一种纺织品的冷暖感测试及指标计算方法技术

本发明专利技术为一种纺织品的冷暖感测试及指标计算方法，待测试样在要求的温湿度环境下平衡后进行测试；仪器热板覆盖预热试样进行预热后，用待测试样替换预热试样，开始测试并记录热功率曲线；冷感时间T定义为热功率曲线初始段的“山峰”即有冷感的时间段；冷感时段总散热量W1定义为在冷感时间T内单位面积试样散失的总热量；纯冷感散热量W2定义为纺织品与人体皮肤接触初期，由于二者温差引起人体向纺织品传递的热量，其计算方法为冷感时段总散热量减掉T时间段内看作稳态传热条件下单位面积试样传递的热量。本发明专利技术用于评价平面状或曲面状纤维集合体的冷暖感特性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为，待测试样在要求的温湿度环境下平衡后进行测试；仪器热板覆盖预热试样进行预热后，用待测试样替换预热试样，开始测试并记录热功率曲线；冷感时间T定义为热功率曲线初始段的“山峰”即有冷感的时间段；冷感时段总散热量W1定义为在冷感时间T内单位面积试样散失的总热量；纯冷感散热量W2定义为纺织品与人体皮肤接触初期，由于二者温差引起人体向纺织品传递的热量，其计算方法为冷感时段总散热量减掉T时间段内看作稳态传热条件下单位面积试样传递的热量。本专利技术用于评价平面状或曲面状纤维集合体的冷暖感特性。【专利说明】
本专利技术涉及，属于纺织品检测领域。
技术介绍
纺织品的热学性能对纺织品舒适性至关重要。接触冷暖感是产品热学性能的一个 重要组成部分，也是评价纺织品热舒适性及其用途的重要指标。 所谓纺织品接触冷暖感或接触热舒适性，就是其与皮肤接触后给人体皮肤的温度 刺激在人的大脑中形成的关于冷或暖的判断。体表平均温度一般为33°C，冬秋季节纺织品 温度常常会低于皮肤温度，接触初期热量会从高温的体表向低温的纺织品迅速流动，直至 接触的二表面温度趋于一致时热流才会逐渐稳定即进入稳态传热，此前的传热功率大于稳 态传热，被称作非稳态传热或瞬态传热。稳态传热过程中覆盖着纺织品的人体向外扩散的 热功率体现纺织品的热阻或保暖性，而非稳态传热过程中覆盖纺织品的人体向外散失的热 功率主要体现纺织品的冷感或冷暖感。 关于纺织品热阻或保暖性的研究已经比较成熟，但是，关于纺织品冷暖感的相关 理论和测试技术却滞后很多。20世纪70年代日本和英国学者开始研究接触冷暖感，至今只 形成了上述基本概念和日本产KES-F7热性能测试仪及专利技术专利201210587792. 8 (高蓬松 易变形寝具产品的保温性能的检测设备及检测方法）提出的冷暖感测试方法和指标，其次 是最原始的主观评价法。主观评价虽然能真实反映人对于纺织品冷暖感的判断，但是量化 困难，随机误差大。 通过研究发现，纺织品冷感强弱一方面取决于自身性能，如热容量、传热性能、单 位面积质量、纤维堆砌结构等，另一方面受接触皮肤前纺织品所处的温湿度环境影响。从测 试硬件功能角度讲，现有多数保温仪都有可能同时测试冷暖感，缺乏的是冷暖感的测试方 法、表达指标和数据处理方法。 专利技术专利201210587792. 8和KES-F7仪器都采用在维持皮肤温度和环境温度恒 定条件下通过纺织品热流量的最大值Qmax(即最大瞬态热流量）表征纺织品的冷暖感，如图 1所示。这是一类非常狭隘的冷暖感测试方法，因为不同材料的热容量差异很大，对于某些 冷感很强的试样（如润湿的纺织品）为维持热板温度恒定仪器硬件能否无限量地迅速输出 热功率是最大问题。目前，测试热学性能仪器的加热方式主要有：电阻加热、膜加热、电偶 加热、半导体加热、激光闪光法加热等，无论那一种加热方法都不能保证无限量地输出热功 率，这就失去了测试最大瞬态热流量Q max的可能。另一方面，从科学合理角度讲，仪器供热 模式应该模拟人体向皮肤的供热方式，人体接触润湿纺织品等强冷感材料时不可能无限量 地增加供热量，只能降低皮肤温度并有限地增加供热量。在人体感觉到纺织品冷感并向外 增加供热量有限的物理条件下，现有冷感指标--热板温度恒定条件下的最大瞬态热流量 Qmax不适合表征纺织品的冷暖感。所以，现有冷暖感的表达指标和评价方法都不够科学合 理。 另外，KES-F7仪器测试的试样面积小，导致对于厚型试样的边缘效应或误差大，而 且不能直接测试被子服装等成品，需要裁减试样，裁减会改变试样的传热通道。 纺织品热性能测试中，为了保证热板的温度均匀性等，目前很多保温仪都采用加 热膜作为加热元件，一块加热膜的热功率曲线形态如图2所示，是窗口加热模式，与图1差 异很大，加热膜一旦工作只能输出恒定热功率，如果关停则输出热功率为〇。当控制测试热 板的温度稳定在一定范围（如在33±0.1°C)时，单个加热元件的输出热功率与时间的关 系就成为不等间隔的矩形波，非稳态传热阶段矩形波为〇的时间短，即非稳态传热阶段矩 形波工作的时间长。