皮膚風(fēng)衣的功能性結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及主觀評價

王 旭 ，崔 靜，馮向偉，趙 慧，李宛玥

（1. 河南工程學(xué)院 河南省服用紡織品工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450007；2. 河南工程學(xué)院 服裝學(xué)院，河南 鄭州 451191；3. 河南工程學(xué)院 紡織學(xué)院，河南 鄭州 450007）

近些年，隨著戶外運動的蓬勃發(fā)展，人們對于抗紫外線戶外休閑裝的需求也日益增強。皮膚風(fēng)衣因其防風(fēng)、拒水、抗紫外線、輕薄柔軟、便于攜帶的特性，受到廣大戶外運動愛好者的追捧。皮膚風(fēng)衣通常采用20-30D的錦綸或滌綸長絲，以高緊密度織造而成，為了保證抗紫外線效果，大部分產(chǎn)品使用抗紫外線助劑進行浸軋或涂層加工，從而使得該產(chǎn)品的透濕性和透氣性急劇下降，悶熱、粘體、不透氣的穿著體驗成為該產(chǎn)品開拓市場的桎梏。此外，許多產(chǎn)品的抗紫外線指數(shù)難以達到最新的國家標準（UPF＞40，UVA＜5%）[1]，創(chuàng)新性和美觀性不足，也打消了消費者的購買熱情，產(chǎn)品的市場占有率始終裹足不前。為了突破這些技術(shù)難題，近年來相關(guān)學(xué)者主要針對皮膚風(fēng)衣面料的功能性和服用性能兩個方面進行研究[2，3]，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)也不斷在面料開發(fā)上尋求突破[4]。與此同時，在確保產(chǎn)品功能性的基礎(chǔ)上，如何通過調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，改善產(chǎn)品的熱濕舒適性，激發(fā)消費者的購買力，也成為目前從業(yè)人員不斷思考的問題。

開口設(shè)計是人體與外界進行熱量交換的一種重要途徑，針對性開口往往設(shè)計在前胸、腋下、背部以及后腰這四個位置，在運動過程中，服裝開口較有利于熱量交換[5]。研究表明，服裝開口不僅可以根據(jù)人體出汗的生理部位、衣服內(nèi)空氣的流動方向，還可以根據(jù)服裝內(nèi)空氣層的厚度進行設(shè)計[6]?；诖耍疚耐ㄟ^調(diào)整分割線位置，增加開口設(shè)計、拼接透氣性面料等方式，在人體容易出汗的不同區(qū)域進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)整，改善衣下環(huán)境，提高皮膚風(fēng)衣的熱濕舒適性，同時體現(xiàn)不同的設(shè)計風(fēng)格。為了保證產(chǎn)品的美觀性和熱濕舒適性，研究采用主觀評價的方式，對18件（19款，其中一件是兩用袖）樣衣的設(shè)計合理性、產(chǎn)品美觀性以及穿著悶感、熱感、濕感和粘感進行評估，通過對比分析和綜合評估，探討改善皮膚風(fēng)衣熱濕舒適性的有效方法，為相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供美觀性和舒適性俱佳的產(chǎn)品設(shè)計方案，從而推動皮膚風(fēng)衣市場的快速健康發(fā)展。

1 產(chǎn)品設(shè)計方案

本文基于服裝的空氣流動方式，分別從袖口設(shè)計、領(lǐng)口設(shè)計、開口設(shè)計、透氣性面料的拼接設(shè)計四個方面入手，采用調(diào)整領(lǐng)型結(jié)構(gòu)、袖型結(jié)構(gòu)、分割線位置、開口位置、拼接位置及材料等方式，在基本款的基礎(chǔ)上，按照表1中的產(chǎn)品對比方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，共制作出18件樣衣。樣衣的尺碼為160/84A，胸圍為96cm，衣長為60cm，周身腰部共收省8cm，袖長設(shè)為58cm，袖口寬設(shè)為28cm，所有的樣衣均在同一個版型基礎(chǔ)上進行分割線的調(diào)整，樣衣的面料一致，均采用20D尼絲紡。

