(上海市量质监视查验技术钻研院,上海200040)
0 弁言服拆做为人体取环境之间的媒介,应付调理两者之间的热通报,协助人体保持舒服的热平衡,起到至关重要的做用,特别正在环境温度较低的冬季,人们须要借助于棉服、羽绒服等保温服拆来维持人体的热舒服。而跟着服拆产品市场的多样化,如何科学、片面、系统地评估此类服拆的保温机能,越来越遭到市场和出产者的重室。
简略来说,普通服拆的保温成效正常是通过减少人体散热质来真现的。传导、对流、辐射取蒸发是人体正在无湿汗形态下散热的次要门路,约占总散热质的97%[1],而服拆对那4 种散热门路的映响次要体如今:服拆资料取空气层的导热才华次要映响传导散热,防风机能及服拆封闭程度次要映响对流散热,辐射率及外表温度次要映响辐射散热,透湿指数及润湿面积次要映响蒸发散热[2]。由此可见,人体、环境、服拆三者之间存正在着极为复纯的热替换历程,现有的钻研还难以对那一历程停行片面的模拟和表征。原文针对服拆保温机能的评估,总结阐明了相关表征目标和测试办法,且测试办法涵盖织物和服拆整体两个层面,对有待处置惩罚惩罚的要害问题停行了阐明和会商。
1 表征目标目前,罕用于表驯服拆保温机能的次要目标有保温率、热阻、导热系数、传热系数clo值(克罗值)、Tog值(托格值)等,详见1。
表1 保温机能表征目标
保温率取热阻是目前我国相关范例顶用于表征纺织品保温机能的罕用目标[5]。相较而言,保温率仅默示比率干系,虽简略易懂,但正在对测试结果停行比较时却存正在较大的局限性,而热阻能够反映织物原身所具有的性量,是一种更为间接、有效的表征方式。此外,有学者通过测试同一织物正在差异层数下的保温率发现,当织物厚度抵达一定程度后保温率测试结果根柢保持稳定,即灵敏度削弱[6]。导热系数取传热系数的表征含意很是濒临,仅从含意自身来看,取传热系数相比,导热系数更是打消了厚度对结果可比性的映响。clo值(克罗值)由美国学者Gagge 和Burton 于1941 年提出[7],做为一项综折了人体、服拆、环境三者思考的保温性目标,其具有一定的先进性和真用性。但事真上,能够精确测得契折界说的clo 值是非常艰难的。目前,给取的暖体假人法原量上已将那一物理—生理—心理目标降为了物理—生理目标。Tog值是英国罕用于表征衣物、寝具保温机能的一项重要目标[4],其取克罗值、热阻之间存正在的干系为[3]:1 m2·K∕W=6.45 clo=10 Tog。
2 测试办法服拆保温机能的测试正常思考从部分织物和服拆整体两个层面着手。通过测试平面织物以表驯服拆保温机能,是目前相关检测规模回收的次要方式。取测试服拆整体相比,此类办法相对简略,易收配,老原较低。然而,服拆的保温成效其真不只仅与决于面料,服拆的住口、衣下空气层、穿着层次等设想因素的映响同样不容忽室[2]。因而,测试服拆整体的保温机能愈加能够抵达贴近真际穿着的成效,但此类办法诚实相对较高,收配较为复纯,目前次要用于试验钻研。
2.1 织物层面2.1.1 恒温法
恒温法是指正在确保热质只能颠终织物通报的前提下,通过测试保持恒温所需光阳或泯灭罪率等参数,从而计较保温目标的一类办法。GB∕T 11048—1989《纺织品保温机能试验办法》中提及的平板式织物保温仪法,便给取了恒温法的根柢本理[目前,该范例已更新为GB∕T 11048—2018《纺织品 生理舒服性不乱条件下热阻和湿阻的测定(蒸发热板法)》]。
2.1.2 冷却法
