冬暖夏涼空調(diào)衣

人類之所以穿衣服，一方面是源于御寒，另一方面是為了遮羞和美觀。如今的人們，不僅追求美觀，還開(kāi)始強(qiáng)調(diào)衣服的舒適、保健等功能。現(xiàn)在，科技人員就開(kāi)始研制冬暖夏涼的空調(diào)衣服了。

相變纖維

寒冷的冬季，為防治熱量流失，保暖衣服大都采用高度膨松的衣料。但對(duì)一些要在冷藏庫(kù)、冷飲廠工作的人來(lái)說(shuō)，當(dāng)他們回到正常溫度的環(huán)境時(shí)，御寒衣物馬上會(huì)令穿者過(guò)熱而出現(xiàn)不適感。此時(shí)，能隨時(shí)調(diào)節(jié)溫度的相變纖維就大有用武之地了。

我們知道，人體具有一定的溫度調(diào)節(jié)功能。當(dāng)人體遇冷時(shí)，微血管收縮以限制血液在其內(nèi)的流通量，從而也限制了體熱透過(guò)皮膚的流失感。相反，遇熱時(shí)，微血管擴(kuò)張令血液在皮膚的流量提高，把多余的熱能帶出體外。人體感覺(jué)舒適的平均溫度為33．3℃，如皮膚溫度下降到30℃以下時(shí)，一般人就開(kāi)始發(fā)抖，令肌肉產(chǎn)生熱能。另外，如果平均皮膚溫度在35．5℃以上時(shí)，排汗增加，若溫度持續(xù)上升至40℃，會(huì)有破壞細(xì)胞組織的危險(xiǎn)。

如何開(kāi)發(fā)合適的纖維以達(dá)到這樣自動(dòng)調(diào)節(jié)的效果呢?相變纖維(PCM)可以具有這樣的功效。相變纖維的關(guān)鍵在于“相位轉(zhuǎn)變物質(zhì)”。水是最普通的“相位轉(zhuǎn)變物質(zhì)”，在吸收熱能后固相冰會(huì)變?yōu)橐合嗨诹愣纫韵聲r(shí)，液相水會(huì)變成固相冰。在織物上引入“相位轉(zhuǎn)變物質(zhì)”，可令織物與皮膚溫度相互影響，在溫度轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生緩沖作用。

相變纖維實(shí)際上就是利用物質(zhì)相變過(guò)程中釋放或吸收潛熱、溫度保持不變的特性開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種蓄熱調(diào)溫功能纖維。將PCM加入到傳統(tǒng)紡織纖維中，利用其固態(tài)——液態(tài)、液態(tài)——固態(tài)的相變，使紡織品能在不同環(huán)境溫度下表現(xiàn)出不同的吸熱、放熱功能，從而保持溫度的相對(duì)恒定。

那么，如何將PCM加入到傳統(tǒng)紡織纖維中去的呢。

常見(jiàn)的一種方法是把中空纖維浸于PCM溶液中，使其中空部分充滿PCMI，再用特殊技術(shù)將纖維兩端封閉起來(lái)。不過(guò)現(xiàn)在人們開(kāi)始使用“微膠囊法”，就是將細(xì)小的液滴或固體微粒包裹于高分子薄膜中，制成直徑很小的微膠囊，作為一種添加劑混入所需的承載物中。這些容器相當(dāng)細(xì)小，直徑約為人發(fā)的二分之一或更細(xì)小。它的形狀像乒乓球，稱為微膠囊。微膠囊的外殼堅(jiān)固不會(huì)溶解，因此“相位改變”物質(zhì)可放入纖維或懸浮于泡沫塑料，可利用涂層的方法添加在織物上。

吸濕排汗纖維

德國(guó)和日本的學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，如果要人的穿著保持良好和舒適的感覺(jué)，皮膚的平均溫度必須恒定在33℃左右，相對(duì)濕度在50％左右。因此良好的空調(diào)衣服除了溫度調(diào)節(jié)以外還要有濕度調(diào)節(jié)的功能，如果濕度很高或很低，人也會(huì)感到不舒服。

人體分泌的汗液可分為顯汗和非顯汗。顯汗是指當(dāng)外界溫度等于或超過(guò)皮膚溫度或者人體進(jìn)行劇烈活動(dòng)時(shí)，人體汗腺分泌的汗液。而非顯汗是指與汗腺活動(dòng)關(guān)系很小的、每時(shí)每刻從皮膚表面蒸發(fā)出的水分。在分泌非顯汗時(shí)主要是氣態(tài)水分的傳遞，面科與皮膚的接觸很少，皮膚表面的水分絕大部分未能滲透到織物中，只是在皮膚上汽化，然后以氣態(tài)形式存留在人體與織物中間。而在分泌顯汗時(shí)，隨著顯汗量的增加，皮膚表面液態(tài)水汽量不斷增加，面料與皮膚接觸也越來(lái)越密切，人體就會(huì)感到不舒服。

