Informazioni sulle proprietà di calore e umidità dei tessuti - 6 prerequisiti che devono essere noti per lo sviluppo dell'indumento

Negli elementi ambientali, il maggiore impatto sul comfort umano è la temperatura e l'umidità e il corpo umano ha bisogno di indossare abiti diversi in ambienti diversi. Pertanto, lo studio del corpo umano, dell'abbigliamento, della temperatura e dell'umidità delle rispettive caratteristiche e interrelazioni, è la base fondamentale per la nostra comprensione del comfort di calore e umidità dei tessuti, che discuterò nelle seguenti sei aree.

Perché studiamo insieme temperatura e umidità?

La temperatura, una quantità fisica che indica il grado di caldo o freddo di un oggetto, in termini microscopici, è l'intensità del movimento termico delle molecole di un oggetto. L'umidità, nota anche come “umidità relativa”, è la quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera, espressa come percentuale della quantità massima di vapore acqueo che l'aria può contenere. Questo contenuto percentuale varia con la temperatura, con l'aria calda che contiene più vapore acqueo e l'aria fredda che contiene meno. L'aria completamente secca non contiene vapore acqueo e ha un'umidità relativa dello 0%, mentre l'aria satura non può più assorbire vapore acqueo e ha un'umidità relativa del 100%.

Sebbene la temperatura e l'umidità non siano un concetto unico, l'umidità è direttamente influenzata dalla temperatura, quindi la temperatura e l'umidità appaiono sempre insieme. Questo può anche spiegare perché quando la temperatura è impostata a 55 ℃ nella camera climatica artificiale, l'umidità relativa non raggiunge il valore più alto del 95%, ma solo il 75%; quando la temperatura si abbassa a circa 40 ℃, l'umidità raggiunge il valore più alto.

L'influenza della temperatura e dell'umidità sul corpo umano

La ricerca mostra che il corpo umano è adatto per la temperatura di 17 ℃ a 25 ℃, umidità dal 30% al 60%, velocità del vento da 2 m / sa 4 m / s, che è il clima più confortevole per le persone. Il corpo umano è un sistema autoadattativo che ha la capacità di adattare i cambiamenti di temperatura e umidità esterne. Tuttavia, va notato che la regolazione del corpo è un certo limite, quindi quando la temperatura e l'umidità sono troppo alte o troppo basse, quali sono gli effetti sul corpo umano?

Fattori che influenzano	Effetti sul corpo umano
Alta temperatura.	In un ambiente caldo, il corpo deve mantenere l'equilibrio della temperatura corporea evaporando e sudando. In questo processo, il corpo perde sale con il sudore, il sangue si concentra e i vasi cardiaci sono appesantiti, il che provoca un calo della pressione sanguigna. La pelle del corpo suda molto, facendo sì che i reni espellano meno acqua, il che influisce anche sulla funzione renale. L'alta temperatura influisce anche sull'appetito umano e sulla coordinazione motoria, ecc.
Bassa Temp.	In un ambiente a bassa temperatura, al fine di mantenere l'equilibrio termico del corpo, il metabolismo dei tessuti viene potenziato e la richiesta di ossigeno aumenta. Se le condizioni di cui sopra non sono soddisfatte, il corpo esaurisce le riserve delle cellule del corpo, creando un ambiente irreversibile per i tessuti umani. Inoltre, poiché la temperatura esterna è molto bassa in inverno, i vasi sanguigni del corpo umano tendono a diventare duri e fragili, soprattutto le persone di mezza età e gli anziani dovrebbero prestare particolare attenzione per aumentare i vestiti e stare al caldo.
Alta umidità relativa	Quando l'umidità è troppo alta, anche la quantità di ormone pineale secreto dalle ghiandole pineali nel corpo umano è più alta, rendendo il corpo tiroxina e la concentrazione di adrenalina è relativamente bassa, le cellule saranno "pigre", le persone si sentiranno letargiche, depresse . Lunghe ore di lavoro e di vita in luoghi (come montagne, isole) con elevata umidità, ma anche soggetti a artrite reumatica, artrite reumatoide e altre paralisi umide.
Bassa umidità relativa	Quando l'umidità è troppo bassa, l'evaporazione è accelerata e l'aria secca porta via facilmente l'umidità del corpo, rendendo la pelle secca e screpolata, la mucosa della bocca e della cavità nasale viene stimolata e sintomi come sete, tosse secca, si verificano raucedine e mal di gola, che possono facilmente indurre faringite, bronchite, polmonite e altre malattie.

La medicina moderna ha anche confermato che l'aria, troppo secca o umida, favorisce la riproduzione e la diffusione di alcuni batteri e germi. Gli scienziati hanno stabilito che quando l'umidità dell'aria è superiore al 65% o inferiore al 38%, i germi si moltiplicano e si riproducono più velocemente; quando l'umidità relativa è del 45% -55%, il tasso di mortalità dei germi è più alto.

