CN104115007A - 吸附发热性测定装置及吸附发热性测定方法 - Google Patents

Abstract

吸附发热性测定装置(1)主要包括供给干燥空气的空气泵(2)、在供给干燥空气时供给加湿空气的起泡器(3)、为使干燥空气或加湿空气与进行测定的样品(10)接触而流入有空气的反应测定器(4)；及测量流入至反应测定器(4)中的至少加湿空气的流量的流量测量器(5)。这些反应机器是通过干燥空气或加湿空气流通的流路连接。该装置进一步包括调节至少加湿空气的流量的加湿空气供给系统针形阀(13)。

Description

吸附发热性测定装置及吸附发热性测定方法

技术领域

本发明涉及一种测定具有由水分子的吸附产生的发热效果的材料的吸附发热性的吸附发热性测定装置及吸附发热性测定方法。

背景技术

将羊毛等衣料中的众所周知的由吸附产生的发热功能(吸附发热性功能，同时进行吸收与吸附而发热的功能)赋予合成纤维等，使纤维等自身发热从而提高保温效果的技术倍受关注。此技术不仅应用于纤维，也应用于棉状物、纺织品、编织品或无纺布等。进而，也尝试着以使粉末状吸附发热材料分散的涂敷剂对这些纤维等进行加工、或分散成膜、或成形为片状物或纸等的各种应用。因此，恰当评估所述吸附发热性的技术对于用以促进附加值高的商品的开发也是重要的事情。

近年来，作为吸附发热性的试验方法，其主流的方法是如下众所周知的技术：首先，调整选取的样品，将绝对干燥的样品投入至干燥器中，进而放置，使干燥器中的环境温度及湿度稳定化，与此同时，使试验片的温度及含水率也稳定化，然后解除干燥器的盖等曝露在高湿度环境下，以温度传感器测定样品的表面温度。

例如，在专利文献1中，记载有吸着热及导热性的发热性材料的测定装置及测定方法。具体而言，揭示了一种吸附发热性的测定装置，其包括精密迅速热物性测定部、测定温度等的测定部、包含泵等的水供给部、及空气供给部，可同时测定由吸附热引起的上升温度与外观的导热性。

另外，在专利文献2中，也记载有由吸附引起的发热性的试验方法及试验装置。具体而言，揭示如下方法：以两块试验片将反应容器在侧方间隔成三个，设置一个中央间隔室及两个侧方间隔室，将所述三个间隔室内气氛的湿度作为初始条件，然后将中央间隔室内或侧方间隔室内的环境变更为试验条件，同时测定两块试验片或其附近的温度，评估由试验片的吸附引起的发热性。

专利文献1：日本专利特开2006-329746号公报

专利文献2：日本专利特开2003-337111号公报

发明内容

发明要解决的课题

在所述专利文献1中所记载的吸附发热性材料测定装置及测定方法中，将水蒸气自空气泵等构成的水供给部或空气供给部直接供给至测定材料。在专利文献2中所揭示的由吸附引起的发热性试验装置及试验方法中，也将初始条件湿度或试验条件湿度的空气自调节空气湿度的调湿气氛供给部直接供给至样品。

然而，即便使自供给部流出的空气的湿度为固定，当该空气自泵通过管或起泡器时，进而随着时间的流逝，在与评估吸附发热性的样品(测定材料)接触时，每单位时间的水分赋予量(以下，简单地称为流量)不同，故而并不是可进行正确的温度测定。其结果为，并不是可评估该样品的正确的吸附发热性。

本发明是有鉴于所述情况而完成，其目的在于提供一种精度更佳及再现性提高的吸附发热性测定装置及吸附发热性测定方法。

解决课题的手段

为达成所述目的，本发明的第1观点的吸附发热性测定装置的特征在于，包括：

干燥空气供给部；

加湿空气供给部；

至少一个反应测定部，其流入有自所述干燥空气供给部供给的干燥空气、或自所述加湿空气供给部供给的加湿空气，使所保持的样品与所述供给的干燥空气或所述供给的加湿空气接触；

