“冰丝”到底是什么?为什么让我们觉得凉快?

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  炎炎夏日已经来临,清凉舒爽是消费者选择着装的最主要需求之一。近年来,很多商家会在夏季力推“冰丝”的概念,声称其能让穿着者感觉更凉快。

  那么,这种材料到底是什么原理,是怎么让我们更凉快的呢?

  冰丝确实凉,但只凉一阵

  事实上,目前并没有相关的国家标准和纺织行业标准来明确定义“冰丝”的概念,“冰丝”只是一种用于营销的商品名称。根据对市面上的“冰丝”服装进行调研,可以发现这些面料大多数是由粘胶纤维(又常称人造丝或者人造棉)、涤纶(又称聚酯纤维)、锦纶(又称尼龙)等化学纤维织造而成。

  在此,必须提出一个纺织品专业术语——接触瞬间凉感。国标GB/T 35263-2017《纺织品 接触瞬间凉感性能的检测和评价》将“接触瞬间凉感”定义为“皮肤与低于其温度的织物接触瞬间,引起皮肤表面热量快速流失、温度瞬即下降,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”。

  

“冰丝”到底是什么?为什么让我们觉得凉快?-第1张图片-9158手机教程网


  由此可知,低于皮肤温度的织物与人体皮肤接触时,人体都会产生接触瞬间凉感,这个时间比较短暂,可能仅仅持续刚穿上身的那几秒、几十秒或者几分钟的时间,一旦织物的温度和人体的温度很接近,两者达到热平衡,这种凉感就消失了。接触凉感的发生原理是热量的传导,人体体温高于织物的温度,当两者发生接触时,热量从人体传递到织物表面,引起人体体温降低。

  那为什么有的织物触摸起来,会有着更加明显的接触瞬间凉感呢?一般而言,有这么几点原因:

  1)导热系数大的纤维材料带来的织物接触瞬间凉感会比较明显,导热系数越大,人体与织物接触时热传导越迅速。在常用的普通纺织纤维中,锦纶的导热系数是最高的,涤纶的导热系数也比较高。将微量的玉石或云母等矿物质的纳米状粉末加入到纤维中,利用这些矿物质导热性能好又吸热慢的特性,可以增强纤维的凉感功能;

  2)平整顺滑的织物带来的接触瞬间凉感也会比较明显,平整顺滑的织物表面的接触面积更大,散热速率更快;

  3)从后整理技术来看,采用凉感整理剂对织物表面进行处理,也是通过提高热传导速度来提高接触瞬间的凉感。

  不过,就如上文所说,尽管这类面料能让人“凉一阵”,但这种凉感往往很快就会过去。好在,我们还有不少办法可以让我们凉得更久一点。

  不止凉一阵,更要凉一夏

  消费者在夏季选购服装及床品时,不能仅仅依靠触摸面料时的凉感来决定,应该更加关注面料是否具有持续散热功能,实现持续散热功能主要有三种方法:吸湿排汗、热传导快和外置物理降温,也可以将多种方法组合起来。

  下面就举例简单说明一下。

  利用吸湿排汗方法来持续散热的产品很多,可分为天然纤维和化学纤维两类。

  先说说天然纤维里的麻纤维,这是一种夏季服装的优选天然材料,像亚麻、汉麻、罗布麻都是很好的选择。以亚麻为例,亚麻纤维吸湿性好,导湿排汗性好,并且具有天然的抑菌除臭功能。纤维的截面呈现不规则的多边形,纤维素细胞内呈现中腔结构,以平行方式排列,通过纤维中的果胶等黏结在一起。

  这种纤维外部不规则的结构和内部中腔结构,有助于形成毛细管效应,加快导湿排汗的速度,汗液在纤维表面蒸发吸收周围的热量,使人体感觉凉爽舒适,用在服装或者床品上都比较舒服。

  

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  显微镜下的亚麻纤维横截面和纤维纵向形态图片来源:闫惠娜,赵丰,邢梦阳,吴子婴.两种文物麻类纤维的鉴别研究[J].浙江理工大学学报(自然科学版),2017,37(02):185-189.

  

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  显微镜下的亚麻纤维纵向中空形态图片来源:赵宇涛,黄仰东,邓中民.基于图像处理的棉亚麻纤维的自动检测[J].棉纺织技术,2019,47(09):7-12.

  化学纤维的吸湿排汗功能是通过异形截面提高毛细管效应实现的。例如中空纤维、十字形截面纤维、三角形截面纤维等,是一种常用的增强织物导湿排汗、扩散体热的功能的方式。通过人工物理改性的异型截面化学纤维将有助于形成毛细管效应,使得导湿排汗的速度加快,同时异型截面加大了纤维的比表面积,使得汗液的蒸发速率加快,使得人体感到干爽凉快。

  这类纤维是一类具有卓越的吸湿排汗功能的涤纶纤维系列产品,常用于运动针织服装。比如有的纤维截面呈现十字形,表面拥有四道沟槽,加快了体表汗液向织物表面扩散和蒸发。

  而现在市面上有些凉席,是用超高分子量聚乙烯纤维编织的,因其纤维热传导快,表面光滑,所以在低于体温的环境下,有类似于竹子凉席的持续凉感。

  装备有外置降温设备的服装也可以给人体降温。例如,装备有液冷系统或者风冷系统和外置电源的单兵作战服,可以给士兵提供在炎热环境下持久的降温;设计有冰袋插兜的背心可以放置多块冰袋,对人体的前胸和后背部位进行迅速降温,并可以通过更换冰袋来获得持久的降温。

  纺织科学还在不断探索采用新型纤维、改变纤维的化学和物理结构、创新面料成分和织造结构、采用新型后整理技术等方式来增强面料导湿排汗的性能。为了尽可能舒适,消费者购买服装时可根据使用场景来选择合适的服装。

  例如,要去做大量运动时,要选择吸湿速干针织面料;夏季日常在办公室内活动的(有空调较凉爽),可以选择棉质面料;出门在外有少量活动时,可选择棉麻混纺或者粘胶纤维等材质的面料;如果需要在阳光下活动,还需要考虑选择具有较强防晒功能的面料,保护皮肤不被晒伤。

  主要参考文献:

  1.周兆懿,张小琪.凉感纤维开发及检测方法的研究进展[J].合成纤维,2021,50(06):45-48.DOI:10.16090/j.cnki.hcxw.2021.06.013.

  2.赵宇涛,黄仰东,邓中民.基于图像处理的棉亚麻纤维的自动检测[J].棉纺织技术,2019,47(09):7-12.

  3.姚盼盼.面料凉感功能研究[J].中国纤检,2019(04):122-124.DOI:10.14162/j.cnki.11-4772/t.2019.04.040.

  4.闫惠娜,赵丰,邢梦阳,吴子婴.两种文物麻类纤维的鉴别研究[J].浙江理工大学学报(自然科学版),2017,37(02):185-189.

  5.孙道国,陈坚.新型凉感系列纱线开发研究与生产探索[J].江苏纺织,2012(06):49-51+60.

  6.杜志国.浅谈单兵降温系统的研制与发展[J].中国个体防护装备,2007(06):20-21.


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