功能性工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化

左洪芬，楊雅莉，王吉祥，張媛媛，閆 琳，王 靜，宋向前

(1.煙臺南山學(xué)院 工學(xué)院，山東 煙臺 265706；2.山東南山紡織服飾有限公司 技術(shù)研發(fā)部，山東 煙臺 265706)

我國作為一個制造大國，各產(chǎn)業(yè)一線工人數(shù)量居全球前列[1]，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，人們的服裝消費水平也逐步提高，工人們對工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝要求越來越高[2-3]?，F(xiàn)代工裝不僅需具有美觀性，更重要的是需滿足相應(yīng)工種的特殊需求，真正體現(xiàn)其在作業(yè)過程中的功能性。傳統(tǒng)工裝設(shè)計僅在面料及寬松度上滿足了工人的需要，缺乏針對提高其功能性的設(shè)計。由于工裝具有服務(wù)于特定工作環(huán)境需要的特點，其設(shè)計需在傳統(tǒng)工裝的結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上做進一步改良以提高其特定的功能性。

通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)部分學(xué)者從工裝入手，結(jié)合其功能性面料的應(yīng)用[4]、款式與色彩設(shè)計、安全性與舒適性、市場前景等方面進行了研究[5-7]。相關(guān)研究[8-9]針對吸濕排汗面料的性能及工藝進行研究以提高服裝的透氣性、時尚性；薛蘇楠[10]分析了在職業(yè)服裝設(shè)計中如何通過服裝材料的選擇與應(yīng)用來實現(xiàn)職業(yè)服裝的功能性應(yīng)用；程亞南[11]提出工裝中色彩設(shè)計可樹立品牌形象、提高勞動保護且能起到標(biāo)識、警示作用；文獻[12-13]采用需求分析法分別針對環(huán)衛(wèi)工人、農(nóng)民的職業(yè)特點探討了環(huán)衛(wèi)工作服、農(nóng)民職業(yè)裝的色彩、材質(zhì)、造型、工藝等設(shè)計要素；程亞南[14]根據(jù)地質(zhì)考古行業(yè)職業(yè)特點將防風(fēng)、防雨等特殊面料應(yīng)用于工裝設(shè)計中，并采用多功能口袋的設(shè)計來提高其功能性，采用反光條和警示色面料來提高其安全性；董小英等[15]就工裝夾克的版型設(shè)計方法及松量設(shè)計兩方面進行研究，確定了夾克式工裝的最佳松量及相應(yīng)部位的最佳空隙量。以上研究主要從設(shè)計要素角度進行理論分析，針對結(jié)構(gòu)與工藝的改良僅為點式提及，能夠為本文從功能性角度對工裝結(jié)構(gòu)與工藝展開優(yōu)化的研究思路提供一定參考。

綜上所述可知，現(xiàn)有研究角度較廣，但基于功能性視角針對工裝結(jié)構(gòu)與工藝優(yōu)化的具體方案的研究不多，可借鑒的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化參數(shù)較少。本文通過對人體工效學(xué)原理的把握，結(jié)合不同工種對工裝的差異性需求，歸納出工裝在功能性方面的結(jié)構(gòu)工藝改良方案，以期提高工裝的功能性。

1 工裝范疇及款式特征

1.1 工裝范疇

職業(yè)裝俗稱工作服，是工作者為了適應(yīng)各行業(yè)工作環(huán)境需要而穿著的特定形制的服裝[16]。職業(yè)裝又細分為職業(yè)時裝、職業(yè)制服、職業(yè)工裝(本文簡稱“工裝”)、職業(yè)防護服4大類[17]。職業(yè)時裝多指現(xiàn)代白領(lǐng)階層工作時所穿的較正式且具有時尚元素的高檔男女職業(yè)套裝；職業(yè)制服指某一特定行業(yè)所穿著的具有某種工作身份標(biāo)志的套裝，其款式設(shè)計具有行業(yè)規(guī)范性、標(biāo)志性等特征；工裝多指工作在生產(chǎn)一線、從事體力勞動的藍領(lǐng)階層因工作便利而穿著的服裝，一般不具有全行業(yè)的統(tǒng)一性，可根據(jù)企業(yè)需要自行定制款式[17]。工裝以“衛(wèi)生作業(yè)、安全作業(yè)、保護作業(yè)”為設(shè)計原則，通過服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計來滿足對人體的防護功能與工學(xué)功能[18]；職業(yè)防護服多用于惡劣或危險環(huán)境中，其設(shè)計宗旨重點在于對從業(yè)者的保護性，面料選擇及款式設(shè)計需具有保護功能，以避免勞動者受到工作環(huán)境的傷害。