流量调节部，其调节流入至所述反应测定部的所述干燥空气或所述加湿空气中的至少所述加湿空气的流量；及

流量测量部，其测量流入至所述反应测定部的所述干燥空气或所述加湿空气中的至少所述加湿空气的流量。

为达成所述目的，本发明的第2观点的吸附发热性测定方法的特征在于，包括：

干燥工序，其使干燥空气流入至保持有样品的反应测定部；

加湿工序，其在所述干燥工序之后，使加湿空气流入至保持有所述样品的反应测定部；

测量工序，其测量在所述加湿工序中流入至所述反应测定部的加湿空气的流量；

调节工序，其将在所述测量工序中测量的流入至所述反应测定部的加湿空气的流量调节为规定的流量；及

温度测量工序，其在经所述调节工序调节了所述加湿空气的流量的状态下，由配置在保持于所述反应测定部的样品的附近的温度传感器测量温度。

发明效果

根据本发明，提供精度更佳及再现性提高的吸附发热性测定装置及吸附发热性测定方法。

附图说明

图1是表示实施方式1的吸附发热性测定装置的概要构成图；

图2是表示实施方式1的反应测定器的内部配置的立体图；

图3是表示实施方式2的吸附发热性测定装置的概要构成图；

图4是表示实施方式2的吸附发热性测定的动作示例的流程图；

图5是表示实施方式3的吸附发热性测定装置的概要构成图；以及

图6是表示实施方式4的吸附发热性测定装置的概要构成图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是表示实施方式1的吸附发热性测定装置的概要构成图。如图1所示，吸附发热性测定装置1主要包括：空气泵2、起泡器3、反应测定器4、及流量测量器5。这些反应机器是通过流通有干燥空气或加湿空气的流路连接。在流路之间具备有用以切换流路的切换阀11、调节干燥空气的流量的干燥空气供给系统针形阀12、及调节加湿空气的流量的加湿空气供给系统针形阀13。图1中表示了将切换阀11设定在使空气在空气泵2、起泡器3及加湿空气供给系统针形阀13中流通的方向上。反应测定器4包括测定器的基台上的第1发泡绝热材料6、温度传感器7、保持样品10的样品保持器8、及第2发泡绝热材料9。

对于使用该吸附发热性测定装置1来测定样品10的吸附发热性的方法，详细地进行说明。样品10是指例如使用有纤维的纺织品、编织品、无纺布、片状物、膜、纸或粉末成型品，或对这些加工而成的衣料或材料等的试验用的片段或成型物。在测定之前，优选进行吸附发热性测定装置1的预处理(干燥空气的供给等)。另外，优选在供给加湿空气之前，测定供给有干燥空气时的样品10的温度。

在供给有干燥空气时的样品10的温度测定过程中，以使流路成为通过干燥空气供给系统针形阀12的方向的方式设定切换阀11，除此之外，与下述的供给加湿空气的过程相同。另外，也可将即将供给加湿空气之前的温度设为供给干燥空气时的测定温度。一般而言，对于干燥空气，也可不调节流量，也可不具有干燥空气供给系统针形阀12，也可设定为固定的流量。然而，也可与下述加湿空气的情形同样地，对于干燥空气，也可使用干燥空气供给系统针形阀12来调节流量。

对供给有加湿空气时的样品10的温度测定过程进行说明。以使流路成为自空气泵2通过含有水的起泡器3及加湿空气供给系统针形阀13的方向的方式设定切换阀11，使加湿空气流入至流量测量器5。在流量测量器5中，测量加湿空气的流量。这里，该测定方法中，确认加湿空气的流量是否成为某固定范围的流量。该确认过程中，例如，作业者也可直接目测确认，在偏离该固定范围的情况下，也可自流量测量器5通过声音或光等的手段向作业者发送警告消息。

所谓某固定范围的流量(也称为规定值)，是指在进行预先作为基准的标准布(为已成为测定吸附发热性的评估的基准的物)的吸附发热性测定时，可取得基准的温度测定值的范围的流量。在所确认的加湿空气的流量偏离该固定范围的情况下，例如以手动的方式松开或关闭加湿空气供给系统针形阀13，以使加湿空气的流量成为该固定范围的流量的方式加以调节。这样被调节为该固定范围的流量的加湿空气、或在测量时间点为该固定范围的流量的加湿空气通过反应测定器4的基台而流入至其内部。

