評估含相變化材料織物之檢測儀器與測試程序簡介

前言
相變化材料（Phase Change Material，以下簡稱PCM）是一種鏈烷烴的聚合體，無法產生陡急的相轉移溫度（見圖1），在相轉移區與非相轉移區具有不同的熱阻抗值（紡織業界稱為保溫值）。其中非相轉移區的熱流量與溫度之間會在固定的外界環境溫度下達到穩定的熱平衡狀態（以下簡稱穩態），至於相轉移區則會隨著熱流量輪廓曲線的變化，每個溫度點的熱阻抗值都在改變，因此其熱阻抗只有瞬間值（以下簡稱動態）而無穩態值。傳統評估紡織品熱阻抗或傳導的方法為ASTM D 1518，可以確認結合傳導、對流與輻射作用的乾狀態試樣之所有熱傳導係數，藉由測量熱板－試樣－空氣間的熱流量就可以決定R值（或Clo值，即熱阻抗值）。然而此法只能測量穩定的狀態，對含PCM的產品而言，穩態測試並不能區隔其與不含PCM織物的差別；當聚焦於織物的熱阻抗穩態與動態的表現時，空氣對流量與熱板－試樣間的接觸阻抗亦為主要考量，更凸顯發展新檢測儀器與測試程序之必要。
本文介紹的檢測儀器源自美國科羅拉多州立大學教授Dr. Douglas C. Hittle的發明專利〈US 6408256：任何薄材料之熱評估方法與裝置〉，並由此專利發展而成的新標準〈ASTM D 7024：紡織材料的穩態與動態熱防護測試方法〉。