智能纺织品及服装的发展研究

智能纺织品及服装的发展研究

田恬 宋金融 李娅菲

山东省产品质量检验研究院 山东济南 250000

摘要：智能织物是一种利用智能材料、先进材料科学、生命科学、电子技术和纳米技术等多种高科技结合的新型织物，促进了智能纺织品制造技术的发展。近年来，随着智能材料、智能纤维、智能织物和智能服装的不断创新，时尚产品发展迅速，受到越来越多的关注。智能织物通常是指可以感知并响应各种环境变化和刺激的织物。智能织物比常规的机织织物和针织织物具有更多功能。根据智能结构对外部变化的反应程度，智能结构可分为无源智能结构、有源智能结构和高级智能结构。其中，被动智能组织只能感知外部环境的变化或刺激；活跃的智能组织不仅可以感知变化或外部刺激，而且可以做出反应；先进的智能面料不仅可以感知和反应，还可以自我调节。智能服装是指模仿生命系统的服装，该系统可以感知外部环境或内部状态的变化，并可以通过反馈机制对变化做出响应。

关键词：智能；纺织品；服装；发展

智能纺织品技术是交叉学科的产物，而标准化工作可以加速智能纺织品技术的研究和应用，提升产品可靠性和稳定性，规范市场和行业发展。欧盟、美国以及日本等国家和地区都积极推动智能纺织品标准化工作。目前，ISO、IEC、IPC等国际标准组织以及欧盟和美国在智能纺织品领域的标准化工作主要集中于基础标准(术语、定义和分类)、电性能(可拆卸电子器件、导电纱线、电极耐久性)、热性能(储热、放热)等3个方面。而国内大部分研究目前集中于智能纤维和面料的研究，市场上实际应用的智能纺织品成品较少，同时在该领域的标准化工作才刚刚起步。未来，我国应从行业政策层面支持加快智能纺织品技术的开发和应用，促进和引导科研机构与企业的技术对接与交流，鼓励企业、高校和科研机构中不同学科领域的研究人员和技术专家，参与智能纺织品国际标准化工作。

1智能纺织品的分类和功能

1.1可适应温度控制的纺织产品

纺织品智能温度控制响应于外界温度对纺织品、保温材料、纺织品和纺织品隔热的冷却温度控制的刺激，已得到了迅速发展。近年来，主要研究方向是使用隔热材料。它吸收外部能源的能量，并向人体辐射热量，以实现热处理和来自日光和红外纤维隔热罩的热处理。美国杜邦公司有4种Coolmax产品，其根部纤维和纤维之间的空隙最大，可确保水分和表面热量迅速传递到所开发的ACEC织物纤维的外层。

1.2形状记忆纺织品

织物形状记忆是指织物经过织造和整理后具有形状记忆功能的材料。作为纺织品，它赋予纺织品形状记忆的外观。根据形状记忆纤维的工作原理，可以在初始成形过程中识别初始形状，将形状固定，然后再变形。当状态改变时，可以更正此转换。当转换后的光纤再次接收到外部能量时，它可以恢复到原始状态。

形状记忆包括合金、变形记忆聚合物、形状记忆和水凝胶形状记忆（包括单元合金）。形状记忆聚合物纺织品包括棉花形状记忆饰品、丝绸形状记忆饰品和羊毛形状记忆饰品。耐化学性形状记忆纺织品主要表现为不需要熨烫、隔热、透气等功能。大多数形状记忆纺织品专注于生产各种具有形状效应记忆的花式纱线和织物。

1.3纺织品变色

变色纺织品是指随着外界环境的变化，如光照、温度、压力等，能显示不同颜色的纺织品。这些变色纺织品包括对温度敏感的纺织品、对水分高度敏感的变色纺织品、结构变色的纺织品和对光敏感的纺织品。

