智能化時(shí)代到來了 智能紡織材料助力紡織產(chǎn)品開發(fā)

　　智能紡織材料融紡織、電子、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)等多技術(shù)于一體，可感知環(huán)境變化，并依此作出反應(yīng)，在提高生活質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，滿足特種行業(yè)需要等方面發(fā)揮著重要作用。近年來，智能調(diào)溫、形狀記憶、智能變色、電子信息等智能紡織材料正從戴向穿及更寬的領(lǐng)域發(fā)展?！　?br/>

　　智能調(diào)溫紡織材料

　　該類智能紡織材料被選為“改變21世紀(jì)人類生活的21項(xiàng)革新”之一，具有超高的實(shí)用性與適用性。目前智能調(diào)溫紡織品技術(shù)正向高性能、高技術(shù)水平、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，智能紡織品的技術(shù)研發(fā)、服裝設(shè)計(jì)和操作便利性設(shè)計(jì)等方面不斷滿足人類對(duì)智能產(chǎn)品的需求?！　?/p>

　　隨著德國工業(yè)4.0概念、美國CPS智能化系統(tǒng)的提出，國外在產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)相對(duì)成熟。美國Outlast公司的PCM(相變)技術(shù)在美國、英國等地已有了相當(dāng)廣泛的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;Mid6技術(shù)公司開發(fā)了一種新型的智能調(diào)溫潛水服SmartSkin，其外層是閉孔氯丁橡膠泡沫材料，中間夾層是溫敏性水凝膠與開孔的聚氨酯泡沫材料的復(fù)合物;美國Triangle公司合成了直徑15～40μm的微膠囊，這種微膠囊具有吸放熱的作用，將其整理在織物表面，就使織物具有溫度調(diào)節(jié)的功能;葡萄牙納米技術(shù)和智能材料中心(CeNTI)的科學(xué)家研制出一種由淀粉制成并內(nèi)含微量蠟狀物質(zhì)的納米微膠囊，可永久附著在衣物上，隨著人體溫度的變化，微膠囊會(huì)隨之吸熱融化或放熱凝固，從而保持人體溫度在一個(gè)舒適的范圍內(nèi)?！　?/p>

　　我國智能溫控紡織材料研發(fā)和應(yīng)用取得了較大的進(jìn)步，國內(nèi)已有部分企業(yè)通過不同的技術(shù)手段研發(fā)出了多款智能調(diào)溫紡織品。例如香港福田實(shí)業(yè)集團(tuán)與美國杜邦公司合作，采用Outlast相變材料微膠囊技術(shù)，生產(chǎn)出具有溫度調(diào)節(jié)功能的針織面料，制成了“Fountian”牌溫度響應(yīng)型智能服裝;恒天海龍股份有限公司同天津工業(yè)大學(xué)合作采用微膠囊技術(shù)開發(fā)的具有蓄熱、放熱雙向溫度調(diào)節(jié)功能的“耐高溫相變材料微膠囊及高儲(chǔ)熱量?jī)?chǔ)熱調(diào)溫纖維”，實(shí)現(xiàn)了發(fā)熱、蓄熱、保暖的銜接，提高了人體穿著冬季服裝后的靈活性;安伯士國際集團(tuán)和河北省雄亞紡織集團(tuán)共同將太空相變調(diào)溫纖維與進(jìn)口高級(jí)洛科絨合成，設(shè)計(jì)出了相變智能調(diào)溫紡織品，而且還推出了國內(nèi)首款具有“冬暖夏涼”性能的服裝。　　

　　國內(nèi)已有初具規(guī)模的生產(chǎn)廠家，并形成了智能紡織材料市場(chǎng)。例如青島雪達(dá)集團(tuán)有限公司、青島益泉針織服裝有限公司和青島榮海服飾有限公司合力研發(fā)了智能調(diào)溫纖維商務(wù)休閑服裝，并實(shí)現(xiàn)了批量規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的國內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)力。但我國智能溫控紡織材料研發(fā)起步較晚，一方面在產(chǎn)品研發(fā)方面還存在著許多突出問題，如技術(shù)不成熟、加工難度大、服裝耐久性差、產(chǎn)品性能不足等;另一方面，技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合較弱，導(dǎo)致智能溫控紡織材料應(yīng)用相對(duì)滯后，處于產(chǎn)品探索開發(fā)階段，沒有規(guī)模化生產(chǎn)。

　　智能形狀記憶紡織材料

　　智能形狀記憶紡織材料綜合實(shí)現(xiàn)以下3個(gè)目標(biāo)，綠色環(huán)保材料的設(shè)計(jì)、高記憶性產(chǎn)品的研發(fā)以及產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，是目前形狀記憶紡織品的主要發(fā)展方向。　　