工裝屬于職業(yè)裝的一個重要分支，因職業(yè)呈現(xiàn)多樣化特點，導(dǎo)致不同崗位工人穿著環(huán)境不盡相同，因此，工裝對面料功能性要求不高，一般使用耐磨性較好的、中等厚度的滌棉混紡面料制作即可。其款式設(shè)計亦相對靈活，根據(jù)具體職業(yè)工種還可對其款式結(jié)構(gòu)進行針對性較強的細節(jié)設(shè)計。

1.2 工裝款式特征

工裝作為工人的作業(yè)服，考慮到其穿著場合多為戶外或臟污環(huán)境，又因其穿著與洗滌頻率較高，故在面料上常使用耐磨性較好、防污防油性強、洗后速干效果好的滌綸、錦綸、氨綸等純紡或者混紡面料；為了便于工人作業(yè)，其上衣和下褲的廓形分別采用仿夾克寬松廓形與直筒褲廓形設(shè)計；為了提高其防塵、防污功能，其領(lǐng)口采用關(guān)門領(lǐng)、袖口和底擺采用緊口設(shè)計、搭門采用拉鏈及暗門襟設(shè)計。

為了進一步提高工裝夾克的功能性，其款式除具有以上特征以外，還可根據(jù)具體職業(yè)特點加入相應(yīng)的設(shè)計點，如針對夜間工作或者戶外道路作業(yè)的工裝應(yīng)在前后衣身明顯部位加入玻璃微珠反光帶、反光織帶或者晶格反光帶，以確保其安全性；針對高溫作業(yè)的工裝可以在人體熱量產(chǎn)生較多的部位設(shè)計開口或者氣孔，亦可結(jié)合可穿戴風(fēng)扇設(shè)備的使用提高其散熱性；針對作業(yè)時工人動作幅度較大的職業(yè)工作可在肘部、膝部、臀部、肩部等加入風(fēng)琴褶設(shè)計，以滿足其活動范圍較大的要求?？傊?，工裝款式設(shè)計首先要考慮其功能性；其次要兼顧其舒適性；最后再考慮其美觀性。

2 工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化

工裝與其他職業(yè)裝相比最大的特點在于其功能性，工裝需滿足最基本的保護、安全、衛(wèi)生等功能性需求[19]，隨著科技的發(fā)展，多種新型面料應(yīng)用于工裝中提高其功能性與舒適性，本文拋開面料對工裝服用性能的影響，僅從優(yōu)化結(jié)構(gòu)與工藝角度展開分析，改良其結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與細節(jié)工藝處理，以提高其功能附加值。

2.1 關(guān)節(jié)處活褶處理增加活動范圍

一線勞動者工作過程中身體的活動幅度較大，尤其在四肢和腰部常進行彎曲伸展活動。褶裥能夠很好地滿足人們對放松量的要求，且能夠?qū)崿F(xiàn)服裝自然狀態(tài)下的平整美觀。故針對上衣結(jié)構(gòu)設(shè)計要充分考慮袖子的寬松度和肘部的活動范圍，在后袖片肘部使用活褶工藝；針對工裝褲結(jié)構(gòu)設(shè)計可在其后腰部和膝蓋處采用活褶工藝，來滿足手臂、腿部、軀干各角度的伸展，以增加其活動范圍。

