苎麻织物刺痒感的评价及影响因素探讨

田喆，郁崇文

(东华大学，上海201620)

苎麻又称“中国草”，是我国特有的纤维原料，苎麻纤维的特性使得苎麻织物具有凉爽透气、轻盈挺括等优点，但由于苎麻纤维刚度大，加工过程中易产生毛羽而使其织物会产生恼人的刺痒感，这极大地限制了苎麻织物的推广。上世纪八十年代起，人们纷纷从刺痒感的产生机理、评价及改善方法等方面展开了研究。刺痒感的评价方法目前已从主观发展到客观，但还未能做到快速、有效、普适。本文对某些客观值表征刺痒感的可靠性进行了验证和分析。刺痒感的改善涉及织物的整个生产工艺，本文从织物结构设计的角度提出改善方法。

1 刺痒感的评价方法

1.1 主观评价法

由于刺痒感是在人与织物相互接触的过程中所产生，最初的评价方法即是让人与织物接触，根据有关规定直接做出评价，这种方法是根据人的主观判断得出结论的，即称为主观评价法。主观评价可以用袖子或服装进行直接试穿试验，也可以用织物试样进行前臂试验。前臂试验为目前应用较广泛、效果较理想而又操作简便的方法。该法选取不同的织物试样放置于被测试者的前臂内侧皮肤上，测试者戴上橡皮手套，轻轻拍打或来回移动织物，被测试者根据感受到的刺痒程度给出该织物的刺痒感评价［1］。

进行主观试验时，受试者可采用多种方法对织物的刺痒感进行评价［2］:(1)分类法，根据是否感受到刺痒或感受到的刺痒程度将织物粗略地分成几类;(2)顺位法，将织物按刺痒程度大小排成序列;(3)评分法，根据等级评分标尺定量地给出刺痒程度评分。(4)比较法，将织物分成对，对每对优劣进行比较。此外还可以将几种方法综合起来运用。

主观评价的结果再通过统计方法分析处理可以变得更为合理和科学。目前，主观评价依然被作为刺痒感研究领域的主要评价手段。

1.2 客观评价法

织物刺痒感的主观评价比较耗时，尤其当试样较多的时候，且受试者个体的差异易给刺痒感的最终评价带来离散和不稳定。于是人们试图通过刺痒源即织物表面的毛羽来客观表征织物的刺痒感。

目前刺痒感的客观评价有膜痕法、音频装置测试法、低压力的压缩测试法、激光计数突出毛羽数量等［3］，这些方法通过测量出毛羽集合体的根数、形态或压缩力学值来评价织物的刺痒感。其中，压缩测试法直观合理，为一种较有前景的测试方法。该法将KBS－FB压缩仪中与织物相接触的压缩盘的面积加大为原来的十倍(达到20cm2)，使其对压力测试灵敏度的要求下降十倍，从而检测出织物表面的毛羽受到弯曲、压缩时的状态。敖利民等人对此法进行改进，制成织物单面压缩仪，并从中提取出与苎麻织物刺痒感高度相关的特征值。

此外，还有人利用织物表面摩擦因素及粗糙度来间接估计织物的刺痒程度［4］。

2 苎麻织物刺痒感的影响因素

苎麻纤维高强低伸、刚度大的特性是引起苎麻织物产生刺痒感的本质因素。此外在纤维加工成织物的过程中，任何影响毛羽生成、分布的工序都能影响织物的刺痒感，尤其是后整理中直接对织物表面毛羽进行的烧毛等处理。Kenins P.［5］报告了有关机织物的一些参数对引起织物刺痒的影响，其研究结果认为纤维直径、织物覆盖系数和后整理是最有影响的因素，但这些因素间的相互作用并不明显。

3 苎麻织物痒感评价试验

从工厂及面料市场搜集了17块苎麻类织物，规格如下，其中1～6#为面料市场搜集的成品布，11#为湖北精华纺织(集团)有限公司提供的坯布，其余均为湖南华升株洲雪松有限公司提供的成品布。

表1 苎麻类机织物的规格Tab.1 The specification of ramie woven fabrics

表2 苎麻类针织物的规格Tab.2 The specification of ramie knitted fabrics

3.1 主观评价试验

随机选取14名年龄在22～28岁、身体健康的青年(男女各7名)对挑选出的7块苎麻类织物进行前臂试验。试样尺寸为20mm×20mm。该试验在温度为20℃ ±3℃，湿度为60% ±5%的环境条件下进行。试验采用五点评分法［6］，试验前对受试者事进行简单培训，让其理解评价标尺的基本含义。试验时测试者戴上橡皮手套，将织物置于受试者的前臂内侧，轻轻拍打或来回移动织物，受试者放松身体，联系标尺等级在标尺上划出对该织物的评价。主观评价标尺见图1，标尺说明见表3。