表1 產(chǎn)品設(shè)計方案

如表1所示，實驗分成6個對比組進行探討。對比組1：主要針對產(chǎn)品的袖口設(shè)計進行對比，將1#樣衣設(shè)計為立領(lǐng)兩用袖，袖口加抽繩，不收口時就是直筒袖，收口時變?yōu)槭湛谛洌湛跇右戮幪栍洖?1'#樣衣。對比組 2：分析立領(lǐng)和棒球領(lǐng)的差異，研究領(lǐng)型結(jié)構(gòu)對熱濕舒適性的影響，2#樣衣采用棒球領(lǐng)設(shè)計，其他部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式與1#樣衣保持一致。對比組3：探討不同開口位置對衣下空氣流動的影響，3#至7#樣衣分別在后背、后腰、腋下、后育克、前胸這五個位置做開口設(shè)計，開口寬度為 3.5cm，開口總長度均為36cm。對比組4：對比腋下拼接面積和形狀對產(chǎn)品透氣性的影響，8#至11#樣衣做腋下激光雕鏤面料的拼接設(shè)計，其中8#樣衣的拼接面積相為220cm2，9#、10#和11#樣衣的拼接面積相等，約為400cm2，9#樣衣不僅在腋下片做拼接，在袖底也做了拼接，10#樣衣的腋下片拼接高度是22cm，11#樣衣的腋下片拼接高度與8#樣衣一樣，同為11cm，為了保證與10#樣衣的拼接面積相等，增加了腋下片的拼接寬度。對比組5：探討鏤空面料拼接位置的差異，12#至 17#樣衣將激光雕鏤面料分別運用到前胸、前育克、后頸部、后育克、后腰、肩部六個部位，拼接面積與 8#樣衣相等。對比組 6：考量拼接面料的差異，18#樣衣選用針織網(wǎng)眼面料做拼接設(shè)計，拼接面積與8#樣衣相等。

圖1 樣衣款式圖

2 分析與討論

在服裝產(chǎn)品的開發(fā)過程中，不僅要考量產(chǎn)品設(shè)計的新穎性、合理性，還要考慮到美觀性和實用性需求。此外，作為功能性服裝，產(chǎn)品的熱濕舒適性對消費者至關(guān)重要，為此，實驗主要從產(chǎn)品的設(shè)計評價和熱濕舒適性評價兩個方面對18件樣衣進行具體對比分析。

2.1 產(chǎn)品設(shè)計評價

實驗邀請20名服裝行業(yè)專家對產(chǎn)品的設(shè)計合理性與美觀性進行評價，采用五點標尺法，如表2所示。另外，邀請一名身高為160cm，體重為50kg，胸圍為83cm，腰圍為69cm的在校女大學(xué)生作為試衣模特，要求該志愿者模擬站、蹲、坐、走、跑等一系列的日常動作，專家根據(jù)試衣模特的著裝狀態(tài)，對每件樣衣的功能性結(jié)構(gòu)設(shè)計要點的合理性，產(chǎn)品動靜狀態(tài)下的整體美觀性進行綜合評價。

表2 合理性、美觀性評價表

由圖2可知，在對比組1中，1#和1`#樣衣的美觀性相差不大，但1#樣衣在合理性方面大于1'#樣衣，直筒袖口的設(shè)計相較于收口袖口可以進一步增大熱量的散失、增強空氣的對流，由此可知，在袖型的設(shè)計方面，直筒袖口的設(shè)計比收口袖口設(shè)計更合理。立領(lǐng)與棒球領(lǐng)是皮膚風(fēng)衣中常用的領(lǐng)型，在對比組2中，棒球領(lǐng)領(lǐng)型在合理性方面稍優(yōu)于立領(lǐng)，但在美觀性方面，棒球領(lǐng)的結(jié)構(gòu)線比較柔和，皮膚風(fēng)衣的面料輕薄柔軟，采用棒球領(lǐng)設(shè)計使得面料的服帖度大于立領(lǐng)，因而美觀性稍優(yōu)于立領(lǐng)設(shè)計。

在對比組3中，5#樣衣在合理性與美觀性上都表現(xiàn)的最為突出，5#樣衣的開口位置設(shè)計在出汗量較大的腋下位置，而且在此處做開口設(shè)計對美觀性的影響較小。而3#樣衣在靠近易出汗的腋窩和后背區(qū)域設(shè)計了兩處斜向分割，雖然有助于散熱，但是該區(qū)域正好位于日?；顒臃容^大的肩胛骨位置，容易出現(xiàn)斜向打綹、張口的現(xiàn)象，因而 3#樣衣在合理性與美觀性方面的評分都是最低的。4#、6#與 7#在美觀性方面差異不大，但6#的合理性稍優(yōu)于4#與7#，僅次于5#皮膚風(fēng)衣，由此可知，在皮膚風(fēng)衣的開口設(shè)計上，優(yōu)先考慮腋下位置，其次也可以設(shè)計在后背育克線位置。

