Guia ISO 11092 - 2014: Teste de resistência térmica e resistência ao vapor de água de tecidos têxteis

A norma ISO 11092 usa o método de placa de proteção com proteção contra suor, o método do modelo de pele, para simular o processo de transferência de calor e umidade próximo à pele humana e para testar a resistência térmica e a resistência ao vapor de água de tecidos em condições de estado estacionário para avaliar a conforto de têxteis. Várias perguntas comuns sobre esse padrão são analisadas aqui.

 1 Qual é a resistência térmica e ao vapor de água do tecido? Como medir? 

Quando o calor passa através de um objeto, há uma diferença de temperatura em ambos os lados do objeto, e a razão entre a diferença de temperatura e a potência da fonte de calor é a resistência ao calor do objeto, denominada resistência térmica, expressa como R = (T₂ - T₁ ) / Q. No uso real de objetos, a área, a espessura e outros fatores afetam o efeito da transferência de calor; portanto, quando se trata do uso específico de objetos, levaremos em consideração outros fatores relevantes do objeto.

Por exemplo, em um tecido, na ISO 11092, a resistência térmica do tecido refere-se à razão entre a diferença de temperatura em ambos os lados e o fluxo de calor por unidade de área perpendicular ao tecido.

Fórmula de resistência térmica do tecido: R_ct = S （T₂ - T₁） / Q
Unidade: metros quadrados kelvin por watt, m² · K / W

Da mesma forma, na ISO 11092, a resistência ao vapor de água do tecido refere-se à razão entre a diferença de pressão do vapor de água em ambos os lados do tecido e o fluxo de calor evaporado verticalmente por unidade de área do tecido.

Fórmula de resistência ao vapor de água do tecido: R_et = S （P2 - P1） / Q
Unidade: metros quadrados de pascal por watt, m² · Pa / W

 2 Princípio do teste 

O conforto dos materiais têxteis inclui principalmente a combinação complexa de transmissão de calor e vapor de água, cada processo pode ocorrer individualmente ou ao mesmo tempo. A norma ISO 11092 fornece um método de teste para a resistência térmica e ao vapor de água de tecidos em condições de estado estacionário, simulando melhor o desgaste real da roupa.

Princípio do teste de resistência térmica: Cubra a amostra na placa de metal, a placa de metal e sua proteção térmica ao redor, o fundo da placa de proteção pode manter uma temperatura constante, de modo que o calor da placa de metal possa ser perdido apenas através da amostra. Após as condições de teste terem atingido a estabilidade, a resistência térmica R_ct de uma amostra a ser medida subtraindo a resistência térmica da camada de ar limite acima da superfície do aparelho de teste daquela de uma amostra de teste mais a camada de ar limite. Ambos testados nas mesmas condições.

Princípio de teste de resistência ao vapor de água: Cubra a placa de teste porosa com filme respirável, mas impermeável, coloque a amostra no filme e o vapor de água passará através do filme através da amostra, mas a água líquida não. A uma certa taxa de evaporação, mantenha o fluxo de calor exigido da placa de metal. A resistência ao vapor de água R_et de uma amostra a ser medida subtraindo a resistência ao vapor de água da camada de ar limite acima da superfície do aparelho de teste da de uma amostra de teste mais a camada de ar limite. Ambos testados nas mesmas condições.

 3 A unidade principal da placa de aquecimento protegida pela transpiração 

3.1 Unidade de medição, com controle de temperatura e fornecimento de água: Controlador de temperatura, mantenha a temperatura da placa de metal T_m constante a ± 0.1 ℃. O dispositivo de abastecimento de água garante a evaporação constante da água na superfície da placa de metal. O interruptor de sinal está conectado à placa de metal. Antes de a água entrar na placa de metal, deixe-a passar através do tubo na proteção térmica e pré-aqueça até a temperatura da placa de metal.

