织物密度及纤维构成比对人体可感知湿差异的影响

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在夏季环境下,织物的热湿舒适性是影响穿着舒适性的最主要因素,其中由于人体出汗所造成的粘湿感又是造成热湿不适的最大原因。因此本研究立足于已有的湿感觉神经生理学理论,通过织物与人体的动态接触实验,探究织物对人体湿感觉差异的影响规律,得出引起人体可察觉湿差异的密度变化量及Coolmax?含量。同时了解织物密度、织物表面性能、粗糙感及湿感间的关系,Coolmax?含量、冷感觉及湿感觉之间的关系,辅助探究织物参数引起湿感觉差异的内在机制。通过控制织物参数改变织物客观性能,最终得出引起人体湿感觉变化的最小差异,即差异阈值。这使得研究结果在改善织物舒适性方面更具有可操作性,如通过改变或控制织物参数来改变织物性能,从而达到改善着装热湿舒适性的目的。此外,也为商家在减少面料成本方面提供考量。本文通过对于Coolmax?差异阈值的研究,可得出引起人体可察觉湿感觉变化的Coolmax?含量,生产商可在同等湿感觉心理量下选择Coolmax?含量更低的织物设计方案,从而达到节约成本的目的。为实现以上研究目的,本研究采用樱花全自动小样织机通过精确控制密度,织造了7种不同纬密的平纹机织物,以及通过控制不同纱线的投纬比例,织造了7种不同Coolmax?构成比的平纹机织物作为实验样本;通过对织物饱和含水量的测定及考虑实际应用场景,确定了两种加湿量(25%绝对含水量、100%饱和含水量);共10名女性受试者参与本研究;采用恒定刺激法,在受试者左右臂同时施加参考刺激和实验刺激,并确定受试者手臂支撑高度,以保证实验过程中每位受试者的接触压力一致;搭建试验台、确定织物加持长度并做好标记,保证实验过程中摩擦速度一致、织物张力一致;在统一压力、摩擦速度、相对含湿量的情况下,进行主观实验,分别评价、判断各刺激条件下的湿感觉、湿差异。明确织物参数与主观湿感觉之间的关系,并计算出人体湿感觉差异阈值。测量主观湿感觉、粗糙感及冷感觉;采用KES-FB4表面性能测试仪对织物表面性能进行测试,分析织物密度与表面性能指标之间的关系。通过对以上内容的研究,主要得出以下结论:(1)表面性能分析织物在干态、低含湿、高含湿下,SMD值均随织物密度的增大而减小,MIU值均随织物密度的增大而增大;三种状态下SMD、MIU值均与织物密度呈显著线性相关关系(P<0.05),且三种状态下织物SMD、MIU值整体上:干态>低含湿状态>高含湿状态;干对三种状态下SMD与MIU进行皮尔逊相关性分析,可知在干态和低湿状态下SMD与MIU均显著负相关(P<0.01),在高含湿状态下相关性不显著(P>0.05)。含水量对织物MIU有一定影响,当织物由干态到湿态时,织物MIU会显著降低(P<0.05),而从湿态到更湿时,似乎MIU值下降不明显(P>0.05)。此外,含水量对织物SMD值无明显影响(P>0.05)。(2)由密度变化引起的湿感差异分析在低含湿状态下人体对于粗糙感、湿感的敏感性均高于高含湿状态。两种加湿状态下人体对于由密度变化引起的粗糙感差异均可辨别。且高含湿状态人体对于粗糙感的辨别能力较低含湿状态下弱。在低含湿状态下,人体对于由密度变化引起的湿感可以辨别,但在高含湿状态无法辨别。两种湿态下,温度输入均未对湿感产生贡献(P>0.05)。低湿状态下织物厚度对湿感有一定贡献(P<0.05),高湿状态下织物厚度未对湿感产生贡献(P>0.05)。两种湿态下MIU、SMD与粗糙感相关性均不显著(P>0.05)。在低含湿状态下,MIU与湿感呈显著负相关(P<0.05),SMD与湿感觉呈显著正相关(P<0.05)。在高含湿条件下MIU、SMD与湿感均不显著(P>0.05)。主观粗糙感与主观湿感觉在低含湿状态下呈显著负相关(P<0.05)。(3)由于Coolmax?变化引起的湿感差异分析含湿量对人体由Coolmax?含量变化引起的湿、冷敏感性有一定影响,在低含湿状态下人体对于湿、冷的敏感性更差。在低含湿度状态湿、冷感差异阈值均大于高含湿状态。左右臂在不同含湿状态下湿、冷敏感性存在差异。从整体来看,左臂对于湿、冷感相较于右臂更敏感。不同含湿量下,左右臂敏感性差异不同,在低含湿状态下左右臂感官敏感性相差较大,两臂湿差异阈值相差15.7%,冷差异阈值相差9.45%。高含湿状态下左右臂感官敏感性相差较小,两臂湿差异阈值仅相差2.42%,冷差异阈值仅相差3.18%。推测随着织物含湿量的增加,左右臂对于湿、冷的敏感性差异会逐渐缩小,但还需大量数据来进一步支撑验证。温度刺激在高含湿状态下对湿、冷感有一定贡献。两臂皮肤温度下降率之差△T在低含湿状态下与冷、湿感相关性统计学上不显著(P>0.05);在高含湿状态下则与冷、湿感显著正相关(P<0.05)。织物厚度在高含湿状态对湿感、冷感有一定贡献。在低含湿状态下,织物厚度与湿、冷感相关性统计学上不显著(P>0.05);在高含湿状态下,织物厚度与湿、冷显著正相关(P<0.01)。为更加直观表征两种含湿状态下,心理量与物理量间的关系,采用曲线估计对Coolmax?占比与湿、冷感关系进行评估,两种加湿状态下,Coolmax?占比均与冷感、湿感呈显著线性相关关系。(P<0.05,R2≥0.695)。两种含湿量下,感官评分随Coolmax?变化趋势相反。低含湿状态,湿、冷感随着Coolmax?含量增加而增加。高含湿状态,湿、冷感随Coolmax?增加而减少。其原因可能在于织物随着Coolmax?含量变化所产生的吸水能力以及导湿能力的差异。两主观感觉(冷、湿感)在两种含湿状态下均存在强正相关性(P<0.01)。
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