趙振興

（青島大學(xué)，山東 青島 266071）

為了獲得相對(duì)客觀、穩(wěn)定及可比性較好的織物風(fēng)格評(píng)定結(jié)果，很多學(xué)者積極致力于織物風(fēng)格（手感）客觀評(píng)定體系的研究。目前，在世界范圍內(nèi)有較大影響的測(cè)試儀器是KES 測(cè)試系統(tǒng)和FAST 測(cè)試系統(tǒng)。

1 KES系統(tǒng)

織物風(fēng)格評(píng)價(jià)系統(tǒng)是多臺(tái)單項(xiàng)力學(xué)性能測(cè)定儀組成的織物風(fēng)格儀，有拉伸及剪切試驗(yàn)儀、純彎曲試驗(yàn)儀、壓縮性試驗(yàn)儀和表面性能試驗(yàn)儀等四臺(tái)試驗(yàn)主機(jī)，并分別配備有數(shù)據(jù)處理裝置，包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀等。

KES織物風(fēng)格儀法也稱(chēng)川端法［1］，主要是將織物手感風(fēng)格的評(píng)價(jià)分為三個(gè)層次，分別為基本力學(xué)量、基本風(fēng)格值HV 和綜合風(fēng)格值THV。基本力學(xué)量包括16個(gè)力學(xué)參數(shù)，分別反映織物的拉伸性能、壓縮性能、剪切性能、表面性能和織物的厚重特性。根據(jù)這些性能指標(biāo)可綜合評(píng)價(jià)織物的手感特征，如變形彈性、挺括性、豐滿(mǎn)性、蓬松性、滑爽性及勻整性等（見(jiàn)表1）。

表1 KES系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目及指標(biāo)

基本風(fēng)格因織物種類(lèi)的不同而有所不同。以川端季雄為首的日本織物風(fēng)格評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（HESC）對(duì)各種風(fēng)格特征進(jìn)行了統(tǒng)一的定義，提出了若干基本風(fēng)格。為了方便用數(shù)學(xué)的方法建立織物基本力學(xué)量與基本風(fēng)格之間的關(guān)系，又將每一個(gè)基本風(fēng)格劃分為0～10，共11 個(gè)類(lèi)別，稱(chēng)為織物的基本風(fēng)格值，并記作HV?；撅L(fēng)格只有大小強(qiáng)弱之分沒(méi)有好壞之分［2］。

綜合風(fēng)格是對(duì)織物品質(zhì)總的感覺(jué)評(píng)價(jià)，同樣為了方便與織物基本風(fēng)格之間建立數(shù)量關(guān)系，又將綜合風(fēng)格劃分為0～5，共6個(gè)類(lèi)別，稱(chēng)為織物的綜合風(fēng)格值，記作THV。5 級(jí)最好，0 級(jí)最差（見(jiàn)表2）。

表2 綜合風(fēng)格值

KES-F織物風(fēng)格系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在于對(duì)于給定的任意織物試樣，利用KES風(fēng)格儀測(cè)出其力學(xué)性能指標(biāo)后，分別代入與用途有關(guān)的方程式，就可以算出該織物的HV值和THV值，這樣便可以對(duì)織物的風(fēng)格進(jìn)行評(píng)價(jià)。后來(lái)，其中部分指標(biāo)也用于預(yù)測(cè)織物，尤其是毛織物的成衣加工性能。

由于川端收集了日本國(guó)內(nèi)幾乎該類(lèi)型品種的所有織物，具有廣泛的代表性［3］。因此，用儀器客觀評(píng)定的結(jié)果和專(zhuān)家手感評(píng)定的結(jié)果甚為一致，應(yīng)用十分方便。但由于受到織物風(fēng)格的地域性限制，其評(píng)價(jià)方程不適用于其它地區(qū)，從而具有一定的局限性。因此，各國(guó)需要另外由本國(guó)專(zhuān)家組主管評(píng)定后建立新的適合于本國(guó)習(xí)慣的轉(zhuǎn)換方程。另外，川端等以統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)而建立轉(zhuǎn)換式，因此，要求樣本容量大，并呈典型分布，要求各特性值之間沒(méi)有相關(guān)性，需要消除多元共線(xiàn)性問(wèn)題。