考慮到在整體規(guī)格設(shè)計時袖子已加入松量，同時兼顧服裝的美觀性，故在肘部采用較小的活褶即可滿足肘關(guān)節(jié)的活動量，肘部活褶示意圖如圖1(a)所示，一般褶大不超過1 cm，褶長取4～5 cm，2個褶指向肘關(guān)節(jié)。后腰處的褶由于在人體后側(cè)，且上衣可遮擋褶位，故在此處適合采用風(fēng)琴褶，后腰處活褶示意圖如圖1(b)所示，褶的數(shù)量及大小均可適當(dāng)增加，以滿足軀干較大幅度的向前彎曲，常設(shè)置3～5個活褶，大小取1.5～2.0 cm，將其拼接于腰頭與后褲片之間。膝部彎曲角度最大，膝蓋處面料亦最容易變形、磨損，為了滿足膝部活動量同時增加膝部牢度，常采用膝部拼接風(fēng)琴褶工藝，膝部活褶示意圖如圖1(c)所示，拼接布采用耐磨性及保型性較好的錦綸或錦綸/滌綸混紡面料，在提高工裝褲膝蓋處牢度的同時，亦有利于活褶的回彈，從而提高工裝褲美觀性。

圖1 活褶示意圖

2.2 邊緣處收緊工藝提高作業(yè)衛(wèi)生性與效率

工裝上衣為夾克款式，袖口、側(cè)下擺采用開衩結(jié)合四合扣收緊設(shè)計，袖口開衩長度一般為7 cm，調(diào)節(jié)扣扣距為3 cm,袖口開衩示意圖如圖2(a)所示；側(cè)下擺開衩一般為5 cm，調(diào)節(jié)扣扣距為4 cm，側(cè)下擺開衩示意圖如圖2(b)所示。袖口、側(cè)下擺不宜采用螺紋收緊的原因主要有3個方面：一是由于工裝穿著環(huán)境可能為戶外，長期受光照、溫度、濕度等因素影響，又因工裝穿著頻率較高、洗滌次數(shù)較多，若以橡膠螺紋來收口，螺紋容易風(fēng)化變形，導(dǎo)致工裝袖口、底擺無法收緊；二是螺紋成本相比四合扣較高，經(jīng)濟耐用是不同行業(yè)對工裝的共同需求，企業(yè)從生產(chǎn)成本考慮不宜采用螺紋；三是工裝的穿著時間一般貫穿于一年四季，且套于服裝外層穿著，春夏季內(nèi)層服飾較薄，秋冬季內(nèi)層服裝較厚，工裝需滿足四季的穿著需要，故底擺和袖口尺寸不固定，采用調(diào)節(jié)扣設(shè)計便于隨著內(nèi)層衣物的薄厚而調(diào)節(jié)扣位，使得工裝夾克的袖口和底擺尺寸靈活可調(diào)，以適合四季的穿著要求。

圖2 收緊工藝示意圖

在腳口應(yīng)采用魔術(shù)貼設(shè)計以收緊褲口，而不宜采用開衩與四合扣，一是因為腳口處在腳踝處，系扣、松扣不便于操作，而魔術(shù)貼操作便捷；二是考慮到工裝褲便于穿脫，一般款式為較寬松的直筒褲，腳口較大，若使用開衩收緊腳口需要較長的衩，且考慮到舒適性，開衩處于褲外縫下端，加之克夫一般為5.5 cm，此長開衩、寬克夫的設(shè)計導(dǎo)致工裝褲美觀性較差，而魔術(shù)貼可滿足多種收緊程度的要求，且自身寬度較窄,一般為2.5 cm，腳口收緊后呈現(xiàn)自然褶皺狀態(tài)，美觀性較好，腳口處魔術(shù)貼收緊示意圖如圖2(c)所示；三是由于走路時引起地面塵土飛揚，若采用開衩易導(dǎo)致塵土污垢通過開衩滲入服裝內(nèi)部，衛(wèi)生性較差。綜上，魔術(shù)貼收緊腳口不但便于操作且美觀性、衛(wèi)生性較好。

底擺、袖口、腳口三處的收口設(shè)計一方面可以形成收緊效果實現(xiàn)防塵防污；另一方面使得款式簡潔貼體便于工作人員作業(yè)操作，從而提高作業(yè)效率。

