程哲 庫茨米切夫維克多 吳昊 李月

針織面料壓縮性能實驗分析

程哲 庫茨米切夫維克多 吳昊 李月

針織面料的壓力舒適性研究對男式內(nèi)衣的發(fā)展有著重要意義，男式內(nèi)衣面料與壓力之間的關(guān)系是值得討論分析的。通過先前的實驗基礎(chǔ)，然后建立了“人體-面料”系統(tǒng)，通過FlexiForce傳感器在男性人體的6個部位上進(jìn)行客觀壓力測量，以及KES-FB1的面料力學(xué)測試。收集和分析最大壓力、面料張力指數(shù)和面料的拉伸度等，得出男式內(nèi)衣面料性能評價方式與人體體表壓力敏感度大小，它將幫助消費者和設(shè)計師僅僅由參數(shù)來評價男式內(nèi)衣面料，以降低成本和提高效率。

針織面料；男式內(nèi)衣；KES-FB1；壓力實驗；松量

現(xiàn)代男性在選擇內(nèi)衣時并不只關(guān)注其合身性，還會考慮到其舒適性，然而當(dāng)穿著內(nèi)衣時，它不可避免地會對人體產(chǎn)生壓力[1]。在市場上，有不少男式內(nèi)衣，即使同一尺寸，因功能性、面料種類及人體輪廓的不同，也有著不同的造型和松緊度，所以內(nèi)衣對人體產(chǎn)生的壓力也是不同的[2]。

近些年專家學(xué)者們已經(jīng)研究了在靜態(tài)狀態(tài)下的舒適度與緊身服裝（內(nèi)衣、緊身衣、褲襪等）的關(guān)系[3-11]。盡管如此，對男式內(nèi)衣和面料的研究還不是夠的。一般情況下，男式內(nèi)衣設(shè)計使用負(fù)值松量，松量的取值必須符合面料[12]的可拉伸度和內(nèi)衣的功能。普通寬松型的內(nèi)衣只是人體表皮的復(fù)制品，對人體產(chǎn)生很小的壓力，不便于測量實驗與研究。因此有必要去研究被設(shè)計上壓力的內(nèi)衣（緊身內(nèi)衣、功能性內(nèi)衣），測量對人體軟組織產(chǎn)生的提拉效果[13]。

1 實驗方案設(shè)計

研究步驟包括，第一步：1）使用KES-FB1進(jìn)行面料的力學(xué)性能測試；2）提出“人體-面料”系統(tǒng)，即在軀干、四肢軟組織進(jìn)行針織面料拉伸實驗；第二步：1）建立方程來預(yù)測內(nèi)衣對軀干和四肢軟組織的壓力；2）建立方程來檢驗面料最大可設(shè)計松量。此研究力圖改變舊的人體試穿主觀評價方式（那將會花費更多時間和資源），并結(jié)合理論模型（參數(shù)化的角度）和實際應(yīng)用，可降低成本和提高效率[14-15]。

1.1 實驗材料

實驗針織面料樣本為國內(nèi)內(nèi)衣市場上常見面料（由武漢愛帝集團(tuán)有限公司提供）。面料的特性如表1所示。

表1 面料成分

1.2 對象和試驗方法

為了證明最大（不可接受的）壓力值，實驗使用客觀[16]和主觀的測量方法。使用TELMATSYMCADⅡ非接觸式人體掃描儀測量15位23～26歲之間的標(biāo)準(zhǔn)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。對以下人體部位進(jìn)行測量：大臂（肱二頭?。?、小臂（前臂）、自然腰圍（最細(xì)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(nèi)衣的覆蓋領(lǐng)域（緊身褲、緊身體恤、內(nèi)褲等）。

儀器為FlexiForce A201傳感器，同一時間用4個傳感器儀器測量，測量的數(shù)據(jù)直接保存為Excel格式。設(shè)置測量為每1秒采集10次，時長為15秒，各圍度處測量6個點（正反面4點，側(cè)面2點）。測試前，已檢查及校準(zhǔn)傳感器靈敏度，并在系統(tǒng)上設(shè)置測試范圍，為更好地配合實驗[17]。面料樣品的寬度為8厘米，長度以所測量的人體圍度為依據(jù)，并標(biāo)注松量尺寸于面料。實驗時：1）壓力傳感器同時測量人體左右2個對稱點[18]；2）測試面料橫向包裹測試部位，然后依照刻度單軸拉伸變更面料松量；3）不斷拉伸面料，直到不舒適[19]。

2 實驗結(jié)果

2.1 針織面料壓力與力學(xué)性能

所有測量的數(shù)據(jù)如表2所示，并與其他研究數(shù)據(jù)結(jié)果對比（圖3），相比較而言，本實驗數(shù)據(jù)較低于平均數(shù)據(jù)0.5kPa，且區(qū)間為0～2.11kPa。

表2 男人體測量數(shù)據(jù)

2.2 針織面料壓力分析

要實現(xiàn)壓力舒適“人體-面料”系統(tǒng)，不能只依照面料壓力來設(shè)計松量，也要取決于面料的結(jié)構(gòu)，它將對軟組織產(chǎn)生不同影響。因此，從“人體-面料”系統(tǒng)中提出一個新的參考指數(shù)，表示為：針織面料壓縮性能指數(shù)——Cp（Compressive Performance）

