ГОСТ ISO 11092-2021 Материалы и изделия текстильные. Физиологическое воздействие. Определение теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара в стационарных условиях (метод испытания с использованием греющей пластины с имитацией потоотделения и горячей охранной зоной)

        ГОСТ ISO 11092-2021

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ТЕКСТИЛЬНЫЕ

Физиологическое воздействие. Определение теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара в стационарных условиях (метод испытания с использованием греющей пластины с имитацией потоотделения и горячей охранной зоной)

Textile materials and products. Physiological effects. Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (test method using a simulated perspiration heating plate and a hot guard zone)

МКС 59.080.01

Дата введения 2022-05-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Производственно-внедренческим обществом с ограниченной ответственностью "Фирма "Техноавиа" (ПВ ООО "Фирма "Техноавиа") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 26 августа 2021 г. N 142-П)

За принятие проголосовали:

(Поправка. ИУС N 1-2022).

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 сентября 2021 г. N 997-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 11092-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 мая 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 11092:2014* "Материалы и изделия текстильные. Физиологическое воздействие. Определение теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара в стационарных условиях (метод испытания с использованием потеющей защищенной термопластины)" ["Textiles - Physiological effects - Measurement of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test)", IDT],

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 38 "Текстиль" Международной организации по стандартизации (ISO).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты".

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 01.10.2021

Введение

Настоящий стандарт является первым из ряда стандартных методов испытаний, определяющих комфорт одежды.

Физические свойства текстильных материалов, которые способствуют физиологическому комфорту, включают сложное сочетание тепломассообмена. Каждое свойство может встречаться отдельно или в сочетании с другими. Они зависят от времени и могут быть рассмотрены в стационарных или переходных условиях.

Тепловое сопротивление является результатом сочетания лучистого, кондуктивного и конвективного теплообмена, и его величина зависит от вклада каждого из них в общий теплообмен. Хотя тепловое сопротивление является неотъемлемым свойством текстильного материала, его измеренная величина может меняться в зависимости от условий испытания, что обуславливается взаимодействием параметров, таких как лучистый теплообмен с окружающей средой.

Существует несколько методов, которые можно использовать для измерения тепловых и гигроскопических свойств текстильных материалов, каждый из которых является специфичным для определенных целей исследования.

Греющая пластина с имитацией потоотделения и горячей охранной зоной (часто называемая моделью кожи человека), применяемая в настоящем стандарте, предназначена для моделирования процессов тепломассообмена, которые происходят на коже человека. Измерения, включающие один или оба процесса, могут проводиться как по отдельности, так и одновременно при различных условиях окружающей среды, представляющих собой разные сочетания температуры, относительной влажности, скорости воздуха, как в жидкой, так и в газообразной фазе. Следовательно, свойства переноса могут быть измерены с помощью данного оборудования при моделировании сочетания процесса эксплуатации одежды и различных условий окружающей среды, как в переходных, так и в стационарных условиях испытания. Настоящий стандарт рассматривает только стационарные условия.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара в стационарных условиях, например: тканей, пленок, покрытий, вспененных материалов и кожи, включая многослойные пакеты материалов, используемые в одежде, стеганых одеялах, спальных мешках, обивке и аналогичных текстильных и текстилеподобных материалах и изделиях.

Условия испытаний, используемые в настоящем стандарте, не предназначены отражать конкретные комфортные условия, а также не установлены эксплуатационные характеристики в отношении физиологического комфорта.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

Примечания

1 Количественная характеристика текстильных материалов или пакетов материалов, которая определяет сухой тепловой поток, проходящий через единицу площади при постоянном градиенте температуры. Сухой тепловой поток может состоять из одного или нескольких компонентов: кондуктивного, конвективного и лучистого.

Примечания

1 Количественная характеристика текстильных материалов или пакетов материалов, которая определяет "скрытый" тепловой поток испарений, проходящий через заданную площадь при постоянном градиенте давления водяного пара. Тепловой поток испарений может состоять из диффузионного и конвективного компонентов.