图2是表示实施方式1的反应测定器的内部配置的立体图。如图2所示，流入至反应测定器4内部的加湿空气首先与形成有喷出孔14的第1发泡绝热材料6接触。第1发泡绝热材料6是在进行样品10的吸附发热性测定时相当于模拟皮肤。然后，加湿空气自喷出孔14流入，朝向第1发泡绝热材料6中的与接触面相反方向的面流出。另外，图2所示的喷出孔14的数量为4个，但并不限定于该数量。

如图2所示，在第1发泡绝热材料6的该相反方向的面上，配置有温度传感器7。温度传感器7优选为膜状，且通过粘着胶带等贴附到第1发泡绝热材料6的面上。而且，温度传感器7的感知温度的部分是以与样品10接触的方式配置。

样品保持器8在包含温度传感器7的区域的周边，以使温度传感器7的感知温度的部分与样品10接触的方式，与第1发泡绝热材料6夹持而保持样品10。如图2所示，例如，样品保持器8设为圆筒状的形状，在其底部通过胶带等附着有样品10。在样品10是衣料品等试验片的情况下，优选以使温度传感器7与接触到肌肤的面直接接触的方式使样品10附着在底部，以此可更精密地评估吸附发热性。

在样品保持器8的圆筒状形状的内部，自附着有样品10的底部空出空间而将圆形状的第2发泡绝热材料9以填塞的状态配置。详细而言，第2发泡绝热材料9以与第1发泡绝热材料6相对的状态配置。

在形成如此构成的反应测定器4的内部，加湿空气自第1发泡绝热材料6的喷出孔14流出，例如一边供给30分钟左右的加湿空气，一边每固定时间由温度传感器7来测定样品10的温度。

另外，在干燥空气或加湿空气自第1发泡绝热材料6的喷出孔14流出时，如图1所示，样品10是由第1发泡绝热材料6及与第1发泡绝热材料6相对的第2发泡绝热材料9夹持，故而在难以由通风进行散热的条件下，可精密地测定温度。因此，例如对如上所述的衣料的试验片即样品10的与肌肤接触的面直接进行温度测定的状况下时，实际上可进行与穿着衣料的状况下类似的评估。

最后，可通过样品10在干燥空气或加湿空气中测定的温度差(由测定时的平均温度或最高到达温度等引起的温度差)评估该样品10的吸附发热性。对于相同条件下的相同样品10，当温度差存在偏差时，优选进行追加试验从而去除异常值。

这样，在使用本实施方式1的吸附发热性测定装置1的测定方法中，测量、调节直接流入至反应测定器4内部的加湿空气的流入量，因此可控制每单位时间的水分赋予量。其结果为，可得出精度更佳且再现性提高的吸附发热性的评估结果。

(实施方式2)

图3是表示实施方式2的吸附发热性测定装置的概要构成图。如图3所示，本实施方式2的吸附发热性测定装置1与所述实施方式1的吸附发热性测定装置1的差异在于，在流量测量器5与加湿空气供给系统针形阀13之间，设置有控制部15、以及其配置在固定条件的气氛空气内部。

如果在固定条件的气氛空气内部(例如，恒温恒湿室内等)进行吸附发热性测定，则自空气泵2供给的空气的温度为固定，由温度测定而进行的吸附发热性的评估中难以出现误差，因此优选。也可不存在干燥空气供给系统针形阀12，也可设定为固定的流量。

对使用本实施方式2的吸附发热性测定装置1的测定方法进行说明。关于干燥空气或加湿空气流入至反应测定器4之后的温度测定的过程，与所述实施方式1相同。然而，在加湿空气流入至反应测定器4之前的过程中，存在一点与所述实施方式1的不同之处。以下，详细地进行说明。

所谓该不同之处，是流量测量器5测量加湿空气的流量，并判断流量是否为某固定范围的流量，进而控制部15进行之后的判断。根据该差异，由于详细的过程与所述实施方式1相同，因此以流程图形式简单地说明本实施方式2的吸附发热性测定方法。

