相變材料調溫功能紡織品檢測方法

專利名稱：相變材料調溫功能紡織品檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種智能紡織品的檢測方法，具體涉及相變材料調溫功能紡織品的檢測方法。
背景技術：
目前，相變材料調溫紡織品是將相變材料(Phase Change Material，簡稱PCM)與纖維和紡織品制造技術結合而成的一種高科技產品，具有自動吸收、存儲、分配和放出熱量的功能，在外部環境溫度劇烈變化時，營造舒適的衣內微氣候。相變材料是一種新型的儲能材料，具有在一定溫度范圍內改變其物理狀態的能力，在相變過程中，它以潛熱形式從周圍環境吸收或向周圍環境釋放大量熱量。目前，相變材料調溫紡織品調溫功能的檢測方法還沒有相關的國家和國際標準，比較通用的方法是差示掃描量熱法(DSC)和調制式掃描量熱法(MDSC)，然而采用這兩種方法檢測，其測試儀器價格昂貴，檢測成本高，一般試驗室不具有該測試條件。

發明內容
為解決現有技術存在的上述問題，本發明提供一種相變材料調溫功能紡織品檢測方法，簡便易行、快速有效，檢測成本低，可在多數紡織試驗室應用。為達到上述技術目的，本發明采用以下技術方案予以實現相變材料調溫功能紡織品的檢測方法，包括如下步驟1)試樣制備取調溫功能紡織品織物組織結構較大面積的部位，制備2 4個測試樣，測試樣應均勻排布，各測試樣不在織物的相同縱向和橫向位置上，每個測試樣前后對折再左右對折，形成四層；按照同樣方法，從相應非調溫性能樣品織物上，制備I個對比樣；
2)調溫功能檢測，按如下步驟進行
①將測試樣放入烘箱內烘燥，設定烘燥時間為2h，烘燥溫度為105±2°C；
②烘燥完畢，將測試樣迅速放入密封的干燥器中冷卻lh，然后將測試樣從干燥器取出，置于恒溫恒濕室平衡24h ；
③2 4個測試樣和I個對比樣的層狀結構內分別插入溫度傳感器,并將整個測試樣用保鮮膜封閉，放置于恒溫恒濕室，恒溫恒濕室內放置有恒溫恒濕試驗箱和溫度記錄儀；
④啟動恒溫恒濕試驗箱和溫度記錄儀，設定恒溫恒濕試驗箱的溫度為40 50°C，相對濕度為65±2%，待箱內環境穩定，并且測試樣和對比樣溫度穩定為15 20°C時，在5s內將測試樣和對比樣從15 20°C的恒溫恒濕室轉移至40 50°C的恒溫恒濕試驗箱內，同時各溫度傳感器開始記錄溫度；
⑤待測試樣和對比樣溫度穩定至40 50°C，在5s內將測試樣和對比樣從40 50°C的恒溫恒濕試驗箱轉移至恒溫恒濕室，各溫度傳感器繼續記錄溫度變化，待測試樣和對比樣溫度都穩定至15 20°C，停止記錄，形成升溫降溫過程測試樣與對比樣的溫度-時間變化曲線；3)數據分析及衡量指標
①步驟2)④中所述的升溫階段，按如下公式計算
八 Tsi-Tsi_Ts&........................................ (I)
ATfflaxs=MAX(ATsi) ....................................... (2)
式(I)、式(2)中
Tsi-第i秒時對比樣的溫度，V ；
Tsi7i-第i秒時相變材料調溫測試樣的溫度，V ；
Δ Tsi-第i秒時的溫度調控值，V ；
Λ Tmaxs-升溫過程中，最大溫度調控值，°C;
②步驟2)⑤中所述的降溫階段，按如下公式計算
Δ T77=Tjw-Tj7....................................... (3)
Λ Tmaxj=MAX(ATyi) ....................................... (4)
式(3)、式(4)中
Tjl-第i秒時對比樣的溫度，V ；
Tjw-第i秒時相變材料調溫測試樣的溫度，V ；
Δ Tj廠-第i秒時的溫度調控值，V ；
Δ Tfflax,-降溫過程中，最大溫度調控值，V ；
Δ Tma^ =MIN( Δ Tmaxs; Δ Tmav.) ....................................... (5)
