（纺织工程专业论文）针织服装压力舒适性的测试与研究.pdf

摘要 针织面料由于具有良好的弹性和延伸性，已经越来越多的应用于各类紧身、 束身以及运动服装中。+ 而在穿着过程中，针织服装的压力舒适性已逐渐成为衡量 针织物紧身服穿着舒适性的主要指标之一。因此，如何确立合理的压力舒适性评 判指标，并且建立科学的服装压力舒适性评价体系，对于服装舒适性的研究有着 非常重要的意义。 本课题在分析服装压力舒适性国内外研究状况，以及传统压力测试方法的基 础上，阐述了自行开发研制的“利用f l e x i f o r c e 压力传感器测量针织服装压力” 的测试系统。该系统包括：f l e x i f o r c e 压力传感器、放大电路集成板、数据采集 卡与计算机。与传统方法相比，该系统实现了多通道的数据采集与保存、实时显 示以及动态服装压的测定，适合本课题中针织服装压力舒适性的测试。 本课题在总结前人研究的基础上，针对针织女式束腰和针织无缝紧身弹性运 动中裤，设计了一组服装穿着实验，采用主观评定与客观压力测试相结合的方法 来研究这两类针织服装的压力舒适性。主观评定利用心理学中的数量估计法，并 通过各因子相关矩阵分析，得到了压力舒适性与服装的各穿着感觉之间的相关关 系。同时，由f l e x i f o r c e 压力测试系统对穿着者进行客观服装压力测试，通过实 验数据的分析与处理，得到了穿着者在不同部位不同运动状态下的压力大小及分 布态势规律，并寻求各部位的压力舒适性范围。 通过本课题的研究，在针织服装压力舒适性主、客观评价相结合的基础上， 建立了较为完善科学的服装压力舒适性评价指标和评价体系，为今后压力舒适性 的更进一步研究提供了一定的参考依据。 关键词：针织服装，压力舒适性，服装压力，主观评价，客观测试，测试系 统 a b s t r a c t k n i t t e df a b r i c sp l a yam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei ne v e r yk i n d so ft l g h t o r s p o r t sg 锄e n t s ，b e c a u s eo f t h e i rg o o de l a s t i c i t y c l o t h i n gp r e s s u r ec o m f o r to fk n i t t e d f a b r i ci so n eo f 也ei m p o r t a n tf a c t o r sf o re v a l u a t i o no f w e a r i n gc o m f o r t t h e r e f - o r e ，i t i sv e r yi m p o r t a n tt oh a v er e s e a r c ht h ee v a l u a t i o ni n d i c a t o ra n de s t a b l i s hs c l 强t l i l c e v a l u a t i o ns v s t e mo fc l o t h i n gp r e s s u r ec o m f o r t ，w h i c hw i l lg i v eo u ts i g n i f i c a n t e f f o r t o nt h ec o m f o r tr e s e a r c ho fg a r m e n t s b a s e do nt h ei n t r o d u c i n go ft h ed e v e l o p m e n to f t h eg a r m e n tp r e s s u r ec o m f o i r ta t h o m e 孤da b r o a da n dt r a d i t i o n a li n s t r u m e n t so nc l o t h i n gp r e s s u r em e a s u r e m e n t ，t h e t e s t i n gs y s t e mo fm e a s u r i n gc l o t h i n gp r e s s u r eb yu s i n gt h ef l e x i f o r c ef o r e e s e n s o r1 s e x d l a i n e di nd e t a i lf i r s t l y t h et e s t i n gs y s t e mm a i n l y i n c l u d e s ：f l e x i f o r c ef o r c es e n s o r ， 锄p l i f i e r ，d a t aa c q u i s i t i o na n dc o m p u t e r c o m p a r e d w i t ht r a d i t i o n a li n s e n t s ，t h e s v s t 锄w ed e v e l o p e dr e a l i