該儀器的測(cè)量精度高，但測(cè)試指標(biāo)多，測(cè)試過(guò)程和數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，并且價(jià)格昂貴。

2 FAST系統(tǒng)

FAST（Fabric Assurance by Simple Tes-ting）是一套毛織物特性測(cè)試系統(tǒng)，用來(lái)測(cè)定織物特性對(duì)裁剪縫制性能及成衣外觀的影響，專(zhuān)為毛織物生產(chǎn)、整理及服裝制造廠(chǎng)質(zhì)量管理而設(shè)計(jì)［4］。有時(shí)，也稱(chēng)FAST 為織物風(fēng)格儀，它已發(fā)展成為商品化生產(chǎn)，其影響僅次于KES-F織物風(fēng)格儀。

FAST 系統(tǒng)可用于織物外觀、手感和機(jī)械性能的簡(jiǎn)便測(cè)試與快速評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)織物的可縫性、成形性，即織物的成衣加工性能。該測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試小負(fù)荷、小變形條件下織物的壓縮、彎曲、拉伸、剪切等四項(xiàng)基本力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，并繪出相應(yīng)的“織物指紋圖”，根據(jù)指紋圖可以估計(jì)織物是否適合最終用途。

該系統(tǒng)包括三臺(tái)儀器和一種測(cè)試方法（見(jiàn)表3），適用于織物生產(chǎn)廠(chǎng)、后整理廠(chǎng)和服裝制作廠(chǎng)：FAST-1壓縮儀，測(cè)定織物在不同負(fù)荷下的厚度和織物表觀厚度；FAST-2彎曲儀，測(cè)定織物的彎曲長(zhǎng)度和彎曲剛度；FAST-3拉伸儀，測(cè)定在不同負(fù)荷下織物的伸長(zhǎng)和斜向拉伸伸長(zhǎng)，用于計(jì)算織物的剪切剛度；FAST-4尺寸穩(wěn)定性試驗(yàn)方法，測(cè)定織物的松弛收縮率和織物的濕膨脹率。

表3 FAST系統(tǒng)的測(cè)試指標(biāo)及表征織物特性

FAST 系統(tǒng)是為毛紡工業(yè)研制的一種簡(jiǎn)便、耐用、價(jià)格較便宜的客觀測(cè)試系統(tǒng)，但是FAST還有超出毛織物一般加工范圍的潛在應(yīng)用能力。在生產(chǎn)實(shí)踐方面，F(xiàn)AST 系統(tǒng)為織物織造商和服裝制造商提供有關(guān)織物性能與手感、成衣性和服用性能的關(guān)系。通過(guò)對(duì)織物進(jìn)行FAST 客觀評(píng)價(jià)，可以預(yù)測(cè)服裝的外觀和服用性能的優(yōu)劣，從而提示服裝制造廠(chǎng)該織物加工過(guò)程中的難點(diǎn)、潛在的及需要注意的問(wèn)題，以便指導(dǎo)加工過(guò)程。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)AST 系統(tǒng)可用于測(cè)定織物在小應(yīng)力作用下的物理機(jī)械性能。

FAST 的評(píng)價(jià)系統(tǒng)通用性差，它是根據(jù)澳大利亞當(dāng)?shù)氐拿媪霞庸?、服裝制造設(shè)備和條件建立起來(lái)的；其次，F(xiàn)AST 不可進(jìn)行表面性能和彈性、回復(fù)性方面的檢測(cè)，無(wú)法直接定量地反映織物手感彈性的優(yōu)劣。

