TWI425213B - 模擬皮膚熱板及應用其之織物快乾量測裝置 - Google Patents

Description

模擬皮膚熱板及應用其之織物快乾量測裝置

本發明是有關於一種織物量測裝置，且特別是有關於一種織物快乾量測裝置。

隨著人類生活水準的提高，對織物的功能亦有了新的要求，各種機能性的織物不斷問世，例如具有吸濕、排汗、舒適度、耐水洗或保溫的功能之織物。而隨著現代社會對於機能性衣物的需求越來越高，具有特定目的機能性衣物的發展也越來越完善。

以排汗衣為例，其一方面要能夠快速地吸收人體所排出的汗液，另一方面需具有快速蒸發所吸收之汗液的特性。其中汗液的蒸發效率會是決定排汗衣品質的關鍵。傳統的測試織物快乾的方法包含有將織物弄濕/水洗之後，再量測織物在自然狀態下乾燥至全乾所需要的時間。但是此種方式除了測試所需的時間極長以外，更不符合人體穿著時的乾燥狀態。另有一種是使用流汗軀幹銅人(TORSO)(瑞士EMPA)測試方式，雖然此種測試方式非常符合人體實際穿著的狀態，例如水分是從內向外溢出、溫度維持在攝氏35度、衣物為套在銅人軀幹上等，但由於銅人的體積龐大，預熱的時間極長，且設備成本高，不易於普及化。

因此本發明的目的就是在提供一種模擬皮膚熱板與應其之織物快乾量測裝置，用以模擬人體穿著時的織物乾燥狀態。

依照本發明一實施例，提出一種模擬皮膚熱板，包含加熱板、疏水性微多孔膜、接合疏水性微多孔膜與加熱板之接著層，以及位於加熱板與疏水性微多孔膜之間的至少一溫度感應元件。

本發明之另一態樣為一種織物快乾量測裝置，包含電子天平、模擬皮膚熱板、溫度擷取模組、處理單元以及電源供應器。模擬皮膚熱板置於電子天平上，包含有加熱板、疏水性微多孔膜、接合疏水性微多孔膜與加熱板之接著層，以及位於加熱板與疏水性微多孔膜之間的溫度感應元件。溫度擷取模組連接溫度感應元件。溫度擷取模組之溫度訊號與電子天平之重量訊號為傳送至處理單元。電源供應器連接處理單元與加熱板，處理單元根據溫度訊號控制電源供應器之功率，以調整加熱板之溫度。織物快乾量測裝置更包含走線架，設置於電子天平與模擬皮膚熱板之間。模擬皮膚熱板可為平板結構，用以供一測試樣布平放於其上。模擬皮膚熱板可為圓筒狀結構，用以供測試樣布為套裝於其上。織物快乾量測裝置更包含整流罩，罩住電子天平以及模擬皮膚熱板。整流罩包含頂面以及設置於頂面的多個孔。整流罩包含多個側璧以及設置於側壁之多個開口。整流罩更包含多個隔板，以選擇性地遮住或露出開口。疏水性微多孔膜之材料包含鐵氟龍。

織物快乾量測裝置藉由模擬皮膚熱板可以模擬人體穿著的情形，使測試結果更為貼近實際情形。本發明透過電子天平以及處理單元的設計，可以自動調節加熱板溫度以及擷取重量數據，實現自動化測試的目的。本發明更可藉由整流罩降低外界環境之氣流擾動位於測試結果的影響。本發明之模擬皮膚熱板體積輕巧，使用少量的測試樣布即可得到測量結果，有效地提升量測效率。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

本發明提供了一種模擬皮膚熱板，以及應用此模擬皮膚熱板的織物快乾量測裝置。其中模擬皮膚熱板可以用以模擬人體的皮膚特性且具有近似於體溫的溫度，使得量測的狀態更為接近人體實際穿著的情形。