z e s ：t h ed a t aa c q u i s i t i o ni ns e v e r a lc h a n n e la to n e t l m e ，t n e d a t ap r e s e a t i o n ，t h er e a l t i m ed i s p l a ya n dt h em e a s u r i n go ft h ed y n a m l cc l o t h i n g p r e s s u r e ，w h i c h i ss u i t a b l ef o ro u rm e a s u n n g t h e n b a s e do nt h ep a s tr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s ，w ep r o c e e dt h es u b j e c t l v ea n d o b j e c t i v e a s s e s s i n ge x p e r i m e n t st or e s e a r c ht h ec l o t h i n gp r e s s u r ec o m f o r to fi e m a l e w a i s ta n dk n i t t e ds e 锄l e s se l a s t i c i t ys p o r t sp a n t sb yd e s i g n i n g as e to fc l o t h i n g e x p e r i m e n t s i nt h es u b j e c t i v ea s s e s s i n ge x p e r i m e n t ，w eh a v ea n a l y z e d t h er e l a t i o no l t h ep r e s s u r ec o m f o r ta n dd i f f e r e n ts u b j e c t i v ew e a r i n gs e n s a t i o nb ya m o u n te s t i m a t e m e m o d a n di nt h eo b je c t i v et e s t i n ge x p e r i m e n tu s e dt h ef l e x i f o r c ep r e s s u r et e s t m g s v s t e r n ，w eh a v eg o t t e nt h ep r e s s u r ed i s t r i b u t i v et r e n d s i nd i f f e r e n tp a r t sa n da c t i o n , a n dt h er a n g eo ft h ep r e s s u r ec o m f o r t b vt h em e t h o do fc o m b i n gt h es u b j e c t i v ea n do b j e c t i v et e s t i n gf o re v a l u a t l o n t h e d r e s s u r ec o m f o r to fk n i t t e df a b r i c ，w ee s t a b l i s has c i e n t i f i ca n dp e r f e c t i o n e v a l u a t l o n f a c t o r sa 1 1 de v a l u a t i o ns y s t e m ，w h i c h i sb e n e f i c i a lf o rt h ed e s i g n e r st o f e s e a r c n p r o f o u n d l y ，w h o ma r ei n t e r e s t e di nc l o t h i n gp r e s s u r ec o m f o r t k e y w o r d s ：k n i t t e d f a b r i c s ，c l o t h i n gp r e s s u r e c o m f o r t ，c l o t h i n gp r e s s u r e ， s u b j e c t i v ea s s e s s i n g ，o b j e c t i v et e s t i n g , t e s t i n gs y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：w 年月为日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼至些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：魏铲 签字r 期：谰年月彩日 导师虢唇辛 签字吼砷年7 月娥 学位论文的主要创新点 一、本课题在对两种典型针织服装压力舒适性研究的基础上，总结了 一套较优的基于主、客观相结合的针织服装压力舒适性评价方 法，它同样适用于其它类型的服装压力舒适性评价，该方法为今 后服装舒适性的研究，提供了一定的参考依据。 