紡織品蓄熱性能及保暖性能測試方法的研究進展

夏 云

（嘉興市產品質量監督檢驗所，浙江嘉興 314000）

0 前言

隨著人們生活水平的提高，消費者對服裝產品的消費觀念發生改變，從原先的“穿得暖”向著“穿得好”的方向改變。傳統的“穿得暖”主要通過控制人體與外界環境之間的熱輻射、熱傳導和對流從而達到保溫的目的，當外界溫度低于人體的溫度時，通過增加服裝的厚度，提高靜止空氣含量阻止人體向外界環境輻射熱量、傳導熱量或對流，從而起到保暖的作用。現如今僅通過增加織物的厚度來維持人體適宜的溫度，已不能滿足人們對服裝產品消費的需求，因為僅僅通過增加織物的厚度保持人體適宜溫度而生產出來的服裝往往給人們帶來麻煩，不僅不方便，而且不美觀。因此，上世紀90年代以來，人們紛紛致力于研究蓄熱保溫纖維或紡織品，主要應用于服裝與鞋帽、醫療衛生用品、保護性裝置、汽車類織物、軍事等領域。目前，蓄熱保溫纖維或紡織品的生產主要有三種方法：第一種方法是后整理方法，將整理劑或微膠囊固著在纖維或織物上，使其具有蓄熱保溫功能；第二種方法通過特定的原料或工藝直接紡絲生成出蓄熱保溫纖維；第三種方法為填充法，通過對纖維內孔進行化學或物理改性，增加其對相變材料的表面浸潤性能，盡可能地使相變材料填充到中空纖維里，也有添加適當的表面活性劑到熔融的相變材料中去的方法改善其表面張力，使熔融相變材料能潤濕中空纖維內壁[1-2]，從而使纖維具有蓄熱保溫功能。通過以上三種方法加工出的蓄熱保溫纖維或紡織品具有保溫功能，從而起到了蓄熱保暖的效果。

雖然蓄熱保溫紡織品的研究日趨成熟，但是對紡織品的蓄熱性能及保暖性能測試方法的研究報道甚少，有待于更為深入的研究。以下將介紹關于紡織品蓄熱保暖性能測試方法的研究情況及最新的研究成果。

1 紡織品蓄熱保暖測試方法研究概況

1.1 紡織品紅外蓄熱保暖性能測試方法[3]

本世紀初，我國紡織材料學家姚穆院士帶領著西安工程大學的一批專家致力于研究紡織品紅外蓄熱保暖性能的試驗方法。其原理為：采用以輻射紅外波段為主的輻射器及吸收波長主要在0.8um～10um波段的紅外輻射檢測傳感器，分別測試同一試樣在規定標準輻射強度條件下反射半球方向的總能量和透射半球方向的總能量。計算織物吸收的總能量，從而求出紅外吸收率，通過紅外吸收率表征紡織品的蓄熱性能。其中，測試紡織品紅外透射率的測試裝置為結構簡圖1及簡圖2。

圖1 紅外透射率測試裝置

圖2 紅外反射率測試裝置（俯視圖）

圖1為紅外透射率測試裝置結構簡圖，圖1中的數字5為紅外輻射源，在接通電源的情況下紅外輻照強度為恒定值I0,紅外光通過窗口4照射在樣品3上，一部分在樣品表面上發生反射，一部分進行了透射，透射部分可以通過圖1中數字1紅外輻射強度計測量出透射強度為It,紅外透射率為αt=(It/I0)×100。反射部分可以通過圖2紅外反射率測試裝置來測量。紅外輻射源發出紅外光線照射到樣品上發生發射，在法線偏角成250的方向上放置紅外輻射強度計來測量反射光照強度Ir,25，從而計算出紅外反射率αr=K·Ir,25(K為常數，取1.357)。最后計算出紅外吸收率αa=100-αt-αr。紅外吸收率越大表示紡織品的蓄熱性能越好。

紅外輻射源以規定輻照強度輻照被測織物，在織物前表面用點溫度測試傳感器或其他方式檢測開始輻照后第2秒至第9秒間溫度的升高幅度，并計算升溫速率，通過輻照升溫速率表征紡織品的保暖性能。圖3為紅外輻照升溫速率測試裝置結構簡圖。

圖3 紅外輻照升溫速率測試裝置

圖中，紅外輻射源發出紅外光線照射到樣品上，通過溫度傳感器測量出樣品在紅外輻射源照射第2秒時的溫度T2,第9秒時的溫度T9，計算出升溫速率Vt=(T9-T2)/(9-2),升溫速率越大表示保暖性能越好。

1.2 紡織品蓄熱保暖性能測試方法最新研究

太陽光照射到紡織品上，引起紡織品溫度升高的主要原因是紅外光線，其次一部分可見光及紫外光線也會引起紡織品上能量的改變，只是作用的效果比較微弱。因此，在考察紡織品的蓄熱保暖性能時，采用的輻照光源為可見光、紫外光及紅外光的混合光更為科學。至1918年德國人發明日曬色牢度試驗機以來，各國投入了大量的人力和物力，日曬色牢度試驗機經歷了轉鼓式風冷、轉鼓式水冷和平板式風冷三個時期，測試技術也日臻成熟，輻照光源采用了更接近太陽光譜的氙弧燈管。鑒于日曬色牢度試驗機的研究進展，目前研究紡織品蓄熱保暖性能測試儀采用的輻照光源為氙弧燈管。通過組合濾光片挑選出波長為200～2700nm的光（紫外光、可見光及紅外光的混合光）照射到紡織品上，通過傳感器將紡織品上的溫度變化感測出，將數據傳輸到計算機軟件中，通過軟件計算紡織品在照射的時間內能量的變化，通過能量的變化率表征出紡織品的蓄熱保暖性能，目前這項技術正在申請國家專利。

2 結論

以上介紹了紡織品的蓄熱保暖性能測試方法的研究情況及最新研究成果。隨著人們對服裝面料的差別化研究日新月益，蓄熱保溫紡織品的品質也層出不窮，因此有待于對紡織品的蓄熱保暖性能測試方法作進一步的研究，使其趨于成熟，從而引領紡織品生產企業生產出高效的蓄熱保溫紡織品。

[1] 翁 亮，吳贊敏.織物的蓄熱保溫整理[J].染整技術. 2005,27（8）：6-9.

[2] 翁 亮，吳贊敏.織物的蓄熱保溫整理[J].上海紡織科技.2005,33(12)：19-21.

[3] GB/T 18319-2001.紡織品紅外蓄熱保暖性的試驗方法[S].2001.