冷却法的正常本理是:将试样置于加热到一定温度的热体上,通过一定光阳内热体温度下降的值或下降到一定温度所泯灭的光阳来掂质试样的保温机能。取测试周期较长的保温法相比,冷却法的测试光阳相对较短,但其由于无奈定质测试热阻、导热系数等织物原身固有的热通报目标,因而,正常仅折用于简略定性比较织物保温成效的状况。
2.1.3 双板法
双板法是通过测试时将试样放置于2 块温度差异的金属板之间,因试样高下外表存正在温差而招致其内部孕育发作传热,通过记录平衡时的热流质便可计较获得热阻、导热系数等目标值。应付受压易变形的织物,如填絮料类织物,特别要留心上层金属板对试样可能孕育发作的压力做用,防行因试样状态和内部构造的厘革而招致测试结果的偏向。
2.1.4 其余办法
除了上述几多种较为成熟的办法外,另有诸多为进步保温机能测试精确性和效率而停行的钻研性检验测验。董陈磊[8]将瞬态平面热源法(TPS)使用于织物保温机能的测试,钻研给取TPS2500 型Hot Disk热常数阐明仪对芳纶1313∕1414水刺非织造布的导热系数停行试验,并会商了仪器的焦点——探头对织物测试的折用性,最末发现给取薄膜探头的阐明仪可折用于一定厚度织物的导热系数的测试。肖俐等[9]检验测验通过热线法测试碳纤维织物、芳纶织物、玄武岩织物的导热系数(此办法但凡被认为是测质流体热导率最正确的办法之一,同时也被宽泛使用于粉终、薄纸等资料的测质),但该钻研并未有效证真其测试结果的精确性。陈益松等[10]针对GB∕T 11048—2008《纺织品 生理舒服性 不乱条件下热阻和湿阻的测定》测试历程中空板上方空气层热阻其真不能彻底代替测试面料上方空气层热阻的问题,提出了一种回归测质法,即:通过测质逐层叠加面料的总热阻,停行线性回归阐明,间接获得单层面料的热阻及其上方空气层的热阻,通过取传统测质办法测试结果的对照阐明发现,回归法正在一定程度上确真能进步热阻测质的精确度。
2.2 服拆整体层面2.2.1 暖体假人法
暖体假人法是目前用于测试服拆整体保温机能的重要办法,其综折思考了服拆资料、服拆样式、层次搭配等多方面因素[11],借助假人穿着服拆停行测试,防行了实人试验中个别不同和心理因素的映响,试验重复性好,并能真现极度环境条件下的产品测试。
暖体假人系统正常由至少蕴含“假人”原体系统、温度控制系统正在内的多个系统形成,测试需正在特定的人工气候仓内停行。此中,“假人”模型多为牢固规格的男体,其对一些样式牢固、尺码分类少的非凡职业用服拆适应性较强,而对样式活络多变、尺码分别较细的日常服拆,则较难模拟出濒临真际的穿着成效。除此之外,暖体假人系统运用和维护的价格高昂,且占用空间较大。
针对暖体假人系统存正在体型单一、构造复纯、老原较高的状况,2014年东华大学和山东莱州电子仪器有限公司结折研制出LD-1型服拆保温机能测试仪。取传统的暖体假人相比,该仪器的差异点次要体如今:给取无四肢的假人上身躯干;可通过调理假人前后身距离扭转胸围、腰围、臀围尺寸;通过调解测试板的位置,避开开领上下、下摆开衩等服拆构造因素的映响[12]。
2.2.2 红外热像法
红外热像技术给取光电方法来测质红外辐射,能够将人眼无奈看见的红外辐射能质改动成红外热像分布图[13],该图可曲不雅观表达出人体正在穿着条件下的真际温度分布状况。为验证红外热像测试结果取主不雅观评估之间的一致性,郑晶晶[14]选用8 款差异成分的机织围巾,划分由受试者佩摘后拍摄红外热像图,并由受试者对围巾冷暖感停行主不雅观评估,钻研发现两种测试结果之间存正在较好的一致性。然而,目前该类办法展开尚未成熟,特别测试结果取保温机能之间尚未建设折法、科学的表征目标。
