Guide ISO 11092 - 2014: Essais de résistance thermique et de résistance à la vapeur d'eau des tissus textiles

La norme ISO 11092 utilise la méthode de la plaque chauffante protégée contre la transpiration, la méthode du modèle de peau, pour simuler le processus de transfert de chaleur et d'humidité à proximité de la peau humaine, et pour tester la résistance thermique et la résistance à la vapeur d'eau des textiles en régime permanent pour évaluer la confort des textiles. Plusieurs questions courantes sur cette norme sont analysées ici.

 1 Quelle est la résistance thermique et à la vapeur d'eau du tissu? Comment mesurer? 

Lorsque la chaleur traverse un objet, il y a une différence de température des deux côtés de l'objet, et le rapport de la différence de température à la puissance de la source de chaleur est la résistance thermique de l'objet, appelée résistance thermique, exprimée en R = (T₂ - T₁ ) / Q. Dans l'utilisation réelle des objets, la surface, l'épaisseur et d'autres facteurs affecteront l'effet du transfert de chaleur.Par conséquent, en ce qui concerne l'utilisation spécifique d'objets, nous prendrons en compte d'autres facteurs pertinents de l'objet.

Prenons l'exemple d'un tissu, dans l'ISO 11092, la résistance thermique du tissu se réfère au rapport de la différence de température des deux côtés sur le flux thermique par unité de surface perpendiculaire au tissu.

Formule de résistance thermique du tissu: R_ct = S （T₂ - T₁） / Q
Unité: mètres carrés kelvin par watt, m² · K / W

De même, dans l'ISO 11092, la résistance à la vapeur d'eau du tissu se réfère au rapport de la différence de pression de vapeur d'eau des deux côtés du tissu au flux de chaleur évaporé verticalement par unité de surface du tissu.

Formule de résistance à la vapeur d'eau du tissu: R_et = S （P2 - P1） / Q
Unité: mètres carrés pascal par watt, m² · Pa / W

 2 Principe du test 

Le confort des matières textiles comprend principalement la combinaison complexe de la transmission de chaleur et de vapeur d'eau, chaque processus pouvant se produire individuellement ou en même temps. La norme ISO 11092 fournit une méthode d'essai pour la résistance thermique et la résistance à la vapeur d'eau des textiles en régime permanent, simulant mieux l'usure réelle des vêtements.

Principe du test de résistance thermique: Couvrir l'échantillon sur la plaque métallique, la plaque métallique et sa protection thermique environnante, le fond de la plaque de protection peut maintenir une température constante, de sorte que la chaleur de la plaque métallique ne peut être perdue qu'à travers l'échantillon. Une fois que les conditions d'essai ont atteint la stabilité, la résistance thermique R_ct d'un échantillon à mesurer en soustrayant la résistance thermique de la couche d'air limite au-dessus de la surface de l'appareil d'essai de celle d'un échantillon d'essai plus la couche d'air limite. Tous deux testés dans les mêmes conditions.

Principe du test de résistance à la vapeur d'eau: Couvrir la plaque d'essai poreuse avec un film respirant mais imperméable, placer l'échantillon sur le film, et la vapeur d'eau passera à travers le film à travers l'échantillon, mais pas l'eau liquide. À une certaine vitesse d'évaporation, maintenez le flux thermique requis de la plaque métallique. La résistance à la vapeur d'eau R_et d'un échantillon à mesurer en soustrayant la résistance à la vapeur d'eau de la couche d'air limite au-dessus de la surface de l'appareil d'essai de celle d'un échantillon d'essai plus la couche d'air limite. Tous deux testés dans les mêmes conditions.

 3 L'unité principale de la plaque chauffante protégée contre la transpiration 

3.1 Unité de mesure, avec contrôle de la température et de l'alimentation en eau: Régulateur de température, maintenez la température de la plaque métallique T_m constante à ± 0.1 ℃. Le dispositif d'alimentation en eau assure une évaporation constante de l'eau à la surface de la plaque métallique. L'interrupteur de signal est connecté à la plaque métallique. Avant que l'eau ne pénètre dans la plaque métallique, laissez-la passer à travers le tube de la protection thermique et préchauffez à la température de la plaque métallique.

3.2 Protection thermique avec contrôle de la température: éviter la perte de chaleur sur le bord et le bas de la plaque métallique.

