高功能新型復(fù)合材料泳衣壓力舒適性能研究

摘 要：體育運(yùn)動(dòng)服會(huì)對(duì)比賽和人體生理產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是舒適性和功能性。泳裝是運(yùn)動(dòng)服裝中壓力服裝的典型代表，從生理角度出發(fā)壓力服裝在某種程度上能夠保護(hù)人體，提高運(yùn)動(dòng)員的耐受力和運(yùn)動(dòng)成績(jī)，但其壓力過大會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生消極影響。因此，選擇泳裝首先要從舒適性出發(fā)，其次考慮外形等其他因素。研究圍繞泳衣的壓力舒適性進(jìn)行闡述，分析加工材料性能對(duì)現(xiàn)代泳衣壓力舒適性的影響，最終分析結(jié)果表明：加工材料成分以及性能對(duì)現(xiàn)代泳衣壓力舒適性的影響較大，同時(shí)也會(huì)對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技水平產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：泳衣;滌綸;氨綸;壓力舒適性

中圖分類號(hào)：TQ050.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2022）05-0076-04

Study on comfort performance of high function new composite swimsuit

Abstract： Sportswear will have an impact on competition and human physiology. The key point of design is comfort and functionality. Swimwear is a typical generation of pressure clothing in sports clothing. From the physiological point of view， pressure clothing can protect the human body to some extent， improve the endurance and performance of athletes， but its excessive pressure will have a negative impact on athletes. Therefore， the choice of swimwear should start from comfort， and then consider other factors such as appearance. This paper expounds the pressure comfort of swimsuits， analyzes the influence of the performance of processing materials on the pressure comfort of modern swimsuits and the current situation of the research on the pressure comfort of swimsuits at home and abroad， and the final analysis results show that the composition and performance of processing materials have a great influence on the pressure comfort of modern swimsuits， as well as the competitive level of swimmers.

Key words： swimsuit;polyester;spandex;pressure comfort

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升，可供人們選擇的運(yùn)動(dòng)的方式越來越多，能夠?yàn)槿藗兲峁┹p松健康的鍛煉和休閑方式，而游泳運(yùn)動(dòng)已經(jīng)逐漸成為最受我國(guó)百姓青睞的文娛活動(dòng)之一[1]。同時(shí)由于現(xiàn)代游泳場(chǎng)所對(duì)游泳愛好者著裝要求的提高，普通群眾對(duì)泳衣性能需求的提升，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出越來越多性能優(yōu)良、能夠滿足廣大游泳愛好者需求的產(chǎn)品。對(duì)于廣大群眾，尤其女性群眾而言，泳衣的舒適性已經(jīng)逐漸成為決定游泳愛好者是否選擇某種型號(hào)泳衣的最直接原因。通常，我們?cè)诤饬恳患疽碌氖孢m性時(shí)，主要會(huì)衡量其壓力舒適性。盡管，接觸舒適性和熱濕舒適性也是衡量某種泳衣能否為穿著人員帶來充分舒適性的參考標(biāo)準(zhǔn)，但是從生理以及心理角度分析，人體所受壓力主要來自于服裝自身對(duì)人體的壓力，當(dāng)人體某一部位受服裝壓力影響較大時(shí)，人體所承受壓力的部分會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

1 壓力舒適性

人體皮膚在進(jìn)行著裝的狀態(tài)下，通常會(huì)與服裝之間產(chǎn)生一定的相互作用[2]。這一相互作用會(huì)影響服裝給人體皮膚帶來的和體性、運(yùn)動(dòng)自由度等性能。學(xué)者們針對(duì)這一相互作用進(jìn)行研究，將這一相互作用定義為壓力舒適性。對(duì)穿著者而言，服裝的壓力舒適性是至關(guān)重要的，它可以影響到人體的生理機(jī)能和運(yùn)動(dòng)機(jī)能。適當(dāng)?shù)姆b壓對(duì)人體是有益的，但是過度的服裝壓對(duì)人體是有害的，它會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)臟位移、骨骼發(fā)生改變和呼吸困難等。穿著壓力適中的泳衣游泳時(shí)，會(huì)減輕水的阻力、增強(qiáng)耐力，對(duì)人體具有一定的保護(hù)作用。經(jīng)學(xué)者研究，人體各部位舒適壓力范圍，如表1所示，人體能感受到的舒適服裝壓為1.992～3.998 4 kPa;泳衣的為1 000.314～2 000.526 Pa。所以我們?cè)谶x擇泳衣時(shí)首先要考慮它的壓力舒適性限度，在考慮面料、合身和舒適等。