根據檢測結果，計算2 4個測試樣的Λ Tmax,的平均值Λ Tfflax作為結果，修約到一位小數；若所得Λ Tmax滿足I. O0OA Tmax彡O. 5°C，則測試樣調溫功能一般；若I. 5 0C >Δ Tfflax彡I. (TC，則測試樣調溫功能較好；若厶Tfflax彡I. 5°C，則測試樣調溫功能優良。在本發明的技術方案中，還包括如下特征將對折后的測試樣和對比樣分別沿三邊縫合形成一袋狀插入口，縫合線應與織物的長度或寬度方向平行，針跡密度為4 6針/cm,各溫度傳感器插入對應樣品袋狀插入口內。在本發明的技術方案中，還包括如下特征各溫度傳感器分別位于對折后的測試樣和對比樣的第二層與第三層面料之間。在本發明的技術方案中，還包括如下特征測試樣和對比樣置于恒溫恒濕試驗箱的中央位置。與現有技術相比，采用本發明相變材料調溫功能紡織品檢測方法，只需具備一間恒溫恒濕實驗室、一臺恒溫恒濕試驗箱及溫度傳感器，檢測便能實施，簡便易行、快速有效，檢測成本低，可在多數紡織試驗室應用，用最大溫度調控值這一指標判定測試結果，方法簡便直觀易懂。


圖I為本發明實施例中測試樣對折示意 圖2為本發明實施例中測試樣縫制示意 圖3為本發明實施例一中由20°C升溫至35°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系 圖4為本發明實施例一中由40°C降溫至25°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系 圖5為本發明實施例一中由20°C升溫至35°C階段測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系 圖6為本發明實施例一中由40°C降溫至25°C階段測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系 圖7為本發明實施例二中由20°C升溫至35°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系圖； 圖8為本發明實施例二中由40°C降溫至25°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系 圖9為本發明實施例二中由20°C升溫至35°C階段測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系 圖10為本發明實施例二中由40°C降溫至25°C階段測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系圖。圖中，曲線A為環境溫度-時間變化曲線，曲線B為對比樣溫度-時間變化曲線，曲線C為測試樣溫度-時間變化曲線。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一
本實施例調溫功能紡織品的檢測方法，包括如下步驟
I)試樣制備
取調溫功能紡織品織物組織結構較大面積的部位，制備2個測試樣，測試樣尺寸為20cmX 20cm,測試樣應均勻排布,各測試樣不在織物的相同縱向和橫向位置上，每個測試樣前后對折再左右對折，形成四層；按照同樣方法，從相應非調溫性能樣品織物上，制備I個對比樣。為統一標準，方便固定下述檢測步驟中溫度傳感器的探頭位置，防止樣品放入恒溫恒濕箱后被吹起，保證探頭部分的面料狀態一致，將測試樣和對比樣分別沿其三邊縫合使縫合線所包圍的層狀區域形成一個袋狀插入口，縫合線應與織物的長度或寬度方向相平行，采用滌綸縫紉線平縫，針跡密度為4 6針/cm。測試樣對折方法如圖I所示，圖中虛線為對折線，縫制方法如圖2所示，圖中虛線為縫制線。本實施例中測試樣含粘膠74%、尼龍22%、氨綸4%，217g/m2，藍色織物，其中粘膠中含有相變材料微膠囊；對比樣含棉62. 5%、粘膠27. 5%、氨綸10%，204g/m2，淺粉色織物，各類纖維均不含有相變材料微膠囊。2)調溫功能檢測，包括如下步驟
①將測試樣放入烘箱內烘燥，烘燥時間為2h，烘燥溫度為105±2°C；