控制部15自流量测量器5输入流量的检测值，且以成为规定流量的方式调节加湿空气供给系统针形阀13。而且，在特定的定时，自温度传感器7输入温度的检测值并记录。另外，图3中虽未图示，但关于空气泵2及切换阀11，也可全部由控制部15控制，且自动地进行空气的供给及流路的切换。

为检测流量，例如使用节流式流量计(文丘里流量计)、差压式流量计或超声波流量计等来测量节流前后的压力差、平板前后的压力差或超声波传播时间等，且输入表示流量的电气信号的值。为调节流量，例如可通过对针形阀的操作部安装引动器且控制引动器的动作来调节。此外，可通过任何方法实现流量的测量、流量的调节。

图4是表示实施方式2的吸附发热性测定的动作示例的流程图。首先，如图4所示，由干燥空气供给系统使干燥空气流入至反应测定器4的内部(步骤S101)，测定例如1～2分钟后的样品10的温度(步骤S102)。其次，为供给加湿空气而以切换阀11切换流路(步骤S103)。然后，由流量测量器5测定加湿空气的流量(步骤S104)。这里，在控制部15的系统中，判断流量是否在某固定范围(步骤S105)，在偏离该固定范围的情况下(步骤S105，否)，以在加湿空气供给系统针形阀13自动地进行调节的方式发送信息(步骤S106)。这样，在加湿空气供给系统针形阀13适当地调节加湿空气的流量，并再次返回至加湿空气的流量测定的阶段(步骤S104)。

当流量在某固定范围(规定值)的情况下(步骤S105，是)，则经过特定的时间后(步骤S107，是)，测定样品10的温度(步骤S108)。特定时间为例如测量温度的周期。特定时间可根据调节流量、样品10的材料或气氛状况等适当决定。在未经过特定时间的情况下(步骤S107，否)，再次返回至加湿空气的流量测定的阶段(步骤S104)。

在经过了特定时间的情况下(步骤S107，是)，测定样品10的温度(步骤S108)，其次，判断温度测定是否结束(步骤S109)。例如，在进行多次温度测定的情况下，当规定次数(或时间)的温度测定未结束时(步骤S109，否)，再次返回至加湿空气的流量测定的阶段(步骤S104)。当规定次数(或时间)的温度测定结束时(步骤S109，是)，结束该吸附发热性测定。

这样，在使用本实施方式2的吸附发热性测定装置1的测定方法中，与实施方式1同样地测量、调节直接流入至反应测定器4内部的加湿空气的流入量，因此可控制每单位时间的水分赋予量。其结果为，可给出精度更佳且再现性提高的吸附发热性的评估结果。另外，由于也包括控制部15，因此更简易而高效。

(实施方式3)

图5是表示实施方式3的吸附发热性测定装置的概要构成图。如图5所示，本实施方式3的吸附发热性测定装置1与所述实施方式1的吸附发热性测定装置1的差异在于，整体包括多个反应测定器4及流量测量器5、以及在各个供给流路与流量测量器5之间具备针形阀16。

对使用本实施方式3的吸附发热性测定装置1的测定方法进行说明。关于干燥空气或加湿空气流入至多个反应测定器4之后的温度测定的过程，与所述实施方式1及所述实施方式2相同。另外，关于在预定条件的气氛空气内部(例如，恒温恒湿室内等)进行该吸附发热性测定，与所述实施方式2相同。然而，存在一点与所述实施方式1及所述实施方式2的不同之处。以下，详细地进行说明。

本实施方式3的吸附发热性的测定方法中，自起泡器3供给加湿空气之前的过程与将所述实施方式1及所述实施方式2组合而成的工序为相同。然而，之后，加湿空气分为多个流路，且通过多个针形阀16，由与各个针形阀16连接的流量测量器5测定流量。

确认各个测定的流量是否为某固定范围的流量，当偏离该固定范围的情况下，例如以手动的方式松开或关闭与已测出流量偏离的流量测量器5连接的针形阀16，调节加湿空气的流量，使其成为该固定范围的流量。已被调节为该固定范围的流量的各个流路中的加湿空气流入至与各个针形阀16及流量测量器5连接的反应测定器4的内部，以与所述实施方式1及所述实施方式2相同的测定方法来评估吸附发热性。各个反应测定器4中测定的样品10可由各种试验片进行。

