不同拉伸彈性表征指標的文胸肩帶壓力預測比較

李昕， 于曉坤

(1. 西安工程大學 服裝與藝術設計學院，陜西 西安 710048；2. 東華大學 服裝與藝術設計學院，上海 200051)

女性文胸肩帶作為貼體服裝之一，近年來受到人們的重視[1]，而肩帶作為文胸的重要組成部分，其最主要的作用是提拉乳房[2]。穿著肩帶時，人體與肩帶的動態接觸使肩帶高彈性材料作用于人體上，肩帶以形變和相對位移來滿足人體體表的變化，在與人體接觸的部位產生拉伸、壓縮、剪切、彎曲等內應力，內應力垂直方向分解作用于人體表面，使人體感到肩帶壓力。過大或過小的肩帶壓力都會產生不適和不合理現象[3]，影響女性日常生活，所以了解肩帶壓力影響因素及其相互關系是提高文胸穿著舒適度的必要途徑。

在著裝狀態下，體表與服裝動態接觸過程所產生的垂直作用于體表的壓力，即人體感受到的服裝壓，這種壓力會導致肌膚變形，刺激皮膚深處的壓覺點，產生壓迫感[4]。影響肩帶服裝壓的因素有人體體表曲率、動作和姿勢的改變、服裝材料的服用性能等。其中服用性能中的拉伸彈性，尤其是彈性織物的拉伸彈性與彈性織物服裝壓的關系已被廣泛討論。李巧蓮[5]對滌/氨面料和棉/氨面料的研究發現：在相同伸長率下，滌/氨面料的彈性回復率均比棉/氨面料大，但棉/氨面料的服裝壓大于滌/氨面料，說明針織服裝壓與彈性回復率呈反比例關系。姚遠[6]對23種具有代表性的不同組織、成分結構的日常彈性針織面料進行研究，得出其縱向的彈性回復率與服裝壓呈負相關關系，彈性針織面料壓力衰減率與面料的縱橫向彈性回復率呈負相關關系。丁雪梅等[7]研究8種氨綸高彈經編針織束褲得出：束褲臀腹部服裝壓與面料縱橫向單次拉伸回復率、5次拉伸回復率之間存在顯著的線性正相關關系。

上述研究將服裝壓與彈性織物拉伸彈性等物理機械性能聯系起來，為文胸肩帶這一特殊彈性織物服裝壓的預測指明了方向。通過學者已有的研究總結發現，彈性織物服裝壓與拉伸彈性關系密切，特別是彈性織物單次彈性回復率與服裝壓顯著相關。文胸肩帶作為特殊的彈性織物，可利用不同伸長率下的彈性回復率對其壓力進行預測。另外根據服裝壓產生機理，束縛壓是服裝壓的主要組成部分，是由于面料變形產生內應力，從而對人體接觸部位形成束縛力，導致穿衣者受到服裝的壓力[8]。而松弛強力能夠表征織物拉伸停置一段時間后的內應力，與束縛壓的產生有著直接關系，故文胸肩帶的服裝壓與松弛強力也應有密切關系。文中選取7種具有代表性的氨綸/乳膠絲交織肩帶，通過單次定伸長拉伸彈性和人臺著裝客觀壓力實驗，探討和對比文胸肩帶服裝壓與彈性回復率、松弛強力的相關關系，為文胸肩帶壓力預測提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1文胸 發放250份關于上海地區青年女性文胸穿著情況的調查問卷，收回248份有效問卷，利用SPSS分析軟件得出文胸號型75B在上海地區青年女性中最常見。走訪市場，確定霞黛芳系列中的一款文胸。具體規格參數為：75B、雙肩平行式(圍帶為三排扣)、3/4罩杯、肩帶可拆卸、普通耳部造型(耳部位置既不靠外，又不靠內)、普通厚度、不定型模杯，肩帶扣為0，8，9字扣，無特殊肩帶扣。文胸規格參數見表1。