②烘燥完畢，將測試樣迅速放入密封的干燥器中冷卻lh，然后將測試樣從干燥器取出，置于恒溫恒濕室平衡24h ；③2個測試樣和I個對比樣上縫制的袋狀插入口內均插入溫度傳感器，且溫度傳感器置于第二層面料和第三層面料之間以一定程度上便于緩沖溫度的變化，并將整個測試樣用保鮮膜封閉，放置于恒溫恒濕室，恒溫恒濕室內放置有恒溫恒濕試驗箱和溫度記錄儀；
④啟動恒溫恒濕試驗箱和溫度記錄儀，設定恒溫恒濕試驗箱的溫度為40°C，相對濕度為65 ±2%,待箱內環境穩定,并且測試樣溫度穩定為20°C時,在5s內將測試樣從20°C的恒溫恒濕室轉移至40°C的恒溫恒濕試驗箱內，同時各溫度傳感器開始記錄溫度；
⑤待測試樣溫度穩定至40°C，在5s內將測試樣從40°C的恒溫恒濕試驗箱轉移至恒溫恒濕室，各溫度傳感器繼續記錄溫度變化，待測試樣溫度都穩定至20°C，停止記錄，溫度傳感器外連設備輸出升溫降溫過程測試樣與對比樣的溫度-時間變化曲線。本實施例中恒溫恒濕室符合GB/T6529的規定，烘箱符合GB/T9995的規定，恒溫恒濕試驗箱I臺，放置在恒溫恒濕室中，箱內溫度可調范圍應包含0°C 50°C，相對濕度可設置為65±2%，穩定的循環氣流O. 3 O. 5m/s ;溫度傳感器的精度為O. 1°C，分辨率為O. 01，自動記錄每秒溫度，并能通過外連設備輸出溫度-時間曲線圖；保鮮膜選用聚乙烯自粘保鮮膜，符合GB10457-2009的規定。 由于整個測試過程，測試樣、對比樣及環境的溫度-時間變化曲線較長，圖幅較大，在以下各實施例中分開形成升溫過程和降溫過程的溫度-時間關系圖。本實施例中升溫過程取由20°C升溫至35°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系圖，以及測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系圖，如圖3和圖5所示；降溫過程取由40°C降溫至25°C階段測試樣I、對比樣及環境溫度-時間關系圖，以及測試樣II、對比樣及環境溫度-時間關系圖，如圖4和圖6所示。從兩個測試樣升溫及降溫過程曲線可以看出，相對于對比樣，隨著外環境溫度的變化，測試樣更能起到調控溫度的作用升溫過程，測試樣的溫度一直低于對比樣的溫度，測試樣的溫度升至環境溫度的時間比對比樣較長；降溫過程，測試樣的溫度降低緩慢，一直高于對比樣，測試樣的溫度降至環境溫度的時間比對比樣較長。3)數據分析及衡量指標
①步驟2)④中所述的升溫階段，按如下公式計算
八 Tsi-Tsi_Ts&........................................ (I)
ATfflaxs=MAX(ATsi) ....................................... (2)
式(I)、式(2)中
Tsi-第i秒時對比樣的溫度，V ；
Tsi7i-第i秒時相變材料調溫測試樣I的溫度，V ；
Δ Tsi-第i秒時的溫度調控值，V ；
Λ Tmaxs-升溫過程中，最大溫度調控值，°C;
在圖 3 中讀取 T_=28°C，Ts_=26. 7°C，則Λ Ts-=L 3°C UL 7°C, T備=30. 4°C,則 Λ Tsl4g=I. 3 °C ;取 Τ·=33· 7 V, Ts_=32. 9 V’ 則 Λ Τ·=0· 8 °C ;取 Τ_=35· I V,TS_=34.8°CJJAT_=0.3°C ；
則Λ Tmaxs=MAX(l. 3°C ；1. 3°C ；0. 8°C ；0. 3°C )=1. 3V。②步驟2)⑤中所述的降溫階段，按如下公式計算
Δ T77=Tjw-Tj7....................................... (3)
權利要求