本实施方式3的情况下，干燥空气供给系统针形阀12当然可不存在，加湿空气供给系统针形阀13也可不存在，也可设定为固定的流量。而且，加湿空气供给系统针形阀13也可用于调节加湿空气的粗略的供给量。另外，图5中仅描绘出4条流路，省略其余的反应测定器4的流路，实际上图5所示的吸附发热性测定装置1中，可同时进行最大16种试验片的实验。

这样，在使用本实施方式3的吸附发热性测定装置1的测定方法中，与实施方式1同样地测量、调节直接流入至反应测定器4内部的加湿空气的流入量，因此可控制每单位时间的水分赋予量。其结果为，可给出精度更佳且再现性提高的吸附发热性的评估结果。另外，在一次作业中可对多个样品10评估吸附发热性，因此更简易而高效。

(实施方式4)

图6是表示实施方式4的吸附发热性测定装置的概要构成图。如图6所示，本实施方式4的吸附发热性测定装置1与所述实施方式1的吸附发热性测定装置1的差异在于，在连接空气泵2与干燥空气供给系统针形阀12的流路之间具备硅胶充填管17。

使用本实施方式4的吸附发热性测定装置1的测定方法中，与所述实施方式1的测定方法相比较后发现，仅在以下的点有所不同，即，使空气泵2的干燥空气通过硅胶充填管17，使更干燥的空气流入至反应测定器4中。即，干燥空气中的样品10的测定温度与加湿空气中的样品10的测定温度之差变大。另外，即便为硅胶以外的物质，只要是吸收水分的氯化钙之类的物质即可。

这样，在使用本实施方式4的吸附发热性测定装置1的测定方法中，测量、调节直接流入至反应测定器4内部的干燥空气及加湿空气的流入量，因此可控制每单位时间的水分赋予量。其结果为，可给出精度更佳且再现性提高的吸附发热性的评估结果。进而，干燥空气中与加湿空气中的测定温度差变大，因此也可进行微小差异的吸附发热性的评估。

本发明不限于所述发明的实施方式及下述实施例的说明。不脱离权利要求书中记载的范围、本领域技术人员可容易想到的范围内的各种变形形态也包含于本发明。例如，本发明也包括将所述实施方式1至4的要素组合而成的形态。

另外，使用干燥空气供给系统针形阀12、加湿空气供给系统针形阀13或针形阀16的空气流量的调节也可通过使用空气泵2的微调整、或由这些机器组合后的调节来代替。进而，也可连接同时进行空气流量的测量与调节的市售的带阀流量计。此外，也可利用本技术领域的本领域技术人员公知的空气流量的测量、调节器具或方法。

另外，图1或3、5及6中所示的吸附发热性测定装置1或反应测定器4的构成器具的形状及配置等为一个示例。如果可在与本发明相同的条件下测定试验片的温度，也可进行吸附发热性的评估，则可为任意的形状及配置等。

(具体例)

以下，用具体例来说明所述图5中所示的优选形态。

将图5所示的空气供给系统使用市售的机器而形成为通过手动阀(切换阀11)可在干燥空气(20℃×40％RH)与加湿空气(20℃×90％RH)之间进行切换供给的构成。干燥空气(20℃×40％RH)是恒温恒湿室的气氛空气。流量测量器5及针形阀16分别使用作为替代的市售的带阀流量计。

对各自连接的反应测定器4的内部进行说明。第1发泡绝热材料6是厚度为5～7mm的发泡苯乙烯板，为50mm见方，在半径为10mm的圆周上形成有4个喷出孔14(5mm)，作为模拟皮肤发挥功能。温度传感器7是膜状的薄膜温度传感器，通过双面胶带固定在第1发泡绝热材料6上。样品保持器8为塑料制的圆筒状(内径40mm/外径50mm)，用第2发泡绝热材料9即发泡苯乙烯板塞住自附着有样品10的位置起的高度为2mm的位置，形成测定时的滞留空气层。而且，样品10(10cm见方程度)的附着是用双面胶带以不带皱褶的方式附着于样品保持器8的底部。此时，使衣料试验片即样品10的与肌肤接触的面的相反的面附着于样品保持器8上。然后，将样品保持器8放置在固定有温度传感器7的第1发泡绝热材料6的面上(参照图1及2)。

