纺织品接触冷暖感性能检测方法

袁志磊，蔡佳仕，唐怡莹

（上海出入境检验检疫局，上海200135）

检测技术

纺织品接触冷暖感性能检测方法

袁志磊，蔡佳仕，唐怡莹

（上海出入境检验检疫局，上海200135）

介绍了织物接触冷暖感产生的原理，对其测试设备和试验条件进行了探索研究，建立了评价织物接触冷暖感的试验方法。对不同织物的接触冷暖感性能进行测试比较，分析了影响织物接触冷暖感性能的主要因素。结果表明，同类纤维的织物与皮肤接触的冷暖感取决于织物的表面结构。

纺织品；冷暖感；检测方法

0 引言

近年来，随着生活水平的不断提高，人们普遍追求休闲、健康的现代生活，对服装的品质要求也提高到一个新的水平。人们对纺织面料除了要求美观时尚外，越来越要求一定的功能性，如热舒适性、防风性、透气性、透湿性和防水性等。衡量服装生理穿着舒适性的一项重要指标就是纺织面料的接触冷暖感，即织物与皮肤接触时，由于织物与皮肤之间存在温差，发生热交换，导致皮肤温度上升或下降。一般情况下（除环境温度高于皮肤温度外）织物温度比皮肤温度低，织物与皮肤接触后往往使皮肤温度下降，如果温度的下降（或上升）量超过一定限度，会使人产生不舒适感，国内外学者通常称之为纺织品服装的接触冷暖感，并作为评价服装热舒适性的一项重要指标。

目前市场上已出现很多具有凉暖感的功能性纺织品，但国内外对织物的接触冷暖感尚未有公开的检验方法标准，虽然国家标准GB/T 11048—2008《纺织品生理舒适性温态条件下热阻和湿阻的测定》是评价纺织品舒适性的一种测试方法，其中热阻主要测试纺织品的保温性能，但该试验方法是测定经过较长时间后在稳定状态下通过试样的热流量情况。而织物的接触冷暖感与瞬态导热有关,是皮肤与织物表面接触后极短时间内产生的热量峰值，反映了人体皮肤的冷暖感觉。因此，研究确定一种简单可行的纺织品接触冷暖感的检测方法，既提高了功能性纺织品的检测技术水平，满足了相关检验的需要，同时对于进出口纺织品服装的质量监督检验、保护消费者的健康和合法权益都具有重要意义。

1 试验

1.1 试验原理

从本质上看，引起织物与皮肤接触冷暖感的根本原因是织物与皮肤间发生了热交换，使皮肤产生了一定的温度变化。这种温度变化将引起皮肤中感温神经末梢的兴奋而产生以电脉冲为形式的感觉信息，上述信息经脊髓神经加工和处理后输送到大脑，大脑对信息进行处理和判断，从而产生冷或暖的判断。由于瞬间热交换比较快，感温神经末梢反应较激烈，且瞬间接触部位常常是局部的，与邻近皮肤区域之间形成较大反差，因此接触冷暖感与一般意义上的冷暖感是有所不同的，接触冷暖感的刺激更迅速，反应更强烈些。

日本学者米田守宏和川端季雄等人曾对织物接触冷暖感作了深刻的研究，他们采用了热源板与面料接触来模拟人体皮肤接触面料的现象，继而通过仪器测得接触式热源板与面料间导热的瞬态最大热流量（qmax），以此来客观评价织物接触冷暖感的情况。

1.2 仪器设备

此次研究所用仪器为日本加多公司生产的“精密迅速热物性测量装置KES-F7”，见图1。

图1 热物性测量装置KES-F7

T-BOX（Temperature Detecting Box-温度检测以及蓄热板）：绝热材料上安装有纯铜板，内部设置有精密传感器的盒子，质量约为90 g，用于冷暖感测量。

纯铜板面积9 cm2，质量9.79 g，T-BOX蓄热板的示意图见图2。

图2 T-BOX（蓄热板）

BT-BOX(Bottom Temperature Box-热源板)：产生温度差△T的热源箱，由BT板（里面紧贴薄型印刷加热体）和防护板组成，约150 g，也使用于固定热传导率测量。BT板为面积25 cm2，厚度为1mm的铝板，BT-BOX的热源板示意图见图3。

