王偉榮， 叢洪蓮

(江南大學(xué) 針織技術(shù)教育部工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

近幾年，瑜伽運動的快速興起推動了瑜伽服飾需求的大幅度增長，但現(xiàn)有瑜伽服存在類別模糊，面料結(jié)構(gòu)與普通運動服無明顯差異等問題，不能很好地滿足消費者穿著運動生理的需求[1-2]。在瑜伽運動中，肢體運動幅度較大，對服裝面料的延展性和舒適度具有較高的要求。目前關(guān)于瑜伽服裝的研究較少，陳同雪研究了瑜伽背心結(jié)構(gòu)設(shè)計[3]，高雪梅根據(jù)瑜伽運動下肢皮膚形變對瑜伽褲版型進行優(yōu)化[4]，但采用傳統(tǒng)制衣方法制作的服裝，其縫線會對衣服的伸展性造成一定的限制[5]。無縫圓機編織為筒狀織物，生產(chǎn)的服裝只需要少量的裁剪和縫合，具有優(yōu)于普通服裝的的彈性和伸展性等優(yōu)點成為運動人士的首選[6-7]。無縫服裝技術(shù)可以針對瑜伽運動中不同部位的伸展幅度，編織不同組織結(jié)構(gòu)，以滿足瑜伽運動對服裝面料延展度和彈性的需求，提高服裝的功能性和舒適性。因此，研究無縫瑜伽服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法具有重要的意義。

本文通過分析瑜伽運動人體下肢圍度特征及縱向皮膚形變，并結(jié)合無縫內(nèi)衣工藝原理，建立了緯編無縫瑜伽褲原型。選用氨綸和錦綸為原料，編織無縫內(nèi)衣常用的7種組織結(jié)構(gòu)，測量面料在不同拉伸率下的橫向服裝壓力和縱向拉伸力，確定服裝橫向尺寸及縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，對緯編無縫瑜伽褲原型進行分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后應(yīng)用舉例并上機編織實物，以期為緯編無縫瑜伽褲的設(shè)計和開發(fā)提供參考，使其更好地符合人體在瑜伽運動中的穿著需求。

1 瑜伽運動下肢特征

瑜伽是一種動作緩慢輕柔和肢體伸展性大的有氧運動，要求身體做不同幅度的伸縮和扭轉(zhuǎn)，練習(xí)瑜伽時應(yīng)穿著舒適的服裝，利于身體自由活動，保證身體不受到束縛[8]。下肢作為人體運動的支撐部位，其骨骼、肌肉、皮膚等均對服裝結(jié)構(gòu)有一定的影響，且人體的運動會造成皮膚表面與褲子產(chǎn)生摩擦和滑移，引起褲子的壓迫，對人體造成束縛[9]，因此研究下肢的圍度尺寸特征和運動特點，有助于瑜伽運動褲的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究，使服裝具有良好的運動功能性。

1.1 圍度尺寸特征

圍繞人體特征點所在截面一圈的長度稱為人體圍度尺寸，是服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)[10]。在下體主要構(gòu)造中，腰部和臀部對下裝結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要，腰圍受肢體活動影響較小，臀部表面的臀大肌是最豐滿的部位，與腿部構(gòu)成明顯的臀底弧線，是下肢圍度最大的部位。膝蓋是下肢活動幅度較大的部位，腳踝則為下肢關(guān)節(jié)的終端，腿部作為肌肉較發(fā)達的部位，圍度變化與肌肉的運動狀態(tài)密切相關(guān)，與服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系較大[11]。人體下肢結(jié)構(gòu)如圖1所示，將人體下肢圍度尺寸展開成二維進行形態(tài)分析。由圖可知，人體下肢近似于粗細(xì)變化的圓柱形，W1至W2之間尺寸逐漸增大，W2至W6則由上而下呈減小的狀態(tài)，W6至W8之間小腿的“腿肚”使得W7稍大于W6。

圖1 人體下肢結(jié)構(gòu)Fig.1 Human lower limb structure

1.2 長度方向特征

在練習(xí)瑜伽時，股關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的運動帶動肌肉、皮下脂肪及體表皮膚的變化，并最終體現(xiàn)在體表皮膚的伸縮變形上[9]。根據(jù)人體下肢關(guān)節(jié)運動特點和對瑜伽動作的分析，選取戰(zhàn)士彎腰式、戰(zhàn)士身印式、三角式、腿側(cè)舉式和樹式為實驗動作，涉及了下肢不同部位的拉伸。選取8名20歲左右女性參與者，對下肢進行體表劃分，橫向基準(zhǔn)線為圍度方向特征線W1～W8，縱向基準(zhǔn)線為前中線H3，后中線H7，內(nèi)側(cè)縫線H1，外側(cè)縫線H5，以及中線和側(cè)縫線之間的等分線H2，H4，H6，H8。利用德國Human solutions公司的VITUS Smart XXL三維掃描系統(tǒng)掃描記錄參與者保持自然靜態(tài)站立和瑜伽動作的三維人體圖像，并采用ScanWorX軟件測量標(biāo)記點之間的距離。根據(jù)皮膚動靜態(tài)變化率公式計算體表皮膚變化率，計算公式為

