智能紡織品研究論文

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摘要本文就已開(kāi)發(fā)成功或正在設(shè)計(jì)、研制、開(kāi)發(fā)的智能型紡織品作了介紹，其中包括光響應(yīng)類紡織品、熱調(diào)節(jié)類紡織品、結(jié)合電子技術(shù)類紡織品，并對(duì)智能紡織品今后的研究方向做了簡(jiǎn)要的敘述。

關(guān)鍵詞智能紡織品研究進(jìn)展

一、概述

所謂智能紡織品是指對(duì)外界刺激具有感知能力或兼具反應(yīng)能力的紡織品。其中，對(duì)外界刺激具有感知能力的紡織品主要指光導(dǎo)纖維紡織品以及導(dǎo)電纖維紡織品；對(duì)外界刺激兼具反應(yīng)能力的紡織品主要指形狀記憶紡織品、變色紡織品、防水透濕紡織品、蓄熱調(diào)溫紡織品以及吸濕放熱紡織品。由于這類紡織品具有較高的附加值，故有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究和開(kāi)發(fā)。

本文根據(jù)現(xiàn)有資料及信息，對(duì)己開(kāi)發(fā)成功或正在設(shè)計(jì)、研制、開(kāi)發(fā)的智能型紡織品作簡(jiǎn)要介紹，期望引起同行對(duì)這一領(lǐng)域的進(jìn)一步關(guān)注。

二、各類智能紡織品

（一）光響應(yīng)類紡織品

這類紡織品主要由自發(fā)光纖維所制得。自發(fā)光纖維，是一種剛剛興起的功能性纖維，目前僅在日本、美國(guó)有小批量的生產(chǎn)，一般是在合成纖維生產(chǎn)過(guò)程中加入少量的蓄光劑(主要成分為氧化鉛和一些稀土元素，平均粒度在2μm~3μm)。產(chǎn)品經(jīng)光線照射10min~20min，即可持續(xù)發(fā)光8h~10h，顏色多種多樣，有黃、綠、藍(lán)等。如美國(guó)Beaverindustries和Glo~Tech兩大公司就分別以Glosafety和Glo~Tech商標(biāo)名出售其自發(fā)光產(chǎn)品。

變色紡織品是一種能隨環(huán)境和溫度而自動(dòng)改變顏色的紡織品，在陽(yáng)光下鮮艷奪目，在綠蔭下柔和自然，在室內(nèi)樸素淡雅，其原理是纖維和紡織品采用光敏染料染色。如士兵穿上它，在樹(shù)林里變成綠色，在草原上變成草黃色。在近紅外夜視儀、激光夜視儀、電子形象增強(qiáng)儀、黑白膠片和彩色膠片等器材和偵視技術(shù)面前會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，不易被敵方發(fā)現(xiàn)，以達(dá)到隱蔽自己、迷惑敵人的目的。

（二）熱調(diào)節(jié)類紡織品

溫度調(diào)節(jié)方面主要可分為涼爽功能紡織品、保溫功能紡織品和自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)紡織品三大類，分別介紹如下。

1、涼爽功能紡織品

涼爽功能中最有代表性的就是美國(guó)杜邦公司用于生產(chǎn)cool-max織物的四溝道(Tefrachannel)聚酣纖維，它具有優(yōu)良的芯吸能力，是將疏水性合成纖維制成高導(dǎo)濕能力的纖維。可將皮膚上的汗用芯吸導(dǎo)到織物表面蒸發(fā)并冷卻，有實(shí)驗(yàn)證明在30min內(nèi)，濕度的去除百分率，棉織物為52％。而cool-max為95％。

2、保溫功能紡織品

目前這種類型的紡織品主要包括積極保暖和積極產(chǎn)熱兩方面的功能。Toyobo和Mizuno兩大公司正在聯(lián)合推廣一種“breath-thermo”產(chǎn)品，屬于一種包含有交聯(lián)聚丙烯類的滌綸纖維。所應(yīng)用的這種化學(xué)物質(zhì)還因?yàn)榫哂泻軓?qiáng)的吸水能力經(jīng)常被用做醫(yī)用干燥劑。

