防寒保暖技术在现代服装上的应用研究

池泽俊 杨 亚

（常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏 常熟 215500）

维持人体的热平衡，以适应气候的变化，是服装的基本功能之一。服装不够御寒或过于保暖,都会使人感到不舒适。在冷环境下位于服装面料与里料之间的保暖材料主要起保暖或隔热作用[1]。如何有效地提高服装防寒保暖性能是服装领域中研究的重点问题之一。

从传统意义上讲，服装的防寒保暖实质上是利用棉、毛、毛皮和羽绒等材料阻止人体产生的热量通过热传导热对流和热辐射向体外散失，并通过改变服装材料的厚度、层数和结构使服装适合不同寒冷程度的环境的要求[2]。随着人类进入21 世纪，越来越多的新型防寒保暖性能材料纷纷涌现，防寒服装的制版技术更新换代，现在的服装防寒保暖性能有了很大的提升，同时使得抵抗寒冷天气的服装更加轻薄和舒适。

1 防寒保暖技术在服装上的应用方法

1.1 开口结构设计

服装中的结构开口设计对服装散热功能影响很大，特别是服装上下装的开口设计。对于需要防寒保暖性能的服装而言，合理的开口结构设计可以减少服装内人体的热量流逝，保持衣内温度热量。防寒保暖服装主要的结构开口包括袖口、领口、裤口和下摆等。

韩笑等人[3]的研究中对防寒服装的领口、门襟开口、肩与袖部、袖（裤）口等进行了分析。结果显示，领口设计部分采用连帽设计或者帽与领之间采用可拆卸的组装方式，常为立领结构，领高6-8cm，可以提升保暖性能。袖口与脚口可使用魔术贴、调节祥、拉链等。这种开口结构，一般比松紧带的收紧式开口更能帮助人体营造更好的热湿环境（图1）。同时下摆处采用抽绳设计，可增强灵活性。

图1 常见的袖口与裤口结构图

1.2 面料的组合设计

防寒保暖的服装常采用多层面料组合设计的方式，如冲锋衣最里层是透气吸湿里料层、中间层使用保暖填充物为防寒保暖层、最外层使用防水抗风层等来保证保暖性，通过面料组合来形成保暖与热舒适性的平衡。同时还可以对外层面料使用多层复合织物技术，使面料获得抗水、抗风等性能。这样增加了服装层数，使得体表通过服装层向外界散发的热量减少，可提高保暖性能。

2 防寒保暖技术的发展趋势以及不足

2.1 防寒保暖材料现状

根据保暖材料作用的效果，可以将防寒保暖服装材料分为静态防寒保暖材料和动态防寒保暖材料。静态防寒保暖材料即采用低导热率材料，使用增加静止空气层的结构设计和采用服装表面或内部涂覆等手段，实现防寒保暖。常使用的材料为羽绒、棉、羊毛、中空纤维等。动态防寒保暖材料即通过外加热装置或者使用发热、调温材料等将热源引进，主动对人体加热，实现防寒保暖效果。如蓄热保暖纤维、石墨烯远红外纤维等。

陆英[4]等人经研究得知羽绒纤维有芯层空腔结构，这种结构使得羽绒纤维具有良好的保暖性能。目前防寒保暖材料的研究主要通过对纤维进行保暖性综合测试，如研究织物结构、探索透气性与厚度关系、制备技术的改进等方法来进一步提高保暖材料的性能。

2.2 发展趋势以及不足

人们对防寒服装的要求已经由单一保暖功能逐步向保暖性、轻便性和多功能方向发展。保暖材料的选择也会逐渐从羽绒、羊毛等传统保暖材料转变为高性能纤维，如远红外石墨烯纤维、光热转换材料等，用来提高保暖功能的持久性与稳定性。目前国内外对防寒保暖材料的研究取得了许多重要的成果,但是在客观评价防寒保暖材料性能的标准方面,还需要国内生产企业进行改进与完善。

3 防寒保暖技术在现代服装上的应用

本文利用防寒保暖技术原理，通过服装版型上的设计，设计出如图2 样式的防寒保暖冲锋衣套装。因为冲锋衣这种户外登山服装对于防寒保暖有较高的要求，服装采用多层面料组合的方式，最内层里料采用如锦纶、棉纤维等便于人体排汗透气的材料或者使用聚氨酯（PU）形成亲水涂层覆盖在织物表面上，使织物具有防水防风又透气排汗的功能，同时在纤维结构上通过设计让纤维表面形成微小褶皱，形成毛细效应提高透气性与散热性。中间防寒保暖层的面料可选用热阻系数较大的材料，提升保暖性能。同时选用空气吸附能力较强的材料，这便于使面料之间形成相对静止的空气层，提高空气热阻促进保暖。还可以利用如远红外陶瓷粉这类具有吸收和释放能量的材料，从而具有调节微气候的作用。最外层则主要采用具有防风防水性能的材料，从而保障防寒保暖性能。

图2 防寒保暖冲锋衣套装

此外在结构上，领口（帽子）部分的设计使用连帽设计，门襟采用双襟设计，使用立领结构减少热量向环境扩散。袖口与脚口使用调节松紧的调节袢提升防寒防风性能。通过使用这些结构，使冲锋衣套装的保暖性能得到提升。

4 结语

目前人们对防寒服装的探索已经取得了一定的成果，从传统面料如棉、羽绒、羊毛等转变为具有高性能的防寒保暖材料，如相变调温材料、远红外发热材料等。材质上进行多领域的结合提升防寒保暖性能。考虑服装的防寒保暖性能不能仅是简单地考虑材质的性能，还要对人体与服装的热流传导的形式进行综合考虑。在考虑纤维材质的同时还需要考虑服装开口结构、外界环境等多方面因素，才能制作出较好的防寒保暖服装。