3.3 Enceinte d'essai: une boîte ambiante fermée qui contrôle la température, l'humidité et le débit d'air pendant le test.

Le but de toutes les unités est de créer des conditions de régime permanent pendant le processus de transfert de chaleur et de vapeur d'eau et de fournir des procédures d'essai pertinentes.

 4 Préparation des échantillons 

4.1 Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette ≤ 5 mm, l'éprouvette doit recouvrir complètement la plaque métallique et la surface de la protection thermique. Prélevez au moins 3 échantillons pour chaque échantillon, et l'échantillon doit être plat et sans plis. Avant le test, humidification de l'échantillon au moins 12H.

4.2 Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette est supérieure à 5 mm, une partie de la chaleur ou de la vapeur d'eau sera perdue du bord de l'éprouvette, ce qui entraînera la déviation des résultats de l'essai pendant l'essai, qui est la déviation du linéaire relation entre la résistance thermique et l'épaisseur de l'échantillon. L'écart peut être corrigé au moyen de la formule [1+ (ΔR_ct/R_ct mesuré)] à la manière de la superposition de couches poly de matériaux en mousse. Avant l'expérience, humidifier l'échantillon au moins 12H.

Corrections des pertes de bord thermiques lors du test de résistance thermique

4.3 Si l'échantillon contient un matériau de remplissage lâche ou une épaisseur inégale, par exemple une couette, un sac de couchage, une doudoune, etc., chaque échantillon doit être préparé avec 3 spécimens, et si les conditions ne sont pas autorisées, l'état réel de l'échantillon doit être indiqué dans le rapport de test. S'il y a du matelassage dans la zone centrale du matériau, préparez au moins deux échantillons, un matelassage supplémentaire et un matelassage en moins.

 5 Procédure d'essai 

Selon le principe du test, lors du test de la résistance thermique et de la résistance à la vapeur d'eau, nous devons tester deux valeurs séparément: ① lorsqu'il n'y a pas d'échantillon, la valeur constante de l'appareil à l'état stable, également appelée valeur «plaque nue», ② lorsque vous placez l'échantillon sur la plaque métallique, testez la valeur à l'état stable. La résistance thermique et la résistance à la vapeur d'eau de l'échantillon peuvent être obtenues en soustrayant les deux valeurs.

Les paramètres à utiliser dans la formule sont:

T_m: température de la plaque métallique     T_a: température de l'enceinte d'essai
P_m: la pression de vapeur d'eau saturée lorsque la température de la plaque métallique est T_m
P_a: la pression de la vapeur d'eau lorsque la température de l'enceinte d'essai est T_a
H: puissance de chauffage fournie à la plaque métallique     S: la zone de la plaque métallique
ΔH_c: correction de la puissance calorifique lors du test de résistance thermique
ΔH_e: correction de la puissance calorifique lors du test de résistance à la vapeur d'eau

5.1 Calcul de la résistance thermique: La formule de calcul de la résistance thermique est la même avec éprouvette et sans éprouvette, comme suit:

Avec spécimen: R (échantillon-temp) = (T_m - T_a ) · S / (H - ΔH_c )
Sans spécimen: R (temp-no spécimen) = (T_m - T_a ) · S / (H - ΔH_c )
Résistance thermique du tissu: R_ct = R (échantillon temp) - R (échantillon temp-no)

5.2 Calcul de la résistance à la vapeur d'eau: La formule de calcul de la résistance à la vapeur d'eau est la même avec l'échantillon et sans échantillon, comme suit:

Avec spécimen: R (échantillon d'humidité) = (P_m - P_a ) · S / (H - ΔH_e )
Sans spécimen: R (humidité sans échantillon) = (P_m - P_a ) · S / (H - ΔH_e )
Résistance à la vapeur d'eau du tissu: R_et= R (échantillon d'humidité) - R (échantillon d'humidité sans humidité)

D'autres parties de l'ISO 11092, telles que les rapports d'essais, l'exactitude des résultats d'essais, etc., ne sont pas expliquées ici en raison de leur base comparative. De plus, le fonctionnement et les paramètres associés de l'instrument peuvent être mentionnés ici: Plaque chauffante protégée contre la transpiration, si vous souhaitez en savoir plus sur les tests de qualité textile, cliquez ici: https://www.testextextile.com