纤维中含有大量不活动的空气，这些空气导热性很小（导热系数为0.02千卡/米•小时度），显著地减少了服装内表面向外表面的传热量，因而使人体保持了热平衡。服装的隔热防寒性能好坏，主要是由材料中空气含量的多少、空气密度、空气的静止与活动状态决定的。世界各国广泛使用一个比较确切地反映服装隔热性能的定量单位，既能反映服装材料和工艺制作的特性，又能反映人体热平衡调节的生理状态，隔热值单位一一克罗（COL）o它描述：一个安静坐着或从事轻度脑力劳动的人（代谢产热量约50千卡/米。小时），在室温20°C〜21",相对湿度小于50%,风速不超过0.1米

4、/秒的环境中，感觉舒适时，所穿着服装的隔热值定为1克罗。夏秋季普通服装的隔热值C0L见表1。2、服装材料厚度对隔热值的影响服装材料的厚度主要决定于纺织的加工方法及纤维类型。按加工方法不同可分为：机织物、针织物、毡品、非织造纺织品及絮制品等；按纤维类型可分为：天然纤维、化学纤维。实验证明，服装材料的厚度与其隔热值形成正比的发展趋势。有关织物厚度与隔热值关系见表2。由表2可以看出：随着织物厚度的增加,COL也随着增加。在外界环境一定时，织物内部的空气处于死腔空气状态或者静止空气状态的程度，取决于织物密度、厚度、单位面积重量、材料种类等。在厚度相等的条件下，

5、不同的服装材料其隔热值是不同的，如棉花、羊毛、鸭绒、木棉、化纤、合成纤维等，由于纤维结构及纤维之间空隙多少不等，因而被局限在纤维之间的大量不活动空气（称为死腔空气）。不相等，纤维结构中包含的死腔空气多，隔热值就高，死腔空气少，隔热值低。几种材料的死腔空气含量见表3。准确地测量服装的厚度，可以估算衣服的隔热值，通常可以按棉花、羊毛、化纤等服装1厘米为1.58克罗；羽绒服1厘米为1.8克罗。从夏季到冬季，各种衣料的厚度平均在0.15毫米到5.8毫米之间；在不同的气候条件下，穿衣服的总厚度其变动也很大从0.2毫米到27毫米，隔热值为0.03到4.22克罗。3

6、、服装的材料的比重对隔热值的影响服装材料比重的大小是由纺织纤维的特性所决定的，它是确定含死腔空气多少的重要参数，同样厚度的服装材料,比重小，包含的死腔空气较多，隔热值较大；比重大，包含的死腔空气较少，隔热值较小。比如，一件滑雪服比同样厚度的棉衣轻一半，但隔热性能比棉衣好,这是因为羽绒或涤纶、晴纶、丙纶絮片中含不活动的空气多，热阻大，体热不易散发,所以，在衣内维持一个温暖舒适的微小气候环境。几种纤维的比重见表4o从表4可以看出，丙纶比重为0.91,是现有纤维材料中比重最轻的品种。目前常用服装材料是多孔性物体，纤维内部和纤维之间有很多孔隙，孔隙内充满着空气

7、。因此材料的导热过程是一个比较复杂的过程。材料的导热性，用导热系数X表示，单位是千卡/米•度•时；即：当材料的厚度为1米及表面之间的温差为1工时，一小时内通过52的材料传导的热量的千卡数。导热系数与隔热值成反比，入值越小隔热值越大,保暖性越高。几种纺织材料的导数系数见表5。由表5可以看出，静止空气的导热系数是最小的，也是最好的绝缘体。因此服装材料的保暖性，主要取决于纤维层中夹持空气的数量和状态，在空气不流动的前提下，纤维层中夹持的空气越多，纤维层的绝热性越好。而一旦空气发生流动。纤维层的保暖性就大大下降。试验资料表明，纤维层的体积重量在0.03〜0.0

8、6克/厘米3范围时X值是最小的。即纤维层的保暖性是最好的。从制造化纤角度看，改变化纤保暖性的方