在秋冬季服装市场上,每年都会有不少新材料的保暖服装叫卖,各种虚假广告泛滥,因为多数国家对市售服装保暖性一直没有客观方便的测试评价标准。热阻是评价服装保暖性的一项重要指标,研究领域和特种职业服一直采用暖体假人或出汗假人测试服装热阻或保温性。但是,假人的尺码单一、操作复杂,价格昂贵,在民用服装领域一直没有得到很好的推广运用。东华大学和山东莱州电子仪器有限公司于2015年联合研制出LD-1型服装保温性能测试仪。仪器主体的三维形态是考虑服装三维空间结构和材料热阻测试条件的简化假体,与假人相比省去了四肢和头部,并且可以通过调节假体前后身间的距离来测试不同号型的服装。本论文的研究目的是进一步完善LD型服装保温性能测试仪,并研究建立市售服装保温性的标准测试方法,主要完成了如下二方面工作:(一)针对测试仪器的主要工作和结论:(1)详细分析了近十多年国内外新开发的暖体假人,发现假人体表分段控制温度的区域被划分得越来越小;并且多数暖体假人都能够模拟真人行走等肢体运动姿势和出汗。简言之假人的散热、散湿和运动性能越来越逼近真人,有利于精确评价整套服装的保温性和湿舒适性。但是,这些假人的结构、温控和出汗系统复杂,价格昂贵,并且尺码单一,每一假人只能测试一个型号的服装,测试单件服装时存在下摆、领口等处的边缘效应引起测试误差等问题。而LD-1服装保温与其相比,结构大幅度简化,并且可以通过扩胸改变假体的三围尺寸,能够测试的服装型号范围更广。(2)详细分析研究了国内外服装保温仪和热阻计算方法以及我们的实验数据,对仪器提出了三点改进意见:a.针对现有国标和国内外假人的热阻计算公式中都涉及服装面积,在测量服装面积时容易产生误差,本文提出了服装热阻的新定义,用体表面积代替传统热阻计算中的服装表面积,避开了现有热阻计算中服装面积带来的误差,并能直接反映人所感受到的服装保温性。b.考虑到热阻计算式中包含试样外围空气层温度,本文测量分析了假体外围空气层温度的分布规律,发现假体周围的空气温度呈现出从上到下递减的规律;同时,假体正面和背面的空气流动情况不同,导致假体背面与正面的空气温度不一定相同,并且考虑到假体背面测试板的面积大概是正面测试板的1.5倍,因此建议在背面测试板从上至下安装3个温度传感器,而正面测试板则从上至下安装2个温度传感器。假体周围空气温度则按测试板的面积加权计算。c.参照GB/1335标准关于男子服装三围等关键部位尺寸,分析了LD-1型上装保温仪可能测试的具体服装号型为:胸围96cm和100cm的Y体型服装,胸围96cm、100cm和104cm的A体型服装,胸围104cm的B体型服装,胸围为100cm的C体型服装。为进一步扩大该仪器的适用范围,建议在假体原有的平行扩胸方式的基础上,在下一代仪器中增加另外一种梯形扩胸方式,通过让假体的胸围和臀围非等量扩大,使仪器也能够增加测量胸围为96cm和100cm的B型号服装,以及胸围为96cm的C型号服装,扩大了仪器的使用范围。二、针对服装保温性测试方法的主要工作和结论:(1)纺织品热阻采用稳态传热过程的物理量计算,所以,测试时需要给仪器输入预估的非稳态传热时间。实验证明,稳态传热时间主要与测试环境温度和服装热阻这两个因素有关;环境温度越低,仪器的非稳态传热时间越长;服装热阻越大,仪器的非稳态传热时间也越长。对于热阻不大于1 clo的春秋用服装,建议非稳态传热时间设定为30 min;而对于热阻大于1 clo的服装,需要增加非稳态传热时间。对于可以估测出大致热阻R的服装试样,可以用公式A确定所需的测试环境温度T2(℃),再用公式B预测非稳态传热时间t(s)。(?)(A)(?)(B)最后将非稳态传热时间输入仪器开始测试。但是,无论何种试样,测试结束后都要检验其非稳态传热时间是否足够。(2)对于外套类服装,仪器裸体直接穿着服装测试的热阻值不能反映服装的真实保温性,应该使其与标准内衣组合穿着进行测试,即在接近使用状态下测试,测试后从组合服装的总热阻中减去标准内衣热阻可得外套类试样的热阻。通过让同一件外套搭配不同内衣进行组合服装测试,发现标准内衣的材质、厚薄等对外套类服装热阻的测试结果没有影响,但标准内衣尺码或合体性对外套类服装热阻的测试结果有一定影响。(3)环境温湿度是影响服装热阻因素之一。通过在不同的环境下进行空体热阻实验发现,环境温湿度对仪器的空体热阻没有影响,但是对服装的热阻测试值有明显影响,随着环境温度的升高,服装的热阻测量值都会增大。但是,由于本实验不能主动控制环境湿度,没有找到服装热阻与环境相对湿度的具体依赖关系。无论如何,仍然应该在接近使用环境温湿度下测量服装的保温性。