紡織品接觸冷暖感性能檢測方法

袁志磊，蔡佳仕，唐怡瑩

（上海出入境檢驗檢疫局，上海200135）

檢測技術

紡織品接觸冷暖感性能檢測方法

袁志磊，蔡佳仕，唐怡瑩

（上海出入境檢驗檢疫局，上海200135）

介紹了織物接觸冷暖感產生的原理，對其測試設備和試驗條件進行了探索研究，建立了評價織物接觸冷暖感的試驗方法。對不同織物的接觸冷暖感性能進行測試比較，分析了影響織物接觸冷暖感性能的主要因素。結果表明，同類纖維的織物與皮膚接觸的冷暖感取決于織物的表面結構。

紡織品；冷暖感；檢測方法

0 引言

近年來，隨著生活水平的不斷提高，人們普遍追求休閑、健康的現代生活，對服裝的品質要求也提高到一個新的水平。人們對紡織面料除了要求美觀時尚外，越來越要求一定的功能性，如熱舒適性、防風性、透氣性、透濕性和防水性等。衡量服裝生理穿著舒適性的一項重要指標就是紡織面料的接觸冷暖感，即織物與皮膚接觸時，由于織物與皮膚之間存在溫差，發生熱交換，導致皮膚溫度上升或下降。一般情況下（除環境溫度高于皮膚溫度外）織物溫度比皮膚溫度低，織物與皮膚接觸后往往使皮膚溫度下降，如果溫度的下降（或上升）量超過一定限度，會使人產生不舒適感，國內外學者通常稱之為紡織品服裝的接觸冷暖感，并作為評價服裝熱舒適性的一項重要指標。

目前市場上已出現很多具有涼暖感的功能性紡織品，但國內外對織物的接觸冷暖感尚未有公開的檢驗方法標準，雖然國家標準GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性溫態條件下熱阻和濕阻的測定》是評價紡織品舒適性的一種測試方法，其中熱阻主要測試紡織品的保溫性能，但該試驗方法是測定經過較長時間后在穩定狀態下通過試樣的熱流量情況。而織物的接觸冷暖感與瞬態導熱有關,是皮膚與織物表面接觸后極短時間內產生的熱量峰值，反映了人體皮膚的冷暖感覺。因此，研究確定一種簡單可行的紡織品接觸冷暖感的檢測方法，既提高了功能性紡織品的檢測技術水平，滿足了相關檢驗的需要，同時對于進出口紡織品服裝的質量監督檢驗、保護消費者的健康和合法權益都具有重要意義。

1 試驗

1.1 試驗原理

從本質上看，引起織物與皮膚接觸冷暖感的根本原因是織物與皮膚間發生了熱交換，使皮膚產生了一定的溫度變化。這種溫度變化將引起皮膚中感溫神經末梢的興奮而產生以電脈沖為形式的感覺信息，上述信息經脊髓神經加工和處理后輸送到大腦，大腦對信息進行處理和判斷，從而產生冷或暖的判斷。由于瞬間熱交換比較快，感溫神經末梢反應較激烈，且瞬間接觸部位常常是局部的，與鄰近皮膚區域之間形成較大反差，因此接觸冷暖感與一般意義上的冷暖感是有所不同的，接觸冷暖感的刺激更迅速，反應更強烈些。

日本學者米田守宏和川端季雄等人曾對織物接觸冷暖感作了深刻的研究，他們采用了熱源板與面料接觸來模擬人體皮膚接觸面料的現象，繼而通過儀器測得接觸式熱源板與面料間導熱的瞬態最大熱流量（qmax），以此來客觀評價織物接觸冷暖感的情況。

1.2 儀器設備

此次研究所用儀器為日本加多公司生產的“精密迅速熱物性測量裝置KES-F7”，見圖1。

圖1 熱物性測量裝置KES-F7

T-BOX（Temperature Detecting Box-溫度檢測以及蓄熱板）：絕熱材料上安裝有純銅板，內部設置有精密傳感器的盒子，質量約為90 g，用于冷暖感測量。

純銅板面積9 cm2，質量9.79 g，T-BOX蓄熱板的示意圖見圖2。

圖2 T-BOX（蓄熱板）

BT-BOX(Bottom Temperature Box-熱源板)：產生溫度差△T的熱源箱，由BT板（里面緊貼薄型印刷加熱體）和防護板組成，約150 g，也使用于固定熱傳導率測量。BT板為面積25 cm2，厚度為1mm的鋁板，BT-BOX的熱源板示意圖見圖3。

