PhabrOmeter?織物評價系統簡介及其應用探討

廖銀琳+等

摘要：PhabrOmeter?織物評價系統是一套全新的織物手感風格的客觀評定系統，本文簡單介紹PhabrOmeter?織物評價系統的功能，通過實例演示樣品測試過程并解析其測試原理，最后初步探討PhabrOmeter?織物評價系統的應用前景。

關鍵詞：PhabrOmeter?；織物評價系統；織物風格；手感

織物的手感風格影響服裝的服用性能，是產品最重要的質量屬性之一，直接決定著產品的銷量，一直以來成為生產者和服裝設計師在面料研發、生產及選擇時關注的重點?？椢锸指酗L格的評價方法主要分為主觀評價法、客觀評價法和主客觀聯合評價法[1]。在織物風格的客觀評價方法中最有影響力的是日本KES-FB測試系統和澳大利亞FAST 系統[2]，這兩種測試系統均由4臺儀器組成，需要對不同指標進行分別測試，不僅測量費時而且設備昂貴。目前由潘寧教授研發的PhabrOmeter?織物評價系統[3]，測試速度快、效率高，一次測試可同時獲得手感（柔軟度、光滑度、剛韌度）、懸垂性、折皺回復性等多項指標，每塊試樣只需大約一分鐘就可完成測試，是一套新型的織物風格客觀評價方法。

1 PhabrOmeter?織物評價系統簡介

PhabrOmeter?織物手感評價系統[3]，中文譯名豐寶儀或法寶儀，是由美國欣賽寶科技公司研發的一套用于模擬人手觸摸織物時產生的感官性能評價并給出量化數據的新型測量儀器系統。圖1為織物風格儀的儀器外形及用戶軟件界面。

若用戶指定參考織物，則PhabrOmeter?織物評價系統可通過系統計算出被測織物相對于預先選定的參照織物的一種總體性能差異的相對手感值。另外，一次測試可同時獲得折皺回復率、懸垂系數以及柔軟度、光滑度、剛韌度等多項指標。PhabrOmeter?織物評價系統測試樣品為面積為 100cm2圓形試樣，適用于機織物、針織物、無紡布、層壓織物等材料。它制樣簡單，測量快速，應用范圍廣，可實現對面料手感風格多項指標的快速、客觀、高通量測試提高效率。

2 PhabrOmeter?織物評價系統測試原理

PhabrOmeter?織物手感評價系統測試原理[3-5]如圖2所示，將樣品水平放置在測試臺上，并施加一定的重力，由計算機發送信號驅動一推桿向下移動，推動樣品通過測試盤中心圓孔產生機械變形，并提取相關載荷—位移曲線，經過數據轉換計算出相應的手感風格指標。在測試過程中，通過圓孔的樣品經歷了一個復雜的低應力變形過程，包括拉伸、剪切、彎曲以及摩擦。以此變形過程來模擬用手掌做手感評價時的變形過程，并將與織物手感的相關信息通過一個載荷—位移曲線進行反映，如圖3所示。

圖2 織物風格儀測試原理圖[4]

圖3 提取純棉面料手感特性相關的曲線

織物風格測試系統的新穎之處在于將織物穿過圓孔這一復雜的低應力變形過程通過載荷—位移曲線進行反映，并將曲線做進一步的數據分析處理，提取相應的手感風格指標。圖3所示，若將曲線離散成若干個獨立的點則形成一個龐大的手感特征數據集，發明人潘寧教授及其研究團隊通過K-L 轉換降低數據維數，將其含有110個具有一定程度相關性的數據集，轉換成8 個反映不同的織物手感特征且相互獨立的數據集以手感指紋圖的形式直觀顯示出來，如圖4所示，并根據大量試驗數據分析結果將前3個元素分別定義為Resilience （剛韌度），Softness（ 柔軟度），Smoothness（光滑度）。

圖4 純棉面料的手感指紋圖

PhabrOmeter?織物評價系統可以通過公式計算出被測織物相對參考織物的手感值（PHV）。其計算方法如下[5]：被測織物的特征值集合Yk= （Yk1， Yk2，… ， Ykp ） ，參考織物的特征值集合Ys= （Ys1，Ys2，… ，Ysp ） ，被測試織物相對于參考織物的相對手感值RHV為：