图1 五点评分标尺Fig.1 Five rating scale

表3 五点评分标尺说明Tab.3 Illustration of five rating scale

从中挑选出7名辨别力好的青年(男3人，女4人)对余下的10块苎麻织物进行主观评价，受试者在给出评分前先将织物粗略地分到五个等级中，再以评价过的7块织物的刺痒值为参照，给出评分。

3.2 客观物理指标测量

3.2.1 测试指标

采用KES－F测量织物的表面摩擦性能，得到平均摩擦系数MIU、摩擦系数的平均差不匀率MMD、表面粗糙度SMD(μm)。

采用织物单面压缩仪［7］测量织物，得到织物表面毛羽部分压缩时的分界压力(cN)和压缩比功(cN)。

3.2.2 织物单面压缩仪原理

织物单面压缩仪(图2)可以采集到压缩织物时的位移－压力曲线(图3)，初始曲线部分为织物表面的毛羽压缩阶段，直线部分为织物主体的压缩阶段，连接二者的为压缩毛羽和织物的过渡阶段。其提取特征值的方法为:将织物主体压缩部分拟合直线与横坐标相交，沿该交点作垂线并与压缩曲线交于P点，P点即被认为是毛羽压缩阶段与其它两压缩阶段的分界点，由此可以得到毛羽压缩阶段的一些力学指标。P点的纵坐标值Yp为毛羽分界压力值、P点的横坐标值Xp为毛羽长度，OPXp所围面积为毛羽压缩阶段的压缩功，压缩功除以毛羽长度为压缩比功。敖利民等人证实分界压力值、压缩比功值与苎麻类织物的刺痒值高度正相关，且呈线性关系。

图2 织物单面压缩性质测试仪原理Fig.2 Principle of the fabric single－side compression test machine

图3 典型的织物单面压缩曲线图Fig.3 Typical curve of the fabric single－side compression

3.3 分析方法［8］

Kendall’W协同系数检验:该检验方法是一种对多配对样本进行检验的非参数检验方法。将不同织物的刺痒感评分看作是来自多个总体的配对样本，其零假设H0是:各评判者的评价排序随机。Kendall’W协同系数反应了各配对样本间的相关程度，其值越接近于1，则认为评价中的排序越不随机，各评判者的评价排序越一致。

Pearson简单相关系数r:该系数反应了两个变量间的相关关系。︱r︱≤1，︱r︱越大，两变量间的相关程度越强。r＞0，两变量存在正相关;r＜0，两变量间存在负相关;r=0，两变量间无线性相关。

4 结果与讨论

4.1 主观试验结果验证

软件SPSS对7名受试者的主观评价数据进行Kendall’W协同系数检验，检验出的W协同系数为0.820。由此可以看出受试者对各织物的评分秩位数基本一致。

4.2 主、客观试验结果分析

将部分苎麻织物的客观测试及主观评价结果列于表4。用统计软件SPSS对表4中的五组数据(每组含7个数)进行相关性分析，其结果见表5。

由表5可以看出，表面摩擦系数、表面粗糙度与刺痒程度的相关系数分别是－0.172、0.311，为低度或几乎不相关;压缩比功与刺痒程度的相关系数是0.684，为中度相关;分界压力与刺痒程度的相关系数是0.810，为高度相关。这说明用单面压缩仪的客观指标来评价刺痒程度更为合适。

表4 苎麻织物的客观测试及主观评价结果Tab.4 The objective test and subjective evaluation results of ramie fabrics

表5 苎麻织物客观测试指标与刺痒程度的相关性分析结果Tab.4 The correlation analysis between objective test index and degree of prickle sensation of ramie fabrics

4.3 单面压缩测试的适用性验证

为进一步验证织物单面压缩仪对苎麻织物刺痒感的评价效果，利用该仪器对17块织物进行测试，测试结果与主观评价结果一起列于表6。

表6 苎麻织物的单面压缩测试和主观评价结果Tab.6 The objective test index of single－side compression and subjective evaluation of ramie fabrics

敖利民等人［7］已经证实该仪器仅适于具有类似毛羽分布的苎麻类织物的刺痒感评价，因为该法测得的是毛羽集合体的压缩力值，故无法排除某些毛羽多但毛羽刚度小、不足以引起刺痒感的织物对评价结果的影响。因此未经烧毛的11#坯布、由棉纱形成凸出斜条纹的14#正面、苎麻盖棉双层织物17#的反面不做分析。用SPSS统计软件对三组数据(每组含17个数)做相关性分析。分析结果见表7。

