人体着装黏感觉的研究进展

姜茸凡, 王云仪

(1. 东华大学 服装与艺术设计学院， 上海 200051； 2. 东华大学 现代服装设计与技术教育部重点实验室， 上海 200051; 3. 西安工程大学 服装与艺术设计学院， 陕西 西安 710048)

在日常生活中，人们穿着的服装经常会处于润湿状态，如高温高湿环境下人体大量出汗，雨水淋湿等现象[1]，润湿服装常贴附于皮肤表面，使人产生黏黏的感觉。学者们将这种感觉称为黏感觉，并认为其为造成人体着装不舒适的主要原因[2-3]，因此，研究黏感觉的形成机制及其变化规律，可用于指导面料开发和服装结构优化，从而有效缓解高温高湿环境下人体出汗后的不舒适感。此外，经大量研究发现，黏感觉也是着装舒适感的主观评价指标之一，对于构建着装舒适感预测模型具有重要作用[4]。

本文以着装黏感觉为研究对象，从物理评价、心理评价和生理评价三方面论述黏感觉的研究现状及不足，并基于织物性能、外界刺激和人体皮肤三方面阐述黏感觉的影响因素，提出黏感觉的研究方向。

1 黏感觉概念与形成

黏感觉是评价织物接触感觉的基本属性，最初仅以几个相近的感觉描述词语表示[5-6]，如黏着感、黏滞感等。之后，学者们以降维的方式将众多感觉属性总体概括为4个基本维度：粗糙感/光滑感、硬挺感/柔软感、黏着感/滑溜感、冷感/暖感[4]。黏感觉作为织物触感的基本维度之一，被更详细地定义为服装与皮肤之间由于液体的存在导致二者之间的力学性能发生变化，使服装易于贴附或贴附于皮肤表面而产生的不舒适感[1,7]。

在神经生理学方面，黏感觉是由于外界刺激皮肤机械感受器，使之释放电势信号并传入大脑，经大脑加工编码而形成的[8]。皮肤低阈值机械感受器根据适应性和所在皮肤层位置可分为4类[9]：慢适应性感受器1型(SA1)、慢适应性感受器2型(SA2)、快适应性感受器1型(RA1)和快适应性感受器2型(RA2)，如表1和图1所示。

表1 皮肤机械感受器类型Tab.1 Types of cutaneous mechanoreceptors

图1 皮肤机械感受器响应特性Fig.1 Response properties of cutaneous mechanoreceptors

1924年，Zigler[10]研究发现，当皮肤表面的黏性物体与皮肤发生分离运动时，皮肤产生拉伸变形，黏感觉随即产生。由此说明，皮肤拉伸变形是激发黏感觉形成的先决条件。根据表1所示，SA1、SA2和RA1对皮肤拉伸变形的敏感度较高，因此，推测黏感觉可能通过2种途径形成：一种是皮肤与织物接触并保持相对静止，织物与皮肤之间存在静摩擦力和贴附力，导致皮肤轻微变形，促使SA1或SA2持续释放电势信号，形成黏感觉；另一种是皮肤与织物之间发生滑动摩擦或贴附分离，促使RA1在接受刺激时刻快速释放瞬时电势信号，形成黏感觉。

目前，黏感觉的形成机制尚无明确解释，仅部分学者采用不同类型的刺激探究皮肤机械感受器响应特性和大脑区域活跃反应。未来应考虑人体着装状态下伴随的各类机械刺激，基于此探究着装黏感觉的生理机制。

2 黏感觉测评

黏感觉测评方法主要分为3类：物理评价、心理评价和生理评价[11]。物理评价侧重测试织物与皮肤间的力学性能，通过力学指标表征黏感觉。心理评价侧重人体主观感觉的表达，方法简单易行，但难以量化。生理评价侧重监测人体生理指标，从生理学角度揭示黏感觉的内在形成机制。

