纺织品的热学性能对纺织品舒适性至关重要。接触冷暖感是产品热学性能的一个 重要组成部分，也是评价纺织品热舒适性及其用途的重要指标。

所谓纺织品接触冷暖感或接触热舒适性，就是其与皮肤接触后给人体皮肤的温度 刺激在人的大脑中形成的关于冷或暖的判断。体表平均温度一般为33°C，冬秋季节纺织品 温度常常会低于皮肤温度，接触初期热量会从高温的体表向低温的纺织品迅速流动，直至 接触的二表面温度趋于一致时热流才会逐渐稳定即进入稳态传热，此前的传热功率大于稳 态传热，被称作非稳态传热或瞬态传热。稳态传热过程中覆盖着纺织品的人体向外扩散的 热功率体现纺织品的热阻或保暖性，而非稳态传热过程中覆盖纺织品的人体向外散失的热 功率主要体现纺织品的冷感或冷暖感。
关于纺织品热阻或保暖性的研究已经比较成熟，但是，关于纺织品冷暖感的相关 理论和测试技术却滞后很多。20世纪70年代日本和英国学者开始研究接触冷暖感，至今只 形成了上述基本概念和日本产KES-F7热性能测试仪及发明专利201210587792. 8 (高蓬松 易变形寝具产品的保温性能的检测设备及检测方法）提出的冷暖感测试方法和指标，其次 是最原始的主观评价法。主观评价虽然能真实反映人对于纺织品冷暖感的判断，但是量化 困难，随机误差大。
通过研究发现，纺织品冷感强弱一方面取决于自身性能，如热容量、传热性能、单 位面积质量、纤维堆砌结构等，另一方面受接触皮肤前纺织品所处的温湿度环境影响。从测 试硬件功能角度讲，现有多数保温仪都有可能同时测试冷暖感，缺乏的是冷暖感的测试方 法、表达指标和数据处理方法。
发明专利201210587792. 8和KES-F7仪器都采用在维持皮肤温度和环境温度恒 定条件下通过纺织品热流量的最大值Qmax(即最大瞬态热流量）表征纺织品的冷暖感，如图 1所示。这是一类非常狭隘的冷暖感测试方法，因为不同材料的热容量差异很大，对于某些 冷感很强的试样（如润湿的纺织品）为维持热板温度恒定仪器硬件能否无限量地迅速输出 热功率是最大问题。目前，测试热学性能仪器的加热方式主要有：电阻加热、膜加热、电偶 加热、半导体加热、激光闪光法加热等，无论那一种加热方法都不能保证无限量地输出热功 率，这就失去了测试最大瞬态热流量Q max的可能。另一方面，从科学合理角度讲，仪器供热 模式应该模拟人体向皮肤的供热方式，人体接触润湿纺织品等强冷感材料时不可能无限量 地增加供热量，只能降低皮肤温度并有限地增加供热量。在人体感觉到纺织品冷感并向外 增加供热量有限的物理条件下，现有冷感指标--热板温度恒定条件下的最大瞬态热流量 Qmax不适合表征纺织品的冷暖感。所以，现有冷暖感的表达指标和评价方法都不够科学合 理。
另外，KES-F7仪器测试的试样面积小，导致对于厚型试样的边缘效应或误差大，而 且不能直接测试被子服装等成品，需要裁减试样，裁减会改变试样的传热通道。
纺织品热性能测试中，为了保证热板的温度均匀性等，目前很多保温仪都采用加 热膜作为加热元件，一块加热膜的热功率曲线形态如图2所示，是窗口加热模式，与图1差 异很大，加热膜一旦工作只能输出恒定热功率，如果关停则输出热功率为〇。当控制测试热 板的温度稳定在一定范围（如在33±0.1°C)时，单个加热元件的输出热功率与时间的关 系就成为不等间隔的矩形波，非稳态传热阶段矩形波为〇的时间短，即非稳态传热阶段矩 形波工作的时间长。考虑测试热板面积、纺织品厚度波动等方面因素，一台仪器的测试热板 往往由数个加热元件排列组合而成，参见发明专利201210587792. 8。采用加热膜的窗口加 热模式时，数个加热元件的热功率曲线相加后的图3或图4才是测试热板的总热功率曲线。 图3或图4中，输出热功率在经历过高峰后下降为0的时段，测试热板仍然通过试样在向环 境散热，导致测试热板温度低于33-0. 1°C，进入下一个加热周期。显然，现有冷感指标-- 最大瞬态热流量Qmax不适合图3或图4的热功率曲线，即不适合现有常用测试硬件。
另外，瞬态热流量Qmax不能反映对舒适性至关重要的冷感时间长短。并且当不同 试样的热阻差异大即稳态传热量Q(如图1所示）差异大时，最大瞬态热流量Q max也失去了 可比性。
近年来，随着消费者对纺织品舒适性和功能性需求的提高，接触冷暖感更加引起 国内外市场重视，不少化纤企业在研发"冷感"纤维，然而，目前国内外尚无比较实用可行的 冷暖感测试与评价技术或方法。