Tomy公司的“Warmsensor”機(jī)織物包含有特殊的陶瓷粒子，結(jié)構(gòu)由吸收、絕緣、隔熱三層組成。與普通機(jī)織物相比，其內(nèi)部溫度要高出2℃~3℃，Asics公司已將其用于運(yùn)動(dòng)內(nèi)衣、內(nèi)衣、滑雪服中。由Maldemnills生產(chǎn)的“Porlatech”是內(nèi)置鋰電池的服裝。其中熱盤可以連續(xù)維持5h，以保持服裝內(nèi)的溫度。Goldwin公司目前已開(kāi)始向市場(chǎng)推廣這類產(chǎn)品。

在1998年冬季的奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)上，200名瑞士運(yùn)動(dòng)員和300名記者就穿著了Descent的“Mobilethermo”夾克，這種夾克內(nèi)置了加熱體系。從而保證了內(nèi)部溫度控制精確性。Mitsubishirayon公司生產(chǎn)的“Thermocatch”熱絕緣體系屬于聚丙烯睛纖維。但是其中心為具有光熱轉(zhuǎn)換功能細(xì)微的陶瓷粒子。其表面為氧化銻。據(jù)報(bào)道在普通的纖維中僅僅混入10％該纖維，就可將服裝內(nèi)的溫度提高2℃~8℃，快干、良好的導(dǎo)電性能也是其突出的功能。

與Descente一道，Unitika公司也成功生產(chǎn)出一種產(chǎn)熱紡織品So1ar＆microtype，它是在聚酰胺紗的截面中加入ZrC而形成的，與普通的聚酰胺產(chǎn)品相比，至少可以將內(nèi)部的溫度提高2℃。這些紡織品可用于運(yùn)動(dòng)服裝。用65dtex／15f和130dtex／32f紗所制成的服裝，在1998年的奧運(yùn)會(huì)上，已經(jīng)被西班牙、澳大利亞和加拿大的國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員穿著。

3、自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)纖維及其紡織品

自動(dòng)調(diào)溫纖維和紡織品既不同于傳統(tǒng)纖維和紡織品，也不同于其他高保溫纖維和紡織品，它是一種具有雙向溫度調(diào)節(jié)作用的、以改善舒適性為主要目的的新型材料。關(guān)于溫度調(diào)節(jié)智能紡織品最重要的就是outlast纖維。它是70年代末80年代韌，由美國(guó)航空航天局空間研究項(xiàng)目的成果，其技術(shù)的關(guān)鍵就是應(yīng)用了一種微膠囊包裹的相變材料—PCM，它是一種在確定的溫度范圍內(nèi)可改變自身聚集狀態(tài)的材料，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，以微膠囊的形式加入到紡織纖維的基質(zhì)中。當(dāng)?shù)竭_(dá)相交溫度時(shí)，相交材料通過(guò)不連續(xù)的升溫來(lái)防止服裝內(nèi)溫度波動(dòng)范圍過(guò)大。相變過(guò)程的能量貯存于PCM中以提高其熱容量。當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，又會(huì)釋放出其貯存的能量。（三）熱適應(yīng)性與可逆收縮性纖維及其紡織品

Vigo等將聚乙二醇與各種纖維，如：棉、聚酯或聚酰胺共混物結(jié)合，使其具有熱適應(yīng)性與可逆收縮性。所謂熱適應(yīng)性，是賦予材料熱記憶特征：溫度升高時(shí)纖維冷卻；溫度降低時(shí)纖維發(fā)熱。熱記憶效應(yīng)源于結(jié)合在纖維上的相鄰多元醇螺旋間氫鍵的作用，溫度升高時(shí)，氫鍵解離，系統(tǒng)趨于無(wú)序，線團(tuán)松弛，過(guò)程吸熱；當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，氫鍵使系統(tǒng)更為有序，線團(tuán)壓縮，過(guò)程放熱。所謂可逆收縮性，是指形狀記憶功能，濕態(tài)時(shí)收縮，收縮率可35％，干態(tài)時(shí)恢復(fù)到原始尺寸。如壓力繃帶，在血液中收縮，傷口上所產(chǎn)生的壓力會(huì)止血，繃帶干燥時(shí)壓力消除。