表1 文胸規格參數

1.1.2文胸肩帶 為使實驗結論具有代表性和市場覆蓋性，肩帶試樣選擇范圍應廣泛，不同肩帶拉伸性能差異越大越好。走訪市場，選取不同價位、不同寬度，手工拉伸時表現出不同拉伸性能的7種由錦綸/乳膠絲制成的肩帶作為試樣。另外為排除同種肩帶之間的差異，減小實驗系統誤差，每種肩帶取4根進行4次獨立重復實驗，因此共準備28根肩帶試樣。測量時，將所有肩帶試樣裁剪為100 mm的原始長度，其后將肩帶拉伸到不能再伸長的長度，此時肩帶長與原長的比值即為伸度。文胸肩帶試樣規格參數見表2。

表2 文胸肩帶試樣規格參數

1.1.3儀器 INSTRON-3365萬能電子強力儀，英斯特朗上海材料試驗機公司制造；AMI3037S-5氣囊式傳感器，日本AMI公司制造。

1.2 實驗對象

為排除人體差異帶來數理統計的不便，根據樣衣號型選擇奉邦75B專業內衣人臺(帶腿)進行客觀壓力實驗，內衣人臺規格參數見表3。實驗前應對其標注基礎線，以便精確找到測量點位置。參照劉詠梅[9]《服裝立體裁剪》中的標注方法，用東華原型2008修訂版對內衣人臺的基礎線進行標注，標注內容包括胸圍線、肩線、前后中心線、背寬線。

表3 內衣人臺規格參數

注：乳房高度為SNP點(側頸點)到BP點(乳點)的直線距離。

1.3 實驗參數選擇

1.3.1壓力測量點的選取 張文斌等[10]對肩部骨骼結構有以下闡述:當人體穿著肩帶時，肩帶會經過鎖骨、肩胛骨等肩部重要骨骼。人臺沒有骨骼點，所以應模擬人體骨骼點位置，在人臺對應處進行測量選擇。實驗時選擇左側肩帶經過的5個點A1～A5，各點所受壓力分別為P1～P5。人臺各點分布如圖1所示，各測量點說明見表4。

圖1 人臺各點示意Fig.1 Test points on the model form

測量點人臺、人體對應部位A1帶身與罩杯連接點A2帶身與肩線交點A3帶身與背寬線交點A4帶身與肩胛骨下方交點A5帶身與圍帶連接點

1.3.2肩帶經向伸長率水平選取 李巧蓮等[11]指出：在低應力和控制彈性的織物材質下，伸長率增大，服裝壓也隨之增大。因此根據肩帶使用情況，確定經向定伸長水平為實驗設計重點。文中選取了12位胸圍為75B的大四學生進行肩帶著裝伸長率最大值測試實驗，結果發現：盡管受試者體型之間有一定差異，但人體所能承受的經向最大伸長率均不高于30%。因此在人臺著裝壓力實驗中所選取的最大伸長率為30%。結合實驗需要以及穿著肩帶的實際拉伸變形，確定實驗的伸長率水平分別為10%，20%，30%。

1.4 實驗方法

1.4.1定伸長單次拉伸回復實驗 定伸長單次拉伸回復實驗參照FZ/T 60021—1996《織帶產品物理機械性能試驗方法》執行。實驗前將肩帶試樣在標準大氣壓下平衡24 h；實驗時校正儀器，將試樣肩帶沿經向無擠壓、無拉伸地平整緊固在夾持器內，握距為100 mm；開動INSTRON-3365萬能電子強力儀，施加0.1 N的預加張力(初始位置為L0)，以100 mm/min的速度拉伸至預定伸長率(10%，20%，30%，此時肩帶長度為L1)，停置30 s后，內應力為松弛強力T；再以100 mm/min的速度回到起點，停置1 min，加0.1 N的預加張力，此時肩帶長度L2；記錄實驗儀器輸出的單次彈性回復率ε和松弛強力T。單次拉伸彈性回復率ε計算公式為

(1)

