具有相變調(diào)溫功能紡織品的檢測方法及檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功能性紡織品的檢測方法及檢測裝置，具體涉及一種相變調(diào)溫功能面料的檢測方法及檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相變調(diào)溫功能紡織品是指將相變材料與纖維、面料或者絮片等填料相結(jié)合，賦予普通紡織品調(diào)節(jié)溫度的功能。相變材料可在相態(tài)變化時(shí)吸收和釋放熱量，接觸熱源時(shí)吸熱、接觸冷源時(shí)放熱。利用這一特性，將人體當(dāng)作一個(gè)冷熱源，相變調(diào)溫功能紡織品可與人形成互動(dòng)機(jī)制，形成衣內(nèi)微氣候，吸收人釋放的多余熱量同時(shí)儲(chǔ)存起來，在人體需要時(shí)釋放出來，保持一種較為舒適的狀態(tài)。
[0003]但是，如何界定相變調(diào)溫功能紡織品的效果還沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的檢測方法和檢測裝置也不完備，無法完全體現(xiàn)相變調(diào)溫這一功能性。這是由于人本就是個(gè)時(shí)時(shí)調(diào)整的冷熱源，衣內(nèi)環(huán)境也比較復(fù)雜，相變調(diào)溫功能紡織品用于內(nèi)衣和外套的情況也需區(qū)分對(duì)待，所以想要測試出相變調(diào)溫功能紡織品的實(shí)際效果則需要考慮多方面因素。
[0004]首先相變調(diào)溫功能紡織品的功能性是雙向調(diào)節(jié)，測試中應(yīng)包括熱和冷兩方面的性能；其次相變調(diào)溫功能紡織品的功能性是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，測試應(yīng)是一個(gè)過程，而非某一瞬間；第三相變調(diào)溫功能紡織品的功能性是與人體互動(dòng)的，測試應(yīng)盡量能夠模擬人體實(shí)際穿著情況，以及內(nèi)衣微氣候與外界環(huán)境之間?？偠灾?，相變調(diào)溫功能紡織品的功能性檢測更傾向于是一種舒適性檢測和人性化體驗(yàn)。而正是由于相變調(diào)溫功能紡織品的功能性如此特殊，所以相變材料的發(fā)展已相當(dāng)成熟，但相變調(diào)溫功能紡織品的檢測卻剛剛起步。
[0005]目前比較通用的方法是差示掃描量熱法(DSC)，這是檢測相變材料性能的一種方法，而把它直接用于面料測試則頗為牽強(qiáng)。首先設(shè)備價(jià)格昂貴，檢測成本高，一般實(shí)驗(yàn)室或者工廠不具備這樣的條件；其次該測試方法所需樣本量為毫克級(jí)別，溫度變化速率有一定限制，對(duì)于相變調(diào)溫功能紡織品的檢測由于取樣量的限制，誤差較大，而溫度變化速率的限制也無法測試出該功能的實(shí)際穿著效果。
[0006]常見的與溫度相關(guān)面料測試，如保溫率，這主要是從保暖角度考察舒適性。它只能反映相變調(diào)溫功能紡織品的一個(gè)側(cè)面，而不能全盤反映其“知冷知熱”的雙向調(diào)節(jié)功能。另外該測試方法為穩(wěn)態(tài)測試，無法模擬相變調(diào)溫功能紡織品與人體互動(dòng)下的功能體現(xiàn)。又如接觸涼感(Q-max值)，反映的是接觸具有涼感面料的效果，強(qiáng)調(diào)瞬間效果，與相變調(diào)溫功能紡織品持續(xù)性舒適的理念相悖。
[0007]對(duì)于其他涉及冷熱功能的面料，如吸濕發(fā)熱以及吸光發(fā)熱等，借鑒它們的方法也不實(shí)用。此種面料強(qiáng)調(diào)的是單方面冷或熱的功能，并不能雙向調(diào)節(jié)，同時(shí)產(chǎn)生功能的原理不同，測試方法也不可混用。
