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衣的發展有著重要意義，男式內衣面料與壓力之間的關系是值得討論分析的。通過先前的實驗基礎，然后建立了“人體-面料”系統，通過FlexiForce傳感器在男性人體的6個部位上進行客觀壓力測量，以及KES-FB1的面料力學測試。收集和分析最大壓力、面料張力指數和面料的拉伸度等，得出男式內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計師僅僅由參數來評價男式內衣面料，以降低成本和提高效率。

針織面料；男式內衣；KES-FB1；壓力實驗；松量

現代男性在選擇內衣時并不只關注其合身性，還會考慮到其舒適性，然而當穿著內衣時，它不可避免地會對人體產生壓力[1]。在市場上，有不少男式內衣，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，所以內衣對人體產生的壓力也是不同的[2]。

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

1 實驗方案設計

研究步驟包括，第一步：1）使用KES-FB1進行面料的力學性能測試；2）提出“人體-面料”系統，即在軀干、四肢軟組織進行針織面料拉伸實驗；第二步：1）建立方程來預測內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），并結合理論模型（參數化的角度）和實際應用，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內衣市場上常見面料（由武漢愛帝集團有限公司提供）。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。對以下人體部位進行測量：大臂（肱二頭?。?、小臂（前臂）、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）。

儀器為FlexiForce A201傳感器，同一時間用4個傳感器儀器測量，測量的數據直接保存為Excel格式。設置測量為每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，側面2點）。測試前，已檢查及校準傳感器靈敏度，并在系統上設置測試范圍，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，并標注松量尺寸于面料。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 實驗結果

2.1 針織面料壓力與力學性能

所有測量的數據如表2所示，并與其他研究數據結果對比（圖3），相比較而言，本實驗數據較低于平均數據0.5kPa，且區間為0～2.11kPa。

表2 男人體測量數據

2.2 針織面料壓力分析

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

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

經過分析整理得出表3。面料樣本在人體上進行松量試驗時，料（緯向）拉伸到最大Emax時得到最大壓力數值Pmax，可知面料樣本在人體上的最大松量設計值（Emax）應≤17.3%；面料的壓縮性指數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，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性的評價指標。

表3 “人體-面料”的壓力特性

3 結論

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據，且通過“人體-面料”系統實驗得出壓縮性能指數Cp。M2提供壓力能力較強，M1、M4相對較弱，M3、M5、M6較接近；

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

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（責任編輯：竺小恩）

武漢紡織大學成功研發可3D打印的光固化樹脂材料

材料瓶頸被業內普遍認為是限制3D打印發展的首要問題。武漢紡織大學日前成立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、光固化蠟材料進行市場化開發，助推我國3D打印技術普及至手工制模、人像打印等商用領域。

該研究所由武漢紡織大學材料學院、紡織學院和化工學院共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的樹脂增韌增強技術，開發出了適用于3D打印的光固化蠟和高性能光固化樹脂材料。

武漢紡織大學副校長姜明華教授說，研究所的優勢在于整合了多學科資源，利用一些紡織纖維進行材料改性，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、漿粕增強劑改性丙烯酸酯類樹脂，使得固化后復合材料具有低收縮率、高精度和優異的力學性能等優點。據了解，該技術還明顯拉低了該產品成本，價格僅相當于國際同類產品三分之一。

為實現產學研結合，目前該研究所正與一家3D打印企業聯合建設年產500噸的3D打印用樹脂生產線，預計實現年產值2億元。

武漢紡織大學介紹，下一步研究所還將涉足尼龍粉末、塑料、金屬粉末、陶瓷等3D打印材料開發的各個領域。(摘自中國紡織經濟信息網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，武漢紡織大學服裝學院，碩士研究生。研究方向：服裝結構與舒適度（湖北 武漢 430073）