DEVELOPMENT OF DESIGN AND TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF SCHOOL CLOTHING WITH SIGNS OF ERGONOMIC ADAPTABILITY

  • A. Seleznova Khmelnytskyi National University
  • O. Andrieieva Khmelnytskyi National University
  • S. Heivashchuk Khmelnytskyi National University
Keywords: school uniform, primary school age, ergonomic adaptability, dynamic anthropometry, design allowances, modeling methods, comfort, biomechanics of movements

Abstract

The paper addresses a relevant scientific and applied problem regarding the improvement of the ergonomic quality of school clothing for primary school children (6–10 years old). The relevance of the topic is driven by the necessity of creating a comfortable and safe educational environment, where clothing acts as an active adaptive system that does not restrict the child's movements and contributes to the correct formation of their musculoskeletal system. It has been proven that existing design methodologies, based on static anthropometry, do not fully account for the movement kinematics of the modern schoolchild. This leads to a "static-dynamic conflict," which negatively affects the well-being of the child, who spends approximately 85% of study time in a forced "sitting" posture or in dynamics, causing restricted mobility and circulatory disorders. Based on a system analysis of the "human–clothing" biomechanical system, the values of dynamic increments in dimensional features critical for form shaping were experimentally established. It was determined that upon transitioning from a "standing" position to a working "writing" posture, the back length along the spine increases by 4-6% (up to 10% for girls); linear measurements of the outer arm surface during flexion increase by 10–12% (up to a maximum of 15%), and waist circumference in the sitting position increases by 4.5–6.0 cm. These data underscore the unsuitability of standard design allowances calculated primarily for a static posture. The necessity of transitioning from fixed allowances to parametric standardization is scientifically substantiated. A mathematical model for calculating the total design allowance is proposed, which includes a variable functional component for dynamic extension. This allowed neutralizing the "leverage effect," where clothing resists movement, and justifying an increase in the chest line allowance to 6–8 cm. A complex of innovative design and technological solutions for boys and girls has been developed: introduction of an anatomical sleeve cut with a preliminary axis bend of 10-15 degrees; use of adaptive elastic gusset inserts in the armholes and side seams; and development of a dynamic waistband construction using perforated elastic tape, ensuring automatic volume adjustment. The manufacturing technology has been improved through the application of selective fusing, allowing preservation of up to 90% of the fabric's natural elasticity in zones of greatest tension. Experimental validation results confirmed the effectiveness of the developments: a 12.4% reduction in the dynamic resistance force of the clothing, a 60% increase in movement comfort, and a 12.5% increase in product wear resistance indicators. The calculated coefficient of dynamic conformity of the shoulder girdle construction increased from 0.72 to 0.91, indicating the creation of an adaptive ergonomic system. The integral quality index increased by 35–53%, testifying to the creation of a new generation ergonomic product.

