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《纺织品织物蓄热系数测定改型平面瞬态热源法》标准立项与发展研究报告

EnglishTitle:ResearchReportontheStandardizationDevelopmentof“Textiles—DeterminationofThermalEffusivityofFabrics—ModifiedTransientPlaneSourceMethod”

摘要

随着消费升级和纺织科技的进步，纺织品的舒适性，特别是与人体皮肤接触瞬间的“冷暖感”，已成为衡量产品品质与市场竞争力的关键指标。传统的织物热舒适性评价方法，如基于最大热流法的接触凉感测试（GB/T35263-2017）和基于稳态条件的保温率测试（GB/T11048-2018），在表征织物自身固有热物理属性及瞬态热传递过程方面存在一定局限性。前者测试结果易受仪器参数设定影响，后者则无法反映接触瞬间的动态热感觉。为此，引入并建立基于“蓄热系数”这一物理量的检测标准，具有重要的科学价值和现实意义。

本报告系统阐述了制定《纺织品织物蓄热系数测定改型平面瞬态热源法》国家标准的背景、目的、技术内容及其对行业发展的推动作用。报告指出，该标准提案旨在填补我国在采用改进型瞬态平面热源（MTPS）技术直接、快速测量织物蓄热系数方面的标准空白。其核心技术内容借鉴了国际先进标准ASTMD7984-2016，通过测量织物在受到微小热脉冲后表面温度升高的速率，来精确表征其蓄热能力，从而更本质地反映织物的冷暖感。该方法的建立，将实现与国际贸易技术规则的接轨，提升我国纺织品检测技术的科学性与权威性，为功能性纺织品的研发、质量控制和市场规范提供统一、可靠的技术依据，最终服务于消费者权益保护和产业高质量发展。

关键词：纺织品；织物；蓄热系数；冷暖感；改型平面瞬态热源法；MTPS；热舒适性；标准化

Keywords:Textiles;Fabric;ThermalEffusivity;Warm-CoolFeeling;ModifiedTransientPlaneSourceMethod;MTPS;ThermalComfort;Standardization

正文

一、立项背景与目的意义

纺织品的“冷暖感”是织物与人体皮肤接触初期，因热量交换速率差异而在大脑中形成的直接感官判断。这一感觉的强弱，本质上取决于接触瞬间织物从皮肤导走或保存热量的能力。随着消费者对服装及家纺产品舒适性要求的日益提高，对织物冷暖感的科学评价与精准量化，已成为纺织行业技术研发、品质控制和市场营销的核心需求。

目前，我国已建立的相关标准体系主要围绕两个方向：一是基于“最大热流法”的接触瞬间凉感评价，如GB/T35263-2017及其衍生的产品标准FZ/T73067-2020、FZ/T62042-2020。该方法通过测量热检测板与试样接触后的温度变化率来推算凉感系数（qmax）。然而，其测试结果显著依赖于热检测板的材质、尺寸及设定的温差等仪器参数，所测得的qmax值更多反映的是特定测试系统下的热流峰值，而非织物本身固有的热物理属性，导致不同实验室间的数据可比性可能受到影响。二是基于稳态传热理论的保温性能测试，如GB/T11048-2018，该方法通过测定热阻和湿阻来评价织物在长时间穿着下的保温性能，适用于保暖内衣、棉被等产品，但完全无法捕捉和量化皮肤接触织物最初几秒内的瞬态热感觉。

从物理学角度分析，在皮肤与织物接触的瞬态传热过程中，动态热传递行为同时受到织物导热系数、比热容和密度这三个基本热物性参数的综合影响。捷克学者Hes提出的“蓄热系数”（ThermalEffusivity，通常记为b或e），正是将这三个参数（λ,ρ,c）通过公式\(b=\sqrt{\lambda\rhoc}\)有机结合的一个复合参数。它直接表征了材料与接触对象发生热交换时，其表面温度变化的“惰性”或“敏感性”。蓄热系数高的材料（如金属），接触时能快速吸收热量，给人以“凉感”；蓄热系数低的材料（如泡沫塑料），则升温慢，给人以“暖感”。因此，蓄热系数是理论上更科学、更本质地表征织物冷暖感的物理量。

国际标准ASTMD7984-2016《采用改进型瞬态平面热源（MTPS）仪器测量织物蓄热系数的标准试验方法》已成功将这一理论应用于实践。该方法基于经典的瞬态平面热源法，创新性地将双样品夹持结构改为单样品测试模式。测试时，仪器探头向试样施加一个微小、恒定的瞬时热脉冲，通过高精度传感器记录试样表面温度的微小变化（通常为1~3℃），并依据温度响应曲线直接、快速地计算出试样的蓄热系数和导热系数。

在我国国家标准体系中，尚缺失采用MTPS技术测量织物蓄热系数