針織面料松量預測的實驗研究

程 哲庫茨米切夫維克多吳 昊李 月

(1.武漢紡織大學服裝學院，湖北武漢430073；2.伊萬諾沃州理工大學紡織學院，俄羅斯)

針織面料松量預測的實驗研究

程 哲1庫茨米切夫維克多2吳 昊1李 月1

(1.武漢紡織大學服裝學院，湖北武漢430073；2.伊萬諾沃州理工大學紡織學院，俄羅斯)

通過先前的實驗基礎數據，建立了“人體-面料”系統，運用FlexiForce傳感器在男人體上進行測試，以及KES-FB1系統測試。分析最大壓力、面料張力指標和面料的拉伸度的所有結果。最終，通過這些指數關系建立數學方程模型，為男式內衣設計的面料選擇及松量大小提供了選擇依據與手段。

針織面料；男式內衣；KES-FB1；張力；松量

研究的目的是要解決主觀（消費者的感覺和選擇）和客觀（壓力和面料參數）之間的關系。先前的實驗已經取得了由面料壓縮變形的最大值松量和內衣對男人體的最大壓力值[1-2]。目前，男式內衣舒適性這一領域的研究在國內外都有局限[3-6]，通常只關注不同款式的紙樣設計，毋庸置疑，少的理論分析將不利于改善男性內衣的創新結構，就會給男性內衣行業的發展帶來的障礙。

按個體差異和身體部位不同，使人體感覺不舒服的服裝壓力介于5.88～9.8kPa，這與皮膚表面的毛細血管的血壓相近；而舒適的服裝壓力范圍為1.196～3.192kPa[7]。而本實驗早期得出壓力區間為0～2.11kPa。

1 實驗方案

1.1 實驗對象

測量15位23～26歲之間的標準男體，平均身高為170.2cm、胸圍 88.7cm、腰圍 75.2cm、低腰圍78.4cm、臀圍91.9cm。對以下人體部位測量：大臂、小臂、自然腰圍（最細處）、腰帶圍（臍下4cm）、大腿（襠水平線）和小腿，均為圓或橢圓的表面。這些選定的部分屬于不同內衣的覆蓋領域（緊身褲、緊身體恤、內褲等）。實驗面料成份如表1所示。

表1 實驗面料成分

樣品面料由KES-FB1織物風格評價系統（拉伸與剪切）縱向和橫向測試。選擇FB1測試是由于面料實驗變形的過程與內衣穿著測試變形具有相似性。內衣穿著時受到的張力是由于兩個方向的動態影響，而剪切應變產生于以下兩個因素：1）人體不同部位之間的銜接影響（臀部-大腿，小腹-大腿等）；2）不同圍度差（腰部和臀部）的影響。圖1中展示了面料拉伸與剪切的測試。

圖1 -a 針織面料的自動測量變形圖：張力實驗

圖1 -b 針織面料的自動測量變形圖：剪切應變實驗

圖1-a中可以看到縱軸張力的增加和橫軸面料的拉伸度；剪切應變實驗：經紗（右上）和緯紗（左下，圖1-b）。圖1-a的曲線“拉伸度-張力”，有兩個線性部分，起始拉伸和收縮回復；圖1-b“拉伸度-剪切”整體則接近直線性。

1.2 實驗結果分析

所有面料樣本的KES-FB1張力測試，經SPSS分析其曲線規律，合并重繪制后的6個面料樣本曲線如圖2所示。拉伸度的范圍參照對人體壓力實驗時的面料松量值。實驗得出平均最大松量（Emax）為15.8%～18.3%[8]，所以在面料中的拉伸度應根據此值來衡量，參照5%～20%，5%以下面料張力與壓力值較小，面料超過20%為最大拉伸度。

可以看到圖4中的張力曲線，在11%之前，各曲線變化不大而且相接近，但在17%之后曲線相互分離，有明顯的變化。在11%之后：M2的變化非常明顯；M4也與M1、M5、M6分離；M1、M5、M6的變化始終相似；M3則始終接近穩定的直線。在15%的拉伸度時：面料M2所需65cN/cm和面料的M6所需31.3cN/cm。且面料對軟組織的壓力和面料拉伸度成正比。