參照第1圖，其係繪示本發明之模擬皮膚熱板一實施例的側視圖。模擬皮膚熱板100包含有加熱板110，疏水性微多孔膜120、接著層130，以及至少一溫度感應元件140。其中接著層130用以接合疏水性微多孔膜120以及加熱板110。加熱板110與電源相連以進行升溫，溫度感應元件140位於加熱板110與疏水性微多孔膜120之間，用以感測加熱板110的溫度。其中溫度感應元件140可以設置在加熱板110上的一或多個定點，再透過接著層130接合加熱板110與疏水性微多孔膜120。

加熱板110可以為金屬箔層，加熱板110的溫度較佳地為設定在攝氏33-36度之間的定值，以模擬人體體表的溫度。疏水性微多孔膜120具有微多孔特性，可以模擬人體皮膚的毛孔。疏水性微多孔膜120具有疏水性，可以有效避免水分被模擬皮膚熱板100吸收，而造成量測誤差的情形產生。疏水性微多孔膜120之材料可以為導熱均勻的鐵氟龍。

模擬皮膚熱板100的整體厚度較佳地可以控制在1公厘左右，其尺寸以及重量較佳地為控制在可以使用電子天平測量的範圍之內。本實施例中的模擬皮膚熱板100可為平板結構，待測的測試樣布可以平放在模擬皮膚熱板100上進行測試。具體而言，測試樣布是放置在疏水性微多孔膜120上進行測試。

參照第2圖，其係繪示第1圖中之模擬皮膚熱板100另一變化的示意圖。模擬皮膚熱板100可以被捲成圓筒狀結構，其中加熱板110位於圓筒狀結構的內側，疏水性微多孔膜120位於圓筒狀結構的外側。測試樣布則是套裝在圓筒狀結構的模擬皮膚熱板100上，並與疏水性微多孔膜120接觸。其中測試樣布可以預先縫製成與圓筒狀結構之模擬皮膚熱板100相匹配的外形而直接套裝在模擬皮膚熱板100上，或是透過夾具等固定在模擬皮膚熱板100上。

參照第3圖，其係繪示本發明之織物快乾量測裝置一實施例的示意圖。織物快乾量測裝置200包含有電子天平210、模擬皮膚熱板220、溫度擷取模組230、處理單元240，以及電源供應器250。模擬皮膚熱板220放置於電子天平210上。模擬皮膚熱板220包含有加熱板222，疏水性微多孔膜224、接著層226，以及至少一溫度感應元件228。其中接著層226用以接合疏水性微多孔膜224以及加熱板222。加熱板222與電源供應器250相連以進行升溫，溫度感應元件228位於加熱板222與疏水性微多孔膜224之間，用以感測加熱板222至少一點的溫度。

溫度擷取模組230連接溫度感應元件228，溫度感應元件228所擷取道之加熱板222上的各點溫度再經由溫度擷取模組230彙整平均之後，平均的溫度訊號再傳送至處理單元240中。電源供應器250連接處理單元240與加熱板222。處理單元240可以根據所得到的平均溫度訊號與設定的溫度值比對，控制電源供應器250對應調整加大或是減少輸出的功率，以調整加熱板222的溫度，使加熱板222的溫度與設定值相符合。

處理單元240中具有織物快乾量測的測試軟體。當在進行織物快乾量測時，可以先使用此測試軟體設定加熱板222溫度、擷取的時間間隔，以及測試終點的含水率(重量百分率)。其中加熱板222的設定溫度較佳地為攝氏33-36度之間的定值，以模擬體表溫度。擷取的時間間隔若為3分鐘，則表示處理單元240每隔3分鐘紀錄一次電子天平210所量測之重量。由於在接近測試終點時，測試樣布260的含水率會呈現長時間的拉鋸，故一般不會以含水率為0%作為測試終點，使用者可以自訂目標含水率，如2%作為測試終點。

