一种双向调温纺织品调温效果的测试方法与流程

本发明涉及一种功能性纺织品的检测方法，具体涉及一种双向调温功能纺织品的检测方法。
背景技术：
：相变材料可在相态变化时吸收和释放热量，接触热源时吸热、接触冷源时放热。利用这一特性，将相变材料与纤维、面料或者絮片等填料相结合，赋予普通纺织品调节温度的功能，即得到了相变调温功能纺织品。相变调温功能纺织品可与人形成互动机制，形成衣内微气候，吸收人释放的多余热量同时储存起来，在人体需要时释放出来，因此人们也把这种新型纺织品称作双向调温纺织品。因为它既能在寒冷时保暖，也能在炎热中带来凉感。然而，如何界定相变调温功能纺织品的效果还没有相关的国家标准，相应的检测方法和检测装置也不完备，无法完全体现这种特殊纺织品双向调温的这一功能性。目前在相变材料研究中，比较通用的方法是差示扫描量热法(dsc)，然而把它直接用于纺织品调温效果测试则颇为牵强。这是因为其测试结果为焦耳每克等量纲，无法直接体现出纺织品对于相变调温功能的评价效果。更不用说测试和评价双向调温效果了。astmd7024-2004是outlast公司提出的纺织材料的恒稳态和动态热性能的试验方法。该方法对于相变调温功能面料的测试有很大的借鉴性。但其评测结果为无量纲数值，非常不直观，其物理意义很难为普通消费者所理解。同时用于测试的设备也较为复杂，不易获得。专利201210492660.7中描述了一种相变材料调温功能纺织品检测方法，用通用仪器搭建一套检测装置，用温度-时间变化曲线来评价效果。得到了用温度表示的，比较直观的结论，但无法评价双向调温性能。同时该方法在样品制备、设备等方面处理不足，容易对数据分析产生不可忽略的误差。技术实现要素：针对当前技术的不足，本发明提出一种双向调温纺织品调温效果的测试方法，该方法简单易行，结论直观，容易理解。本发明采用下述技术方案：一种双向调温纺织品调温效果测试方法，相变调温效果通过动态升温阶段的最大温差(δt1)和动态降温阶段的最大温差(δt2),2个最大温差来进行综合评价。所述温差为测试过程中同一时刻的待测样品温度值减去对比样品温度值，在升温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在升温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在升温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品；在降温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在降温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在降温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品。只有升温过程和降温过程中，待测样品调温效果比对比样品都好，该样品才能称为双向调温纺织品。所述双向调温纺织品优选为含有相变调温材料的纺织品；样品包括待测样品和对比样品；待测样品和对比样品的不同之处至少在于相变材料的有效含量；所有样品至少在面积上相等或质量上相同。所述测试方法，优选的实施方式是：测试时，将样品沿较长方向，将温度传感器层层卷裹在中间；温度传感器位于最内层，且在样品短边居中的位置；然后进行动态升温阶段和动态降温阶段的温差测试(如图1所示)。可选择使用1个或多个恒温装置来进行测试。当使用至少2个恒温测试设备进行测试时，通过在不同恒温测试设备之间迅速转移测试样品来实现动态温度变化；其中不同恒温测试设备中仅温度不同，风速、湿度保持一致。不同恒温测试设备之间的温度范围至少大于所测样本中相变材料的相变区间。当使用1个恒温测试设备进行测试时，恒温测试设备的温度变化范围至少大于所测样品中相变材料的相变区间。恒温测试室的温度变化速率越大越好，优选大于3℃/min，更优选大于5℃/min。所述测试方法，温差测试的结果包括测试的时间点、温度值、数据差值、由数据形成的曲线、差值曲线。对测试结果数据评价时，对织物调温功能的量化评价，基于所述的动态升温最大温差差值和动态降温温差最大温差差值这2个值；综合评价时，取上述2个值中较小的一个进行等级评价，即有一个不符合上一等级量化标准时，织物的功能分等应当降等到较小值符合的等级。进一步评价包括调温效果的持续时间。在本发明的一个优选的实施例中，纺织品中相变材料相变点为38℃。