2.1 物理评价

2.1.1 摩擦性能

物理评价，即通过直接测量与人体感知有关的织物物理量来表征黏感觉。当服装在皮肤表面水平滑动时，较大的摩擦阻力使皮肤发生拉伸变形，产生黏感觉。多位学者通过手臂实验[12-13]或着装实验[14]研究发现，织物与皮肤间的摩擦力或摩擦因数与黏感觉呈正相关性，因此，表示将摩擦因数作为表征黏感觉的物理指标[15]。

但是，黏感觉与摩擦因数并非完全正相关。王旭等[16]在测试不同含水率(10%～60%)织物与皮肤间的摩擦因数时发现，随着含水率的增大，二者间的摩擦因数呈现先增大后减小的趋势。李炜等[17]在测试皮肤从完全润湿到干燥过程中织物与皮肤间的摩擦因数，也呈现先增大后减小的趋势。这是由于当织物与皮肤间出现少量水分时，织物吸收水分并存储于纱线间的空隙内，水分置换空隙内的空气，导致织物与皮肤间的接触面积增大，摩擦因数增大。若水分继续增大，织物含水率达到饱和并浮于织物表面，使织物与皮肤间出现贴附力，贴附力与摩擦力相耦合导致摩擦因数达到最大值。若水分再增大，过量水分在织物与皮肤之间起到润滑剂作用，摩擦因数反而减小。而张元[18]发现随织物回潮率(回潮率为0%～120%，相当于含水率0%～54.5%)的增大，黏感觉会一直增加，不存在减小趋势，这说明摩擦因数仅在一定范围内适用于表征黏感觉。

2.1.2 贴附性能

摩擦因数仅能反映织物在皮肤表面滑动时，皮肤变形所产生的黏感觉。在实际生活中，服装与皮肤间的水平滑动相对较少，而贴附分离现象更为常见，因此，学者们[19-22]提出用贴附于皮肤表面的织物与皮肤分离过程中产生的贴附力表征黏感觉。

最初，Yamaka等[19]测试黏性物体从皮肤表面分离过程中的贴附力曲线，发现当皮肤与黏性表面间产生贴附力时，黏感觉产生。随后，Ji等[20]开发织物与人造皮肤平行竖直放置的贴附力测试装置，可测量润湿织物与人造皮肤从贴附到分离过程的贴附力曲线，并将最大贴附力、贴附距离和贴附功作为表征黏感觉的物理指标。Lou等[21-22]又在Ji等研发的测试装置基础上，开发了织物水平放置的贴附力测试装置，该装置可测试织物从液面下部水平上升并与液面分离过程中的贴附力曲线，测试指标与Ji等研发的测试装置相同。对比2种装置，Ji等研发的测试装置包含织物、液体和人造皮肤3个测试对象，且织物含水率可以调节，而Lou等研发的测试装置仅涉及织物和液体2个测试对象，且织物属于完全润湿状态。此外，Lou等研发的测试装置在测试过程中，完全润湿的织物垂直上升过程中会有多余水分会滴落，导致织物质量发生变化，影响测试结果。因此，相比而言，Ji等研发的测试装置测试结果更准确，研究范围更广。

目前，应用于表征黏感觉的贴附性能指标已经提出，测试装置和测试方法也有一定发展，但对于贴附力、贴附距离、贴附功与黏感觉的相关性研究尚少，如何利用物理指标准确地表征黏感觉仍有待探讨。

2.2 心理评价

物理评价可间接表征黏感觉，但仍与人体真实感觉存在差异，而心理评价可通过语言描述的方式来表征黏感觉。评价系统主要包括施加于皮肤的接触方式和心理感觉评价方式2个部分组成。

