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1、弹性针织物游泳衣发展的研究杨楠楠 姜亚明（天津工业大学 复合材料研究所，天津 300160）摘要：本文介绍了游泳衣面料的发展情况，详述了游泳衣在款式设计和结构设计上的创新，并展望了游泳衣的发展趋势。关键词：游泳衣；面料；款式设计；结构设计；发展趋势Research on the development of elastic knitted fabricsYang Nannan Jiang Yaming(Institute of Composite Materials, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300160)Abstract: This p
2、aper introduced the development of the swimwear fabrics, illustrated the styles design and the structural design, and the development trends of the swimwear are forecasted.Key words: swimwear; fabrics; style design; structural design; development trends泳衣作为经编弹性织物的一种，它的发展和设计革新经历了近百年历程，并在人类道德和智慧的共同孕育下
3、，伴随着高科技的发展不断得到新的改进。作为一种服装，泳衣变得越来越简单，而暴露的身体部位越来越多。当代泳衣具有一定社会特点和实用特点：它们非常贴身而且减低了水的阻力。从美学角度来说，现代泳衣突出表现了健康的身体。1、泳衣面料的发展纵观泳衣的发展，采用的面料从纯天然的纤维织物化学纤维织物混合纤维织物，不断研制对身体产生最小阻力、最大舒适感的材料-在款式上竞技泳衣从单一的遮羞功能到低阻力的科学设计，而大众泳衣的色彩图案及款式则随着科技和文化相结合的新发展，大量采用新材料、新款式、新工艺、新色彩、新图案及新潮流设计的泳衣令人眼花绰乱、目不暇接。最早的泳衣之一是 Arnie Borg 设计的 Race
4、r back( Racer back 泳衣在背中间连接以防吊带滑落)。那时，服装是用羊毛制作的，重约5kg。它的吸湿能力很强，并不特别合体，易产生阻力。这种服装没有弹性，不能保持原状，因此容易起皱或形成气袋，从而会减慢游泳者的速度。1937 年轻薄的尼龙布就可以将以前繁琐的泳衣取代掉了，而且尼龙总是有无限的颜色和花样可以变化。后来由于缺乏适合快速运动的面料，缝制出的服装对身体的覆盖越来越少。像 Speedo 公司设计的用于奥运会的露背高腿泳衣(后背几乎完全裸露) 在游泳表演中使用日益普遍。1974 年美国杜邦公司发明了一种能双向伸缩的聚氯脂纤维，这一技术成果很快被日本利用，推出了不用橡胶层的游
5、泳衣。由于这种泳衣使用纵横两个方向都可伸缩的聚氨脂纤维，有效地防止了泳衣伸长后从缝中流人更多的水。另外由于聚氨酯纤维富有弹性，遮住了人体凸凹不平的部位，使身体更趋干流线型，大大减少了运动员前进时的阻力。1992 年出现了一种称之为“S2000”的新型泳衣。泳衣面料采用聚酯微纤维和莱卡弹性纤维制成，再经特殊整理。因此，它的阻力系数较低，比传统织物快 15。Speedo 公司将泳衣的后背一直做到脖子，从而彻底摒弃了那种尽可能省料的服装风格。这种泳衣的材料抑制对水的吸收，引导水分更自由地往复循环，能显著减少游泳时的摩擦阻力。面料的更新，使泳衣全身的覆盖面加大。 2000 年，Speedo 公司推出一
6、种让世界惊叹的新型游泳衣第一代鲨鱼皮-FASTSKIN，即“快速皮肤”FS1 ，其泳衣结构见图 1 所示。它是一种将运动员从脖颈到踝关节全部包裹起来，采用类似鲨鱼皮肤结构的原理制成的类似人体的皮肤。在面料上经过特别处理，采用包含类似鲨鱼皮肤上能够尖状突起的脊形结构的新型面料，其宽度和高度都是严格按照鲨鱼的结构比例制成的，同时“快速皮肤”的面料中还增加一种叫做“超级弹性”的成分，它能有效地减少肌肉的震荡。2004 年，第二代鲨鱼皮泳装 FASTSKIN FS2 已经悄然问世了。这种全身包覆泳装根据游泳比赛中男女运动员身体部位对水的阻力采用两种不同表面性能的织物-Fast skin 和 Flex