其中，Wi 是各特征手感值所占的權重，p=8。相對手感值越小，表明被測織物與參考織物的手感特征越接近。

PhabrOmeter?織物評價系統還可以通過計算得出織物懸垂系數和織物折皺回復率[3]。若將參考樣本由計算機設定為零，則所計算的相對手感值為所測面料的等效懸垂系數。懸垂系數值越小表示懸垂性能越好。而將所測面料測量懸垂系數兩次（時間間隔5 min），這樣兩次測試值之間的差異就反映了所測面料的折皺回復能力。折皺回復率數值越大表示折皺回復性能越好。

另外，據儀器工程師介紹，在最新版本軟件中潘寧教授研究團隊對前三個分量進行了進一步數據處理，給出了每個分量的百分比?，讓用戶在沒有參照織物的情況下判斷織物的特性。每個分量的范圍都是0～100且各分量的值越大，表示樣品的該特性越強，如剛韌度的值越大表示織物越韌，柔軟度值越大織物越軟，光滑度值越大織物越滑。

表1顯示的是5個純棉面料的手感風格指標測量結果，從表中我們能很清楚地看到7個樣品各自的手感特性，同時若將m-1樣品設定為參考樣品，則可計算出另外4個樣品相對于m-1樣品的相對手感值。

表1 純棉面料手感風格指標測量結果

3 PhabrOmeter?織物評價系統應用前景

基于PhabrOmeter?織物評價系統的諸多優點，初步探討該儀器可應用于下幾個方面：

1）用于面料的選擇及來樣加工

PhabrOmeter?織物評價系統可根據用戶提供的樣品作為參考面料，通過比較指紋圖，找出所加工的面料和參考面料差異大小[3]。另外，PhabrOmeter?評價系統在沒有參考織物的情況下也可根據生產的目標結合面料所測的指紋圖中的三大分量（韌，軟，滑）的值來選擇合適的面料，比如襯衫面料要求軟一點的，用戶首先看柔軟度的值，但太軟衣服沒有骨架，這就需要看剛韌度值，剛韌度太小會顯得不夠挺，而剛韌度太大則衣服會顯得僵硬，穿著不舒服，然后再挑稍適中的光滑度值等等。

2）用于評價新工藝

PhabrOmeter?織物評價系統可用于驗證新產品評價新工藝，如屠吉利等[6]采用PhabrOmeter?織物評價系統客觀測試毛巾類織物的手感風格值并與主觀手感評價結果進行對比，研究指出該儀器可清楚地揭示不同柔軟劑對織物手感的影響程度以及不同濃度整理效果間的區別，其結果與主觀柔軟評價的順序一致。王新力[7]采用PhabrOmeter?織物風格儀對經5種蔗糖聚酯整理后的織物（棉、滌和毛巾）的織物柔軟效果進行測試評價，通過與市場上3種不同種類的柔軟劑對比，客觀體現蔗糖聚酯整理的柔軟效果。陳一飛等[8]研究新型增稠漿EcopO-2對顏料印花產品手感的影響，通過PhabrOmeter?測定表明，印制的棉織物和絲織物其手感均接近和達到相應染料印花的水平。

3）用于產品質量控制

PhabrOmeter?織物評價系統可以通過制定長期質量控制區對現有產品質量進行內部控制[3]。另外，目前織物折皺回復性能主要通過測定織物的折痕回復角來客觀表征，如標準GB/T 3819—1997、ISO 2313：1972、JIS L 1059-1：2009、AATCC 66-2014等，該方法將一定形狀和尺寸的試樣，在規定條件下折疊加壓保持一定時間，卸除負荷后，讓試樣經過一定回復時間，測量折痕回復角[9-12]。該方法樣品要求高，制樣復雜。

