基于低温环境下服装保暖性测试研究

2018-05-29聂凤明廖银琳罗胜利王府梅刘京云

纺织科技进展 2018年5期

聂凤明,廖银琳,罗胜利,王府梅,刘京云,王盼

(1.广州纤维产品检测研究院,广东广州511447;2.东华大学纺织学院,上海201620;3.劲霸男装(上海)有限公司,上海200062)

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[5-6]。

2014年,东华大学和山东莱州电子仪器有限公司共同合作研制出LD-1型服装保温性能测试仪,形体类似一个去掉四肢的模特,将待测服装穿在模特身上实现成衣保温性测试[7]。2017年,在前期研究的基础上,广州纤维产品检测研究院联合东华大学和山东莱州电子仪器有限公司共同研制出DGL-001型服装保温性测试仪,进一步完善男装用保暖性测试仪,重点解决测试设备在零下20℃条件下的温控稳定性和有效性问题。基于低温环境,采用DGL-001型服装保温性测试仪研究低温环境测试服装保暖性能,探讨测试结果的稳定性和有效性。

1 试验部分

1.1 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。

表1 仪器稳定性研究用试样基本参数

表2 测量结果有效性研究用试样基本参数

1.2 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。

图1 DGL-001型服装保温性测试仪

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30 min,测试30 min。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)。

2 结果与分析

2.1 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1 h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+A5 2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1 h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。

2.2 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/T 6529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。

表3 长版夹克羽绒服内着不同标准内衣测试数据

表4 中长版夹克羽绒服内着棉毛衫和羊毛衫测试结果

表5 羽绒服在不同仪器不同测试条件下测试结果

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DGL-001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。