2 影響泳裝壓力舒適性的要素

2.1 泳衣加工材料性能

人體皮膚在進(jìn)行著裝的狀態(tài)下，通常都會(huì)與服裝之間產(chǎn)生一定的相互作用，從而產(chǎn)生壓力感。一般我們選擇材料會(huì)綜合考慮其柔軟度、光滑度、彈性和拉伸性能等[3]。通常情況下，在其他條件指數(shù)相同的時(shí)候，面料的延伸性和受拉伸力成正比，相對(duì)應(yīng)的人體受壓也會(huì)減小。具體展現(xiàn)如圖1所示。我們還可以根據(jù)歐拉公式去計(jì)算服裝壓，服裝壓力（用F表示）等于織物伸長(zhǎng)張力（用T表示）與人體受壓部位皮膚表面的曲率半徑之比。其公式為：

其中表示人體受壓部位皮膚表面的曲率半徑。

由于人體形態(tài)的變化性較強(qiáng)，同時(shí)服裝隨人體變化的規(guī)律難以確定，因而想要獲取相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)，如伸長(zhǎng)張力等難度極大。同時(shí)，不同人群性別、年齡、身高、體重等千差萬別，單一個(gè)體的皮膚曲率半徑均不相同[4]。因此，該方法不可適用于精準(zhǔn)測(cè)量。

2.1.1 面料的物理性能

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的泳裝氨綸質(zhì)量分?jǐn)?shù)是18%，而織物的延伸性受織物本身的彈性和回彈性影響，也是服裝壓力舒適性的一個(gè)重要因素[5]。當(dāng)織物的延伸性比較差時(shí)摩擦阻力大于延伸性，屆時(shí)會(huì)使人體感到不適。只有當(dāng)服裝加工所采用的織物摩擦阻力夠強(qiáng)而且織物的延伸性也強(qiáng)時(shí)，才能夠保證服裝不隨人體的運(yùn)動(dòng)帶來的變形而產(chǎn)生位移。彈性織物能夠適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)的需求，與一般織物相比，彈性織物最大的優(yōu)勢(shì)在于該類型材料加工而成的服裝能夠在較大范圍內(nèi)進(jìn)行拉伸和恢復(fù)。對(duì)壓力產(chǎn)生影響的不僅僅是面料的延伸性，還有面料的緩慢變化也會(huì)對(duì)壓力產(chǎn)生影響。

2.1.2 服裝的結(jié)構(gòu)與尺寸

壓力服裝的有力代表就是泳裝。其尺寸的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，尺寸過大，會(huì)在游泳時(shí)加大運(yùn)動(dòng)阻力，而且容易兜水和走光;尺寸過小，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不適，引起血液循環(huán)不暢。在1966年萊蒙提出：服裝的舒適壓力范圍泳衣為0.999 6～1.999 2 kPa[6]。緊身泳衣可以適當(dāng)減少水的阻力，可以給運(yùn)動(dòng)員帶來相對(duì)的舒適感。

2.2 人體的動(dòng)作對(duì)服裝壓力舒適性的影響

人體皮膚在進(jìn)行著裝的狀態(tài)下，通常都會(huì)與服裝之間產(chǎn)生一定的相互作用。服裝一般會(huì)通過變形和滑移來迎合人體的動(dòng)態(tài)變化，如在游泳時(shí)，人的全身手臂、臀部、肩部等都在用力，不同的動(dòng)作會(huì)拉伸不同程度的表面皮膚。如果泳衣的延展性不能滿足人體動(dòng)作產(chǎn)生的皮膚拉伸，就會(huì)對(duì)該部位造成壓力。因此，人體的動(dòng)作和服裝壓力舒適性是息息相關(guān)的，服裝壓需要滿足人體動(dòng)作中表皮的拉伸程度[7]。

3 面料的壓力舒適性分析

泳衣材料對(duì)人體自由度具有一定的束縛作用，而這個(gè)束縛作用是泳衣服裝壓的主要因素。我們一般會(huì)從彈性、回彈、面料柔軟性能等方面去判斷此材料是否是優(yōu)質(zhì)的泳衣面料。比如全球頂級(jí)鯊魚皮泳衣，速比濤公司先后推出了幾代產(chǎn)品，如圖2所示，第四代使用了特殊的脈沖材料，其防水、低阻性能非常好[8]。

