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世界智能纖維的發(fā)展起源與部分公司的開(kāi)發(fā)實(shí)例

相關(guān)專(zhuān)題：資訊頻道資訊頻道發(fā)布時(shí)間：2008-12-17

資訊導讀：　　一、前言　　智能纖維是集感知、驅動(dòng)和信息處理于一體，類(lèi)似生物材料，具備自感知

一、前言

智能纖維是集感知、驅動(dòng)和信息處理于一體，類(lèi)似生物材料，具備自感知、自適應、自診斷、自修復等智能性功能的纖維。智能紡織品是指對環(huán)境有感知和反應功能的紡織品。智能纖維及其紡織品不僅具有對外界刺激(如機械、光、熱、化學(xué)、應力、電磁等)感知和反應的能力，還具有適應外界環(huán)境的能力。特別是紡織科技的進(jìn)步將很快地使我們的衣物除了用來(lái)穿著(zhù)以外，還具有各種不同的功能。它可以使我們更具活力，或是保護我們不受細菌的疾病的侵擾。雖然在這個(gè)星球上仍有成千上萬(wàn)的人因為貧窮而光著(zhù)腳，但是紡織工業(yè)每年都將數百萬(wàn)美元用于研制開(kāi)發(fā)更舒適、更美觀(guān)以及更健康的織物。目前，每年都有2000多種新的織物被研究出來(lái)，而且很快地被用于制作服裝。日本是各種新型紡織面料最大的生產(chǎn)國，也是新型織物開(kāi)發(fā)研究的領(lǐng)頭羊，它擁有世界上5-8個(gè)左右最重要的新型材料研發(fā)實(shí)驗室。其次是美國和瑞士，阿根廷雖然沒(méi)有雄厚的經(jīng)濟實(shí)力，但是在新織物的研究中也有一席之地。特別是智能面料(Smart textiles and interactive fabrics)品種國外行業(yè)人認為它將會(huì )陪伴我們終身，現有產(chǎn)品及即將開(kāi)發(fā)的新品不僅能夠使面料自我“打理”，同時(shí)還能“照料”著(zhù)裝者。而智能面料是一種新型面料，新科技的應用賦予了面料新的功能。新產(chǎn)品的問(wèn)世及不斷開(kāi)發(fā)使智能服裝有可能伴隨穿著(zhù)者從孩提時(shí)代一直到暮年。其實(shí)，智能面料能夠開(kāi)發(fā)出很多種類(lèi)的服裝，從防護衣到娛樂(lè )外套(entertainment jackets)，一整套智能面料產(chǎn)品都已經(jīng)問(wèn)世了。如防護衣可以用來(lái)防止新生兒死于嬰兒瘁死綜合癥；熒光服可以保證在校兒童安全；通訊及娛樂(lè )外套可以用于工作及休閑；監護襯衫可以監控重要身體數據，如心臟、肺、皮膚及體溫，并利用這些數據來(lái)發(fā)現早期的心臟及循環(huán)系統疾病。因此，智能面料服裝已經(jīng)與人們的生活息息相關(guān)了。

二、智能纖維材料的發(fā)展歷史

早在20世紀50年代，Hirshbery發(fā)現了螺吡喃類(lèi)化合物的變色現象，并將這種現象稱(chēng)為Poto.Chromism(光致變色)。智能變色纖維是變色材料研究領(lǐng)域里一個(gè)小的分支，它最早應用于1970年的越南戰爭戰場(chǎng)上，美國的CYANAMIDE為滿(mǎn)足美軍對作戰服的要求而開(kāi)發(fā)了一種可以吸收光線(xiàn)后改變顏色的織物。此后各種變色復合纖維，如繡花絲絨、針織紗、機織紗等，廣泛應用于運動(dòng)鞋、皮革、毛衣等，受到人們的廣泛喜愛(ài)。“智能材料”這個(gè)概念最早是由美國弗吉尼亞大學(xué)Craig Rogers博士最早提出來(lái)的。1989年日本人高木俊宜將信息科學(xué)融合于材料的物性和功能，也提出了智能材料(Intelligent ma.terials)概念。爾后美國的R.E.Newnham教授提出了靈巧(smart)材料。近幾年智能纖維及其紡織品越來(lái)越多的受到各國研究者的重視，國內外許多機構開(kāi)始致力于智能紡織品的開(kāi)發(fā)研究，所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品向多功能化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。智能紡織品的開(kāi)發(fā)在我國還是一個(gè)嶄新的課題，它的發(fā)展必將對我國紡織行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。同時(shí)，紡織工業(yè)的革命可以追溯到1890年，正是在那一年，人們開(kāi)始提出衣物與健康有密切的聯(lián)系這一觀(guān)點(diǎn)。在那以前，已經(jīng)有許多人成為了時(shí)尚的犧牲品：1803年，穿用薄洋紗制成的裙子成為當時(shí)婦女的時(shí)尚，但是有許多婦女因穿著(zhù)這種保暖性極差的服裝而感染上肺結核。數千名婦女因肺結核而死亡，當時(shí)的人們因此將肺結核稱(chēng)為“薄洋紗熱”。這樣為了時(shí)尚而喪命的故事當然已經(jīng)成為了過(guò)去，如今世界正向著(zhù)更實(shí)用更健康的方向發(fā)展。在這個(gè)新的世紀里，占主導地位的觀(guān)念是關(guān)注我們的健康和我們的地球。在紡織工業(yè)中，這種理念與科技的進(jìn)步結合在一起，給我們帶來(lái)了各種新型的織物。

