織物防透視性測試方法

林立虎，沈潤華，朱亞冠，陳怡清，蔡佳仕，袁志磊

（上海海關(guān)工業(yè)品與原材料檢測技術(shù)中心，上海 200135）

織物的防透視性是指在可見光照條件下，由于織物的視覺屏蔽作用而使被遮蓋的人體或內(nèi)衣無法被外界觀察清楚的性能［1］。近年來，服用紡織品呈輕薄化趨勢，防透視性不足的問題逐漸顯現(xiàn)，尤其是白色和淺色織物［2］，針對此問題，已研發(fā)出相應(yīng)的功能性產(chǎn)品?？椢锓劳敢曅缘臏y試方法包括主觀測試法和客觀測試法。主觀測試法通過人眼視覺對防透視效果進行評價，例如：（1）將織物覆蓋在評定變色用灰色樣卡的1 級色塊上，得到類似色差的5 級9 檔防透視效果值［3］；（2）將織物覆蓋在用于評價防透視等級的樣卡上，觀察樣卡中各等級下字母“E”的缺口方向，根據(jù)能辨認出的最低等級來評定織物的防透視性［4］。客觀測試法用儀器測試織物的各種光學指標，對防透視性進行評價，例如用白度計測定織物的白度［5］，用分光光度計測定織物在可見光波長范圍的透射率和反射率［5］，用計算機軟件獲取相機拍攝的防透視圖片亮度比［6］，用電腦色差儀測定織物背襯標準黑白板的色差［7］等。色度儀是紡織印染行業(yè)廣泛使用的設(shè)備，主要用于織物的顏色管理，功能強大，輸出的數(shù)據(jù)不僅有色差、色度空間坐標、明度等，還有織物對不同可見光波段的反射率。本實驗以色度儀作為測試儀器，研究550 nm 處的反射率、可見光波段平均反射率和明度對織物防透視性的評價情況，并與人眼主觀評價進行對比，評估其作為織物防透視性評價指標的相關(guān)性。

透視原理示意圖見圖1。

圖1 透視原理示意圖

由圖1 可知，環(huán)境中的光照射到織物表面，經(jīng)過反射、吸收和散射后，還有一部分光透過織物照射到人體或內(nèi)衣上，再次發(fā)生反射、吸收、散射。這部分光作為入射光照射到織物內(nèi)側(cè)，再經(jīng)過反射、吸收以及散射后，透過織物進入人眼，形成織物的透視性［3］。

1 實驗

1.1 試樣

選取不同顏色、組織結(jié)構(gòu)、厚度、紗線密度及單位面積質(zhì)量的織物50塊，具體規(guī)格見表1。

表1 織物的規(guī)格參數(shù)

1.2 測試

1.2.1 主觀測試法

主觀測試法模擬織物在實際穿著過程中的透視情形，通過人眼視覺對防透視效果進行評價。本實驗在A4紙上打印初號、加粗的黑色“米”字，將試樣平鋪在“米”字上，在D65標準光源箱內(nèi)觀察各試樣“米”字的透視情形。試樣正面向上，與光源箱底部呈45°，觀察者視角和試樣呈90°，距離30 cm，按透視程度由高到低對試樣依次排序。實驗由視力正常的3 人完成，計算每個試樣的3 人排序之和，再由低到高排序，得到最終的排序結(jié)果，即主觀評價秩位。

1.2.2 客觀測試法

根據(jù)織物透視原理，織物的透視程度取決于二次反射光的影響在總反射光影響中的占比。本實驗用織物背襯標準白板光學指標表征織物總反射光的影響，包括一次反射光和二次反射光的影響，用織物背襯標準黑板光學指標表征織物一次反射光（去除二次反射光）的影響。S（防透視指數(shù)）=Sb/Sw×100%，式中，Sb為織物背襯標準黑板測試值；Sw為織物背襯標準白板測試值。防透視指數(shù)越小，二次反射光的影響占比越大，織物的防透視性越差；反之，織物的防透視性越好。

本實驗的光學指標采用CE 7000A 型Datacolor 色度儀進行測定，光源為D65標準光源。光學指標有3種：550 nm 反射率R550、可見光波段（360～750 nm）平均反射率和明度L值。其中，R550和L直接由色度儀測得，通過每隔10 nm 讀取一次反射率值來計算算術(shù)平均值。試樣尺寸為5 cm×5 cm，測試前在標準大氣環(huán)境下放置4 h 以上，每個試樣測3 次，取平均值。測試時將織物背面與白板或黑板貼合，正面朝向測試孔，測試光學指標值，計算得到防透視指數(shù)，從低至高依次排序，得到防透視指數(shù)秩位。

1.2.3 相關(guān)性分析方法

3 種光學指標評價織物防透視性的有效性可以通過計算其與主觀評價結(jié)果的相關(guān)程度確定。相關(guān)性分析有助于了解兩個變量之間的線性相關(guān)程度，用描述雙變量數(shù)據(jù)關(guān)系的相關(guān)系數(shù)rs來表示［7］。本實驗用Spearman 相關(guān)系數(shù)法計算防透視指數(shù)和主觀評價結(jié)果的相關(guān)系數(shù)。Spearman相關(guān)系數(shù)法需先將雙變量樣本指標按從小到大順序排列得到秩位來代替實際數(shù)據(jù)，再按下式［7］進行計算：