2.2.1 接触方式

为模拟服装与人体之间的动态接触，织物施加于皮肤的接触方式分为2种：织物在皮肤表面水平滑动接触和织物与皮肤之间的贴附分离接触。

对于水平滑动接触，Wang等[23]采用人工操作方式将织物在手臂皮肤表面滑动来研究黏感觉。但人工操作方式对接触压力和摩擦速度等测试条件无法进行有效控制，而接触压力和摩擦速度又对织物触感存在显著影响[24]。因此，研发水平滑动接触装置，可降低人为因素对于测试结果的干扰。Tang等[25]研发的装置由供水系统和移动系统组成，供水系统通过滴管对皮肤与织物间的间隙按一定流速进行加湿，移动系统控制织物在手臂内侧做水平往复滑动。该装置可较好地控制滑移速度和加湿速率，但未对皮肤与织物间的接触压力进行控制。Margherita等[26]在Tang等研发的测试装置基础上，将织物一端与水平托盘连接，通过调节托盘内平衡物重量来控制织物与皮肤间的接触压力。

对于贴附分离接触，娄琳[1]采用人工操作方式将贴附于皮肤表面的织物重复做放置-掀起的动作，以模拟贴附分离接触，而用于模拟贴附分离接触的装置目前仍较少被开发。因此，后期应研发此类装置，探究此接触方式下织物性能对于黏感觉的影响。

2.2.2 评价方式

关于心理感觉的评价方式，主要包括：阈值判别和量表评价[27]。

阈值判别反映皮肤感知最小刺激差别的能力，评价指标包括：绝对阈值、辨别阈值和韦伯分数[28]。Tang等[25]提出黏感觉绝对阈值评价方法，以水平滑移接触为接触方式，测试受试者感知黏感觉时刻的加湿量(即黏感觉绝对阈值)和皮肤表面剩余水量，通过绝对阈值表征黏感觉强度。研究测试48种织物的黏感觉绝对阈值，利用数理统计验证评价方法的可靠性、一致性和灵敏度。此外，Tang等将该方法与量表评价[29]相比较，测试不同疏水性织物的黏感觉和湿感觉，对比发现量表评价无法区分织物接触感觉强度，其评价值均为最大值，而阈值判别中不同织物的黏感觉绝对阈值却存在明显差异。由此说明，阈值辨别测试灵敏度更高。

量表评价，即采用心理学标尺作为评价工具，让受试者以数值的形式量化表征黏感觉。目前，对于单一触感(如黏、湿、刺痒等)所使用的心理学标尺常为比较性比例标尺。Margherita等[26]选择润湿蚕丝织物与相同湿度和厚度的棉织物作为黏感觉的两极端值(“极黏”和“不黏”)。在正式实验前，先让受试者感觉两极端值，然后再进行实验，受试者根据之前感觉做出对比并对其评价。此类标尺可以在一定程度上降低由于主观认知不同造成的偏差。但是，该标尺的比较点和测试点存在时间顺序的前后关系，受试者对测试点的黏感觉强度判断是通过记忆中的比较点对比得出的，而非真实将比较点和测试点进行直观对比。此外，选择的极端值应具有普遍适用性，若织物黏感觉已超出极端值，致使受试者在标尺中无法做出选择或仅以极端值替代测试值，也会造成测试误差。为此，Emma等[30]提出“袖子”测试法，将2只手臂同时接受刺激并做出主观评价，一只手臂的评价值作为测试值，另一只的评价值则作为标准值，将两评价值之差作为心理评价指标，量化表征触感强度，该方法已在织物刺痒感的心理评价中得到验证，后期可推广于评价黏感觉。

2.3 生理评价

心理评价受个体差异影响，测试结果存在不稳定性，定量分析困难[31]。生理评价通过测量织物接触刺激皮肤时的生理指标(如脑电图、脑事件相关电位和血氧水平依赖信号)反应来表征黏感觉，揭示了黏感觉的内在生理机制。