測試過程是先將模擬皮膚熱板220的重量扣除後(歸零)，再放上測試樣布260測量布重W1。然後拿掉測試樣布260在模擬皮膚熱板220上滴水後，蓋上測試樣布260再量一次得到重量W2，W2減去W1後會得到初始水重W3，這樣才能進行含水率及乾燥速率的量測。含水率的計算是(水重/含水的布重W2)×100%，式子中的水重是會隨時間減少的，所以與初始水重W3不一樣。乾燥速率的計算則是(水重/初始水重W3)。不過通常此項測試的結果我們都以時間(分鐘)表示。水滴可以視為人體體表所流出的汗液，此汗液再由測試樣布260內表面吸收，可以真實模擬人體穿著衣物時吸汗的情景。水滴的量可以為一或多滴，水滴可以分散或是集中地滴在模擬皮膚熱板220上。

處理單元240在每隔預定的時間間隔後，紀錄電子天平210所量測到的重量數據。同樣地，經過換算之後可以得出當時測試樣布260的含水量以及含水率。待所量測的含水率達到目標含水率時，視為達到測試終點。處理單元240中測試軟體可以即時地將所紀錄的數值彙整，並可做出測試樣布260的乾燥速率曲線圖。

由於溫度感應元件228需透過電線270與溫度擷取模組230，為了避免電線270在測試時滑動，或是造成模擬皮膚熱板220表面不平整而影響量測的準確性，織物快乾量測裝置200更包含有走線架280置於電子天平210與模擬皮膚熱板220之間。走線架280置於電子天平210上，模擬皮膚熱板220則是置於走線架280上。走線架280與電子天平210之間具有墊高的空間，以供電線270穿過。此時的淨重重量w1以及初始重量w2則是需要包含走線架280的重量，其餘測試內容不再贅述。

由於電子天平210相當的敏感，如空調、人員走動、風吹等外界環境氣流的擾動均會導致電子天平210的量測數值失真，尤其本發明是以較小的測試樣布260進行量測，此種現象更為明顯。有鑑於此，本發明之織物快乾量測裝置200可更具有整流罩(見第4圖)，以減少外界氣流的影響。

參照第4圖，其係繪示本發明之織物量測裝置中之整流罩的立體視圖。整流罩290具有頂面292，頂面292上設置有多個孔294，以供蒸發的水氣散逸。整流罩290包含有多個側壁296，其中相對的兩側壁296上具有多個開口298，使空氣交換而令溼度平衡。整流罩290可以罩住電子天平210(見第3圖)、模擬皮膚熱板220(見第3圖)以及其上之測試樣布260(見第3圖)，以減少外界氣流擾動造成電子天平210量測失真的情形。

參照第5A圖至第5C圖，其係繪示本發明之織物量測裝置中之整流罩另一實施例不同狀態的側視圖。整流罩290可以更包含有多個隔板291以及控制隔板291的調整旋鈕293，使用者可以視需求操縱調整旋鈕293，使得隔板291選擇性地遮住或是露出開口298。其中第5A圖為開口298全開的模式，第5B圖為開口298半開的模式，第5C圖為開口298全關的模式。如欲完全阻隔外界氣流，可以使用第5C圖中開口298全關的模式進行測試，相對地，若是希望溼度穩定保持通風，則可以使用第5A圖中開口298全開的模式進行測試。若是希望介於兩者之間，則可採用第5B圖中開口298半開的模式進行測試。

織物快乾量測裝置有無使用整流罩290之實驗結果如下表：

表中的模擬皮膚熱板溫度為攝氏35度，初始水重0.04公克，整流罩290為開口298全開的測試模式。測試樣布的材料為PP/C/T(聚丙烯/棉/聚酯)48%/44%/8%，測試樣布的面積為100平方公分。

由實驗結果可以證實，當未使用整流罩290的時候，外界環境氣流的擾動確實會影響電子天平的量測數據，成為量測結果拉鋸的變因之一，使得到達測試終點所需要的時間更長。而有使用整流罩290的標準差亦明顯小於無使用整流罩290之標準差。

