PhabrOmeter?织物评价系统简介及其应用探讨

廖银琳+等

摘要：PhabrOmeter?织物评价系统是一套全新的织物手感风格的客观评定系统，本文简单介绍PhabrOmeter?织物评价系统的功能，通过实例演示样品测试过程并解析其测试原理，最后初步探讨PhabrOmeter?织物评价系统的应用前景。

关键词：PhabrOmeter?；织物评价系统；织物风格；手感

织物的手感风格影响服装的服用性能，是产品最重要的质量属性之一，直接决定着产品的销量，一直以来成为生产者和服装设计师在面料研发、生产及选择时关注的重点。织物手感风格的评价方法主要分为主观评价法、客观评价法和主客观联合评价法[1]。在织物风格的客观评价方法中最有影响力的是日本KES-FB测试系统和澳大利亚FAST 系统[2]，这两种测试系统均由4台仪器组成，需要对不同指标进行分别测试，不仅测量费时而且设备昂贵。目前由潘宁教授研发的PhabrOmeter?织物评价系统[3]，测试速度快、效率高，一次测试可同时获得手感（柔软度、光滑度、刚韧度）、悬垂性、折皱回复性等多项指标，每块试样只需大约一分钟就可完成测试，是一套新型的织物风格客观评价方法。

1 PhabrOmeter?织物评价系统简介

PhabrOmeter?织物手感评价系统[3]，中文译名丰宝仪或法宝仪，是由美国欣赛宝科技公司研发的一套用于模拟人手触摸织物时产生的感官性能评价并给出量化数据的新型测量仪器系统。图1为织物风格仪的仪器外形及用户软件界面。

若用户指定参考织物，则PhabrOmeter?织物评价系统可通过系统计算出被测织物相对于预先选定的参照织物的一种总体性能差异的相对手感值。另外，一次测试可同时获得折皱回复率、悬垂系数以及柔软度、光滑度、刚韧度等多项指标。PhabrOmeter?织物评价系统测试样品为面积为 100cm2圆形试样，适用于机织物、针织物、无纺布、层压织物等材料。它制样简单，测量快速，应用范围广，可实现对面料手感风格多项指标的快速、客观、高通量测试提高效率。

2 PhabrOmeter?织物评价系统测试原理

PhabrOmeter?织物手感评价系统测试原理[3-5]如图2所示，将样品水平放置在测试台上，并施加一定的重力，由计算机发送信号驱动一推杆向下移动，推动样品通过测试盘中心圆孔产生机械变形，并提取相关载荷—位移曲线，经过数据转换计算出相应的手感风格指标。在测试过程中，通过圆孔的样品经历了一个复杂的低应力变形过程，包括拉伸、剪切、弯曲以及摩擦。以此变形过程来模拟用手掌做手感评价时的变形过程，并将与织物手感的相关信息通过一个载荷—位移曲线进行反映，如图3所示。

图2 织物风格仪测试原理图[4]

图3 提取纯棉面料手感特性相关的曲线

织物风格测试系统的新颖之处在于将织物穿过圆孔这一复杂的低应力变形过程通过载荷—位移曲线进行反映，并将曲线做进一步的数据分析处理，提取相应的手感风格指标。图3所示，若将曲线离散成若干个独立的点则形成一个庞大的手感特征数据集，发明人潘宁教授及其研究团队通过K-L 转换降低数据维数，将其含有110个具有一定程度相关性的数据集，转换成8 个反映不同的织物手感特征且相互独立的数据集以手感指纹图的形式直观显示出来，如图4所示，并根据大量试验数据分析结果将前3个元素分别定义为Resilience （刚韧度），Softness（ 柔软度），Smoothness（光滑度）。

图4 纯棉面料的手感指纹图

PhabrOmeter?织物评价系统可以通过公式计算出被测织物相对参考织物的手感值（PHV）。其计算方法如下[5]：被测织物的特征值集合Yk= （Yk1， Yk2，… ， Ykp ） ，参考织物的特征值集合Ys= （Ys1，Ys2，… ，Ysp ） ，被测试织物相对于参考织物的相对手感值RHV为：