式中，d為兩個對應(yīng)變量秩位之差；n為樣本容量。算得rs后進行顯著性檢驗，查表得到置信界限α=1%時Spearman 秩相關(guān)系數(shù)臨界值r（α,n）。若|rs|>r，通過顯著性檢驗；反之則未通過。通常情況可參照表2［7］。

表2 相關(guān)系數(shù)大小的含義

2 結(jié)果與分析

2.1 基于R550的防透視指數(shù)

人眼對550 nm 處的綠光最敏感，故選擇R550作為研究指標之一。由表3 可知，試樣1～45 都不具備完全的防透視性，試樣46～50 具有完全防透視性，防透視指數(shù)達到99%以上，和人眼主觀評價一致。但防透視指數(shù)變化趨勢和人眼主觀感知的變化趨勢并不完全一致，試樣1～15 中有2 個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣16～30 中有3 個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣31～45 中有6 個試樣的秩位差絕對值超過10。由此可見，基于R550的防透視指數(shù)在防透視程度較低區(qū)間的變化趨勢和人眼主觀感知大體吻合，在較高區(qū)間存在較大差異。防透視指數(shù)與人眼主觀評價的相關(guān)系數(shù)為0.805 7，顯著性檢驗結(jié)果為高度相關(guān)。

表3 基于R550的實驗結(jié)果

續(xù)表3

2.2 基于平均反射率的防透視指數(shù)

由表4 可以看出，試樣46～50 的防透視指數(shù)都高于試樣1～45，和人眼主觀評價一致。試樣1～15 中有0個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣16～30 中有3 個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣31～45 中有2 個試樣的秩位差絕對值超過10。由此可見，基于可見光波段平均反射率的防透視指數(shù)和人眼主觀感知的變化趨勢大部分相同，但有5 個差異明顯。防透視指數(shù)與人眼主觀評價的相關(guān)系數(shù)為0.918 1，顯著性檢驗結(jié)果為高度相關(guān)。

表4 基于平均反射率的實驗結(jié)果

續(xù)表4

2.3 基于明度的防透視指數(shù)

明度是人眼對物體明亮度的感覺。色彩光亮度越高，人眼感覺越明亮，明度越高，各種色調(diào)的明度不同［8］?？椢锏姆劳敢曅陨婕叭梭w/內(nèi)衣與作為覆蓋物的織物在人眼中形成的綜合視覺感受，明度可以綜合反映色彩及明暗的差異，故選為研究指標之一。由表5可以看出，試樣46～50 的防透視指數(shù)都高于試樣1～45，和人眼主觀評價一致。試樣1～15 中有0 個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣16～30 中有1 個試樣的秩位差絕對值超過10，試樣31～45 有1 個試樣的秩位差絕對值超過10。由此可見，基于明度的防透視指數(shù)和人眼主觀感知的變化趨勢基本吻合，與人眼主觀評價的相關(guān)系數(shù)為0.953 0，顯著性檢驗結(jié)果為高度相關(guān)，且在3種光學指標中最高。

表5 基于明度的實驗結(jié)果

續(xù)表5

2.4 綜合分析

由表6 可知，采用3 種光學指標分別得到的防透視指數(shù)與主觀評價結(jié)果相關(guān)性不同?；?50 nm 處反射率的防透視指數(shù)與人眼主觀評價的相關(guān)系數(shù)最低，主要是因為顏色給人的視覺感受是各波段綜合作用的結(jié)果，雖然人眼對550 nm 的綠光最敏感，但其他波長的光也有影響，僅以基于550 nm 處反射率的防透視指數(shù)來表征織物的防透視性有一定局限性。平均反射率綜合考慮整個可見光波段的影響，比僅考慮550 nm處的反射率更全面?；诿鞫鹊姆劳敢曋笖?shù)相關(guān)程度最高，主要因為明度是眼睛對物體表面明暗程度的感覺，能夠反映所有色彩的差異，是一個與人眼主觀感覺密切相關(guān)的光學指標，在表征織物防透視性時與人眼主觀感覺更接近。所以，基于明度的防透視指數(shù)最適合評價織物的防透視性?？椢锏姆劳敢曋笖?shù)與織物顏色、組織結(jié)構(gòu)、厚度、紗線密度、單位面積質(zhì)量等因素有關(guān)。結(jié)果表明，試樣顏色越深，防透視指數(shù)越高，防透視性越好；試樣厚度、紗線密度和單位面積質(zhì)量越大，防透視指數(shù)也會越高，防透視性越好。

表6 防透視指數(shù)與主觀評價的相關(guān)性

3 結(jié)論

基于550 nm 處反射率的防透視指數(shù)與人眼主觀評價的相關(guān)性低于基于可見光波段平均反射率和明度，基于明度的防透視指數(shù)相關(guān)性最高。因此，基于明度的防透視指數(shù)最適合評價織物的防透視性。此外，織物顏色越深、密度越大、厚度越大，防透視指數(shù)越高，防透視性越好。