新方法：紡織物“感官檢測”可以數字量化

侯春婷

潘寧，美國加州大學戴維斯分校教授，研究領域主要為纖維材料、生物力學、納米結構材料等。潘寧教授是美國物理學會 （APS），美國機械工程師學會（ASME） ，英國皇家紡織學會 （TI） 等專業協會的會士 （Fellow），是多家國外紡織專業期刊的編委，被東華大學，江南大學， 天津工業大學以及清華大學聘為特聘教授。

紡織品檢測領域，有一類檢測方法被稱之為“感官檢測”，即憑借檢測人員眼看手摸的方法判定產品質量。輕薄、挺括、滑糯、柔軟……這些都是經常評價面料手感特點的形容詞，反映了皮膚在接觸面料時的感覺。

然而，每個人的主觀感覺是有差異的，加之判斷時還可能存在喜好等感情因素。如有人因偏好麻織物的古樸特色，在評價時可能會忽略其不明顯的刺癢感，而有的人就難以忍受；有人喜愛絲綢的順滑，但也有人會嫌棄其不帖服的冷淡。可見，感官檢測方法的弊端顯而易見。

美國加州大學戴維斯分校的潘寧教授和他的團隊發明了一種檢測方法，可以完成對織物的感官性能評價并給出量化數據，為我們提供了將感覺轉化為數字量化的方法。該方法被美國AATCC標準收錄，標準代號為AATCC TM 202。

記者有幸采訪了潘寧教授，請他為我們介紹這種新的方法。

請您介紹一下在紡織品手感檢測方面，科研人員做過哪些工作？

織物手感早已被視為纖維產品（包括紙張、機織和針織面料、無紡布及其他與人體皮膚接觸的產品）最重要的質量屬性之一?？椢锸指忻枋隽巳藢椢锏挠|覺反映。這其中不僅涉及人體與織物的相互作用，其他生理、心理和社會因素對結果亦影響極大。這也從另一方面點明了織物手感評價過程和結果的復雜性。

通過觸覺感知織物質量的重要性是眾所周知的。很難想象消費者在店里會不經觸摸而購買一塊紡織產品。然而織物手感評估方法到現在為止仍然在很大程度上停留在人的直接觸覺判斷，這種主觀評定方法在很多情況下是不可靠的，在實施過程中面臨諸多困難，包括如何尋找合適的評判員：專家或未經訓練的消費者？評判員之間的溝通，評估靈敏度的漂移，個人喜好的差別及其影響等。現有共識是對織物手感的可靠感官評價是可能的，但此方法顯然不利于紡織產品的快速發展和實用要求。必須為此發展一套測量儀器和評價方法。

Perice于1930年首次提出采用物理測量數據來評估織物手感。從那時起，有過幾次試圖用儀器測量織物手感的嘗試。整個努力在20世紀70年代達到高潮，在日本的川端康成和他的同事開發出的KES - FB系統用于織物手感評價。該系統測量不同面料的力學和物理性能。然后通過多元統計回歸分析將所測面料性能與日本專家的手感主觀評定結果相聯系，由此計算該面料的手感值。該系統未能提供滿意的解決方案，主要因為它是基于日本專家的主觀評定結果因而無法用于日本以外的國家的面料評估。同時，它無法避免主觀評估所帶來的所有問題。此外，紡織科學家已研究證明，織物手感是其物理和機械性能在織物變形過程中交互作用的結果。采用分別測量相關性能來預測織物手感則割裂了這種交互作用，因此無法給出科學合理的結果。1990年，幾位科學家在澳大利亞建立另一臺儀器系統，稱為FAST系統，基本上是日本KES - FB系統的一個簡化版本，因此存在同樣的問題。此外，這兩個系統測量費時且成本高。

將模糊的感官檢驗變成有確定性數據的檢測，主要是從哪方面進行考量的？

織物的感官性能包括織物手感、織物折皺恢復率和織物懸垂度，幾乎是最后一組目前工業界尚未能有效測量及評定的織物性能。但這類性能又恰巧是區分織物質量檔次的關鍵參數。

織物綜合手感值由若干基本手感項如韌挺度、光滑度及柔軟度等組成。由于不同消費者、不同產品或市場對各項基本手感權重不同，所以綜合手感屬于主觀偏好。很難實現理性數據的轉化，因此我們將檢測方向確定為相對手感值的測試。

2012年美國紡織化學及染色協會（AATCC）標準TM202指定我們研發的織物感官測試儀——PhabrOmeter?織物手感評價系統進行相對手感性能測試。該儀器能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。

相對手感值的檢測過程是怎樣的？

相對手感是利用檢測織物在有控狀態下的變形過程，成功地將與感官性能有關的信息提取出來并采用計算機模式識別算法產生感官性能的量化指標。測試指標包括：韌度/身骨：反映織物的抗彎曲性能。高抗彎曲性能即可認為其硬挺，韌度或身骨好。軟度：在揉捏一塊織物時，織物的抗壓縮性。抵抗壓縮性即可認為其軟度較高。光滑度：織物表面光滑的性能。光滑度越高，指尖越容易滑過織物表面。懸垂系數：在測試時使織物產生懸垂變形來描述織物的懸垂行為?？椢镎郯櫥貜吐剩阂粔K特定織物先后兩次測量，導致折皺變形。相應結果之間的任何區別就是該織物折皺回復能力的指標值。

您研究的方法已經被AATCC TM 202采用，對于進行該檢測的企業，有哪些益處？

手感測試的應用范圍很廣，除了傳統紡織品，在與皮膚接觸的其他柔性材料領域也是通用的，比如生活用紙、紙尿褲、化學助劑、洗滌護理等。對產品進行相對手感值的測試能為企業控制質量、研發新產品提供支持和線索。

例如，在質量控制方面，可通過檢測建立產品質量的標準，客戶可利用公司現存數據，挑選最好織物（甲）和最差織物（乙）建立織物指紋圖作為質量控制區間。然后所有指紋圖介于甲和乙之間的產品均為可接受。 反之則為次品。

相對手感測試數據還能為產品研發提供技術支持，如對比新舊產品的相對手感值，找到差距，調整研究方向。甚至提供跨界指導，通過不同手感的比對開發出腦洞大開的新產品，例如，有客戶利用測試的床上用品面料手感的數據，采用純棉纖維開發出羊絨般的柔暖手感面料，獲得了成功。

此外，在線上購物不斷發展的今天，不能身臨其境地觸摸成為影響購買的一個不利因素。如果品牌商能提供更好的數據給客戶，如手感值的比較等數據，可以將產品的直觀數據傳達給消費者，增加購買決策的實現概率。

作為本領域的專家，您覺得紡織品的檢測還有哪些領域有待開發？

對于工業界來說，織物感官性能測量及評定應是需解決的主要難題。同時更多重點應放在服裝研究，例如服裝穿著過程的實驗室再現研究；熱濕傳遞和舒適性再現研究等。