紡織品不同測試面對遠(yuǎn)紅外性能結(jié)果的影響

成 強(qiáng)

(1.中國紡織信息中心，北京 100742；2.中國紡織工業(yè)聯(lián)合會檢測中心，北京 100025)

近年來，具有遠(yuǎn)紅外功能的紡織品已經(jīng)走入人們的日常生活，遠(yuǎn)紅外產(chǎn)品不僅能夠滿足人們對紡織品保暖性的追求，而且減輕了日常穿衣厚重的拘束感，但需要注意是，具有遠(yuǎn)紅外功能的紡織品，不一定稱之為遠(yuǎn)紅外紡織品[1]。遠(yuǎn)紅外線是紅外線的一部分，通常是波長在4～1000 μm的電磁波[2]。遠(yuǎn)紅外具有光線的直進(jìn)性、屈折性、反射性和穿透性，它的輻射能力強(qiáng)，可對目標(biāo)直接加熱而不使空間的氣體或其他物體升溫；遠(yuǎn)紅外能被與其波長范圍一致的物體吸收產(chǎn)生分子共振，從而產(chǎn)生熱效應(yīng)；遠(yuǎn)紅外不僅能使物體產(chǎn)生熱量，還能滲透到人體皮膚下，通過遞質(zhì)傳導(dǎo)和血液循環(huán)使熱量深入到人體細(xì)胞和組織[3，4]。基于上述特點，紡織品的遠(yuǎn)紅外性能主要考核遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外輻射溫升值兩個指標(biāo)[5，6]?，F(xiàn)行的GB/T 30127—2013方法對遠(yuǎn)紅外性能做出評價：一般樣品的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率不低于0.88，且遠(yuǎn)紅外溫升值不低于1.4℃；疏松樣品的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率不低于0.83，且遠(yuǎn)紅外溫升值不低于1.7℃；紗線及纖維原料不予以評價[6]。此方法也是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的,但由于標(biāo)準(zhǔn)中并未明確指出樣品的測試面，因此本文主要針對試樣不同測試面的遠(yuǎn)紅外性能進(jìn)行探討。

1 試驗部分

1.1 試樣與儀器

試樣：針織面料、機(jī)織面料、植絨面料、銀色印花面料。儀器：EMS 302M遠(yuǎn)紅外發(fā)射率測試儀(和德科儀企業(yè)有限公司)，遠(yuǎn)紅外輻射溫升測試裝置(中國紡織信息中心)。

1.2 測試原理

遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的測定，是將標(biāo)準(zhǔn)黑體板與試樣先后置于熱板上，依次調(diào)節(jié)熱板表面溫度使之達(dá)到規(guī)定溫度(34℃)，然后用光譜響應(yīng)范圍覆蓋5～14 μm波段的遠(yuǎn)紅外測量系統(tǒng)，分別測定標(biāo)準(zhǔn)黑體板和試樣覆蓋在熱板上達(dá)到穩(wěn)定后的輻射強(qiáng)度，通過計算試樣與標(biāo)準(zhǔn)黑體板的輻射強(qiáng)度之比，從而求出試樣的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率[6]。

遠(yuǎn)紅外溫升的測定：遠(yuǎn)紅外輻射源以恒定輻照強(qiáng)度輻照試樣一定時間后，測定試樣測試面表面的溫度升高值[6]。

1.3 測試步驟

測試環(huán)境需要滿足GB/T 6529中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣溫濕度[5]：20±2℃，65±5%。

遠(yuǎn)紅外輻照溫升測試流程：將調(diào)試后的試樣朝向遠(yuǎn)紅外輻射源，記錄試樣表面初始溫度T0，試樣輻照30 s時的表面溫度T，計算試樣溫升值ΔT=T-T0。

2 結(jié)果與討論

2.1 針織和機(jī)織面料測試面的影響

針織和機(jī)織面料不同測試面遠(yuǎn)紅外性能的測試結(jié)果見圖1。

圖1 平紋面料測試面的選擇對遠(yuǎn)紅外性能的影響

由圖1可知，針織面料正面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.91、遠(yuǎn)紅外溫升值為1.5℃，反面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.91、遠(yuǎn)紅外溫升值為1.5℃；機(jī)織面料正面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.90、遠(yuǎn)紅外溫升值為1.4℃，反面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.91、遠(yuǎn)紅外溫升值為1.4℃。由于織物結(jié)構(gòu)簡單，其測試面的選擇其對遠(yuǎn)紅外性能沒有明顯影響。