[0008]國際上較為通用的方法為ASTMD7024-2004 (outlast方法)，這是outlast公司提出的紡織材料的恒穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)熱性能的試驗(yàn)方法。該方法克服了以上所說的穩(wěn)態(tài)測試、單方面調(diào)節(jié)等缺陷，對(duì)于相變調(diào)溫功能面料的測試有很大的借鑒性。但是沒有現(xiàn)成儀器設(shè)備，評(píng)測結(jié)果為無量綱數(shù)值，非常不直觀，其物理意義很難為普通消費(fèi)者所理解。
[0009]專利201210492660.7中描述了一種相變材料調(diào)溫功能紡織品檢測方法，用通用儀器搭建一套檢測裝置，用溫度-時(shí)間變化曲線來評(píng)價(jià)效果。方法可行，但系統(tǒng)性不強(qiáng)，可作為簡單演示，但用來全面說明相變調(diào)溫功能紡織品的實(shí)際穿著效果則有諸多不可取之處。
[0010]首先，測試溫度范圍的選擇15-20°c到40-50°C不大合理，若相變調(diào)溫功能紡織品用于內(nèi)衣，貼膚層溫度通常情況下大于28°C，所以籠統(tǒng)確定范圍顯然不可取，應(yīng)根據(jù)實(shí)際相變調(diào)溫功能紡織品的實(shí)際用途選擇測溫范圍，因?yàn)闇y溫范圍的選擇必然影響評(píng)價(jià)相變調(diào)溫功能紡織品的效果。
[0011]其次測試樣與對(duì)比樣的選擇標(biāo)準(zhǔn)太隨意，如實(shí)施例中測試樣與對(duì)比樣的基布選擇都不同，眾所周知，棉、氨綸、黏膠等物性完全不同。就科學(xué)性而言，測試樣與對(duì)比樣應(yīng)僅是有無相變材料的區(qū)別。
[0012]另外用溫差和溫度與時(shí)間曲線作為評(píng)測標(biāo)準(zhǔn)也過于簡單，只能說明相變調(diào)溫紡織品與普通紡織品存在溫度差異，有一定調(diào)溫效果，但相變調(diào)溫面料是否存在過冷(溫度低于凝固點(diǎn)但仍不凝固或結(jié)晶則為過冷)，是否會(huì)延遲調(diào)溫，是否在人體需要的溫度范圍內(nèi)吸收與釋放熱量，真正達(dá)到與人體互動(dòng)的效果，并不能完全評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種相變調(diào)溫功能紡織品的檢測方法和檢測裝置，簡便易行、模擬實(shí)測環(huán)境，可在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室或者工廠應(yīng)用，直接指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0015]用于相變調(diào)溫功能紡織品的檢測方法，包括如下步驟:1)測試準(zhǔn)備，2)動(dòng)態(tài)升溫，3)動(dòng)態(tài)降溫，4)數(shù)據(jù)分析及衡量指標(biāo)。
[0016]步驟I)所述測試準(zhǔn)備包括制作至少各3組測試樣和對(duì)比樣，取自紡織品樣品組織結(jié)構(gòu)較大面積的部位；制備樣品經(jīng)干燥處理后，使樣品溫度根據(jù)測試要求平衡待測。
[0017]步驟2)所述動(dòng)態(tài)升溫，設(shè)置測試裝置溫度為37-50? ;將測試樣和對(duì)比樣快速放入測試裝置中，按時(shí)記錄溫度變化，形成溫度-時(shí)間變化曲線和測試樣-空白樣溫差和溫度變化曲線。
[0018]步驟3)所述動(dòng)態(tài)降溫，設(shè)置測試裝置溫度為15-27? ;按時(shí)記錄測試樣和空白樣的溫度變化，形成溫度-時(shí)間變化曲線和測試樣-空白樣溫差和溫度變化曲線。
[0019]步驟4)所述數(shù)據(jù)包括測量所得數(shù)據(jù)，和根據(jù)該數(shù)據(jù)形成的曲線、測試樣-空白樣的數(shù)據(jù)差值曲線。所述衡量指標(biāo)，包括測試溫度條件下的狀態(tài)判斷，紡織樣品的調(diào)溫效果持續(xù)時(shí)間。
[0020]相變調(diào)溫功能紡織品的檢測方法，優(yōu)選包括如下步驟:
[0021]1.測試準(zhǔn)備:
