热量沿试样边缘扩散对羽绒制品热阻值的影响分析

52纺织衫准4质

f t2021年第2期□测试技术□

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王立新 韩绪玮 许璐

(中纺标检验认证股份有限公司，100025)

【摘要】为探讨热量沿试样边缘扩散对热阻值的影响，以羽绒制品为对象，按

照G B/T 11048—2018测试。该试验结果表明，采用高热阻材料包覆试样或热

护环宽度是试样厚度3倍以上时，热阻值降幅为2%,热量沿试样边缘扩散对

试验结果影响较小。试样宽度尺寸越窄，厚度越厚，热量沿试样边缘扩散对热

阻值的影响越明显，降幅超过40%。该试验表明，可用高热阻材料包裹试样四

周和在测试平台四周加装热护环两种方式阻止热量沿试样边缘扩散。

【关键词】热阻；试样；边缘扩散；热护环

【中国图书分类号】T S959. 16 【文献标识码】B

【文章编号】1003-0611(2021)02-0052-03

1引言

当前国内外测试纺织品热传递性能的方法有很多，其中的蒸发热板法主要用以评价平面状材料保温隔热性能，热阻值是衡量保温隔热性能的重要指标之一。羽绒制品中羽绒自身存在人量的复杂形态，羽绒之间存在细小缝隙，蕴含着人量的静止空气，从 而具有较高的保暖性。但其状态呈现离散状随机排列，也造成了传热通道的错综复杂，热传递可能存在方向差异性。被裁剪的试样因有较高的蓬松性，边缘 热量传递情况复杂，是影响热阻性能测试的一个重要因素。因此国内外测试普通织物的仪器和测试方法并不太适合测试絮状材料的热阻值，因为测试时高蓬松试样边缘散热明显。本文以一定厚度的羽绒制品为研宄对象，探讨热量沿试样边缘扩散对热阻值的影响，以及减少热量沿试样边缘扩散的措施。

2试验

2.1原理

当物体两面存在温度差时，热量从温度较高的一面向较低一面传递。对于纺织品，织物正反两面的

第一作者简介：工立新（1982_),男，®级T.ffi师，研宂方向：纺织品检测.

收稿日期：2021年2月22 口。温差与垂直通过试样的单位面积热流量之比称为热阻。根据热阻测试原理，热阻与测试平台发热量成反比。测试平台产生的热量应沿试样的垂直方向传递。当试样厚度较小时，热量沿水平传递的路径长度人于试样厚度，水平传递的热阻相对较火，并且边缘扩散面积较小，此时的热量沿水平传递对热阻的影响较小。当试样厚度较人时，试样边缘热量沿垂直方向距离、热量边缘的扩散面积较人，测试平台的部分热量将从试样侧面扩散，造成测试平台发热量增加，测 试热阻较真实值偏小（见图1)。

y样品

r h— _测试平台

图i热阻测试热量边缘扩散

2.2方案

采用高热阻泡沫多孔材料包裹试样四周，防止 热量扩散，测定试样的热阻值；测定去除隔热材料时试样的热阻。两种方法热阻差值表示该试样热量边缘扩散的火小。通过上述方法测定不同厚度试样的热量边缘扩散程度。不同热护环宽度的模拟方式为当试样部分覆盖热护环时（见图2),试样覆盖热护环的宽度为^热护环未被覆盖的部分产生的热量

2021年第2期纺织秘准W质最53

直接与空气交换，其间并未对试样侧面起到温度补偿作用，因此热护环有效宽度为心通过调节试样覆盖热护环尺寸，可以模拟不同热护环宽度的设备。

热量方向

热护环

测试平台图2具有热护环的热阻测试热量边缘扩散

2. 3标准

按照G B/T 11048 —2018《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定（蒸发热板法）》[1]测试，测试结果为试样的热阻值。

2.4材料与制备

采用90%白鸭绒、320T平纹胆布制备不同厚度、不同尺寸的羽绒填充试样。试样见表1:

表1试样尺寸 单位为cm 试样1#2#3#4#5#

试样厚度246810

试样尺寸€5044383226

2. 5仪器和参数

2.5.1试验仪器

SGHP-10. 5型热阻湿阻测试仪（美国西北公司）。

2. 5. 2试验参数

试验参数见表2:

表2试验设计参数 单位为cm 试样1#2#3#4#5#测试平台C26

有效热护环宽度a129630

3结果与分析

3.1试样的热阻

3.1.1 试验结果

对各试样进行热阻测试，并采用高热阻泡沫多孔材料包覆有效热护环最大宽度为12 c m试样的四 周，测试结果用“12+”表示。试样厚度与热护环宽度热阻值的测试结果见表3,试样厚度与热护环宽度相对应的热阻下降值和降幅见表4。

3.1.2分析与讨论

由表3可知，当热护环的宽度相同时，用同种材

表3厚度、热护环宽度热阻值单位为10_3m2 •K/W

试样厚度护环宽度 （cm)

(cm)12 +129630

2519514512509498481

4997987985974864739

61 3261 302 1 2851 2451 116872

8 1 7801 7301 7121 6441 4761 067

10 2 207 2 154 2 118 2 030 1 825 1 291

表4热阻下降值和降幅

试样厚度

(cm)

热阻下降值（10—3m2 •K/W)

护环宽度 （cm)

129630 257102138

4101123133258

6244181210454

85068137304713

105388177382915

试样厚度

(cm)

热阻降幅，％

护环宽度 （cm)

129630

20. 91. 31. 9 4. 07.2

41. 01. 1 2. 313. 425. 9

61.83. 16. 115. 934. 3

82.83.87. 717. 140. 0

102.4 4.08.017. 341. 5

料制成的羽绒制品的热阻随试样厚度的增加而增大，说明其保温性能好；同一厚度试样的热阻值随着热护环宽度的减少而下降，说明热护环宽度对热阻值的测定结果有较大影响；当热护环宽度相同且最大为12 c m时，与采用高热阻材料包裹四周的试样相比，测定的热阻值有所下降，说明高热阻材料包裹试样四周对热阻值也有一定的影响。热阻降幅较小，最大降幅仅为2.8%(见表4)。

由表4可知，当试样厚度为2 c m时，未加热护环的测试结果与热护环宽度为12 c m的测试结果相比，热阻值的降幅为7. 2%;热护环宽度为12 c m的 测试结果与热护环宽度为12+c m的测试结果相比，降幅仅为0.9%。当试样厚度为10 c m时，未加 热护环的测试结果与热护环宽度为12 c m的测试结 果相比，数值下降非常大，降幅为41. 5%;而热护环宽度为12 c m的测试结果与热护环宽度为12+cm 的测试结果相比，降幅仅为2.4%。因此，当试样厚度增加且热护环宽度不变时，热量沿试样边缘扩散的概率也会增加，热阻值的降幅逐渐增加；当试样厚 度不变且热护环宽度较小时，热量沿试样边缘扩

散