1.一種相變材料調溫功能紡織品的檢測方法，其特征在于包括如下步驟1)試樣制備取調溫功能紡織品織物組織結構較大面積的部位，制備2 4個測試樣，測試樣應均勻排布，各測試樣不在織物的相同縱向和橫向位置上，每個測試樣前后對折再左右對折，形成四層；按照同樣方法，從相應非調溫性能樣品織物上，制備I個對比樣； 2)調溫功能檢測，按如下步驟進行 ①將測試樣放入烘箱內烘燥，設定烘燥時間為2h，烘燥溫度為105±2°C； ②烘燥完畢，將測試樣迅速放入密封的干燥器中冷卻lh，然后將測試樣從干燥器取出，置于恒溫恒濕室平衡24h ； ③2 4個測試樣和I個對比樣的層狀結構內分別插入溫度傳感器,并將整個測試樣用保鮮膜封閉，放置于恒溫恒濕室； ④啟動放置于恒溫恒濕室內的恒溫恒濕試驗箱和溫度記錄儀，設定恒溫恒濕試驗箱的溫度為40 50°C，相對濕度為65±2%，待箱內環境穩定，并且測試樣和對比樣溫度穩定為15 20°C時，在5s內將測試樣和對比樣從15 20°C的恒溫恒濕室轉移至40 50°C的恒溫恒濕試驗箱內，同時各溫度傳感器開始記錄溫度； ⑤待測試樣和對比樣溫度穩定至40 50°C，在5s內將測試樣和對比樣從40 50°C的恒溫恒濕試驗箱轉移至恒溫恒濕室，各溫度傳感器繼續記錄溫度變化，待測試樣和對比樣溫度都穩定至15 20°C，停止記錄，形成升溫降溫過程測試樣與對比樣的溫度-時間變化曲線； 3)數據分析及衡量指標 ①步驟2)④中所述的升溫階段，按如下公式計算 八 Tsi-Tsi_Ts&........................................ (I) ATfflaxs=MAX(ATsi) ....................................... (2) 式(I)、式(2)中 Tsi-第i秒時對比樣的溫度，V ； Tsi7i-第i秒時相變材料調溫測試樣的溫度，V ； Δ Tsi-第i秒時的溫度調控值，V ； Λ Tmaxs-升溫過程中，最大溫度調控值，°C; ②步驟2)⑤中所述的降溫階段，按如下公式計算 Δ T77=Tjw-Tj7....................................... (3) Λ Tmaxj=MAX(ATyi) ....................................... (4) 式(3)、式(4)中 Tjl-第i秒時對比樣的溫度，V ； Tjvj-第i秒時相變材料調溫測試樣的溫度，V ； Δ Tj廠-第i秒時的溫度調控值，V ； Δ Tfflax,-降溫過程中，最大溫度調控值，V ； Δ Tma^ =MIN( Δ Tmaxs; Δ Tmav.) ....................................... (5) 根據檢測結果，計算2 4個測試樣的最大溫度調控值Λ Tmax,的平均值Λ Tfflax作為結果，并修約到一位小數；若厶Tmax滿足I. O0OA Tmax彡O. 5°C，則測試樣調溫功能一般；若I.5°ΟΔ Tfflax彡I. (TC，則測試樣調溫功能較好；若厶Tfflax彡I. 5°C，則測試樣調溫功能優良。
2.根據權利要求I所述的相變材料調溫功能紡織品的檢測方法，其特征在于將對折后的測試樣和對比樣分別沿三邊縫合使縫合線圍成的層狀結構形成一袋狀插入口，縫合線與織物的長度或寬度方向平行，針跡密度為4 6針/cm，各溫度傳感器位于袋狀插入口內。
3.根據權利要求2所述的相變材料調溫功能紡織品的檢測方法，其特征在于各溫度傳感器分別位于對折后的測試樣和對比樣的第二層與第三層面料之間。
4.根據權利要求I所述的相變材料調溫功能紡織品的檢測方法，其特征在于測試樣和對比樣置于恒溫恒濕試驗箱的中央位置。
全文摘要
本發明提供一種相變材料調溫功能紡織品檢測方法，可以解決現有檢測方法測試儀器價格昂貴，檢測成本高，不適宜試驗室使用的問題。其步驟包括試樣制備、調溫功能檢測和數據分析，計算2～4個測試樣最大溫度調控值的平均值△Tmax作為結果，修約到一位小數；若△Tmax滿足1.0℃＞△Tmax≥0.5℃，則測試樣調溫功能一般；若1.5℃＞△Tmax≥1.0℃，則測試樣調溫功能較好；若△Tmax≥1.5℃，則測試樣調溫功能優良。本發明檢測方法簡便易行、快速有效，檢測成本低，可在多數紡織試驗室應用，用最大溫度調控值這一指標判定測試結果，方法簡便直觀易懂。
文檔編號G01N25/20GK102967626SQ201210492660
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者姜露, 吳大偉, 趙珊珊 申請人:聯潤翔(青島)紡織科技有限公司