Emax=100[(CS-BS)/BS]其中BS即body size，人體圍度尺寸大小；CS即clothing size，服裝尺寸大小。最大壓力值（Pmax）：最大平均壓力。Cp指數(shù)反映的是針織面料提供的壓力能力：如此數(shù)值較高，則說明面料壓力能力差，需要更大的松量設(shè)計，以獲得更大的壓力；如此數(shù)值較低，說明面料壓力能力強(qiáng)，在較小的松量下就能獲得很高的壓力值。

經(jīng)過分析整理得出表3。面料樣本在人體上進(jìn)行松量試驗時，料（緯向）拉伸到最大Emax時得到最大壓力數(shù)值Pmax，可知面料樣本在人體上的最大松量設(shè)計值（Emax）應(yīng)≤17.3%；面料的壓縮性指數(shù)Cp可由公式（1）求得。如，M2的Pmax值較大，且Emax最小，由此可知M2面料的壓力性能較強(qiáng)，可以在較小的拉伸度下提供最大壓力。因此Cp可為面料樣本的壓縮性能提供參數(shù)性的評價指標(biāo)。

表3 “人體-面料”的壓力特性

3 結(jié)論

1）通過人體壓力敏感度測試，可以按以下順序排列：小臂＜大臂＜小腿＜大腿＜自然腰＜腰帶；

2）本實驗得出了大量的實驗數(shù)據(jù)，且通過“人體-面料”系統(tǒng)實驗得出壓縮性能指數(shù)Cp。M2提供壓力能力較強(qiáng)，M1、M4相對較弱，M3、M5、M6較接近；

3）M1～M6面料的平均拉伸度（不舒適狀態(tài)下）為17.3%，所以設(shè)計時，M1～M6面料最大可拉伸度應(yīng)保持在17%內(nèi)，其他男式內(nèi)衣針織面料也可以此為參考。

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（責(zé)任編輯：竺小恩）

武漢紡織大學(xué)成功研發(fā)可3D打印的光固化樹脂材料

材料瓶頸被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是限制3D打印發(fā)展的首要問題。武漢紡織大學(xué)日前成立3D打印材料研究所，計劃對已研制成功的可供3D打印的光固化樹脂、光固化蠟材料進(jìn)行市場化開發(fā)，助推我國3D打印技術(shù)普及至手工制模、人像打印等商用領(lǐng)域。

該研究所由武漢紡織大學(xué)材料學(xué)院、紡織學(xué)院和化工學(xué)院共10余位海歸教授、博士組成。此前，研究所成員包海峰教授獨創(chuàng)的樹脂增韌增強(qiáng)技術(shù)，開發(fā)出了適用于3D打印的光固化蠟和高性能光固化樹脂材料。

武漢紡織大學(xué)副校長姜明華教授說，研究所的優(yōu)勢在于整合了多學(xué)科資源，利用一些紡織纖維進(jìn)行材料改性，可以實驗合成出多種可供3D打印的新材料。

以光固化樹脂為例，研究所采用納米增韌劑和芳綸短纖維、漿粕增強(qiáng)劑改性丙烯酸酯類樹脂，使得固化后復(fù)合材料具有低收縮率、高精度和優(yōu)異的力學(xué)性能等優(yōu)點。據(jù)了解，該技術(shù)還明顯拉低了該產(chǎn)品成本，價格僅相當(dāng)于國際同類產(chǎn)品三分之一。

為實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，目前該研究所正與一家3D打印企業(yè)聯(lián)合建設(shè)年產(chǎn)500噸的3D打印用樹脂生產(chǎn)線，預(yù)計實現(xiàn)年產(chǎn)值2億元。

武漢紡織大學(xué)介紹，下一步研究所還將涉足尼龍粉末、塑料、金屬粉末、陶瓷等3D打印材料開發(fā)的各個領(lǐng)域。(摘自中國紡織經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)2014-12-11)

Experiment and Analysis on Compressive Performance of Knitted Fabrics

CHENG Zhe KUZMICHEV V.WU Hao LI Yue

Studyon pressurecomfortofknittedfabricsis ofgreatsignificanceformen’sunderwear.Therelationship between the fabrics and the pressure of men’s underwear is worth discussing and analyzing.Based on theprevious experiments,abody-fabricsystemhasbeensetup.FlexiForcesensorhasbeen usedtomeasure the objective pressure in six parts of the male body and to carry out the fabric mechanical test.By collecting and analyzing the maximum pressure,the fabric tension index and the fabric tensile degree,the fabric performance evaluation methods and body surface pressure sensitive degree have been obtained,which will help consumers and designers to evaluatemen’s underwear fabrics by parameters only so as to reducecosts and improve efficiency.

knitted fabrics;men’s underwear;KES-FB1;pressure experiments;loose measure

TS941.6

B

1674-2346（2014）04-0011-04

10.3969/j.issn.1674-2346.2014.04.003

2014－09－10

程哲，男，武漢紡織大學(xué)服裝學(xué)院，碩士研究生。研究方向：服裝結(jié)構(gòu)與舒適度（湖北 武漢 430073）