最初，学者们通过滑动摩擦刺激探究黏感觉的生理机制，但是，织物在皮肤表面的滑动摩擦不仅伴随着皮肤拉伸变形，粗糙的织物表面还会产生皮肤振动刺激[32]以及滑移方向不同也会导致机械感受器响应特性不同[33]，这些刺激都会造成对黏感觉生理机制认知的干扰。为此，Jiwon等[34-35]以垂直贴附分离运动为接触方式，选择不同黏性的硅胶材料和无黏性材料作为接触介质，测试手指与材料在贴附分离过程中产生黏感觉的绝对感知阈值和功能性磁共振图像(fMRI)。研究通过单体素线性分析法观察黏性材料和非黏性材料刺激作用产生的fMRI，发现对侧初级躯体感觉区和同侧背外侧前额叶皮层与黏感觉显著相关，说明黏感觉不仅与躯体感觉相关，而且还能诱发更高的大脑认知。此外，研究对比不同黏性材料接触下的fMRI，发现皮质下层对于黏感觉强度影响显著，说明该区域可控制黏感觉强度变化。单体素分析法仅能检测外界刺激时有显著反应的体素，不能检测出信号未达到显著水平却仍能较好表达感觉信息的体素。Kim等[36]采用多体素模式分析法将多个体素信号看成一个多维变量，提高体素的检测灵敏度，对Jiwon等[34-35]实验数据再次分析，研究发现中央后回、皮质下层和脑岛均与黏感觉显著相关。此外，研究还表示不同的黏感觉强度会引发不同的大脑神经活动模式，这为黏感觉强度的评价与分析提供了生理神经学的研究基础。

上述研究集中于分析硬质黏性物体与皮肤接触的大脑神经活动变化规律与黏感觉之间的关系，未针对着装黏感觉展开研究，后期应继续深入研究着装黏感觉的生理机制。

3 黏感觉影响因素

基于3种黏感觉测评方法，主要从织物性能、外界刺激和人体皮肤三方面分析各因素对于黏感觉的影响。

3.1 织物性能

3.1.1 表面粗糙度

织物表面粗糙度影响织物与皮肤间的实际接触面积。由于织物与皮肤间的摩擦机制以黏附摩擦为主导，而实际接触面积是影响黏附摩擦的主要因素，故实际接触面积影响其摩擦因数[37]，因此，表面粗糙度影响摩擦因数及其黏感觉。

Kenins等[38]测试不同表面粗糙度的毛织物与润湿皮肤间的静摩擦力和滑动摩擦力，发现各织物间的摩擦力差异幅度较小，间接说明织物表面粗糙度对于黏感觉的影响较弱。Margherita等[26]利用KES-F系统测试织物表面粗糙度以及手臂部位的黏感觉，发现表面粗糙度与黏感觉无显著相关性。唐香宁等[39]测试9种织物的表面粗糙度以及手臂部位的黏感觉，发现普通汗布的表面粗糙度明显小于毛圈织物，导致其实际接触面积大于毛圈织物，黏感觉更强，但研究并未发现2种织物黏感觉存在显著差异。由此说明，织物表面粗糙度会影响黏感觉，但无显著性差异。

3.1.2 吸湿性和润湿性

1)吸湿性。织物吸湿性反映织物吸收水分能力，可通过公定回潮率表征[40]。在人体大量出汗或外界水浸湿的条件下，若织物吸湿性好，则大量水分可被织物吸收，表面凝结水较少，织物与皮肤间的动摩擦力和贴附力较低，黏感觉较弱。若吸湿性差，则织物吸湿后快速达到饱和状态，多余水分浮于织物表面，形成水膜，增大织物与皮肤间的动摩擦力和贴附力，黏感觉增强。

Scheurell等[41]研究不同织物表面凝结水的动态变化规律，发现在相同加湿量下，涤纶织物因其吸湿性低于棉织物，导致涤纶织物表面凝结水较多，其黏感觉强于棉织物。Wang等[42]通过着装实验研究由不同内层和相同外层组合的消防服系统的着装舒适感，发现由棉织物或麻织物制成内层服装的黏感觉要弱于涤纶织物，这也是由于棉织物或麻织物良好的吸湿性所致。此外，Tang等[25]测试不同组织结构织物的吸湿性和黏感觉，发现斜纹织物吸湿性强于平纹织物，其黏感觉绝对阈值高于平纹织物，因此，在相同加湿量下，斜纹织物的黏感觉更弱。