3.2 Proteção térmica com controle de temperatura: evite a perda de calor na borda e no fundo da placa de metal.

3.3 Gabinete de teste: uma caixa ambiente fechada que controla a temperatura, a umidade e a taxa de fluxo de ar durante o teste.

O objetivo de todas as unidades é criar condições de estado estacionário durante o processo de transferência de calor e transferência de vapor de água e fornecer procedimentos de teste relevantes.

 4 Preparação de amostras 

4.1 Quando a espessura da amostra for ≤ 5 mm, a amostra deve cobrir completamente a placa de metal e a superfície da proteção térmica. Colha pelo menos 3 amostras para cada amostra, e a amostra deve ser plana e sem rugas. Antes do teste, umedeça a amostra pelo menos 12H.

4.2 Quando a espessura da amostra é superior a 5 mm, uma parte do calor ou vapor de água será perdida da borda da amostra, o que causará o desvio dos resultados do teste durante o teste, que é o desvio linear relação entre a resistência térmica e a espessura da amostra. O desvio pode ser corrigido por meio da fórmula [1+ (ΔR_ct/R_ct medido)] no caminho da superposição de camada de poli de materiais de espuma. Antes do experimento, umedeça a amostra pelo menos 12H.

Correções para perdas de borda térmica durante o teste de resistência térmica

4.3 Se a amostra contiver carga solta ou espessura irregular, por exemplo, colcha, saco de dormir, jaqueta, etc., cada amostra deve ser preparada com 3 amostras e, se as condições não forem permitidas, a condição real da amostra deve ser indicada no relatório de teste. Se houver acolchoado na área central do material, prepare pelo menos duas amostras, mais uma e outras menos.

 Procedimento de teste 5 

De acordo com o princípio de teste, ao testar a resistência térmica e a resistência ao vapor de água, precisamos testar dois valores separadamente: ① quando não há amostra, o valor da constante do aparelho sob o estado estável, também chamado de valor de "placa nua", ② ao colocar a amostra na placa de metal, teste o valor em estado estável. A resistência térmica e a resistência ao vapor de água da amostra podem ser obtidas subtraindo os dois valores.

Os parâmetros a serem utilizados na fórmula são:

T_m: temperatura da placa de metal     T_a: temperatura do recinto de teste
P_m: a pressão do vapor de água saturado quando a temperatura da placa de metal é T_m
P_a: a pressão do vapor de água quando a temperatura do recinto de teste é T_a
H: potência de aquecimento fornecida à placa de metal     S: a área da placa de metal
ΔH_c: correção da potência de aquecimento no teste de resistência térmica
ΔH_e: correção da potência de aquecimento no teste de resistência ao vapor de água

5.1 Cálculo da resistência térmica: A fórmula para calcular a resistência térmica é a mesma com a amostra e sem a amostra, como segue:

Com amostra: R (amostra temporária) = (T_m - T_a ) · S / (H - ΔH_c )
Sem amostra: R (amostra sem temperatura) = (T_m - T_a ) · S / (H - ΔH_c )
Resistência térmica do tecido: R_ct = R (temp-espécime) - R (temp-nenhum espécime)

5.2 Cálculo da resistência ao vapor de água: A fórmula para calcular a resistência ao vapor de água é a mesma com a amostra e sem a amostra, como segue:

Com amostra: R (amostra de umidade) = (P_m - P_a ) · S / (H - ΔH_e )
Sem amostra: R (umidade - sem amostra) = (P_m - P_a ) · S / (H - ΔH_e )
Resistência ao vapor de água do tecido: R_et= R (amostra com umidade) - R (amostra sem umidade)

Outras partes da ISO 11092, como relatórios de teste, precisão dos resultados do teste, etc., não são explicadas aqui devido à sua base comparativa. Além disso, a operação e os parâmetros relacionados do instrumento podem ser consultados aqui: Placa de Proteção Suada, se você quiser saber mais sobre os testes de qualidade têxtil, clique aqui: https://www.testextextile.com