二、根据服装压力客观测试的特点要求，我们开发了一套“利用 f l e x i f o r c e 压力传感器测量针织服装压力”的测试系统，实现了 多通道受力信号的同步采集、实时数据的记录与显示以及数据存 储等功能，并且允许动态服装压力的测定。克服了以往服装压力 测试方法的不足和缺点。 三、在服装穿着压力舒适性的评定中，我们采用5 段数量评价法的主 观评定方法，通过设定几个不同的压力穿着感觉指标进行评价， 并分析探讨了各因子之间的相关系数矩阵，得出了各压力感觉特 征指标与针织服装压力舒适性的相关性关系。同时通过对测试者 不同部位不同状态下的服装压力进行客观测量，建立了穿着姿 势、测试部位以及运动状态等与服装压力的分布关系，并初步预 测了所测针织服装的压力舒适性范围。 第一章绪论 1 1 前言 第一章绪论 随着生活水平的提高以及生活观念的改变，人们对服装的要求已不仅仅是遮 体御寒，而在购买服装时对其舒适性越来越重视，热湿舒适性，触觉舒适性，压 力舒适性和视觉舒适性几方面缺一不可，服装舒适性日益成为现代消费者需求的 主要特性之一。在美国，8 1 的消费者把服装的舒适性列为首选，中国的消费者 也把服装舒适性列为选择服装产品的3 个重要因素之一。因此，服装产品的舒适 性已成为服装生产企业取得市场竞争优势的关键。而针织服装较机织物往往具有 较好的穿着舒适性，由于针织面料良好的弹性和弹性回复性等而被用来制作各种 紧身、束身、运动的服装。尤其是一些弹力纤维如莱卡等在针织面料中的应用更 增加了针织服装的造型性，使合体的针织服装更广泛地渗透到内衣、外衣、功能 性服装等领域中1 1 l 。 在穿着这些服装的过程中，人们越来越认识到通过合理的利用服装压力舒适 性来达到一定的功能作用有着非常重要的意义，不同体型的人、人体的不同部位、 以及人在不同的运动状态下，对服装压力舒适性的要求是各不相同的。服装压力 舒适性已经广泛应用于体育防护用品、医用绷带以及功能内衣等。体育防护用品 穿着时合适的服装压力能够满足人体在运动过程中减轻疲劳、增强生理机能、满 足心理和生理上舒适的需要1 2 1 ；医用绷带在包扎伤口时，合适的松紧度有助于伤 口的平稳愈合，并可以缓解因伤而留下的疤痕。然而当服装压力过大而超过舒适 值时，易引起人体疲劳，同时对正常的生理机能也不利；压力过小，运动时易产 生滑脱，起不到防护作用，穿着也不会舒适。 特别地，现代的塑身衣( 或称为瘦身衣、紧身衣) 塑身的概念与以往的的腹 带、腰带、胸衣的不同之处在于它加入了一些新概念，不是局部的调整，而是通 过将身体的各部位，如腋下的副乳、腹、腰、背等部位多余的脂肪转移，收拢到 正确合适的位置，使身体凹凸有致，从而达到瘦身美体的功效p l 。然而市场上的 好多种塑身衣，有的比巴掌宽那么一点，他们大多用强力弹性纤维制成，用手拉 拉，要费很大的劲才能把它扯开。这些塑身内衣，有的束腰，有的收腹，有的修 复腿部线条，特别是最厉害的一种被称为“全身绑”的内衣，厚厚的强力纤维把 上腹、腰、下腹、臀、腿从上到下紧紧地箍起来”l 。医学专家通过研究发现，6 0 的妇女病与穿着瘦身农有关。 第一章绪论 因此，如何合理的利用服装压力来满足人体对压力舒适性的要求，是人们对 紧身服装穿着舒适性提出的要求之一。然而，研究表明，人们对压力舒适性的认 识、表达和研究还远不如热湿舒适性方面的进展，在舒适性方面，热湿舒适性的 研究已处在一个相对成熟的阶段，并有相应的标准和测试方法等出台，而对压力 舒适性的研究还在初步阶段，对那些紧身适体、或过压不适的定量化描述缺乏有 效、可靠的表达，因此，服装压力舒适性的研究已逐渐成为服装舒适性问题的重 要内容之一。本课题在总结前人研究的基础上，通过对两种常见针织服装压力舒 适性的钡0 试与评价，希望建立较为完善的且可供今后参考的服装压力舒适性评价 方法与体系。 1 2 国内外服装压力舒适性研究回顾 1 2 1 国外服装压力舒适性的研究状况 服装压力舒适性的研究最早始于国外，已历时近五十年，从上个世纪开始 w m k i r k 等人成为最早关注弹性面料的学者，早在1 9 6 6 年就提出了一种测量人 体皮肤在运动时延伸率的方法，并以此为依据给出了人体穿着弹性装时对服装弹 性的要求1 5 1 ：而s a l i mm i b r a h i m 最早引入了服装压的概念，探讨了具有双向拉伸 性能的织物制成的保形性服装的机械性能，并给出了服装压大小分布，以及服装 穿着在人体上的外型轮廓上和人体在行走时的测试方法，第一次提出了动态服装 压的概念i 埘： 至上世纪九十年代，亚洲学者掀起了对服装压力舒适性研究的热潮，很多学 者已经逐渐完成了全面系统的研究，其中f 本学者进行了较多的研究。n o r i k o i t o ( 1 9 9 5 ) 等人探讨了织物的物理性能和紧身短裤的穿着舒适性之问的关系p 1 。