ГОСТ Р ИСО 11092-2012
Группа М09
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МАТЕРИАЛЫ ТЕКСТИЛЬНЫЕ
Физиологические воздействия
Определение теплостойкости и стойкости к водяному пару в стационарных условиях (метод испытаний с использованием изолированной конденсирующей термопластины)
Textiles. Physiological effects. Measurements of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test)
ОКС 59.080.30
17.200
Дата введения 2015-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 442 "Хлопок", Открытым акционерным обществом "Центральный Научно-исследовательский текстильный институт" (ОАО "ЦНИТИ") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 N 1542-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11092:1993* "Текстиль. Физиологические воздействия. Определение теплостойкости и стойкости к водяному пару в стационарном режиме (испытание с использованием пористой защищенной термопластины)" (ISO 11092:1993 "Textiles - Physiological effects - Measurements of thermal and water-vapour resistance under steady-state conditions (sweating guarded-hotplate test)").
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод испытаний для определения в стационарных условиях теплостойкости и стойкости к водяному пару многослойных текстильных материалов, включающих такие компоненты, как ткани, пленки, покрытия, пену и кожу, используемых в одежде, стёганых одеялах, спальных мешках, обивочных и аналогичных текстильных или подобных текстильным изделиях.
Применение данных методов ограничено максимальными значениями теплостойкости и стойкости к водяному пару, которые зависят от размеров и конструкции используемого оборудования (например, минимальные технические параметры согласно настоящему стандарту должны обеспечивать измерения порядка 2 м
Приводимые в настоящем стандарте условия испытаний не предназначены для представления конкретных комфортных условий. В нем не устанавливаются технические характеристики, связанные с физиологическим комфортом.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 теплостойкость
Теплостойкость
2.2 стойкость к водяному пару
Стойкость к водяному пару
2.3 коэффициент паропроницаемости
где
2.4 паропроницаемость
где
Паропроницаемость выражается в граммах на квадратный метр час паскаль.
3 Принятые обозначения и единицы измерения
4 Сущность метода
Согласно настоящему стандарту образец, предназначенный для испытания, размещают на электрически нагреваемой пластине, вдоль которой параллельно ее верхней поверхности направлен поток кондиционированного воздуха.
Для определения теплостойкости тепловой поток, проходящий через испытуемый образец, измеряют после того, как установится стационарный режим.
Описанный в настоящем стандарте метод позволяет определить теплостойкость
Для определения стойкости к водяному пару электрически нагреваемую пористую пластину покрывают паропроницаемой, но непроницаемой для воды и жидкости мембраной. Вода, подаваемая на нагретую пластину, испаряется, и пар проходит через мембрану. Таким образом, вода в жидком состоянии не контактирует с испытуемым образцом. При расположении на мембране испытуемого образца тепловой поток, требуемый для поддержания постоянной температуры около пластины, является мерой скорости испарения воды, и, исходя из этого, определяется стойкость к водяному пару испытуемого образца.
Изложенный в настоящем стандарте метод делает возможным определение стойкости к водяному пару
5 Аппаратура
5.1 Измерительное устройство с регуляторами температуры и подачи воды, состоящее из металлической пластины толщиной приблизительно 3 мм с минимальной площадью 0,04 м
Коэффициент излучения поверхности пластины (1), измеряемый при температуре 20 °С в диапазоне волн длиной от 8 до 14 мкм, с основным лучом, перпендикулярным к поверхности пластины, и полусферическим отражением, должен быть более 0,35.
В торце блока нагревательных элементов делают каналы в том месте, где он контактирует с пористой пластиной, чтобы обеспечить подачу воды из дозирующего устройства (5).
Положение измерительного устройства относительно измерительного стола должно быть регулируемым, чтобы верхняя поверхность устанавливаемого на нем образца могла располагаться в одной плоскости с измерительным столом.
Тепловые потери от электропроводки, идущей к измерительному устройству или к его прибору для измерения температуры, должны быть уменьшены, например, путем прокладки как можно большего числа проводов вдоль внутренней стороны теплового ограждения (8).