圖2 “張力-拉伸度”測試

表2 “張力-拉伸度”之間的相關系數

通過張力值的研究可以得到張力 F(11)到F(20)有較大的差值，而且張力值增長很快。此外，在F(14)時與張力具有很高的相關系數，F(11)、F(17)其次（表2）。

2 預測方程

2.1 預測方程的建立

預測面料壓力以面料的拉伸和剪切性能：“原始數據（表3）”和“選取數值”為指標。這些指標與“人體-面料”系統指數之間的相關系數如表3所示。

表3 織物風格評價指數

表4 面料屬性和“人體-面料”系統之間的相關性

表4表明，指數（max和壓縮能力指數p）、張力與面料參數之間，只有一組數值的相關性最高，max為拉伸度在15.8%～18.3%下的張力（46.45～81.05cN/cm）。由KES-FB1測得的原始數據，相關系數較低，不顯著。

因此選擇相關度較高的11、14，及最大拉伸度（實驗面料在人體的平均最大拉伸度為17.4%）17%下，面料壓力預測方程的線性模型：

是面料張力 下的壓力值（單位：kPa）； 、 、 分別是在拉伸度11%、14% 17%時，拉伸面料所需的張力cN/cm。

方程預測的最大壓力和壓縮能力指數，對人體所有部位有著相對的適用性，可得到方程：Fmax為面料在儀器KES-FB1上的測試中延伸至17%；weft為面料緯向。由方程C p=Emax/Pmax及（5）可獲得檢查設計松量（ ）值的公式：

2.2 預測方程的檢驗

預測壓力的方程，是為了省去“人體試穿評價”這一過程，是一個新的面料評估模式和標準，預測人體是否舒適或控制在不舒適范圍下。此方程可以用于設計緊身（壓力較大的）男式內衣。

如，儀器KES-FB1下測量面料拉伸到17%時的張力Fmax為67cN/cm，可計算出壓力數值Pmax為1.968kPa，然后計算內衣設計的最大松量值（ ）應≤17.02%；另一面料張力Fmax為93cN/cm，Pmax為2.072kPa，最大松量值設計（ ）應≤15.23%。

3 結論與展望

面料主要的選擇標準是以實現舒適壓力，并被實驗者接受由面料壓力和面料張力產生的對人體的效果。在傳統意義上，男式內衣設計僅考慮面料的單軸拉伸能力和各項力學性能指標。因此，面料的選擇方程的研究，為男式內衣的設計提供了重要的手段與參考。

使用儀器KES-FB1獲得面料力學數據，得出某面料在固定拉伸下可產生最大壓力值及最大（不舒適）可設計松量，從而確定設計松量的范圍，符合內衣舒適度研究的發展。在下一步的研究將包括更多數量男人體樣本，更多的針織面料，以提高預測方程的準確度。

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[8]KUZMICHEV.V，CHENG Zhe，Dominique C..Analysis of pressure distribution in system“Men-Underwear”[C].Recep EREN.Book of 14th AUTEX World Textile Conference，May，26-28，Bursa（Turkey），2014：45.

Experimental Study on Ease Prediction of Knitted Fabrics

CHENG Zhe KUZMICHEV V. WU Hao LI Yue
(1.School of Fashion,Wuhan Textile University,Wuhan Hubei,430073,China; 2.School of Textiles,Ivanovsky State Polytechnic University,Russia)

Based on previous research data,a body-material system has been established.The Flexi Force sensor has been used to test the male body and KES-FB1 system.This paper analyzes the results of maximum pressure,tension and elongation of fabrics.Finally,the mathematical equation model has been built based on theindexrelationship,whichprovides thefoundationandmeansforthefabricsselectionofmen'sunderwear and the ease.

knitted materials;men's underwear;KES-FB1;tension;ease

TS941.6

B

1674-2346(2015)01-0027-04

(責任編輯 竺小恩)

2014－09－10

程哲，男，碩士研究生。研究方向：服裝結構與舒適度