服 装压力的测试是服装舒适性客观评价的重要手段，早期采用气囊式的测试方法逐 渐被后期研究的新的方法所取代，t o y o n o r in i s h i m a t s u ( 1 9 9 8 ) 等人利用了具有弹 性的光纤纤维制成的压力测试仪这种新方法测试并评定了男袜的压力舒适性【8 】。 h a m m i m 、m i y u “n 等学者研究了紧身弹性织物对人体的压迫舒适性，通过对 若干女性在静止站立条件下进行的心跳速度、血压、表皮血流速度以及应急反应 的测试，揭示了不当的服装压力的确对人体存在着不良的影酬9 1 。另外一家韩国 公司t e c hs t o r mc o 开发了套基于v b 语言的服装压力测试系统c l o t h i n g p r e s s u r em e a s u r e m e n ts y s t e m ，该系统是通过八点式传感器对足底的服装压力来 进行研究的。这套系统已经具备了专业测试人体着装后服装压力的分布情况和统 计数据的功能，可以进行相当深层的服装压力舒适性的相关研究【l 们。 2 第一章绪论 1 2 2 国内服装压力舒适性的研究状况 国内学者对于影响穿着舒适性的服装压力的研究，无论是定性的，或是定量 的，相比国外来说都不是很多，并且对服装压力舒适性的研究主要集中于近十年 内，目前除了个别院校如香港理工大学，西北纺织工学院，东华大学，青岛大学 做过一定的尝试，并总结了一些相关的数据和公式外，对于服装压力方面比较系 统的研究，总体上在国内还没有广泛地开展开来。 香港理工大学的l iy 等人研制了一个生物力学模型来描述和模拟穿着文胸 运动时的服装压力和应力一应变分布，同文献中的实验数据相比较，该模型表现 出了较好的预测能力【1 1 】；w o n g 等人测试了穿着紧身健美服装时的压力舒适性， 比较多款市场上最新的紧身健美服产品，并同z h a n g 等人一起用理论模型进行了 模拟分析【l2 】；最近，f a njt 等人建立了压力舒适性预测模型，建立模拟人体着装 压力的假人，比较实验测试的压力与理论计算值，发现两者有很好的一致性【”】； 另外，西安工程科技学院( 原西北纺织工学院) 的师生也在服装压感上作了一系 列的研究，1 9 9 9 年，张欣、由芳利用先前开发的气压式传感器测量方法，对紧身 服的宽裕量，弹性模量与服装压感的关系作了一系列探究，能够在一定程度上预 测服装的穿着压感【1 4 1 ；东华大学( 原中国纺织大学) 在服装变形及压力舒适性方 面也做了一些研究。1 9 9 5 年，陈南梁进行了服装压力测试方法和测试装置的研究， 并对针织物的包覆性能有所讨论和研究，通过组织结构来分析其对服装压和包覆 弹性的影响【i5 】；张文斌等人进行了裤装穿着拘束感的相关因子分析的研究工作， 已经属于比较完全意义上的服装穿着压力舒适性方面的研究【m 】；2 0 0 5 年陈红娟、 李炜开发研制了一套基于虚拟仪器的服装压力测试系统，用于测试针织面料模拟 服用时所产生的压力值【1 7 】。 综观以上国内外的服装压力舒适性研究，都取得了阶段性的成果，为后来的 研究打下了基础，具有很好的启发性【l ”。总结前期研究，具有以下特点： 1 提出了许多压力舒适性的主观及客观的评价方法，但还没有形成相应的 测试标准和较为完整的评价体系。 2 进行服装穿着实验是研究服装穿着舒适性的有效手段，是一项完整研究 不可缺少的一部分，尽管进行穿着实验有时会比较耗费人力、物力和时间。 3 总的来说，静态服装压研究的较多，而动态服装压研究的比较少。应变 式压力传感器作为服装压力的测量工具，非常方便实用，得到了许多研究者的认 同。 4 研究尚处于起步阶段，对针织面料的弹性与压迫舒适性的基础性研究涉 及得不多。 第一章绪论 1 3 服装压力舒适性研究的发展趋势 从国内外的研究状况来看，虽然服装压力舒适性的研究已近半个世纪，但至 今仍处在一种很不完善的状况下。然而，值得高兴的是目前愈来愈多的人开始对 服装压力舒适性问题表现出浓厚的兴趣。虽然在这方面尚未进行过系统的理论研 究与实验测试，仅仅从概念和意义上探讨了压力舒适性的有关问题，但我们从中 可以看出：人是服装穿着的主体，服装压力舒适性研究应当把人的主观感受作为 研究对象，要选择一个合适的参数将人体主观感受与客观数据有机地结合起来， 因此，服装压力舒适性的研究必须结合人体的生理、心理和纺织品的物理性能这 三方面的内容，同时全面考虑服装的功能性，在服装压力的测试方面争取研制出 更经济有效的测试仪器，能定量分析服装压力与舒适性的关系，并能模拟人体穿 着时的动态服装压力【1 9 l 。如果要在这些方面建立新的科学体系就必须将服装功效 学、服装生理学和服装心理学紧密结合，这将为我国二十一世纪服装工业和纺织 业的持续发展建立较丰厚的技术储备。服装压力舒适性的进一步系统性研究也将 为服装舒适性的综合评价提供一定的依据和基础。 1 4 课题研究的意义及内容 1 4 1 课题研究的意义 近年来，针织产品由于具有弹性好、延伸性大、生产效率高等一系列区另i j 于 机织物的优良特性，已受到越来越多消费者的青睐。尤其是以莱卡为代表的大批 弹性织物的出现，使得各类紧身服装也随之兴起，使人们在满足穿着适体的同时， 也满足了穿着舒适性的需求。而作为舒适性的重要因素之一的压力舒适性的研究 就变得至关重要了。 