織物懸垂性能的測量較多采用紙杯法，如GB/T 23329—2009方法A、ISO 9073-9：2008方法A、WSP 090.6.R4（12） 方法A等。將圓形試樣水平置于與圓形試樣同心且較小的夾持盤之間，夾持盤外的試樣沿夾持盤邊緣自然懸垂下來，將懸垂的試樣影像投射到已知質量的紙杯上，紙杯與試樣未夾持部分的尺寸相同，在紙杯上沿著投影邊緣畫出其整個輪廓，再沿著畫出的線條剪取投影部分的紙杯質量占整個紙杯質量的百分率即為該樣品的懸垂系數[13-15]?，F行測量織物折痕回復性能的標準制樣麻煩，而織物懸垂性能操作要求比較高，相比之下，織物評價系統操作簡單、測量快速。

4）通過研究確定面料手感風格的閾值范圍

織物評價系統新版本軟件對這三個分量進行了進一步數據處理，給出了每個分量的百分比?，讓用戶在沒有參照織物的情況下判斷織物的特性。每個分量的范圍都是0～100且各分量的值越大，表示樣品的該特性越強。用戶可以結合服裝用途及風格特點，通過閾值研究，制定標準，測量數值手感較佳范圍及可接受的范圍，將測定的數據和風格效果聯系起來，讓他們能通過測量的數據大概知道織物的風格特點和手感性能。廣州纖維產品檢測研究院擬開展基于PhabrOmeter?的襯衫面料手感風格測試與評價，試圖通過對市面上流行的襯衫面料的手感風格指標進行測試，并系統分析研究纖維成分、織物密度、組織結構、克重、厚度等面料手感風格的影響因素，同時結合主觀評價分析，確定各種襯衫面料手感風格的閾值范圍。所確定不同類型的襯衫面料手感風格的閾值范圍，可為襯衫面料產品設計、開發與采購提供依據。

4 展望

織物的手感風格一直是人們關注的重點，PhabrOmeter?織物評價系統作為新一代客觀手感風格評定系統，測量準確迅速，是一種很有前途的織物手感風格的客觀評定方法。同時，PhabrOmeter?織物評價系統作為AATCC 202手感測試標準的指定測試儀器，隨著標準的推廣應用及研究的深入，也將被越來越多的用戶所關注。

參考文獻：

[1] 馬玲.服裝面料風格物理評價模型的研究[D].上海：上海工程技術大學，2011.

[2] 張超.不同織物風格評價體系對新型超仿棉纖維織物風格的評價與比較研究[D].北京：北京服裝學院，2013.

[3] 潘寧.一套用于織物感官性能評價的新型測量儀器系統[J].紡織導報，2012，（3）：101-104.

[4] N PAN.Quantification and evaluation of human tactile sense towards fabrics [J]. Journal of Design & Nature，2007，（1） ： 48- 60.

[5] AATCC 202-2014 Relative Hand Value of Textiles： Instrumental Method[S].

[6] 屠吉利，劉今強.基于PhabrOmeter的毛巾織物手感風格評價[J].紡織學報，2013，34（8）： 48-51.

[7] 王新力.蔗糖聚酯在紡織后整理中的應用及研究[D].浙江：浙江理工大學，2012.

[8] 陳一飛，劉今強，葛華云.新型增稠漿EcopO-2對顏料印花產品手感的影響[J].紡織學報，2013， 34（8）：89-94

[9] GB/T 3819—1997 紡織品 織物折痕回復性的測定回復角法[S].

[10] ISO 2313：1972 Textile fabrics--Determination of the recovery from creasing of a horizontally folded specimen by measuring the angle of recovery [S].

[11] JIS L 1059-1：2009 Testing methods for crease recovery of textiles -- Part 1： Determination of the recovery from creasing of a horizontally folded specimen by measuring the angle of recovery [S].

[12] AATCC 66-2014 Wrinkle Recovery of Woven Fabrics： Recovery Angle [S].

[13] GB/T 23329—2009 紡織品 織物懸垂性的測定[S].

[14]ISO 9073-9：2008 Textiles--Test methods for nonwovens--Part 9： Determination of drapability including drape coefficient [S].

[15] WSP 090.6.R4（12） Standard Test Method for the Evaluation of Drapeability Including Drape Coefficient of Nonwoven Fabrics [S].

（作者單位：廣州纖維產品檢測研究院）