刘申瑜 闫畅

摘 要：为了建立织物视觉遮蔽性能的客观快速、简便的测试方法，选用反射率测定仪對织物进行表面反射率测定，与人眼主观评级法对织物视觉遮蔽性能检测的结果进行比较，探究其用于织物的视觉遮蔽性能测试的可行性，并获得与主观法相应等级的反射率分级范围。随后用该客观方法分析物理参数对织物视觉遮蔽性能的影响。结果表明，反射率在白色织物（R=0.8123）及有色织物（R=0.8962）上与人眼观测结果均密切相关，并划分了视觉遮蔽等级对应的反射率范围，有色织物比白色织物的视觉遮蔽效果更好。

关键词：织物;视觉遮蔽;反射率;检测方法;颜色

中图分类号： TS107

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2021）04-0063-06

Abstract： In order to establish an objective， rapid and convenient test method for the visual shielding performance of fabrics， the reflectivity tester was chosen to determine fabric surface reflectivity. The results were compared with the fabric visual shielding test results obtained by subjective rating of the human eye to discuss the feasibility of the method in testing visual shielding performance. Besides， the reflectivity ranges corresponding to those under the subjective approach were obtained. Then this objective method was introduced to analyze the effect of physical parameters on the visual shielding performance of fabrics. The results showed that reflectivity was closely related to observations of human eyes on both white fabrics （R=0.812 3） and colored fabrics （R=0.896 2）. The reflectivity ranges corresponding to levels of visual shielding were also determined. Colored fabrics showed better visual shielding effects than white ones.

Key words： fabric; visual shielding;reflectivity; test method; color

随着全球变暖，面料的轻薄化趋势也愈发明显[1]，但其缺乏良好的视觉遮蔽性能，存在隐私容易暴露的问题。织物视觉遮蔽性能的定义为在可见光照射条件下，织物阻止人的视线透过并清晰观察到被遮盖的人体或内衣的性能[2]。具备良好的视觉遮蔽性能的轻薄面料，能满足人们对夏季面料“薄而不透”的功能需求。目前在全球范围内对于织物“视觉遮蔽性能”的评价方法还不完善，缺乏成熟的测试标准，故此类“薄而不透”纺织品的发展遇到了瓶颈。目前织物视觉遮蔽性测试主要分为主观和客观方法。

主观法是从成像或者肉眼能见度的角度进行感官检测[3]，施楣梧等[4]借助标准灯箱和色牢度所用标准灰卡对织物进行评级，获得了色差等级对应的9个视觉遮蔽效果级数。陈丽芬等[5]运用特制的防透评级样卡对织物的视觉遮蔽性能进行评价。主观方法是最早使用的评价方法，但存在仅能定性，无法做到精确定量判断，受主观影响大，识别度有限。

客观法是借用各种仪器测试不同的参数来表征视觉遮蔽性能。分光光度计[6]测量光线的透过比例，对织物遮蔽性能的检测并不完全。雾度计测量的雾度表征了半透明或者透明材料的遮光性能，与视觉遮蔽性的相关性不理想。白度仪主要测试各种物体的白度，不适合表征有色织物的视觉遮蔽性能。

由于以上方法存在各种弊端，本文从织物表面光的反射、散射及吸收系数的原理出发，通过人眼主观评级结果与反射率结果的相关性进行分析，验证反射率测定仪被运用到织物视觉遮蔽性能检测的可能，建立织物视觉遮蔽性能简便、准确、适用的客观测试和评价方法。

1 实 验

1.1 试样准备

收集了市面上50块轻薄织物，材质由棉、麻、丝、涤、锦5类常见纤维组成，其中25块为白色织物，25块为颜色各不相同的有色织物，织物基本参数如表1。每块织物的大小均为1 m×1 m。在测试之前，试样均置于标准大气（温度20 ℃±2 ℃，相对湿度65%±3%）的环境下超过24 h。

