摘要：涼爽纖維及製品主要特徵是具有瞬時涼爽和吸汗快乾性。評價該特性主要從導溼性和導熱性兩方面考慮，國內的相關檢測手段主要用於表徵面料的導溼效能，導熱效能沒有具體的表徵方法。本文研究了不同的導熱效能測試方法，並通過試驗比較得出了較優的評價方法。
關鍵詞：涼爽纖維製品;評價方法;測試;導熱性
隨著人們對生活質量要求的日益提高，對服裝面料的健康性、舒適性、安全性和環保性等各種需求也是與時俱進，把休閒服與運動服相互滲透，融為一體是服裝功能性演變的趨勢所在，這類面料的服裝既要求有美觀的著裝性，又要求有良好的舒適性，舒適性能是衣用紡織品最重要的效能指標之一[1]。涼爽纖維就是一種新型的降溫散熱纖維，涼爽纖維的散熱效能是通過對合成纖維改性或織物結構設計、後整理加工等方式產生的，使汗水迅速遷移至織物表面併發散，從而達到吸溼、散熱、保持人體面板乾爽的目的[2]，其中包含採用涼爽紗作為吸溼排汗紗線[3]製成的纖維。
涼爽纖維及其製品主要特徵是具有瞬時涼爽和吸汗快乾的舒適性。其功能性主要體現在：(1)導熱性好，能迅速將身體的熱量散出，使穿著者有清涼的感覺;(2)導溼性好，產生的汗液能快速發散、汽化，與面板相接觸的布料保持乾爽，給人舒適的感覺。然而，國內的相關檢測手段主要用於表徵面料的導溼效能，對於導熱效能沒有具體的測試方法，檢測機構由於缺乏統一的檢測方法，無法對涼爽產品進行鑑別，嚴重影響了市場秩序。故對導熱效能的評價方法的研究較為迫切而需要。本文研究了3種不同的導熱效能測試方法，從中比較分析得出較優的評價方法。
1、試驗部分
1.1 儀器與材料
1.1.1 儀器
Memmert UFE550型烘箱;Memmert CTC256氣候測試箱;SFJJ-606PC織物保溫性測試儀; FA2004N電子天平;梅特勒差示掃描量熱儀。
1.1.2 樣品
不同涼爽纖維含量製品：45%滌綸/55%改性纖維，55%滌綸/45%改性纖維，65%滌綸/35%改性纖維，65%滌綸/35%改性纖維(六角PK面料)，65%滌綸/35%改性纖維(雙面羅紋 )，72%滌綸/28%改性纖維(六角PK面料)等，由美津濃(中國)體育用品有限公司提供。
1.2 試驗方法
1.2.1 散熱降溫值測試法
在控制相同溫溼度的情況下，研究試樣的溫度降低值的變化。設定人體模擬溫度，選擇3個溫度測試，分別為(36±0.5)℃、(38±0.5)℃、(40±0.5)℃，相對溼度均選擇(90±3)%。根據課題組前期試驗分析，由陳鳳梅測試研究的《散熱功能性織物測試方法的研究》[4]中得出了溫度(38±0.5)℃、相對溼度選擇(90±3)%為最適宜的試驗環境條件。再把試樣放進恆溫恆溼試驗箱內進行測試，恆溫恆溼試驗箱內配備的感測溫度器，箱內溫度為(38±0.5)℃，相對溼度選擇(90±3)%，風速為0.2m/s～0.6m/s，試樣溫度測試感測器的精度為±(0.2%×|示值|+0.15)℃。恆溫恆溼試驗箱放置在溫度為(20±2)℃、相對溼度為(65±4)%的恆溫恆溼室內進行測試。確定了這些試驗條件後進行測試，來研究最佳試驗時間，分別選擇了3個測試時間，為10min、20min、30min。
1.2.2 散熱熱導率測試法
研究試樣散熱關係比。根據織物的厚度與試樣的熱阻之間的關係，測試試樣的熱阻值，求得散熱關係。將試樣放在試驗標準大氣規定的溫度和相對溼度條件下調溼24h，溫度為(20±2)℃、溼度為(65±2)%。試驗檯要配置一套加熱器，由3塊不同形狀的加熱板組成，包括試驗板、底板和保護板。加熱板的溫度調節範圍為20℃～50℃，溫度控制精度為±0.1℃，試驗板的尺寸為250mm×250mm。加熱板的溫度通過試樣的熱阻值得出，熱阻值由3塊試樣測試再取平均值，根據熱導率的計算公式k=10-3×d/Rct，來分析比較涼爽纖維製品與普通纖維製品散熱效能的區別。
1.2.3 差示掃描量熱法
探索在常態條件下，通過試樣的比熱容來體現織物的散熱能力。選擇相應的測試儀器：梅特勒差示掃描量熱儀;測試方法：多頻溫度調製技術(TOPEM法);測量範圍：0～50℃，升溫速率：1℃/min;測試過程：原料烘乾流程：烘乾溫度和時間為100℃，4h。然後進行差示掃描量熱法試驗。
2、試驗結果與討論