结合差示扫描量热法(dsc)，先确定有效的相变温度区间，再设定具体的测试温度区间进行测试。因此，本发明方法结合dsc法，可更加明确评价该纺织品在某一温度区间内是否具有双向调温功能，也能进一步判断双向调温功能的效果程度。在本发明的另一个实施例中，2种纺织品中都含有相变材料，可通过本方法来判断2种纺织品双向调温能力的强弱。同理的，本发明方法，可用于同时比较3种或更多纺织品的双向调温能力。本发明的技术效果如下：1、本发明提供了一种双向调温纺织品调温效果的测试方法，与现有技术相比，本发明方案给出的测试结果更加直观，更容易理解；2、本发明方法不仅能定性判断某纺织品是否具有双向调节能力，还能通过动态温度变化过程中的2个最大温差来定量评价调节能力的具体差别。3、本发明方法对除相变调温纺织品外的其他调温功能纺织品的功能评价也有一定的借鉴意义。附图说明图1中1为样品，2为温度传感器，沿图中虚线箭头所示，即样品较长方向，将温度传感器一层一层地紧密包裹；温度传感器位于最里层，且在样品短边居中位置。图2中，a为实施例1中的所得其中一组典型的动态升/降温曲线，其中横坐标为时间，纵坐标为温度，实线为对比样品温度曲线，虚线为待测样品温度曲线。b为对应的测试样-空白样温差曲线，某时刻温差为该时刻待测样品温度减去该时刻对比样品温度。图3为实施例1中所述相变微胶囊印花整理的涤纶面料dsc测试曲线，其中横坐标为温度，纵坐标为热流。图4为实施例3中所述相变微胶囊印花整理的涤纶面料dsc测试曲线，其中横坐标为温度，纵坐标为热流。具体实施方式为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：实施例1本例中，待测样品为相变微胶囊印花处理的涤纶面料，印花后每平米面料增加的有效相变微胶囊质量为5g/m2；对比样品为同样的涤纶面料，所不同之处在于其为普通印花浆处理到与待测样品相同克重。1)取3块待测样品，和3块对比样品，样品尺寸(长×宽)均为：30cm×10cm.2)如图1所示，放置温度探头在测试样或者对比样的相应位置，并沿样品长边用样品将温度探头紧密包裹；为防止吸湿发热，样品上包裹聚乙烯自粘保鲜膜；3)将测试样及对比样放入烘箱内烘燥，烘燥时间为2h，烘燥温度为105±2℃；4)将烘干的样品迅速放入密封的干燥器中冷却1h，然后将样品从干燥器取出，置于恒温恒湿室；5)动态升温：设置恒温恒湿箱温度变化程序为从0到45℃，升温速率3℃/min，在5s内将测试样和空白样移入测试装置中，每20秒记录一次温度变化。待测试样和空白样温度平衡，停止记录，形成温度-时间变化曲线和测试样-空白样温差和温度变化曲线；6)动态降温：设置恒温恒湿箱温度变化程序为从45到0℃,降温速率3℃/min，每20秒记录一次温度变化。待测试样和空白样温度平衡，停止记录，形成温度-时间变化曲线和测试样-空白样温差和温度变化曲线。7)处理所得数据，并绘制动态升/降温曲线，测试样-空白样温差曲线(如图2a和b所示)。8)在所绘制动态升/降温曲线中分别读取最大温差，δt1和δt2。可得如表1所示：表1样品最大升温温差δt1(℃)最大降温温差δt2(℃)样品1-2.43.1样品2-3.62.8样品3-2.92.5平均-3.02.8在升温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在升温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在升温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品；在降温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在降温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在降温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品。只有升温过程和降温过程中，待测样品调温效果比对比样品都好，该样品才能称为双向调温纺织品。本例中，平均最大升温温差δt1为-3.0℃，平均最大降温温差δt2为2.8℃。因此本例中相变微胶囊印花处理后的涤纶面料具有双向调温效果。同时，结合差示扫描量热法dsc，可进行更加严谨、精确的调温评价。如图3中所示，本实施例中调温织物的相变峰值温度为26.77℃(该调温织物标称相变温度为28.0℃)。