发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种用于评价平面状或曲面状纤维集合体冷 暖感特性的纺织品冷暖感测试及指标计算方法，解决了以下问题：主观评价纺织品冷暖感， 量化困难、随机误差大；现有冷暖感测试方法和指标不够科学合理，因为对于冷感很强的试 样人体和仪器硬件都不能无限量地迅速输出热功率；不能反映对舒适性至关重要的冷感时 间长短；稳态导热量Q差异大时，最大瞬态热流量Q max也失去了可比性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种纺织品的冷暖感测试方 法，其特征在于，包括以下步骤：
(11)试样平衡：将至少2个纺织品待测试样在指定的温湿度环境下悬挂或平置于 筛网上平衡24小时以上，使试样内外温湿度达到平衡，各试样分别被测试，以所有试样的 平均指标作为该批试样的特性指标；临近测试前5?15分钟，将平衡好的待测试样装入塑 料袋密封后移入测试室，移动中试样及外封的塑料袋不可接触任何热源或冷源，以便保持 试样温湿度不变；将另外一个与待测试样完全相同的试样置于测试所用的恒温恒湿室平衡 相同时间，用于仪器预热，该试样称作预热试样；
(12)仪器预热：仪器的热板上方覆盖一个预热试样进行预热，使预热后热板输出 的热功率等于测试待测试样进入稳态传热过程的输出热功率；
(13)测试：预热完成前3?5分钟，迅速将待测试样取出轻拍平摊在测试热板旁 边的绝热平台上，同预热试样的一边缘衔接准备测试；预热结束，即热板上表面温度平衡在 仪器设定的一个恒定温度时，立即向一方拖动预热试样和衔接的待测试样，使待测试样替 换预热试样平置于热板上表面，控制热板和纺织品待测试样上方空气层温度恒定，随即开 始测试并记录热板通过待测试样散失的热功率曲线，测试到40-80分时，停止测试记录；获 取测试热板通过纺织品输出的总计热功率与时间相关的热功率曲线，通过热功率曲线反映 纺织品的冷暖感。
优选地，所述的纺织品为平面状或曲面状纤维集合体，其包括由各种纤维、纱线制 成的织物、服装、寝具。
优选地，所述的各种纤维为棉纤维、蚕丝纤维、粘胶纤维、竹桨纤维、羊毛、羊绒纤 维、苎麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维、木棉纤维、涤纶、锦纶、氨纶和甲壳素纤维、羽绒中的任 意一种或几种。
优选地，所述的测试热功率曲线的恒温热板采用单个加热元件或多个加热元件排 列组合形成。
优选地，所述的加热元件的类别为电阻加热、膜加热、电偶加热、半导体加热中的 任意一种。
优选地，所述的指定的温湿度环境为恒温恒湿室或模拟产品将被使用温湿度环境 的人工气候室。
优选地，所述的指定的温湿度环境中的温度为±40°C范围任何一个数值、相对湿 度10%?90%范围的任何一个数值。
-种纺织品的冷暖感指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

定义如下三个冷暖感的评价指标：
(21)冷感时间T (单位：秒），定义为热功率曲线初始段的"山峰"或非稳态传热过 程的时间段，其物理含义为人体将纺织品暖热所需要的时间；
(22)冷感时段总散热量Wl (单位：焦耳/米2)，定义为在冷感时间T内单位面积 试样散失的总热量；
(23)纯冷感散热量W2(单位：焦耳/米2)，定义为在纺织品与人体皮肤接触初期， 由于二者温差引起人体向纺织品传递的热量；