（四）結(jié)合電子技術(shù)類紡織品

目前，這方面的研究處于基礎(chǔ)研究階段,故本文只簡(jiǎn)要介紹三種。

1、帶傳感器的導(dǎo)電紡織品

意大利Pisa大學(xué)將聚吡咯涂層在萊卡纖維表面制成的織物，在受到外力拉伸后產(chǎn)生伸縮，聚毗咯的導(dǎo)電性能產(chǎn)生變化，記錄和分析電信號(hào)的變化，可探測(cè)出手指運(yùn)動(dòng)情況(見(jiàn)圖1)。

圖1智能手套的電信號(hào)輸出

2、音樂(lè)茄克

飛利浦公司和Levis公司合作生產(chǎn)，包含—個(gè)簡(jiǎn)易的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，依靠埋入衣料內(nèi)的光纖將隨身攜帶的電子產(chǎn)品連接起來(lái)，并且通過(guò)置入織物的軟鍵盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)和播放機(jī)的控制，在衣領(lǐng)內(nèi)有一個(gè)微型麥克風(fēng)和一對(duì)可隨意調(diào)節(jié)左右聲道的立體聲耳機(jī)，可以與外界對(duì)話和收聽(tīng)廣播。可見(jiàn)，紡織面料把織造技術(shù)與柔性觸模界面技術(shù)結(jié)合在一起，計(jì)算機(jī)也設(shè)計(jì)成為了服裝的一部分。

3、智能襯衣

智能襯衣（如圖2所示模型）可被作為連接身體與環(huán)境之間的媒介，與織物一體化的傳感器能夠檢測(cè)或顯示監(jiān)控環(huán)境和人體生理的一些重要指標(biāo)，并通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，建議合理的運(yùn)動(dòng)量，同時(shí)，智能卡記錄了穿著者的訓(xùn)練計(jì)劃，能夠感知穿著者的疲勞程度，或建議你繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，或建議你改天再訓(xùn)練。當(dāng)嬰兒或老人佩帶時(shí)，如果發(fā)生危及生命的情形，可以及時(shí)提醒父母或看護(hù)人員，以避免意外發(fā)生。高級(jí)智能服裝將集成無(wú)線遙控技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)、溫度傳感器和保暖材料。情感服裝具有測(cè)試人的情緒的功能。根據(jù)人的情緒，服裝將發(fā)生顏色的變化或釋放香味。該服裝甚至能夠記憶你曾經(jīng)度假的地方，營(yíng)造環(huán)境的氣氛、聲音甚至氣味。躺在智能醫(yī)用床單上的病人可以聽(tīng)音樂(lè)、看VCD、上網(wǎng)或讀書。

圖2智能襯衣模型

三、開(kāi)發(fā)與展望

智能型紡織品是繼功能紡織品之后出現(xiàn)的又一種類型的高科技紡織品。它在增加服裝舒適性、提高人們的生活質(zhì)量、改善人們的勞動(dòng)條件、滿足某些特種行業(yè)和特種場(chǎng)合的需要等方面正在和必將繼續(xù)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，它能增大產(chǎn)品附加值，引起人們的興趣，促進(jìn)消費(fèi)，有助于推動(dòng)紡織行業(yè)的發(fā)展和振興。智能型紡織品的開(kāi)發(fā)不僅需要纖維、紡、織、染、整、剪、裁、縫的緊密配合與協(xié)作，更需要多學(xué)科的互相滲透、交叉相融合：愿更多的紡織行業(yè)和其他有關(guān)行業(yè)的產(chǎn)、學(xué)、研人員投入到這一嶄新的領(lǐng)域里來(lái)。

參考文獻(xiàn)

1.李青山,王慶瑞.智能纖維織物系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).紡織科學(xué)與研究，2002；13(4):8~11

2.R.R.Mather，王潮霞.智能紡織品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用.新紡織，2003；(3):32~34

3.周小紅，練軍.智能紡織品的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.上海紡織科技，2002；30(5):11~13

4.魏征.防護(hù)服用新型智能紡織品.中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝配，2002；(5):27~28

5.陶肖明,張興祥.智能纖維的現(xiàn)狀與未來(lái).棉紡織技術(shù)，2002；30(3):139~144

6.賀昌城,顧振亞.智能型紡織品.針織工業(yè)，1999；(4):48~52

7.宋新遠(yuǎn).功能、智能紡織品及其染整.染整科技，2003；(1):2~6,18