考虑测试热板面积、纺织品厚度波动等方面因素，一台仪器的测试热板 往往由数个加热元件排列组合而成，参见专利技术专利201210587792. 8。采用加热膜的窗口加 热模式时，数个加热元件的热功率曲线相加后的图3或图4才是测试热板的总热功率曲线。 图3或图4中，输出热功率在经历过高峰后下降为0的时段，测试热板仍然通过试样在向环 境散热，导致测试热板温度低于33-0. 1°C，进入下一个加热周期。显然，现有冷感指标-- 最大瞬态热流量Qmax不适合图3或图4的热功率曲线，即不适合现有常用测试硬件。 另外，瞬态热流量Qmax不能反映对舒适性至关重要的冷感时间长短。并且当不同 试样的热阻差异大即稳态传热量Q(如图1所示）差异大时，最大瞬态热流量Q max也失去了 可比性。 近年来，随着消费者对纺织品舒适性和功能性需求的提高，接触冷暖感更加引起 国内外市场重视，不少化纤企业在研发"冷感"纤维，然而，目前国内外尚无比较实用可行的 冷暖感测试与评价技术或方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供了一种用于评价平面状或曲面状纤维集合体冷 暖感特性的纺织品冷暖感测试及指标计算方法，解决了以下问题：主观评价纺织品冷暖感， 量化困难、随机误差大；现有冷暖感测试方法和指标不够科学合理，因为对于冷感很强的试 样人体和仪器硬件都不能无限量地迅速输出热功率；不能反映对舒适性至关重要的冷感时 间长短；稳态导热量Q差异大时，最大瞬态热流量Q max也失去了可比性。 为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种纺织品的冷暖感测试方 法，其特征在于，包括以下步骤： (11)试样平衡：将至少2个纺织品待测试样在指定的温湿度环境下悬挂或平置于 筛网上平衡24小时以上，使试样内外温湿度达到平衡，各试样分别被测试，以所有试样的 平均指标作为该批试样的特性指标；临近测试前5?15分钟，将平衡好的待测试样装入塑 料袋密封后移入测试室，移动中试样及外封的塑料袋不可接触任何热源或冷源，以便保持 试样温湿度不变；将另外一个与待测试样完全相同的试样置于测试所用的恒温恒湿室平衡 相同时间，用于仪器预热，该试样称作预热试样； (12)仪器预热：仪器的热板上方覆盖一个预热试样进行预热，使预热后热板输出 的热功率等于测试待测试样进入稳态传热过程的输出热功率； (13)测试：预热完成前3?5分钟，迅速将待测试样取出轻拍平摊在测试热板旁 边的绝热平台上，同预热试样的一边缘衔接准备测试；预热结束，即热板上表面温度平衡在 仪器设定的一个恒定温度时，立即向一方拖动预热试样和衔接的待测试样，使待测试样替 换预热试样平置于热板上表面，控制热板和纺织品待测试样上方空气层温度恒定，随即开 始测试并记录热板通过待测试样散失的热功率曲线，测试到40-80分时，停止测试记录；获 取测试热板通过纺织品输出的总计热功率与时间相关的热功率曲线，通过热功率曲线反映 纺织品的冷暖感。 优选地，所述的纺织品为平面状或曲面状纤维集合体，其包括由各种纤维、纱线制 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纺织品的冷暖感测试方法，其特征在于，包括以下步骤：(11)试样平衡：将至少2个纺织品待测试样在指定的温湿度环境下悬挂或平置于筛网上平衡24小时以上，使试样内外温湿度达到平衡，各试样分别被测试，以所有试样的平均指标作为该批试样的特性指标；临近测试前5～15分钟，将平衡好的待测试样装入塑料袋密封后移入测试室，移动中试样及外封的塑料袋不可接触任何热源或冷源，以便保持试样温湿度不变；将另外一个与待测试样完全相同的试样置于测试所用的恒温恒湿室平衡相同时间，用于仪器预热，该试样称作预热试样；(12)仪器预热：仪器的热板上方覆盖一个预热试样进行预热，使预热后热板输出的热功率等于测试待测试样进入稳态传热过程的输出热功率；(13)测试：预热完成前3～5分钟，迅速将待测试样取出轻拍平摊在测试热板旁边的绝热平台上，同预热试样的一边缘衔接准备测试；预热结束，即热板上表面温度平衡在仪器设定的一个恒定温度时，立即向一方拖动预热试样和衔接的待测试样，使待测试样替换预热试样平置于热板上表面，控制热板和纺织品待测试样上方空气层温度恒定，随即开始测试并记录热板通过待测试样散失的热功率曲线，测试到40‑80分时，停止测试记录；获取测试热板通过纺织品输出的总计热功率与时间相关的热功率曲线，通过热功率曲线反映纺织品的冷暖感。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王府梅，王茜，章军华，齐迪迪，
申请(专利权)人：东华大学，杭州飞利弘羽绒寝具有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31