基于“Walter”的非均匀出汗暖体假人的研究

摘要

随着人们生活水平的提高，人们对服装的需求也越来越高，除了注重服装款式美观之外，更加注重服装的功能舒适性，如运动服装不仅要满足人体的运动需求，而且要满足吸湿排汗的功能，而暖体假人技术是评价服装舒适性的主要手段和方法。暖体假人具有人体生理特征，能够模拟人体体温调节机制和人体出汗机制。“Walter”可行走织物出汗暖体假人是到目前为止技术最成熟的出汗暖体假人，它能够一次测量评价服装热湿舒适性的两个主要参数热阻和湿阻，实验的可重复性好。“Walter”假人出汗功能是由Gore-tex防水透湿织物实现，因而假人全身的出汗量是均匀一致的。然而依据人体生理学特征，成年男性人体不同部位的出汗量是不均匀的，基于这一研究现状，本课题研究了成年男性人体的出汗量分布，利用涂层技术的基本原理，实现了“Walter”暖体假人的非均匀出汗。
　　首先，本课题研究了男性人体不同部位的出汗量，定义了相对强度的概念，得出了男性人体不同部位出汗量强度的分布，结果表明男性人体不同部位的出汗量强度的排序依次是背部＞头部＞胸部＞腹部＞小腿＞前臂＞大腿＞上臂等。
　　其次，为了实现暖体假人的非均匀出汗，用涂布硅胶作为涂层剂，对Gore-tex织物做涂层处理，并研究硅胶涂层织物的透湿性能。研究结果表明，涂层厚度越大，织物的透湿性能越差，本文选定的涂层厚度为0.15mm;涂层面积越大，织物的透湿性能越小，而且织物的透湿性能与涂层面积成负相关的线性关系，该函数为y=91.97-79.60x。由该线性函数可以计算出，一定的出汗量强度所对应的涂层面积。同时本课题研究了透湿量对面料热阻湿阻性能的影响，实验表明织物透湿量越大，其热阻和湿阻越小，相反，织物的透湿量越小，其热阻和湿阻越大。
　　最后，本课题掌握了“Walter”出汗暖体假人的“皮肤”的缝制工艺，制作完成了非均匀出汗暖体假人并测量了服装的热湿舒适性。设置实验环境温度为20±1℃，相对湿度为65±5％，分别用均匀出汗暖体假人和非均匀出汗暖体假人测量三套服装的热湿舒适性，分别是纯棉运动T恤+纯棉运动裤、纯棉衬衫+穿棉休闲裤、Nomix套装工作服，结果表明非均匀出汗暖体假人测量的服装的热阻和湿组值比均匀出汗暖体假人测量的热阻湿阻值都偏大，且湿阻的变化比较明显。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 服装舒适性及其评价方法

1．1．2 国内外出汗暖体假人的发展状况及趋势

1．2 基于“Walter”出汗暖体假人的服装热湿舒适性应用

1．2．1 测量服装和环境的热湿交换

1．2．2 优化服装的结构设计

1．2．3 设计特种功能性服装

1．2．4 应用于服装材料的选择

1．3 “Walter”的非均匀出汗对服装热湿舒适性的影响

1．4 研究内容

1．5 研究意义

第二章 基本原理

2．1 男性人体局部出汗率概述

2．2 防水透湿机理

2．2．1 防水透湿机理

2．2．2 防水透湿织物Gore-tex

2．3 涂层技术

2．3．1 涂层工艺

2．3．2 涂层织物的分类

2．4 本章小节

第三章 Gore-rex硅胶涂层织物的相关性能

3．1 液体硅胶涂层剂

3．2 相关测试

3．2．1 透湿性能

3．2．2 剥离强力

3．2．3 热阻和湿阻

3．3 测试结果

3．3．1 硅胶涂层厚度对Gore-tex织物透湿性能的影响

3．3．2 硅胶涂层面积对Gore-tex织物透湿性能的影响

3．3．3 Gore-tex硅胶涂层织物的耐水解性

3．3．4 不同的涂覆面积对Gore-tex面料热阻湿阻的影响

3．4 本章小节

第四章 非均匀出汗暖体假人皮肤的制作

4．1 均匀出汗暖体假人“皮肤”的缝制

4．2 模具的制作

4．3 非均匀出汗暖体假人“皮肤”的实现

4．4 本章小节

第五章 基于非均匀出汗暖体假人的服装热湿舒适性研究

5．1 实验目的

5．2 实验设备

5．2．1 “Walter”的水循环系统

5．2．2 “Walter”的在线供水系统

5．2．3 “Walter”的数据监控系统

5．2．4 “Walter”的行走系统

5．2．5 “Walter”热阻与湿阻的计算

5．3 实验服装样品

5．4 实验操作

5．5 实验数据与分析

5．5．1 实验数据

5．5．2 非均匀出汗假人“皮肤”温度的变化

5．5．3 非均匀出汗暖体假人出汗量的变化

5．6 本章小节

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