玉繊維の熱湿潤快適性を実験的に研究した。

玉の繊維は抽出とナノ技術を用いて、玉とその他の鉱物質材料を亜ナノメートル級の粒径に到達させ、ポリエステルの紡糸溶融体に溶かして、糸を紡いで加工して作られます。

玉や他のミネラル粒子の添加は玉繊維に多くの独特な機能を与えています。

各玉の繊維は内外を貫通するハニカム状の微細孔構造をしています。この独特な微細孔の中空構造は繊維の表面積を増加させ、毛細管の芯吸収効果がよく、繊維の表面性能を向上させ、吸湿、汗、速乾の特性を持たせています。

図1は玉繊維の形態構造である。

玉は血液の微小循環を改善し、新陳代謝を促進し、熱を持って気温を下げる効果があるので、玉の繊維で作られた織物を着て、人体はより良い涼感を感じます。特に暑い夏や運動の時に着用するのに適しています。

テストによって、温度が32℃以上の時、玉繊維の織物は1.2～2.0℃温度を下げることができます。Tシャツ、下着、ジャージなどの生地の一番いい材料です。

本論文では玉繊維の熱湿潤快適性の2つの重要な指標について、保温性と透湿性を研究し、その保温性と透湿性に影響を及ぼす要因を分析した。

1実験

1.1実験環境実験は恒温恒湿の室内で行われ、温度は23±1℃、湿度は65%±2%で、風速≤0.1 m/sである。

1.2実験材料はポリエステル、モデル、ポリエステル、綿＋超微細アクリルを選択し、織物の規格と玉繊維の織物に近い4種類の織物を選択し、それぞれ保温性と透湿性の対比テストを行う。

5種類の織物の成分と規格は表1を参照してください。

1.3測定器と方法

1.3.1保温性テスト

（1）乾燥状態での織物の保温性試験。

PBW-25スマートプレート式織物保温計で測定した。

（2）汗濡れ状態での織物の保温性テスト。

吸湿性の高いニットを選んで、濡れた後、実験ボードの表面を覆って汗をかく状態の人体の皮膚をシミュレーションして、PBW-25知能平板式の保温計で汗濡れ織物の保温性を測定します。

（3）空気層が織物の保温性に及ぼす影響試験。

厚さの異なる空気層ステントを使用して、保温器の実験板に装着し、玉繊維の織物を厚さの異なる空気層の下に順次配置し、PBW-25スマートプレート式の保温器でその保温性を測定します。

1.3.2透湿性能試験用PBW-25インテリジェント平板式織物保温器を用いて、蒸発熱板法をシミュレーションして織物透湿性能を測定した。

吸湿性の強い薄いニットを選択し，濡れた後に実験板表面を覆って多孔質電熱実験板上の水分蒸発をシミュレーションし，織物の透湿性を試験した。

2実験結果と分析

2.1保温性分析では、織物の保温性指標は様々であり、ここではクロ値を用いて表している。

織物のクロウ値は繊維材料に関連しているほか、織物の厚さに関係があり、異なる織物の厚さが織物の熱抵抗に及ぼす影響を排除するために、織物の熱抵抗値をこの織物の厚さで割って、単位の厚さの織物熱抵抗値（clo・mm-1）を得て表しています。

2.1.1乾湿状態での織物の保温性分析5種類の織物の乾燥状態と汗濡れ状態での単位厚さの熱抵抗値を表2に示した。

（1）織物が乾燥状態で内外の表面に温度差がある場合、熱の散逸方式は主に伝導放熱である。

5種類の織物の中で、ポリエステルとポリエステルの乾式熱抵抗は近くて、すべて比較的に大きくて、ポリエステルの繊維の熱伝導性が比較的に悪いと説明します。

綿＋超細プロピルナイロンの中にはスーパーファインプロピルが混紡されていますので、熱伝導性はポリエステルよりやや良く、モーダルは高湿率のセルロース再生繊維で、熱伝導性はより良いです。

玉の繊維の乾式熱抵抗は5種類の織物の中で最小で、玉の繊維が内外を貫通するハニカム状のマイクロホールの中空構造を呈するため、このマイクロホールの構造は繊維の比表面積を増加させて、巨大な比表面積は繊維の伝導放熱面積を増加して、しかも内外に貫いているハニカム状のマイクロホールの構造は空気の対流に利益があって、それによって外部の熱量との交換を加速して、そのため良好な放熱性能を持ちます。