2.1 散熱降溫值測試法
從表1結果發現，含涼爽纖維的面料平均降溫值為負值，普通面料的結果為正值，經過測試涼爽纖維製品在模擬人體運動出汗的.條件中，溫度為(38±0.5)℃、溼度為(90±3)%的環境下，涼爽纖維能使面料溫度降低，具有降溫功能。當測試進行10min時，1～6號含涼爽纖維的試樣降溫值在-0.54℃～-1.30℃範圍內，降溫幅度隨涼爽纖維含量的增加而增加，當試驗分別進行至20min、30min時，試樣平均降溫變化已與10min時相近，趨於穩定。因此前10min是試樣吸溼散熱的集中體現階段，體現了10min內平均降溫值的變化，可以反映面料的散熱效能。而相同成分的3～5號試樣，克重越低，降溫越明顯，說明克重對降溫值有影響。其中克重相近的4～5號試樣，織物織造結構的不同對降溫的程度也有影響。
2.2 散熱熱導率測試法
試驗採用普通纖維製品與涼爽纖維製品同時進行熱導率的測試，分析比較其散熱效能的區別。熱導率又稱導熱係數，反映的是物質的熱傳導能力，k值越大，對導熱有利，散熱越快。根據熱導率的計算公式 k=10-3×d/Rct，驗證其散熱關係。
從表2發現涼爽纖維製品的熱導率均略高於普通纖維製品，涼爽纖維製品試樣1～2號、5～6號分別與相近厚度的普通纖維製品試樣12～13號、14號相比，涼爽纖維製品的熱阻值均小於普通纖維製品， 熱導率均大於普通纖維製品，從而證明涼爽纖維製品散熱性快於普通纖維製品。同時隨著涼爽纖維製品厚度的降低，即織物越輕薄，熱阻越低，熱導率越大，說明織物散熱效能越好。但是本測試方法的不足之處是織物的熱導率本身就很小，變化幅度不明顯，當涼爽纖維含量較低時無法進行明顯的區分。
2.3 差示掃描量熱法
比熱容是反映溫度變化1℃所吸收或放出的熱量，比熱容越小散熱越快。
從表3發現1～6號涼爽纖維製品試樣比熱容在1.07℃時為0.92J/g・℃～1.44J/g・℃，在48.90℃時為1.18J/g・℃～1.62 J/g・℃，涼爽纖維含量越高，比熱容越低。7～10號普通纖維試樣比熱容在1.07℃時為1.80J/g・℃～2.31 J/g・℃，在48.90℃時為2.01J/g・℃～2.53 J/g・℃。試驗證明涼爽纖維製品的比熱容均小於普通纖維製品，其散熱的速度快於普通纖維。
2.4 評價方法比較
涼爽纖維及其製品導熱效能評價方法比較：
散熱降溫值測試法：該試驗能明確體現出涼爽纖維面料與普通面料的差異性，加入散熱功能的改性纖維可使織物具有降溫效能，纖維成分及克重對面料的散熱效果有影響，該評價方法能直觀地體現其散熱效能的強弱。
散熱熱導率測試法：該試驗只能證明涼爽纖維製品散熱性快於普通纖維製品。但是資料變化小，差異性不大，無法明顯地進行區分。
差示掃描量熱法：該試驗體現了涼爽纖維製品散熱速度較普通纖維製品快，但是紡織材料吸溼後，其比熱容也相應增大[5]，故環境的溼度對涼爽製品影響較大。
3種方法比較下來是散熱降溫值測試法為相對最優。
3、結語
研究涼爽纖維及其製品的導熱性評價方法，對於評價紡織品散熱效能的效果，統一檢驗依據和手段，促進和指導生產，為滿足市場需求是非常必要的[6]。本文對涼爽纖維及其製品的導熱性評價方法進行研究，根據3種不同的評價方法進行分析比較，試驗得出導熱性的散熱降溫值測試法比另兩種評價方法更客觀、科學。該評價方法也可以填補現有涼爽纖維及其製品導熱效能測試的空白，規範功能性服裝的市場，為維護消費者權益提供有效申訴依據。
參考文獻：
[1]孫玉釵.織物接觸冷感與影響因素分析[J].棉紡織技術，2009，37(10)：594-597.
[2]翟涵，徐小麗，王其，等. 吸溼排汗纖維及其作用原理研究[J].上海紡織科技，2004， (2) ： 6-7.
[3]周禮標，龍海如，陳茂勝. 吸溼散熱針織面料的開發及效能的研究[J].針織工業，2012，(8)：19-22.
[4]陳鳳梅.散熱功能性織物測試方法的研究[J] .中國纖檢，2012，(3)：135-137.
[5]姚穆，周錦芳，黃淑珍，等. 紡織材料學[M]第2 版.北京：中國紡織出版社，1997：437.
[6]郭朝紅，李黎. 紡織品吸溼排汗效能測試方法的研究[J].檢驗檢疫科學，2005，(4)： 15-17.