压力舒适性的研究不仅要联系服装专业知识本身，还要联系到心理学、医学、 卫生学、人体工程学等其它学科的专业知识。因此，全面深刻的研究服装压力舒 适性可为服装设计提供科学依据，以设计出更人性化的服装，如在综合其它的舒 适性研究，可以在服装制作之前，对服装的舒适性和功能性进行全面预测，从而 指导生产，对现代服装的设计具有深远的影响。服装压力舒适性的研究将是一个 有待更加深入、具体与完善探讨的课题。 本课题在自行研制压力测试系统的基础上对两种针织服装进行服装压力舒 适性的研究，希望通过实验测试，总结出压力舒适性较为系统的评价体系，并得 出一系列关于压力舒适性的测试结论，为今后相关与服装压力舒适性方面的深入 4 第一章绪论 研究提供了一定的参考依据。并为服装的面料商、生产商以及设计师们进一步开 发更成功的针织服装奠定实践基础。 1 4 2 课题研究的内容 1 4 2 1 针织服装压力测试系统的开发 通过介绍传统服装压力测试方法及其工作原理和测试优缺点，重点讨论了 “利用f l e x i f o r c e 压力传感器测量针织服装压力”的测试系统的开发。其系统配置 包括：f l e x i f o r c e 压力传感器、放大电路集成板、阿尔泰数据采集卡与计算机。该 系统实现了多通道的数据采集、数据保存、实时显示以及动态服装压的测定。通 过对该系统的工作原理及性能特点等的介绍，表明该测试系统适合本课题中针织 服装压力舒适性的测试。 1 4 2 2 针织服装压力舒适性的研究 本课题选用女式针织束腰带及无缝紧身弹性运动裤为研究对象，从心理、生二 理、物理三方面的因素研究它们的压力舒适性。在总结前人研究的基础上，通过 设计一组服装穿着实验，以问卷调查的形式，选取不同测试点，要求测试者在实 验要求的不同运动状况下，来完成针织服装压力舒适性的主观评定与客观测试。 分别对压力舒适性主观评定因素进行相关分析，对各部位客观测试压力的大小及 分布规律予以总结，并寻求穿着感觉舒适的服装压力范围。通过主、客观测试的 相结合，使针织服装压力舒适性的研究更深入、完善与具体。 第二章课题研究的理论基础 第二章课题研究的理论基础 随着现代科学技术飞速发展，服装舒适性日益引起纺织及服装行业的重视。 服装舒适性研究被认为是现代服装科技的前沿性课题，具有极其重要的理论意义 和实用价值。近年来，消费者也把服装舒适性列为选择服装产品的最重要因素之 一。那么何谓舒适性? 它是人在与客观事物的相互联系中，由感觉器官感受，经 大脑判断产生的主观体验。而服装舒适性是着装者在特定的环境条件下对穿着服 装的心理感觉或最终判断，是穿着者在生理上、心理上、物理上的多元因素相互 作用形成的一种状斜2 0 】。服装舒适性同样是一种服装的理化属性，是显著影响 人体舒适感觉的服装的隔热性、透气性、输水性、蒸发性、体积感、触感、束缚 感、压感等等基本服装物理性能的综合。当服装的这些基本属性各自处于适当的 程度并与环境相互协调时，才可以获得良好的服用舒适性能。 服装舒适性主要包括以下几个方面：热湿舒适性、触觉舒适性、压力舒适性 和视觉舒适性1 2 1 1 。其中，服装的压力舒适性是服装舒适性中非常重要的因素， 且对服装舒适性有积极影响，它是评价服装舒适性的一项重要指标。近年来，随 着弹性针织物面料的应用，尤其是针织内衣技术的迅速发展，服装压力舒适性已 成为服装舒适性研究的重要内容之一。 2 1 服装压力舒适性的涵义 如果将服装一人体看作为一个系统，这个系统与周围环境有物理、生理、 心理过程的交互发生。对于服装的压力舒适性，可以这样认为：首先来自服装的 物理机械信号刺激作用于人体皮肤( 物理环节) ；然后，该刺激信号由皮肤中的 神经末梢传递到神经系统末梢，此时物理的刺激信号被转换为神经系统能够识别 的神经信号( 生理环节) ；最后由神经未梢传送到大脑，大脑根据生理与心理过 程对刺激信号形成感觉，从而着装者对于所穿着服装的物理机械刺激产生一个综 合的主观舒适判断( 心理环节) 。只有将物理、生理及心理过程方面的知识结合 起来，彳能更为合理地预测穿着过程中的服装压力舒适性。 服装压力舒适性是一个比较复杂的体系，它涉及到人体曲面的复杂性及人体 运动时的生理、物理变化的复杂性。也就是说在不同的环境、不同的年龄阶段或 不同的运动状态时对舒适性压力大小的要求是各不相同的。现主要将服装压力舒 适性的生理、心理和物理影响因素讨论如下： 6 第一二章课题研究的理论基础 1 服装压力舒适性的生理影响因素 服装压力舒适性的生理感觉实际上也就是服装压力的生理舒适性，生理舒适 感是客观事物直接作用于人体相应的感觉器官，有基本上专一的感觉通道，其评 判依据主要是根据生理方面的舒适条件是否能满足为标准。其次压力感觉因素是 一个复杂的、综合的反应。它不仅与服装对人体的压迫感有关，而且与松紧、重 量、柔软和硬挺等感觉以及主要皮肤内的压力感受器有关，且可能与一些不同的 简单感受器的混合反应有关。因此，穿着者对服装的压力舒适感评价，在生理因 素方面主要受服装对人体的压迫感影响，同时与服装的束缚感、重量感、滑爽感 等有关。因此，我们在研究服装压力舒适性时，不仅要对压迫感进行评价，也要 对相关的穿着感觉进行评价，从而分析各种生理感觉之间的相关性。 