圖2 樣衣的合理性和美觀性評價

在對比組4中，8#與9#樣衣的美觀性差異不大，說明在做腋下拼接設(shè)計的同時，增設(shè)袖底拼接，對產(chǎn)品的美觀性影響不大，因為該區(qū)域拼接面積較小，而且容易遮擋。但在合理性方面，增加袖底拼接設(shè)計，可以增大腋下的空氣對流，且有助于散熱，因此9#樣衣的合理性略優(yōu)于8#樣衣。對比8#與10#樣衣可知，兩者在合理性方面的評分幾乎相等，但在美觀性方面，拼接長度較短的8#樣衣均值稍大于10#，但兩者差異不大，由此可知，腋下拼接高度的變化，對整體影響不大。在四款樣衣中，腋下拼接寬度增大的 11#樣衣各項評分最低，說明腋下拼接寬度的增加對皮膚風(fēng)衣的正面視覺效果影響較大。因此在腋下透氣性面料的拼接設(shè)計上，建議同時采用腋下片和袖底片拼接，并合理控制拼接片的寬度和長度。

在對比組5中，8#樣衣的合理性與美觀性的評分最高，其次是在前胸做拼接設(shè)計的13#和12#樣衣，15#樣衣的拼接位置設(shè)計在后背育克線附近，評分等級適中，在后腰拼接的16#樣衣與肩部拼接的17#樣衣的評分均比較低，14#樣衣的后背倒三角拼接方式在合理性與美觀性上得到評分都是最低的。由于腋下為人體出汗較多部位，8#樣衣的拼接位置設(shè)計在腋下片，大大提高了人體汗液和熱量的散發(fā)。拼接位置設(shè)計在靠近腋窩的前胸和后育克線部位，例如12#、13#和15#樣衣，有助于改善服裝的熱濕舒適性，因而也成為戶外運動服裝中常見的拼接方式。14#、16#和 17#樣衣的拼接方式雖然有利于衣下熱空氣的流通，但是離核心出汗區(qū)域較遠，而且將分割線設(shè)計在不常見的頸部、腰部和肩部，視覺美感大大降低，因而評分較低，不推薦在這些部位進行拼接設(shè)計。

在對比組6中，為了探討兩種腋下拼接面料的差異，實驗選用針織網(wǎng)眼面料和激光雕鏤面料進行對比分析。結(jié)果顯示，激光雕鏤面料在合理性與美觀性方面的評分均大于網(wǎng)眼面料。在兩種拼接面料中，針織網(wǎng)眼面料的編織方式和樣衣的主體面料差異較大，手感柔軟，懸垂性和尺寸穩(wěn)定性較差，而激光雕鏤面料則是在樣衣面料上進行鏤空處理，編織方式和面料質(zhì)感相同，雖然經(jīng)過雕鏤處理后，硬挺度略有下降，但與主體面料的拼接融合度好，拼接處的皺縮現(xiàn)象較少，面料厚度和手感差異不大，因而整體效果較好。

2.2 熱濕舒適性評價

為了分析結(jié)構(gòu)設(shè)計方式對產(chǎn)品熱濕舒適性的影響，實驗又邀請了18-22歲的10名女性志愿者參與主觀評價，志愿者平均身高為 160cm±2cm，平均體重為 48kg±4kg，身體狀況良好。實驗室的溫度設(shè)置為27℃±2℃，相對濕度為50%±5%。在實驗過程中，要求志愿者統(tǒng)一著裝，皮膚風(fēng)衣內(nèi)穿純棉長袖T恤，搭配運動褲和運動鞋，在跑步機上以6km/h的速度運動6min，分別在運動前（靜坐5min后）、運作中（跑步5min后）和運動后（休息5min后），采用五點標尺法（見表3），對皮膚風(fēng)衣的悶感、熱感、濕感和粘感進行即時評價。

表3 熱濕舒適性主觀評價表

對比組1為直筒袖與收口袖的對比試驗，由圖3可知，在運動前，兩種袖口設(shè)計方式的各項評分相等，在運動過程中，直筒袖與收口袖之間帶來的整體熱濕舒適性能產(chǎn)生了一定的差異，在悶感、熱感、濕感和粘感方面，收口袖的評分均大于直筒袖，但結(jié)束運動休息 5min后，兩者之間的差異縮小。由此可知，在運動狀態(tài)下，直筒型袖口熱濕舒適性優(yōu)于收口型袖口，對于收口袖而言，人體熱量與水蒸氣不易排到體外，容易讓人產(chǎn)生穿著不適感。