本发明不限于所述发明的实施方式及具体例的说明。不脱离权利要求书中记载的范围、本领域技术人可容易想到的范围内的各种变形形态也属于本发明。

本说明书中写明的公开专利公报的内容是通过对其全部内容的援用而引用。

本申请案基于2012年2月24日提出申请的日本专利申请2012-039260号。参照日本专利申请2012-039260号的说明书、专利申请的范围、及所有附图而引入至本说明书中。

符号说明

1 吸附发热性测定装置

2 空气泵

3 起泡器

4 反应测定器

5 流量测量器

6 第1发泡绝热材料

7 温度传感器

8 样品保持器

9 第2发泡绝热材料9

10 样品

11 切换阀

12 干燥空气供给系统针形阀

13 加湿空气供给系统针形阀

14 喷出孔

15 控制部

16 针形阀

17 硅胶充填管

Claims (8)

1.一种吸附发热性测定装置，其特征在于，包括：

干燥空气供给部；

加湿空气供给部；

至少一个反应测定部，其流入有自所述干燥空气供给部供给的干燥空气、或自所述加湿空气供给部供给的加湿空气，使所保持的样品与所述供给的干燥空气或所述供给的加湿空气接触；

流量调节部，其调节流入至所述反应测定部的所述干燥空气或所述加湿空气中的至少所述加湿空气的流量；及

流量测量部，其测量流入至所述反应测定部的所述干燥空气或所述加湿空气中的至少所述加湿空气的流量。

2.根据权利要求1所述的吸附发热性测定装置，其中

所述吸附发热性测定装置包括多个所述反应测定部，

所述流量调节部针对每个所述反应测定部独立地调节所述加湿空气的流量，

所述流量测量部针对每个所述反应测定部独立地测量所述加湿空气的流量。

3.根据权利要求1或2所述的吸附发热性测定装置，其中

所述反应测定部包括：

第1层，其形成有使所述流入的干燥空气或所述加湿空气自一侧面流入而向另一侧面流出的喷出孔，且由绝热材料构成；

温度传感器，其配置在所述第1层的所述干燥空气或所述加湿空气流出的面上；

样品保持器，其在包含所述温度传感器的区域的周边，与所述第1层夹持而保持所述样品；及

第2层，在包含所述温度传感器的区域处通过所述样品而与所述第1层对向配置，且由绝热材料构成。

4.根据权利要求1或2所述的吸附发热性测定装置，进一步

包括控制部，其以使所述流量测量部测量的流量成为预定值的方式调节所述流量调节部。

5.根据权利要求3所述的吸附发热性测定装置，进一步

包括控制部，其以使所述流量测量部测量的流量成为预定值的方式调节所述流量调节部。

6.一种吸附发热性测定方法，其特征在于，包括：

干燥工序，其使干燥空气流入至保持有样品的反应测定部；

加湿工序，其在所述干燥工序之后，使加湿空气流入至保持有所述样品的反应测定部；

测量工序，其测量在所述加湿工序中流入至所述反应测定部的加湿空气的流量；

调节工序，其将在所述测量工序中测量的流入至所述反应测定部的加湿空气的流量调节为预定流量；及

温度测量工序，其在经所述调节工序调节了所述加湿空气的流量的状态下，由配置在保持于所述反应测定部的样品的附近的温度传感器测量温度。

7.根据权利要求6所述的吸附发热性测定方法，其中

所述反应测定部包括第1层，该第1层形成有使所述加湿空气自一侧面流入而向另一侧面流出的喷出孔，且由绝热材料构成，

所述温度测量工序中，由在所述反应测定部包括的所述第1层的加湿空气流出的面上配置的所述温度传感器测量温度。

8.根据权利要求6或7所述的吸附发热性测定方法，其中

所述调节工序中，调节为预先测量的作为基准的标准布成为规定的温度上升特性时的流量。