การวิเคราะห์ทางเทคนิคของกลศาสตร์สิ่งทอเพื่อการทำความเย็น: พลศาสตร์ทางความร้อน สูตรเมทริกซ์วัสดุ และมาตรฐานการประเมิน

ในภาคส่วน-ชุดออกกำลังกายประสิทธิภาพสูง เสื้อผ้าป้องกันแสงแดด- และสิ่งทอสำหรับใช้ในบ้าน การเพิ่มความสบายในการระบายความร้อนของเนื้อผ้าในช่วงฤดูร้อนถือเป็นจุดสนใจหลักสำหรับนักพัฒนาผลิตภัณฑ์ระหว่างประเทศ สิ่งทอระบายความร้อนทางวิศวกรรมต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ การผสมโพลีเมอร์ และเรขาคณิตของสิ่งทอเชิงโครงสร้าง

สำหรับเครือข่ายการจัดหาที่จัดการกับความคาดหวังของผู้บริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป การเลือกการผลิตระบบทำความเย็นที่เหมาะสมนั้นเกี่ยวข้องกับการประเมินคุณสมบัติของวัสดุเฉพาะควบคู่ไปกับค่าสัมประสิทธิ์การทดสอบตามกฎระเบียบที่เข้มงวด

พื้นผิวสิ่งทอสร้างความรู้สึกเย็นผ่านปัจจัยทางกายภาพหลักสามประการ ได้แก่ การนำความร้อน ความจุความร้อนจำเพาะ และ-เรขาคณิตหน้าตัดของโครงข่ายเส้นด้าย

1. การวัดค่าการนำความร้อน

การนำความร้อนควบคุมอัตราที่ความร้อนเคลื่อนจากผิวหนังมนุษย์ผ่านเมทริกซ์ผ้า:

• สังเคราะห์กับพื้นฐานตามธรรมชาติ: เส้นใยสังเคราะห์ เช่น ไนลอนและโพลีเอสเตอร์มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูงกว่าเส้นใยธรรมชาติ เช่น ขนสัตว์หรือผ้าฝ้ายโดยธรรมชาติ ทำให้เป็นวัสดุหลักที่เหมาะสำหรับเครื่องแต่งกายในช่วงฤดูร้อน
• นาโน-การพันกันของพื้นผิว: เนื่องจากโพลีเมอร์ดั้งเดิมมีข้อจำกัดในการทำความเย็นตามธรรมชาติ การผลิตขั้นสูงจึงมุ่งเน้นไปที่การผสม-ผงทำความเย็นขนาดนาโน- เช่น ไมกาหรืออนุพันธ์ของเปลือก- ลงในมาสเตอร์แบทช์ทำความเย็นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) หรือโพลีเอไมด์ (PA) โดยตรงในระหว่างการปั่นครั้งแรก กระบวนการนี้จะสร้างเส้นใยทำความเย็นที่ทนทานสูง- ทนต่อการชะล้าง เส้นใยทำความเย็นระดับนาโน-บางชนิดสามารถสร้างเดลต้าการทำความเย็นแบบสัมผัสได้ทันที1ถึง2องศาเซลเซียส ซึ่งถึงความต่างของ5ถึง6องศาเซลเซียสภายใต้แสงแดดโดยตรง

2. ค่าสัมประสิทธิ์ความจุความร้อนจำเพาะ

ความจุความร้อนจำเพาะจะกำหนดปริมาตรรวมของพลังงานความร้อนที่ผ้าสามารถดูดซับได้ก่อนที่อุณหภูมิภายในจะเพิ่มขึ้น:

• ข้อได้เปรียบในการดูดซึม: วัสดุที่มีความจุความร้อนจำเพาะสูงกว่าจะดูดซับความร้อนเริ่มต้นที่ผิวหนังได้มากกว่าในขณะที่อุ่นเครื่องอย่างช้าๆ ทำให้เกิดความรู้สึกเย็นที่เด่นชัดและต่อเนื่องมากขึ้น ไนลอนผสมผสานการนำความร้อนสูงเข้ากับความจุความร้อนจำเพาะสูง ทำให้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับ-ชุดป้องกันแสงแดดและเครื่องนอนสำหรับฤดูร้อน
• การรักษาขั้นสุดท้ายเฉพาะที่: แม้ว่าประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเส้นใยธรรมชาติจะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างได้ยาก แต่การตกแต่งเฉพาะจุดโดยใช้สารทำความเย็น เช่น น้ำมันมินต์หรือไซลิทอลสามารถเพิ่มความจุความร้อนจำเพาะของผ้าได้ อย่างไรก็ตาม การรักษาพื้นผิวเหล่านี้จะค่อยๆ สูญเสียประสิทธิภาพในการซักหลายครั้ง

3. การกำหนดค่าเส้นด้ายโครงสร้างและอากาศพลศาสตร์

การจัดเรียงเชิงกลของเมทริกซ์ทอหรือถักมีบทบาทสำคัญในการกระจายความร้อน:

