紡織品遮熱性能測試方法研究

文/ 錢發興

1 引言

遮熱紡織品是利用織物面料的反射、折射和（或）遮蔽光輻射以減少對人體的熱輻射，通過抵抗外界熱量傳遞到人體表面而給穿著者以冰涼感和舒適感。根據作用原理的不同，遮熱紡織品可大致分為阻隔型、反射型和輻射型三大類。

目前，遮熱紡織品已在市場上作為適用于夏季輕薄類運動的服裝面料，且廣受消費者的關注。然而，現有關遮熱紡織品遮熱性能檢測的研究較少，僅有日標JIS L 1951:2019《面料的隔熱性試驗方法》一套測試方法，而且此方法使用紅外熱成像儀測溫系統測試，存在對環境測試要求高、試驗結果穩定性差等問題而無法廣泛應用。目前，針對遮熱性能尚未建立系統的理論和完備的測試方法，而很多紡織相關人士急需一套完備的遮熱性能測試方法以更好地掌握其產品的性能和質量。除此之外，隨著近幾年功能性服裝開發與應用的廣泛，新產品伴隨著的質量問題也在逐漸增加，不少相關企業打著功能性的噱頭弄虛作假的情況也屢見不鮮，這給廣大消費者造成了極大的困擾。因此，開展紡織品遮熱性能測試方法的研究具有重要意義。

2 試驗

2.1 試驗儀器

試驗所用到的儀器設備為自主研發，主要由測試架、模擬光源、載物臺和測溫裝置構成，主要輪廓見圖1。

圖1 試驗儀器輪廓圖

2.2 試樣準備

試驗試樣為5種不同顏色和（或）厚度的梭織布料。在每種布料的不同位置裁取2塊尺寸為（7.0±0.2）cm×（7.0±0.2）cm方形試樣。裁取試樣時，試樣的一邊應平行于織物的經向。此外，試樣應具有代表性，且表面無褶皺、污漬等疵點。

2.3 試驗原理

將有試樣遮蔽和無試樣遮蔽的硅膠皮膚在規定功率的光源下照射一定時間，使用測溫裝置測試硅膠皮膚的溫度，計算兩硅膠皮膚的升溫值，兩者的差值即為織物遮熱降溫值，以此考核織物的遮熱性能。

2.4 試驗參數確定

2.4.1 模擬光源的確定

太陽光、火苗、電器熱源等發射出的紅外光具有較強的穿透能力，容易產生大量的熱量，所以測試方法選用150W紅外燈作為模擬光源進行遮熱性能試驗研究。紅外燈在試樣中心垂直距離（500±5）mm處能產生（110±10）mW/cm的輻照度。

2.4.2 模擬光源與試樣距離的確定

模擬光源與試樣的距離影響著試樣表面的受光輻照度，距離越大輻照度越小，相同試樣在相同測試時間測得的對應溫度值隨之下降。本試驗僅通過改變模擬光源與試樣的距離測試試樣接受光照30min的遮熱降溫值和無試樣覆蓋硅膠皮膚30min時的溫度值，試驗結果見表1和表2。

表1 不同距離試樣的遮熱降溫值

表2 不同距離無試樣覆蓋30min時溫度值

從表1和表2可以看出，隨著模擬光源與試樣距離的增加，試樣的遮熱降溫值逐漸減少，無試樣覆蓋30min對應的硅膠皮膚溫度值也在降低。此外，距離400mm和500mm無試樣覆蓋30min對應的硅膠皮膚溫度值分別為47.6℃和40.5℃，人體正常體溫為37℃左右，與距離500mm無試樣覆蓋30min對應的硅膠皮膚溫度值接近。除此之外，序號3、4和5試樣面料厚薄接近但顏色不同，而距離400mm時遮熱降溫值接近反而無法更好地區分布料的遮熱性能差異性。綜上，試驗把模擬光源與試樣的距離確定為500mm。

2.4.3 試驗時間的確定

模擬光源與試樣距離定為500mm，選擇5塊不同的試樣測試，每間隔1min記錄一個溫度值，試驗數據見圖2。

圖2 時間與溫度變化曲線圖

從圖2可以看出，隨著測試時間的增加，所測得的溫度增長幅度逐漸降低，測試時間接近30min時，溫度增長幅度小于1℃。因此，試驗把測試時間確定為30min。

2.5 試驗方法驗證

為了驗證該試驗方法的穩定性，選取1個代表試樣進行多次測試，控制測試參數相同，選擇不同人員和時間進行測試，試驗數據驗證見表3和表4。

表3 不同人員測試的遮熱降溫值

表4 不同時間測試的遮熱降溫值

從表3和表4可以看出，用該方法對同一個試樣進行重復測試時，試樣測試數據穩定性較好。

3 結語

日標JIS L 1951:2019《面料的隔熱性試驗方法》要求使用紅外熱成像儀測溫系統測試，存在對環境測試要求高、試驗結果穩定性差等問題。此外，JIS L 1951:2019所要求的金屬黑板其傳熱性和散熱性對測試結果影響較大。本文研究的紡織品遮熱性能測試方法通過把測溫探頭放置在制備好的硅膠皮膚中間，確保了測試溫度為硅膠皮膚的真實溫度；通過把有試樣遮蔽和無試樣遮蔽的硅膠皮膚位置交換測試，克服了模擬光源輻照均勻性難題。此外，測試方法具有操作簡便、檢測耗時短、測試結果重現性好、穩定性高等優勢。