光敏织物在不同的光线下变色，而温度敏感织物在不同的温度下变色。纺织材料在阳光下会褪色。使用温度敏感材料。在日本、美国等发达国家，光致变色纤维的研究取得了很大进展。例如由美国Geogia理工学院的MatsuiColorChemicalIndustryCo.Ltd化学工业有限公司生产的光致变色纤维混合颜色以改变纤维颜色，或改变纤维涂层以自动控制纤维颜色。康涅狄格州立大学的选星技术可以通过电荷改变颜色，这种材料有望用于服装上显示电视屏幕。这种使用渠道也被广泛应用于帐单、证书和商标作为防伪媒介。

2智能纺织品市场化面临的挑战

2.1消费者认可度

目前智能纺织品的应用大多是专业应用场景。然而，在一些非专业领域，此类产品只能满足极少数人的好奇心；对于大多数消费者来说，这些产品只是概念性产品。此外，一些不良企业销售的产品没有明显的智能特征，这也降低了消费者对智能纺织产品和行业的认可度。

2.2产品安全和质量

在使用传统纺织品的过程中，材料的基本结构和性能将缓慢变化；在洗涤和磨损过程中，在反复载荷作用下，会发生动态疲劳破坏和蠕变破坏。然而，现有的智能纺织品大多与电子元件结合，带电元件的可靠性和电气安全性已成为使用过程中不可避免的问题。在使用过程中需要考虑具有无线信号传输功能的智能纺织品的电磁兼容性（EMC）和抗干扰能力。此外，还需要考虑信息安全和隐私保护等问题。

2.3消费者的负担能力

智能纺织品的价格超出了普通消费者的承受能力，这是影响市场化的一个重要因素。目前，智能纺织品的产业化发展尚未形成。产品的开发和广泛应用还需要大量的基础研发；D.投资。只有将微电子、信息、化学等高新技术产业与传统纺织产业深度结合和提升，才能实现这一目标。

3纺织技术的发展方向

3.1可组合模块技术

可组合模块技术是指将电子元件组合到纺织品中作为纺织模块，如Levi’s和PhilipsICD风格的外套，即带有集成键盘和通信设备、MP3控件、GPS和其他功能模块的衣服。今天，一些商业天才也使用这种集成模式。通过将各种传感器集成到衣服中，它们可以监测人体温度、速度、心律、位置等信息。

3.2集成电子元件连接结构

集成电子元件连接织物是指通过导电纱和柔性传感器连接到织物上的电路板。例如，李维斯正在欧洲测试和推广智能夹克。站立时，它可以提供步数、速度、距离和脚重分布。步行和跑步可以上传或导入智能手机进行分析。西班牙公司设计的智能T恤可以监测体温和心率。智能文胸是由一家美国公司开发的。它可以通过连续分析乳腺表面温度的变化来检测乳腺肿瘤。

3.3传感器和部件

例如，柔性压敏材料、智能纳米电子织物和弹性织物在正常条件下表现出弹性压力，如果它们被挤压或弯曲，电阻将减小，直到它们导电为止。纺织柔性LED显示屏采用特殊的织造工艺和光纤技术制成。因此，可将柔性LED显示屏添加到衣服上，然后连接到已安装的电子设备上，实现计算机系统与电子设备之间的通信。

结论

智能纺织品是纺织领域的一次重大突破，智能纺织品的涵盖范围不仅仅局限于可穿戴的纺织品，随着纺织材料的不断创新、不同学科的交叉融合，智能纺织品是多方向融合的一种发展趋势。虽然智能纺织品有许多的优点，但还存在不足，就电子信息智能纺织品而言，存在水洗性、穿着舒适性、传导性能差等问题，其中最重要的问题是绿色安全性，当这些智能材料应用于纺织品上时，有些与皮肤直接接触，则特别需要重视对人体是否有危害。总体而言，智能纺织品有很大的发展潜能，电子信息智能纺织品的研究与应用将为人们的生活提供便利，也将为传统服装带来创新发展。

参考文献：

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