　　國外在形狀記憶紡織品的研究起步較早，市場(chǎng)范圍大、整體技術(shù)水平高、數(shù)據(jù)源豐富、智能化程度高。目前，在日本、美國、英國、意大利、荷蘭等地有關(guān)形狀記憶纖維的研究已取得了很大的進(jìn)展。如，英國紡織機(jī)構(gòu)在研制防燙傷服裝時(shí)，對(duì)形狀記憶合金類智能紡織品成功實(shí)踐，將鎳鈦合金纖維進(jìn)行加工并固定在服裝內(nèi)部，一旦接觸高溫形狀記憶纖維就會(huì)被激發(fā)，達(dá)到防燙傷的目的;日本三菱重工的一個(gè)子公司開發(fā)出了一種具有形狀記憶功能的聚氨酯類新材料Diaplex，這種膜與外衣面料層壓復(fù)合，不僅表現(xiàn)出高拒水性，而且通過對(duì)熱量釋放的控制，可對(duì)穿著者新陳代謝釋放的熱量進(jìn)行智能性響應(yīng)，適用于制造具有形狀記憶且能在環(huán)境溫度較高時(shí)產(chǎn)生散熱和水汽通道的多功能智能服裝，目前已有此種材料的商業(yè)化產(chǎn)品，如智能運(yùn)動(dòng)服、登山服等。　　

　　國內(nèi)一些企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)在智能形狀記憶紡織材料研發(fā)和應(yīng)用方面也取得了較大的進(jìn)展。如天津工業(yè)大學(xué)利用后處理技術(shù)對(duì)纖維進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)出了熱致感應(yīng)型形狀記憶纖維;香港理工大學(xué)形狀記憶研究中心發(fā)明了纖維素基形狀記憶紡織品，并深入研究了智能形狀記憶纖維的組成、結(jié)構(gòu)對(duì)形狀記憶溫度、恢復(fù)力和記憶效果的影響，在溫敏形狀記憶聚合物、形狀記憶面膜等方面的研究發(fā)揮了重要的作用?！　?/p>

　　與國外企業(yè)相比，國內(nèi)在形狀記憶紡織材料方面研究雖然較多，但大多處于試驗(yàn)階段，用料單一，整體創(chuàng)新度不夠，且大多為跟蹤研究，許多新的品種尚在開發(fā)中，尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。同時(shí)存在人才隊(duì)伍相對(duì)薄弱、競(jìng)爭(zhēng)乏力、投入少、開發(fā)力度不夠等問題，此外對(duì)于共享技術(shù)、智能技術(shù)等新技術(shù)的認(rèn)識(shí)較為不足，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)形狀記憶紡織品的工業(yè)化生產(chǎn)仍有較長(zhǎng)路要走。

　　智能變色紡織材料

　　這是一種具有高附加值和高效益的智能產(chǎn)品，在紡織、軍事、娛樂、防偽等領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。智能變色紡織品技術(shù)朝著高實(shí)用性、高安全性、高智能化方向發(fā)展，變色纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)以及智能化設(shè)計(jì)等全方位滿足產(chǎn)品應(yīng)用的需求。

　　目前，智能變色材料的研發(fā)技術(shù)主要分為2類，一是對(duì)變色纖維的直接研發(fā)，如后整理技術(shù)、接枝聚合技術(shù)等，設(shè)計(jì)出具有不同功能的變色纖維;另一種將變色染料與纖維的結(jié)合，如微膠囊技術(shù)。目前，我國與國外一些發(fā)達(dá)國家均已實(shí)現(xiàn)以上2種技術(shù)的研發(fā)，但在技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距。在產(chǎn)品的制造技術(shù)水平方面，國內(nèi)企業(yè)大多處于初級(jí)階段。　　

　　國外已實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售。如以美國國家航空航天局的技術(shù)為支撐，目前已投入市場(chǎng)的名為Radiate的運(yùn)動(dòng)衣，其能根據(jù)身體輻射出來的熱量改變光子的反射方式，身體散發(fā)出的熱量不同，衣服對(duì)應(yīng)部位的顏色就會(huì)有所不同。此款智能變色運(yùn)動(dòng)衣最大的功能就是讓用戶實(shí)時(shí)看到肌肉的發(fā)熱情況，調(diào)整不同的運(yùn)動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品與人體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合。日本Kanebo公司將吸收350～400nm波長(zhǎng)紫外線后由無色變?yōu)闇\藍(lán)色或深藍(lán)色的光敏物質(zhì)包敷在微膠囊中，用于印花工藝制成智能光敏變色織物，采用這種技術(shù)生產(chǎn)的光敏變色T恤衫早已供應(yīng)市場(chǎng)。