1.4.2人臺著裝客觀壓力實驗 實驗在溫度為(23±2)℃、相對濕度(68±5)%的室內進行。實驗中繼續使用定伸長單次拉伸彈性實驗肩帶試樣，但是兩個實驗應間隔48 h以上。按照隨機實驗順序依次穿上肩帶，利用AMI3037S-5氣囊式傳感器對不同伸長率下的肩帶壓力進行測量。測量前記錄初始壓力值，測量時人臺要保持平衡，測量時間為30 s。測量完一根肩帶后將文胸復位并換上下一根肩帶繼續實驗。實際肩帶對人臺的壓力計算公式為

(2)

式中：P為肩帶對人臺壓力(kPa)；Pi為每秒測量壓力數值(kPa)；t為測量時間(s)；P0為氣囊初始壓力值(kPa)。

2 結果與討論

相關分析是研究兩個變量之間相關關系的一種常用統計學方法。利用SPSS軟件對肩帶各點服裝壓與肩帶彈性回復率、松弛強力的平均值進行相關關系分析，對比其散點圖、相關系數的差異，分析用肩帶彈性回復率以及用松弛強力預測肩帶各點壓力的優劣，為今后肩帶壓力的預測提供理論依據。

2.1 相關分析前數據檢驗

2.1.1重復實驗方差齊性檢驗 利用方差齊性檢驗判斷4次獨立重復實驗組中測量數據是否有明顯差異[12]。1#肩帶方差齊性檢驗結果見表5。Sig.值均大于顯著性水平α(0.05)，則可認為4次重復測量的方差相等，沒有明顯差異。同理可以將其他種類肩帶的4次測量數據進行方差齊性檢驗，結果發現所有種類肩帶的4次重復實驗方差均無明顯差異。因此可以將4次重復測量求平均值，利用平均值討論肩帶壓力值與彈性回復松弛強力相關關系，減少數據波動性。實驗數據平均值統計見表6。

表5 1#肩帶方差齊性檢驗

表6 肩帶彈性回復率、松弛強力和各點壓力測量平均值

2.1.2肩帶試樣斷裂比功單因素方差分析 為說明所選肩帶材質的差異性較大、適用范圍較廣，將斷裂比功與肩帶種類進行單因素方差分析。斷裂比功相當于單位體積或質量織物拉伸至斷裂時所吸收的能量，織物的這種能量越大，則越牢固。斷裂比功與實際穿著牢度趨勢一致,因此能夠全面反映織物的內在工藝質量。斷裂比功的計算方法有兩種，即斷裂功與體積或質量的比值。文中討論的是單位體積的斷裂比功。

不同肩帶斷裂比功的多重比較情況見表7，用S-N-K法劃分斷裂比功的相似性子集見表8。由表7和表8可以看出，3#，6#肩帶的斷裂比功與其他肩帶差異較大，所以單獨各劃為一組。剩下的肩帶雖然被劃分為兩組，但差異顯著性水平較低，只有0.159，0.149，表明這兩組肩帶仍有被細分的趨勢。根據斷裂比功和手工拉伸感受，可將肩帶進一步分為5類。因此可以看出，所選肩帶材質差異較大，涵蓋市場范圍較廣，實驗結果有一定適用性。

表7 不同肩帶斷裂比功多重比較

注：*表示方差在顯著性水平0.05下顯著差異。

表8 斷裂比功相似性子集

2.2 相關關系分析

2.2.1彈性回復率、松弛強力與肩帶壓力散點分布

利用Minitab繪制彈性回復率、松弛強力與人臺各點壓力的散點圖，粗略探究變量間的相關關系。彈性回復率、松弛強力與人臺各點壓力的散點分布情況如圖2、圖3所示。由圖2和圖3可以看出,除A1點外，各點壓力與彈性回復率、松弛強力有著較強的線性正相關關系。對比圖2、圖3可以看出,松弛強力與肩帶壓力的線性擬合度高于彈性回復率與服裝壓的擬合度。但僅從散點圖無法量化判斷變量之間相關關系的顯著程度，所以還需借助相關系數判定。