Примечание - Коэффициент паропроницаемости не имеет размерности, имеет значения от 0 до 1. Значение 0 предполагает, что материал непроницаем для пара, то есть обладает бесконечно большим сопротивлением проникновению пара, а значение 1 предполагает, что материал и слой воздуха обладают одинаковым тепловым сопротивлением и сопротивлением проникновению пара, если толщина слоя воздуха равна толщине материала.

Примечание - Паропроницаемость выражается в граммах на квадратный метр час паскаль.

3 Обозначения и единицы измерения

4 Сущность метода

Испытуемую пробу помещают на электронагревательную пластину, вдоль которой параллельно верхней поверхности проходит кондиционированный воздух, как указано в настоящем стандарте.

Для определения теплового сопротивления измеряют тепловой поток, проходящий через испытуемую пробу, после достижения стационарных условий испытания.

Для определения сопротивления проникновению пара электронагревательную пористую пластину покрывают мембраной, проницаемой для водяного пара, но непроницаемой для воды в виде жидкости. Вода, подаваемая на нагреваемую пластину, испаряется и проходит через мембрану в виде пара, так что вода в жидком состоянии не контактирует с испытуемой пробой. Когда испытуемую пробу помещают на мембрану, тепловой поток, необходимый для поддержания постоянной температуры на пластине, является мерой скорости испарения воды, исходя из этого, определяют сопротивление проникновению пара испытуемой пробы.

5 Оборудование

Коэффициент излучения поверхности пластины 1, измеренный при 20°С в диапазоне длин волн от 8 до 14 мкм при первичном луче, перпендикулярном поверхности пластины и полусферическом отражении, должен быть более 0,35.

На лицевой поверхности блока нагревательного элемента 6, в том месте, где он контактирует с пористой пластиной, врезаны каналы для обеспечения подачи воды из дозирующего устройства 5.

Положение измерительного блока относительно измерительного стола должно быть регулируемым, чтобы верхняя поверхность размещенных на нем испытуемых проб могла быть расположена в одной плоскости с измерительным столом.

Тепловые потери от электропроводки к измерительному блоку или к его устройству измерения температуры должны быть минимизированы, например, за счет размещения максимально возможного количества электропроводки вдоль внутренней поверхности горячей охранной зоны 8.

Воду подают на поверхность пористой металлической пластины 1 с помощью дозирующего устройства 5, такого как бюретка с приводом от двигателя. Дозирующее устройство приводят в действие переключателем, который реагирует на падение уровня воды в пластине более чем на 1,0 мм ниже ее поверхности для поддержания постоянной скорости испарения. Переключатель уровня механически связан с измерительным блоком.

Перед поступлением в измерительный блок вода должна быть предварительно нагрета до температуры измерительного блока. Этого можно достичь, если до поступления в измерительный блок пропустить ее по трубам горячей охранной зоны.

_________________

1 - металлическая пластина; 2 - датчик температуры; 3 - регулятор температуры; 4 - устройство для измерения мощности нагрева; 5 - дозирующее устройство для воды; 6 - металлический блок с нагревательным элементом

Рисунок 1 - Измерительный блок с регулированием температуры и подачи воды

_________________

7 - измерительный блок согласно 5.1; 8 - горячая охранная зона; 9 - регулятор температуры; 10 - датчик температуры; 11 - измерительный стол

Рисунок 2 - Горячая охранная зона с регулированием температуры

5.2 Горячая охранная зона с регулированием температуры (рисунок 2, позиция 8), состоящая из материала с высокой теплопроводностью, обычно металла, и содержащая электрические нагревательные элементы.

Ее назначение - предотвратить утечки тепла с боков и нижней части измерительного блока 7.

Горячая охранная зона может быть оборудована пористой пластиной и системой дозирования воды, по аналогии с измерительным блоком, для создания влажной охранной зоны.

5.3 Испытательная камера, в которую встроен измерительный блок и горячая охранная зона, и в которой контролируются температура воздуха и влажность окружающей среды.

Кондиционированный воздух должен быть подведен так, чтобы он двигался вдоль пластины параллельно верхней поверхности измерительного блока и горячей охранной зоны. Высота воздуховода над измерительным столом должна быть не менее 50 мм.