Регулятор температуры (3), включая температурный датчик измерительного устройства (2), должен поддерживать температуру
Тепловую мощность
1 - металлическая пластина; 2 - температурный датчик; 3 - регулятор температуры; 4 - устройство для измерения тепловой мощности; 5 - дозирующее устройство; 6 - металлический блок с нагревательным элементом
Рисунок 1 - Измерительное устройство с регулятором температуры и подачи воды
Вода подается к поверхности пористой металлической пластины (1) дозирующим устройством (5), например, бюреткой с электроприводом. Дозирующее устройство приводится в действие переключателем, который реагирует на падение уровня воды в пластине более чем на 1,0 мм ниже ее поверхности, чтобы поддерживать постоянную скорость испарения. Переключатель уровня механически соединен с измерительным устройством.
Перед тем как попасть в измерительное устройство, вода должна быть предварительно нагрета до его температуры. Это может быть достигнуто в результате ее прохождения через трубки в тепловом ограждении перед входом в измерительное устройство.
5.2 Тепловая изоляция с регулятором температуры [(8) рисунок 2] представляет собой материал с высокой удельной теплопроводностью, обычно металл, содержащий электрические нагревательные элементы. Тепловая изоляция необходима для того, чтобы предотвратить утечку тепла с боковых сторон и дна измерительного устройства (7).
Ширина
Тепловая изоляция может быть снабжена пористой пластиной и устройством для дозировки воды, подобно тем, которыми снабжено измерительное устройство для создания влажного ограждения.
Температуру тепловой изоляции
Испытательная камера, в которой регулируют влажность и температуру окружающего воздуха, должна быть оборудована измерительным устройством и тепловым ограждением.
7 - измерительное устройство в соответствии с 5.1; 8 - тепловая изоляция; 9 - регулятор температуры; 10 - прибор для измерения температуры; 11 - измерительный стол
Рисунок 2 - Тепловая изоляция с регулятором температуры
Кондиционированный воздух необходимо подавать таким образом, чтобы его поток проходил под углом и параллельно верхней поверхности измерительного устройства и теплового ограждения. Высота воздуховода над измерительным столом должна быть не менее 50 мм.
В ходе испытания перепад температуры
В процессе испытания перепад относительной влажности
Параметры воздушного потока измеряют на расстоянии 15 мм от измерительного стола над центром непокрытого измерительного устройства при температуре воздуха
Важно, чтобы воздушный поток имел в этой точке определенную степень турбулентности, выражающуюся в соответствующем изменении скорости воздуха
6 Процедура подготовки образцов для испытаний
6.1 Для материала толщиной не более 5 мм:
- образцы для испытаний должны полностью покрывать поверхности измерительного устройства и теплового ограждения;
- от каждого подлежащего испытанию материала необходимо отрезать и подвергнуть испытанию как минимум три образца.
Перед проведением испытаний образцы необходимо выдержать в течение по меньшей мере 12 ч при температуре и влажности, значения которых указаны в 7.3 или 7.4, в зависимости от случая.
6.2 Для материала толщиной более 5 мм:
6.2.1 Подпадающие под эту категорию образцы требуют специальной процедуры испытания во избежание потерь тепла или водяного пара с их краев.
При измерении теплостойкости возникает необходимость в поправке на тепловые потери с краев образца, если его толщина более чем в два раза превышает ширину
Рисунок 3 - Поправки на тепловые потери с краев образца во время измерения теплостойкости
6.2.2 Если тепловая изоляция не снабжена пористой пластиной и системой дозировки воды, подобных тем, что установлены на измерительном устройстве, для измерения стойкости к водяному пару вертикальные стороны отрезанных образцов должны быть окружены непроницаемой для воды и пара рамкой приблизительно такой же высоты, как и образец в свободном состоянии. Внутренние размеры рамки должны быть одинаковыми со всех сторон, как и размеры пористой пластины измерительного устройства.
6.2.3 Перед проведением испытания образцы должны быть выдержаны как минимум 24 ч при температуре и влажности, значения которых указаны в 7.3 или 7.4.
6.2.4 Образцы, содержащие неплотный наполнитель или имеющие неравномерную толщину, как, например, стеганые одеяла и спальные мешки, требуют специальной процедуры укладки, которая приведена в приложении А.