References

1. Ніколаєва Т. І., Овчарек В. Є. Ергономічне забезпечення якості швейних виробів для дітей шкільного віку. Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. Серія: Технічні науки. 2018. № 4. С. 56–64. URL: https://er.knutd.edu.ua/handle/123456789/11050
2. Сиротенко О. П. Наукові основи проектування шкільного одягу з високими ергономічними властивостями. Легка промисловість. 2018. № 1. С. 22–26. URL: http://light-industry.kiev.ua/uk/archive/
3. Березненко М. П., Федоткін І. М. та ін. Роль одягу як фактора оздоровчого характеру. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки. 2013. № 3. С. 16–19. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vchnu_tekh_2013_3_4
4. Васильєва І. В., Гричанюк О. В., Калун О. Ю., Васильєва О. С. Трансформація як актуальний напрям дизайну шкільного форменого одягу. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Культорологія та мистецтвознавство: точки дотику та перспективи розвитку» (м. Венеція, 27-28 листопада 2020 р.). Венеція, 2020. С. 118–120.
5. Головня М. В. Використання біеластичних матеріалів у конструкціях сучасного шкільного одягу. Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. Серія: Технічні науки. 2020. № 3 (146). С. 88–95. URL: https://er.knutd.edu.ua/handle/123456789/16342
6. Лобанова Г., Єрій А., Андрєєва О. Функціональні можливості CAD систем в індустрії моди. Вісник Хмельницького національного університету. Серія: Технічні науки. 2025. № 2 (349). С. 528–534. URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/
7. Zakharkevich O., Shvets G. Digital technologies in apparel design for children. Technological Systems. 2021. № 2. С. 45–52. DOI: https://doi.org/10.29010/51.2021.02.06.
8. Васильєва О. С. Проєктування шкільної форми в контексті трансформативного формотворення. Art and Design. 2019. № 2. С. 22–33. URL: https://jrnl.knutd.edu.ua/index.php/artdes/article/view/363
9. Як одягнути дитину до школи: сучасні ідеї шкільної форми 2025. Sinat : вебсайт. URL: https://sinat.com.ua/iak-odiagnuti-ditinu-do-skoli-sucasni-ideyi-skilnoyi-formi-2025/
10. Pereira P., Miguel R., Cunha J. Children’s Functional Clothing: Design Challenges and Opportunities. Applied Sciences. 2024. Vol. 14(11). Art. 4472. DOI: https://doi.org/10.3390/app14114472.
11. Avadanei M. L. et al. A New Approach to Dynamic Anthropometry for the Ergonomic Design. Sustainability. 2022. Vol. 14(13). Art. 7602. DOI: https://doi.org/10.3390/su14137602.
12. Hatef M., Jalil N. Body Size, Silhouette Shape and Clothing Key Dimensions. New Design Ideas. 2022. Vol. 6(2). P. 229–243. URL: https://jomardpublishing.com/UploadFiles/Files/journals/NDI/V6N2/Jalil_Shanat.pdf
13. Guimarães B., Abreu M. J. Anthropometry for children's clothing. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 254. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/254/16/162006.
14. Syafei M. Y., Purnomo H. The Application of Anthropometry in the Design of Children's School Uniforms. Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1175. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1175/1/012015.
15. Колос Н. А., Тимейчук О. Ю. Використання новітніх текстильних матеріалів в асортименті шкільного одягу. Легка промисловість. 2021. № 2. С. 15–20. URL: http://light-industry.kiev.ua
16. Yue Y., You F. Research on the structural design of school uniforms based on children's growth characteristics. Journal of Fiber Bioengineering and Informatics. 2021. Vol. 14(1). P. 45–54. URL: https://doi.org/10.3993/jfbim00356 17. ISO 7250-1:2017. Basic human body measurements for technological design. Part 1: Body measurement definitions and landmarks. Geneva: ISO, 2017. URL: https://www.iso.org/standard/65246.html
18. ДСТУ EN 13402-3:2019 (EN 13402-3:2017, IDT). Позначення розмірів одягу. Частина 3. Розміри та інтервали на основі вимірів тіла. Введ. 2020-09-01. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2019. URL: http://shop.uas.org.ua/ua/natsionalni-standarti/dstu-en-13402-32019-en-13402-32017-idt
19. ДСТУ 8836:2019. Одяг дитячий. Загальні технічні умови. Введ. 2020-01-01. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2019. 18 с. URL: http://shop.uas.org.ua/ua/natsionalni-standarti/dstu-88362019
20. ДСТУ EN 14682:2019 (EN 14682:2014, IDT). Безпечність дитячого одягу. Шнури та стяжки на дитячому одязі. Технічні вимоги. Введ. 2020-09-01. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2019. URL: http://shop.uas.org.ua/ua/natsionalnistandarti/dstu-en-146822019-en-146822014-idt
Article views: 2
PDF Downloads: 1
Published
2025-12-29
How to Cite
Seleznova, A., Andrieieva, O., & Heivashchuk, S. (2025). DEVELOPMENT OF DESIGN AND TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF SCHOOL CLOTHING WITH SIGNS OF ERGONOMIC ADAPTABILITY. Science Bulletin of Poltava University of Economics and Trade. Series "Technical Sciences", (3), 69-78. https://doi.org/10.37734/10.37734/2518-7171-2025-3-11
Section
QUALITY AND SAFETY OF INDUSTRIAL PRODUCTS, STANDARDIZATION, METROLOGY, CERTIFICA