Diversi modi in cui il corpo umano dissipa il calore

Indipendentemente dall'ambiente esterno, il corpo umano dissipa sempre il calore in quattro modi principali: radiazione, conduzione, convezione ed evaporazione.

Dissipazione del calore per radiazione	Il corpo umano trasmette calore sotto forma di radiazione termica agli oggetti più freddi all'esterno. La quantità di dissipazione del calore dipende dalla differenza di temperatura tra la temperatura della pelle e la temperatura dell'aria esterna e l'effettiva area di radiazione del corpo. La radiazione rappresenta circa il 60% della dissipazione del calore ed è la principale via di dissipazione del calore del corpo umano quando la temperatura ambiente è di 15 ℃ ~ 25 ℃.
Dissipazione del calore evaporativa	La dissipazione del calore attraverso l'evaporazione dell'acqua dalla superficie corporea è il modo efficace di dissipare il calore del corpo quando la temperatura esterna è uguale o superiore alla temperatura della pelle, rappresentando circa il 25% della dissipazione del calore. In un ambiente ad alta temperatura, l'evaporazione è la principale via di dissipazione del calore nel corpo umano. Per ogni litro di sudore evaporato dalla pelle, 1KJ di calore vengono dissipati e l'evaporazione diminuisce quando l'umidità è maggiore del 2436% e l'evaporazione si arresta completamente quando l'umidità relativa raggiunge il 75% ~ 90%.
Dissipazione del calore per conduzione	Il calore del corpo viene trasferito direttamente agli oggetti più freddi a contatto con esso, e la quantità di dissipazione del calore è determinata dalla differenza di temperatura tra la pelle e gli oggetti a contatto e la zona, ma anche dalla conducibilità termica degli oggetti a contatto, che rappresenta circa il 3% della dissipazione del calore.
Dissipazione del calore per convezione	È una forma speciale di dissipazione del calore per conduzione, in cui il calore del corpo viene condotto all'aria a contatto con la superficie del corpo per riscaldarla e il calore corporeo viene dissipato nello spazio a causa del flusso continuo di aria. La quantità di dissipazione del calore è fortemente influenzata dalla velocità del vento, maggiore è la velocità del vento, maggiore è la dissipazione del calore per convezione.

Il calore generato dai tessuti e dagli organi del corpo è distribuito uniformemente in tutto il corpo con la circolazione sanguigna. Quando il sangue scorre attraverso i vasi sanguigni della pelle, il 90% del calore totale viene dissipato dalla pelle, quindi la pelle è la parte principale del corpo per dissipare il calore. Una piccola porzione di calore viene dissipata anche attraverso i polmoni, i reni e il tratto digerente con la respirazione, l'urina e le feci.

Modalità di dissipazione del calore e sua proporzione del corpo

Modalità di dissipazione del calore	Dissipazione del calore / J	Rapporto di dissipazione del calore /%
Feci	200X10³	1.8
Respirazione	352X10³	3.5
Evaporazione della superficie polmonare	762X10³	7.2
Evaporazione della pelle	1524X10³	14.5
Conduzione cutanea e radiazioni	7503X10³	73.0
Totale	10341X10³	100

L'essere umano è un animale a temperatura costante, il segreto della temperatura costante umana è dissipare continuamente il calore e assorbire continuamente energia e calore dal cibo che mangiamo, quindi raggiungere un equilibrio della temperatura corporea. Come si può vedere dalla tabella sopra, la dissipazione del calore attraverso la pelle è il modo principale di dissipazione del calore corporeo, rappresentando l'87.5% della dissipazione totale del calore corporeo, il corpo umano avvolto negli indumenti, diventa un modo importante per mantenere il calore della temperatura del corpo umano e della dissipazione del calore e la base materiale della composizione degli indumenti: la conduttività termica dei materiali degli indumenti diventerà un fattore importante in questo mezzo di regolazione.

L'influenza delle proprietà di trasferimento del calore dei tessuti per abbigliamento sul bilancio termico del corpo umano

Le prestazioni di trasferimento del calore del tessuto per indumenti si riferiscono alla capacità del tessuto per indumenti di regolare lo scambio di calore tra il corpo umano e l'ambiente esterno. Quando il clima esterno è freddo, abbiamo bisogno di tessuti per abbigliamento con migliori prestazioni di isolamento al freddo; quando il clima esterno è caldo, abbiamo bisogno di tessuti per indumenti con migliori prestazioni di dissipazione del calore, queste sono legate alle prestazioni di trasferimento del calore dei tessuti per abbigliamento.

Le prestazioni di trasferimento del calore del tessuto per abbigliamento possono essere espresse dalla resistenza termica Rct, l'unità è m² · K / W, che indica il rapporto tra la differenza di temperatura tra due lati del campione e il rapporto del flusso di calore per unità di area attraverso il campione verticalmente. Più piccolo è il Rct, peggiore è il calore del tessuto dell'abbigliamento, migliori sono le prestazioni di trasferimento del calore del materiale dell'abbigliamento.

