功能性服装设计探析

2018-03-31王明增

纺织报告 2018年10期

王明增

（际华集团股份有限公司，北京 100071）

根据一些特殊行业或特殊人群对服装功能的需求，服装的特殊防护性作用在其设计中应运而生。目前，功能性服装的设计方法主要有采取合理的服装色彩、采用新型纺织纤维材料、开发具有传感功能面料等方面。

1 服装色彩在功能性服装设计中的应用

色彩是服装设计的重要元素之一，科学合理地运用色彩不仅可以提高服装的审美效果，还能够增加服装的艺术性，以提高服装的安全性能。绿、黄、蓝、红四种色彩作为安全色广泛应用于交通、建筑、工矿企业等[1]，对周围不安全因素进行提醒或警示，以防止发生事故。基于这种情况，安全色很自然地被应用到服装设计之中，比如，交通警察、消防与环卫工人的荧光黄绿色制服就是最为典型的例子，它能够在雨雾天、夜间等视觉不良的条件下发挥很好的警示作用。

2 新型纤维材料在功能性服装设计中的应用

各种不同类型纤维材料的开发不断涌现，为功能性服装的设计提供了不同的设计方向。

2.1 空调纤维制作调节冷暖温度服装

1988年，美国太空总署为登月宇航员开发了一种具有调节温度功能的纤维，即空调纤维。空调纤维的主要作用机理是纤维中的纳米微胶囊能够在受热与受冷的时候，通过微胶囊内相变物质的相变来对应放热与吸热，从而达到调节温度之目的，基体材料初期主要应用在腈纶纤维之中。

近年来，随着纤维纺丝工艺的发展，具有温度调节功能的粘胶纤维也被相继开发出来。实践证明，利用空调纤维制作的温控服装对维持身体体温平衡具有明显的效果[2]，一定程度上保障了人们的身体健康。智能调温的机理略有差异，主要有以下3种：

2.1.1 微胶囊复合纺丝法

这种方法是通过纺丝法将直径为1μm～100μm的固体微胶囊纺制到纤维里面，机理是利用相变时的吸、放热变化来调节服装温度。

2.1.2 湿法纺丝

把纤维纺丝材料与相变材料的混合液进行纺丝。最为著名与最先实现产业化的是Outjast纤维，这种纤维已经在服装上得到了很好的应用。

2.1.3 熔融复合纺丝法

把纤维聚合材料与相变材料通过熔融纺丝的方式，制造成空调纤维。近些年来，还兴起了使用相变材料直接对服装面料表面进行涂层处理的方法，从而使得服装具有温度调节功能，也取得了较好的发展。

2.2 药用抗菌纤维制作保健抑菌服装

利用药用抗菌纤维制作具有保健功能的服装。这种产品主要是借助于服装纤维中的药用抗菌成分的功效，达到对身体的保健性作用，对细菌起到抑制作用。药用抗菌纤维的纺制工艺主要有以下3种：一是直接选用具有药用抗菌作用的纤维进行纺纱、织造服装面料。二是采用药用抗菌聚合物与其它纤维聚合物进行混合纺丝，这样纺制成的复合纤维就具有了药用抗菌的功效。三是把具有药用抑菌物质与纤维进行接枝，从而使得服装纤维材料具有了药用抗菌性能。

2.3 变色纤维制作隐匿防护服装

利用变色纤维材料制作的服装主要应用在军服与一些特殊节目的服装，当然还有为一类人群，比如追求时尚、彰显个性化的年轻人而专门定制的变色服装。在现实生活中[3]，应用最多的应该是光致变色和温致变色。光致变色作用机理是利用不同波长的光对纤维表面接枝的某些光敏物质进行刺激，从而使其色彩产生变化，温致变色则是纤维内部的微胶囊结构在受到温度刺激之后，从而进行颜色的转变。光致变色和温致变色纤维的变色在大多数情况下是可逆的。比如，东华大学利用聚丙烯与三甲基螺呃嗪共混纺丝制备的光敏纤维，通过紫外线照射能够由无色变成蓝色，而去除紫外线照射之后，就会由蓝色恢复为无色，其还具有良好的光照耐久性和耐洗性。除特殊变色材料制作的变色纤维以外，人们还模仿变色动物的变色机理，开发变色纤维。比如，模拟蛾角膜平行排列的圆锥结构，从而设计出了超微坑纤维，这种纤维在光照条件下呈现黑色。可见，变色纤维材料在服装设计中的合理应用，不仅丰富了服装的色彩，也给服装的功能性设计提供了一个重要的发展方向。相信随着科学技术的不断进步，新型功能纤维材料必定会不断面世[4]，如形状记忆纤维材料、耐撞击纤维材料等，一定会变为现实。

3 传感技术在功能性服装设计中的应用

传感技术在服装中的运用主要体现在传感技术对身体内部情况以及外界环境信息进行收集，并自动转化为能够进行评价的数字信号。传感技术收集信息的途径复杂多样，如震动、光学、电流、受力等均可作为信息收集途径[5]。

3.1 定位服装

定位服装的设计方式主要有以下几种：一是把感应纤维制作成服装面料，赋予服装定位功能，但在制作过程中由于感应纤维面料会受到裁剪等因素的限制，容易受到损坏；二是在服装中植入传感设备。如GPS芯片、NFC芯片或IBeacon芯片等，从而使得服装具备定位功能；三是在使用感应纤维纺制的面料里面置入定位传感芯片。目前，我国在智能定位服装研究方面，主要是江南大学的沈雷与东华大学的许武军。前者的课题小组选择了低功耗蓝牙的IBeacon元件，将其作为传感定位核心，设计出了近场定位儿童服装，在无障碍物与有障碍物的测试中均取得了较好的定位效果。许武军的课题小组则是把GPS定位芯片与气压高度测量仪一并植入到消防服之中，这样大大提高了定位以及对所处环境的检测的准确性。相信未来传感技术在定位服装中的广泛应用，必然是功能性服装发展的一个重点与热点。

3.2 健康监测服装

健康监测服装，顾名思义，就是在服装中植入一些具有对身体健康指标进行收集功能的监测传感装置，经过汇总后进行评价，得出结论。比如INFINEON公司就根据服装内外温度差产生的电能强弱，从而对身体各部位的体温进行跟踪、监测和评价。生命衬衫公司则是在服装的不同位置，如腹部、腋下等位置置入了微型传感设备，对相应部位生命特征指标进行搜集和监测。还有一些健康监测服装则是通过功能纤维材料，如在不同温度条件下，能够显示不同颜色的功能纤维织造而成的服装，从而实现了对穿着者不同部位体温的检测，而且大部分温致纤维变色都是可逆的，这样也就提高了服装的实用性能。另外，还有一些传感技术被广泛应用到监测类服装中的典型实例，比如梁超自主开发设计的婴儿尿湿报警器，孟秀丽开发的太阳能智能测压服等。