图3 BT-BOX（热源板）

冷却台（REFRIGERATOR）：在测试织物接触冷暖感时，放置织物的试验台。冷却板为面积144 cm2的铜板，保持恒温20℃。冷却台示意图见图4。

图4 冷却台

织物接触冷暖感的最大瞬态热流量值（qmax）由T-BOX测得，其工作原理见图5。

图5 最大瞬态热流量测量工作原理图

1.3 试验条件

整个试验操作应在标准大气条件下进行，温度20.0℃±2.0℃，相对湿度65.0%±4.0%。

热源板（BT-BOX）的温度为30℃，冷却台的温度为20℃，两者温差ΔT为10℃。

1.4 样品准备

样品应平整无皱，在距布边1/10幅宽、距匹端2m处裁取。试样大小应可充分覆盖冷却台的表面，一般尺寸至少为120mm×120mm，在不同位置取5块试样。

按照GB/T 6529规定的标准大气条件对试样进行调湿，温度20.0℃±2.0℃，相对湿度65.0%± 4.0%。

1.5 操作步骤

（1）打开机器，先热机约10min，然后对各显示值进行调零；

（2）设置热源板（BT-BOX）的温度为30℃，防护板的温度为30.3℃；

（3）设置冷却台的温度为20℃；

（4）将蓄热板（T-BOX）放在热源板（BT-BOX）上加热，直至T-BOX和BT-BOX的温度达到设定温度30℃；

（5）将试样平整的放置在冷却台上，且接触皮肤的一面向上放置；

（6）将蓄热板（T-BOX）迅速的放在试样上，应使蓄热板（T-BOX）的铜板与试样同时接触，见图6；

（7）记录qmax值（最大瞬态导热量），单位为W/m2，计算5块试样qmax的平均值。

表1 不同织物冷暖感试验结果

图6 操作示意图

2 测试结果分析

依据上述1.3～1.5的试验方法和条件对16种不同纤维成分和不同织物结构的样品，包括羊毛织物、丝织物、化纤织物、针织物、机织物，起绒织物、非起绒织物和涂层织物等进行测试，测试结果见表1。

由表1可以看出，每种试样五次测试结果的试验标准偏差均小于0.01，表明该试验方法的测试结果具有较好的稳定性。此外，从不同种类的织物检测情况来看，qmax值主要取决于织物表面的粗糙程度和组织结构，如针织物比机织物的qmax值相对较小，起绒织物的qmax值远小于非起绒织物，涂层织物的qmax值相对较大，而qmax值的大小受纤维种类影响的程度并不大。一般qmax大于0.15W/m2的织物凉感较为明显，qmax小于0.1W/m2的织物暖感较为明显。

3 结论

该方法采用日本加多公司的KES-F7精密迅速热物性测量装置对纺织品接触冷暖感进行测试，确定试验温差为10℃、热源板（BT-BOX）的温度为30℃、试验台的温度为20℃，测量瞬间通过织物的最大热流量qmax值。该方法有效模拟了日常生活中人体皮肤与服装、面料接触时产生的热传导过程，能够相对客观的反映出纺织品冷暖感的程度。从试验数据看，相同纤维的织物在与皮肤接触时的温暖感与阴凉感，主要取决于织物的表面结构。人体与纤维接触少而与空气接触相对较多，热流量就相对较小。人体的热损失越小，冷感也就越小。因此，接触面积较大的光滑织物具有阴凉感，起毛拉绒处理的织物则与皮肤接触时具有温暖感，而qmax值的大小受纤维种类影响的程度并不大。

[1]米田守宏,李仁鎔.服装材料和冷暧感[J].国外纺织技术,1985（13）：41-45.

[2]黄绍石.苎麻织物接触冷暖感的研究[J].纺织科学研究,1992（3）：23-25.

[3]王晓东,刘让同,姚穆.接触冷感的仪器测试与穿着实验的研究[J].纺织学报,1991，12（7）：27-30.

[4]杨晓琴,孙玉钗,孙鹏.织物组织结构与接触冷感关系探讨[J].山东纺织科技,2007（6）：51-53.

[5]姚穆,王晓东.论织物接触冷暖感[J].西北纺织工学院院报, 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，高级工程师，主要从事纺织品性能检测技术的研究工作。