3 FAST系統(tǒng)和KES系統(tǒng)的比較

日本KES 系統(tǒng)與澳大利亞FAST 系統(tǒng)相比，KES系統(tǒng)基于盡可能全面地反映織物特性的出發(fā)點(diǎn)，測(cè)試并采用曲線(xiàn)表征了織物在小應(yīng)力、小變形條件下的拉伸、剪切、彎曲、壓縮的全過(guò)程，而且表征了其變形回復(fù)過(guò)程，側(cè)重于研究面料對(duì)某類(lèi)服裝的適用性和品質(zhì)；FAST 系統(tǒng)基于簡(jiǎn)單測(cè)量的出發(fā)點(diǎn)，有選擇地測(cè)試織物在小應(yīng)力、小變形條件下的壓縮、彎曲、拉伸、剪切等4項(xiàng)基本力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，其力學(xué)性能實(shí)質(zhì)上只是簡(jiǎn)單地測(cè)試織物在一些特征性的小應(yīng)力條件下的變形，如織物分別在2cN／cm2、100cN／cm2壓力下的厚度指標(biāo)T2、T100；在5cN／cm、20cN／cm、100 cN／cm 拉力下的延伸率指標(biāo)E5、E20、E100等，而且未能測(cè)試變形回復(fù)過(guò)程。盡管KES-F 系統(tǒng)價(jià)格昂貴，但已成為國(guó)際上最有影響并被廣泛認(rèn)可的織物風(fēng)格評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

FAST 系統(tǒng)和KES 系統(tǒng)兩者相對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能和測(cè)試結(jié)果都具有良好的一致性。都測(cè)量織物小應(yīng)力下的物理機(jī)械性能，包括拉伸、剪切、壓縮、彎曲性能和織物的尺寸穩(wěn)定性。

與KES系統(tǒng)相比，F(xiàn)AST 系統(tǒng)測(cè)試較簡(jiǎn)便，價(jià)格也較便宜。

3.1 織物伸長(zhǎng)率的測(cè)試

KES系統(tǒng)和FAST 系統(tǒng)測(cè)試織物伸長(zhǎng)率的原理相似。但是，兩者夾持試樣的縱橫比不同。KES拉伸試驗(yàn)儀的試樣寬度是20cm、隔距是5 cm，縱橫比為4∶l；而FAST 拉伸儀采用5cm 的試樣寬度、上下夾頭的隔距為10cm，縱橫比是1∶2。另外，兩者施加拉伸負(fù)荷的方式和大小也不同。用FAST 拉伸儀測(cè)得的織物伸長(zhǎng)率值比用KES拉伸試驗(yàn)儀測(cè)得的值略小，這與FAST 測(cè)試中所用的拉伸負(fù)荷較小有關(guān)。

3.2 織物的彎曲剛度（見(jiàn)圖1）

兩者采用的測(cè)試原理不同。KES 系統(tǒng)采用的是純彎曲測(cè)試，為垂直試樣在±90o范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)表彎曲剛度和里彎曲剛度的平均值，屬精確測(cè)量。

而FAST 系統(tǒng)采用的是懸臂梁原理，是斜面法測(cè)得織物伸出長(zhǎng)度，再根據(jù)單位面積的重量換算為彎曲剛度。因此，用FAST 系統(tǒng)時(shí)滑出長(zhǎng)度測(cè)量得精確與否很關(guān)鍵。FAST 系統(tǒng)測(cè)試斜向拉伸一項(xiàng)，KES-F 沒(méi)有此項(xiàng)指標(biāo)。另外，兩者采用的試樣尺寸也不一樣，所以，彎曲剛度的數(shù)值不同，但結(jié)果的趨勢(shì)是一致的。

由回歸方程得知，用FAST 系統(tǒng)測(cè)得的織物彎曲剛度值偏小。

圖1 FAST-2織物彎曲儀測(cè)試原理

3.3 剪切剛度測(cè)試

KES-F 測(cè)試剪切剛度時(shí)，試樣長(zhǎng)度固定，F(xiàn)AST 剪切剛度是由織物在5cN／cm 負(fù)荷下的斜向伸長(zhǎng)率計(jì)算得到（見(jiàn)表4）。

表4 兩種測(cè)試系統(tǒng)的力學(xué)指標(biāo)對(duì)比

3.4 成形性測(cè)試（見(jiàn)表5）

FAST 系統(tǒng)中的成形性是由織物在5cN／cm和20cN／cm 負(fù)荷下的織物伸長(zhǎng)的差值與彎曲剛度B 計(jì) 算 得 到 的，F(xiàn)FAST=B（E20-E5）／14.7。KES-F系統(tǒng)沒(méi)有明確提出成形性概念。