传统的被实验者根据穿着的生理感觉，可以对穿着压力舒适感做出可靠的评 价。反传统的被实验者往往追求着装上的新异和与众不同，当评价一件独特服装 时，对其穿着压力舒适性的评价是不可靠的。在本题研究中，实验服装选用的是 常见的女士束腰带和无缝紧身弹性运动裤，在服装的色彩，款式和面料上并无新 异而言，对传统的、反传统的服装穿着者的评价影响并不显著。 2 服装压力舒适性的心理影响因素 心理舒适感主要以心理满足为舒适与否为评价标准，虽然有时候生理上不一 定得到满足，甚至正好相反；或者人在潜意识中并不满足甚至不同意，而潜意识 中同意和希望的东西得到了满足，这时就感到了心理上的舒适。所以穿着的服装 是否舒适，是穿着者的一种心理反应，除了受到穿着者生理方面的影响，还受到 各种心理因素的影响。 这里从以下两方面来探讨心理影响因素： ( 1 ) 从穿着者的角度来分析：穿着者的社会价值观和穿着者的个性、爱好 和兴趣对服装压力舒适感的主观评价有较大的影响。当穿着者个性强，而且对被 试服装有穿着经验时，在短时问穿着的主观评定是可靠的。我们通过对环境的选 择，主试人在态度上避免对穿着者进行诱导和暗示，使个性弱的穿着者评价者的 可靠性增大。 ( 2 ) 从服装和穿着环境来分析：对于贴身穿着的针织服装，穿着者更多重 视的是服装材料对皮肤的触感，服装的合体程度等。本课题中，选用的女士束腰 带和无缝紧身弹性运动裤，在实验短时问的穿着时间内，人们更注重与压力舒适 感有关的感觉。选用服装采用相同款式、相同颜色布料，且都为弹性的针织面料， 不存在购买的问题，因而服装的款式、色彩、质量、品牌等对压力舒适性的评价 不构成影响。另外，本文所选用服装是在同一个流行趋势的时间段内和同一个穿 着环境下对服装进行评价，因此，服装的穿着环境对压力舒适性的评价不构成影 第二章课题研究的理论基础 响。 3 服装压力舒适性的物理影响因素 服装压力舒适性是服装和人体皮肤之间相互作用而产生的皮肤压力感觉的 舒适范围，它不同于服装材料力学特性的简单叠加，它同服装与人体之间的相互 机械作用有关，其可能的物理因素包括织物的部分物理机械性能、服装的合体程 度以及织物表面性能等基本属性，它是这些基本属性及服装尺寸的综合。只有这 些基本属性各自处于适当的程度，并且加以适当的配合，才能得到良好的服装压 力舒适性。以往的研究表明，服装物理不适的主要原因可以归纳为以下几点：即 不是服装重量过重，就是服装宽松量不够，以及服装摩擦阻力过大和材料弹性不 够等等。 2 2 服装压力的产生及其影响 研究发现，与压力舒适性相关性较高的是服装对于人体的压力，即服装压力。 穿着服装后，人体所受服装压力的大小将直接影响其穿着舒适性，因此，确定一 个合适的服装压力，或以服装压力作为服用性能指标来评定服装舒适性是非常有 必要的。 2 2 1 服装压力的产生 服装对于人体的压力这一力学性能，是影响人体压力舒适性最主要的因素。 在着装状态下，服装作用于人体的压力主要有以下2 种形式1 22 1 。 首先，由于服装的重力对人体产生的压力。即所穿着服装本身的重量引起的 垂直于布面上的压力。如肩部的压力舒适性与衣服的质量有很大的关系。有研究 表明，对于外套而占，肩部的服装压力以靠近肩点部位压力值偏大。这是由于服 装在纵向上与人体的接触点接近肩点的位置，该位置受衣服款式、材料软硬程度 以及具体体型的影响。类似重量压对于有些服装特别是各种防护服、极地用服装、 婴儿与高龄患者服装的压力显得很重要。 其次，由于材料的变形而产生张力，从而产生作用于人体的压力，使人体产 生压迫感。在人体着装后，服装对人体就有一定的限制作用，特别是当服装的宽 裕量的减少和人体运动幅度的增加时，引起服装的弹性变形，进一步引起人体皮 肤的变形，从而产生压力感。服装压力的物理机理分析如图2 一l 所示： s 第二章课题研究的理论基础 图2 1 服装压力的物理机理分析图 从图2 - 1 中可以看出，由布料的拉伸变形而产生的织物拉伸张力t 在垂直于 人表面的法线方向上形成了压力f 从而约束人体，张力t 与压力f 的夹角为m ， 两者的关系为： f = 2 t c o s 4 = 2 a c o s ( 公式2 - 1 ) 式中：t ：织物拉伸张力f ：垂直于人体表面的法向张力 f 织物弹性模量l ：织物变形量巾：张力t 与压力f 的夹角 这里，夹角巾的大小不仅与人体的着装部位有关，而且与人体的着装状态( 如 四肢运动、躯干的扭动等) 有关。 综上所述，在人体着装时，由服装重量和材料变形共同引起的，作用于人体 表面且垂直于人体表面的单位皮肤面积上的力称为服装压力【2 3 1 。对于人体曲面 部位，可能这两种压力形式都包括，也即材料变形产生的张力垂直于人体曲面的 分解力和服装重力作用而产生的压力。对于平面部位，一般情况下是这两种压力 中的一种。 产生服装压力的原因通常有如下几种：肩、腰部因支撑衣物重量而承受的压 力；背带、腰带等的压力；内衣类( 胸罩、紧身褡、束身衣) 的压力。由此，我 们可以知道服装压力最明显的服装类型是针织内衣( 本文排除由服装重量产生的 服装压力，如冬天厚重外衣) 。内衣可以划分为普通内衣和特殊用内衣。普通内 衣有矫形用内衣( 文胸、束腰带、腰封、美体塑形衣) ，保健用内衣( 针织衫、 针织裤) ，装饰用内衣( 衬裙、室内内衣) ；特殊用内衣包括少女用内衣，运动 用内衣( 练舞服、游泳服) 和孕妇用内衣。