7、skin 制作。Fast skin为含 75%阳离子聚酯和 25%弹性丝的经编织物，其表面轧花，花纹形状模仿鲨鱼皮，以起到拒水效果。Flex skin 为含 80%聚酯和 20%弹性丝的经编织物，将织物作丝光处理和涂层处理以使其表面平坦光滑，并进行拒水处理。2007 年，Speedo 公司又推出了第三代鲨鱼皮泳装，即鲨鱼皮FS -PRO 泳衣。鲨鱼皮 PRO 采用先进的织物面料，由防氯弹性纱和特细尼龙纱纺织而成。测试表明，该款泳衣吸水率最低，同时该织物是目前市场上最轻的，而它的弹力比同类产品高 15%。这种弹力增加了核心稳定性，可减少肌肉振动进而减少能量损耗。同时，它也是轻巧型织物泳衣中受静态
8、阻力最小的。2008 年，刚刚面世的第四代鲨鱼皮 FASTSKIN LZR RACER，由极轻、低阻力、防水和快干性能 LZR Pulse 面料组成，是全球首套以超音速熔接生产的无皱褶效果比赛泳装。此 外 ， 泳 衣 上 使 用 的特 殊 的 LZR 镶 条 ， 可 将 泳 者 的 身 体 尽 可 能 塑 成 流 线 型 ， 减 少 游泳 时 受 到 的 阻 力 。如今，新型生物基 PTT 泳装面料问世，CorntecTM 泳装面料以杜邦公司的 Sorona（杜邦公司最新推出的来源于玉米的新型高分子聚合物）为原料，是海天轻纺与杜邦公司技术合作的结晶。它集尼龙和涤纶的优点于一身，使织物既具有功能
9、性，又具有舒适性。手感柔软、良好的拉伸回弹性、色泽鲜艳、色牢度高、耐日晒和氯、抗污和免烫性能，使其特别适合于泳装，相比经编锦氨面料和涤氨面料，它有可能成为新一代泳衣的首选面料。锦氨面料见图 2 所示，涤氨见图 3 所示。图 1 鲨鱼皮泳衣的结构 图 2 锦氨面料 图 3 涤氨面料随着当今科学技术的发展，含有高科技的各种新型织物面料纤维应运而生，有效地改变了纤维的强度、伸长、模量及弹性等性能，尽可能地满足了泳衣面料在防水、透气、耐磨、伸缩度、舒适度等多种功能的需求。2、泳衣款式设计的创新本世纪 30 年代至今，泳衣款式的变化不仅是追求美，还直接影响游泳速度。尤其是作为比赛泳衣的开发，主要目的莫过
10、于提高游泳速度。为达到这一目的，首先应减少游泳过程中款式的阻力。流体力学专家研究表明，阻力若减少 1%，速度可提高 0.3%。基于此研究，泳衣款式设计极力要解决的是克服“漩涡阻力” 、 “波阻力” 、 “表面摩擦力” 。漩涡阻力，即有游泳时水灌入泳衣内使泳衣离开身体，离开身体的泳衣使水流在身体周围形成漩涡，从而减慢游泳速度。传统的泳衣认为克服因产生漩涡引起水流而增加的阻力，硅橡胶能抑制泳衣材料的延伸，从而提高泳衣与人体的密着性和整体效果，起到了整流、防止漩涡产生的作用。在有组织的游泳活动开展的早期，游泳服装款式设计的目的仅仅是为了覆盖身体。款式阻力约占整个阻力的 90%，表面阻力约占10%。款
11、式阻力来自当身体在水中移动时水的动力位移，但是随着科技的发展，人们把注意力转移到寻找可以达到更高速度的服装式样上。在解决款式阻力的努力中，游泳者穿的泳衣至少小两个尺码使身体曲线保持平滑从而使水能更快地通过身体。通过立体剪裁的款式，使泳衣与人体的胸部、臀部匹配更加紧密，从而降低阻力。服装偏紧，剪裁适中，游泳衣的面料和缝线都非常结实，而服装仍然能保持舒适。(1)S2000 泳衣图 4 已取得专利权的 Speedo 泳衣的针迹设计此织物属于 Speedo 公司独有，图 4 所示，每个针迹由 9 根缝纫线组成，1cm 接缝用 40cm 缝纫线，每件衣服需 230cm 缝纫线。S2000 利用了相当先进
