Come il tessuto di raffreddamento riflettente NIR riduce l'accumulo di calore solare

Perché la riflessione nel vicino infrarosso colpisce il calore prima che penetri nell'indumento

Un indumento esposto alla luce solare riceve energia attraverso lunghezze d'onda ultraviolette, visibili e del vicino infrarosso. La luce visibile determina la maggior parte di ciò che percepiamo come colore, ma la radiazione del vicino infrarosso trasporta una grande quantità di energia solare terrestre. Una volta assorbita dai coloranti, dalle fibre o dalla pelle, tale radiazione viene convertita in calore.

Questo rende la riflessione NIR una strategia preventiva. Invece di cercare di dissipare il calore dopo che il tessuto si è riscaldato, un tessuto riflettente NIR mira a ridurre un importante carico termico in ingresso. I riferimenti ingegneristici arrotondati descrivono spesso lo spettro terrestre come composto approssimativamente per il 5% da ultravioletti, per il 43% da luce visibile e per il 52% da infrarossi vicini; le percentuali esatte variano a seconda dello spettro di riferimento e del metodo di integrazione, quindi la valutazione del prodotto dovrebbe utilizzare dati spettrali misurati piuttosto che queste percentuali arrotondate.

La riflessione nel vicino infrarosso (NIR) e la protezione dai raggi UV sono correlate, ma non intercambiabili.

La protezione dai raggi UV riguarda principalmente la quantità di radiazioni ultraviolette che attraversano un tessuto e raggiungono la pelle. La protezione termica dai raggi infrarossi vicini (NIR) riguarda invece la quantità di energia infrarossa vicina che viene riflessa, trasmessa o assorbita. Un tessuto può avere un elevato UPF e assorbire comunque una notevole quantità di calore solare. Al contrario, per una struttura riflettente i raggi NIR è comunque necessaria una prova specifica prima di poter dichiarare un valore UPF.

Come funzionano le particelle riflettenti all'interno di una fibra o di un rivestimento

Quando particelle e pori presentano dimensioni ottiche adatte alle lunghezze d'onda incidenti, le differenze nell'indice di rifrazione possono disperdere la luce. In un tessuto NIR, l'obiettivo è aumentare la retrodiffusione e la riflettanza in una parte utile della banda del vicino infrarosso, preservando al contempo filabilità, resistenza, morbidezza al tatto e colore.

La sola composizione chimica delle particelle non determina le prestazioni. La distribuzione dimensionale, la concentrazione delle particelle, la dispersione, l'indice di rifrazione del polimero, il diametro delle fibre, il sistema di pigmenti, la densità del tessuto e la geometria della superficie contribuiscono tutti al risultato finale. Una polvere dalle prestazioni elevate, considerata isolatamente, può perdere valore se si agglomera durante la filatura, indebolisce il filamento o produce un aspetto inaccettabile.

Perché il bianco è più facile da colorare e perché i colori scuri sono più difficili.

I tessuti bianchi riflettono naturalmente gran parte dello spettro visibile e spesso possono essere progettati per ottenere un'elevata riflettanza solare complessiva. I colori scuri richiedono l'assorbimento della luce visibile per creare l'aspetto desiderato. Tale assorbimento aumenta l'accumulo di calore, anche se la riflettanza nel vicino infrarosso (NIR) viene migliorata.

L'obiettivo pratico per i prodotti colorati è quindi un comportamento selettivo: mantenere il colore visibile desiderato riducendo al contempo l'assorbimento indesiderato nella banda del vicino infrarosso (NIR). Ciò può comportare l'utilizzo di pigmenti freddi, particelle riflettenti, filati multistrato, strati stampati o asimmetria del tessuto. Ogni soluzione modifica i costi, la corrispondenza delle tonalità, la durata e la compatibilità del processo.

Non confrontare un campione bianco da laboratorio con un tessuto commerciale scuro e attribuire l'intera differenza di temperatura alla tecnologia NIR. Confronta elementi omogenei: stessa famiglia di colori, massa e struttura simili, stessa irradianza e stesso supporto.

L'integrazione a livello di fibra e il rivestimento superficiale comportano compromessi diversi.

Un pratico punto di riferimento di Annie's Smartex

Filato di nylon riflettente NIR IcSnow® per raffreddamento

Annie's Smartex presenta questo filamento di nylon come una soluzione combinata per schermatura dal calore solare, sensazione di freschezza al tatto e protezione dai raggi UV. La pagina del prodotto riporta un valore Q-max di 0.32 J/(cm²·s), UPF50+ e risultati di schermatura dal calore del 43.9% prima del lavaggio e del 45.8% dopo cinque cicli di lavaggio, secondo i test di grado AAA T/CTES 1054-2023.

Questi dati rappresentano informazioni di riferimento specifiche per il prodotto, non valori universali validi per ogni tessuto realizzato con tale filato. Gli acquirenti sono tenuti a verificare il report aggiornato, la composizione del campione, il colore, le condizioni di prova e le specifiche di produzione prima di utilizzarli per una dichiarazione relativa a un capo finito.

Visualizza il filato di nylon riflettente IcSnow® Cooling-NIR

Dove il tessuto riflettente NIR crea il valore più evidente

La riflessione nel vicino infrarosso (NIR) è rilevante quando l'esposizione solare rappresenta una parte importante del carico termico: maglie da ciclismo, gilet da corsa, maniche protettive dal sole, camicie da trekking, abbigliamento da lavoro, cappelli, tende, tessuti per veicoli e attrezzature per attività all'aperto. È meno determinante in ambienti interni o in zone d'ombra profonda, dove l'irraggiamento solare diretto è limitato.

L'architettura del capo è ancora importante. Pannelli di ventilazione, vestibilità, massa del tessuto, gestione dell'umidità e copertura possono amplificare o annullare parte del beneficio. Per gli sport ad alta intensità, la riflessione NIR riduce il calore in entrata, mentre una struttura che gestisce l'umidità favorisce il trasporto del sudore. Si tratta di funzioni complementari, non di spiegazioni alternative.

Come testare un tessuto NIR senza farsi ingannare da una termocamera

Le immagini termiche sono convincenti, ma l'emissività, l'angolo di visuale e lo sfondo possono modificare la temperatura superficiale apparente. Un confronto utile consente di controllare il colore e la struttura del campione, il montaggio, il supporto, l'irradianza, il tempo di esposizione, la temperatura dell'aria, il movimento dell'aria e il punto di misurazione.

1. Analizzare la riflettanza e la trasmittanza spettrale UV-Vis-NIR del tessuto specifico.
2. Eseguire un confronto controllato della protezione termica rispetto a un tessuto di riferimento pertinente.
3. Ripetere l'operazione dopo la sequenza di lavaggio, abrasione e invecchiamento prevista.
4. Valutare la differenza di colore, la maneggevolezza, le proprietà di resistenza alla trazione e la traspirabilità, unitamente al risultato termico.
5. Validare il capo completo nel clima e nel profilo di attività previsti.

La riflessione NIR non è la stessa cosa del raffreddamento radiativo

La riflessione nel vicino infrarosso (NIR) respinge principalmente l'energia solare a onde corte in arrivo. Il raffreddamento radiativo passivo gestisce la radiazione termica a onde lunghe in uscita, spesso attraverso la finestra atmosferica di 8-13 μm. Un tessuto per esterni ad alte prestazioni può utilizzare entrambi i principi, ma i requisiti e le misurazioni dei materiali sono differenti. Il prossimo articolo spiega quando un tessuto può avvicinarsi alla temperatura ambiente, o, in condizioni adeguate, scendere al di sotto di essa.