其中弹性较大的有普通内衣中的矫形 用内衣和特殊用内衣中的运动用内衣。本课题据此选择矫形用内衣中的女士束腰 带和特殊用内衣中的无缝紧身弹性运动裤进行服装压力舒适性的研究。 2 2 2 服装压力的影响 服装对人体的压力是影响人体运动舒适性能的关键因素。从人体防护、运动 效率和审美观点来看，一定程度的服装压迫是有益的。根据以往学者对服装的压 力舒适性的研究结果来看，其各种服装压力汇总2 4 1 如表2 1 ： 第二章课题研究的理论基础 表2 1 各种服装压力参考值 服装款式 舒适压力的范围值( c m 2 ) 游泳衣1 0 2 0 弹性袜带 3 0 6 0 医用长袜3 0 6 0 话裤背带 6 0 紧身胸衣 3 0 5 0 通过研究发现，人体对于不同种类的服装所能承受的舒适压力范围是不同 的。另外，在不同状态下，人体不同部位所能承受的最大压力也是不同的，如人 体腰部对压力的承受能力较好，而胸部、上臂则容易在压力作用下产生疲倦感。 但是无论对于穿着何种服装时的受力状况来说，当服装压力超过舒适范围时，不 仅影响服装的运动机能性，穿着者还会因为活动受到阻碍，使得无效功增加而导 致人体极易疲劳甚至损害人体健康，此时的服装压力对人体是有害无益的。 在1 6 1 9 世纪前后，很多欧洲爱美妇女为了突出自己的乳房和臀围的曲线美， 使用了紧身胸衣，而紧身胸衣上连接了鲸鱼骨头来固定的腰带。从当时的绘画还 可以看出，为了穿这种束腰带，自己很难穿上时，穿着者抱住柱子站好，然后男 人在后边使劲勒紧束腰带。如图2 2 为穿上紧身胸衣和不穿紧身胸衣时摄下的胸 部x 射线照片。 霭器 ( a ) 1 9 世纪的胸衣( b ) 正常的胸部与穿着紧身胸衣的胸部 图2 - 2 紧身胸衣及其危害 研究表明，这种紧身胸衣产生的过大服装压对人体造成了极大伤害，导致骨 骼变形，引起内脏功能、呼吸、血液循环等发生障碍2 5 1 。类似地，中国自唐代 i o 第二章课题研究的理论基础 至清朝，为了让女性有一双小脚而有缠足的习惯。女孩从4 5 岁起，就开始用裹 脚布使劲把脚裹起来，不让脚长大。实际上，即使是现在，我们的脚也天天承受 着这些的挤压。研究表明，尤其对于正处于发育时期的儿童，过紧的服装对于儿 童的身体会产生压迫，影响其骨骼和内脏器官的发育，束缚几童活动。再者，服 装的压力集中在两肩和腰部，如果压力过大就会影响儿童的血液循环和呼吸运 动。 因此，当服装压力超过舒适压力范围时，就已经不符合人体的生理要求了。 我们应尽量选择压力感觉舒适的服装，以减小因过大的服装压力而影响人体健 康。从设计角度来看，服装压力是服装设计的一个基本重要标准。本课题拟研究 女士束腰带与针织无缝紧身弹性运动裤的服装压力舒适性，希望对于今后服装压 力的合理选择具有一定的指导意义。 2 3 服装压力舒适性的评价方法 基于服装压力舒适性的内涵及影响因素，我们知道，服装穿着舒适的心理与 生理过程均产生于主观过程，而服装压力是压力舒适性产生的主要客观原因。正 是因为压力舒适性研究的两面性特点，可以从以下几个方面对于服装压力舒适性 进行评价。 2 3 1 主观评价法 服装的主观穿着评价方法是作为研究服装压力舒适性的重要手段之一。服装 压力舒适性作为穿着者的主观应答，是穿着者的心理和生理，以及织物的各种物 理性能复杂的综合反映。主观评价的方法又称感官评价法，它根据服装压力舒适 性的定义，以人的主观感觉为依据，用人的感官作为检查工具来完成对服装穿着 感觉的测量和鉴别。不同的穿着者在感受具有同样压力舒适性的服装时，其心理、 生理反映是不同的，也就是说不同被试者的输出心理、生理物理量是存在差异的， 因此需要进行统计学意义上的采集，即需要针对一个综合的特征人群进行数据采 集，然后得出相应的主观心理、生理物理量。 服装压力舒适性的主观评价，可利用心理物理学中的数量评估法，它是一种 简单而且应用广泛的心理量表方法。其方法介绍详见第四章中4 1 部分。本课题 研究中，正是采用了这种数量评估法对针织服装压力舒适性进行主观评价。服装 穿着过程中的主观评价判断是很重要的，它是鉴定织物压力舒适性的基本依据。 因此，就织物是否适宜穿着以及穿着是否舒适而占，感官结论是一种自然贴切而 敏锐的评价，也是很有权威的。但这种方法无法排出主观任意性，而且缺乏定量 第二章课题研究的理论基础 描述，所以它的精确性欠佳。 2 3 2 客观测试评价法 服装压力舒适性的客观测试评价法主要是服装压力的测定，它是服装压力舒 适性客观评定的依据和基础，服装压力主要采用仪器测定，有直接测量法和间接 测量法之分，其测量方法详见第三章3 1 部分。 采用客观测试评价法进行服装压力舒适性测试的基本思路是：通过客观仪器 测定服装压力，由适当的数字方法进行数据处理后，转化为评价织物压力舒适性 的压力指标。这种客观评价方法的优点是：不受人为主观的影响，正确性和可靠 性较高，简单方便。但由于此方法过于机械化，而完全忽略了人的主观评价因素。 2 3 3 主一客观相结合评价法 服装压力舒适性的评价反映了穿着者复杂的综合心理、生理反映，不仅受 到测试服装本身的各种物理属性的影响，还要受到穿着者本人心理生理因素的影 响，因此，通过以上服装压力舒适性的主观评价法与客观测试评价法的特点可知， 单独用一种评价方法来进行压力舒适性的研究是不完整的。