[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及一种高蓬松易变形寝具产品保温性能的检测设备及检测方法，尤其是对于由纺织纤维或羽绒填充的被褥类产品的保温性能的检测设备及检测方法。

背景技术

隔热保温历来是纺织品的首要功能，其内容包含阻碍人体向外界环境散热或阻碍周围环境中的热量传至人体。正是由于纺织品具有保温性能，才可以调节人体的热损失和提供热舒适性。纺织品保温性能大小通常以热阻值表示。热阻值定义为材料的二表面温差为一度条件下单位面积试样所能传递的热功率。热阻Rt(m²℃/W)的常用计算公式如式(1)所示：

Rt=A×TW---(1);]]>

其中，A为被测试样面积(m²)；T为试样的二表面温差(℃)：W是面积为A的试样耗散的热功率(瓦)。

产品传递的热功率越大表明热阻越小，保暖性越差。

寝具作为人类睡眠时的保温用纺织品，其隔热性能至关重要。一般来说寝具内部所用的材料为高蓬松的絮状纤维集合体材料或絮状材料，其强度低、易变形。高蓬松的絮状纤维集合体材料是线形纤维或朵状羽绒等纤维材料随机排列形成的具有一定厚度的平面状纤维集合体，使用时需要有面料和夹里包裹。高蓬松絮状材料中的纤维呈现离散状随机排列，纤维之间包含有相当比例的孔隙，蕴含着大量的静止空气，从而具有较高的保暖性。同时由于纤维的随机排列造成了传热通道的错综复杂，使其与纤维紧密排列的普通织物的热传导机理产生了很大的差异。对于普通织物而言，由于厚度较薄、上下表面间或纱线间的垂直孔隙明显，当上下表面存在温差时，垂直传输的热流是主体。而对于高蓬松絮状纤维集合体材料，由于存在大量的复杂形态的细小缝隙和孔洞，蓬松度较高，厚度较厚，热量的传输通常是二维或三维的。

各种纺织材料的保温隔热性能可以用蒸发热板法、单平板法、双平板法和冷却法来测定。而反应人体实际着装条件下的服装整体隔热值可采用暖体假人来测量，下面分析各自的优缺点和适用范围。

冷却法是将测试部分加热到一定温度后停止供电，使其在其他各面绝热的情况下通过织物覆盖面自然冷却，测量热体冷却至一定温度所需的时间，或测量热体在一定时间内的温度降低值，用冷却速率表示织物的隔热性能，称为冷却速率法。这种方法测定快，但只可以定性比较材料的保温性能，却不能定量确定织物的热阻。

蒸发热板法即出汗热板仪，也称为“皮肤模型”，能够模拟人体皮肤所发生的传热传湿过程。在实际测试时，被测试样应平置于测试板上，将实际使用时与人体皮肤接触的织物面朝向测试板。整个测试装置安装在气候箱内，箱内的温度和湿度严格控制，不受外面环境的影响。因此，该测试方法精度高，重复性好，但是蒸发热板法数据采集系统成本高，使用和维护费用昂贵，且测试时间长。

比较简化的测试系统是单平板法，其热板不“出汗”，只发热，并且安置在一般的恒温恒湿室进行测试，以保温率(热板上无试样时的散热量和有试样时的散热量之比的百分率表示)表示材料的保温性。目前国内外一般用单平板保暖仪来测试评价平面状材料的保温隔热性能，测试时用试样覆盖热板，试样的下表面紧贴热板，试样上表面暴露于测试环境，在稳定传热条件下，测试1小时内通过1平方米试样所传递的热量。试样上表面的空气流动会引起一定量的对流散热量，测试结果成为对流散热和传导散热的综合值。由于恒温恒湿室内的气流不稳定，导致试样上部的气流流速高时测得保温率偏低。并且保温材料通常比较厚，被裁剪的试样边缘散热明显等因素，现有单平板仪的测试稳定性有限。

双平板法是将试样夹持在两个温度不同的恒温热板和冷板之间，测定流过织物的热流量。通过计算材料的热阻或当量导热系数(纤维和孔隙中空气混合体的导热系数)来评判热传递性能的强弱。

前述方法的共同缺陷是，适合测试材料性能，不适合测试由数种材料组合缝制的产品性能。因为测试时，需要将产品裁剪成仪器规定尺寸，对于中部有絮状材料的寝具类产品，往往破坏了结构，改变了其保温效果，裁减断口的散热通道往往要比试样上下表面间更加流畅。