7 Порядок проведения испытаний
7.1 Определение постоянных установки
В значения теплостойкости и стойкости к водяному пару, измеренные с использованием приведенного в настоящем стандарте устройства, включаются постоянные, присущие установке. Эти постоянные заключают в себе суммарное сопротивление внутри самого измерительного устройства и пограничного с поверхностью испытуемого образца воздушного слоя. Последний зависит от скорости и степени турбулентности воздушного потока над образцом.
Эти постоянные установки,
7.1.1 Определение
Для определения
Сопротивление непокрытой пластины
где
7.1.2 Определение
7.1.2.1 Во время определения
Целлофановую мембрану смачивают дистиллированной водой и крепят к измерительной пластине с помощью соответствующих средств таким образом, чтобы не образовывалось никаких складок и морщин.
Вода, подаваемая к измерительной пластине, должна быть дистиллированной, предпочтительно после двойной дистилляции, прокипяченной перед использованием для освобождения от газов, чтобы предотвратить образование газовых пузырьков под мембраной.
Устанавливают температуру измерительного устройства
Относительную влажность
Частичное давление водяного пара
Все отклонения от вышеуказанных значений
7.1.2.3 Сопротивление непокрытой пластины
где
7.1.3 Эталонный материал
Целесообразный перекрестный контроль параметров установки может быть проведен измерением материала с предварительно установленным значением теплостойкости, например, эталонного материала для проверки удельной теплопроводности.
7.1.4 Повторная калибровка
Проверку постоянных установки
Поток воздуха (скорость и степень турбулентности) над поверхностью испытуемого образца оказывает влияние на сопротивление слоя, граничащего с наружной поверхностью образца, и, таким образом, влияет на результат испытания.
7.2 Монтаж испытуемого образца на измерительном устройстве
7.2.1 Информация об ориентации испытуемого образца относительно потока воздуха при необходимости должна быть отражена в отчете об испытаниях.
Образцы для испытаний должны быть расположены по всей площади ровно и обращены к измерительному устройству той стороной, которая обычно направлена к телу человека при носке. В случае, когда имеется несколько слоев, образцы должны быть распределены и разложены на измерительном устройстве в том же направлении, как и при носке. Водостойкая и паронепроницаемая клейкая лента или легкая металлическая рамка может закрепить края испытуемого образца, чтобы он лежал ровно.
Пузырьки и складки в образце, воздушные зазоры между образцом и измерительным устройством или между слоями многослойного образца должны быть исключены при условии, что они не характерны для профиля поверхности испытуемых образцов.
Обычно испытуемые образцы измеряют без растягивания или нагрузки и, в случае, когда имеется несколько слоев, без воздушных зазоров между слоями. Однако если испытание проводят на натянутом образце или с применением давления, или с воздушными зазорами, все это должно быть отражено в отчете об испытаниях.
Если толщина испытуемых образцов превышает 3 мм, измерительное устройство следует опустить таким образом, чтобы внешняя поверхность испытуемого образца была на одном уровне с измерительным столом.
7.3 Измерение теплостойкости
7.3.1 Температура измерительного устройства
Могут быть использованы другие значения температуры воздуха
После того как испытуемый образец будет размещен на измерительном устройстве, необходимо подождать до тех пор, пока измеряемые характеристики
7.3.2 Теплостойкость
символы и единицы измерения которой определены в разделе 3.
Теплостойкость
7.4 Измерение стойкости к водяному пару
7.4.1 Для определения стойкости к водяному пару поверхность измерительного устройства должна быть снабжена паропроницаемой, но водостойкой целлофановой мембраной, как описано в 7.1.2.
7.4.2 Температура измерительного устройства
Эти изотермические условия предотвращают конденсацию водяного пара на испытуемом образце.
Могут быть использованы другие значения относительной влажности и скорости воздуха
Если температура воздуха
После помещения испытуемого образца на измерительное устройство необходимо подождать до тех пор, пока измеряемые характеристики
7.4.3 Вычисляют стойкость к водяному пару по следующей формуле:
символы и единицы измерения которого определены в разделе 3.