由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。織物快乾量測裝置藉由模擬皮膚熱板可以模擬人體穿著的情形，使測試結果更為貼近實際情形。本發明透過電子天平以及處理單元的設計，可以自動調節加熱板溫度以及擷取重量數據，實現自動化測試的目的。本發明更可藉由整流罩降低外界環境之氣流擾動位於測試結果的影響。本發明之模擬皮膚熱板體積輕巧，使用少量的測試樣布即可得到測量結果，有效地提升量測效率。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．模擬皮膚熱板

110．．．加熱板

120．．．疏水性微多孔膜

130．．．接著層

140．．．溫度感應元件

200．．．織物快乾量測裝置

210．．．電子天平

220．．．模擬皮膚熱板

222．．．加熱板

224．．．疏水性微多孔膜

226．．．接著層

228．．．溫度感應元件

230．．．溫度擷取模組

240．．．處理單元

250．．．電源供應器

260．．．測試樣布

270．．．電線

280．．．走線架

290．．．整流罩

291．．．隔板

292．．．頂面

293．．．調整旋鈕

294．．．孔

296．．．側壁

298．．．開口

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖係繪示本發明之模擬皮膚熱板一實施例的側視圖。

第2圖係繪示第1圖中之模擬皮膚熱板100另一變化的示意圖。

第3圖係繪示本發明之織物快乾量測裝置一實施例的示意圖。

第4圖係繪示本發明之織物量測裝置中之整流罩的立體視圖。

第5A圖至第5C圖係繪示本發明之織物量測裝置中之整流罩另一實施例不同狀態的側視圖。

100．．．模擬皮膚熱板

110．．．加熱板

120．．．疏水性微多孔膜

130．．．接著層

140．．．溫度感應元件

Claims (10)

1. 一種模擬皮膚熱板，包含：一加熱板；一疏水性微多孔膜；一接著層，接合該疏水性微多孔膜與該加熱板；以及至少一溫度感應元件，位於該加熱板與該疏水性微多孔膜之間。
2. 一種織物快乾量測裝置，包含：一電子天平；一模擬皮膚熱板，置於該電子天平上，包含：一加熱板；一疏水性微多孔膜；一接著層，接合該疏水性微多孔膜與該加熱板；以及至少一溫度感應元件，位於該加熱板與該疏水性微多孔膜之間；一溫度擷取模組，連接該至少一溫度感應元件；一處理單元，該溫度擷取模組之一溫度訊號與該電子天平之一重量訊號為傳送至該處理單元；以及一電源供應器，連接該處理單元與該加熱板，該處理單元根據該溫度訊號控制該電源供應器之功率，以調整該加熱板之溫度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之織物快乾量測裝置，更包含一走線架，設置於該電子天平與該模擬皮膚熱板之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之織物快乾量測裝置，其中該模擬皮膚熱板為一平板結構，用以供一測試樣布平放於其上。
5. 如申請專利範圍第2項所述之織物快乾量測裝置，其中該模擬皮膚熱板為一圓筒狀結構，用以供一測試樣布為套裝於其上。
6. 如申請專利範圍第2項所述之織物快乾量測裝置，更包含一整流罩，罩住該電子天平以及該模擬皮膚熱板。
7. 如申請專利範圍第6項所述之織物快乾量測裝置，其中該整流罩包含一頂面，以及設置於該頂面的複數個孔。
8. 如申請專利範圍第6項所述之織物快乾量測裝置，其中該整流罩包含複數個側璧，以及設置於該些側壁之複數個開口。
9. 如申請專利範圍第8項所述之織物快乾量測裝置，其中該整流罩更包含複數個隔板，以選擇性地遮住或露出該些開口。
10. 如申請專利範圍第2項所述之織物快乾量測裝置，其中該疏水性微多孔膜之材料包含鐵氟龍。