根據(jù)GB/T 2285─209《針織泳裝面料》標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，判斷服裝壓力舒適性的主要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括服裝加工材料的彈性伸長(zhǎng)率和恢復(fù)率如表2所示。從業(yè)界常見的泳衣面料（杜邦萊卡、滌綸和棉綸）中預(yù)測(cè)出泳衣的壓力舒適性。

3.1 杜邦萊卡

杜邦萊卡屬于人造彈性纖維，是用于干法紡絲生產(chǎn)的Polyester SPANDEX，彈性伸長(zhǎng)率達(dá)到612%，恢復(fù)率可達(dá)102%，彈性非常好[9]。杜邦萊卡含有抗氧成分，適合與其他纖維混合紡織，其制作而成的泳衣使用壽命比普通材質(zhì)制成的更長(zhǎng)久，杜邦萊卡多用于制作連體泳衣。

3.2 錦綸

與杜邦萊卡面料相比棉綸面料的耐磨性好，但是結(jié)實(shí)度不夠，彈性恢復(fù)率達(dá)76.5%，彈性和柔軟度也比較好，是目前市場(chǎng)上最常見的泳衣面料。

3.3 滌綸

滌綸面料具有良好的彈性和恢復(fù)性，這是其最大的特點(diǎn)。滌綸適用于分體泳衣，其彈性恢復(fù)率高達(dá)100%，而且有強(qiáng)大的耐化學(xué)試劑性（耐弱酸弱堿）和電絕緣性。

一般優(yōu)質(zhì)泳衣的面料成分如下：棉綸占比為80%，氨綸占比為20%，或者棉綸占比為78%，氨綸占比為22%。它的彈性伸長(zhǎng)率為93.84%，恢復(fù)率為85.68%，能夠平衡面料本身的張力以及皮膚和服裝之間的摩擦力，能夠很好的適應(yīng)人體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下皮膚的拉伸[10]。我們還可以改造工藝技術(shù)，使用氨綸這種高彈性的材料讓服裝有更好地延伸性。如圖3所示。

3.4 氨綸裸絲復(fù)合面料

氨綸裸絲復(fù)合面料主要由氨綸裸絲和其他疏水性纖維交織構(gòu)成。氨綸裸絲復(fù)合面料具有手感柔和、彈性好等特點(diǎn)，將該材料制成泳衣，在提供舒適穿著感的同時(shí)，還可以提供更加美觀的外形。其纖維伸長(zhǎng)率普遍可達(dá)500%～700%，是比較理想的泳衣材料之一，其制作而成的泳衣可以有效緩解游泳運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)體顫動(dòng)，幫助運(yùn)動(dòng)員節(jié)省體力[11]。

3.5 氨綸裸絲復(fù)合面料泳衣性能分析

通過對(duì)8組不同氨綸試樣的氨綸含量、拉伸彈性恢復(fù)率和水中浮力進(jìn)行測(cè)試，所得結(jié)果如表3所示。

由表3中數(shù)據(jù)可知，采用不同材料、不同氨綸含量加工而成的泳衣面料在拉伸彈性恢復(fù)率及水中浮力性能方面差距較大。其中采用滌綸/氨綸加工，氨綸質(zhì)量分?jǐn)?shù)19.36%條件下能夠獲得最佳的泳衣性能。

4 結(jié)語(yǔ)

服裝壓受多個(gè)因素影響產(chǎn)生：人體、面料和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。只停留在靜態(tài)下對(duì)泳衣面料的彈性、延伸性進(jìn)行壓力舒適性研究是不充足的，還要在動(dòng)態(tài)下，認(rèn)真研究游泳運(yùn)動(dòng)員的各種運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)與對(duì)應(yīng)的服裝變化，根據(jù)這些運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)和服裝變化去設(shè)計(jì)服裝。泳衣是與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的，運(yùn)動(dòng)員在水中的阻力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都會(huì)影響泳衣的延伸性，因此，泳衣的設(shè)計(jì)要為運(yùn)動(dòng)員減少阻力，它的功能性主要體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)中而不是靜止?fàn)顟B(tài)下。目前的技術(shù)手段仍然不夠支撐以上說論述的，需要進(jìn)一步加強(qiáng)，利用高新技術(shù)手段發(fā)展新型面料，其次對(duì)款式設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)改良等。

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收稿日期：2021-06-18;修回日期：2022-04-25

作者簡(jiǎn)介：馮鵬飛（1985-），男，碩士，講師，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

基金項(xiàng)目：寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題（項(xiàng)目編號(hào)：2019114Y）。