玉石纖維是運(yùn)用萃取和納米技術(shù)，使玉石和其他礦物質(zhì)材料達(dá)到亞納米級(jí)粒徑，然后熔入滌綸紡絲熔體中，經(jīng)紡絲加工制成。玉石和其他礦物質(zhì)粒子的加入賦予了玉石纖維很多獨(dú)特的功能，如保健、降溫、抗菌等。每一根玉石纖維都呈內(nèi)外貫穿的蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的微孔中空結(jié)構(gòu)使得纖維的比表面積增加，毛細(xì)管芯吸效果好，從而提高了纖維的表面性能，使其具有吸濕、排汗、快干的特性。圖1為玉石纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)。由于玉石能夠改善血液微循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝，帶走熱量，從而達(dá)到降溫效果，穿著玉石纖維制成的織物，人體感覺有較好的涼爽感，特別適合在炎熱的夏季或運(yùn)動(dòng)時(shí)穿著。試驗(yàn)證明，溫度在32℃以上時(shí)，玉石纖維織物能降溫1.2～2.0℃，是T恤、貼身內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)衣等面料的最佳材料。本文就玉石纖維熱濕舒適性兩個(gè)重要指標(biāo)保暖性和透濕性進(jìn)行研究，并分析了影響其保暖性和透濕性的因素。

　　1實(shí)驗(yàn)

　　1.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)在恒溫恒濕的室內(nèi)進(jìn)行，溫度為23±1℃，濕度65%±2%，風(fēng)速≤0.1m/s。

　　1.2實(shí)驗(yàn)材料選擇滌綸、莫代爾、滌棉、棉+超細(xì)丙綸且織物規(guī)格和玉石纖維織物較相近的4種織物，分別作保暖性和透濕性的對(duì)比測(cè)試。5種織物成分與規(guī)格見表1。

　　1.3測(cè)試儀器與方法

　　1.3.1保暖性測(cè)試

　　(1)干燥狀態(tài)下織物保暖性測(cè)試。用PBW-25智能平板式織物保溫儀測(cè)定。

　　(2)汗?jié)駹顟B(tài)下織物保暖性測(cè)試。選取一塊吸濕性強(qiáng)的針織物，潤(rùn)濕后覆蓋在實(shí)驗(yàn)板表面模擬出汗?fàn)顟B(tài)的人體皮膚，用PBW-25智能平板式織物保溫儀測(cè)定汗?jié)窨椢锉Ｅ浴?/p>

　　(3)空氣層對(duì)織物保暖性影響測(cè)試。使用不同厚度的空氣層支架，裝在保溫儀實(shí)驗(yàn)板上，將玉石纖維織物依次在不同厚度空氣層下，用PBW-25智能平板式織物保溫儀測(cè)定其保暖性。

　　1.3.2透濕性能測(cè)試用PBW-25智能平板式織物保溫儀，模擬蒸發(fā)熱板法測(cè)定織物透濕性能。選取一塊吸濕性強(qiáng)的薄型針織物，潤(rùn)濕后覆蓋在實(shí)驗(yàn)板表面模擬多孔電熱實(shí)驗(yàn)板上的水分蒸發(fā)，測(cè)試織物的透濕性能。

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

　　2.1保暖性分析評(píng)價(jià)織物保暖性指標(biāo)有多種，這里采用克羅值來表示?？椢锏目肆_值除了與纖維材料有關(guān)外，還與織物厚度有關(guān)，為了排除不同織物厚度對(duì)織物熱阻的影響，將織物熱阻值除以該織物厚度，得到單位厚度織物熱阻值(clo•mm-1)來表示。

　　2.1.1干濕態(tài)條件下織物保暖性分析5種織物在干燥狀態(tài)和汗?jié)駹顟B(tài)下的單位厚度熱阻值見表2。

　　(1)在織物呈干燥狀態(tài)且內(nèi)外表面存在溫度差的情況下，熱量的散失方式主要為傳導(dǎo)散熱。

　　5種織物中，滌綸和滌棉織物的干態(tài)熱阻值接近，都比較大，說明滌綸纖維熱傳導(dǎo)性較差。棉+超細(xì)丙綸中由于混紡入了超細(xì)丙綸，熱傳導(dǎo)性比滌棉稍好，莫代爾為高濕模量的纖維素再生纖維，熱傳導(dǎo)性較好。玉石纖維的干態(tài)熱阻值在5種織物里最小，因?yàn)橛袷w維呈內(nèi)外貫穿的蜂窩狀微孔中空結(jié)構(gòu)，這種微孔中空結(jié)構(gòu)使得纖維的比表面積增加，超大的比表面積增加了纖維的傳導(dǎo)散熱面積，且內(nèi)外貫穿的蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)利于空氣的對(duì)流，從而加快與外界熱量的交換，因此具有良好的散熱性能。