過(guò)去，人們都喜歡穿棉花做的服裝，因?yàn)槊蘩w維本身就具有親水基團(tuán)，吸水能力優(yōu)良，但是，親水的棉制品雖然有在出汗時(shí)吸收汗水的性質(zhì)，可棉纖維的保水性也非常強(qiáng)，棉纖維在吸收入了汗水之后，一旦為汗水所飽和，干燥速度慢，從濕潤(rùn)狀態(tài)到水分平衡狀態(tài)所需的時(shí)間太長(zhǎng)。此外，浸潤(rùn)水分的棉織物重量加大，對(duì)人體皮膚造成壓迫，產(chǎn)生出粘粘糊糊的不快之感。

目前，利用吸濕排汗纖維制造出的織物就解決了上述困境，吸濕排汗纖維在人體出汗時(shí)能令纖維不粘貼于皮膚表面。

所謂“吸濕排汗”是指使不親水的織物同時(shí)具有吸水性和快干性，它利用纖維表面微細(xì)溝槽所產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象使汗水經(jīng)芯吸、擴(kuò)散、傳輸?shù)茸饔茫杆龠w移至織物的表面并發(fā)散，從而達(dá)到導(dǎo)濕快干的目的。可以說(shuō)，毛細(xì)管效應(yīng)是最常用也是最直觀的一種方法，可以表現(xiàn)織物吸汗能力以及擴(kuò)散能力。也有人將吸濕排汗纖維稱為“可呼吸纖維”。

凡是具有吸濕排汗功能的纖維一般都具有高的比表面積，表面有眾多的微孔或溝槽，截面一般設(shè)計(jì)為特殊的異形狀，利用毛細(xì)管原理，使得纖維能夠快速地吸水、輸水、擴(kuò)散和揮發(fā)，能迅速吸收皮膚表面的濕氣和汗水，并排放到外層蒸發(fā)。

包芯紗線和多層織物

如果能把相變纖維與吸濕排汗纖維合二為一，那么就可以極好地制作空調(diào)服裝，但是如果不能合在一起，我們就必須在紡紗和織造中動(dòng)一番腦筋了。

傳統(tǒng)的化纖具有較好的挺刮性，而天然纖維有很好的舒適性，為了同時(shí)得到兩種優(yōu)越性，人們發(fā)明了包芯紗。這種紗均勻性好，光澤好，耐磨。在紡織加工過(guò)程中，采用一種透水性好的外皮包覆保護(hù)，從而得到一種具有舒適功能的皮芯微細(xì)孔結(jié)構(gòu)的纖維，即吸濕排汗纖維。另外，這種纖維由于存在大量微細(xì)孔，在寒冷氣候條件下，孔中可積聚相當(dāng)多的靜止空氣，還能起保暖隔熱的作用。

我們還可連接不同特性的原料形成流水層、吸濕層和空調(diào)層，構(gòu)成雙層或多層結(jié)構(gòu)的織物。比如雙層織物，內(nèi)層織物與皮膚表面接觸，所以濕傳遞性能要好，通過(guò)里層的毛細(xì)管作用能迅速吸收水分，并很快將汗液傳遞至吸濕性能較好的織物外層的纖維，從而使內(nèi)層干燥。而且，從絕熱效果來(lái)看，雙層織物明顯優(yōu)于單層織物。

另外，織物內(nèi)層的表面結(jié)構(gòu)決定了織物對(duì)皮膚的舒適感，為了使織物具有良好的皮膚舒適性，織物里層表面較細(xì)的纖維頭突出形成間隙，于是在織物與皮膚之間產(chǎn)生點(diǎn)接觸，這種方式接觸面積相對(duì)較小，一方面，織物與皮膚之間有適當(dāng)?shù)拈g隙，有利于對(duì)流和通風(fēng)，可改善皮膚表層的熱濕傳遞；另一方面，皮膚與織物之間點(diǎn)接觸還能保持干燥，所形成的空氣層還有保暖的效果。

因此，將吸濕排汗纖維與柑變纖維相結(jié)合，完全可以制造出冬暖夏涼的“空調(diào)衣服”來(lái)。不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們都可以穿上空調(diào)衣服，不管外界環(huán)境是嚴(yán)寒還是酷暑，我們都可以舒舒服服地享受“春天”的感覺(jué)。