Тестирование трикотажной одежды с эффектом контактного охлаждения

Тестирование трикотажной одежды с эффектом контактного охлаждения

Введение
Трикотажные изделия с эффектом контактного охлаждения становятся все более востребованными в сегменте спортивной, повседневной и функциональной одежды. Данный эффект создает субъективное ощущение прохлады при первом контакте ткани с кожей, что особенно ценно в жарких условиях или при интенсивных физических нагрузках. Обеспечение стабильности и эффективности этого эффекта требует комплексного подхода к тестированию материалов и готовых изделий. В данной статье рассматриваются ключевые аспекты испытаний таких материалов.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются образцы трикотажных материалов и готовые изделия (футболки, майки, топы, леггинсы, спортивные костюмы), заявленные как обладающие эффектом контактного охлаждения. Критически важными характеристиками объектов являются:

• Тип волокна: Чаще всего используются синтетические волокна с высоким коэффициентом теплопроводности (например, полиэстер с модифицированным поперечным сечением, специальные нейлоновые нити) или их комбинации с натуральными волокнами (хлопок, бамбук) в определенных пропорциях.
• Структура трикотажного полотна: Особое плетение (например, петли с увеличенной воздухопроницаемостью, канальные структуры), плотность вязания, толщина полотна и поверхностная текстура напрямую влияют на скорость отвода тепла и влаги.
• Наличие и тип обработки: Применение специальных отделочных составов (охлаждающих праймеров, технологий активации поверхности) для усиления эффекта.
• Контрольные образцы: Обязательно тестирование параллельно с обычными трикотажными материалами аналогичного состава и структуры, но без заявленных охлаждающих свойств, для сравнения.

2. Область испытаний

Испытания охватывают широкий спектр свойств, определяющих эффективность и практическую применимость контактного охлаждения:

• Интенсивность и скорость начального охлаждающего эффекта: Измерение изменения температуры на границе раздела ткань-кожа или модели кожи в первые секунды и минуты контакта.
• Теплофизические свойства:
  • Теплопроводность (λ): Способность материала проводить тепло. Высокая теплопроводность способствует быстрому отводу тепла от кожи.
  • Тепловое сопротивление (Rct): Сопротивление материала передаче тепла конвекцией и излучением. Для эффекта контактного охлаждения желательно низкое значение.
  • Тепловая абсорбция (Qmax): Максимальный тепловой поток, который материал может поглотить при контакте. Высокие значения Qmax соответствуют сильному ощущению прохлады.
• Гигроскопические и влагопроводные свойства:
  • Скорость поглощения влаги (впитывания): Быстрота, с которой материал впитывает пот (капли или пар).
  • Скорость испарения влаги: Скорость, с которой влага удаляется с поверхности материала в окружающую среду. Испарение влаги является мощным охлаждающим фактором.
  • Односторонняя транспортировка влаги: Способность материала быстро отводить влагу от кожи к внешней поверхности.
• Воздухопроницаемость: Способность материала пропускать воздух, влияющая на конвективный теплообмен и испарение.
• Субъективная оценка комфорта: Органолептические тесты с участием обученных экспертов или фокус-групп для оценки ощущения начальной прохлады, общей свежести и комфорта при ношении.
• Стойкость эффекта к эксплуатации: Оценка сохранения охлаждающих свойств после многократных стирок, сушек и носки.
• Безопасность: Проверка на отсутствие вредных выделений или раздражения кожи (особенно важно для материалов с химическими обработками).