（1）濡れた状態では、5つの織物の熱抵抗は明らかに減少しており、織物の湿潤性は保温性に大きな影響を及ぼし、濡れた織物の空気孔の大部分または一部の空気は水蒸気によって置き換えられ、水の熱伝導率は繊維の熱伝導率よりはるかに高く、空気の熱伝導率よりも大きいことを示している。

熱伝導率は全体として顕著に増加した。すなわち織物の保温性は大きく低下した。

その中で綿＋超細いアクリルは湿式の熱抵抗が一番低く、熱の放出性能が一番いいです。これは綿の繊維が吸湿性能に優れていますが、超細いアクリルは優れた導水性能を持っています。

玉繊維の湿式熱抵抗値も小さいので、織物が濡れた時の水分はほとんど中間水分として存在しています。水滴状態を呈して織物糸の隙間に充満しています。また、毛細管現象によって糸繊維に沿って舗装されて毛細水分が形成されています。玉繊維は独自のマイクロ穴の中空構造により繊維の毛細管芯吸引効果が良く、迅速に織物内の毛細管水分を排出し、織物の表面から蒸発します。

ポリエステル繊維は吸湿性が悪いので、モデルは吸湿性が良いですが、放湿性が悪いので、湿式の場合は放熱性能が悪いです。

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2.1.2空気層が玉繊維の保温性に及ぼす影響分析

人は服を着ている時、体表は不規則な曲面であるため、服装は完全に人体の皮膚にぴったり合うことができなくて、人体と服装の間に一定の隙間が存在して、つまり空気の層。

空気は熱の不良導体であり、服の熱抵抗に著しい影響を与え、実験は空気層の厚さが玉繊維織物の乾式状態と湿式状態における熱抵抗に及ぼす影響について調べた。

図2は空気層の厚さと織物の熱抵抗の変化関係曲線である。

図2からは、乾湿状態の条件における熱抵抗の変化傾向が類似していることが分かる。

織物がホットプレートに密着すると，測定した熱抵抗値が最小となり，織物とホットプレートの間に一定の空気層があるとき，空気層の厚さが大きくなるにつれて，織物の熱抵抗が増大する。

空気層の厚さ10 mm以下では、熱抵抗が増大する傾向が顕著であり、空気層が厚みを増すにつれて熱抵抗が増大する傾向が緩やかになり、これは空気層の厚さが一定の程度まで増加すると、空気対流が増大するためである。

空気層の厚さが15 mmまでは、熱抵抗が最高値に達します。

実際には、熱対流が常に存在するが、空気層の厚さが15 mm以下のときは、空気層の厚さが15 mm以上になると、空気分子が活発になり、対流作用が顕著になり、熱抵抗値の低下に反映される。

従って，熱抵抗値は層間空気厚の増加と共に最初に増大した後減少した。

2.2透湿性分析

透湿の過程で熱の変化を伴うので、織物の透湿性能を評価する時、通常は透湿指数と熱抵抗の比を総合的に評価し、透湿指数と熱抵抗の比を蒸発放熱効果と呼びます。

蒸発放熱効果は、アメリカ陸軍環境医学研究所のGoldman博士が提案した透湿性能指標であり、計算式は以下の通りである。蒸発放熱効果=im/Rt。

式中Rt——

境界層の空気の全熱抵抗と；im−服装の透湿性指数。

熱抵抗が大きいほど、蒸発放熱効果が低いです。逆に蒸発放熱効果が高いです。

表3は5種類の織物の蒸発放熱効果です。

表3からは、玉繊維の蒸発放熱効果が最も高く、他の繊維よりも透湿性が良いということが分かります。

玉繊維の多細孔中空構造は繊維の表面積より増加し，表面エネルギーが高くなり，表面吸着水分子数が多く，吸湿性が強い。

繊維表面のマイクロホールは中空部に貫通しています。水分は繊維表面から素早く中空部に侵入できます。毛細管効果で中空部を外部に移動し、外層空間に拡散し、周囲の大気中に急速に蒸発し、織物を乾燥させ、より良い汗、吸湿、速乾性の効果を得られます。

3おわりに

実験によると、玉の繊維の熱抵抗が最小で、放熱性能が他の4つの繊維より明らかに優れていて、より良い涼感があります。透湿性も優れています。汗、吸湿、速乾性の効果があり、下着、スポーツウェア及び熱伝導放熱性能が要求される高い夏の織物に適しています。