6 Испытуемые пробы

6.1 Материалы толщиной не более 5 мм

Испытуемые пробы должны полностью покрывать поверхности измерительного блока и горячей охранной зоны.

Из каждого материала, подлежащего испытанию, вырезают и испытывают минимум три испытуемые пробы.

Перед испытанием испытуемые пробы выдерживают в течение как минимум 12 ч при температуре и влажности, указанных в 7.3 или 7.4 соответственно.

6.2 Материалы толщиной более 5 мм

_________________

6.2.2 Если горячая охранная зона не оснащена пористой пластиной и системой дозирования воды, по аналогии с измерительным блоком, для измерения сопротивления проникновению пара вертикальные стороны вырезанных испытуемых проб должны быть окружены рамкой, непроницаемой для водяного пара, примерно той же высоты, как и свободно лежащая (или располагающаяся) испытуемая проба. Внутренние размеры рамки должны быть такими же со всех сторон, как и у пористой пластины измерительного блока.

6.2.3 Перед испытанием испытуемые пробы выдерживают в течение как минимум 24 ч при температуре и влажности, указанных в 7.3 или 7.4 соответственно.

6.2.4 Для испытуемых проб, содержащих несвязные наполнители или имеющих неравномерную толщину, такие как стеганые одеяла и спальные мешки, требуется специальная процедура подготовки, описанная в приложении А.

Рисунок 3 - Поправки на потери тепла с краев при измерении теплового сопротивления

7 Процедура испытаний

7.1 Определение постоянных оборудования

В значения теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара, измеренные с помощью приведенного в настоящем стандарте устройства, включены постоянные оборудования. Эти постоянные состоят из сопротивления внутри самого измерительного блока и сопротивления пограничного слоя воздуха, примыкающего к поверхности испытуемой пробы. Последнее зависит от скорости и степени турбулентности воздушного потока над испытуемой пробой.

Целлофановую мембрану увлажняют дистиллированной водой и прикрепляют к измерительной пластине с помощью соответствующих средств так, чтобы на ней не было складок.

Вода, подаваемая на измерительную пластину, должна быть дистиллированной, предпочтительно после двойной дистилляции, и прокипяченной перед использованием, в ней не должно быть газа для предотвращения образования пузырьков газа под мембраной.

7.1.3 Эталонный материал

_________________

7.1.4 Повторная калибровка

Воздушный поток (как скорость, так и степень турбулентности) над поверхностью испытуемой пробы влияет на сопротивление пограничного слоя, который примыкает к внешней поверхности испытуемой пробы, и, следовательно, влияет на результат испытания.

7.2 Размещение испытуемой пробы на измерительном блоке

7.2.1 Информация об ориентации испытуемой пробы относительно воздушного потока, при необходимости, должна быть определена и указана в протоколе испытаний.

Испытуемые пробы должны быть размещены так, чтобы они в расправленном виде полностью покрывали измерительный блок, причем сторона, обращенная к телу человека, должна быть обращена к измерительному блоку. В случае многослойных испытуемых проб они должны быть размещены и уложены на измерительный блок, как и при носке. Чтобы испытуемая проба оставалась плоской можно использовать по краям непроницаемую для водяного пара клейкую ленту или легкую металлическую рамку.

Пузырьки и складки в испытуемой пробе или воздушные зазоры между испытуемой пробой и измерительным блоком или между элементами многослойных испытуемых проб должны быть исключены при условии, что они не являются частью профиля поверхности испытуемых проб.

Примечание - Руководство по укладке испытуемой пробы из материалов, склонных к набуханию, приведено в приложении С.

7.2.2 Обычно испытуемые пробы испытывают без растяжения или нагрузки и, в случае нескольких слоев, без воздушных зазоров между слоями. Однако, если испытание проводят при растяжении или под давлением, или с воздушными зазорами, это должно быть указано в протоколе испытаний.

7.2.3 Для испытуемых проб толщиной более 3 мм измерительный блок должен быть опущен таким образом, чтобы внешняя поверхность испытуемой пробы находилась на одном уровне с измерительным столом.

символы и единицы измерения определены в разделе 3.