圖3 BT-BOX（熱源板）

冷卻臺（REFRIGERATOR）：在測試織物接觸冷暖感時，放置織物的試驗臺。冷卻板為面積144 cm2的銅板，保持恒溫20℃。冷卻臺示意圖見圖4。

圖4 冷卻臺

織物接觸冷暖感的最大瞬態熱流量值（qmax）由T-BOX測得，其工作原理見圖5。

圖5 最大瞬態熱流量測量工作原理圖

1.3 試驗條件

整個試驗操作應在標準大氣條件下進行，溫度20.0℃±2.0℃，相對濕度65.0%±4.0%。

熱源板（BT-BOX）的溫度為30℃，冷卻臺的溫度為20℃，兩者溫差ΔT為10℃。

1.4 樣品準備

樣品應平整無皺，在距布邊1/10幅寬、距匹端2m處裁取。試樣大小應可充分覆蓋冷卻臺的表面，一般尺寸至少為120mm×120mm，在不同位置取5塊試樣。

按照GB/T 6529規定的標準大氣條件對試樣進行調濕，溫度20.0℃±2.0℃，相對濕度65.0%± 4.0%。

1.5 操作步驟

（1）打開機器，先熱機約10min，然后對各顯示值進行調零；

（2）設置熱源板（BT-BOX）的溫度為30℃，防護板的溫度為30.3℃；

（3）設置冷卻臺的溫度為20℃；

（4）將蓄熱板（T-BOX）放在熱源板（BT-BOX）上加熱，直至T-BOX和BT-BOX的溫度達到設定溫度30℃；

（5）將試樣平整的放置在冷卻臺上，且接觸皮膚的一面向上放置；

（6）將蓄熱板（T-BOX）迅速的放在試樣上，應使蓄熱板（T-BOX）的銅板與試樣同時接觸，見圖6；

（7）記錄qmax值（最大瞬態導熱量），單位為W/m2，計算5塊試樣qmax的平均值。

表1 不同織物冷暖感試驗結果

圖6 操作示意圖

2 測試結果分析

依據上述1.3～1.5的試驗方法和條件對16種不同纖維成分和不同織物結構的樣品，包括羊毛織物、絲織物、化纖織物、針織物、機織物，起絨織物、非起絨織物和涂層織物等進行測試，測試結果見表1。

由表1可以看出，每種試樣五次測試結果的試驗標準偏差均小于0.01，表明該試驗方法的測試結果具有較好的穩定性。此外，從不同種類的織物檢測情況來看，qmax值主要取決于織物表面的粗糙程度和組織結構，如針織物比機織物的qmax值相對較小，起絨織物的qmax值遠小于非起絨織物，涂層織物的qmax值相對較大，而qmax值的大小受纖維種類影響的程度并不大。一般qmax大于0.15W/m2的織物涼感較為明顯，qmax小于0.1W/m2的織物暖感較為明顯。

3 結論

該方法采用日本加多公司的KES-F7精密迅速熱物性測量裝置對紡織品接觸冷暖感進行測試，確定試驗溫差為10℃、熱源板（BT-BOX）的溫度為30℃、試驗臺的溫度為20℃，測量瞬間通過織物的最大熱流量qmax值。該方法有效模擬了日常生活中人體皮膚與服裝、面料接觸時產生的熱傳導過程，能夠相對客觀的反映出紡織品冷暖感的程度。從試驗數據看，相同纖維的織物在與皮膚接觸時的溫暖感與陰涼感，主要取決于織物的表面結構。人體與纖維接觸少而與空氣接觸相對較多，熱流量就相對較小。人體的熱損失越小，冷感也就越小。因此，接觸面積較大的光滑織物具有陰涼感，起毛拉絨處理的織物則與皮膚接觸時具有溫暖感，而qmax值的大小受纖維種類影響的程度并不大。

[1]米田守宏,李仁鎔.服裝材料和冷曖感[J].國外紡織技術,1985（13）：41-45.

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[3]王曉東,劉讓同,姚穆.接觸冷感的儀器測試與穿著實驗的研究[J].紡織學報,1991，12（7）：27-30.

[4]楊曉琴,孫玉釵,孫鵬.織物組織結構與接觸冷感關系探討[J].山東紡織科技,2007（6）：51-53.

[5]姚穆,王曉東.論織物接觸冷暖感[J].西北紡織工學院院報, 2001（6）：37-38.

Testingmethod for the cooland warm feeling performance of textiles

YUAN Zhilei,CAIJiashi,TANGYiying
(ShanghaiEntry-exit Inspectionand QuarantineBureau,Shanghai200135,China)

The princip le of testing the cool and w arm fee ling pe rform ance of textiles is in troduced.Testing instrum en t and testing cond ition is analyzed.And the experim entalm e thod is built to evaluate the perform ance of coo land w arm fee ling of textiles.The pe rfo rm ance o f cooland w arm feeling o f textiles is tested and com pared.The in fluencing factors for the pe rfo rm ance are analyzed.Under the sam e fiber structure condition,the resu lt show s that the fabric structure is them ain in fluencing factor.

textiles,cooland w arm fee ling,testingmethod

TS107

A

1001-7046（2017）01-0005-04

2016-11-30

袁志磊（1980-），男，高級工程師，主要從事紡織品性能檢測技術的研究工作。