• กำจัดถุงลมร้อน: ตรงกันข้ามกับสิ่งทอฤดูหนาวที่เป็นฉนวน ผ้าระบายความร้อนได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อลดปริมาณอากาศที่ติดอยู่ระหว่างเส้นด้ายแต่ละเส้น
• การจัดการความชื้นแบบตัดขวาง-: การใช้ภาพตัดขวาง-ที่มีโปรไฟล์ไม่สม่ำเสมอควบคู่ไปกับเทคนิคการถักสามมิติ- จะช่วยเร่งการระเหยของความชื้นและเพิ่มการไหลเวียนของอากาศโดยรอบ ซึ่งช่วยเพิ่มความรู้สึกเย็นลงอย่างมาก

เพื่อตรวจสอบการอ้างประสิทธิภาพภายในตลาดโลก เครือข่ายการจัดซื้อทางอุตสาหกรรมต้องอาศัยวิธีการประเมินในห้องปฏิบัติการที่แม่นยำซึ่งวัดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนทันที

GB/T 35263-2017: มาตรฐานการทำความเย็นแบบสัมผัสพื้นฐาน

เพื่อเป็นเกณฑ์มาตรฐานหลักสำหรับการประเมินสิ่งทอ มาตรฐานนี้กำหนดพารามิเตอร์การทดสอบและการประเมินผลสำหรับประสิทธิภาพการทำความเย็นแบบสัมผัสทันทีสำหรับผ้าทุกประเภท:

• โปรโตคอลการทดสอบ: ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีการควบคุม แผ่นทดสอบความร้อนที่ได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิของตัวอย่างผ้าจะถูกวางโดยสัมผัสโดยตรงกับพื้นผิว ห้องปฏิบัติการจะตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของเพลตในช่วงเวลาที่กำหนดเพื่อคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นของหน้าสัมผัส ซึ่งแสดงเป็น qmax​
• เกณฑ์ประสิทธิภาพ: ค่า qmax​ ที่สูงขึ้น บ่งชี้ถึงความรู้สึกเย็นที่มากขึ้นบนผิวหนัง ภายใต้มาตรฐานนี้ เมื่อตั้งค่าเดลต้าของอุณหภูมิไว้ที่ ΔT=15∘C ผ้าจะต้องมีสัมประสิทธิ์การทำความเย็นหน้าสัมผัส qmax​ มากกว่าหรือเท่ากับ 0.15 จึงจะได้รับการรับรองว่ามีคุณสมบัติการทำความเย็นหน้าสัมผัสที่ดี

มาตรฐานย่อยเชิงพาณิชย์เฉพาะทาง-

• FZ/T 73067-2020 (เสื้อผ้าถัก): กำหนดเป้าหมายไปที่สินค้าเครื่องแต่งกายแบบถักโดยเฉพาะ มาตรฐานนี้แบ่งประเภทประสิทธิภาพการทำความเย็นออกเป็นสามระดับคุณภาพที่แตกต่างกัน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด ผลิตภัณฑ์จะต้องลงทะเบียนค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นหน้าสัมผัส qmax​ ไม่น้อยกว่า0.25เพื่อเกรดที่เหนือกว่า0.20สำหรับเกรดชั้นหนึ่ง- และ0.18สำหรับเกรดที่ผ่านการรับรอง
• FZ/T 62042-2020 (ผ้าปูเตียงทำความเย็น): พัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งานเกี่ยวกับเครื่องนอน มาตรฐานนี้บังคับใช้เกณฑ์ประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาตรฐานเครื่องแต่งกาย โดยจัดหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์เป็นระดับ A, AA และ AAA โดยต้องใช้ค่า qmax ขั้นต่ำที่0.20, 0.25, และ0.30ตามลำดับ

สำหรับเครือข่ายการผลิตระหว่างประเทศที่ต้องการสร้างสมดุลระหว่างพารามิเตอร์การทำความเย็นทางเทคนิคกับมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การเลือกวัตถุดิบขั้นสูงถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความได้เปรียบทางการแข่งขัน

• การเพิ่มประสิทธิภาพวิศวกรรมเมทริกซ์: เมื่อผสมมาสเตอร์แบทช์ที่ให้ความเย็นหรือปั่นเส้นด้ายหลาย-เส้นใยพิเศษ โรงงานผลิตสามารถผสมผสาน-เกรดสูงได้เส้นใยโพลีเอสเตอร์รีไซเคิลเพื่อสร้างรากฐานโครงสร้างที่คงทน โพสต์นี้-วัสดุสำหรับผู้บริโภคมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยมและการหดตัวจากความร้อนต่ำ ทำให้มั่นใจได้ว่าโปรไฟล์หน้าตัด-แบบกำหนดเองจะยังคงสอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์แบบในระหว่างการทอผ้าทางอุตสาหกรรม-ที่มีความเร็วสูง
• สร้างสมดุลระหว่างสิ่งแวดล้อม-ความรับผิดชอบและประสิทธิภาพ: ผสมผสานการตัดเย็บอย่างลงตัวเส้นใยสิ่งแวดล้อมพิเศษควบคู่ไปกับสารเติมแต่งเพื่อการทำความเย็นที่ช่วยให้แบรนด์ต่างๆ สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป โดยไม่กระทบต่ออายุของผลิตภัณฑ์ วัตถุดิบพิเศษเหล่านี้ช่วยให้โรงงานแปรรูปสามารถรักษาปริมาณการผลิตที่สูง เป็นไปตามการตรวจสอบห่วงโซ่อุปทานระหว่างประเทศ และสร้างความน่าเชื่อถือความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทานข้ามตลาดที่มีการแข่งขันระดับโลก