综上，对于高温高湿环境，服装面料应选择吸湿性良好的棉麻织物，降低黏感觉强度，提高着装舒适性。

2)润湿性。润湿性指液态水转移到织物的难易程度，可利用织物-液体的接触角表征，接触角越小，则润湿性越强，反之亦然。

Lou等[43]利用等离子体射流技术对织物进行润湿性处理，对比织物处理前后的贴附性能，发现处理后的织物贴附力更大，贴附时间更长，因此，黏感觉更强。但上述研究显示，织物润湿性越强(如棉、麻织物)，织物与皮肤间的含水量越少，黏感觉应该越弱。2种结论存在矛盾，分析原因是由于测试条件不同，Lou等测试的织物为完全润湿状态，织物表面凝结水较多，润湿性增强导致织物-液体的接触角减小，根据液体表面张力模型，织物与液面间的贴附力将增大。而上述研究中，织物并未完全润湿，润湿性强的织物可快速吸收水分并转移到外界环境，因此，黏感觉较弱。

综上，黏感觉不仅与织物吸湿性相关，还与润湿性相关。若织物含水率已经达到饱和状态，织物润湿性增强导致织物-液体的接触角减小，黏感觉反而会增强。

3.1.3 拉伸和弯曲性能

由于织物和皮肤属于柔性材料，二者之间无论发生滑动摩擦还是贴附分离都会涉及低负荷应力下的织物变形，故织物的拉伸和弯曲性能与黏感觉密切相关。

孙淑瑶等[44]研究织物拉伸性能、弯曲性能和织物与皮肤间贴附性能的关系。研究发现，若织物具有较大拉伸功和较小弯曲刚度，则织物与皮肤间的最大贴附力较小，而贴附距离较大，导致织物与皮肤间不易分离，黏感觉增强。由此说明，织物弹性好且不易拉伸或弯曲变形，则着装黏感觉较小。

3.2 外界刺激

3.2.1 滑移速度

织物在皮肤表面的滑动会激发RA1快速释放瞬时电势信号，形成黏感觉。文献[25]中指出，滑移刺激会显著降低黏感觉绝对阈值，说明滑动刺激是影响黏感觉的重要因素。为此，需进一步分析滑移速度对黏感觉的影响。

唐香宁等[39]分析滑移速度对于黏感觉的影响，发现随滑移速度增大，黏感觉减弱。该研究是基于女性手臂部位施加接触刺激得出的结论，而Essick等[45-46]在舒适感觉方面发现滑移速度与多因素存在交互影响，如随滑移速度增大，女性舒适感满意度略微下降，而男性却显著上升；又如对于天鹅绒织物，增大滑移速度，可提高舒适感满意度，对于斜纹粗棉布和毛巾布，其舒适感满意度反而会降低。因此，在研究滑移速度对于黏感觉的影响时，也应考虑性别、人体部位、织物表面特征等多因素。

此外，Filingeri等[47]发现织物与皮肤间的贴附分离接触可显著提高湿感觉强度，而湿感觉与黏感觉又存在正相关性，可推断织物与皮肤间的贴附分离接触对黏感觉影响显著。因此，后期应分析垂直分离速度对黏感觉的影响。

3.2.2 水 分

织物与皮肤间的水分是形成黏感觉的必要条件，也是影响黏感觉的最重要因素。

Gwosdow等[12]测试不同皮肤湿度的黏感觉，发现当湿度小于0.3时，黏感觉无明显变化，当湿度超过0.3时，黏感觉随湿度增大而迅速增大。Sachiko等[3]测试不同织物回潮率的黏感觉，发现当回潮率达到100%～250%时，黏感觉将成为影响舒适感觉的重要因素。由此说明，随着织物与皮肤间的水分逐渐增大，黏感觉产生并成为影响着装舒适感的最主要因素。

但是，目前已有的黏感觉预测模型通常是以织物性能为自变量，出汗量最大时刻的黏感觉量值[18]或整个测试过程的黏感觉平均值[48]为因变量，构建预测模型，研究未考虑水分作用。因此，后期应引入皮肤湿度或服装含水率等参数，完善预测模型。