圖3 開口袖和收口袖的熱濕舒適性對比

在對比組2中，1#立領(lǐng)樣衣和2#棒球領(lǐng)樣衣在悶感、熱感、濕感與粘感方面差異不大，其中在悶感和濕感評價中，運動狀態(tài)下，2#樣衣略小于1#樣衣，見圖4，說明開口較大的棒球領(lǐng)有助于濕氣的蒸發(fā)和流通，在皮膚風(fēng)衣產(chǎn)品設(shè)計中，應(yīng)該考慮適當增大領(lǐng)部的開口面積。

圖4 立領(lǐng)和棒球領(lǐng)的熱濕舒適性對比

在對比組3中，運動中和運動后，采用腋下開口設(shè)計的5#樣衣在悶感、熱感、濕感與粘感方面的評分都是最高的，采用前胸斜向開口的7#樣衣評分最低，3#、4#和6#樣衣介于兩者之間，其中后腰開口的4#樣衣略高一些（圖 5）。由此說明，在腋下部位做斜向開口設(shè)計對服裝的熱濕舒適性改善效果不佳，在前胸與后背進行開口設(shè)計能夠較好地改善服裝的熱濕舒適性能，其中前胸開口效果最好、后背和腰部開口次之。分析認為，由于人體在運動過程中，手臂不斷擺動，腋下開口由于手臂遮擋而難以張開與空氣進行對流，無法及時將人體的熱量散失到衣外環(huán)境中，熱濕舒適性較差。相反，人體擺臂運動過程中，會帶動前胸靠近腋窩位置和后育克肩胛骨附近的面料發(fā)生形變，在此處做開口設(shè)計，易于開口張開，產(chǎn)生充分的空氣流通，從而改善服裝的熱濕舒適性。

對比組4分析腋下鏤空面料拼接面積和形狀的差異，在運動過程中，四款樣衣的各項評分差異不大（見圖6），相較而言，鏤空面積最小的8#樣衣的各項評分普遍大于其他三款樣衣，說明增大鏤空面積，可以改善熱濕舒適性。其中在袖底片增加鏤空面料的9#樣衣熱感和粘感略有上升，這是因為腋下片和袖底片在對應(yīng)位置同時做鏤空處理，熱空氣相互對沖，鏤空位置相互摩擦接觸，一定程度上反而產(chǎn)生不適，增加了熱感和粘感。此外，不同于腋窩部位，有一定的遮擋，10#樣衣在腋下縱向增加鏤空長度和面積，顯著提高了衣服內(nèi)外的空氣對流，運動出汗后，隨著汗液的蒸發(fā)，濕冷感明顯，因而濕感有所上升。11#樣衣僅在腋下片做鏤空處理，并且以增加拼接寬度的形式增大鏤空面料的拼接面積，對比發(fā)現(xiàn)，各項評價普遍小于其他三款樣衣，因而熱濕舒適性較好。

圖5 不同開口位置的熱濕舒適性對比

圖6 運動過程中腋下拼接面料的熱濕舒適性對比

研究認為，為了提高皮膚風(fēng)衣的熱濕舒適性，相同條件下，應(yīng)該首先考慮增大腋下鏤空面料的拼接面積，其次是拼接寬度和高度。在袖底增加拼接面料，雖可改善腋下的悶感，但由于袖底位置處于遮蔽區(qū)域，空氣對流效果不佳，因而舒適性改善情況不明顯。近年來，不少皮膚風(fēng)衣產(chǎn)品為了盡可能的提高熱濕舒適性，在服裝的各個部位大面積使用激光雕鏤面料或網(wǎng)眼面料，實際上面料經(jīng)過激光雕鏤后，抗紫外線效果明顯下降，因此對于鏤空面料的使用，應(yīng)兼顧多方面的因素，根據(jù)實際需要，合理選擇拼接位置和拼接面積。

對比組5研究鏤空面料不同拼接位置的影響，從圖7中可以看出，同樣的鏤空面積，拼接在腋下的8#樣衣各項評分普遍小于其他幾款樣衣，說明在腋下進行鏤空面料的拼接設(shè)計，熱濕舒適性綜合評價比較高。其中在悶感評價中，由于手臂遮擋作用，腋下的空氣流通性不及前胸位置，8#樣衣在運動過程中的評分略高于在前胸部位拼接鏤空面料的12#和13#樣衣。在四項評價指標中，14#、16#和17#樣衣的評分均比較高，尤其是 17#樣衣的熱感明顯，分析認為，這三款樣衣的鏤空面料拼接在離腋窩較遠的位置，不利于汗液的蒸發(fā)和空氣對流，因而熱濕舒適性較差。由上可知，對于鏤空面料的拼接設(shè)計，在相等條件下，優(yōu)先考慮將鏤空面料拼接在腋下片，其次是靠近腋窩的區(qū)域的前胸和后背，后腰與肩部的拼接效果較差。

