紡織材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展

，2

1. 江西服裝學(xué)院，江西 南昌 330201；2. 江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201

改革開放40年使得國家的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展都取得了令世界矚目的成就，人民的生活水平大幅提高，通過體育運動獲得健康的觀念逐漸深入人心，這都給體育運動事業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動力。體育運動領(lǐng)域用紡織材料作為體育運動過程中不可分割的重要組成部分，在逐漸向智能化和綠色環(huán)?；姆较虬l(fā)展，其在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。本文通過查閱參考文獻(xiàn)，概述紡織材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用，并總結(jié)其存在的問題及發(fā)展趨勢，以期為紡織材料在體育運動領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論參考。

1 紡織材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用

紡織材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣泛，如運動服裝、運動鞋、網(wǎng)球拍、乒乓球拍、滑雪板等，都含有紡織材料。隨著紡織新材料的開發(fā)及大量應(yīng)用，其在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛，體育運動領(lǐng)域用紡織產(chǎn)品的品質(zhì)將更加優(yōu)良，功能也將更加齊全且多樣化。

1.1 運動服裝

運動過程一般都伴隨著流汗和意外碰撞等情況。為了提高運動者的舒適性及降低意外事故可能帶來的傷害，在運動服裝設(shè)計中，面料的選擇至關(guān)重要。生活品質(zhì)的不斷提高使得人們對運動服裝的要求已不再局限于吸濕、透氣和彈性，還要求其具有一定的功能，這為功能性紡織纖維在運動服裝中應(yīng)用提供了一個發(fā)展契機(jī)。

Coolplus纖維是一種模仿自然生態(tài)的纖維，其表面具有很多微孔結(jié)構(gòu)和溝槽，因此具有良好的吸濕透氣性能，而且能夠快速地將汗液排出去，具有快干的功能，其吸濕排汗原理及特色與用途如圖1所示[1]。Coolplus纖維還是一種可再生、可降解的綠色纖維，適應(yīng)當(dāng)今社會廣泛倡導(dǎo)的綠色生產(chǎn)要求，其面料具有環(huán)保、舒適功能，已廣泛應(yīng)用于各類運動品牌。

圖1 Coolplus纖維吸濕排汗原理示意及特色與用途

Coolmax纖維由美國杜邦公司研制，屬四管道異形聚酯纖維，橫截面呈“十”字形[2]。Coolmax纖維面料整體呈現(xiàn)比較輕薄、透氣的特點，具有優(yōu)良的導(dǎo)濕效果，這使得人們在運動過程中能夠保持服裝整體干凈和清爽。此外，Coolmax纖維面料不易收縮變形，其耐磨性較好且彈性優(yōu)良，所以由其制成的運動服裝具有較長的使用壽命，可以滿足各類劇烈運動對服裝性能的要求，深受各運動品牌的喜愛，并得到了大量應(yīng)用。

Thermolite纖維是根據(jù)北極熊的絨毛結(jié)構(gòu)研制而成的一種中空纖維，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。Thermolite纖維最大的特點是能夠儲存大量的靜止空氣，所以這種纖維制成的面料具有較好的保暖效果，被廣泛應(yīng)用于制作各類冬季使用的羽絨服、登山服及出行旅游的睡袋，既輕便又舒適，深受消費者的青睞[3-4]。

圖2 Thermolite纖維結(jié)構(gòu)

1.2 運動護(hù)具

傳統(tǒng)的運動護(hù)具一般采用橡膠和紡織材料復(fù)合制備，具有一定的保護(hù)作用，但存在透氣性差、容易老化和無法回收利用等問題。隨著紡織材料加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，利用高性能紡織材料制備的運動護(hù)具能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)運動護(hù)具的缺陷。

熱熔黏合纖維在加熱狀態(tài)下會熔融而具有黏合性能，可以和三維卷曲中空滌綸纖維黏合制備運動護(hù)具。三維卷曲中空滌綸纖維本身呈中空卷曲狀態(tài)，可使運動護(hù)具呈現(xiàn)蓬松、透氣的效果，同時有一定的強(qiáng)力。這種運動護(hù)具還有很好的緩沖性能和透氣性能，而且可以回收[5]。

三維紡織復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)異，如抗沖擊性好、質(zhì)量小和可整體織造等，能夠滿足不同運動護(hù)具的要求，其在運動護(hù)具中的應(yīng)用前景廣闊[6]。

