毛纺科技 Ｗｎｏｌ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｊｏｕｒｎａ１ 第４３卷第３期 ２０１５年３月 纺织品蓄热保暖性能新型测试方法初探 张海英，夏 云，魏晓英 （嘉兴市产品质量监督检验所，浙江嘉兴３１４０００） 摘 要：采用自制热效应测试仪与平板保温仪对纺织品的蓄热性能及保暖性能进行测试，测试出纺织品的加 热功率、模拟太阳光辐照阶段的温度及冷却阶段的温度，推导纺织品的蓄热变化率及保温变化率的计算公式，计算 纺织品的蓄热变化率及保温变化率，表征纺织品的蓄热性能及保暖性能。结果表明：该纺织品的蓄热变化率为 ２３．５ Ｊ／ｍｉｎ，保温变化率为０．１ ｑｃ／ｍｉｎ，该检测方法可以表征纺织品的蓄热性能及保暖性能。 关键词：纺织品；蓄热性能；保暖性能；测试方法 中图分类号：ＴＳ１０１．９２３．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３．１４５６（２Ｏ１５）０３ ００５６．０３ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｎｅｗ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅｓ ＺＨＡＮＧ Ｈａｉ—ｙｉｎｇ，ＸＩＡ Ｙｕｎ，ＷＥＩ Ｘｉａｏ—ｙｉｎｇ （Ｊｉａｘｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉａｘｉｎｇ ３１４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｄｏｐｔｅｄ ｈｏｍｅｍａｄｅ ｍｅｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｇｕａｒｄ ｈｅａｔｅｄ ｐｌａｔｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅｓ，ｇｏｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｄｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｓｕｎｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ，ｄｅｄｕｃｅｄ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ２３．５ Ｊ／ｍｉｎ，ｈｅａｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ０．１℃／ｍｉｎ，ｔｈｉｓ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｕｌｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｅｘｔｉｌｅｓ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ 纺织品的蓄热性能即纺织品储存能量的性能， 保暖性能是指对人体的保温作用。纺织品蓄热保暖 性能的好坏主要与纺织品的纤维组成，织物组织结 微胶囊将相变物质在液态时包裹在微小球体中。中 空纤维填充方法是将温适载体或其含有的相变材料 填到纤维内部从而达到调温或保温的作用。直接纺 丝方法是将相变物质或微胶囊制成纺丝液直接纺丝 成纤维，起到调温或保温的作用 。 构、厚度、紧度、工艺条件等多种因素有关。目前，主 要通过３种方法实现纺织品优异的蓄热保暖性能， 即表面整理方法、中空纤维填充方法、直接纺丝方 法。表面整理方法包括相变材料直接整理法和蓄热 微胶囊整理法。相变材料直接整理法是用交联剂及 ２０世纪初，国内就有学者采用红外辐照源发射 出红外光线照射到纺织品上，通过计算出纺织品上 红外辐照吸收率及温度变化率来表征纺织品红外蓄 热保暖性能¨ 。太阳光照射到纺织品上，致使能量 升高，除了红外光线的作用外，还有紫外线及部分可 见光，只是紫外线及部分可见光的作用效果没有红 外光线的作用效果强。本文为验证太阳光中紫外光 线及部分可见光引起纺织品能量的变化，采用紫外 催化剂制成整理液对纺织品进行浸渍整理的方法； 蓄热微胶囊整理法是由天然或合成的高分子制成的 收稿日期：２０１４—０５—２２ 作者简介：张海英，工程师，主要从事纺织品检测方法的研 究。通讯作者：夏云，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｅｌｌｏｙｚｘｉａｙｕｎ＠１６３．ＣＯｎ。ｒ 光线及部分可见光为辐照源照射纺织品并探索其蓄 第４３卷第３期 毛纺科技 ＷＯＯｌ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｊｏｕｒｎａｌ 一５７一 ２０１５年３月 热保暖性能的测试方法。 １ 实验部分 １－１ 试 样 蓝色格子呢（１００％羊毛，面密度２４１ ｇ／ｍ ） １．２ 仪 器 ＡＳＴＭ １００Ｂ平板保温仪（日本大荣公司）； Ｍ６２５热效应实验机（自制）。 １．３ 实验方法 １．３．１ 纺织品加热功率测定 试样有效面积为６７６ ｃｍ ，参照 ＧＢ １１０４８－－２００８（纺织品生理舒适性稳态条件下热 阻和湿阻的测定》中热阻的测试方法对试样在 ＡＳＴＭ １００Ｂ平板保温仪上进行测试，测量不同温度 下试样的加热功率，测试时间１ ８００ ｓ。 １．３．２纺织品热效应测试 将待测面料裁剪成１０（３ｍ×１０ ｃｍ的试样，在标 准大气压条件下平衡２４ ｈ后，放人Ｍ６２５热效应实 验机中。实验分为２个阶段：第１阶段为辐照阶段， 采用紫外光与可见光照射面料，照射时间为１ ｈ； 第２阶段为冷却阶段，此阶段是关闭照射源后持续 １ ｈ，分别读取２个阶段试样的温度。 ２结果及数据处理 ２．１ 实验结果 ２．１．１加热功率 不同温度下，试样的热阻如表１所示，其中 为恒温实验室的环境温度， 为实验板温度，日 为提供给测试面板的加热功率。 表１ 加热功率测试结果 Ｔ ／￣Ｃ Ｈ／ ｌ９．３ ２．５ １９．６ ３．８ １９．８ ３．２ ２０．１ ３．４ ２０．４ ３．７ ２０．４ ４．１ ２０．１ ４．６ ２０．Ｏ ５．５ ２０．４ ５．３ ２Ｏ．７ ５．２ ２０．９ ５．５ ２１．１ ６．０ ２１．５ ６．４ ２０．８ ６．９ ２１．３ ７．２ ２１．７ ７．６ ２１．７ ８．０ ２．１．２ 热效应 表２为辐照阶段及冷却阶段试样的起始温度及 终止温度，其中起始温度为刚开始计时的温度，终止 温度为各个阶段计时第６０ ｍｉｎ的温度。 表２辐照及冷却阶段温度 ℃ ２．２ 数据处理 ２．２．１试样比热容的计算 由公式Ｃ＝ 计算出试样的比热容， 式中：日为提供给测试面板的加热功率（Ｗ）；Ｔ 为 恒温实验室中的环境的温度（ｏＣ），Ｔ 为实验板的温 度（℃）；Ｃ为比热容（Ｊ／（ｇ・ｏＣ））。其推导过程为： 试样放在ＡＳＴＭ １００Ｂ平板保温仪上测试，平板保温 仪提供的加热功率及达到所设定的温度并维持 １ ８００ ｓ共提供的能量，相当于将试样从环境温度加 热到所设定的温度并维持到１ ８００ ｓ所需要的能量， 故而： ｃ （ ） ｍ Ｘ△』 Ｑ＝Ｈ×１ ８００ （２） ＡＴ＝Ｔ 一 （３） ｍ＝２４１×０．０６７ ６ （４） 式中：Ｑ为加热到设定的温度所需要的能量；ｍ为试 样的质量。由式（１）～（４）得出公式Ｃ＝ ，计算结果如表３所示。 表３不同温度下的比热容 １ １ 毛纺科技 ＷＯＯｌ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｊｏｕｒｎａｌ 第４３卷第３期 ２０１５年３月 ２．２．２试样蓄热变化率的计算 ２．２．３试样保温变化率的计算 用符号ＸＢ表示试样蓄热变化率，单位为 Ｊ／ｍｉｎ，其值越大，表示试样蓄热能力越强。 ＸＢ＝Ｑ／ｔ 用符号ＢＬ表示试样保温变化率，单位为 ℃／ｍｉｎ，其数值越大，表示试样保温性能越差。计算 公式如下： ＢＬ： Ａｔ 式中：Ｑ为在热效应测试仪中测试试样所吸收的能 量；ｔ为测试的时间。本文实验中测试的时间为 ６０ ｍｉｎ，温度从２４．５℃变化到３５．９ ｏＣ。由于各个 温度区间内比热容不同，因而分段计算各个温度区 间内的能量，最后将其相加，即为试样在整个温度范 将表２中冷却阶段的数值带入，即 ＢＬ＝（３５．９—３０．１）／６０：０．１ ｃｃ／ｍｉｎ 所以，本文实验中样品在热效应测试仪中冷却阶段 围内的蓄热能量。试样所吸收的能量Ｑ的计算公 式中：ｃ ，ｃ：，…，ｃ 为各个温度区间的比热；ＡＴ ， △ ，…，△ 为各个温度区间跨度值。本文实验的 试样质量为２．４ ｇ。将表３中的数值代人到公式中， 得到： Ｑ：ｍ∑Ｃｉ＝ｌ Ｔ ＝ ｃｌｍ△丁１ ＋ｃ２ｍ△ ２ ＋… ＋ Ｃ △ ＝５６．２×２．４×０．５＋ ５７．０×２．４×１＋…＋ ４８．９×２．４×０．９＝１ ４０９．６（Ｊ） ＸＢ＝Ｑ／ｔ＝１ ４０９．６／６０＝２３．５ Ｊ／ｒａｉｎ 所以，本文实验中样品在热效应测试仪中测试的蓄 热变化率为２３．５ Ｊ／ｍｉｎ。 测试的保温变化率为０．１ ｃＣＩ／ｒａｉｎ。 ３ 结 语 实验证明，采用蓄热变化率及保温变化率可以 表征纺织品的蓄热性能及保温性能，为完善该检测 方法，在今后的研究中，采用红外光、紫外光、可见光 的复合光源进行测试，同时将对试样进行重复测试， 从而验证数据的重复性。 参考文献： ［１］ 翁亮，吴赞敏．织物的蓄热保温整理［Ｊ］．染艇技术，２００５，２７ （８）：６—９． ［２］ 翁亮，吴赞敏．织物的蓄热保温整理［Ｊ］．上海纺织科技， ２００５，３３（１２）：ｌ９—２１ 『３］ ＧＢ／Ｔ １８３１９—２ＯＯ１纺织品红外蓄热保暖性的试验方法［Ｓ］
