袁志磊，蔡佳仕，唐怡瑩

（上海出入境檢驗(yàn)檢疫局，上海200135）

檢測(cè)技術(shù)

紡織品接觸冷暖感性能檢測(cè)方法

袁志磊，蔡佳仕，唐怡瑩

（上海出入境檢驗(yàn)檢疫局，上海200135）

介紹了織物接觸冷暖感產(chǎn)生的原理，對(duì)其測(cè)試設(shè)備和試驗(yàn)條件進(jìn)行了探索研究，建立了評(píng)價(jià)織物接觸冷暖感的試驗(yàn)方法。對(duì)不同織物的接觸冷暖感性能進(jìn)行測(cè)試比較，分析了影響織物接觸冷暖感性能的主要因素。結(jié)果表明，同類(lèi)纖維的織物與皮膚接觸的冷暖感取決于織物的表面結(jié)構(gòu)。

紡織品；冷暖感；檢測(cè)方法

0 引言

近年來(lái)，隨著生活水平的不斷提高，人們普遍追求休閑、健康的現(xiàn)代生活，對(duì)服裝的品質(zhì)要求也提高到一個(gè)新的水平。人們對(duì)紡織面料除了要求美觀時(shí)尚外，越來(lái)越要求一定的功能性，如熱舒適性、防風(fēng)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(xiàng)重要指標(biāo)就是紡織面料的接觸冷暖感，即織物與皮膚接觸時(shí)，由于織物與皮膚之間存在溫差，發(fā)生熱交換，導(dǎo)致皮膚溫度上升或下降。一般情況下（除環(huán)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(guò)一定限度，會(huì)使人產(chǎn)生不舒適感，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通常稱(chēng)之為紡織品服裝的接觸冷暖感，并作為評(píng)價(jià)服裝熱舒適性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)很多具有涼暖感的功能性紡織品，但國(guó)內(nèi)外對(duì)織物的接觸冷暖感尚未有公開(kāi)的檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性溫態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定》是評(píng)價(jià)紡織品舒適性的一種測(cè)試方法，其中熱阻主要測(cè)試紡織品的保溫性能，但該試驗(yàn)方法是測(cè)定經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后在穩(wěn)定狀態(tài)下通過(guò)試樣的熱流量情況。而織物的接觸冷暖感與瞬態(tài)導(dǎo)熱有關(guān),是皮膚與織物表面接觸后極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量峰值，反映了人體皮膚的冷暖感覺(jué)。因此，研究確定一種簡(jiǎn)單可行的紡織品接觸冷暖感的檢測(cè)方法，既提高了功能性紡織品的檢測(cè)技術(shù)水平，滿(mǎn)足了相關(guān)檢驗(yàn)的需要，同時(shí)對(duì)于進(jìn)出口紡織品服裝的質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)、保護(hù)消費(fèi)者的健康和合法權(quán)益都具有重要意義。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原理

從本質(zhì)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(fā)生了熱交換，使皮膚產(chǎn)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(jīng)末梢的興奮而產(chǎn)生以電脈沖為形式的感覺(jué)信息，上述信息經(jīng)脊髓神經(jīng)加工和處理后輸送到大腦，大腦對(duì)信息進(jìn)行處理和判斷，從而產(chǎn)生冷或暖的判斷。由于瞬間熱交換比較快，感溫神經(jīng)末梢反應(yīng)較激烈，且瞬間接觸部位常常是局部的，與鄰近皮膚區(qū)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(yīng)更強(qiáng)烈些。

日本學(xué)者米田守宏和川端季雄等人曾對(duì)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(lái)模擬人體皮膚接觸面料的現(xiàn)象，繼而通過(guò)儀器測(cè)得接觸式熱源板與面料間導(dǎo)熱的瞬態(tài)最大熱流量（qmax），以此來(lái)客觀評(píng)價(jià)織物接觸冷暖感的情況。

1.2 儀器設(shè)備

此次研究所用儀器為日本加多公司生產(chǎn)的“精密迅速熱物性測(cè)量裝置KES-F7”，見(jiàn)圖1。

圖1 熱物性測(cè)量裝置KES-F7

T-BOX（Temperature Detecting Box-溫度檢測(cè)以及蓄熱板）：絕熱材料上安裝有純銅板，內(nèi)部設(shè)置有精密傳感器的盒子，質(zhì)量約為90 g，用于冷暖感測(cè)量。

純銅板面積9 cm2，質(zhì)量9.79 g，T-BOX蓄熱板的示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 T-BOX（蓄熱板）

