针织面料压缩性能实验分析

程哲 库茨米切夫维克多 吴昊 李月

针织面料压缩性能实验分析

程哲 库茨米切夫维克多 吴昊 李月

针织面料的压力舒适性研究对男式内衣的发展有着重要意义，男式内衣面料与压力之间的关系是值得讨论分析的。通过先前的实验基础，然后建立了“人体-面料”系统，通过FlexiForce传感器在男性人体的6个部位上进行客观压力测量，以及KES-FB1的面料力学测试。收集和分析最大压力、面料张力指数和面料的拉伸度等，得出男式内衣面料性能评价方式与人体体表压力敏感度大小，它将帮助消费者和设计师仅仅由参数来评价男式内衣面料，以降低成本和提高效率。

针织面料；男式内衣；KES-FB1；压力实验；松量

现代男性在选择内衣时并不只关注其合身性，还会考虑到其舒适性，然而当穿着内衣时，它不可避免地会对人体产生压力[1]。在市场上，有不少男式内衣，即使同一尺寸，因功能性、面料种类及人体轮廓的不同，也有着不同的造型和松紧度，所以内衣对人体产生的压力也是不同的[2]。

近些年专家学者们已经研究了在静态状态下的舒适度与紧身服装（内衣、紧身衣、裤袜等）的关系[3-11]。尽管如此，对男式内衣和面料的研究还不是够的。一般情况下，男式内衣设计使用负值松量，松量的取值必须符合面料[12]的可拉伸度和内衣的功能。普通宽松型的内衣只是人体表皮的复制品，对人体产生很小的压力，不便于测量实验与研究。因此有必要去研究被设计上压力的内衣（紧身内衣、功能性内衣），测量对人体软组织产生的提拉效果[13]。

1 实验方案设计

研究步骤包括，第一步：1）使用KES-FB1进行面料的力学性能测试；2）提出“人体-面料”系统，即在躯干、四肢软组织进行针织面料拉伸实验；第二步：1）建立方程来预测内衣对躯干和四肢软组织的压力；2）建立方程来检验面料最大可设计松量。此研究力图改变旧的人体试穿主观评价方式（那将会花费更多时间和资源），并结合理论模型（参数化的角度）和实际应用，可降低成本和提高效率[14-15]。

1.1 实验材料

实验针织面料样本为国内内衣市场上常见面料（由武汉爱帝集团有限公司提供）。面料的特性如表1所示。

表1 面料成分

1.2 对象和试验方法

为了证明最大（不可接受的）压力值，实验使用客观[16]和主观的测量方法。使用TELMATSYMCADⅡ非接触式人体扫描仪测量15位23～26岁之间的标准男体，平均身高为170.2cm、胸围88.7cm、腰围75.2cm、低腰围78.4cm、臀围91.9cm。对以下人体部位进行测量：大臂（肱二头肌）、小臂（前臂）、自然腰围（最细处）、腰带围（脐下4cm）、大腿（裆水平线）和小腿，均为圆或椭圆的表面。这些选定的部分属于不同内衣的覆盖领域（紧身裤、紧身体恤、内裤等）。

仪器为FlexiForce A201传感器，同一时间用4个传感器仪器测量，测量的数据直接保存为Excel格式。设置测量为每1秒采集10次，时长为15秒，各围度处测量6个点（正反面4点，侧面2点）。测试前，已检查及校准传感器灵敏度，并在系统上设置测试范围，为更好地配合实验[17]。面料样品的宽度为8厘米，长度以所测量的人体围度为依据，并标注松量尺寸于面料。实验时：1）压力传感器同时测量人体左右2个对称点[18]；2）测试面料横向包裹测试部位，然后依照刻度单轴拉伸变更面料松量；3）不断拉伸面料，直到不舒适[19]。

2 实验结果

2.1 针织面料压力与力学性能

所有测量的数据如表2所示，并与其他研究数据结果对比（图3），相比较而言，本实验数据较低于平均数据0.5kPa，且区间为0～2.11kPa。

表2 男人体测量数据

2.2 针织面料压力分析

要实现压力舒适“人体-面料”系统，不能只依照面料压力来设计松量，也要取决于面料的结构，它将对软组织产生不同影响。因此，从“人体-面料”系统中提出一个新的参考指数，表示为：针织面料压缩性能指数——Cp（Compressive Performance）

Emax=100[(CS-BS)/BS]其中BS即body size，人体围度尺寸大小；CS即clothing size，服装尺寸大小。最大压力值（Pmax）：最大平均压力。Cp指数反映的是针织面料提供的压力能力：如此数值较高，则说明面料压力能力差，需要更大的松量设计，以获得更大的压力；如此数值较低，说明面料压力能力强，在较小的松量下就能获得很高的压力值。

经过分析整理得出表3。面料样本在人体上进行松量试验时，料（纬向）拉伸到最大Emax时得到最大压力数值Pmax，可知面料样本在人体上的最大松量设计值（Emax）应≤17.3%；面料的压缩性指数Cp可由公式（1）求得。如，M2的Pmax值较大，且Emax最小，由此可知M2面料的压力性能较强，可以在较小的拉伸度下提供最大压力。因此Cp可为面料样本的压缩性能提供参数性的评价指标。

表3 “人体-面料”的压力特性

3 结论

1）通过人体压力敏感度测试，可以按以下顺序排列：小臂＜大臂＜小腿＜大腿＜自然腰＜腰带；

2）本实验得出了大量的实验数据，且通过“人体-面料”系统实验得出压缩性能指数Cp。M2提供压力能力较强，M1、M4相对较弱，M3、M5、M6较接近；

3）M1～M6面料的平均拉伸度（不舒适状态下）为17.3%，所以设计时，M1～M6面料最大可拉伸度应保持在17%内，其他男式内衣针织面料也可以此为参考。

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（责任编辑：竺小恩）

武汉纺织大学成功研发可3D打印的光固化树脂材料

材料瓶颈被业内普遍认为是限制3D打印发展的首要问题。武汉纺织大学日前成立3D打印材料研究所，计划对已研制成功的可供3D打印的光固化树脂、光固化蜡材料进行市场化开发，助推我国3D打印技术普及至手工制模、人像打印等商用领域。

该研究所由武汉纺织大学材料学院、纺织学院和化工学院共10余位海归教授、博士组成。此前，研究所成员包海峰教授独创的树脂增韧增强技术，开发出了适用于3D打印的光固化蜡和高性能光固化树脂材料。

武汉纺织大学副校长姜明华教授说，研究所的优势在于整合了多学科资源，利用一些纺织纤维进行材料改性，可以实验合成出多种可供3D打印的新材料。

以光固化树脂为例，研究所采用纳米增韧剂和芳纶短纤维、浆粕增强剂改性丙烯酸酯类树脂，使得固化后复合材料具有低收缩率、高精度和优异的力学性能等优点。据了解，该技术还明显拉低了该产品成本，价格仅相当于国际同类产品三分之一。

为实现产学研结合，目前该研究所正与一家3D打印企业联合建设年产500吨的3D打印用树脂生产线，预计实现年产值2亿元。

武汉纺织大学介绍，下一步研究所还将涉足尼龙粉末、塑料、金属粉末、陶瓷等3D打印材料开发的各个领域。(摘自中国纺织经济信息网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，武汉纺织大学服装学院，硕士研究生。研究方向：服装结构与舒适度（湖北 武汉 430073）