三、國內外智能纖維材料與下游生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)實(shí)例

智能纖維材料是指能夠感知周?chē)h(huán)境變化或受到刺激后能反映出某種變化的纖維。智能纖維之所以具有這種功能.主要是這種纖維含有傳感、執行和處理器的功能，具有傳感、執行、調控、識別、變化、適應能力。據有關(guān)資料介紹，目前智能纖維材料品種有：光纖傳感器、形狀記憶纖維、變色纖維、調溫纖維、智能抗菌纖維等。

1.江蘇吳江市方圓化纖有限公司開(kāi)發(fā)的智能纖維

江蘇吳江市方圓化纖有限公司成功開(kāi)發(fā)出PTT智能形狀記憶特性纖維，并且投入試生產(chǎn)階段，成為國內具有自主知識產(chǎn)權的PTT形狀記憶特性纖維生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品商品名Fineyarn，性能達到國際領(lǐng)先水平。形狀記憶纖維則是指纖維一次成型時(shí)，能記憶外界賦予的初始形狀和特性，定型后的纖維可以任意地發(fā)生形變，并在較低的溫度下將此形變固定下來(lái)(二次成形)或者是在外力的強迫下將此變形固定下來(lái)。但當已經(jīng)變形的纖維在遇到特定的外部刺激時(shí)，形狀記憶纖維可回復至原始形狀，也就是說(shuō)最終的產(chǎn)品具有對纖維最初形狀記憶的特性，使用該種形狀記憶纖維制得的織物被稱(chēng)為形狀記憶織物。方圓化纖總經(jīng)理告訴記者，PTT形狀記憶特性纖維適于制作休閑夾克、休閑套裝、女裝套裙，男女襯衫、夏季外衣，外套、休閑服飾及各類(lèi)童裝等，還可用于內衣、外衣、運動(dòng)服、襪子、鞋用紡織品、婦女衛生用品、床上用品，病員服、醫護服飾、手術(shù)衣、手術(shù)用布、繃帶、醫院窗簾，旅游業(yè)床上用品、裝飾布、食品餐飲業(yè)工作服等。

2.意大利一家紡織品公司開(kāi)發(fā)出智能化襯衣

意大利一家紡織品公司開(kāi)發(fā)的智能化襯衣，該公司是利用形狀記憶鈦鎳合金纖維與合成纖維錦綸交織的方法。其織物紗線(xiàn)的設計比例為：五根錦綸絲配一根形狀記憶鈦鎳合金絲。當你所處的周?chē)h(huán)境溫度升高時(shí)，這種智能襯衣的袖子會(huì )自動(dòng)卷起。而且這種襯衣還不怕起皺，即使揉成亂糟糟的一團，用電吹風(fēng)一吹，馬上就能復原，甚至于人的體溫也可以自動(dòng)將其“熨平”。

3. TAMSA集團公司開(kāi)發(fā)出智能變色服飾

TAMSA集團正在銷(xiāo)售新開(kāi)發(fā)的變色服飾，TAMSA集團為確保變色服飾成功并快速登陸中國，以連鎖經(jīng)營(yíng)的模式向中國投資創(chuàng )業(yè)者隆重推出TAMSA變色服飾加盟連鎖，設立四個(gè)不同投資等級七種選擇,并由公司總部統一指導、統一品牌、和店面形象，統一商標、統一VI設計，統一超低價(jià)一站式供貨。不管投資者選擇何種投資級別，TAMSA集團總部均肩負讓投資者迅速創(chuàng )業(yè)致富的使命，同時(shí)為各小級別的加盟商提供全面升級指導服務(wù)。