2.3 反光警示條設(shè)計保證作業(yè)安全性

針對夜間工作人員或戶外作業(yè)人員，其工裝中必須縫制反光條以保證其工作過程的安全性。正面面對光源作業(yè)時，危險因素的可預(yù)防性較高，同時考慮工裝正面的美觀性，故反光條不宜設(shè)置太寬，一般取0.5～1.5 cm的反光條嵌在前衣身胸部橫向分割縫中，前片反光條縫制示意圖如圖3(a)所示。當(dāng)工人背部面對光源時，對危險因素的預(yù)判能力較差，故在后衣身肩育克邊緣需縫制2.0～2.5 cm的反光條以加強工裝的警示功能，后片育克反光條縫制示意圖如圖3(b)所示。為了保證腿部的安全性，工裝褲中仍需要縫制反光條，常在腳口以上10 cm處圍繞褲腿水平縫制一圈2.0～2.5 cm反光條，腳口反光條縫制示意圖如圖3(c)所示,此設(shè)計可防止工人在夜間作業(yè)過程中因腿部外露，但上身被遮擋而無法實現(xiàn)反光警示時出現(xiàn)意外。

圖3 反光條縫制示意圖

夾克上衣的分割線較多，一般前衣身在胸部有橫向分割縫，較窄的反光條可嵌在分割縫中，稱之“反光夾芽”，若采用1.5 cm的反光條，也可將其鑲在分割線上方衣片下邊緣處；后背及褲腳口處的反光條較寬，由于反光條與工裝面料相比較硬挺，且直接與皮膚接觸會導(dǎo)致刺癢感，一般需將較寬的反光條鑲縫到衣片上，以保證反光條處的外觀較平服且服用舒適性較好。

2.4 多功能口袋設(shè)計

2.4.1 腰側(cè)“反袋口”防盜斜插袋

普通夾克腰側(cè)采用挖袋設(shè)計，袋口為1.5～2.0 cm寬的單嵌線或者直接采用拉鏈封口。工裝夾克穿著環(huán)境可能為潮濕、高溫或者帶有電磁的場所，應(yīng)盡量避免在服裝中使用易生銹、易導(dǎo)電、易導(dǎo)熱、易導(dǎo)磁的金屬等材料，故金屬拉鏈不宜用于工裝夾克中；塑料拉鏈易風(fēng)化，使用壽命較短，亦不適宜用于挖袋封口設(shè)計。另工裝口袋的實用性較強，工作中使用頻次較高，若使用拉鏈封口，反復(fù)穿插袋口后拉鏈易損壞，故此處適合使用單嵌線袋口設(shè)計。

考慮到工人作業(yè)過程身體動作幅度較大，需在腰兩側(cè)進行“反袋口”防盜斜插袋設(shè)計，簡稱“反插袋”，即在袋口兩側(cè)均設(shè)置單嵌線，使得內(nèi)層嵌線開口朝向側(cè)縫，外層嵌線開口朝向前中。此“反向袋口”設(shè)計能夠確保工作人員在進行彎腰、蹲起動作時袋內(nèi)物品不易滑出，而且在戶外作業(yè)時可防止物品被偷盜，增加了插袋的安全性能，腰側(cè)“反插袋”示意圖如圖4所示。因反插袋外側(cè)袋口受力較大，一般在外側(cè)袋口兩端使用0.6 cm加固套結(jié)，以防止頻繁插袋導(dǎo)致袋口開裂。袋口內(nèi)層嵌線需略窄于外層嵌線，一般外層嵌線寬取2 cm，內(nèi)層嵌線寬取1.5 cm，此設(shè)計既能滿足反插袋具有防盜、防滑落功能，又能便于穿著者取放物品，延長袋口的使用期限。

圖4 腰側(cè)“反插袋”示意圖

2.4.2 胸部“立體雙層”貼袋

普通夾克的口袋一般只具有裝飾性，而工裝夾克口袋則以功能性為主。胸部貼袋一般為魔術(shù)貼封口的立體袋，立體貼袋能夠增加貼袋容量，提高其實用性；魔術(shù)貼封口使得貼袋呈半封閉狀態(tài)，在保證取放物品的操作便捷性同時亦保證了貼袋的安全性；袋蓋上采用不透面暗魔術(shù)貼，即魔術(shù)貼僅與袋蓋內(nèi)層面料縫合，正面不可見固定線跡，以此來保證袋蓋外露一側(cè)的美觀性。

