劉　茜

摘要 對(duì)幾種新型服裝保暖材料的保暖性能進(jìn)行了比較,指出了各種不同保暖材料的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合,分析了幾種新型保暖材料的加工方法,并給出保暖填料選用的一般原則。

關(guān)鍵詞:保暖材料;絮填;保暖性;羽絨;超細(xì)纖維

服裝面料和里料之間的填充材料為服裝填料,作用在于賦予服裝保暖性、保型性和功能性。在服裝的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中,尤其對(duì)于冬季服裝,如何科學(xué)地選用保暖填料并確定其合理用量是非常重要的。一般來(lái)說(shuō),保暖材料的保暖原理可以分為兩大類:消極保暖和積極保暖[1]。前者主要借助阻止或減少人體散熱量來(lái)達(dá)到保暖目的,后者不僅可以阻止和減少人體的散熱量,還能吸收外界熱量(如太陽(yáng)能、化學(xué)能等),存儲(chǔ)并向人體傳遞熱量來(lái)產(chǎn)生熱效應(yīng)。目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,一些輕質(zhì)、保暖的新材料不斷涌現(xiàn)。保暖材料正向著復(fù)合型多功能的方向發(fā)展,通過(guò)吸取不同材料的特點(diǎn),以達(dá)到多功能的目的。

1保暖填料的種類

按照纖維的來(lái)源,可以將保暖填料分為:天然填充材料、合成填充材料和混合型填充材料。天然填充材料主要有棉、羊毛、羊絨、駝絨、羽絨、木棉等。合成填充材料的種類很多,如滌綸、腈綸、丙綸等。如果按照加工設(shè)備和加工方法可以將這些材料進(jìn)一步分為普通型和超細(xì)型填充材料,其中,超細(xì)型保暖材料是主要的產(chǎn)品?；旌闲吞畛洳牧蟿t同時(shí)包含了天然材料和合成材料,可以兼顧兩種纖維的特性,降低成本并提高了保暖性,如棉滌填充材料和毛腈填充材料等[2]。另外,隨著化纖品種和特殊工藝的發(fā)展,新型填充材料種類日益繁多,如中空三維立體高卷曲滌綸、遠(yuǎn)紅外丙綸等。

2常用保暖填料的性能

2.1天然填充材料

(1)純棉填料

棉花作為傳統(tǒng)的保暖材料,由于細(xì)度較細(xì)且有天然轉(zhuǎn)曲,截面有中腔,所以保暖性較好,又由于它具有透氣、透濕等優(yōu)點(diǎn),一直深受人們的喜愛。此外,由于棉纖維是熱和電的不良導(dǎo)體,熱傳導(dǎo)系數(shù)極低,又因棉纖維本身具有多孔性,彈性較好的優(yōu)點(diǎn),纖維之間能積存大量的空氣,而空氣是熱和電的不良導(dǎo)體,所以,純棉被具有良好的保溫性,使用時(shí)讓人充分感覺(jué)到溫暖和舒適。棉纖維具有較好的吸濕性,在正常的情況下,纖維可從周圍的大氣中吸收水分,所以它接觸人的皮膚時(shí)柔軟而不僵硬。如果濕度增大,周圍溫度較高,纖維中含的水分會(huì)全部蒸發(fā)散去,但棉纖維能保持水平衡狀態(tài),使人感覺(jué)舒適。

(2)羊毛填料

羊毛、羊絨和駝絨都屬高檔的保暖填充材料。羊毛纖維的導(dǎo)熱系數(shù)與蠶絲纖維接近,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聚酯等合成纖維,也小于棉纖維。羊毛纖維卷曲密度大、蓬松性好,而且就其內(nèi)部結(jié)構(gòu)看,在羊毛的各皮質(zhì)細(xì)胞間、各原纖等微結(jié)構(gòu)單元中存在許多微隙,這些微隙間充滿著空氣,在空氣靜止的狀態(tài)下,羊毛纖維就是熱的不良導(dǎo)體,故羊毛的保暖性好[3]。 但羊毛填料因羊毛纖維的鱗片而易產(chǎn)生氈縮現(xiàn)象,所以與化學(xué)纖維混合使用效果更好,如毛纖維與化纖混紡制成的人造毛皮及長(zhǎng)毛絨都是很好的高檔絮填料。