4.日本Kanebo公司開(kāi)發(fā)出智能光敏變色織物

日本Kanebo公司將吸收350 nm-400 nm波長(cháng)紫外線(xiàn)后由無(wú)色變?yōu)闇\藍色或深藍色的螺吡喃類(lèi)光敏物質(zhì)包敷在微膠囊中，用于印花工藝制成光敏變色織物。微膠囊化可以提高光敏劑的抗氧化能力，從而延長(cháng)使用壽命。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的光敏變色T恤衫早就于198 9年首次供應市場(chǎng)了，而近年來(lái)，國內也有類(lèi)似的產(chǎn)品銷(xiāo)售。

5.日本松井色素化學(xué)工業(yè)公司開(kāi)發(fā)出智能光敏纖維

所謂光敏纖維，就是在光的作用下，某些性能如顏色、力學(xué)等發(fā)生可逆變化的纖維。在光敏纖維中，研究的熱點(diǎn)是光致變色纖維。它是通過(guò)在纖維中引入光致變色體而制得。對于有機化合物而言，光致變色往往與分子結構的變化聯(lián)系在一起。目前，光致變色纖維的研究已在日本等發(fā)達國家取得較大進(jìn)展，如松井色素化學(xué)工業(yè)公司制成的光致變色纖維，在無(wú)陽(yáng)光的條件下不變色，在陽(yáng)光或UV照射下顯深綠色。

6.日本旭化成公司開(kāi)發(fā)出智能感溫變色纖維

日本旭化成公司saran纖維就是以鮮艷的色彩為特長(cháng)的原絲，在saran纖維里，加入了一種特殊的感溫微型膠囊,使纖維一加溫就變成透明的，成為感溫變色纖維SaranArt TC。在此情況下感溫纖維會(huì )變，用吹風(fēng)機加溫，用冰水冷卻后對體溫和呼吸等的溫度起反應即便是從室內到戶(hù)外時(shí)的溫差也不退色，保持鮮艷色彩保持防水性和不易燃的特性象涂層過(guò)的絲一樣不會(huì )脆化。

感溫變色的溫度如下：

20度型16度-20度之間變色

25度型22度-31度之間變色

另外，也可根據要求在0~45度之間進(jìn)行設定。

7.美國科學(xué)家開(kāi)發(fā)智能變色纖維軍服

美國科學(xué)家正在研制一種可如變色龍一樣快速改變顏色的衣服，穿衣者只要啟動(dòng)控制器，就能讓這種衣服的顏色變得和周邊環(huán)境一樣。美國康涅狄格大學(xué)助理教授弗雷格·佐青發(fā)明了能因應電場(chǎng)變化而改變顏色的電致變色聚合纖維。這種纖維之所以能變色，是因為其化學(xué)鍵的電子能從一系列隱形波長(cháng)吸收光線(xiàn)。電壓變化后，電子的能量水平就被改變，吸收不同波長(cháng)的光線(xiàn)，從而改變物料的顏色。到目前為止，佐青已能把纖維的顏色，由橙轉藍或由紅變藍。他下一步是要創(chuàng )造能由紅色及綠轉白的纖維。佐青希望，最終能把不同顏色的纖維，編織成十字型衣料，透過(guò)金屬線(xiàn)連接電池后，每個(gè)十字點(diǎn)都能變成一個(gè)像素──即組成屏幕圖象的小光點(diǎn)。以這種纖維制成的衣服，穿著(zhù)者就能根據自己的心情，透過(guò)啟動(dòng)一個(gè)微型控制器，調整服裝的顏色。或者，穿著(zhù)者可以將微型控制器連接攝影機，像素即能展示穿著(zhù)者四周景物的顏色，讓衣服的顏色和四周景物“合而為一”。其它研究這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家，研發(fā)一種電致變色聚合物膜，以改變表面的顏色。這種膜能因應耀眼的光，能自動(dòng)令窗格變暗，或用來(lái)在包裝、個(gè)人訊息或賀卡上展示廣告。