12、的微纤维和弹性纤维技术，聚酯纤维的直径为 9 微米，该面料系用 36 根长丝纱编织成的 32 机号针织物。它具有很好的通用性和弹性，并且和所有微纤维织物一样，透气、可洗、重量极轻布面精细。织物上的微孔会引起织物抽丝或撕裂，因此要采用经编结构。(2) SPIRAL 泳衣日本的 ARENA 公司研制而成的 SPIRAL 泳衣，见图 5 所示。SPIRAL 的螺旋设计能减低水阻，而其特制面料紧贴身体，提升选手的速度及耐力，比传统泳衣高出 11%。比较 SPEEDO 公司的“快速皮肤” ，SPIRAL 的设计集合了以下三大理论：a.整流作用当对象在水中移动时，其不平的表面会造成各种微小的漩涡，而这些微
13、小的漩涡能减少水乱流的情况。这个现象被称为“整流作用” 。ARENA的专家将这种高效率的 “整流 ”表现进一步研制出拥有独特沟纹的SPIRAL 泳衣产品。而纹沟的方向经严格研究改进，每部分更能提高其准确性，使SPISAL拥有更有效的 “整流”表现，以减低水阻。b.调校体型SPIRAL的螺旋设计根据人体线条特别研制，充分利用面料的收缩特性，令游泳选手身体每一部分都能绝对贴身及有如量身定造般的效果，尤其能减少臀部及胸部弯曲部分形成的阻力。宽紧度适中的SPIRAL，有如泳手的第二层皮肤，令泳手能浑然忘却泳衣的存在，适体自然，从而施展浑身解数。c.减少水流阻力SPIRAL的物料表面经过特别处理，其功能
14、之卓越，只要把水泼于其表面便能显而易见。水分会变成圆点，犹如莲叶上的露珠一样，而因这特别的处理，一层空气层由泳衣本身及水之间慢慢形成。这层空气层扮演着润滑剂的角色，减少了水流所带来的阻力。与此同时，SPIRAL极低的吸水特性有助于保持泳衣轻巧，对于选手来说，犹如穿着了一层空气一样。(3)第一代鲨鱼皮- FASTSKIN 1泳衣设计上的真正突破是第一代鲨鱼皮-FASTSKIN 1，见图 6所示。FS1 根据流体动力学原理，采用超伸展纤维制成，具有极强的弹性和伸展力，比普通游泳衣的速度提高了 3。它采用了鲨鱼脊形构造的原理，能够有效的使鲨鱼身体周围的水流走，从而减少阻力。FS1 模仿鲨鱼的皮肤，在
15、泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起，以有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。这是由空气动力专家巴里比克斯勒设计的，他利用动力学模拟软件(CFD)对这种泳衣降低阻力的效果进行了模拟测试，设计人员动用了多项高科技手段进行研究开发。他们对游泳运动员进行了全息扫描，设计人员通过扫描得到的数据，用计算机制造出了一个模拟的运动员。把这个模拟运动员在水槽中进行流水测试，观察水流和人体的摩擦，设计者运用多种材料来减低摩擦。FS1 除了表面非常光滑外，还可以看到很有多鱼鳞状的暗纹，胸口，后背，袖口这里都有特殊的突起，这是为水流更快通过，使运动员能达到更快的速度。图 5 SPIRAL 泳衣 图 6 FS1
16、 女式全身泳衣 图 7 FS2 男式全身泳衣(4)第二代鲨鱼皮- FASTSKIN 2经过最先进的测试和分析表明，FS2 比第一代 “鲨鱼皮”FS1拥有更出色的技术，除了采用两种不同表面性能的织物-Fast skin和 Flex skin 外，该公司在泳衣设计上尽量通过减少接缝及其复杂程度来减轻质量并使其更合身。FS2泳衣又增加了一些新的亮点，见图7所示。其表面以聚四氟乙烯抛光，保留FS1设计外，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4%。此外，还增加了两个附件：一是附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器，使运动员拥有更好的水感，游起来更加轻松；二是振动控制系统附在胸前和肩后的一些护垫，作用是帮助引导水流。每个运动员在定做该款泳衣时都必须先要把体型扫描输入电脑，通过计算以获得最佳的合身效果。这种泳衣覆盖面大，能将运动员从脖子、手腕到脚踝全都包得密不透风。泳装的质地经过特别处理，外表像鲨鱼皮一样光滑，其表面分布着上百万个微小的“鳞片”，可以化解水中的涡流。 （5）第三代
