织物热湿舒适性测试-液态水份管理测试仪(MMT)

织物热湿舒适性测试-液态水份管理测试仪（MMT）

一、织物动态热湿舒适性的研究意义

当外界气温较高或人体进行剧烈活动时，包裹在人体表面的服装会被大量的汗液润湿。近几年来，随着功能性纺织品开发研究的深入，关于人在此种状态下面料热湿舒适性的研究引起越来越多研究者的关注。人体的产热和散热的平衡是生命延续的必要条件，产热取决于体内的生理变化过程，散热则是通过对流、传导、辐射和蒸发四种途径进行的。散热的快慢与周围环境条件和服装面料的性能与状态等因素有关，尤其是在服装润湿后，服装热阻发生变化，人体产热和散热平衡被打破，因此评价润湿后织物的保暖性能可以知道在显汗时通过织物的散热量，对人体在显汗状态的着装具有指导意义。

人体出汗机理

人体出汗可分为隐性出汗和显性出汗。当气温较低，即在20℃以下时，人处于静止状态，通过呼吸、皮肤孔隙扩散，每小时都从体内排出汗液，散发热量，这种出汗人感觉不出来，故称无感出汗，称作隐性出汗。当气温升到25℃到30℃以上时，人体通过辐射、对流，不显汗每小时大约散发174～348千卡的热量，但仍低于体内产生并需要热量，这时人体就要通过遍布全身的汗腺排出汗液以蒸发的形式散热。这种汗呈液体状态，使人处于较舒适的状态，从而保持充沛精力和健康体魄的重要机能。一个人一天一夜所发生的不显性出汗约为500～700毫升，而剧烈运动或在高温环境中工作的人，例如当气温为25～35℃时，进行4小时长跑训练，出汗量平均为4.51±0.3L；在气温37.7℃，相对湿度为80～100%时，进行70分钟的足球训练，排汗量可高达6.4L。上述这些情况都是显性出汗。

虽然说大量出汗的主要原因是外界气温、热辐射强度、气温、湿度及单位时间的运动量，但是人体的着装情况也不能忽略，合适的着装能使人体在大量出汗下保持舒适的感觉，作为专业运动的着装甚至能提高运动员的竞技水平和比赛成绩。实际上，在高热湿的显汗状态下，随着人体新陈代谢水平的提高，湿传递的形式已经不单是气态水而主要以液态水的方式传递。此时人体的不舒适感会变得尤其严重。

从国内外研究状况来看，虽然在服装热湿舒适性领域研究已经具有一定的规模，测试也已经细化到热湿舒适性的方方面面，但在润湿织物的热湿舒适性研究理论并不完善，目前提出的绝大部分评价热湿舒适性的指标和与之有关的测试仪器都是建立在织物是干燥状态的，鲜见润湿织物热湿舒适性能的报道。而人在剧烈运动时，体温会上升，藉由排汗功能使体温恢复正常。汗液以液态水的形态遍及皮肤表面，甚至流淌，服装通常被润湿，有时候甚至是被浸湿的。有报道，人体在剧烈运动之后，水汽聚集导致衣物重量增加达10%，排汗所形成的湿气，必须藉由织物渗透吸收再排至体外。如果无法排出体热，湿气在人体与服装之间来回冲撞，将造成不舒服的感觉，人体排汗的功能，是正常的行为反应，所以舒适性与否与织物有较大的关系，因此在设计开发运动服或特种服装之前，对润湿状态下织物的热湿舒适性能进行测试和评价显得尤其重要。

二、织物保暖性能的影响因素

导热系数K是用来表征物质导热能力的参数，为物质的基本物理性质之一，其值越小，物质的导热性

能越差，热绝缘性就越好。各种纺织材料的导热系统见下表。

表1 纺织材料的导热系数（室温20℃测量）

材料K（W/m·℃）材料K（W/m·℃）

棉0.071～0.073 涤纶0.084

羊毛0.052～0.055 腈纶0.051

蚕丝0.050～0.055 丙纶0.221～0.302

黏胶纤维0.055～0.071 氨纶0.042

醋酯纤维0.050 空气0.026

锦纶0.244～0.337 水0.697

由表1可以看出，静止空气的导热系数最小，是最好的热绝缘体。通常情况下，我们所没得的纺织材料的导热系数，实际上纤维、空气和水分的混合体的导热系数，且织物的孔隙率一般在70%～80%，因此纺织材料的保暖性很大程度上取决于纤维层中夹持的空气的状态和数量。在空气不流动的前提下，纤维层中保持的空气越多，纤维层的保暖性越好。所以织物松软、厚度大、含有的空气多，保暖性就好，拉毛起绒织物比一般织物保暖性好，也是因为绒毛之间保持了一定厚度的空气层。但是织物内的空气一旦发生流动，织物的保暖隔热性就大大下降。

水的导热系数是比较大的，大约是一般纺织材料的10倍左右，近似是空气的30倍。因此，水对织物保暖性的影响很大，一般来说织物在润湿之后，织物的导热系数将增大，保暖性将下降。

三、常用织物热湿传递测试方法

目前，常用的织物热传递测试方法的仪器主要有平板式保湿仪和织物精密热物性测试仪；常用的湿传递测试方法的仪器是透湿杯；服装热湿传递测试的仪器是出汗暖人假人。

1.平板式保湿仪采用的是将织物放在恒定温度的热板上，考虑维持热板恒温所需要的热量，即恒定温差散

热法，该仪器适用于测定各种织物的保湿性能。国内已设立的测试标准是GB 11048-89等。通过将试样覆盖于试验板上，试验板及底板和周围的保护板均以电热控制相同的温度，并以通断电的方式保持恒温，使试验板的热量只能通过试样的方向散发，测定试验板在一定时间内保持恒温所需要的加热时间，计算试样的保暖率β、导热系数K和克罗值CLO。

2.织物精密热物性测试仪在热测试方面迅速而又精密，广泛用于织物的热传递性能测试。通过加热板将热

量传递给织物并扩散到环境，测得供给加热板消耗的电能，计算织物的热传导率K、热阻R d和保暖率β。

3.透湿杯测试方法是织物透湿性测试的主要方法，有着广泛的应用。国内外已设立了许多测试标准，如：

ASTM E96-00、ISO 2528、JIS L1099-1985、GB/T 12704-91等。透湿杯测试织物的透湿性，是将织物在一定温度下，置于湿度梯度中，测试单位时间内透过单位面积织物的水气量。透湿杯法又可分为吸湿法和蒸发法，吸湿法模拟绝对干燥物体受潮的程度：蒸发法模拟汗液蒸气透过织物的速度。

4.出汗暖体假人是进行服装隔热值试验研究的理想测试设备。它的本体形态、区段划分、关节活动、代谢

产热、体表温度分布、皮肤辐射系数等均符合人体解剖生理特点，可模拟人体表面温度分布，进行与人体有关的热学研究。利用暖体假人进行服装热湿舒适性测试的指标为湿阻R e，、透湿量和热阻R d。