由表7可以看出，分界压力、压缩比功与刺痒程度的相关系数分别为0.482、0.236，仅为低度相关。

表7 苎麻织物单面压缩指标与刺痒程度的相关性分析结果Tab.7 The correlation analysis between objective test index of single－side compression and degree of prickle sensation of ramie fabrics

观察表6中的数据，发现除了11#、14#、17#的单面压缩指标与刺痒程度变化趋势不一致外，高支纱织物的单面压缩指标与刺痒程度变化趋势也不一致。因此，去掉36s及以上支数的8#、9#、10#、13#、15#，再对剩下12块织物的单面压缩测试、主观评价指标做相关性分析。分析结果见表8。

表8 36s以下苎麻织物单面压缩指标与刺痒程度的相关性分析结果Tab.8 The correlation analysis between objective test index and degree of prickle sensation of the ramie fabrics composed of below 36s yarns

由表8可以看出分界压力、压缩比功与刺痒程度的相关系数分别为0.874、0.751，有较高相关性，并都在双侧显著性0.01上显著。

这说明该单面织物压缩仪仅适于表面毛羽分布类似的中低支苎麻织物。究其原因可能是该仪器原理方法较难将薄型织物的毛羽压缩阶段分离出来，从而使其特征值的提取不准确。此外，该仪器同改装的KES－F测量法一样，未能考虑实际穿着中织物薄厚轻重对人产生不同压力从而影响人的刺痒感受。

4.4 织物结构参数对刺痒感的影响

对10块纯苎麻机织物的结构参数进行计算，结果见表9。统计分析纱细度、织物紧度、织物平方米克重与刺痒程度的关系，结果见表10。

由表10可以看出，纱支数与刺痒程度的相关系数为﹣0.929，呈高度负相关，即纱支数越高，刺痒感越小;织物平方米克重与刺痒程度的相关系数为0.902，呈高度正相关;紧度与刺痒感的相关系数为0.403，呈低度相关。这说明了纱的细度是对纯苎麻机织物刺痒感影响最大的织物结构因素，而紧度的影响较小。只有在纱细度相同的情况下，紧度的增加才明显导致刺痒感增加，这从6#和7#中可以看出。随着纱支数的增加，纯纺苎麻织物的刺痒感明显减小。

由表6可以看出，5#、6#、7#、12#和14#的纱支数同样是21s，棉麻混纺的12#及棉麻交织的14#的刺痒值较之于纯纺的5#、6#和7#明显减小，由中度刺痒减小到接近轻度刺痒，14#的正面甚至减小为轻度刺痒。这是由于14#的织物组织为三上一下左斜纹，正面的棉经纱组织点是苎麻纬纱组织点的三倍，且经组织点形成了凸条纹，这使人与该面接触时，基本接触到的是棉纱，因而刺痒感小。这也就为交织苎麻织物提供了设计思路，可以利用斜纹或缎纹设计使刺痒感小的纱线组织点更多地呈现在接触面。

此外，由表6还可以看出，针织苎麻织物16#、17#的刺痒值明显小于与其细度相近的纯纺机织苎麻织物，这是由于针织纱结构松散，对毛羽的握持作用小，织物受压时表面毛羽更易向织物方向避让。

表9 纯苎麻机织物的结构参数及刺痒程度Tab.9 Structure parameters and degree of prickle sensation of pure ramie woven fabrics

表10 苎麻机织物结构参数与刺痒程度的相关性分析结果Tab.10 The correlation analysis between structure parameters and degree of prickle sensation of ramie woven fabrics

5 结论

通过织物单面压缩测试法提取出的毛羽特征值可以用来评价苎麻类织物的刺痒感，且比测量织物表面的摩擦性能有效很多。但目前研制的单面织物压缩仪还仅适于表面毛羽分布类似的中低支苎麻类织物，其特征值毛羽分界压力、压缩比功与刺痒程度呈高度相关。如能更细致、有效地提取织物压缩曲线的特征值，并将织物置于探测头上方以模拟织物自重的影响效果，则该方法便能更广泛、有效地评价织物的刺痒感。

对于纯苎麻机织物，纱细度是织物结构参数中影响刺痒感的最重要因素。纯苎麻机织物越轻薄，刺痒感越小。

使用高支纱、混纺纱可以大大减小苎麻类织物的刺痒感，采用交织并对织物组织进行设计可以更有效地减小其刺痒感。

［1］Garnsworthy P.K.，Gully R.L.and Kenins P.etc.，Identification of the Physical Stimulus and the Neural Basis of Fabric－E-voked Prickle［J］.J.Neurophysiol，1988，59，1083 ～1097.

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