(3)絲棉

桑蠶絲棉采用100%桑蠶絲為填充料。因蠶在生長(zhǎng)中不接觸農(nóng)藥等化學(xué)藥品,故桑蠶絲是標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)污染綠色環(huán)保產(chǎn)品,成為最佳的天然填充料。桑蠶絲棉具有優(yōu)良的透氣性、吸濕性、排濕性、保暖性。因蠶絲的主要成分為動(dòng)物蛋白質(zhì),含有幾十種氨基酸,因而蠶絲棉與人體接觸可令肌膚滑爽、潔凈、促進(jìn)人體表皮細(xì)胞的新陳代謝,對(duì)皮膚有保健作用。而柞蠶絲棉具有其他纖維所沒(méi)有的天然淡黃色和珠寶光澤,并且平挺滑爽,堅(jiān)牢耐用,吸濕性強(qiáng),透氣性好,水分揮發(fā)迅速,濕牢度大,耐酸耐堿,拒電絕緣,富有彈性。野生的柞蠶一般生活在比較寒冷的北方,它的繭絲各纖維之間都有一定的空隙(毛細(xì)孔),并且位于纖維中心的空隙較大,相當(dāng)于空心的,就像牦牛的絨毛一樣,這是桑蠶絲所沒(méi)有的。它的這種構(gòu)造,決定了其具有更好的保暖性。

(4)羽絨

從保暖程度上看,目前世界上還沒(méi)有任何天然材料的保暖性能超過(guò)羽絨。羽絨纖維與其他蛋白質(zhì)棒狀纖維不同,它是以絨朵形式存在。且在每個(gè)絨朵里,包含著十幾根以至幾十根內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同的纖維。每根纖維之間都會(huì)產(chǎn)生一定的斥力并使其距離保持最大,這樣就使羽絨集合體產(chǎn)生了類似的中空結(jié)構(gòu),且孔隙不規(guī)則排列,使得內(nèi)部含蓄著大量的靜止空氣,進(jìn)而形成了羽絨良好的保暖性。同時(shí)羽絨集合體具有優(yōu)良的壓縮彈性及其回復(fù)性能,加上極輕的質(zhì)地,柔軟的特性,這也是其他材料保暖率無(wú)法比擬的原因。但羽絨服裝常發(fā)生鉆絨現(xiàn)象。

(5)木棉

木棉纖維的直徑為15μm～45μm,屬于天然超細(xì)纖維,中空率達(dá)80%~ 90%, 密度為0.29g/cm3,[4]是迄今為止中空率最大、密度最小的天然纖維,這是任何超細(xì)化學(xué)纖維所無(wú)法比擬的。在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下,中空纖維對(duì)提高填料的熱阻有利,木棉由于中空度高,導(dǎo)致其集合體中的靜止空氣多,其保暖效果好。另一方面,木棉因其單纖線密度小,所以其含量越高,對(duì)流環(huán)境下填料的對(duì)流散熱量也越少,保暖性下降不多[5]。

2.2合成填充材料

隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展,各類化學(xué)纖維被廣泛應(yīng)用。輕而保暖的“腈綸棉”被廣泛用作絮填材料;中空滌綸的手感、彈性和保暖性均佳,所以“中空棉”很流行;以丙綸與中空滌綸或腈綸混合做成的絮片,經(jīng)加熱后丙綸會(huì)熔融并粘結(jié)周圍的滌綸或腈綸,厚薄均勻,不脫散,水洗易干,加工方便。

2.3新型填充材料

(1)噴膠棉

噴膠棉又稱噴漿絮棉,是非織造布的一種。噴膠棉結(jié)構(gòu)形成的原理就是將粘合劑噴灑在蓬松的纖維層的兩面,由于在噴淋時(shí)有一定的壓力,以及下部真空吸液時(shí)的吸力,所以在纖維層的內(nèi)部也能滲入粘合劑,噴灑粘合劑后的纖維層再經(jīng)過(guò)烘燥、固化,使纖維間的交接點(diǎn)被粘接,而未被彼此粘接的纖維,仍有相當(dāng)大的自由度。同時(shí),在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,仍保留許多容有空氣的空隙。因此,纖維層具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。由于噴膠棉是通過(guò)在噴灑而不是在浸漬條件下加入粘合劑的,而且在噴淋后不再受壓力的擠壓而固化成型,所以,在纖維的粘結(jié)狀態(tài)中,交叉點(diǎn)接觸的居多,而由粘合劑架橋結(jié)塊的少,這就是噴膠棉能夠保持松、軟、保暖的主要原因。

(2)金屬棉復(fù)合材料

金屬棉復(fù)合材料俗稱太空棉或宇航棉,是非織造布的一個(gè)新產(chǎn)品。按照標(biāo)準(zhǔn)的稱號(hào)應(yīng)叫做金屬鍍膜復(fù)合絮片。金屬棉由于金屬層的存在,對(duì)光與熱具有良好的反射效果,還有防輻射作用,能阻擋熱輻射的散失;金屬層與棉絮復(fù)合在一起,能起到隔熱保暖的作用。它是一種超輕、超薄、高效保溫材料,在防寒、保溫、抗熱等性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的棉、毛、羽絨、裘皮、絲綿等材料,透氣性、舒適性也較優(yōu)。用它做成冬裝,可將人體輻射熱反射回皮膚,又可抵御環(huán)境寒氣的入侵。用它做成高溫保護(hù)服(套),可將熱量反射回環(huán)境,防止人體受損或物體溫度升高[1]。就目前使用的情況來(lái)看,利用太空棉可制作各種服裝(包括夾克衫、滑雪服、棉衣、棉褲、緊身背心、風(fēng)衣、大衣、童裝、睡袋等)和特種職業(yè)裝(如煉鋼、采煤、油田、地質(zhì)勘探、冷庫(kù)、交通、郵電以及警、部隊(duì)等工作服),還可用于制作鞋、帽、床上用品、帳篷及門窗簾等。