1.3 運動器材

運動器材對人們在運動過程中的體驗感影響較大。傳統(tǒng)的運動器材多采用金屬材料，質(zhì)量較大，使用效率較低。全民運動思潮的興起使人們對運動器材的性能要求越來越高。與金屬材料相比，紡織材料在某些性能上具有較明顯的優(yōu)勢，并已逐漸代替金屬材料用于制作運動器材[7]。

碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度明顯高于金屬材料。沿纖維方向?qū)μ祭w維復(fù)合材料施加外力時，纖維受力方向一致，而且由于基體的束縛作用，纖維斷裂后可繼續(xù)發(fā)揮傳遞應(yīng)力的作用，因此碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度較高。碳纖維的密度遠(yuǎn)低于金屬，所以碳纖維復(fù)合材料的質(zhì)量比金屬材料明顯減小。此外，碳纖維復(fù)合材料的抗疲勞性能優(yōu)異，在加工或使用過程中受到外力作用時其性能不會輕易發(fā)生明顯變化，尤其是在高溫或低溫環(huán)境下。還有，碳纖維復(fù)合材料運動器材在使用過程中能有效降低噪聲，減少噪聲對運動環(huán)境的不利影響[8]67。因此，碳纖維復(fù)合材料運動器材的使用范圍較廣[9]。

聚酯復(fù)合材料因韌性好且質(zhì)量較小，已逐步代替鋼材和木材在運動器材中的應(yīng)用。帆板、跳水等運動項目對運動者的身體健康存在很大的安全風(fēng)險，其相關(guān)運動器材的安全性能及質(zhì)量非常重要。聚酯復(fù)合材料正好符合這類運動器材的需求。另外，聚酯復(fù)合材料還廣泛應(yīng)用于滑輪、滑雪板、劃槳、吊傘索、高爾夫球及曲棍球棒等運動器材，其質(zhì)量很小，但是可承受的外力很高，綜合性能優(yōu)良，而且不會產(chǎn)生蠕變[8]68。

1.4 運動場地

運動場地是多數(shù)運動項目進(jìn)行的必要前提條件。足球、籃球、高爾夫球等項目，都需要面積較大的運動場地。

傳統(tǒng)運動場館使用的建筑材料具有質(zhì)量大且耐熱性較差的缺點，現(xiàn)已逐漸被紡織復(fù)合材料取代。如高強(qiáng)玻璃纖維因力學(xué)性能優(yōu)異且耐光、耐熱性好，已廣泛應(yīng)用于各類大型運動場館的屋頂建筑。與鋼筋、水泥等傳統(tǒng)建筑材料相比，紡織膜結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定且透光性優(yōu)異等特點，應(yīng)用于建設(shè)大型室內(nèi)運動場地的屋頂，不僅可有效改善傳統(tǒng)建筑材料采光性較差的現(xiàn)象，還能減少屋頂承重材料的使用，在一定程度上節(jié)約建筑成本。目前，國內(nèi)的一些運動場館建設(shè)使用了紡織膜結(jié)構(gòu)材料(圖3)。

(a) 秦皇島張拉膜體育館

(b) 西安體育館

楊小兵等[10]以聚乙烯樹脂為主要原料，成功制備了一種可釋放負(fù)離子的草絲纖維。利用這種草絲纖維建設(shè)的人造草坪可有效釋放負(fù)離子，具有一定的空氣凈化能力。這為戶外足球場、高爾夫球場等運動場地人造草坪的生產(chǎn)提供了一種新選擇。

2 紡織材料在體育運動領(lǐng)域應(yīng)用存在的問題及發(fā)展趨勢

紡織材料因性能優(yōu)異而在體育運動領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用，為全民運動的開展提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)條件，但也存在一些問題[11]。產(chǎn)業(yè)用紡織品的快速發(fā)展使得紡織材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入了新的階段，同時面臨著新的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢。

2.1 存在的問題

2.1.1 盲目追求高性能和功能性

高科技的應(yīng)用可以有效提高產(chǎn)品的性能，其為國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，這也是每個產(chǎn)業(yè)的追求目標(biāo)。紡織材料的性能必須依據(jù)其最終的用途進(jìn)行選擇或設(shè)計，只有在適應(yīng)的場合使用紡織材料，才能發(fā)揮相應(yīng)的作用并達(dá)到最佳的效果。一味地追求紡織材料的高性能和功能性，忽視其最終產(chǎn)品的用途，這種做法并不可取，也是對紡織材料的一種浪費。