1.2 测试方法

为探讨利用反射率测试法客观评价织物视觉遮蔽性能的可行性，分别采用人眼视觉评价法与反射率测试仪对选定试样组的视觉遮蔽级数、反射率进行测定。

1.2.1 人眼视觉评价法

目前还缺少视觉遮蔽性能评价标准。在其他测试法的开发阶段，人眼视觉评价法作为比对试验来验证客观方法的准确性。人眼视觉评价法借鉴了面料防透效果的测试方法，评级卡为江苏阳光集团的专利面料防透效果标准样卡。不同大小，不同深浅的“E”字分布在这张样卡上，自上而下由大变小，由深变浅分为5级9等。对色灯箱使用D65光源，样卡置于架子上，与桌面呈45°，然后将织物覆盖在架子上的样卡表面，使之完全贴合样卡，避免出现褶皱，观测者的视线垂直于架子上的待测织物表面，眼睛距离织物表面50～60 cm，对衬于面料下方的评级卡上的“E”字方向进行辨别。以样卡上该行“E”字能全部辨识正确所对应的级数为起点，逐步下移“E”字对应的行的等级，直至不能完全辨识“E”字方向的行为止，将最后一个能完全辨识的行的对应等级作为面料视觉遮蔽性能的最终评价等级[7]。织物的视觉遮蔽性能越差，对应的等级越小，反之越好。如有完全遮蔽的情况，则记为6级。为了保证测试的公平性和代表性，主观测试方法随机邀请了矫正视力正常的10名人员。观察者根据以上规则，依次进行织物视觉遮蔽性能评价，并记录之[8-9]。最后将所有人员评级的平均值作为每块织物的视觉遮蔽性能等级。

1.2.2 反射率测定仪法

选择C84-III型反射率测定仪，该仪器自带一块黑色和白色瓷板。按照仪器说明手册进行操作，测试样品在黑色瓷板上的RB值以及白色瓷板上的RW值，通过对比率公式（对比率/%=RB/RW×100）来计算最终的对比率。其在原理上和人眼观察白色评级卡上的黑色字体有着类似的效果。

2 结果与分析

2.1 人眼视觉评价法与反射率测定仪法的相关性

目前的织物视觉遮蔽性检测方法缺乏相应完善的标准，目测法是与现实情况最为接近的评价方法，其他的所有客观方法都应在其具有与主观法显著相关性的前提下，综合考量其他因素而建立的。主观法评价的结果属于定性分析，不属于织物视觉遮蔽性能的数值型数据，只能大致确定其性能等级，反射率则属于数值型数据。要比较两类不同类型数据，需要进行秩相关性分析，得出两者的密切程度。而且样本量较小，遂采用Spearman分析法进行分析[10]。根据之前两种方法的结果分析，得出人眼视觉评价等级越高，或者反射率结果越高，它们的视觉遮蔽性就效果越好的规律。后文也将按此规律进行秩位排序。

首先对白色织物，将人眼视觉评价等级和反射率从低到高进行排序，得到表2的结果。将主观评价结果的秩位为横轴，反射率结果的秩位为纵轴，得到主客观测试的相关性分析图，如图1所示。通过Excel及插件StatPro分析得到的秩相关系数R为0.812 3，P值为0<0.001，α=0.05水准，置信水平为95%。对于白色织物，人眼评级法与反射率测定仪法是显著相关的（0.80≤│R│<1.00即为高度相关）。

采用相同方法对有色织物的人眼评价结果和反射率进行排序，得到的结果如表3所示，相关性分析图如图2所示。经过分析，得到的秩相关系数R为0.896 2，P值为0<0.001，α=0.05水准，置信水平为95%。对于有色织物，人眼评级法与反射率测定仪法也是显著相关的，反射率测定仪的客观方法测定有色织物比白色织物更接近于人眼评价的主观结果。分析结果表明，对于有色和白色的织物，反射率与人眼评级的结果都是高度相关的。

造成反射率测定仪测定白色织物效果没有深色织物好的原因，在于白色的反射率只代表物体表面的亮度，而可见光的色系组成是多元化的，有色系的反射率包括色调、饱和度和明度的综合因素，与人们视觉效果的构成更加接近。

2.2 用反射率测定仪评价视觉遮蔽性能的可行性

反射率测定仪可用于测量物体表面的光反射率及表征物体的遮盖力（光学性质），而经过之前的试验也得知，反射率测定仪自带的黑、白板能作为很好的标准品，可表征物体的光的透射和反射特性，对纺织品也不例外。从白色织物和有色织物的测试结果分析得出，反射率与人眼评级均有显著相关性，证明反射率测定仪可被用来进行织物遮蔽性能的客观检测。