(3)羽絨棉

羽絨棉是由不同規(guī)格的超細(xì)纖維經(jīng)過(guò)特殊工藝生產(chǎn)制造而成,因質(zhì)似羽絨,故稱為羽絨棉,填補(bǔ)了市場(chǎng)羽絨替代品的空白。該產(chǎn)品輕薄、手感細(xì)膩、柔軟、保溫好、不易變形,不會(huì)透絲,具有羽絨的感覺(jué),其保暖性能超過(guò)同等克重的羽絨,可廣泛應(yīng)用于羽絨服、滑雪衫、防寒服等多種保暖制品。羽絨棉分為兩種:一種為梳理成型的,又稱仿鵝絨棉;第二種為沒(méi)有成型的,類似于PP棉(再生滌綸短纖),手感接近于羽絨,是羽絨的理想替代品。

(4)超細(xì)梳理型填充材料

超細(xì)梳理型填充材料主要是用作服裝及床上用品的填充,這類保暖材料主要由丙綸、滌綸及其混合纖維共同梳理而成。所用纖維無(wú)論是主體纖維還是粘結(jié)纖維都屬于超細(xì)纖維,纖維線密度是常規(guī)紡織用纖維的1/5至1/2。這種產(chǎn)品的特點(diǎn)是手感好,柔軟性、彈性及彈性回復(fù)性都比普通材料好,其保暖性也比一般纖維加工成的保暖材料高45%[2]。

(5)熔噴填充材料

服裝用熔噴填充材料主要是指超細(xì)丙綸熔噴纖維保暖材料,纖維的線密度小,單纖維直徑為2～5μm,保暖性好,被中國(guó)人民解放軍新式冬服采用,成為我軍正式指定的新型保暖填充材料。以該材料為保暖層的新一代冬服,具有輕、薄、軟、暖、透氣、透濕等優(yōu)良特性,穿著柔軟舒適,成功解決了冬服配套保暖量外大內(nèi)小的難題,與不同服裝搭配,可以滿足多種場(chǎng)合的保暖需要,使整套冬服在保證保暖量需求的前提下重量減輕2公斤。2005年前我軍新一代冬服已經(jīng)正式裝備到了西藏軍區(qū)。

(6)非織造布絮片

近年來(lái),國(guó)內(nèi)較流行的新型保暖材料是一種由聚乙烯薄膜和非織造布組成的絮片,兩層薄膜放在中間,兩側(cè)包有非織造布,再經(jīng)針刺而成。由于薄膜的存在,增加了絮片的保暖性,使該絮片厚度薄、手感柔軟。

(7)蓄熱保暖纖維材料

秋冬季的太陽(yáng)紅外輻射比較溫和,如何積極利用紅外輻射能量驅(qū)寒保暖已成為現(xiàn)在積極保暖材料研究的主要分支之一。已開發(fā)出的新型積極保暖性遠(yuǎn)紅外纖維產(chǎn)品,其原理是利用混于纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的特殊陶瓷顆粒,較普通纖維制品更有效地吸收太陽(yáng)輻射中的紅外線,從而使這類纖維制品在同樣輻射下具有較高的溫升效應(yīng)。蓄熱保暖纖維正是這種可吸收太陽(yáng)輻射中的可見光與遠(yuǎn)紅外線且可反射人體熱輻射而具有保暖功能的陽(yáng)光蓄熱保暖材料。

3保暖填料的選用

一般來(lái)說(shuō),熱熔絮片填充材料、噴膠棉性能良好,是普及型的保暖材料,適合做棉衣、臥具等產(chǎn)品;毛型的混合填充材料和遠(yuǎn)紅外保暖材料的保暖效果好,穿著舒服,物理機(jī)械性能優(yōu)良,可制作保暖襯衣、棉衣、防寒服、臥具等;金屬棉復(fù)合材料具有良好的保暖性和防風(fēng)性能,可作為帳篷用保暖材料;遠(yuǎn)紅外保暖材料除保暖性能優(yōu)越外,還具有一定的保健功能,故極具發(fā)展前景[1]。

因此合理設(shè)計(jì)、制作保暖制品,保證人體在穿著和使用保暖制品時(shí)保持正常生理機(jī)能和舒適感是十分重要的。隨著科技的迅猛發(fā)展,未來(lái)的服裝填充材料必將會(huì)有更加廣闊的開拓空間,它將突破現(xiàn)有的水平,瞄準(zhǔn)更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用、更符合人體需求的方向發(fā)展。

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(作者單位:上海工程技術(shù)大學(xué)服裝學(xué)院)