8.瑞士Schoeller公司開(kāi)發(fā)出智能調溫面料

新型可調溫面料讓冬暖夏涼的衣服成為可能。變化無(wú)常的天氣常常令我們在選擇出門(mén)的衣服時(shí)大傷腦筋。該穿短袖還是夾克?穿這件衣服晚上會(huì )不會(huì )冷?就沒(méi)有能隨溫度變化而改變保溫能力的衣服嗎?針對這一問(wèn)題，瑞士Schoeller公司最近推出了一種可彈性調整溫度的智能面料——c—change。Schoeller公司的研究人員從冷杉球果的調溫方法中獲得了開(kāi)發(fā)。c_ change面科的靈感。冷杉球果是植物應對自然界溫度、天氣變化的高手——每當氣溫下降或潮濕時(shí)，冷杉球果便會(huì )關(guān)閉鱗片，保持溫度和干燥；一旦天氣回暖、濕度下降，鱗片就會(huì )再度打開(kāi)，接受陽(yáng)光并排出濕氣。Schocller面料采用了與這一原理類(lèi)似的薄膜技術(shù)，可根據周邊的情況自動(dòng)做出相應的調整，使衣服始終保持最合適的溫度和濕度。

9.雪蓮與恒天合作研發(fā)出新型智能調溫纖維產(chǎn)品

繼北京雪蓮羊絨股份有限公司與山西恒天新纖維科技開(kāi)發(fā)有限公司合作研制出可發(fā)射負離子功能的智能調溫型牛奶蛋白復合纖維后，近日，其研制的智能調溫型牛奶蛋白纖維的性能技術(shù)又有了重大突破。據悉，新研制的智能調溫型牛奶蛋白復合纖維產(chǎn)品可以與高級羊毛、駝絨混紡，制作出具有明顯舒適性智能調溫特征的高級面料。據了解，這種新產(chǎn)品的最大特點(diǎn)是：相變焓高達22J/g以上，且耐壓、耐高溫性能優(yōu)良。即使產(chǎn)品經(jīng)高溫染色和汽蒸、高壓定型整理和皂洗工藝后，其相變焓仍達20J/g以上。其次，這種纖維是含有天然牛奶蛋白的營(yíng)養材料，親膚性極好，為下游客戶(hù)研制和開(kāi)發(fā)高檔新型功能性面料創(chuàng )造了充分條件。據測試，用這種纖維以40%的比例與羊毛、駝絨、棉等纖維混紡，其最終得到的面料調溫功能(相變焓指標)比用純的美國outlastPCM調溫腈綸纖維、粘膠纖維制造的產(chǎn)品還要高，且手感要遠優(yōu)于outlastPCM腈綸或粘膠纖維產(chǎn)品。據雪蓮公司苗曉光總工程師介紹，智能調溫纖維的兩大重要指標是纖維的相變焓大小，和纖維的耐壓、耐高溫汽蒸性能。纖維相變焓大小決定了纖維的調溫范圍和調溫舒適度程度；耐壓和耐高溫汽蒸性能則決定了其在對纖維由纖維加工成面料和產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，起調溫功能的相變焓損失程度，以及人體在穿著(zhù)、洗滌過(guò)程中造成的調溫功能的損失程度。目前，一些市場(chǎng)上售出的號稱(chēng)具有調溫功能的服裝，由于采用的是相變焓較低(7J/g以下)且耐汽蒸和耐高壓性能一般的纖維，從纖維到成品經(jīng)過(guò)較長(cháng)工藝路線(xiàn)，最終纖維的相變焓損失較大，導致產(chǎn)品僅有微弱的調溫功能，有的經(jīng)過(guò)后整理工藝后，幾乎完全喪失了調溫功能，所以這種產(chǎn)品很難提供出產(chǎn)品調溫性能的測試報告。而雪蓮公司新開(kāi)發(fā)的高相變焓穩定性極佳的智能調溫型牛奶蛋白復合纖維解決了這一問(wèn)題。新產(chǎn)品的上市，為高檔面料的開(kāi)發(fā)創(chuàng )造了一個(gè)新的市場(chǎng)空間。

四、結束語(yǔ)

雖然智能纖維與面料的發(fā)展尚處幼年，但是在未來(lái)幾年它將迅速發(fā)展。預計軍用服裝，體育運動(dòng)服，衛生保健服及工作服等領(lǐng)域將有新的突破。政府已經(jīng)投入了大量研究經(jīng)費，特別是在軍用服裝方面。智能面料在醫療及體育方面也有重要的商業(yè)用途，比如醫療監護功能，自動(dòng)恢復及自動(dòng)清潔等功能。總之，將來(lái)服裝將擁有醫療監控功能，可裝配內置電話(huà)，計算機及健康監控裝置；還擁有辦公助理的功能，提醒穿著(zhù)者需要醫生，出門(mén)別忘帶鑰匙等。目前一些技術(shù)已經(jīng)投放市場(chǎng)，如監控身體健康，有些仍在研究當中。然而毋庸置疑的是，預計智能面料將在未來(lái)的二十年內得以普及。

來(lái)源：中國綢都網(wǎng)

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本文標簽：智能纖維

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