式中：A為瑜伽動作下標(biāo)記點之間的長度;B為靜態(tài)站立狀態(tài)下標(biāo)記點之間的長度。

相同部位在不同瑜伽姿態(tài)下具有不同的皮膚變化值，選取5個瑜伽姿態(tài)下皮膚變化的最大值，采用數(shù)據(jù)分級的方法對皮膚形變數(shù)值進行區(qū)間劃分，得到瑜伽姿態(tài)下的下肢皮膚變化網(wǎng)格圖，如圖2所示?？v向線段H2和線段H3在W4～W6處皮膚形變最大，拉伸超過40%，其次是線段H7和線段H8在W2～W3中皮膚形變超過30%，其余線段的變化則小于30%。

圖2 瑜伽運動下肢部位皮膚形變Fig.2 Skin deformation of lower limbs during yoga exercise

2 緯編無縫瑜伽褲面料設(shè)計

無縫內(nèi)衣圓機編織下來的產(chǎn)品具有許多成品的特征，如尺寸到位，有裁剪標(biāo)記線等。無縫內(nèi)衣圓機針筒的針數(shù)是固定的，服裝結(jié)構(gòu)變化是通過織物組織結(jié)構(gòu)的變化來實現(xiàn)的[6]。為更好地滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，提高產(chǎn)品舒適性和功能性，在進行服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要掌握各種組織結(jié)構(gòu)的特性。

2.1 針織面料組織結(jié)構(gòu)

本文選用33 dtex氨綸和78 dtex(48 f)錦綸，其中氨綸為地紗、錦綸為面紗。采用圣東尼無縫內(nèi)衣圓機(SM8-TOP2 MP2)編織，共試織7種無縫服裝中常用的組織，包括平紋組織(組織1)、假羅紋組織(組織2、組織3)、網(wǎng)眼組織(組織4、組織5)和集圈組織(組織6、組織7)。各組織結(jié)構(gòu)意匠圖如圖3所示。

隨著新一輪高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材修訂工作的推進，以數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)為統(tǒng)領(lǐng)的數(shù)學(xué)教育教學(xué)研究迅速成為熱點.一個明顯的現(xiàn)象是，以(數(shù)學(xué))核心素養(yǎng)為關(guān)鍵詞的論文大量涌現(xiàn).其中，理論層面“玩概念”、實踐層面“套概念”的做法不少.筆者認(rèn)為，以數(shù)學(xué)課程內(nèi)容為載體，深入挖掘內(nèi)容蘊含的育人資源，以數(shù)學(xué)知識發(fā)生發(fā)展過程和學(xué)生認(rèn)知數(shù)學(xué)知識的思維規(guī)律為參照，設(shè)計數(shù)學(xué)教學(xué)過程，構(gòu)建提升學(xué)生核心素養(yǎng)的路徑，使學(xué)生在掌握“四基”、發(fā)展“四能”的過程中實現(xiàn)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展，這才是實打?qū)嵉模鋵嵰彩窃诤诵乃仞B(yǎng)理論與實踐之間架設(shè)橋梁的必由之路，因此應(yīng)成為研究的重點.

圖3 組織結(jié)構(gòu)意匠圖Fig.3 Organizational structure

2.2 不同組織結(jié)構(gòu)的圍度特征

緯編無縫編織為筒狀織物，需要通過組織結(jié)構(gòu)的變化實現(xiàn)尺寸的差異，為實現(xiàn)無縫服裝的尺寸設(shè)計，測量不同組織的服裝筒子橫向尺寸，結(jié)果如表1所示。

表1 不同組織的服裝筒子橫向尺寸Tab.1 Horizontal dimensions of clothing bobbins in different organizations

瑜伽褲屬于貼體型服裝，下肢各部位服裝收縮率一般在10%～20%[12]，且收縮率與服裝壓力密切相關(guān)。為確定適宜的服裝收縮率，將編織的織物，裁剪為縱向長度30 cm，橫向有效寬度分別為20.9、19.2 cm的長方形試樣，裁剪時試樣圍度兩側(cè)預(yù)留出2 cm進行縫合成圓筒形。在小臂23 cm的圍度上選取3個測試點，將縫制好的面料套在小臂，采用德國服裝壓力測試系統(tǒng)Novel Pliance-X-32型，用Flexiforce壓力傳感器測量織物橫向伸長率為10%、20%時的服裝壓力，結(jié)果如表2所示。