7.4.1 Для измерения сопротивления проникновению пара на поверхность измерительного блока должна быть установлена проницаемая для водяного пара, но не проницаемая для жидкости целлофановая мембрана, как описано в 7.1.2.

Данные изотермические условия предотвращают конденсацию водяного пара на испытуемой пробе.

символы и единицы измерения определены в разделе 3.

8 Прецизионность результатов

8.1 Повторяемость

8.2 Воспроизводимость

9 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать, как минимум, следующую информацию:

a) ссылку на настоящий стандарт;

b) полное описание материала для испытаний;

c) о размещении испытуемых проб в соответствии с 7.2;

d) количество испытуемых проб материала и количество отдельных измерений для каждой испытуемой пробы;

e) сведения об атмосферных условиях проведения испытания;

f) среднее арифметическое значение теплового сопротивления;

и/или

g) среднее арифметическое значение сопротивления проникновению пара;

h) подробные сведения об отклонениях от настоящего стандарта;

i) дату проведения испытания.

Приложение А

(обязательное)

Процедура подготовки испытуемых проб, содержащих несвязные наполнители или имеющих неравномерную толщину

А.1 Для испытуемых проб, содержащих несвязные наполнители или имеющих неравномерную толщину, такие как стеганые одеяла и спальные мешки, вырезают не менее трех испытуемых проб, если возможно. Если это невозможно, в протоколе испытаний должно быть указано фактическое количество испытанных испытуемых проб. Для пакета материалов, имеющих непостоянную толщину из-за простежки, таких как стеганые одеяла и спальные мешки, для измерения теплового сопротивления и сопротивления проникновению пара подготавливают не менее двух испытуемых проб для каждого испытания.

А.2 Испытуемые пробы помещают в рамки примерно той же высоты, что и испытуемая проба в свободном состоянии.

А.3 Выбирают две испытуемые пробы так, чтобы в центральной зоне у одной было максимально возможное число простежек, а у другой - минимальное.

Приложение В

(обязательное)

Определение поправочных коэффициентов мощности нагрева

Приложение С

(справочное)

Руководство по укладке испытуемых проб материалов, склонных к набуханию

С.1 Общие положения

Пузырьки и складки в испытуемой пробе или воздушный зазор между испытуемой пробой и измерительным блоком или между компонентами многослойных испытуемых проб должны быть исключены, если только они не являются частью профиля поверхности испытуемых проб.

Воздух, попавший между испытуемой пробой и измерительным блоком, может исказить результаты испытания.

Некоторые мембраны и материалы или покрытия набухают во время испытаний, в этом случае необходимо принять дополнительные меры и меры предосторожности, чтобы предотвратить образование складок и пузырьков на испытуемой пробе.

С.2 Дополнительные указания по укладке испытуемых проб материалов, склонных к набуханию

Испытуемые пробы помещают на измерительный блок, как описано в 7.2.1. Кроме того, для закрепления испытуемых проб на всех 4 сторонах снаружи пористой металлической пластины измерительного блока на измерительный стол помещают полоски одно- или двухсторонних клейких лент (водонепроницаемых).

Используя ленту, как указано в 7.2.1, прикрепляют испытуемую пробу к измерительному блоку на кромке, обращенной к воздушному потоку, и на двух смежных кромках. Оставляют на (10±0,5) мин для кондиционирования.

В случае появления пузырьков или складок после кондиционирования, ослабляют один или несколько краев, при необходимости, и разглаживают испытуемую пробу, не растягивая, для удаления пузырьков или складок. При необходимости, снова приклеивают три стороны и повторяют кондиционирование еще раз.

В случае отсутствия пузырьков или складок, закрепляют четвертую сторону на измерительном блоке. При появлении пузырьков или складок, используют рамку с планками, как показано на рисунке С.1, чтобы удерживать испытуемую пробу.

Рамка с планками должна быть размещена на испытуемой пробе таким образом, чтобы латунные части рамки не закрывали измерительный блок, а планки были параллельны воздушному потоку.

Примечание - Рамка с планками должна быть адаптирована к конкретным размерам измерительного блока, а круглые стержни должны занимать не более 8% площади измерительного блока.

Рисунок С.1 - Пример рамки