3. Методы испытаний

Для оценки перечисленных свойств применяются стандартизированные и адаптированные методы:

• Измерение контактного охлаждения (Qmax и Тепловая Абсорбция):
  • ASTM D7984 / ISO 22007-4: Стандартные методы определения теплопроводности и температуропроводности с использованием динамической (импульсной) методики на приборе типа тепломера. Адаптируется для измерения Qmax на границе контакта.
  • Метод модели кожи с датчиками теплового потока: Использование искусственной кожи (например, из полиуретана с определенной теплоемкостью), оснащенной термопарами или термобатареями для точной регистрации изменения температуры и теплового потока в момент контакта с образцом материала.
• Оценка теплового и влажностного комфорта:
  • Тепловое сопротивление (Rct): Измеряется на приборе типа "тепловой манекен" (статический или подвижный) в контролируемых условиях (ISO 11092, ASTM F1868).
  • Испаряемость (Ret): Измерение сопротивления материала и одежды передаче водяного пара на приборе типа "испаряющийся стакан" (ISO 11092).
  • Скорость впитывания влаги: Метод взвешивания капли на поверхности материала (AATCC 79) или вертикального капиллярного подъема (AATCC 197).
  • Скорость испарения: Методы измерения времени высыхания увлажненного образца в стандартных условиях.
  • Односторонняя транспортировка влаги: Специальные тесты, например, измерение индекса односторонней транспортировки (MMT) или использование оборудования для визуализации распространения влаги.
  • Воздухопроницаемость: Измерение на приборах типа Фрейзера (ISO 9237, ASTM D737).
• Субъективная оценка: Проведение слепых тестов с участием панели оценщиков, которые соприкасаются с образцами в стандартизированных условиях (температура кожи, окружающей среды) и оценивают интенсивность ощущения прохлады по шкале (например, от 1 - "никакого" до 5 - "очень сильное").
• Тесты на стойкость: Проведение циклов стирки/сушки согласно стандартам (ISO 6330, AATCC 135) с последующим повторным тестированием ключевых параметров (Qmax, теплопроводность, впитывание).
• Тесты на безопасность: Следование стандартным протоколам оценки биологической безопасности и химического состава (ISO 10993, OEKO-TEX® Standard 100 - как ориентир требований, без упоминания сертификации).

4. Испытательное оборудование

Для проведения указанных тестов требуется специализированное оборудование:

• Динамический тепломер (Инструмент типа Qmax-метра): Ключевой прибор для прямого измерения максимального теплового потока (Qmax) и тепловой абсорбции при контакте. Состоит из нагретой измерительной головки (модель кожи) с датчиком теплового потока и системы регистрации данных.
• Прибор для оценки теплового и влажностного комфорта ("Кожаная чашка"): Установка, соответствующая стандарту ISO 11092 (ASTM F1868), измеряющая тепловое сопротивление (Rct) и сопротивление испарению влаги (Ret) материала в смоделированных условиях носки.
• Тепловой манекен (статический или подвижный): Используется для измерения изоляционных свойств готовых изделий в более реалистичных условиях.
• Термографы и Термокамеры: Оборудование для визуализации и регистрации температурных полей на поверхности материала или кожи при контакте.
• Анализаторы влагопереноса: Специализированные приборы или установки для измерения скорости впитывания влаги, скорости испарения и характеристик одностороннего транспорта (например, с использованием окрашенной жидкости или взвешивания).
• Прибор для измерения воздухопроницаемости: Установка типа Фрейзера или аналоги.
• Климатические камеры: Обеспечивают строго контролируемые условия температуры и относительной влажности воздуха во время тестирования.
• Лабораторные стиральные и сушильные машины: Для проведения тестов на стойкость эффекта к мокрым обработкам.
• Оборудование для химического и токсикологического анализа: Спектрометры (ИК, масс-спектрометры), хроматографы, оборудование для биотестирований.

Заключение
Тестирование трикотажных материалов и изделий с эффектом контактного охлаждения требует комплексного подхода, сочетающего объективные инструментальные измерения ключевых теплофизических и гигроскопических параметров (таких как Qmax, теплопроводность, скорость впитывания и испарения влаги) с субъективной оценкой тактильных ощущений. Применение специализированного оборудования, работающего по стандартизированным или адаптированным методикам, позволяет достоверно оценить эффективность и стабильность охлаждающего эффекта, что критически важно для обеспечения качества и потребительской привлекательности данной категории функционального трикотажа. Постоянное развитие методов и оборудования направлено на повышение точности и приближение лабораторных условий к реальным условиям эксплуатации одежды.