浅谈智能纺织品标准化进展

程光伟　庞淑婷　刘颖

摘要：纺织技术与微电子、计算机、信息技术的深度融合生产出智能纺织品;而作为技术密集型的智能纺织品行业无疑是我国纺织产业实现转型升级的突破口之一。标准及标准化对产业的发展具有引导和支撑作用。论文对智能纺织品的概念、分类进行了描述，重点分析了智能纺织品推广面临的一些问题，以及欧盟、美国和部分国际组织在智能纺织品标准化方面的工作进展，并对未来智能纺织品标准化工作需要重点关注的问题进行分析和展望。

关键词：纺织 智能纺织品 标准 标准化进展

A Brief Analysis Standardization Progress of Smart Textile

Cheng Guangwei， Pang Shuting， Liu Ying

（Jiangsu Institute of Quality and Standardization）

Abstract： The deep integration of textile technology and microelectronics， computer and information technology has produced intelligent textiles; and as a technology-intensive industry， intelligent textile will undoubtedly be one of the breakthroughs in textile industry development. Standards and standardization will promote the development of the textile industry. This paper describes the concept and classification of smart textiles， focusing on some problems faced by smart textiles promotion， as well as the standardization work of smart textiles in the EU， the United States and some international organizations， and the issues that need to be focused on the future of smart textile standardization.

Key words： textile， smart textile， standards， standardization progress

1 引言

在生产要素成本持续增长和供给侧改革的大背景下，我国纺织产业在产业转型升级及产业生态可持续发展方面正面临着新挑战。纺织技术与化学、材料、微电子、信息等学科深度交叉融合，使得纺织科技工作者研发出了智能纺织材料。

智能纺织材料是指对外界环境的光、电、力、热等刺激能进行判别并按预定方式做出反应的纺织材料，一般有感知功能、信息处理功能和执行功能，即具有获取、识别、处理和执行信息的能力。以纳米纤维材料为例，作为过滤材料并不能对外界环境的刺激产生任何反应或交互作用，因而不属于智能纺织品;但是纳米织物中添加了金属氧化物后，就具备了分解有毒化合物的功能，成为自清洁过滤材料。

智能纺织材料制备方法主要包括：（1）利用共混共聚等方法开发智能纤维;（2）将智能纤维与传统纤维混纺，用智能纺织纱线制造智能面料;（3）利用智能材料对纺织材料进行改性处理;（4）将纺织材料与智能薄膜材料、电子元器件或信息处理单元进行复合，制成智能纺织材料[1-4]。按照使用场景，智能纺织品可以用在航空航天和军工领域、生物医学、环境保护、建筑以及日常生活等领域。除了按照使用场景划分，还可以按照其智能属性（物理型、化学型、分离型、生物型）或者对外界刺激的响应方式（被动智能型、主动智能型、高级智能型）来分类[5]。

2 智能纺织品市场化面临的挑战

智能纺织品应用场景的多样性带来了产业的爆发式增长。据统计，智能服装出货量预计将从2016年的170万套增长到2022年的2690万套，年复合增长率为58.6%。智能服装销售额也将从2016年的1.507亿美元增加到2022年的37亿美元[6]，年复合增长率70.62%。然而智能纺织品的普及和推广还存在以下障碍。

2.1 消费者认可度

智能纺织品目前的应用大多是专业的使用场景。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;对于大部分消费者来说，这些产品仅仅是概念产品。此外，还有部分不良商家，销售不具有明显智能特性的产品，也降低了消费者对智能纺织产品及行业的认可程度。

2.2 产品安全和质量

传统纺织品使用的过程，会使材料基本结构和性能产生缓慢变化;在洗涤和穿着时，在反复负荷作用下会产生动态疲劳破坏以及蠕变破坏。而现有智能纺织品大多是与电子元器件结合而成，使用过程中带电器件可靠性及其电安全性成为不可回避的问题。具有无线信号传输功能的智能纺织品，使用过程中需要考虑其电磁兼容性（EMC）及抗干扰能力。此外，还需要考虑信息安全和隐私保护等问题。

2.3 消费者承受能力

智能纺织品价格超出普通消费者承受能力是影响市场化的重要因素。目前智能纺织品还未形成产业化发展，产品的开发和广泛应用，还需要大量的基础研发投入，将微电子、信息、化学等高技术行业与传统纺织行业进行深度结合与推广才能实现。

3 智能纺织品标准化进展

“标準”是为了在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件[7]。对于智能纺织品企业和研究机构来说，标准及标准化可以避免技术研究上的重复劳动，缩短设计周期，降低生产和设计成本，使生产更加科学有序，实现高效、统一、协调管理;对于消费者来说，标准可以保证智能纺织品质量，维护消费者利益、身体健康和生命安全。此外，适当的技术标准还可以消除贸易障碍，促进国际技术交流和贸易发展，提高产品在国际市场上的竞争力。

从产业价值链的范围来看，未来国际市场竞争成败的关键不再是传统的资本和劳动力等有形资本，而是以高新技术为核心的综合实力，是将技术转化为标准从而获得经济收益的能力。因此，发达国家多年来一直致力于国际和区域标准化活动，尤其是技术密集型产业的标准化活动，抢占国际竞争的制高点。

3.1 国际组织

2018年5月3日，国际标准化组织（ISO）纺织品技术委员会（ISO/TC 38）发布一项新项目提案ISO/NP TR 23383《智能纺织品定义、分类、应用和标准化需求》[8]。该文件对智能纺织品术语、分类和应用等基本概念进行界定，并研究了智能纺织品标准化的需求。

