基于低温环境下服装保暖性测试研究
2019-03-04 点击：
服装热阻是评价其保温或隔热性能的主要度量指标,其大小主要取决于服装本身如服装材料及材料组合方式、服装结构如开领高低等,同时受外界环境和穿着方式等多种因素影响[1-4]。近年来,随着科技进步,纺织新材料层出不穷,制成服装的材料、款式更加多样化,仅通过检测纺织品保温性能对成衣保温性能的预测已经不能满足对其评价,成衣保温性能的测试研究是非常有意义的研究课题。
一、试验部分
1、 样品
模拟人体日常在低温环境的穿衣习惯,以待测样品内着标准内衣的组合形式进行测量研究,仪器稳定性研究用试样的基本参数见表1。其中 A1~A3、A4~A6和 A8~A10分别为3款原料和制备工艺完全一致型号不同的棉毛衫、羊毛衫和羽绒服。检验仪器测量结果有效性研究用羽绒服试样的基本参数见表2。
2、仪器及试验方法
采用 DGL-001型服装保温性测试仪检测,仪器的结构及名称如图 1所示。该仪器主要由假人模型、控制箱和电脑组件等几个部分组成。假人模型的前后身为2台独立的曲面保温仪,且前后身间的距离可调,实现在同一台仪器上测量不同尺码服装热阻。
测量时,将穿好标准内衣和待测样品的假人模型置于-20 ℃左右的低温环境仓中,设置仪器试验板温度为(35±0.05)℃,假人以恒定的表面温度进行加热并达到稳态传热状态,设置样品平衡时间为30min,测试30min。根据测量阶段假人表面的平均温度、外部环境的平均温度以及维持假人温度恒定所需要的供热量,由下面公式计算出服装系统的热阻:
式中:R 为服装和假人的总热阻(m2k/w);Ts 为假人体表温度的平均值(℃);Ta 为环境温度的平均值(℃);S 为测试板面积(m2);H 为稳态传热中测试板输出的平均热功率(W)。
二、结果与分析
1、保暖性能测试稳定性
为考察同一款服装内着不同标准内衣对测试结果的影响,选取 M 号的 A7长版夹克羽绒服为研究对象,标准内衣分别选用 A2和 A2+A5两种组合进行研究。每个服装组合总计测试5 次,每一次测试完成后从仪器上脱下室温晾置至少1h后再作第二、三次测试,测试结果见表3。
从表3数据可以看出,长版夹克羽绒服内着一件A2标准内衣时,经过5次测试发现,组合试样平均热阻为0.460,试样热阻波动 CV 值为5.47%。而长版夹克羽绒服内着 A2+A52件标准内衣时,经过5次测试发现,组合试样平均热阻为0.470,试样热阻波动 CV值为1.70%。从测试结果明显可以看出,羽绒服内着2件标准内衣的测试结果比内着一件标准内衣组合热阻稍微大一点,稳定性显著提高。
DGL-001型服装保温性测试仪通过扩缩装置,可调节假人前后身间的距离实现不同型号服装热阻的测量。为了考察不同型号服装测试时仪器的稳定性和重现性,选取不同型号的中长版夹克羽绒服内着2件标准内衣(棉毛衫和羊毛衫)组合进行多次测量研究。每个服装组合总计测试5 次,每一次测试完成后从仪器上脱下室温晾置至少1h后再作第二、三次测试,3种不同型号组合试样多次测量结果见表4。表4数据显示,不同型号的中长版夹克羽绒服内着2件标准内衣(棉毛衫和羊毛衫)组合,经过多次反复测试,同款试样波动 CV 值均小于2%。可见该仪器在不同扩缩状态下稳定性和重现性较好。
2、保暖性能测试结果有效性
为了验证仪器测量服装热阻结果的有效性,选取5款羽绒服为研究对象。用 DGL-001服装保温测试仪在-20 ℃低温环境下测试不同羽绒服的组合热阻,测量时,每款羽绒服均内着棉毛衫和羊毛衫2件标准内衣(A2+A5)。同 时 还 采 用 日 本 大 荣 平 板 保 温 仪 在GB/T6529规定的标准大气环境中测试5款羽绒服的服装热阻,测试结果如表5所示。
B1~B3样品的款式相近,服装的型号、面料成分、填充物种类、含绒量、蓬松度等参数完全一样,羽绒服的充绒量不同。从表5中可以看出,采用 DGL-001服装保温仪在-20 ℃低温环境下测试不同羽绒服的组合热阻大小为 B1>B2>B3,测试结果与充绒量大小顺序完全一致。B4~B5测试结果规律与 B1~B3一致。比较 B2和 B4样品的测试结果,B4样品的组合热阻稍大于 B2样品,这主要是因为 B2试样的含绒量和蓬松度大于B4试样,而B4试样的充绒量却明显大于B2试样。因此,从上述测量结果说明该仪器测试结果是准确有效的。
针对同一款羽绒服在不同条件下用不同测量仪器测试服装热阻关系,虽然测试条件不一致,测试结果数值上不具可比性,但是不同羽绒服装的保暖性能的优劣顺序可用于辅助验证。从表5可以看出,采用 DGL001服装保温仪与日本大荣平板保温仪热阻测试结果顺序完全一致,均为 B1>B4>B2>B5>B3。由上述分析可知,DGL-001服装保温仪测试结果较为准确、可靠,具有一定推广价值。
三、结论
以羽绒 服 为 研 究 对 象,将 穿 着 不 同 组 合 样 品 的DGL-001型服装保温性测试仪置于-20 ℃低温环境中,通过多次重复测试同一服装组合热阻及考察不同羽绒服的热阻差异,探讨低温环境下服装保暖性能测试稳定性及有效性。测试结果表明:
(1)采用 DGL-001服装保温仪在-20 ℃低温环境,内着2件标准内衣测试时,重复测试5次,同款试样组合热阻 CV 值均小于2%,测试结果较为稳定,满足检测要求。
(2)采用 DGL-001服装保温仪测试服装热阻,内着相同标准内衣测试时,可以分析出5款羽绒服装的保暖性能差异,测试结果较为准确、有效,且与现有标准仪器测试结果有较高的一致性,具有一定推广价值。
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