BT-BOX(Bottom Temperature Box-熱源板)：產(chǎn)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(hù)板組成，約150 g，也使用于固定熱傳導(dǎo)率測(cè)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(jiàn)圖3。

圖3 BT-BOX（熱源板）

冷卻臺(tái)（REFRIGERATOR）：在測(cè)試織物接觸冷暖感時(shí)，放置織物的試驗(yàn)臺(tái)。冷卻板為面積144 cm2的銅板，保持恒溫20℃。冷卻臺(tái)示意圖見(jiàn)圖4。

圖4 冷卻臺(tái)

織物接觸冷暖感的最大瞬態(tài)熱流量值（qmax）由T-BOX測(cè)得，其工作原理見(jiàn)圖5。

圖5 最大瞬態(tài)熱流量測(cè)量工作原理圖

1.3 試驗(yàn)條件

整個(gè)試驗(yàn)操作應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行，溫度20.0℃±2.0℃，相對(duì)濕度65.0%±4.0%。

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

1.4 樣品準(zhǔn)備

樣品應(yīng)平整無(wú)皺，在距布邊1/10幅寬、距匹端2m處裁取。試樣大小應(yīng)可充分覆蓋冷卻臺(tái)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(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件對(duì)試樣進(jìn)行調(diào)濕，溫度20.0℃±2.0℃，相對(duì)濕度65.0%± 4.0%。

1.5 操作步驟

（1）打開(kāi)機(jī)器，先熱機(jī)約10min，然后對(duì)各顯示值進(jìn)行調(diào)零；

（2）設(shè)置熱源板（BT-BOX）的溫度為30℃，防護(hù)板的溫度為30.3℃；

（3）設(shè)置冷卻臺(tái)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(dá)到設(shè)定溫度30℃；

（5）將試樣平整的放置在冷卻臺(tái)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(yīng)使蓄熱板（T-BOX）的銅板與試樣同時(shí)接觸，見(jiàn)圖6；

（7）記錄qmax值（最大瞬態(tài)導(dǎo)熱量），單位為W/m2，計(jì)算5塊試樣qmax的平均值。

表1 不同織物冷暖感試驗(yàn)結(jié)果

圖6 操作示意圖

2 測(cè)試結(jié)果分析

依據(jù)上述1.3～1.5的試驗(yàn)方法和條件對(duì)16種不同纖維成分和不同織物結(jié)構(gòu)的樣品，包括羊毛織物、絲織物、化纖織物、針織物、機(jī)織物，起絨織物、非起絨織物和涂層織物等進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出，每種試樣五次測(cè)試結(jié)果的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.01，表明該試驗(yàn)方法的測(cè)試結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性。此外，從不同種類(lèi)的織物檢測(cè)情況來(lái)看，qmax值主要取決于織物表面的粗糙程度和組織結(jié)構(gòu)，如針織物比機(jī)織物的qmax值相對(duì)較小，起絨織物的qmax值遠(yuǎn)小于非起絨織物，涂層織物的qmax值相對(duì)較大，而qmax值的大小受纖維種類(lèi)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(jié)論

該方法采用日本加多公司的KES-F7精密迅速熱物性測(cè)量裝置對(duì)紡織品接觸冷暖感進(jìn)行測(cè)試，確定試驗(yàn)溫差為10℃、熱源板（BT-BOX）的溫度為30℃、試驗(yàn)臺(tái)的溫度為20℃，測(cè)量瞬間通過(guò)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(shí)產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)過(guò)程，能夠相對(duì)客觀的反映出紡織品冷暖感的程度。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，相同纖維的織物在與皮膚接觸時(shí)的溫暖感與陰涼感，主要取決于織物的表面結(jié)構(gòu)。人體與纖維接觸少而與空氣接觸相對(duì)較多，熱流量就相對(duì)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(shí)具有溫暖感，而qmax值的大小受纖維種類(lèi)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(guó)外紡織技術(shù),1985（13）：41-45.

[2]黃紹石.苧麻織物接觸冷暖感的研究[J].紡織科學(xué)研究,1992（3）：23-25.

[3]王曉東,劉讓同,姚穆.接觸冷感的儀器測(cè)試與穿著實(shí)驗(yàn)的研究[J].紡織學(xué)報(bào),1991，12（7）：27-30.

[4]楊曉琴,孫玉釵,孫鵬.織物組織結(jié)構(gòu)與接觸冷感關(guān)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(xué)院院報(bào), 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(jí)工程師，主要從事紡織品性能檢測(cè)技術(shù)的研究工作。