百年纺织之十一：滑糯与滑爽
2023年11月5日 星期日

       对于纺织专业而言，滑糯指的是毛型织物滑爽丰满厚重的触感，滑爽是丝绸型织物光滑干爽的触感。无论滑糯还是滑爽，都是人的主观感受，难免因人而异。如何用科学仪器的客观测量值准确替代主观感受，客观评价与人类朝夕相处了几千年的织物柔性材料感触，既复杂也容易，复杂在于主客观对应性需要得到人类大多数的认同，容易在于因大家每天穿衣而太熟悉纺织品了，其实这是充满了挑战的问题。

       Peirce在1930年发表的论文[1]，介绍用可测量的度量指标描述手触摸织物产生的感觉（直观上称为手感）。这项内容一直吸引服装设计师关注，也为下一代功能和智能纺织品、人体智能系统和神经模拟感知系统、当然也包括已经得到充分发展的可穿戴视频音频系统等的研究人员提供设计灵感。也即：如何用可测量物理量或化学量来描述人体对于织物或者服装的触感？

       Peirce的文章首次报道了如何用仪器测量人接触柔软织物面料所产生的人体复杂感知。用他的原话就是：“判断织物手感可用如下的感觉术语：僵硬或柔弱、刚硬与柔软、粗糙或光滑”。在当时已经发展成熟的织物力学性质测试仪器上，Peirce建立了描述织物手感的理论框架和科学术语例如弯曲长度和弯曲刚度等，直至现在世界各国实验室还在用Peirce提出的织物弯曲长度和织物厚度测量方法。在他所处的年代，工程结构力学处于鼎盛时期，Peirce开创性地把工程结构力学方法引入纺织界，用于研究柔性织物的结构力学，包括织物的刚度、强度和弯曲、剪切等各类受力变形。这种跨学科的创新使得Peirce成果斐然，也当之无愧地成为了“织物结构力学之父”。

       40多年前日本的川端季雄和丹羽雅子受到Peirce研究工作的启发并作了一系列创新[2]，研制出KES织物风格仪。这是织物手感客观化评价的重大成就。
       Peirce等纺织结构力学大师奠定了研究织物、服装等外观大变形和内部小变形问题的基础，搭建了完善的纤维集合体力学框架。川端季雄和丹羽雅子则把前人的织物结构力学理论向实际应用推广，把框架彻彻底底地装修了一遍，使得织物结构力学与人类服装设计联系起来。其实不光是服装，在二十世纪80年代初开始发展的纺织结构复合材料力学，也大量采用了Peirce等的研究结论。
       KES织物风格仪测量织物在低应力状态下力学性质、表面性质和热学性质，并采用统计学方法研究大量人体数据后，得到男装和女装的织物风格指标设计区间。KES风格仪采用客观评价方法替代织物风格的主观评价，是织物手感测量的巨大飞跃。说个题外话，川端季雄擅长聚合物科学，丹羽雅子专长于纺织和成衣，川端季雄和丹羽雅子两个人共同指导研究生，共同举办富士国际研讨会，配合得天衣无缝。丹羽雅子后来曾担任日本奈良女子大学校长。
       由于KES仪器有多个组成部分，无法单机测量，测量指标和实际使用较为繁琐，后来澳大利亚的Postle和我国的潘宁等发展了简易测量方法。我国纺织界的第一篇博士论文就是潘宁在严灏景教授指导下的织物手感测量研究。现在除了织物表面粗糙度和摩擦之外，其他风格特征可用实验室现有技术和数字化方法得到极为完善的描述。
       织物手感因人而异、众口难调，在生产和消费两个环节，如何达到高效协调一直是需要解决的问题。生产端拥有的是织物在低应力下的力学性质数据和从统计分析得到的初始风格值及综合风格值，消费者并不熟悉这些数据的意义，也无法与对应的织物面料联系起来。未来消费者将可能跳过中间商而直接从生产线上购买商品，沉浸式体验的缺乏会阻碍消费者网购意愿。可能的解决方案是织物内嵌感知原件，作神经形态仿真，这种智能形态的织物将直接联系织物风格指标值和织物实际触感，并与元宇宙的消费者共享这些信息，就像现在共享视频和音频产品一样。
       滑糯与滑爽，源于主观感受，归于指标描述。
       触感与手感，源于主观评价，归于仪器测量。

参考文献
1 F. T. Peirce (1930). The “handle” of cloth as a measurable quantity. Journal of the Textile Institute Transactions, 21:9, T377-T416
2 S. Kawabata & Masako Niwa (1989). Fabric Performance in Clothing and Clothing Manufacture. The Journal of The Textile Institute, 80:1, 19-50