　　(1)潤(rùn)濕狀態(tài)下，5種織物的熱阻均明顯下降，表明織物的潤(rùn)濕性對(duì)保暖性有很大的影響，被潤(rùn)濕的織物氣孔中的大部分或一部分的空氣被水汽所替換，水的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于纖維的熱傳導(dǎo)率，更比空氣的熱傳導(dǎo)率大。所以從整體看來熱傳導(dǎo)率顯著增加，即織物的保暖性大為降低。

　　其中棉+超細(xì)丙綸濕態(tài)熱阻值最小，散熱性能最好，這是因?yàn)槊蘩w維有很好的吸濕性能，而超細(xì)丙綸具有很好的導(dǎo)水性能，能快速將棉纖維吸收的水份導(dǎo)到織物外部蒸發(fā)，提高織物的散熱速度。玉石纖維的濕態(tài)熱阻值也較小，織物被浸濕時(shí)水分大多以中間水分形式存在，它呈水滴狀態(tài)充滿在織物紗線之間的空隙中，并且因毛細(xì)管現(xiàn)象沿著紗線纖維鋪展，形成毛細(xì)水分，玉石纖維因其獨(dú)特的微孔中空結(jié)構(gòu)使得纖維的毛細(xì)管芯吸效果好，能迅速將織物內(nèi)的毛細(xì)水分排出并在織物外表面蒸發(fā)，所以散熱性能好。滌綸纖維由于吸濕性差，莫代爾雖吸濕性好但放濕性差，因而濕態(tài)下散熱性能均不理想。{page_break}

　　2.1.2空氣層對(duì)玉石纖維織物保暖性影響分析

　　人在穿著服裝時(shí)，由于體表是一個(gè)不規(guī)則曲面，服裝不可能完全貼合人體皮膚，人體和服裝之間存在一定的空隙，即空氣層?？諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，對(duì)服裝的熱阻有顯著的影響，實(shí)驗(yàn)就空氣層厚度對(duì)玉石纖維織物干態(tài)和濕態(tài)下熱阻的影響進(jìn)行了研究。圖2為空氣層厚度和織物熱阻的變化關(guān)系曲線。

　　從圖2中可以看出，干濕態(tài)條件下的熱阻變化趨勢(shì)類似。當(dāng)織物緊貼熱板時(shí)，測(cè)得的熱阻值最小，當(dāng)織物與熱板之間有一定的空氣層時(shí)，隨著空氣層的厚度增大，織物的熱阻增大。在空氣層厚度10mm以下，熱阻增大趨勢(shì)很明顯，隨著空氣層繼續(xù)增厚，熱阻增大的趨勢(shì)變緩，這是因?yàn)榭諝鈱雍穸仍龃蟮揭欢ǔ潭葧r(shí)，空氣對(duì)流加大。到空氣層厚度為15mm時(shí)，熱阻達(dá)到最高值。事實(shí)上，熱對(duì)流時(shí)時(shí)存在，但是在空氣層厚度15mm以下時(shí)，表現(xiàn)不明顯，當(dāng)空氣層厚度增加到15mm以上時(shí)，空氣分子活躍起來，對(duì)流作用明顯，從而體現(xiàn)在熱阻值的下降。因此熱阻值隨著層間空氣厚度的增加先增大后減小。

　　2.2透濕性分析

　　由于透濕的過程中伴隨著熱的變化，因此，對(duì)織物的透濕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，通常采用透濕指數(shù)和熱阻之比進(jìn)行綜合評(píng)定，透濕指數(shù)和熱阻之比稱為蒸發(fā)散熱效能。蒸發(fā)散熱效能是由美國(guó)陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所的Goldman博士提出的透濕性能指標(biāo)，計(jì)算公式如下：蒸發(fā)散熱效能=im/Rt。

　　式中Rt──服裝和邊界層空氣的總熱阻;im──服裝的透濕指數(shù)。熱阻越大，蒸發(fā)散熱效能越低;反之，蒸發(fā)散熱效能越高。表3為5種織物的蒸發(fā)散熱效能。

　　從表3可以看出，玉石纖維的蒸發(fā)散熱效能最高，說明透濕性能比其他幾種纖維好。玉石纖維的多微孔中空結(jié)構(gòu)使得纖維的比表面積增加，表面能增高，表面吸附的水分子數(shù)多，吸濕性強(qiáng)。纖維表面的微孔貫通至中空部，水分可迅速地自纖維表面侵入到中空部，由于毛細(xì)效應(yīng)可在中空部移動(dòng)至外部，擴(kuò)散入外層空間，快速蒸發(fā)到周圍大氣中去，使織物迅速干燥，達(dá)到較好的排汗、吸濕、快干的效果，特別適宜做人體大量出汗或炎熱氣候條件下穿用的服裝面料或運(yùn)動(dòng)服面料。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　實(shí)驗(yàn)表明，玉石纖維熱阻值最小，散熱性能明顯優(yōu)于其他4種纖維，有較好的涼爽感;透濕性也優(yōu)良，有較好的排汗、吸濕、快干的效果，適合制作內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)衣及導(dǎo)熱散熱性能要求高的夏季織物。