羊毛防寒服保暖性能設計考慮的因素研究

戴 瑩 楊 陳

江西服裝學院(中國)

溫室效應加劇了全球氣候變暖的趨勢。然而，科學家指出，全球氣候變暖并非指全球氣溫統一變暖，而是有些地區出現極熱天氣，而另一些地區則出現極寒天氣，甚至部分地方出現極端的低溫天氣，并延長嚴冬的持續時間。冷空氣猛烈來襲，強風降雪持續，寒冷令人招架不住，這促使防寒服裝備受消費者青睞。隨著消費者對服裝各方面需求的提升，服裝材料的服用性能也應達到一定的高度，以滿足消費者更高的需求，基于此，服裝材料的服用性能成為研究的重點[1]。

羊毛防寒服指用羊毛絮片制作的具有較高防寒保暖服用性能的復合面料服裝。羊毛防寒服具有防風保暖特性，主要是因為其內部填充有羊毛絮片，而面料表面則進行了涂層處理。然而，涂層面料特殊的膠料工藝處理，易導致面料的透氣性下降、透濕性不足，進而降低消費者在穿著活動過程中的舒適感。活動后，若汗液不能較好地排出，則人體易出現悶濕感，皮膚表面產生的大量水珠易與服裝黏在一起，同時體溫在過熱時不能很好地散熱，人體又會出現悶熱等情況。

人體只有在產熱和散熱達到相對平衡狀態時，才會感覺舒適。如何使羊毛防寒服達到理想的舒適性，這不論是從市場角度還是從學術角度，都是一個非常值得關注且急需解決的問題[2]。

1 影響羊毛防寒服保暖性的因素

影響羊毛防寒服保暖性的因素有很多，面料成分是影響羊毛防寒服保暖性的首要因素。纖維材料不同，其導熱系數不同，因而保暖性也存在差異。通常羊毛防寒服采用的面料成分主要為棉、滌綸及棉/滌混紡材料。其中，棉與棉/滌混紡材料的導熱性優于滌綸，而纖維保暖性能隨著其導熱性的提高而降低。因此，相同條件下，滌綸面料羊毛防寒服的保暖性優于棉質面料[3]。

絮片(服裝填充物)也是影響羊毛防寒服保暖性的重要因素。填充的絮片材質不同、填充方式不同，防寒服的保暖性能也存在差異。通常，填充物的密度越大，防寒服的保暖性越好。絮片材料的蓬松度也影響防寒服的保暖性，隨著纖維網蓬松度的提高，服裝內部的空氣量相應增加，保暖性好。但當材料蓬松度達到一定限度時，繼續增加蓬松度，防寒服的保暖性則呈下降趨勢。這是因為蓬松度超過一定限度后，材料中的空氣含量過多，進而會損失較多的熱量，因而降低了保暖性。

防寒服的結構影響其保暖性。以常見的羊毛防寒服為例，其由里到外通常由里料、羊毛絮片、內復層和面料4部分組成。防寒服的結構示意圖如圖1所示。防寒服的這種結構不僅可以保持服裝內的靜止空氣量，而且可減少纖維的鉆毛量。

圖1 羊毛防寒服的結構

2 低溫條件下影響服裝保暖要求的因素

在較低溫度下，人體的熱量主要通過傳導和對流等方式進行傳遞，同時，人體向外輻射的熱量取決于人體遮蔽層對紅外線的反射與阻擋效果。因此，人們可以通過增減著裝調節人體的溫度平衡，并借助服裝的保溫特性滿足不同季節的著裝需求。中國東北地區、華北地區、西北地區及內蒙古地區氣候嚴寒，生活在這些地區的人在選擇保暖服裝時，通常會考慮下述幾方面著裝要求：首先，因氣候嚴寒，所選服裝應可以滿足低溫條件下的基本保暖要求;其次，這些地域經常刮風，所選服裝應具備良好的防風性能;最后，這些地域通常溫差較大，所選服裝還應滿足不同層次的搭配需求，并且不僅要美觀，而且應易穿脫[4-5]。

3 影響羊毛絮片面密度設計的因素

3.1 服裝克羅值及人體姿勢

影響服裝保暖感的因素有很多。通常，人們根據單件服裝的熱阻值，采用標準的經驗算式計算整套服裝的熱阻值。服裝的克羅值與室內溫度、相對濕度、空氣流速及散熱率等有關。當人體處于行走狀態時，行為動態與空氣的流動，導致服裝與人體表面的空氣流動速度增大，體表熱量被帶走，從而使人體產生涼爽和舒適感。由此可知，人體處于不同的運動狀態時，服裝的隔熱值也發生相應的變化[6]。為此，服裝設計師應考慮到該因素，并靈活設計羊毛絮片的面密度，以滿足不同運動狀態下人們處于不同低溫及運動姿勢下的舒適感需求。