表5 兩種測(cè)試系統(tǒng)的成形性指標(biāo)對(duì)比

此外，KES-F 系統(tǒng)具有表面性能測(cè)試部分，F(xiàn)AST 系統(tǒng)具有尺寸穩(wěn)定性測(cè)試部分。

4 兩系統(tǒng)相關(guān)性研究

陳東生、趙書(shū)經(jīng)與日下部信幸等［5］在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下，對(duì)20 種秋冬男用西服面料分別在KES-FB測(cè)試系統(tǒng)和FAST 系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)兩系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果具有良好的可比性和可溝通性。兩系統(tǒng)的彎曲剛度、厚度指標(biāo)、拉伸伸長(zhǎng)E100與拉伸功WT 關(guān)聯(lián)密切，兩系統(tǒng)的剪切剛度也存在一定相關(guān)。在KES-F 系統(tǒng)中，織物的壓縮功WT 與彎曲剛度B之積可用來(lái)考核織物的可成形性。

馬海青和張建春等［6-7］采用KES-F 系統(tǒng)與FAST 系統(tǒng)對(duì)15種滌綸織物的壓縮、拉伸變形及剪切性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試與分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：雖然兩種評(píng)價(jià)系統(tǒng)在測(cè)試原理上存在較大差異，但是兩者在拉伸變形性、壓縮性、剪切性能幾個(gè)方面具有高度相關(guān)。并在此基礎(chǔ)上提出了KES-F系統(tǒng)表征成形性的指標(biāo)：FKES=BKES×EMT，F(xiàn)′KES=WT×B，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)成形性指標(biāo)都與FAST 系統(tǒng)的成形性指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)很近似，具有可替代性。亦即FKES或F′KES值愈大，織物成形性愈好，更易裁剪成形。

東華大學(xué)服裝學(xué)院的王革輝［8］用KES-F 系統(tǒng)和FAST 系統(tǒng)對(duì)19種精紡毛織物的低應(yīng)力力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，得到了用KES-F系統(tǒng)和FAST系統(tǒng)測(cè)得的對(duì)應(yīng)參數(shù)間的回歸方程。發(fā)現(xiàn)針對(duì)延伸率和剪切剛度指標(biāo)，兩系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果有很好的一致性；針對(duì)彎曲剛度指標(biāo)，兩系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果有中等程度的相關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

KES測(cè)試系統(tǒng)和FAST 測(cè)試系統(tǒng)是目前影響力最大的兩種織物風(fēng)格評(píng)價(jià)測(cè)試系統(tǒng)，各有側(cè)重和適用范圍。通過(guò)比較和相關(guān)學(xué)者對(duì)兩種測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)，兩者所對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能和測(cè)試結(jié)果都具有良好的一致性。

［1］孫晶晶，成玲，張代榮.織物手感風(fēng)格客觀評(píng)價(jià)方法的比較［J］.現(xiàn)代紡織技術(shù)，2010，（2）：55—60.

［2］姜麗，甘應(yīng)進(jìn).評(píng)價(jià)織物風(fēng)格理論的研究進(jìn)展［J］.吉林工學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，（1）：74—77.

［3］周建萍，陳晟.KES織物風(fēng)格儀測(cè)試指標(biāo)的分析及應(yīng)用［J］.現(xiàn)代紡織技術(shù)，2005，（6）：37—40.

［4］賈桂芹.FAST 測(cè)試系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］.中國(guó)纖檢，2003，（10）：27—28.

［5］陳東生，趙書(shū)經(jīng)，日下部信幸.KES系統(tǒng)與FAST 系統(tǒng)物理力學(xué)指標(biāo)的比較［J］.紡織學(xué)報(bào)，1998，19（1）：16—18.

［6］馬海青，張建春，施楣梧.KES-F與FAST 測(cè)試系統(tǒng)的成形性對(duì)比研究［J］.棉紡織技術(shù)，2000，28（1）：44—46.

［7］馬海青，張建春，施楣梧.KES-F與FAST 評(píng)價(jià)系統(tǒng)力學(xué)性能的對(duì)比研究［J］.棉紡織技術(shù)，2001，29（1）：37—40.

［8］王革輝.KES與FAST 系統(tǒng)測(cè)織物低應(yīng)力力學(xué)性能的比較［J］.紡織學(xué)報(bào)，2002，23（6）：30—31.