只有将主客观评价 方法结合起来，才是最有效的方法，即对服装压力舒适性的评价一定是建立在主 观评价和客观测试两个基础之上的。它是以主观问卷调查与客观压力测量的形式 共同获得些反映服装压力舒适性的指标和参数，并利用数学方法寻找和建立这 些评价指标和参数之间的联系，从而更全面的完成压力舒适性的评价。这种主 客观相结合的方法，能够使主客观两种方法优劣互补，且考虑全面。一方面使主 观评价结论更有说服力，另一方面也是客观评价融入了人的因素。 本课题采用主客观相结合的评价方法来进行服装压力舒适性的研究。测试 者在分别穿着女式束腰带和无缝紧身弹性运动裤时，分别对各种主观评价指标如 束缚感、压迫感、厚重感等进行感觉评价，并且在不同状态、不同测试部位下完 成服装压力的客观测试，最后结合主观评价所得到的主观心理物理量与实际测得 的客观服装压力大小及分布曲线，研究其中的必然性和偶然性，从而得到服装压 力舒适性的评价。 2 第三章针织服装压力测试系统的开发 第三章针织服装压力测试系统的开发 服装压力的测量是压力舒适性客观评定的依据和基础，它能够反映出服装材 质、服装结构以及穿着方式等变化时而带来的压力变化。不同体型的人在其不同 穿着部位以及不同的运动状态下，对服装压力的要求也各不相同。然而由于服装 是穿在人体上的，人体曲面的复杂性以及人体运动的生理，物理变化的复杂性， 给其测量带来不同程度的困难。随着计算机技术和传感器技术的发展，逐渐建立 起了一些基于现代测试技术的服装压力测试系统，为服装压力的精确测量提供了 依据。通过对服装压力的客观测试，将有助于深入、系统、数字化地开展服装压 力舒适性的研究工作。 本章主要在介绍传统的服装压力测试方法的基础上，详细介绍本课题研制的 “利用f l e x i f o r c e 压力传感器测量针织服装压力”的测试系统。 3 1 传统的服装压力测试方法 服装压力是评价服装舒适性的重要指标，服装压力越大，服装与人体间的接 触压越大，对人体运动的束缚性就越强。因此，服装压力的正确测试是至关重要 的。传统的服装压力客观测试方法主要有直接测试和间接测试两种方法【2 6 l 。 3 1 1 服装压力的直接测试法 3 1 1 1 流体压力法 流体压力法( 又称气压式压力测量法) 的主要原理是通过测试部分的橡胶小 球受到不同的压力，从而使管内空气压强与大气压产生差值，压强差的读数通过 水银柱或压力计读出。流体压力测试结构如图3 1 所示。 图中以长5 - 7 c m 、宽4 c m 、厚l c m 、接触面积约2 0 c m 2 的扁平的椭圆形橡皮 球为感受部，橡皮球的一端连接橡皮管，另一端连接u 形水银压力计，然后测 定服装压力，将内置水或空气的橡胶球插入衣服内，读取u 形管的水银柱、水 柱高度，即为所测服装压。 该测试方法特点如下： 1 操作简便直接。 2 因被测部位有橡皮球的插入，橡皮球对服装产生压力，因而影响服装压 第二章针织服装压力测试系统的开发 力的准确测定。 2 5 0 2 0 0 l5 0 l j j 5 0 0 ；，j 图3 - 1 流体压法测定服装压力 3 动态服装压力测定困难。 4 对人体曲率半径小的部位( 膝盖、弯曲的肘、胸部、身体侧面、臀部等) 的测定有一定的困难。 5 ，对伸缩性大的针织内衣和紧身胸衣等压力较大的服装进行测试时，仅用 橡皮球插入也会使服装变形。 3 1 1 2 电阻法 为了弥补水银或水压力计的缺点，有必要减小检测器的厚度和大小，于是出 现了使用电器材料的检测器，即电阻法测量服装压力。该测量方法是利用电阻应 变片的变形而发生电阻变化，将带有电阻应变片的传感器插入衣服内。，由于服装 压而使应变片产生变形，能够把压力的变化作为电阻的变化检测出来。 该测试方法特点如下： 1 测量装置体积小，重量轻。 2 测量精度高，测试结果稳定。 3 测量时受人体表面的压缩硬度和曲率大小以及服装材料性能等外部条件 的影响；且漂移值较大。 4 动态服装压的测量也很困难。 3 1 1 3 石膏法 该测量方法是用石膏或合成树脂，做成模拟肘、膝部等部位的凸起模型，在 起拱处打孔，贴置压力传感器，测定衣服对凸起部位的压力。这种方法可以测出 接近穿农时的自然服装压力值，但是不能进行连续动作时的服装测试，不能根据 测定目的或条件直接使用，并且石膏模型制作比较麻烦。 1 4 第二章针织服装乐力测试系统的开发 3 1 2 服装压力的间接测试法 穿着衣服做各种动作时，衣服会沿纵向、横向和斜向伸长而变形。间接测试 法( 又叫理论计算法) 主要是根据测试的拉伸力或拉伸伸长来计算出面料施加给 人体的压力值。早期k i r k 和i b r a h i m l 2 7 1 曾研究了织物伸长与人体所受压力间的关 系，给出了压力p 与拉伸力t 和人体受压部位皮肤表面的曲率半径r 的转换式如 公式3 1 ： p = 五r l + t r 2 ( 公式3 - 1 ) 式中，t 为织物的张力：r 为有关人体的曲率半径；1 表示水平方向；2 表示 垂直方向。 因此，只要测出织物伸长张力与皮肤表面曲率半径就可以计算出服装压力的