根据热功率曲线计算指标：
(31)冷感时间T :起点为试样刚接触测试热板的时刻，终点为热功率曲线由下降 转变为基本恒定的转折点；
(32)冷感时段总散热量Wl :在冷感时间T范围内作热功率曲线的全部积分；
 (33)计算看作稳态传热条件下冷感时间T内单位面积试样传递的平均热量W，W = QXT，Q为试样的稳态传热性能决定的散热功率；
(34)纯冷感散热 W2 :W2 = W1-QXT。
优选地，所述热功率曲线的形态主要取决于试样特性，同时受仪器加热模式影响； 热功率曲线上反映冷暖感的信息是测试初期热功率曲线呈现出的"山峰"部分。
优选地，所述冷感时段总散热量Wl由两部分组成：一部分是试样本身的稳态传热 性能决定的散热量QXT ;另一部分是由于纺织品与人体皮肤的温差引起的人体向纺织品 传递的热量W2。

本发明的有益效果是：
(1)给出了一套纺织品冷暖感的测试方法、表达指标和指标计算方法，用于评价平 面状或曲面状纤维集合体的冷暖感特性，弥补了现有方法的种种缺陷和不足，满足生产和 生活的需要；
(2)采用现有保温仪在非稳态传热阶段的热功率曲线测试冷暖感，使目前的废弃 信息变成重要的有用信息，采用本发明可以给现有保温仪增加测试冷暖感的新功能；
⑶测试方法科学严密，考虑并严格控制了纺织品接触皮肤前所处的温湿度环境、 仪器硬件材料的热滞后性、试样放置的操作方法等可能对冷暖感指标的影响，有效控制了 随机误差；
(4)指标定义科学合理，指标量化简单，三个指标组合能够完整准确地表达对纺织 品舒适性至关重要的冷暖感特性，各指标从不同角度反映纺织品冷感特征，无论是纤维原 料的传热性能、纤维堆砌结构（蓬松度、克重、毛羽等）、纺织品接触皮肤前所处的温湿度环 境等带来的冷暖感差异都可以在某一个或数个指标上得到体现。

具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

一种纺织品的冷暖感测试方法，其包括以下步骤：
(11)试样平衡：将至少2个待测试样在指定的温湿度环境下悬挂或平置于筛网上 平衡24小时以上，使试样内外温湿度达到平衡，各试样分别被测试，以所有试样的平均指 标作为该批试样的特性指标；指定的温湿度环境可以是恒温恒湿室或模拟产品将被使用温 湿度环境的人工气候室；临近测试时，将平衡好的待测试样装入塑料薄膜袋密封后移入测 试室，以便保持试样温湿度不变；将另外一个与待测试样完全相同的试样置于测试所用的 恒温恒湿室平衡相同时间，用于仪器预热，该试样称作预热试样；
(12)仪器预热：为降低测试系统的热滞后性对冷暖感指标的影响，即提高冷暖感 测试的灵敏度，仪器热板上方覆盖一个预热试样进行预热，使预热后热板输出的热功率等 于测试待测试样进入稳态传热过程时的输出热功率；
 (13)测试：预热完成前3?5分钟，迅速将待测试样取出轻拍平摊在测试热板旁 边的绝热平台上；预热结束，即热板上表面温度平衡在仪器设定的一个恒定温度时，立即以 待测试样取代预热试样（二者边缘衔接拖动替换），随即开始测试并记录热板通过试样散 失的热功率曲线，测试到60分时，停止测试记录；热功率曲线初始段的信息用于计算冷暖 感，热功率曲线后期30?60分时段的信息用于计算试样的热阻；
获取测试热板通过纺织品输出的总计热功率与时间相关的热功率曲线，测试仪器 的硬件设计是发明专利201210587792. 8或现有能够记录热功率曲线的保温仪硬件方案。
测试热功率曲线的恒温热板可以是采用单个加热元件或数个加热元件排列组合 形成。加热元件的类别可以是电阻加热、膜加热、电偶加热、半导体加热中的任意一种。测 试时，控制热板和纺织品待测试样上方空气层温度恒定，加热功率随时间变化的模式为矩 形波加热或在一定范围内有限增加供热量的形式。
热功率曲线的形态主要取决于试样特性，同时受仪器加热模式影响；如图1或图 3、图4等形态，热功率曲线上反映冷暖感的信息是测试初期热功率曲线呈现出的"山峰"部 分；在目前对人体生理特性不是非常清楚的条件下，不规定统一的仪器加热模式，这样不同 加热模式下测得的冷暖感指标会有一定差异，只有在仪器加热模式相同的条件下测得的冷 暖感指标才有可比性。