圖2 彈性回復率與人臺各點壓力的散點分布Fig.2 Scatter diagram between elastic recovery and the pressure of test points on the model form

圖3 松弛強力與人臺各點壓力散點分布Fig.3 Scatter diagram between relaxation strength and the pressure of test points on the model form

2.2.2彈性回復率、松弛強力與肩帶壓力相關系數

彈性回復率、松弛強力與人臺各點壓力相關分析情況見表9、表10。由表9、表10可以看出：

1)A1點(帶身與罩杯連接點)壓力與彈性回復率、松弛強力相關關系不顯著，這和散點圖的判斷一致。造成這一結果的主要原因有兩個：①人臺由硬質材料構成，沒有彈性，所以在接觸時A1點有可能出現懸空狀態，造成測量值比真實值小。②A1點是肩帶與罩杯的連接點，位置固定，而文胸耳部在受到不同肩帶拉伸力時，連接點的位置會升高或降低，A1點就會被肩帶扣或者罩杯耳部壓住，造成測量值比真實值大。因此A1點服裝壓與彈性回復率、松弛強力相關關系不顯著。

2)A2～A5點均與彈性回復率、松弛強力有顯著線性正相關關系，其中A2點(帶身與肩線交點)壓力與拉伸彈性指標相關程度最高。而彈性回復率與人臺各點壓力的相關系數均低于松弛強力與人臺各點壓力的相關系數，說明就文胸肩帶而言，松弛強力與肩帶壓力的關系較彈性回復率與之的關系更為密切，因此利用松弛強力能更好地表征肩帶本身材料的拉伸彈性性能與服裝壓之間的關系，即利用松弛強力能更好預測肩帶產生的服裝壓。

表9彈性回復率與人臺各點壓力相關分析

Tab.9Correlationmatrixbetweenelasticrecoveryandthepressureoftestpointsonthemodelform

測量點壓力彈性回復率Pearson相關系數r假設檢驗P值(雙尾)P1/kPa0．0450．880P2/kPa0．737??0．000P3/kPa0．643??0．002P4/kPa0．625??0．002P5/kPa0．585??0．005

注：**表示相關系數在0.01顯著水平下顯著。

表10松弛強力與人臺各點壓力相關分析

Tab.10Correlationmatrixbetweenrelaxationstrengthandthepressureoftestpointsonthemodelform

測量點壓力松弛強力Pearson相關系數r假設檢驗P值(雙尾)P1/kPa0．4120．064P2/kPa0．941??0．000P3/kPa0．912??0．000P4/kPa0．846??0．000P5/kPa0．825??0．000

注：**表示相關系數在0.01顯著水平下顯著。

2.3 影響散點圖擬合程度和相關系數差異的原因

由散點圖和相關系數可得出，相比彈性回復率，松弛強力與肩帶服裝壓的相關關系更為顯著。造成這一現象的原因有以下兩點：

1)根據服裝壓產生的機理，束縛壓是其主要構成部分。束縛壓是服裝在拉伸時內應力產生的對人體束縛的壓力，而松弛強力表征肩帶拉伸停置一段時間后拉伸內應力的大小，所以與服裝壓產生有著密切的相關關系。彈性回復率是評價織物彈性好壞的指標，與服裝壓的產生并無直接關系，因此導致彈性回復率與服裝壓的散點圖擬合程度、相關系數不如松弛強力與服裝壓的關系顯著。

2)伸長率水平的影響。不同伸長率對彈性回復率、松弛強力、服裝壓方差分析情況見表11。通過對不同伸長率下彈性回復率、松弛強力的方差分析，發現不同伸長率水平對松弛強力的影響較大，而對彈性回復率影響較小。由表11可以看出，伸長率對大部分肩帶服裝壓有顯著影響。伸長率對松弛強力影響較大，因而與服裝壓的相關性高，而彈性回復率受伸長率的影響相對較弱，造成與肩帶壓力相關性低。