圖7 不同拼接位置的熱濕舒適性對比

圖8 拼接材料的熱濕舒適性對比

目前市場皮膚風(fēng)衣拼接使用的鏤空面料主要有激光雕鏤和針織網(wǎng)眼面料兩種，在對比組6中，對比兩種材料的主觀評價指標發(fā)現(xiàn)，8#樣衣的悶感、濕感、熱感與粘感的評分均大于 18#樣衣（圖 8），說明網(wǎng)眼面料的熱濕舒適性優(yōu)于激光雕鏤面料，這是由于針織網(wǎng)眼面料的網(wǎng)眼空隙比較大，組織結(jié)構(gòu)疏松，透氣性、透濕性性優(yōu)良，因而樣衣的熱濕舒適性良好。

2.3 綜合評價

在上述評價分析中，部分產(chǎn)品設(shè)計方案在滿足熱濕舒適性的同時，可能產(chǎn)生合理性和美觀性的不足，為了平衡把握皮膚風(fēng)衣產(chǎn)品設(shè)計方案，盡可能滿足各項評判指標的要求，研究采用灰色近優(yōu)法進行綜合評價[7]，其中合理性（C1）和美觀性（C2）為越大越優(yōu)型，采用上限效果測度，悶感（C3）、熱感（C4）、濕感（C5）和粘感（C6）越小越優(yōu)型，采用下限效果測度，根據(jù)六項指標的具體評分，列出白灰化矩陣，如式（1）所示：

隨后，將19款樣衣的6項評價指標映射到[0，1]區(qū)間上，通過計算得到相應(yīng)的近優(yōu)白化灰矩陣，如式2所示：

最后，計算出每款樣衣6項評價指標的近優(yōu)度，并列出近優(yōu)度白化灰行矩陣，如式（3）所示：

通過對 19款樣衣各項評價指標的白化灰近優(yōu)度進行由大到小排列，可以得到各款樣衣綜合性能的優(yōu)劣順序，即 18#＞10#＞9#＞11#＞8#＞2#＞13#＞12#＞7#＞1#＞15#＞6#＞17#＞16#＞4#＞14#＞1'#＞5#＞3#。由此可知，在19款樣衣中，綜合性能最優(yōu)的是在腋下拼接網(wǎng)眼面料的18#樣衣，其次是鏤空面料拼接面積較大的10#、9#、11#樣衣，在前胸做斜向開口或者拼接鏤空面料的 12#和 7#樣衣綜合性能居中，在后背育克線位置做橫向開口或拼接鏤空面料的15#和6#樣衣稍差，在后腰位置做橫向開口或拼接鏤空面料的16#和4#樣衣更差，相較而言，其中拼接鏤空面料的綜合性能優(yōu)于開口設(shè)計，綜合性能最差的是在腋下和后背做斜向開口設(shè)計的5#和3#樣衣，同樣采用V字型鏤空面料的拼接設(shè)計，拼接在前胸的13#樣衣綜合性能優(yōu)于拼接在后背的14#樣衣。

3 結(jié)語

在皮膚風(fēng)衣的產(chǎn)品設(shè)計過程中，既要考慮產(chǎn)品的外觀效果，又要保證產(chǎn)品的穿著舒適性，本文采用主觀評價的方法，對 19款樣衣的產(chǎn)品設(shè)計合理性、美觀性、悶感、熱感、濕感和粘感進行主觀評價。研究發(fā)現(xiàn)，拼接鏤空面料既可以提高產(chǎn)品的熱濕舒適性，又可以確保產(chǎn)品的美觀效果，其中針織網(wǎng)眼面料比激光雕鏤面料的效果更加明顯，同時增大鏤空面料的拼接面積，又可以進一步提高產(chǎn)品的熱濕舒適性，但考慮到使用稀疏的針織面料和增大激光雕鏤面料的拼接面積，均會降低產(chǎn)品的抗紫外線性能，因此需選擇合適的拼接位置及面積。通常情況下，建議優(yōu)先考慮將拼接面料設(shè)計在腋下片，一方面該區(qū)域容易遮蔽，另一方面該區(qū)域靠近人體易出汗的腋窩位置，便于散熱。另外，為了增加衣下空氣流通，建議增加皮膚風(fēng)衣的針對性開口，袖口設(shè)計成開口袖，領(lǐng)口適當增大，前胸靠近腋窩區(qū)域可以拼接鏤空面料或者設(shè)計通風(fēng)開口。