　

　　近年來我國多家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開發(fā)了智能變色纖維，整體水平緊跟國際先進(jìn)水平。例如，石獅森科智能科技有限公司通過在衣服內(nèi)層植入自主研發(fā)的“柔屏”產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)服裝的自動(dòng)變色，且能呈現(xiàn)各式各樣的燈光圖案，滿足當(dāng)今年輕人對(duì)時(shí)尚紡織品的追求。智能變色纖維與傳統(tǒng)服裝制造技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了服裝智能變色。如深圳智裳科技有限公司利用光的傳導(dǎo)原理，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電子傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)制造出智能變色婚紗，且能實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制，一鍵變色，自動(dòng)閃爍。　　

　　目前，智能變色紡織材料的研究技術(shù)已經(jīng)比較成熟，且智能變色纖維種類較多。針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，智能變色紡織材料可起到保護(hù)、娛樂等作用。但我國智能變色紡織材料的價(jià)值有待開發(fā)，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)范圍有待發(fā)展。

　　電子信息智能紡織材料

　　全球經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下，電子信息在推動(dòng)紡織業(yè)的技術(shù)革新、優(yōu)化紡織業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品類型中發(fā)揮出了非常重要的作用。電子信息智能紡織品作為不同技術(shù)領(lǐng)域的融合產(chǎn)品，正朝著多系統(tǒng)結(jié)合、多功能化、優(yōu)異產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品類型的方向發(fā)展。電子信息智能紡織品的主要技術(shù)包括3類：第一，對(duì)外部環(huán)境和條件進(jìn)行感知的技術(shù)研發(fā);第二，反饋功能的技術(shù)研發(fā);第三，響應(yīng)功能的技術(shù)研發(fā)。　　

　　目前，在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的背景下，國外對(duì)于電子產(chǎn)品與服裝的融合，已達(dá)到了較高的技術(shù)水平。如加拿大OMsignal智能服裝開發(fā)公司發(fā)布了在服裝內(nèi)嵌入傳感器的智能服裝技術(shù)，能追蹤心率、呼吸頻率、呼吸量、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、熱量消耗、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度以及心率等信息;谷歌聯(lián)手李維斯推出智能服飾，將導(dǎo)電纖維嵌入任何類型的紡織品來制作智能化面料，在衣物上加入紐扣大小的超小型計(jì)算系統(tǒng)，將可穿戴技術(shù)融入牛仔褲、夾克、襯衣甚至內(nèi)衣中;英特爾聯(lián)手建筑學(xué)運(yùn)動(dòng)服裝設(shè)計(jì)師Chromat推出“響應(yīng)式服裝”，智能服裝搭載了英特爾只有紐扣大小的硬件平臺(tái)Curie，利用傳感器收集的心跳、體溫等人體生理信號(hào)，并通過在衣服中集成的形狀記憶合金進(jìn)行衣服變形?！　?/p>

　　OMsignal四種款式T恤

　　我國在應(yīng)用電子信息智能紡織材料監(jiān)測(cè)人體生理指標(biāo)、收集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、智能化理療、服裝微氣候監(jiān)測(cè)等方面取得了較大的進(jìn)展，電子信息紡織材料在國內(nèi)已有部分市場(chǎng)。例如，東莞市南耀智能服飾有限公司研發(fā)出的智能理療內(nèi)衣，可通過APP操控內(nèi)衣進(jìn)行智能健康按摩，實(shí)現(xiàn)紡織品與人體健康的結(jié)合;博迪加科技(北京)有限公司將傳統(tǒng)服裝工藝與電子技術(shù)結(jié)合，采用柔軟高強(qiáng)彈力透氣面料，在服裝內(nèi)層嵌入織物電極，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體心率、呼吸頻率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，快速準(zhǔn)確地采集人體運(yùn)動(dòng)生理信號(hào);此外，深圳智裳、Aika愛家科技、石獅森科智能有限公司、金利萊斯等企業(yè)在智能紡織品的研發(fā)與應(yīng)用上也有所進(jìn)步?！　?/p>

　　智能電熱滑雪服

　　目前，我國電子信息智能紡織品研發(fā)主要以具有傳輸信號(hào)功能的導(dǎo)電纖維和織物技術(shù)為主，并加大了人體生理指標(biāo)與傳感器、系統(tǒng)結(jié)合的研究投入。該類智能紡織材料還需解決電子傳感設(shè)備給服裝洗滌帶來的不便問題和穿著舒適性等問題，并需進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品類型，加快產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。