由于立體貼袋容量大，因此盛放物品較多，不便于在其中尋找較小的物品，如螺絲、螺母、小釘子、別針等；再者，整體貼袋不具備分類存放或者隔離存放的功能，無法實現(xiàn)單獨存放比較重要的物品或者較小的物品。鑒于此，將胸部貼袋設(shè)計為大小雙層形式，在普通大袋內(nèi)層設(shè)置一小貼袋，用于存放較小的或較貴重的等需特殊存放的物品，實現(xiàn)袋內(nèi)物品分門別類、易于尋找，立體袋內(nèi)部示意圖如圖5(a)所示。一般大袋厚度為2.5 cm，袋口長為13.0 cm，袋口卷邊寬度為1.5 cm；內(nèi)部小袋厚度為1.2 cm，袋口長8.0 cm，袋口卷邊寬為1.2 cm。

在左胸貼袋袋蓋與衣身縫合處靠近前中的一側(cè)，常設(shè)計1個2 cm左右的開口，此開口為插筆孔，方便工人存放鉛筆、碳素筆等，插筆孔示意圖如圖5(b)所示。另貼袋一般采用橫向、縱向、斜向拼接，可同色面料亦可異色面料拼接，貼袋平面示意圖如圖5(b)所示，其中可見袋布中同時使用了橫、縱向分割設(shè)計與異色面料拼接設(shè)計2種設(shè)計方法，拼接處的縫口不易拉伸，因此該設(shè)計可保證袋布的尺寸穩(wěn)定性，能夠使貼袋長時間使用后依然平整，同時可增加貼袋的美觀性。

圖5 雙層立體胸貼袋示意圖

2.4.3 左臂“三點式”封口工具袋

為方便工人作業(yè)過程中取放工具，以多數(shù)人右手操作為設(shè)計基礎(chǔ)，在左大臂外側(cè)常進行臂袋設(shè)計，因臂袋位于手臂上部且為曲面，因此臂袋不宜過寬、過深，以保證臂袋的外觀平整性。一般臂袋寬取7 cm，袋深取8～9 cm。

因袋中放置工具多為鋼尺、改錐、剪刀、鐵絲等，其中大部分為金屬材質(zhì)，故工具質(zhì)量較大，加之取放工具次數(shù)頻繁，袋口需具有一定牢度以提高其耐用性，因此袋口采用“三點式”固定，左臂工具袋示意圖如圖6所示。袋口兩端(圖6中A、C處)及中間部位(圖6中B處)一般使用1 cm加固套結(jié)以保證臂袋袋口具有較高的耐用度。

圖6 左臂工具袋示意圖

為了增加臂袋袋布的強度，同時充分利用排料間隙，遵循緊密套排原則，常將小面積面料進行拼接，組合為臂袋袋布，在提高袋布耐用性的同時，提高了面料利用率，減少裁耗，從而降低生產(chǎn)成本。

3 結(jié)束語

工裝不僅可以使得同一行業(yè)工作人員著裝嚴謹、規(guī)范、整齊，更主要的是不同行業(yè)的工裝具有不同的功能性，能在某種程度上提高各行業(yè)工作人員的作業(yè)效率。在保留工裝上身夾克、下身工裝褲的款式特點前提下，結(jié)合人體工學(xué)特點與行業(yè)作業(yè)需求，從結(jié)構(gòu)改良與工藝優(yōu)化角度著手，對工裝進行局部細節(jié)的調(diào)整改善其功能性，使現(xiàn)代工裝朝耐用、舒適、便捷、美觀、多功能方向發(fā)展，提高了工裝附加價值，增加其實用性。本文從結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝優(yōu)化角度拓展了工裝設(shè)計的廣度，服務(wù)于工裝企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)。技術(shù)參數(shù)與工藝優(yōu)化方案以期為工裝相關(guān)企業(yè)提供一定的技術(shù)支持。