热流式织物凉感测试设备的测试探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种热流式织物凉感测试设备的测试探头，尤其是一种适合于凉 感服用织物、凉席及凉爽床品、靠垫、坐垫、沙发面、椅套、卧具或宠物卧具类产品的凉感检 测设备及测试方法。
【背景技术】
[0002] 炎热夏季，具有凉感的凉席及服装一直深受消费者喜欢。对于各类凉席、凉感靠 垫、坐垫类较为厚重的凉感织物，主要通过较大的质量和热容量，在接触瞬间吸收人体热 量，接触瞬间凉感优良。对于服用轻薄型的凉感织物，常采用以下方式实现：（1)由凉感纤 维制备：凉感纤维是指将具有冰凉效果的物质如玉石粉、贝壳粉、云母粉等天然矿物质材 料、或者高导热的无机物如云母片、石墨烯、碳化硅之类材料、或者这些材料的复合粉体与 热塑性树脂切片混合后，通过熔融方式获得具有凉感效果的长丝，如凉感锦纶、凉感涤纶 等，或者又称为玉石纤维、云母冰凉纤维等，进而制备获得面料。（2)由凉感助剂后整理获 得：如在面料后整理加工中加入遇水吸热的物质如木糖醇类、或者具有清凉效果的薄荷醇 类微胶囊等；该类面料存在耐洗性差、不能持久、且该助剂施加会影响其它助剂的作用等缺 点，而且木糖醇类凉感助剂需要遇到汗水才会吸热，并不具有瞬间的接触凉感。（3)通过织 物表面形态的调整来获得凉感：如采用紧密纺减少纱线毛羽、增加织物表面光滑度，降低保 暖效果而获得凉感。
[0003] 上述凉感织物基本只能提供较好的初始接触凉感，这也是消费者通过皮肤 和织物的接触能够直观感受到的，由此，目前凉感的检测设备和方法也多针对初始接 触的瞬间凉感。但是，随着技术进步，具有持续散热能力的织物也已经问世，如专利 CN201410657082. 7公开了一种超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE)复合型凉席及其制备方 法；CN201410651884. 7公开了一种超高分子量聚乙烯（UHMWPE)纤维纺织品及其制造方法 及其在凉感织物上的应用；CN201410651895. 5公开了一种超高分子量聚乙烯凉席及制造 方法。
[0004] 织物的凉感需要从两个方面进行评价：
[0005] -是初始瞬间凉感。从物理意义而言，接触凉感的强弱，取决于接触瞬间织物导走 人体热量的多少。人体皮肤表面热量散失越多，织物对人体产生的凉感越强。人体皮肤损 失的热量包括两部分：一部分被织物吸收，使得织物温度升高；一部分通过织物传递到外 部环境而散失。因此，织物接触凉感的强弱取决于织物对热量的吸收性能和热量通过织物 的传递性能。纺织科学上，定义织物的热吸收能力为：b=λpC;式中：λ-织物的平均导 热系数、Ρ-织物的平均体积质量、c-织物的比热容。热吸收能力与织物的导热系数、体积 质量、比热容有关。热吸收能力同时考虑了织物的热吸收升温性能和织物的热传递性能，是 织物的固有特性。织物热吸收能力越小，人体皮肤与织物接触时的瞬间热量损失越小，凉 感也就越小。
[0006] 二是持续散热能力。从物理意义而言，织物在和人体皮肤接触达到热平衡后，由 于环境和人体温差存在，织物会将人体的热量源源不断的传导到环境中。这与织物在平面 方向的导热系数有关。一直以来，织物在其平面方向的导热性能未能受到重视，原因在于： 一方面，传统纺织品的传热性能研究多以提高保暖性能为目的、只关心热量沿织物法向传 递的难易程度，在测试方法上只能测试片状纤维集合体沿法向的传热性能；例如常规使用 的测试方法就是采用平板保温仪进行织物沿法向的保暖性能测试，比如专利CN103076358A 公开了一种高蓬松易变形寝具产品的保温性能的检测设备及检测方法，对保暖性能的测试 有着详细描述；另一方面，常用的纺织材料的导热系数都很小，在〇. 03~0. 5W/m·K的范 围，没有哪一种常规的纺织材料具有特别高的导热系数、或特别差的导热性能。