In generale, nei tessuti per indumenti comuni, la resistenza termica della lana, la seta è inferiore al cotone, cioè il calore è peggiore del cotone; la resistenza termica di nylon, acrilico, polipropilene è più alta, cioè buon calore, i capispalla hanno i vantaggi del tutore non rughe, resistente e durevole. I fattori che influenzano le prestazioni di trasferimento del calore dei tessuti per abbigliamento, oltre alla resistenza termica del materiale, sono principalmente correlati allo spessore del tessuto e allo stato di disposizione delle fibre all'interno del tessuto.

L'influenza dell'assorbimento di umidità dei tessuti dell'abbigliamento sull'equilibrio dell'umidità del corpo umano

Il corpo umano scarica costantemente acqua e secrezioni all'esterno, quindi l'assorbimento dell'umidità e le prestazioni di dissipazione dell'umidità del tessuto per abbigliamento diventano un fattore importante per il corpo umano per mantenere il comfort dell'umidità. Soprattutto nella calda estate o in un intenso esercizio fisico, il corpo umano suda molto, in questo momento, l'assorbimento dell'umidità e le prestazioni di dissipazione dell'umidità dei tessuti per abbigliamento possono non solo mantenere i vestiti asciutti, ma anche impedire al corpo umano di produrre una sensazione di bagnato appiccicoso .

L'assorbimento di umidità del tessuto per indumenti si riferisce al processo di dispersione del vapore acqueo dalla zona ad alta umidità attraverso il tessuto alla zona a bassa umidità a condizione che vi sia una certa differenza di temperatura relativa tra i due lati del tessuto. Cioè, un lato del tessuto assorbe il vapore acqueo evaporato sulla superficie della pelle, quindi il vapore acqueo viene trasmesso dalla fibra all'altro lato del tessuto per disperdere, e allo stesso tempo, i pori all'interno del filati e tessuti hanno anche un certo ruolo di diffusione del vapore acqueo.

I principali fattori che influenzano il comfort sul bagnato dei tessuti per abbigliamento sono: le caratteristiche della fibra del tessuto (tipo di fibra, finezza, caratteristiche della superficie), caratteristiche del filato (struttura del filato), caratteristiche del tessuto del tessuto (struttura della trama, spessore, densità, ecc.). In generale, il tessuto con spessore sottile, finezza del filato di piccole fibre e grande porosità ha un buon assorbimento dell'umidità e prestazioni di dispersione dell'umidità; l'assorbimento dell'umidità della fibra naturale e la dispersione dell'umidità sono migliori della fibra sintetica.

Le prestazioni di trasferimento del calore e l'assorbimento dell'umidità del tessuto possono essere testate insieme, che possono essere riferite allo standard ISO 11092, e lo strumento di prova è TF129 Piastra riscaldante con protezione contro il sudore, inoltre, la permeabilità all'umidità può anche essere testata separatamente, che può essere riferita allo standard ASTM E96, e lo strumento di prova è Tester di permeabilità al vapore acqueo TF165B.

La traspirabilità dei tessuti dell'abbigliamento legata al bilancio termico umano

La traspirabilità è un altro fattore importante che influisce sul comfort dei tessuti per abbigliamento. Uno studio mostra che quando la quantità di anidride carbonica nell'aria all'interno dell'indumento supera lo 0.08% e l'umidità del vapore acqueo supera il 60%, il corpo umano si sentirà caldo e umido e le persone si sentiranno irritate. Dal punto di vista dell'igiene, i tessuti per abbigliamento con un certo grado di traspirabilità favoriscono lo scambio di gas all'interno e all'esterno del tessuto, il che è benefico per il metabolismo della pelle umana.

In generale, l'abbigliamento resistente al freddo richiede una piccola traspirabilità del materiale, in modo da non dissipare il calore corporeo troppo rapidamente, per ottenere la giornata fredda. L'indumento anti-calore richiede una buona traspirabilità per accelerare la dissipazione del calore corporeo, in modo che le persone siano in uno stato di equilibrio tra calore e umidità, confortevole e soddisfacente.

Molti fattori influenzano il comfort termico e umido dei tessuti per abbigliamento, che dovrebbero tenere conto di fattori come fibre, filati e struttura morfologica del tessuto, per le diverse stagioni, i diversi usi dei tessuti per abbigliamento dovrebbero essere considerati fattori che dovrebbero essere diversi. Ad esempio, la scelta dei tessuti della biancheria intima richiede comfort, caldo, da una combinazione di fattori, dovrebbe essere selezionata tra cotone, lana, prodotti in seta. La scelta dei tessuti per capispalla invernali richiede tessuti belli, pratici, caldi, quindi è necessario utilizzare tessuti in pura lana, lana e cotone, lana e fibre chimiche misti o ispessiti. I tessuti per abbigliamento esterno estivi dovrebbero essere selezionati per il comfort, freschi, traspiranti, con un buon drappeggio, dovrebbero essere selezionati tra cotone, lino, seta e altre materie prime ad alto numero di filati, i requisiti del prodotto leggero e sottile.