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                      織物接觸冷暖感測試評價方法

                      [2020-09-30 16:29]
                        織物冷暖感(或熱舒適)是織物與人體皮膚接觸后織物給皮膚的溫度刺激在人大腦中形成的關于冷和暖的判斷。當織物與皮膚接觸瞬間,由于存在溫差,織物與皮膚之間會發生熱交換,使皮膚的溫度升高或降低?椢锱c皮膚之間的熱交換形式主要為熱傳導,織物內部的熱輻射和自然對流影響很小,可忽略不計。
                        通常情況下(除環境溫度高于皮膚溫度外),皮膚溫度高于環境溫度,因此織物與皮膚接觸后 往往使皮膚溫度下降,如果溫度下降(或上升)的量超過一定限度,就會使人產生不舒適感。從物理意義而言,冷暖感的強弱,取決于織物和人體接觸過程中織物導走或保有人體熱量的多少。
                        織物與皮膚接觸瞬間,二者之間存在溫差,有明顯的傳熱傳質變化。影響皮膚溫度及其變化的物理參數主要有:·皮膚溫度、溫度變化速率、溫度變化量、環境溫度和時間等?椢锏睦渑锌梢杂貌煌奈锢韰颠M行描述,常用的有導熱系數、吸熱系數、人體與織物接觸時由人體通過織物流向環境的最大瞬態熱流。
                        測試方法
                        織物的冷暖感常用最大瞬態熱流法、吸熱系數法和導熱系數法來進行評價,但最大瞬態熱流和吸熱系數測試中都包含了導熱系數這個參數。因此目前冷暖感的各 種測試評價方法主要集中在最大瞬態熱流和吸熱系數的測試方面。
                        最大熱流法
                        最大熱流法是日本學者Kawabata根據瞬態熱傳導理論提出的一種織物接觸冷暖感測試評價方法,最大熱流法的基本原理是在模擬人體皮膚接觸織物的瞬態傳熱過程中對熱流變化曲線進行實時測量。如圖所示,在測量之前,首先將樣品放在溫度保持恒定的樣品座上,并將由良導熱體制成的熱板溫度升高到比樣品高約5~10℃。測量時將熱板放置在樣品的上表面,熱量從溫度高的熱板流向樣品,記錄和測量熱板溫度和接觸面上熱流密度 q(t) 隨時間的變化曲線
                        對于織物接觸冷暖感的測試,此儀器所采用的方法就是上述最大熱流法。由于測試儀只考慮熱板初始溫度比樣品表面溫度高的情況,因此測出的最大熱流密度實際上是相對冷暖感,大的熱流密度值對應冷感,小的熱流密度值對應暖感。
                        如圖所示,冷暖感測試儀由以下三個基本部分及其控制系統構成:
                       。1)T.Box(Temperature Detecting Box, 溫度測試以及蓄熱板)
                       。2)B.T.Box(Bottom Temperature Box, 熱源臺)
                       。3)Thermo Cool(恒溫臺)
                        Q-max測試(冷暖感測試):
                        如圖所示,將樣品放置在恒溫臺上,并將蓄熱板放置在熱源臺上進行蓄熱,然后將蓄熱板快速放置在樣品表面上。蓄積的熱量立即移動至低溫側的樣品上,此時測試出的熱流峰值為Q-max值,測試過程可在1分以內完成。
                        穩態導熱系數和熱擴散系數測試:
                        首先將恒溫臺設置為室溫,將50mm×50mm的樣品放置在上面,再將熱源臺的熱板緊貼試樣放置在上面。在熱源臺以及護環的溫度達到穩定后,通過測量穩態熱流既可得到穩態導熱系數,測試過程可在2~3分以內完成。
                        通過達到穩定前的動態熱流和溫度變化曲線,并結合特定邊界條件,還可以實現對熱擴散系數的測量。通過上述測量的導熱系數和熱擴散系數,如果知道樣品的密度,則可以計算得到樣品的比熱容。
                        由此可見,熱性能測試儀是一個非常經典的瞬態熱物理性能測試儀器,通過測試模型和相應的邊界條件,可以對樣品厚度方向的熱物理性能參數進行測量,即熱性能測試儀的熱性能測試帶有明確的方向性。
                        保溫性能測試:
                        將上述冷暖感測試儀結合風洞來進行織物的保溫性能測試,將樣品(100mm×100mm以上、最大200mm×20mm)和樣品安裝框一起固定至100mm×100mm熱源臺上進行測試。通常風洞內的空氣溫度與室溫相同,熱源臺溫度為比室溫高10℃。當熱源臺溫度以及熱流值穩定時,測量熱流值就可計算得到保溫性能,測試通常在2~5 分鐘內完成。在具體測試中,還可使用各種測試方法,例如Wet法、Space法和Wet Space法等。
                        測試標準:
                        盡管最大熱流法測試技術已經開發了近30年,但一直沒有形成國際化的標準測試方法,基于最大熱流法,目前已經建立了相應標準測試方法的國家和地區只有大陸和臺灣,如國家標準 GB/T 35263-2017《紡織品 接觸瞬間涼感性能的檢測和評價》,以及臺灣紡織產業綜合研究所制定的《織物瞬 間涼感驗證規范》(FTTS-FA-019)產業標準。

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