Стойкость к водяному пару
8 Точность метода
8.1 Достоверность
Для теплостойкости
Для стойкости к водяному пару
8.2 Воспроизводимость
Для межлабораторных испытаний применяют три образца пеноматериала толщиной 3, 6 и 12 мм, проверяемых в четырех лабораториях. Для теплостойкости
9 Протокол испытания
Протокол испытания должен содержать как минимум следующие сведения:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) подробное описание материала, подлежащего испытанию;
c) размещение образцов для испытания в соответствии с 7.2;
d) число подлежащих испытанию образцов материала и число отдельных измерений, проводимых на каждом образце;
e) сведения об атмосферных условиях проведения испытаний;
f) среднее арифметическое значение теплостойкости и/или
g) среднее арифметическое значение стойкости к водяному пару;
h) подробные сведения об отклонении от настоящего стандарта;
i) дату проведения испытаний.
Приложение А
(рекомендуемое)
Порядок установки образцов, содержащих неплотный наполнитель, а также образцов с неравномерной толщиной
А.1 Для текстильных материалов, состоящих из неплотного наполнителя или имеющих неравномерную толщину, должно быть вырезано, если возможно, как минимум, три образца. Если это невозможно сделать, в отчёте об испытаниях необходимо указать действительное количество испытанных образцов. Что касается составных текстильных материалов, таких как стёганые одеяла и спальные мешки, которые имеют неравномерную толщину в результате выстегивания, для определения теплостойкости и стойкости к водяному пару необходимо подготовить, как минимум, два образца.
А.2 Эти образцы для испытаний должны быть помещены в рамки приблизительно такой же высоты, что и высота образца в свободном состоянии.
Для определения теплостойкости
Для определения стойкости к водяному пару
А.3 Выбирают два образца таким образом, чтобы один имел максимально возможное число стежков, а второй - минимально возможное число стежков, расположенных в их центральных зонах.
Приложение В
(рекомендуемое)
Расчет поправочного коэффициента для тепловой мощности
B.1 Во время определения теплостойкости и стойкости к водяному пару значения температуры измерительного устройства и теплового ограждения должны быть одинаковыми. Однако установленные в 5.1 и 5.2 допустимые значения на практике могут вызывать небольшие различия в этих температурах, в результате чего тепловая мощность, передаваемая на измерительное устройство, не будет равна тепловому потоку, проходящему через образец. В таких случаях при определении теплостойкости и стойкости к водяному пару необходимо применить условия поправки соответственно
В.2 Условие поправки для тепловой мощности
Крутизну
Измерительное устройство и тепловое ограждение покрывают материалом с высокой теплоизоляцией (например, вспененным материалом толщиной 4 см). Температуру воздуха устанавливают на 20 °С, а температуру измерительного устройства - на 35 °С. Регулятор температуры тепловой изоляции используется для изменения температуры изоляции от 34 °С до 36 °С постепенно каждый раз на 0,2 К. Тепловую мощность, передаваемую на измерительное устройство регистрируют после достижения стационарного режима на каждой ступени регулировки.
Линейная регрессия этой тепловой мощности в зависимости от разницы температур измерительного устройства и теплового ограждения даёт прямую линию с крутизной
В.3 Условие поправки для тепловой мощности
Крутизну
Измерительное устройство покрывают паропроницаемой мембраной, как описано в 6.1.2, и через дозирующее устройство орошают водой. Измерительное устройство и тепловая изоляция покрывают непроницаемым для водяного пара материалом (например, полиэтиленовой терефталатовой плёнкой) и материалом с высокой теплоизоляцией (например, пеноматериалом с минимальной толщиной 4 см). Температуру воздуха устанавливают на 35 °С при относительной влажности 40%, а температуру тепловой изоляции - на 35° С.
Температуру измерительного устройства увеличивают относительно значения тепловой изоляции ступенчато по 0,2 К. Тепловую мощность, передаваемую измерительному устройству, регистрируют после достижения стационарного режима на каждой ступени. Линейная регрессия этой тепловой мощности в зависимости от разницы температур измерительного устройства и тепловой изоляции дает крутизну
В.4 Значения крутизны
__________________________________________________________________________
УДК 677.017:006.354 ОКС 59.080.30 М09
17.200
Ключевые слова: материалы текстильные, теплостойкость, стойкость к водяному пару, паропроницаемость, коэффициент паропроницаемости, термопластина, метод испытаний, измерение, достоверность, воспроизводимость
__________________________________________________________________________
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2014