表2 織物伸長率對服裝壓力的影響Tab.2 Effect of fabric elongation on clothing pressure

2.3 不同組織結(jié)構(gòu)的形變特征

在瑜伽運動過程中，為使服裝穿著舒適，無壓迫感，服裝面料與人體皮膚應(yīng)具有緊密的跟隨性，即服裝面料與人體的運動具有一致的變化趨勢[13]。為確定人體不同部位選用的組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)人體皮膚形變的拉伸范圍，測量不同組織結(jié)構(gòu)面料的拉伸性能。

采用寧波紡織儀器公司YG028織物強力機測織物的定伸長拉伸力。對織物縱向伸長率為10%、20%、30%、40%、50%時的織物拉伸力進行測試，結(jié)果如表3所示。根據(jù)聚類分析法將組織結(jié)構(gòu)進行分類，將7種組織分為3類，分別為低彈面料：4、5、3；中彈面料：2、6、7；高彈面料：1。

表3 伸長率對織物拉伸力的影響Tab.3 Effect of elongation on fabric stretch N

3 無縫瑜伽褲結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

為使瑜伽褲具有良好的形態(tài)舒適性和功能性，服裝穿著時應(yīng)緊貼皮膚，但不會感到束縛，且人體運動時，彈性面料始終與人體各部位皮膚表面的伸縮相適應(yīng)，給人合體舒適的感覺[14]。為更好地提高瑜伽褲的舒適性，滿足人體活動的需要，根據(jù)人體不同部位皮膚變形的差異，對人體各部位進行聚類分區(qū)，對緯編無縫瑜伽褲進行分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

參考GB/T 1335.2—2008《服裝號型 女子》，以褲裝160/66A型號為例進行服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中腰圍為66 cm，臀圍為88 cm。緯編無縫瑜伽褲屬于高彈緊身服裝，一般腰圍收縮8～10 cm，文中取10 cm，臀圍收縮量較大，文中取20 cm，即服裝腰圍尺寸為56 cm，臀圍尺寸為68 cm[15]。根據(jù)文獻研究，當(dāng)穿著緊身衣時，服裝壓在1.47～2.46 kPa時，人體感受到舒服的壓力并加強運動性，而實驗面料在橫向拉伸率為20%時服裝壓力更加接近舒適服裝壓，故文中取值為20%，各部位圍度參考值及服裝取值如表4所示[16-17]。選用機器為圣東尼無縫內(nèi)衣圓機(SM8-TOP2 MP2)，機號E為28，總針數(shù)1 344針。

表4 各部位圍度尺寸參考值及服裝取值Tab.4 Reference value of girth size of each part and clothing value cm

3.1 無縫瑜伽褲結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1.1 橫向圍度尺寸設(shè)計

在無縫褲裝編織中，腰臀部位沒有接縫，需要通過組織結(jié)構(gòu)的變化實現(xiàn)尺寸的差異，腿部內(nèi)側(cè)縫需要進行裁剪縫合，服裝尺寸通過組織結(jié)構(gòu)的變化和適當(dāng)?shù)夭眉艨p合得以實現(xiàn)，因此，將無縫褲裝分為2部分進行結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，分別為：W1～W2、W2～W8。

根據(jù)實驗面料的橫向尺寸和拉伸性能對編織的7種組織結(jié)構(gòu)進行分類，如表5所示。A類組織為服裝筒子圍度大于服裝取值，B類組織為服裝筒子圍度小于服裝取值。

表5 組織結(jié)構(gòu)分類列表Tab.5 Organization structure classification

在W1～W2中，需選用A類組織和B類組織組合編織，使服裝尺寸趨于服裝取值。假設(shè)在W1處A類組織的編織長度為X，組織B的編織長度為Y，組織A橫向密度為C針/cm，B類組織橫向密度為D針/cm， 則X+Y=56，CX+DY=1 344(總針數(shù))。通過在W1～W2中逐漸增加A類組織編織針數(shù)，即A類組織編織針數(shù)與B類組織編織針數(shù)比例呈增大趨勢，實現(xiàn)W1～W2中尺寸的差異。

在W2～W8中，選用A類組織編織，或者A類組織和B類組織組合編織，服裝筒子圍度大于服裝取值即可。

3.1.2 縱向長度結(jié)構(gòu)設(shè)計

無縫服裝縱向長度通過設(shè)置編織橫列數(shù)來實現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要考慮不同部位的縱向皮膚形變。由圖2可知三維人體下肢部位的皮膚形變圖，制作無縫服裝工藝，需要在平面圖上進行組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計和搭配。運用二維和三維結(jié)合的方法，根據(jù)特征點以及特征點之間的線段對緯編無縫塑身褲原型進行區(qū)域劃分，得到基于皮膚形變的緯編無縫瑜伽褲裝原型，如圖4所示。