3.2 隔熱計算

服裝設計師可根據不同低溫條件下對服裝保暖的需求、服裝隔熱計算式及不同低溫地區人們的服裝搭配習慣，計算羊毛防寒服的隔熱值并推算出更科學合理的服裝保溫需求，進而設計出合理的羊毛絮片面密度。

3.3 材料導熱系數

羊毛防寒服的主要填充物為羊毛絮片，絮片的保暖性直接影響羊毛防寒服的實際保暖效果。目前，大部分羊毛防寒服的外層面料均采用機織春亞紡面料(100%滌綸平紋織物)。羊毛絮片的加工方式有很多，通常在試驗過程中，人們較多采用的是針刺羊毛絮片。對于所得羊毛絮片，應根據其設計面密度，利用保暖儀器進行保溫性測試。一般情況下，羊毛絮片的面密度越大，保暖率越高，保暖性能越好，導熱系數越小。即羊毛絮片的導熱系數與其面密度及克羅值呈反比例關系。

3.4 設計工藝

羊毛纖維具有縮絨特性，因此，羊毛防寒服內的羊毛絮片也不能經常或反復清洗，這導致活動內膽型羊毛防寒服款式設計更符合市場需求。為此，設計師在進行羊毛防寒服設計時，宜采用“活里活面”的服裝結構，以方便人們進行防寒服的清洗，同時確保不影響羊毛防寒服的保溫特性[7]。

3.5 溫度與行走速度

試驗研究表明，不同面密度的春亞紡面料的隔熱值均接近于0.05 clo。生產企業可結合不同服裝隔熱性的要求，設計出適用于不同低溫及行走速度的羊毛絮片面密度。不同低溫及行走速度條件下羊毛絮片的常見參考面密度見表1。

表1 不同低溫及行走速度條件下羊毛絮片的常見參考面密度 單位：g/m2

尤其值得注意的是，在溫度和行走速度都不相同的情況下，設計師需根據人們的活動特點，細化需添加的羊毛絮片含量，以靈活滿足不同低溫環境下不同消費者的基本服裝需求。此類情況今后還需進一步的具體研究，以拓寬羊毛防寒服的銷售市場[8]。

4 影響羊毛防寒服保暖性設計的因素

4.1 環境溫度

羊毛纖維具備較好的吸濕與保溫效果，羊毛防寒服可滿足多種地區消費者的著裝需求，它也是最常見的冬季服裝類型。從當前的銷售市場數據可知，中國羊毛防寒服的主要銷售區域仍集中于東北地區、華北地區、西北地區及內蒙古等地區。環境溫度始終是影響羊毛防寒服保溫性的關鍵因素。在這些區域設計和銷售羊毛防寒服時，宜根據不同地區的氣候情況及所需的保溫效果，設計合理的羊毛絮片面密度。

4.2 材料選擇與制作工藝

考慮到人體體溫調節的特性，防寒服通常采用多種材料層疊制作而成。多層次結構的防寒服可以更好地調節人體皮膚與空氣間的導熱系數。羊毛屬于天然纖維，具有輕薄、保暖且易護理的特性，備受市場青睞。羊毛防寒服不像傳統棉衣那樣臃腫且不易清洗，其保暖而又美觀。羊毛防寒服包含內層、中間層和外層面料[9]，由市場調研可知，涂層機織物是羊毛防寒服最常使用的面料，這種面料的組織結構主要為透氣性較好的平紋，面料因經涂層處理而具備較好的防風性，但與羊毛絮片相比，機織涂層春亞紡面料的隔熱保溫值很低。現有研究表明，與機織涂層春亞紡面料相比，新型非涂層防鉆毛面料的隔熱值有較大的增長，甚至可達0.15 clo。目前，羊毛絮片已經逐漸成為羊毛防寒服保溫材料的主要選擇，多數羊毛防寒服的生產企業采用針刺加工的方式對羊毛絮片進行加固。針刺加工后，羊毛纖維處于無序的排列狀態，使羊毛絮片呈現出蓬松柔軟感，同時增強了絮片的保溫效果。實際生產中，企業還會根據消費者的實際需求，設計羊毛絮片的面密度、幅寬及長度，以滿足不同區域對服裝保暖效果的要求[10]。

5 結語

健康生活的理念已經深入人心，人們對服裝材料舒適性的要求越來越高，對低溫環境下防寒服的穿著舒適性也提出要求，研究羊毛防寒服的保溫性具有十分重要的意義。羊毛防寒服的保溫性主要由環境溫度與羊毛絮片用量等因素決定。羊毛防寒服生產企業應在適應各氣候帶不同保溫需求的基礎上，合理設計羊毛絮片的面密度，以充分提升不同溫度條件下羊毛防寒服的保溫性能。