[0007] 目前，国际上认可且通用的织物冷暖感检测设备和方法是采用日本的KES-F7 ThermoLaboII仪器，对织物的最大瞬态热流量qmax进行测试，日本专家MorihiroYoneda等 [MorihiroYoneda,徐谷衡.皮肤冷暖感及瞬态导热间关系的理论分析[J].国外纺织技术 (针织、服装分册），1988, 13:32-33.]已经证实该q_只与织物热吸收能力和仪器热性能决 定；对于同一台仪器而言，其热性能恒定，因此，织物的最大瞬态热流量q_完全是织物热 吸收能力的反映。
[0008] 该仪器测试步骤如下：测试前，织物试样在恒温恒湿或规定温度下平衡。测试在规 定的温湿度条件下进行，一般为恒温恒湿，环境温度即织物表面温度比探头T-Box温度低 10~15°C左右。测试时，采用一个恒温热源BT-Box(-般设定到35°C，以模拟躯干部皮肤 的平均温度），将带有热流传感器和具有一定热容量的铜板的探头T-Box置于恒温热源上 加热，直到T-Box的底面探头温度升高至35°C;然后，按下测试键，将T-Box迅速移动至置 于绝热泡沫板上的织物试样上，在〇. 2sec内，仪器给出q_值。此数据即为温度为35°C的 探头和室温下织物接触瞬间，被织物导走的最大热流量qmax，单位为W/cm2或W/m2。该测试 设备和方法能够较好的反映出织物和人体接触瞬间的冷暖感，也能够给出热量随时间变化 的数据，但是存在以下不足：
[0009] (1)不能全面反映织物的凉感特性，不能直观的测试出织物持续的导热或散热性 能。一方面热流探头上没有恒温热源，在测试过程中，探头的温度持续降低直到和待测试样 保持平衡，导致测试过程中探头和环境的温差不断减小，使得测试的温差条件不断变化，虽 然可以通过热流随时间变化曲线的斜率来判断织物导热性能的好坏，但是需要计算，增加 了复杂性和不确定性因素；另一方面，T-Box探头在加热状态需要移动到试样表面，这个过 程T-Box探头的表面温度会发生变化，导致测试误差。
[0010] ⑵热流探头对织物的压强只有lOg/cm2,太轻，适合于测试夏季服装的凉感，但是 不适用于相对较为厚重的凉感类卧具材料；且当织物有小褶皱时，会导致较大误差。
[0011] (3)热流探头为平面硬质材料，不反映皮肤的柔软表面，不能保证和柔性的待测 纺织品试样进行良好接触，从而产生测试误差。
[0012] (4)该仪器只给出一个独立的q_值，误差较大。
[0013] 此外，还有一些相关的类似专利。如CN101736570B公开了一种织物接触冷感测试 装置及测试方法，将织物至于恒温水箱上方，测试织物温度随着接触时间的变化，用织物表 面温度的升温速率的最大值（或恒定热容量的皮肤模拟单元在接触织物后的触落温差的 最大值）来评价织物的冷感。该方法和9_测试方法一样，也只是对初始接触凉感进行了 评价；此外，还存在未对试样施加任何压力、待测试样面积有限、温度探头难以和织物良好 接触、测试装置设计并没有模拟人体和织物的实际接触状态等等问题。
[0014] 专利CN201310210129. 0公开了一种面料凉感评估方法，将水滴滴在织物上后，记 录该处织物温度的变化。该方法只适合于木糖醇类凉感整理织物，即吸湿吸热类型的织物。
[0015] 在测试设备方面，日本的KES-FnhermoLaboII仪器体积庞大，造价昂贵，不便于 携带商用；在凉感测试评价方面，上述方法均只能反映出织物接触瞬间的凉感值。
[0016] 因此，现有的织物凉感测试设备及方法均不能够满足市场需求。
【发明内容】