圖4 緯編無縫瑜伽褲裝原型Fig.4 Weft-knitted seamless yoga pant prototype

服裝在穿著過程中，人體的運動會造成面料的變形，對人體產(chǎn)生壓力。在運動過程中面料變形的拉伸力愈加接近，即產(chǎn)生的服裝壓力分布愈均勻，人體感覺更舒適。在皮膚形變超過30%的區(qū)域編織易拉伸的組織結(jié)構(gòu)，即高彈面料，在10%～30%的形變區(qū)域選用中彈面料，在形變小于10%的區(qū)域選用低彈面料，保證各部位面料拉伸時拉伸力趨于一致。服裝各區(qū)域選用面料類型如表6所示。

表6 服裝區(qū)域選用面料類型列表Tab.6 Choose fabric type for clothing area

3.1.3 無縫瑜伽褲分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)服裝橫向圍度的尺寸設(shè)計以及縱向長度結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，對無縫瑜伽褲原型進行分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計。瑜伽褲腰部常采用8～10 cm的扎口，腳踝處采用1.2～2 cm的扎口。由表5、6可知，在W1～W2中，中低彈面料分布于A類組織和B類組織，在W7～W8中，A類組織包含需選用的中彈或低彈面料，均符合圍度尺寸設(shè)計要求。因此，根據(jù)長度結(jié)構(gòu)設(shè)計及W1～W2服裝尺寸差異設(shè)計原理劃分區(qū)域。無縫瑜伽褲分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5所示。

圖5 無縫瑜伽褲分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計Fig.5 Seamless yoga pant partition structure design

3.2 緯編無縫瑜伽褲的編織設(shè)計

對無縫瑜伽褲分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計中不同區(qū)域選取組織結(jié)構(gòu)。選取原則為：從高彈到低彈依次選取，同一橫向圍度編織組織中包含A類組織。

扎口一般選用假羅紋組織，為使腰部達到更好的收縮效果，服裝更加貼合人體，將腰部扎口分為上下2部分，扎口下部采用組織2，上部采用橫向收縮性更大的組織3。

根據(jù)皮膚形變，區(qū)域G宜選用低彈面料，但由于成年女性人體下肢脂肪中心帶主要位于區(qū)域G和區(qū)域E，為減小面料對該部位的壓迫感，采用中彈面料。各區(qū)域選取編織組織結(jié)果如表7所示。

表7 服裝區(qū)域選用組織結(jié)構(gòu)列表Tab.7 organizational structures for clothing area selection

目前，瑜伽服面料常采用彈性纖維和其他纖維混合編織，具有手感柔軟、透氣性高和彈性好等優(yōu)點[18]。本文選用氨綸和錦綸為原料，采用圣東尼無縫內(nèi)衣圓機編織實物，機器為8路成圈裝置，每路成圈系統(tǒng)裝備有8個紗嘴，采用2號紗嘴穿氨綸，6號紗嘴穿錦綸，其中錦綸在奇數(shù)路和偶數(shù)路分別采用S捻和Z捻紗線，減小線圈的歪斜效應(yīng)[19]。在編織過程中嚴(yán)格控制紗線張力，保證喂紗張力相同，減小線圈大小差異，提高布面平整度。通過上機編織及縫合，無縫瑜伽褲成品如圖6所示。

圖6 無縫瑜伽褲Fig.6 Seamless yoga pant

4 結(jié) 論

本文通過研究瑜伽運動中人體下肢皮膚形變，結(jié)合緯編無縫工藝設(shè)計原理，分析了緯編無縫瑜伽褲分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。得到如下結(jié)論。

1)通過分析人體下肢圍度特征，選取縱橫向基準(zhǔn)線對人體下肢體表劃分，測量并計算在瑜伽動作下的體表皮膚變化率。采用數(shù)據(jù)分級的方法將皮膚形變數(shù)值劃分區(qū)間，得到瑜伽姿態(tài)下的下肢皮膚變化網(wǎng)格圖，并結(jié)合無縫服裝工藝原理，建立了基于皮膚形變的緯編無縫瑜伽褲原型。

2)通過組織結(jié)構(gòu)的橫向密度和不同拉伸率下的服裝壓力，進行服裝橫向圍度的尺寸設(shè)計，并通過不同組織結(jié)構(gòu)的縱向拉伸性能，進行縱向長度結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)橫向和縱向設(shè)計要求，基于緯編無縫瑜伽褲原型對無縫瑜伽褲進行分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行上機編織實物，為無縫瑜伽褲的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了新的設(shè)計理論和參考。