其中，Wi 是各特征手感值所占的权重，p=8。相对手感值越小，表明被测织物与参考织物的手感特征越接近。

PhabrOmeter?织物评价系统还可以通过计算得出织物悬垂系数和织物折皱回复率[3]。若将参考样本由计算机设定为零，则所计算的相对手感值为所测面料的等效悬垂系数。悬垂系数值越小表示悬垂性能越好。而将所测面料测量悬垂系数两次（时间间隔5 min），这样两次测试值之间的差异就反映了所测面料的折皱回复能力。折皱回复率数值越大表示折皱回复性能越好。

另外，据仪器工程师介绍，在最新版本软件中潘宁教授研究团队对前三个分量进行了进一步数据处理，给出了每个分量的百分比?，让用户在没有参照织物的情况下判断织物的特性。每个分量的范围都是0～100且各分量的值越大，表示样品的该特性越强，如刚韧度的值越大表示织物越韧，柔软度值越大织物越软，光滑度值越大织物越滑。

表1显示的是5个纯棉面料的手感风格指标测量结果，从表中我们能很清楚地看到7个样品各自的手感特性，同时若将m-1样品设定为参考样品，则可计算出另外4个样品相对于m-1样品的相对手感值。

表1 纯棉面料手感风格指标测量结果

3 PhabrOmeter?织物评价系统应用前景

基于PhabrOmeter?织物评价系统的诸多优点，初步探讨该仪器可应用于下几个方面：

1）用于面料的选择及来样加工

PhabrOmeter?织物评价系统可根据用户提供的样品作为参考面料，通过比较指纹图，找出所加工的面料和参考面料差异大小[3]。另外，PhabrOmeter?评价系统在没有参考织物的情况下也可根据生产的目标结合面料所测的指纹图中的三大分量（韧，软，滑）的值来选择合适的面料，比如衬衫面料要求软一点的，用户首先看柔软度的值，但太软衣服没有骨架，这就需要看刚韧度值，刚韧度太小会显得不够挺，而刚韧度太大则衣服会显得僵硬，穿着不舒服，然后再挑稍适中的光滑度值等等。

2）用于评价新工艺

PhabrOmeter?织物评价系统可用于验证新产品评价新工艺，如屠吉利等[6]采用PhabrOmeter?织物评价系统客观测试毛巾类织物的手感风格值并与主观手感评价结果进行对比，研究指出该仪器可清楚地揭示不同柔软剂对织物手感的影响程度以及不同浓度整理效果间的区别，其结果与主观柔软评价的顺序一致。王新力[7]采用PhabrOmeter?织物风格仪对经5种蔗糖聚酯整理后的织物（棉、涤和毛巾）的织物柔软效果进行测试评价，通过与市场上3种不同种类的柔软剂对比，客观体现蔗糖聚酯整理的柔软效果。陈一飞等[8]研究新型增稠浆EcopO-2对颜料印花产品手感的影响，通过PhabrOmeter?测定表明，印制的棉织物和丝织物其手感均接近和达到相应染料印花的水平。

3）用于产品质量控制

PhabrOmeter?织物评价系统可以通过制定长期质量控制区对现有产品质量进行内部控制[3]。另外，目前织物折皱回复性能主要通过测定织物的折痕回复角来客观表征，如标准GB/T 3819—1997、ISO 2313：1972、JIS L 1059-1：2009、AATCC 66-2014等，该方法将一定形状和尺寸的试样，在规定条件下折叠加压保持一定时间，卸除负荷后，让试样经过一定回复时间，测量折痕回复角[9-12]。该方法样品要求高，制样复杂。