[0022]①制作測試樣和對(duì)比樣:取相變調(diào)溫功能紡織品組織結(jié)構(gòu)較大面積的部位，裁剪出至少3塊20*6cm的長方形，注意裁剪部位應(yīng)均勻排布，不在面料的相同縱向和橫向位置上。將此長方形面料沿長邊對(duì)折再對(duì)折，把長邊開口處和短邊開口處的一頭縫合，形成只有一邊開口的兩層圓柱體測試樣。按照同樣方法，用非調(diào)溫功能紡織品但同樣基布上，制備至3個(gè)空白樣作為對(duì)比樣。將溫度傳感器從試樣開口端插入中間層，待用。
[0023]②試樣前處理:將試樣放入烘箱內(nèi)干燥，設(shè)定溫度為105±2°C，時(shí)間2h ;干燥完畢，將試樣迅速放入密封的干燥其中冷卻lh，后取出置于恒溫恒濕室平衡24h，設(shè)定溫度20-25 °C，平衡待測。
[0024]2.動(dòng)態(tài)升溫:
[0025]設(shè)置測試裝置溫度為37-50?，根據(jù)相變調(diào)溫功能紡織品所用于衣物類型和適用季節(jié)設(shè)定溫度，在5s內(nèi)將測試樣和空白樣移入測試裝置中，每6秒記錄一次溫度變化。待測試樣和空白樣溫度平衡，停止記錄，形成溫度-時(shí)間變化曲線和測試樣-空白樣溫差和溫度變化曲線。
[0026]3.動(dòng)態(tài)降溫
[0027]設(shè)置測試裝置溫度為15-27?，根據(jù)相變調(diào)溫功能紡織品所用于衣物類型和適用季節(jié)設(shè)定溫度，每6秒記錄一次溫度變化。待測試樣和空白樣溫度平衡，停止記錄，形成溫度-時(shí)間變化曲線和測試樣-空白樣溫差和溫度變化曲線。
[0028]進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種用于相變調(diào)溫功能紡織品的檢測裝置，基于前述的相變調(diào)溫功能紡織品的檢測方法檢測。
[0029]所述的檢測裝置中，包括一個(gè)提供冷熱源的裝置，從0°C到100°C可調(diào)。兩個(gè)測試室，設(shè)計(jì)成帶有空腔的夾套結(jié)構(gòu)，作為模擬測試環(huán)境，可將測試樣和空白樣放入測試室中測試。測試室可連接溫度傳感設(shè)備或者熱量傳感設(shè)備等用來評(píng)價(jià)效果。檢測裝置如圖1所示。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的檢測方法，可以模擬人體穿著或者使用相變調(diào)溫功能紡織品在真實(shí)環(huán)境里的實(shí)測效果。其中，測試室的空腔-夾套結(jié)構(gòu)可模擬實(shí)際環(huán)境，通過調(diào)節(jié)提供冷熱源的介質(zhì)溫度，則可模擬隆冬(-10°C )到炎夏(40°C )，甚至是極端環(huán)境中(車間、冷庫)的環(huán)境溫度。測試室結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示。試樣則模擬人體穿著或使用相變調(diào)溫功能紡織品，將其插入測試室空腔中，則表示處于不同環(huán)境。如將該紡織品用于冬季外套里襯，一般冬季室外溫度為O°C左右，外套里襯層為20°C，人體體溫37°C，相變材料吸收人體釋放多余熱量儲(chǔ)存，在步入室外時(shí)釋放。故可設(shè)置升溫程序?yàn)?20-37°C ;降溫程序?yàn)?37-20°C。最后通過溫度傳感設(shè)備或熱量傳感設(shè)備等記錄和評(píng)價(jià)效果。測試室測試過程中結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示。
[0031]本發(fā)明的檢測方法，是一種動(dòng)態(tài)測試的方法，測試過程是溫升-溫降的循環(huán)，區(qū)別于以往的靜態(tài)測試，設(shè)計(jì)更合理。
[0032]本發(fā)明的檢測方法，測試的是調(diào)溫效果，是一種雙向調(diào)節(jié)的效果，并非表現(xiàn)保暖或者冷感單一效果，更全面科學(xué)。
[0033]本發(fā)明的檢