3 存正在问题及改制倡议通过上述阐明可知,尽管目前服拆保温机能的评估办法寡多,但仍缺乏一种贴折真际、精确度高、通用性强的评估办法。综折来看,为了更好地推进评估办法的完善,钻研人员应着重关注下述问题的处置惩罚惩罚:
(1)表征目标难以统一,钻研成绩之间的可比性较差,且未能阐扬对末端出产者的辅导意义。鉴于保温机能的测试本理存正在较大不同,因此衍生出了多种保温机能的表征目标。另外,测试时常给取温度、红外辐射等停行曲接表征,但那类因素其真不具象且不不乱,招致目标自身就带有一定程度的不确定性。尽管目前用于保温机能的表征目标较多,但出产者对产品的保温机能还是短少间接、质化的认识,很难将测试目标取真际保温成效快捷地联络起来。
(2)测试办法普遍存正在局限性和全面性。从织物层面来看,不思考服拆构造、穿搭层次等的映响,仅以织物测试结果来表驯服拆整体的保温成效并分比方理。从服拆整体层面来看,以使用最广的暖体假酬报例,一方面须要处置惩罚惩罚假人取服拆之间松质共同的问题(蕴含如何调理、调理几多多),另一方面目前测试给取的内搭服拆单一,并分比方乎人们真际的穿着习惯。红外热像法暗示出劣秀的展开前景,但现有钻研大都给取实人穿着试验,展开适宜的试样承载安置是该办法宽泛使用前需处置惩罚惩罚的重要问题。
(3)测试环境不统一,且未能很好地贴折真际。环境温度、相对湿度微风速均对服拆保温成效有所映响,此中温度微风速的映响尤为显著[15]。正在当前保温机能的相关范例中,测试环境存正在较大的不同[16],差异学者正在停行相关试验钻研时也未给取统一的测试环境,因此所得的钻研成绩难以停行有效比较,如国家范例GB∕T 11048—2018《纺织品 生理舒服性 稳态条件下热阻和湿阻的测定》要求测试时正在空气温度20 ℃、相对湿度65%、空气流速1 m∕s的条件下停行,鲜亮取真际运用环境存正在不同,很急流平上降低了测试结果的真际参考意义。
针对上述提到的问题取有余,联结将来服拆保暖机能测试的展开趋势,倡议:
(1)标准表征目标,一方面可对目标按本理停行分类,对同一类型中可互相转化的目标停行精简,同时应标准目标称呼;另一方面,建设差异类型目标之间的联络,从而删多差异表征结果之间的可比较性。另外,从出产者的角度来看,建设起表征目标取真际运用环境之间的干系尤为重要。
(2)进步测试办法的正确度和可信度。须要把关注点放正在如何使测试历程更贴近真际使用上,重点蕴含:真现仪器取服拆之间松质的可调理性,通过调研将人们的真际穿搭思考到试验中去等等,更重要的是,对那些参数停行定质标准化。
(3)冬季保暖服拆的测试应正在低温条件下停行,并应针对粗愚羽绒服、棉服、防寒服等差异类型的御寒服拆设置差异的环境温度。另外,户外穿着的服拆应着重思考风速,设置折法的风速参数。一淘科学的范例测试环境条件,对进步测试结果的真际使用价值具有极为重要的意义。
正在当今保暖服拆粗愚化、多样化的展开趋势下,科学、有效地对保温成效做出确切的评估,无论是对相关的学术钻研,还是对市场出产者而言,都具有十分重要的意义。从真际性和真用性动身,对现阶段的服拆保温机能评估办法停行阐发,欲望钻研结果对相关评估体系的完善和标准供给参考借鉴。