种纺织品的冷暖感指标计算方法，包括以下步骤：
定义如下三个冷暖感的评价指标：
(21)冷感时间T (单位：秒），定义为热功率曲线初始段的"山峰"或非稳态传热过 程的时间段，即有冷感的时间段，如图5所示，其物理含义为人体将纺织品暖热所需要的时 间，T值越大表示人体有冷感的时间越长。
(22)冷感时段总散热量Wl (单位：焦耳/米2)，如图5所示，定义为在冷感时间T 内单位面积试样散失的总热量，Wl值越大表示试样的冷感越强。
(23)纯冷感散热量W2(单位：焦耳/米2)，即纺织品与人体皮肤接触初期，由于二 者温差引起人体向纺织品传递的热量，W2越大冷感越强。
实际上Wl由两部分组成：一部分是试样本身的稳态传热性能决定的散热量，如图 6的网格区域所示；另一部分是由于纺织品与人体皮肤的温差引起的人体向纺织品传递的 热量W2 (W2 = Wl-图6的网格区域积分）。一般，冷感时间T和纯冷感热量W2能够组合表 征纺织品的冷暖感。在判断纺织品适合的使用季节或用途等场合，冷感时段总散热量Wl也 有应用价值。

根据热功率曲线计算指标：
(31)冷感时间T :起点为试样刚接触测试热板的时刻，终点为热功率曲线由下降 转变为基本恒定的转折点；
(32)冷感时段总散热量Wl :在冷感时间T范围内作热功率曲线的全部积分，如图 5的阴影部分的积分；
(33)计算看作稳态传热条件下冷感时间T内单位面积试样传递的热量W，如图6 所示的网格区域部分的积分W = QXT，Q为试样的稳态传热性能决定的散热功率；
(34)纯冷感散热W2 :冷感时段总散热量Wl减掉冷感时间T时间段内以平稳时功 率作为纵坐标的矩形区域的积分，最终选取冷感时间T和纯冷感散热量W2组合表征纺织品 的冷暖感，即W2 = W1-QXT。
当产品的保温性或热阻接近时，可以使用冷感时间T和冷感时段总散热量Wl比较 其冷暖感特性。当产品的保温性或热阻不同时，应该使用冷感时间T和纯冷感散热量W2比 较其冷暖感特性。纺织品的热舒适性应该用热阻和冷感指标联合表征。
仪器测试热板输出的热功率随时间变化的曲线，测试仪器的硬件结构可以是发明 专利201210587792. 8的方法或现有能够测试热功率曲线的保温仪硬件方案。
待测的纺织品包括由各种纤维、纱线制成的织物、服装、寝具等平面状或曲面状纤 维集合体。
各种纤维为棉纤维、蚕丝纤维、粘胶纤维、竹桨纤维、蚕丝纤维、羊毛、羊绒纤维、苎 麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维、木棉纤维、涤纶、锦纶、氨纶和甲壳素纤维、羽绒中的任意一种 或几种。

本发明的科学原理如下：
⑴纺织品冷暖感与使用或测试前所处的温湿度环境高度相关，测试前试样的平 衡环境应该根据需要设定。测试前试样由平衡环境移入测试室的短暂时间段冷暖感也会发 生变化，为减少这种变化引入的误差，采用塑料袋密封移动，可消除流动空气的迅速传热， 同时将时间控制在比较短的5?15分钟，并拒绝与其他冷、热物体接触。
(2)预热完成时热板输出的热功率大小取决于预热阶段热板上是否覆盖物品或覆 盖物品的保温性；若预热完成时热板输出的热功率大于或小于测试待测试样进入稳态传热 过程的输出热功率Q，则整个测试系统的材料、元件都会参与非稳态传热，非稳态传热时段 的热功率曲线中不可避免地会包含测试系统材料和元件的放热或吸热量，给冷暖感指标引 入误差；为杜绝这种误差，规定覆盖与待测试样完全相同的试样进行预热。
(3)试验表明，绝大多数保暖用纺织品的非稳态传热时段都不超过20分钟，夏用 纺织品的非稳态传热时段更短，测试后期30?60分时段的热功率曲线一定是稳态传热，其 信息适合计算试样的平均稳态散热功率Q和热阻。

从上述实施例得知，旧棉被的纯冷感散热量最大，冷感最强，若在低温高湿环境下 平衡试样，旧棉被的纯冷感散热量会更大的多，冷感会强得多；厚重鹅绒被的纯冷感散热量 和冷感时段内总散热量最低，冷感最弱、热舒适性和保温性最好；轻薄鸭绒被的冷感时段内 总散热量最高即保暖性最低、冷感时间最长，适合夏季使用。