纺织品遮热性能测试方法研究

文/ 钱发兴

1 引言

遮热纺织品是利用织物面料的反射、折射和（或）遮蔽光辐射以减少对人体的热辐射，通过抵抗外界热量传递到人体表面而给穿着者以冰凉感和舒适感。根据作用原理的不同，遮热纺织品可大致分为阻隔型、反射型和辐射型三大类。

目前，遮热纺织品已在市场上作为适用于夏季轻薄类运动的服装面料，且广受消费者的关注。然而，现有关遮热纺织品遮热性能检测的研究较少，仅有日标JIS L 1951:2019《面料的隔热性试验方法》一套测试方法，而且此方法使用红外热成像仪测温系统测试，存在对环境测试要求高、试验结果稳定性差等问题而无法广泛应用。目前，针对遮热性能尚未建立系统的理论和完备的测试方法，而很多纺织相关人士急需一套完备的遮热性能测试方法以更好地掌握其产品的性能和质量。除此之外，随着近几年功能性服装开发与应用的广泛，新产品伴随着的质量问题也在逐渐增加，不少相关企业打着功能性的噱头弄虚作假的情况也屡见不鲜，这给广大消费者造成了极大的困扰。因此，开展纺织品遮热性能测试方法的研究具有重要意义。

2 试验

2.1 试验仪器

试验所用到的仪器设备为自主研发，主要由测试架、模拟光源、载物台和测温装置构成，主要轮廓见图1。

图1 试验仪器轮廓图

2.2 试样准备

试验试样为5种不同颜色和（或）厚度的梭织布料。在每种布料的不同位置裁取2块尺寸为（7.0±0.2）cm×（7.0±0.2）cm方形试样。裁取试样时，试样的一边应平行于织物的经向。此外，试样应具有代表性，且表面无褶皱、污渍等疵点。

2.3 试验原理

将有试样遮蔽和无试样遮蔽的硅胶皮肤在规定功率的光源下照射一定时间，使用测温装置测试硅胶皮肤的温度，计算两硅胶皮肤的升温值，两者的差值即为织物遮热降温值，以此考核织物的遮热性能。

2.4 试验参数确定

2.4.1 模拟光源的确定

太阳光、火苗、电器热源等发射出的红外光具有较强的穿透能力，容易产生大量的热量，所以测试方法选用150W红外灯作为模拟光源进行遮热性能试验研究。红外灯在试样中心垂直距离（500±5）mm处能产生（110±10）mW/cm的辐照度。

2.4.2 模拟光源与试样距离的确定

模拟光源与试样的距离影响着试样表面的受光辐照度，距离越大辐照度越小，相同试样在相同测试时间测得的对应温度值随之下降。本试验仅通过改变模拟光源与试样的距离测试试样接受光照30min的遮热降温值和无试样覆盖硅胶皮肤30min时的温度值，试验结果见表1和表2。

表1 不同距离试样的遮热降温值

表2 不同距离无试样覆盖30min时温度值

从表1和表2可以看出，随着模拟光源与试样距离的增加，试样的遮热降温值逐渐减少，无试样覆盖30min对应的硅胶皮肤温度值也在降低。此外，距离400mm和500mm无试样覆盖30min对应的硅胶皮肤温度值分别为47.6℃和40.5℃，人体正常体温为37℃左右，与距离500mm无试样覆盖30min对应的硅胶皮肤温度值接近。除此之外，序号3、4和5试样面料厚薄接近但颜色不同，而距离400mm时遮热降温值接近反而无法更好地区分布料的遮热性能差异性。综上，试验把模拟光源与试样的距离确定为500mm。

2.4.3 试验时间的确定

模拟光源与试样距离定为500mm，选择5块不同的试样测试，每间隔1min记录一个温度值，试验数据见图2。

图2 时间与温度变化曲线图

从图2可以看出，随着测试时间的增加，所测得的温度增长幅度逐渐降低，测试时间接近30min时，温度增长幅度小于1℃。因此，试验把测试时间确定为30min。

2.5 试验方法验证

为了验证该试验方法的稳定性，选取1个代表试样进行多次测试，控制测试参数相同，选择不同人员和时间进行测试，试验数据验证见表3和表4。

表3 不同人员测试的遮热降温值

表4 不同时间测试的遮热降温值

从表3和表4可以看出，用该方法对同一个试样进行重复测试时，试样测试数据稳定性较好。

3 结语

日标JIS L 1951:2019《面料的隔热性试验方法》要求使用红外热成像仪测温系统测试，存在对环境测试要求高、试验结果稳定性差等问题。此外，JIS L 1951:2019所要求的金属黑板其传热性和散热性对测试结果影响较大。本文研究的纺织品遮热性能测试方法通过把测温探头放置在制备好的硅胶皮肤中间，确保了测试温度为硅胶皮肤的真实温度；通过把有试样遮蔽和无试样遮蔽的硅胶皮肤位置交换测试，克服了模拟光源辐照均匀性难题。此外，测试方法具有操作简便、检测耗时短、测试结果重现性好、稳定性高等优势。