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电发热服从发热到智能化的发展

目前市面上大部分的电发热袜发热部位都在足尖部位,发热区域较为单一。在实际研究应用中,很难对服装与人体之间的舒适度进行量化评价,但只要主观实验环境符合实际的着装情况,建立合适的评价指标和体系后,就能测定人在特定情况下的真实反映。结合袜子结构与足部特征进行足部分区,对发热片的放置区域进行拓展,用主观评价的方法探究其舒适性。


发热袜测试.jpg


(一)实验设计

1.实验袜品

对于袜子,其主要由袜口、袜筒、袜脚、袜跟和袜头组成,其中袜脚包括袜面与袜底。对于足部来说,本次选择跖围(经过第一和第五跖趾关节的最突出点围绕一周)、兜围(经过前跗骨突点、五趾骨粗隆点、足心凹处围绕一周)、跗围(经过足后跟处、舟上弯点围绕一周),足腕围(足腕最细处围绕一周)四个足型测量的关键基础线,将足部划分为七个区域,其中足面上,因跗围线和兜围线相距较近,划分的区域合并,因此足部最终分为六个区域,分别为:足面前部、足面后部、足底前部、足底中部、足底后部、足腕部。划分后的六个区域与袜子结构对应关系如图2所示。


足部.png


选定的实验基础袜为长筒造型,纤维成分为棉91%、涤纶8%、氨纶1%,袜子耐热性能优良,厚实保暖;发热材料为碳纤维加热片,面积为6.5cm×7.5cm,由两层非织造布中间夹碳纤维丝构成,厚度薄、重量轻,具有一般布状的柔软性,可折叠、耐水洗,额定电压5V,额定功率2.5W,经实验测得在室温条件下可快速升温至43℃左右,将六片相同的发热片分别缝纫至划分的六大区域内侧,得到六款电发热袜,袜子均使用USB接口,可直接接适配器或移动电源供电。

2.实验条件

实验地点选择实验人工舱,舱内温度设定为5℃,相对湿度为55%。实验对象选择5名女生,身高157cm~162cm,体重49kg~52kg,实验时身体状况良好。

3.实验方法

每位实验者进入人工舱,静候20min后,依次穿上六款实验袜品,每款通电穿着10min,在此过程中实验者们可以翻阅书籍,或坐或在一定范围内走动,实验者需采用七级量表法对异物接受程度及热舒适程度进行评分,对于异物接受程度,3分为完全可以接受,依次递减至-3分为完全不能接受;对于热舒适程度,3分为非常舒适,依次递减至-3分为非常不舒适。为防止上一款实验袜品的干扰,实验者在穿着下一款实验袜品时均需间隔10min。

(二)实验结果与分析

对统计的分数分别进行两次单因素方差分析,因为六大足部分区,因变量分别为异物接受程度和热舒适程度。从表4中可以看到异物接受程度不存在显著性差异,而不同足部区域之间的热舒适程度存在显著性差异。说明将加热片放在足部不同区域,对实验者影响不大,分析原因,实验样品的碳纤维布非常柔软轻薄,里面虽然嵌入了碳纤维丝,但碳纤维细软可折叠,缝纫至袜子上后,对实验者们的主观触感并没有造成显著影响,这种异物感实验者基本上都能接受。


数据.png


再比较表5中足部不同区域加热后的热舒适程度平均得分,热舒适程度的平均得分为足面前部、足底中部>足底前部>足底后部>足面后部>足腕部。分析其原因,人处于低温环境时,足尖温度更低,人们希望在足尖处加热以帮助回暖,足跟处温度也低,但足跟处神经、血管分布少,且此处角质层厚,对温度反应迟钝。在足底中部分布着足底内侧动脉、足底外侧动脉及大量的神经深支、浅支,在这个区域进行加热时,能使局部血管扩张,末稍神经兴奋,血液循环加快,新陈代谢增强,进而产热增多,这对缓解足部乃至身体的寒冷有一定的积极作用。


袜子2-细节3.jpg


对当下市场上的电发热袜产品进行了调研,对其价位、造型、材质及发热机制方面进行统计分析发现:电发热袜以长筒棉袜为主,发热材料多使用碳纤维,并配置有可充电锂电池,可调温,加热区域均在足尖处;本次实验所用发热片中嵌入的碳纤维丝细软可折叠,异物接受程度无显著性差异,实验者都能接受。若发热材料有一定的体积和硬度,应考虑这个评价指标,选择异物接受程度好的足部区域;实验发现足面前部和足底前部的热舒适程度高,这与市面上的电发热袜在足尖加热相符,但实验表明足底中部也是热舒适程度高的一个区域,电发热袜可考虑将此处也作为加热区域。


注明:文章摘自《电发热袜产品现状分析及舒适性评价》(刘咏梅,范雅雯),部分内容删改。

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