织物悬垂性能的测量较多采用纸杯法，如GB/T 23329—2009方法A、ISO 9073-9：2008方法A、WSP 090.6.R4（12） 方法A等。将圆形试样水平置于与圆形试样同心且较小的夹持盘之间，夹持盘外的试样沿夹持盘边缘自然悬垂下来，将悬垂的试样影像投射到已知质量的纸杯上，纸杯与试样未夹持部分的尺寸相同，在纸杯上沿着投影边缘画出其整个轮廓，再沿着画出的线条剪取投影部分的纸杯质量占整个纸杯质量的百分率即为该样品的悬垂系数[13-15]。现行测量织物折痕回复性能的标准制样麻烦，而织物悬垂性能操作要求比较高，相比之下，织物评价系统操作简单、测量快速。

4）通过研究确定面料手感风格的阈值范围

织物评价系统新版本软件对这三个分量进行了进一步数据处理，给出了每个分量的百分比?，让用户在没有参照织物的情况下判断织物的特性。每个分量的范围都是0～100且各分量的值越大，表示样品的该特性越强。用户可以结合服装用途及风格特点，通过阈值研究，制定标准，测量数值手感较佳范围及可接受的范围，将测定的数据和风格效果联系起来，让他们能通过测量的数据大概知道织物的风格特点和手感性能。广州纤维产品检测研究院拟开展基于PhabrOmeter?的衬衫面料手感风格测试与评价，试图通过对市面上流行的衬衫面料的手感风格指标进行测试，并系统分析研究纤维成分、织物密度、组织结构、克重、厚度等面料手感风格的影响因素，同时结合主观评价分析，确定各种衬衫面料手感风格的阈值范围。所确定不同类型的衬衫面料手感风格的阈值范围，可为衬衫面料产品设计、开发与采购提供依据。

4 展望

织物的手感风格一直是人们关注的重点，PhabrOmeter?织物评价系统作为新一代客观手感风格评定系统，测量准确迅速，是一种很有前途的织物手感风格的客观评定方法。同时，PhabrOmeter?织物评价系统作为AATCC 202手感测试标准的指定测试仪器，随着标准的推广应用及研究的深入，也将被越来越多的用户所关注。

参考文献：

[1] 马玲.服装面料风格物理评价模型的研究[D].上海：上海工程技术大学，2011.

[2] 张超.不同织物风格评价体系对新型超仿棉纤维织物风格的评价与比较研究[D].北京：北京服装学院，2013.

[3] 潘宁.一套用于织物感官性能评价的新型测量仪器系统[J].纺织导报，2012，（3）：101-104.

[4] N PAN.Quantification and evaluation of human tactile sense towards fabrics [J]. Journal of Design & Nature，2007，（1） ： 48- 60.

[5] AATCC 202-2014 Relative Hand Value of Textiles： Instrumental Method[S].

[6] 屠吉利，刘今强.基于PhabrOmeter的毛巾织物手感风格评价[J].纺织学报，2013，34（8）： 48-51.

[7] 王新力.蔗糖聚酯在纺织后整理中的应用及研究[D].浙江：浙江理工大学，2012.

[8] 陈一飞，刘今强，葛华云.新型增稠浆EcopO-2对颜料印花产品手感的影响[J].纺织学报，2013， 34（8）：89-94

[9] GB/T 3819—1997 纺织品 织物折痕回复性的测定回复角法[S].

[10] ISO 2313：1972 Textile fabrics--Determination of the recovery from creasing of a horizontally folded specimen by measuring the angle of recovery [S].

[11] JIS L 1059-1：2009 Testing methods for crease recovery of textiles -- Part 1： Determination of the recovery from creasing of a horizontally folded specimen by measuring the angle of recovery [S].

[12] AATCC 66-2014 Wrinkle Recovery of Woven Fabrics： Recovery Angle [S].

[13] GB/T 23329—2009 纺织品 织物悬垂性的测定[S].

[14]ISO 9073-9：2008 Textiles--Test methods for nonwovens--Part 9： Determination of drapability including drape coefficient [S].

[15] WSP 090.6.R4（12） Standard Test Method for the Evaluation of Drapeability Including Drape Coefficient of Nonwoven Fabrics [S].

（作者单位：广州纤维产品检测研究院）