表11 不同伸長率下彈性回復率、松弛強力、服裝壓方差分析

3 結語

通過肩帶各點壓力與單次彈性回復率、松弛強力的散點圖擬合程度、相關系數的對比分析，發現除了帶身與文胸罩杯連接點以外，肩帶彈性回復率、松弛強力與服裝壓之間均有著較強的線性正相關關系。但從散點圖的擬合程度和相關系數可以得出，相對于彈性回復率，松弛強力能更好地預測肩帶壓力。這是因為松弛強力受內應力作用，與服裝壓的產生關系密切，且受伸長率水平影響，松弛強力與服裝壓的相關關系較彈性回復率顯著，松弛強力能更好地預測肩帶壓力。文中結論也為今后企業在實際生產中提高肩帶壓力舒適性能提供一定的理論依據。

參考文獻：

[1] 王麗卓,陳東生. 女性文胸服裝壓感舒適性的研究[J].紡織學報,2008,29(4):134-138.

WANG Lizhuo,CHEN Dongsheng. Study of pressure comfort of brassiere[J]. Journal of Textile Research,2008,29(4):134-138.(in Chinese)

[2] 陳霞. 塑型文胸的結構設計[J].紡織學報,2008,29(1):94-97.

CHEN Xia.Structure design of shaping bra[J].Journal of Textile Research,2008,29(1):94-97.(in Chinese)

[3] 甘應進,陳東生,孟爽,等. 女胸衣肩帶滑落的原因及改進[J]. 紡織學報,2005,26(2):127-129.

GAN Yingjin,CHEN Dongsheng,MENG Shuang,et al. Exploration and ameliorative method on brassiere girdle sliding[J]. Journal of Textile Research,2005,26(2):127-129.(in Chinese)

[4] 陳星毅，吳志明.彈性針織服裝的壓力舒適性研究[J].天津工業大學學報，2009，28(5)：33-37.

CHEN Xingyi,WU Zhiming.Study on pressure comfort of elastic knitting garment[J].Journal of Tianjin Ploytechnic University,2009,28(5):33-37.(in Chinese)

[5] 李巧蓮. 影響彈性針織面料服裝壓的因素研究[D].上海:東華大學,2007.

[6] 姚遠. 彈性針織面料性能與服裝壓力的研究[D].上海:東華大學,2010.

[7] 丁雪梅,陳娜,吳雄英. 針織調整型束褲拉伸彈性與服裝壓關系[J]. 東華大學學報(自然科學版),2010,36(1):47-51.

DING Xuemei,CHEN Na,WU Xiongying. The relationship between elasticity and clothing pressure of knitting girdles[J].Journal of Donghua University (Natural Science),2010,36(1):47-51.(in Chinese)

[8] 鐘安華,張強. 彈力女內衣壓力舒適性研究[J]. 針織工業,2006(4):27-28.

ZHONG Anhua,ZHANG Qiang.A research on the pressing comfortablity of elastic women's underwear[J]. Knitting Industries,2006(4):27-28.(in Chinese)

[9] 劉詠梅. 服裝立體裁剪：基礎篇[M].上海:東華大學出版社,2009:27- 40.

[10] 張文斌,方方.服裝人體工效學[M]. 上海:東華大學出版社,2008:47-57.

[11] 李巧蓮,謝梅娣. 服裝壓力舒適性與彈性針織物拉伸率關系的探討[J]. 紡織科技進展,2008(5):97-98.

LI Qiaolian,XIE Meidi. Relation between cloth pressure and stretch rate of elastic knitted fabric[J].Progress in Textile Science and Technology,2008(5):97-98.(in Chinese)

[12] 木覺敏,閻玉秀,廖麗芳. 無縫內衣服裝壓與面料拉伸率相關性研究[J]. 浙江理工大學學報,2010,27(3):407- 411.

MU Juemin,YAN Yuxiu,LIAO Lifang. Research on relationship between the landscape orientation tensile properties and seamless underwear's clothing pressure[J]. Journal of Zhejiang Sci-Tech University,2010,27(3):407- 411.(in Chinese)