3.3 人体皮肤

3.3.1 皮肤感知敏感度

由于人体各部位皮肤机械感受器分布不同，导致各部位对于黏感觉的敏感度存在差异。准确了解各部位黏感觉敏感度分布信息以及局部黏感觉对于整体舒适感觉的影响，可指导服装面料的优化配置，以缓解高温高湿环境的人体不舒适感。

目前，学者们已经探究人体各部位关于冷暖感[49]、刺痒感[50]、湿感觉等[51-52]感知敏感度的分布信息。但是，关于黏感觉的研究尚属空缺，后期应合理设计实验方案，获取人体黏感觉图谱。

3.3.2 皮肤特征

人体皮肤受体型、体表部位和性别等因素影响而具有不同特征，导致各部位摩擦系数以及黏感觉强度不同。Cua等[53]测试人体多个部位的皮肤表面摩擦因数，发现前额与耳朵后部摩擦因数最高，腹部最低。此外，多位学者对比手臂和手掌的摩擦因数，发现手掌摩擦因数更高[54-56]。但是，另有研究结论[38,53]与其相悖，表示手掌摩擦因数低于手臂。

性别因素研究也存在不同的结论。Kenins等[38]测试手臂和手指的摩擦因数，发现性别对于摩擦因数无显著影响。王旭等[57]发现女性的动摩擦力普遍高于男性，Gerhardt等[58]研究不同皮肤湿度下男性和女性皮肤摩擦因数的变化规律，发现皮肤润湿后，女性皮肤摩擦因数增长幅度大于男性，研究表示这是由于女性皮下脂肪厚于男性，水合作用导致皮肤软化，增大了实际接触面积。而Ramallo等[55]测试织物与手掌和手臂的摩擦因数发现，男性手臂的摩擦因数轻微大于女性(5%)，男性手掌的摩擦因数显著大于女性，男、女性手掌与蚕丝织物之间的摩擦因数差值更达到50%。

由此可见，无论体表部位还是性别，各学者间的结论都存在差异，这是由于测试条件、仪器设备以及个体差异的不同所造成的。后期应统一测试仪器，规范测试标准，量化皮肤特征，为研究黏感觉提供准确的数据依据。

4 展 望

本文探究了着装黏感觉的生理形成机制，并对其测评方法和影响因素进行概括总结，基于以上分析，认为未来研究可从以下3个方面开展。

1)分析织物与皮肤间垂直分离接触刺激对于黏感觉的影响。服装与皮肤间的贴附分离现象在日常生活中较为常见，但目前用于测试黏感觉的接触装置多为滑动摩擦接触，而垂直分离接触仍采用人工操作方式，导致测试结果波动性大。因此，未来应开发此类刺激装置，研究织物与皮肤在贴附分离过程中各因素对于黏感觉的影响。

2)研究着装黏感觉(有毛皮肤)的生理机制及变化规律。目前，黏感觉研究的测试部位多集中于手部，属于无毛皮肤，而着装黏感觉一般发生在有毛皮肤，属于体感范畴。已有研究[59-60]表明，有毛皮肤中包含大量与人体情感相关的感受器，如C类无髓感受器，而无毛皮肤中包含较多与感觉相关的感受器，如环层小体，2种皮肤产生的黏感觉存在本质上的差异。此外，接触刺激的测试材料多为刚性材料，而织物属于柔性材料，2种材料对于皮肤拉伸变形的影响并不相同，因此，未来应以织物和有毛皮肤为研究对象，探究润湿织物静态贴附皮肤和织物与皮肤动态贴附分离2种接触方式的着装黏感觉神经生理机制，为功能性面料的开发提供理论指导。

3)绘制人体黏感觉图谱。随着全球变暖，户外工作者常处于高温高湿环境，人体大量出汗后产生的黏感觉已经是影响着装舒适感的最主要因素之一，因此，未来应基于滑移接触和贴附分离接触，研究人体各部位的黏感觉敏感度，绘制黏感觉图谱，并分析局部黏感觉对着装整体舒适感觉的影响，为功能性服装结构优化提供帮助。

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