根据表2的调温功能等级规定，该织物相变温度符合标称规定，动态升温最大温差-3.0℃，动态降温最大温差2.8℃，属于相变调温织物一等品。表2实施例2本例中，待测样品为，相变调温腈纶纤维含量95％的针织面料；对比样品为同规格的普通腈纶针织面料，织物组织结构相同。1)取3块待测样品，和3块对比样品，样品宽均为10cm，样品均取相同质量10g。2)如图1所示，放置温度探头在测试样或者对比样的相应位置，并沿样品长边用样品将温度探头紧密包裹；为防止吸湿发热，样品上包裹聚乙烯自粘保鲜膜；3)将测试样及对比样放入烘箱内烘燥，烘燥时间为2h，烘燥温度为105±2℃；4)将烘干的样品迅速放入密封的干燥器中冷却1h，然后将样品从干燥器取出，置于恒温恒湿室；5)动态升温：设置恒温恒湿箱温度变化程序为从10到50℃，升温速率5℃/min，在5s内将测试样和空白样移入测试装置中，每10秒记录一次温度变化。待测试样和空白样温度平衡，停止记录，形成温度-时间变化曲线和测试样-空白样温差和温度变化曲线；6)动态降温：设置恒温恒湿箱温度变化程序为从50到10℃，降温速率5℃/min，每10秒记录一次温度变化。待测试样和空白样温度平衡，停止记录，形成温度-时间变化曲线和测试样-空白样温差和温度变化曲线。7)处理所得数据，并绘制动态升/降温曲线，测试样-空白样温差曲线。8)在所绘制动态升/降温曲线中分别读取最大温差，δt1和δt2。可得如下表所示：在升温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在升温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在升温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品；在降温过程中温差大于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品好；在降温过程中温差小于0表示在该时刻待测样品调温效果比对比样品差；在降温过程中温差等于0表示在该时刻待测样品调温效果等同对比样品。只有升温过程和降温过程中，待测样品调温效果比对比样品都好，该样品才能称为双向调温纺织品。本例中，平均最大升温温差δt1为-4.6℃，平均最大降温温差δt2为3.1℃。因此本例中相变腈纶针织面料具有双向调温效果。实施例3本例中，待测样品为标称相变温度38℃的相变微胶囊处涂层整理的机织面料，印花后每平米面料增加的有效相变微胶囊质量为5g/m2；对比样品为同样的机织面料，所不同之处在于其为普通涂层浆处理到与待测样品相同克重。1)待测样品差示扫描量热dsc曲线如图4所示，dsc数据显示其相变温度为37.79℃，符合其标称。2)将试样置于标准大气环境中调湿。3)设置恒温恒湿试验箱的温度为10℃，相对湿度为65％，待温湿度稳定在设定值后，按图1所示，用试样将温度传感器紧密包裹，并用夹子夹住试样顶部，以防止试样脱散。4)动态升温：待试样温度接近10℃时，设置恒温恒湿箱温度变化程序从10℃到50℃，升温速率3℃/min，记录试样和空白样每间隔10s的温度，待试样接近50℃，停止记录。5)动态降温：设置恒温恒湿箱温度变化程序从50℃到10℃，降温速率3℃/min，记录试样和空白样每间隔10s的温度，待试样接近50℃，停止记录。6)处理所得数据，并绘制动态升/降温曲线。7)结合dsc测试数据，并整理动态升降温数据，进行调温功能进行判断。实施例4测试和评价步骤同实施例1，不同之处在于待测样品为相变粘胶纤维含量95％的针织面料，对比样品为相变粘胶纤维含量35％的针织面料，两种面料组织结构相同，克重相同。实施例5测试和评价步骤同实施例4，不同之处在于进行多种织物双向调温性能的评价，待测样品1为相变粘胶纤维含量95％的针织面料，待测样品2为相变粘胶纤维含量35％的针织面料，对比样品为普通粘胶纤维针织面料，三种面料组织结构相同，克重相同。从以上实施例可以看出，本发明通过动态升/降温来模拟环境温度变化，同时记录测试样品和对比样品的温度和温差，以最大升温温差和最大降温温差2个值来进行综合的定性或定量评价。本发明方法简单易行，测试准确，并可结合差示扫描量热法等进行更精确的评价。本发明方法可用于同时比较多个织物样品的双向调温效果。本发明方法不只适用于相变调温纺织品，对其他具有双向调温功能的纺织品性能评价，以及织物的保温和凉感效果等，也有启发和借鉴意义。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12