反射率测定仪本身只进行反射率的测定，没有其他可供测试的参数选择，也没有相应程序可将测试结果预设后进行分级判定，因此还要将50块织物的测试结果按人眼评级和反射率测定结果进行划分，反射率最大为5级，最小为1级，“5级9等”也使得反射率测定结果能与人眼评价结果具有一定的相似性和可比性。经过划分，反射率可同时用来表征光在织物表面的吸收和反射比率以及织物的视觉遮蔽性能。绘制人眼评级数与反射率的横纵坐标曲线（图3），按照划分的区间，在曲线上求得每一个人眼评价等级对应的反射率的值，结果见表4。

該等级的设置，遵循了防透评级标准样卡的规律，建立了反射率测定仪测定织物视觉遮蔽性能的评价方法。反射率数值不仅能定性织物遮蔽性能，也能够借由反射率所属的不同级别或者数值的高低来定量研判织物视觉遮蔽性能的好坏，解决了人眼评价织物视觉遮蔽性能“主观误差大、分辨力不足”的弊端。反射率测定仪价格较为低廉，测试速度快，便携性好，这些特点使得反射率测定仪进行织物视觉遮蔽性能表征具有很大的优势。

从表4的对应关系得出，人眼主观判定级数越大，相应的反射率越大，织物的视觉遮蔽性能也越好。反之，人眼主观判定级数与对应的反射率都越小，织物的视觉遮蔽性能越不理想。人眼完全看不透，级数应该大于5级，此时获得大于94.46%的反射率;而人眼完全看透，级数为1级，此时获得小于51.51%的反射率。表4可用作反射率测定仪测定织物视觉遮蔽性能的评价依据。

3 颜色对于织物视觉遮蔽性能的影响

用实验建立的纺织品视觉遮蔽性能检测方法检测30个纺织品样品的视觉遮蔽性能，检测结果如表5所示。

从表5中可以看出，具有相同平方米质量、密度及厚度的织物，不同的颜色对于织物视觉遮蔽性能的影响。有色织物的视觉遮蔽性能普遍比白色织物要好，且织物颜色越深，视觉遮蔽性能越好。有色织物中，黑色、绿色和蓝色的视觉遮蔽性能较好，红色的视觉遮蔽性能较差。

基于颜色对于视觉遮蔽性能的测试结果，可以从光学角度考虑，利用光线的散射降低入射光线强度以及织物内反射出的光线强度，或者利用织物表面的反射光，让光源照射到织物表面的反射光强于从织物内部射出的带有成像信息的光的强度，来实现好的视觉遮蔽效果。织物需要设计出反光强的表面或增加特殊涂层[11]，织物内部也应具备扭曲、不直接通透的洞孔结构。织物尽量采用高支数的纱线，即达到规定平方米质量时就会有更多的纱线根数，更容易形成纱线之间、纱线与空气之间的界面，能提高产生反射和散射的效果。除此以外，纺纱用的纤维采用细旦化、加弹变形[12]以及横截面异形化[13]等设计，或添加高折射率的特殊粉体、纤维的复合化[14]来增强光线的散射和反射，实现良好的视觉遮蔽性能。

4 结 论

a）人眼主观判定级数与反射率具备对应的线性关系。人眼主观判定级数越大，相应的反射率越大，织物的视觉遮蔽性能也越好。反之，人眼主观判定级数与对应的反射率都越小，织物的视觉遮蔽性能越不理想。反射率是客观仪器测试方法的结果，除了可以表征织物的视觉遮蔽性能外，还能避免人眼主观判断造成的等级差异以及鉴别相同等级中织物视觉遮蔽性能的细微差别。

b）白色織物的反射率与人眼评级的相关性为0.812 3，而有色织物的反射率与人眼评级的相关性为0.896 2，用反射率测定仪测定有色织物的视觉遮蔽性能的效果比白色织物要略好。

c）反射率不仅可以和人眼一样，对于织物视觉遮蔽性能进行定性甄别，而且可以通过数值的高低对相同视觉遮蔽等级的样品进行定量比较。

d）反射率测定仪可以用来进行织物视觉遮蔽性能检测，使用简单方便，性价比极高，也便于外出携带，且自身测试配有标准黑白板，具有更好的适用性，无需进行设备改造，节约时间和成本。

e）深色织物的视觉遮蔽性能比浅色织物的要好，其中黑色、绿色和蓝色的视觉遮蔽性较好，红色的视觉遮蔽性不理想。可从增加织物、纱线、纤维的表面散射和反射性能入手，改善面料的视觉遮蔽性能。

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