智能安全服裝中智能纖維的應用
技術瞭望當代智能纖維具備了感知、處理各種信息和狀態的一體化功能,非常類似于所謂的生物工程材料,具備了諸多智能性的功能,比如自我感知、自我修復和自我診斷等。此外,將智能纖維運用到當前的紡織服裝領域,可以設計出多樣化功能的服裝,也可以朝著產業化生產和應用的方向穩步前進。智能纖維在智能安全服裝中的運用和設計,重點應該表現在以下幾方面。
智能變色服裝
智能變色纖維能夠隨著外界溫度的持續變化而自動發生可逆型的顏色變化。按照這種智能變色纖維的相關理論,能夠在人體特殊的穿著環境中運用此種變色纖維,使其改變相關的外界環境,更好地保障人們的安全或者滿足特定需要。
比如,美國著名的CYNAMDE公司,早在上世紀70年代的越戰中,就為美國軍隊研發和制造了吸收光線后服裝顏色發生變化的織物,從而滿足對高性能戰服的需要。此后研發出多種具有變色功能的復合纖維,在紡織服裝以及服飾領域獲得了普遍運用。當前,研究人員主要精力放在轉變變色纖維的全部光譜上面,進一步提升其智能化程度,期待著設計和生產出更好的智能安全服裝,滿足更高的產業化需要。
智能溫控紡織品
智能溫控紡織品可對織物的溫度進行智能控制,以增強織物的舒適性能。智能溫控紡織品可分成保溫、調溫以及降溫等3種類型。調溫紡織品擁有雙向的適應性,可進行溫度調節,用來開發和生產消防服、滑雪服、帽子、內衣、襪子、手套、床墊、毛毯、枕頭等。調溫紡織品主要采用了復合紡絲涂層整理以及微膠囊紡絲,且發展程度日益成熟。
近年來,國內外調溫紡織品領域的發展已經獲得了顯著成就。比如美國最先開始研發和制造調溫紡織品,當初主要服務于登月計劃,1988年美國研發和制造出了Outlast相變材料,1994年之后逐步實現了調溫紡織品的商用價值,持續提升其產品性能。Polytech公司是美國著名的調溫紡織品制造商,它研發制造的Ureatech“空調”織物非常先進,這種紡織品能夠調溫且具有聚氨酯涂層。我國較晚才開始研究調溫紡織品。安伯士國際集團和河北省雄亞紡織集團共同借助“太空技術”,設計出了相變調溫洛科絨線,而且還推出了國內首款具有“冬暖夏涼”性能的服裝。當前,相當數量的調溫紡織品業已步入了產業化階段,然而存在著非常突出的問題,如加工難度比較大、服用性巫需提升、耐久性不好等。
智能抗菌紡織品
在抗菌處理后,紡織品能夠發揮以下兩種作用,首先是為使用者提供保護,其次是預防纖維受到損壞。主要采取下列方法獲得抗菌紡織品:抗菌纖維被制作成不同的紡織物,或利用抗菌劑來處理相應織物。當前市場中的大部分抗菌紡織品均采用后一種方法制作而成??咕鷦┌凑障铝蟹绞桨l揮抗菌機理:
(1)能夠讓細菌細胞中的不同代謝酶失去活性;
(2)細胞內中的蛋白酶能夠和它發生一定的化學反應;
(3)對袍子生成過程進行遏制,將細菌DNA合成阻斷;
(4)對磷酸的氧化還原體系進行加速,干擾了正常的細胞生長機制;
(5)將細胞中的能量釋放機制破壞掉;
(6)阻斷氨基酸轉醋以及電子轉移系統的生成。
智能抗菌紡織物能夠發揮有選擇地控制細菌的功能,不管是在劇烈的或者輕微的活動條件下,均可以使皮膚表面上的部分微生物的繁殖和生長保持正常水平,當前普遍運用在兒童布玩具、內衣、毛巾以及床單等。這種紡織品采取了下列加工方法:接枝改性法、共混紡絲法、離子交換法、復合紡絲法、后整理法以及濕紡法等。通常情況下,智能抗菌紡織品不具備優良的耐久性能,紡織物的抗菌性在洗滌后會出現下降乃至消失殆盡的情況,目前市場上的智能抗菌紡織品洗滌次數通常只有30次上下。
如某公司推出了“智能聚酞胺纖維”的新型運動內衣,穿用者在運動時,其身上的細菌無法悠意繁衍,將尼龍與智能聚酞胺纖維結合起來,增加了其洗滌次數,保證了其耐久性和安全性。如此一來,能夠研發出適宜于特定的衛生醫療以及相關產業使用的紡織品。
智能電子傳感類服裝
智能電子傳感類服裝借助通訊、傳感器以及電子系統的相關設備,充分開展信息交互設計。所以,智能服裝設計將數字交互理念和技術當作基本元素,進一步拓展了智能服裝的實際運用范疇。比如,將傳感器和電子元件植入到服裝面料內,這也是目前設計和實現電子智能服裝的有效手段之一,主要設計了以下類型的產品:溫感羽絨服、生理監控服裝、LED智能感官兒童服裝以及濕感羽絨服等。