2.1.2 材料性能穩(wěn)定性較差

材料性能決定產(chǎn)品的應(yīng)用，尤其是材料性能的穩(wěn)定性，它會直接影響產(chǎn)品的使用壽命。雖然我國的紡織技術(shù)發(fā)展迅速，但在高性能紡織材料的性能穩(wěn)定性方面，和國外同類產(chǎn)品相比還存在不小的差距。例如制作高端自行車使用的T800碳纖維復(fù)合材料，日本東麗公司生產(chǎn)的產(chǎn)品性能穩(wěn)定性明顯高于國內(nèi)產(chǎn)品。因此，國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)需不斷增加研發(fā)投入，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，逐步打破國外在相關(guān)材料研發(fā)方面的技術(shù)壟斷。

2.1.3 缺乏高性能紡織材料的基礎(chǔ)研究

高性能紡織材料極大地拓展了產(chǎn)業(yè)用紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域。但我國高性能纖維大量依賴進(jìn)口，這是因為我國的高性能纖維生產(chǎn)企業(yè)普遍盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，輕視基礎(chǔ)理論研究，故只能生產(chǎn)中低檔產(chǎn)品，在國際高端纖維市場很難占有一席之地。這便需要有關(guān)企業(yè)和高校進(jìn)行更深層次的合作，加強(qiáng)高?；A(chǔ)理論研究項目的支持。

2.2 發(fā)展趨勢

我國的民間體育運動正在從低水平和單一化向多層次和多結(jié)構(gòu)化擴(kuò)展，體育運動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將迎來重大機(jī)遇。體育運動領(lǐng)域用紡織材料將逐漸向智能化和綠色環(huán)保的方向發(fā)展[12]。

2.2.1智能化

科技進(jìn)步使得高新技術(shù)與紡織材料結(jié)合形成智能紡織品成為大勢所趨。新型儲能纖維服裝不僅可以提高運動效果，而且能將運動產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化成電能儲存，方便運動者隨身攜帶的手機(jī)等電子設(shè)備的電量即將耗盡時及時充電。運動場館封頂使用的智能玻璃纖維材料能根據(jù)天氣變化自主調(diào)節(jié)，為室內(nèi)提供良好的采光效果。通過特殊的編程技術(shù)，在運動員訓(xùn)練服中植入微電子系統(tǒng)，可以及時了解運動員身體素質(zhì)狀態(tài)，且貼身穿著狀態(tài)下測得的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)有效，以便對運動員身體素質(zhì)及其近期運動情況進(jìn)行分析，使得訓(xùn)練更加科學(xué)化[13]。目前，體育運動領(lǐng)域用紡織材料的智能化還比較有限，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。

2.2.2 綠色環(huán)?；?/p>

綠色環(huán)保已逐漸成為主流消費觀念，是社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障之一。體育運動領(lǐng)域每年需消耗大量的紡織材料，采用綠色環(huán)?；蛘吣軌蚧厥赵倮玫募徔棽牧?，符合當(dāng)前社會發(fā)展的要求。積極挖掘天然纖維復(fù)合材料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用，探索廢舊體育運動用紡織材料的回收再利用技術(shù)，都具有重要的現(xiàn)實意義，具有重大的社會價值。

3 結(jié)語

全民體育運動帶動了體育運動領(lǐng)域用紡織材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，紡織材料在運動服裝、運動護(hù)具、運動器材、運動場地等方面得到了較廣泛的應(yīng)用，但也存在盲目追求高性能和功能性、性能穩(wěn)定性較差和缺乏系統(tǒng)基礎(chǔ)研究等問題，部分高性能紡織材料與國外同類產(chǎn)品相比還有較大差距。今后需不斷地進(jìn)行科技創(chuàng)新和加強(qiáng)對外交流，開發(fā)符合體育運動領(lǐng)域用產(chǎn)品設(shè)計要求的紡織材料，不斷推進(jìn)體育運動領(lǐng)域用紡織材料向智能化和綠色環(huán)保化的方向發(fā)展。