2.2 植絨面料不同測試面對遠(yuǎn)紅外結(jié)果的影響

植絨面料不同測試面遠(yuǎn)紅外性能的測試結(jié)果見表1。

表1 植絨面料遠(yuǎn)紅外測試結(jié)果

由表1可知，植絨面料植絨面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.85，基布面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.91，植絨面的發(fā)射率測定是對基布面進(jìn)行加熱，通過熱量的傳導(dǎo)，使植絨面發(fā)射出5～14 μm的遠(yuǎn)紅外射線，遠(yuǎn)紅外發(fā)射率測試儀接收到植絨面的遠(yuǎn)紅外射線后，計算出遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。植絨面自身的多簇狀絨毛對遠(yuǎn)紅外線的發(fā)射有一定散射作用，使得儀器接收到的遠(yuǎn)紅外線法向發(fā)射強(qiáng)度降低；植絨面料植絨面的遠(yuǎn)紅外溫升值1.8℃，基布面的遠(yuǎn)紅外溫升值為1.4℃。植絨面的疏松結(jié)構(gòu)有一定的蓄熱作用,能夠有效保持熱量不散失，而植絨面料的基布面為平紋結(jié)構(gòu)，使得植絨面料的植絨面遠(yuǎn)紅外溫升值優(yōu)于基布面。

2.3 印花面料不同測試面對遠(yuǎn)紅外結(jié)果的影響

印花面料不同測試面遠(yuǎn)紅外性能的測試結(jié)果見表2。

表2 銀色印花面料不同測試面對遠(yuǎn)紅外測試結(jié)果的影響

由表2可知，銀色印花面料的不同測試面對遠(yuǎn)紅外性能測試結(jié)果具有顯著影響。由于銀色印花面面料的正反面色差較大，對遠(yuǎn)紅外波長的吸收差異明顯，銀色印花面的遠(yuǎn)紅外溫升值僅為1.2℃，銀色印花面料的基布面遠(yuǎn)紅外溫升值為1.6℃；其印花面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.77，基布面遠(yuǎn)紅外發(fā)射率為0.91。

為對試驗結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步探究，對其遠(yuǎn)紅外發(fā)射率進(jìn)行了長達(dá)60 min的數(shù)據(jù)監(jiān)測，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，銀色印花面料基布面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率分布在0.906～0.9125之間，印花面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率分布在0.761～0.769之間，不同測試面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率明顯不同。紅外輻射屬熱輻射，是因物質(zhì)具有溫度而傳遞的輻射能，它可以在真空、氣體或其它能夠透射輻射的介質(zhì)中傳播，具有“波粒二象性”。出現(xiàn)這種情況的原因可能是印花面料在加熱時，其表面的印花顆粒直徑與遠(yuǎn)紅外波長相近，將遠(yuǎn)紅外線衍射到儀器的黑筒壁上，使遠(yuǎn)紅外發(fā)射率黑體筒接收法向發(fā)射的遠(yuǎn)紅外線數(shù)量減少，從而導(dǎo)致印花面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的數(shù)值減小。

圖2 銀色印花面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率結(jié)果

3 結(jié)語

通過對不同面料測試面的遠(yuǎn)紅外測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，討論了測試面對紡織品遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外溫升值的影響。平紋結(jié)構(gòu)織物不同測試面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率與遠(yuǎn)紅外溫升值的測試結(jié)果無明顯差異。植絨面料植絨面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率要低于基布面，但是植絨表面的結(jié)構(gòu)疏松，其遠(yuǎn)紅外溫升值較高，表現(xiàn)出良好的蓄熱性能。由于印花面料的銀色表面具有一定的光反射性能，使得印花表面的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外溫升值的結(jié)果均低于基布面。

通過對織物不同測試面的遠(yuǎn)紅外試驗結(jié)果進(jìn)行分析和探究，可以得出織物測試面的選擇對紡織品遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和遠(yuǎn)紅外溫升值具有一定的影響，因而在送檢的過程中，要明確指出該紡織品的測試需求及測試面，以免出現(xiàn)測試結(jié)果的分歧。