iGift專業制服訂製:ASTM D1518-14(2020)保溫防寒服裝測試全面解析

1. ASTM D1518標準概述與重要性

ASTM D1518-14(2020)是國際公認的紡織品熱傳導性能測試標準,專門用於評估各類服裝材料的保溫性能。該標準在以下領域具有關鍵應用價值:

· ​工業安全防護​​:評估石油、電力等行業冬季戶外工作服的保暖性能

· ​醫療防護​​:測試醫用防護服的熱阻值,確保醫護人員在低溫環境下的舒適度

· ​戶外運動裝備​​:驗證登山服、滑雪服等專業裝備的防寒能力

· ​特殊職業裝​​:評估警用、消防等特種制服的保暖設計

標準測試範圍涵蓋:

· 材料厚度:≤50mm

· 熱傳導係數(U):0.7-14 W/m²·K

· 適用材質:紡織面料、填充材料、複合材料等

測試結果可轉換為Clo值(服裝保暖單位),1 Clo相當於一套典型西裝在21℃靜止空氣環境中的保暖效果。


2. 測試原理與設備詳解

ASTM D1518採用"三層熱板法"精確測量材料的熱傳導性能:

​核心測試系統組成:​

組件

規格要求

功能說明

測試板

150×150mm,黑色陽極氧化鋁/銅

模擬人體皮膚溫度(32-36℃)

保護環

寬度≥63.5mm

防止橫向熱流失,確保熱流垂直傳導

底層隔熱板

與測試板相同材質

阻隔向下熱傳遞

​精密測量裝置:​

· 溫度測量:銅-康銅熱電偶,精度±0.1℃

· 功率測量:數字功率計,精度±0.5%

· 環境控制:恆溫恆濕艙,溫度波動≤±0.5℃

​測試環境要求:​

· 溫度:4.5-21.1℃可調

· 濕度:50%±5%RH

· 氣流速度:0.1m/s(模擬靜止空氣環境)


3. 測試環境與樣品準備要求

​樣品製備規範:​

項目

要求

注意事項

尺寸

≥510×510mm

需完全覆蓋測試板和保護環

數量

每組3個樣品

取平均值作為最終結果

處理

無皺摺、平整

邊緣需密封(針織物使用固定框)

調濕

測試艙內平衡≥2小時

質量變化率<0.1%

​厚度測量:​

· 方法:ASTM D1777標準

· 壓力:0.07kPa(約0.01psi)

· 精度:±0.3mm

· 測點:至少5點取平均值

​特殊樣品處理:​

· 厚重材料(>25mm):需分層測試後計算還原係數

· 複合材料:需標註各層材質和厚度

· 彈性材料:需在自然狀態下測量


4. 完整測試流程步驟分解

​系統預熱​

· 測試板升溫至32-36℃

· 確保三層熱板溫差≤0.3℃

· 環境艙達到設定溫濕度

​裸板測試​

· 記錄無樣品時的熱損失(Ubp)

· 持續30分鐘,每3分鐘記錄數據

​樣品安裝​

· 平整鋪設在測試板上

· 確保無氣泡和皺褶

· 光面朝上(除非特殊要求)

​平衡等待​

· 系統達到熱平衡狀態

· 定義:30分鐘內溫度漂移≤0.05℃

​數據採集​

· 連續記錄30分鐘

· 採集參數:

測試板溫度

輸入功率

環境溫度

保護環溫度

​重複測試​

· 同一樣品至少測試3次

· 不同位置取樣測試

​數據處理​

· 計算U1(樣品+空氣熱傳導係數)

· 計算U2(樣品固有熱傳導係數)


5. 關鍵數據計算與分析

​核心計算公式:​

1. 

綜合熱傳導係數:
U1=A×(TpTa)P
P:功率,A:面積,Tp:板溫,Ta:氣溫)

2. 

材料固有熱傳導係數:
U2=UbpU1Ubp×U1​​

3. 

熱阻值:
R=U21

4. 

Clo值轉換:
Clo=U20.155

5. 

​典型材料性能對照表:​

材料類型

厚度(mm)

U2(W/m²·K)

R(m²·K/W)

Clo值

單層棉布

0.5

8.2

0.12

0.19

羊毛呢

2.0

3.5

0.29

0.44

抓絨衛衣

5.0

2.1

0.48

0.74

羽絨填充

15.0

1.2

0.83

1.29


6. 測試精度與可靠性驗證

​ASTM官方驗證數據:​

誤差來源

變異係數

95%置信區間

同操作員

2.2%

±4.4%

實驗室間

10.7%

±20.9%

​提高精度的方法:​

1. 嚴格控制環境條件

2. 增加測試樣品數量(建議≥5個)

3. 延長平衡時間(厚重材料建議≥1小時)

4. 定期校準測量設備

​數據有效性判定:​

· 三次測試結果差異≤5%

· 熱平衡狀態穩定

· 環境參數在允許波動範圍內


7. 香港市場應用與目標客戶群

​香港特殊氣候需求:​

· 冬季(12-2月)平均低溫:10-15℃

· 室內外溫差可達10℃以上

· 濕冷氣候加劇體感溫度下降

​目標行業解決方案:​

行業

需求特點

推薦方案

建築工程

戶外長時間作業

380g抓毛衛衣+防風複合外套

物流冷鏈

冷藏庫作業

雙層抓絨內膽工裝褲

酒店服務

大堂人員著裝

精紡羊毛混紡西裝

醫療機構

低溫環境防護

3M™吸濕排汗內層

公共交通

司機冬季制服

加厚駕駛員外套

​市場數據:​

· 香港防寒制服市場規模:年約1.2億港幣

· 年增長率:8%(2020-2023)

· 主要採購季:10-12月


8. 專業技術問答集

​Q1:如何根據工作環境溫度選擇合適Clo值的制服?​
A:參考下表選擇:

環境溫度

建議Clo值

適用材質

15-20℃

0.3-0.5

單層棉/POLO衫

10-15℃

0.5-1.0

抓絨衛衣

0-10℃

1.0-1.5

羽絨填充外套

<0℃

>1.5

專業防寒複合材料

​Q2:為什麼厚重材料需要分層測試?​
A:超過25mm的材料會導致:

· 熱平衡時間過長(可能>4小時)

· 溫度梯度影響測量精度

· 分層測試後可用公式還原:
U原始=U分層×t原始t分層​​

​Q3:ASTM D1518與ISO 11092的主要區別?​
A:關鍵差異比較:

項目

ASTM D1518

ISO 11092

測試狀態

乾燥

可模擬出汗

熱板尺寸

150×150mm

200×200mm

應用重點

保暖性

熱濕舒適性

香港採用率

85%

15%


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