国际电工委员会（IEC）可穿戴电子设备技术委员会（TC 124）2017年9月发布的《战略业务计划》（Strategic Business Plan）[9]对其技术范围做了详细描述：可穿戴电子设备和技术领域的标准化，包括可修复材料和设备、可植入材料和设备、可摄取材料和设备，以及电子纺织材料和设备。此外，IEC/TC 124还设立了WG1（术语）、WG2（电子纺织品）、WG3（材料）、WG4（设备和系统）4个工作组以及1个AG1（战略咨询小组），以适应快速发展的可穿戴技术。2019年5月，IEC/TC 124发布了关于《电子纺织品和可拆卸电子设备的按扣连接器》的标准项目IEC/TR 63203-250-1 ED1。

国际电子工业联接协会（IPC）是一家全球性电子行业协会，主要提供行业标准、培训认证、市场研究和环境保护等服务。其下属的D-70（电子纺织品委员会）和D-72（电子纺织材料分委员会），前者主要制定、计划、指导和协调电子纺织品标准和教育的发展，后者正在制定标准IPC-8921《电子纺织品、导电纤维和导电纱线的要求》。标准IPC-8921覆盖的电子纺织品包括机织纺织品、针织、非织造、层压、编织、刺绣、印花、涂层等工艺类型的纺织品，以及具有导电元件的其他纺织品结构。

3.2 欧洲

作为纺织工业发源地的欧洲大陆，目前仅保留了高端纺织服装产业，大量的日用纺织品依赖进口。欧洲标准化委员会纺织品技术委员会智能纺织品工作组（CEN/TC 248/WG 31）早在2011年11月30日就发布了智能纺织品的技术报告CEN/TR 16298：2011[10]，定义了常见的功能纺织材料和智能纺织材料，并对不同材料作了详细分类，以指导智能纺织品标准化工作。2016年3月和4月，该工作组又分别发布EN 16806-1：2016 和EN 16812：2016两个测试标准，前者涉及纺织品中相变材料的储热和放热性能的检测，后者涉及纺织品中导电轨迹线性电阻的测试。

2017年6月1日，欧盟委员会（EC）发布M/553号授权文件，要求欧洲标准化委员会（CEN）、欧洲电工标准化委员会（Cenelec）、欧洲电信标准化协会（ETSI），在2021年12月之前提交技术标准文件，以支持欧洲《个人防护法规》（EU）2016/425中关于个人防护品（集成了智能纺织品和非纺织元素）的安全和健康等方面的要求[11]。

3.3 美国

美国材料与试验协会（ASTM）纺织品技术委员会智能纺织品分委员会（D 13.50）成立了三个任务组，分别负责术语、市场研究以及数据安全。D 13.50于2017年2月发起第一个智能纺织品相关的工作项目ASTM WK58009;同年12月15日，D 13.50又发起三个工作项目ASTM WK61478《智能纺织品新术语》、ASTM WK61479《暴露于汗液的智能服装纺织电极耐久性的新测试方法》、ASTM WK61480《洗涤后智能服装纺织电极耐久性的新测试方法》。2019年5月，美国ASTM发布ASTM D8248-19 《智能纺织品标准术语》，该标准界定了与智能纺织品、技术纺织品、电子纺织品和可穿戴电子产品（包括纤维，纱线和最终产品）相关的术语。

美国纺织化学师与印染师协会（AATCC）电子集成纺织品技术委员会（RA111）主要负责开发电子一体化纺织品测试的方法和术语，该技术委员会有两个任务组，分别负责可洗涤性和弹性;该技术委员会由BV、SGS、TUV等检测公司，以及波音公司、英特尔、杜邦、ASTM、加州大学戴维斯分校等诸多著名公司、机构的40多位专家组成。目前，RA111正在起草一项关于电子纺织品洗涤后导电率变化的评价方法。

3.4 中国

为有效满足智能纺织品标准化需求，加快构建智能纺织品标准体系，全国纺织品标准化技术委员智能纺织品工作组于2019年3月在昆山成立;同年6月，全国服装标委会智能服装工作组在苏州盛泽成立。智能纺织品和智能服装两个标准化工作组的成立，标志着我国智能纺织品标准的制定正式启动，智能纺织品标准化工作迈出了重要的一步;但截至目前还未有标准发布。我国需要加快步伐，制定符合我国国情的智能纺织品标准，为智能纺织品和智能服装行业的发展，以及纺织产业转型升级提供支持。

4 结论

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、電极耐久性）、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。同时优先考虑在以下方面制定智能纺织品标准。

（1）质量安全性能：接口可靠性，机械安全、化学安全（包括三致物质、重金属、有机挥发物等）、电安全（电压、电流及绝缘性能）、热安全等性能;

（2）环保性能：阻燃剂、重金属、增塑剂等，可回收利用性;

（3）耐久性：包括耐洗涤、耐摩擦、耐汗渍、防水防潮、耐光以及耐热等性能;

（4）其他特殊使用要求：电子部件的能耗，储能设备的储能能力，无线信号发射和接收端的电磁兼容性能，可拆更换部件的可拆卸性等;

（5）产品标签和使用说明。

参考文献

[1] 姜怀. 智能纺织品开发与应用[M]. 北京：化学工业出版社， 2012： 23-26.

[2] 罗胜利，张宇群，龚龑，等. 智能纺织材料与智能纺织系统概述[J]. 粘接，2017（3）：23-28.

[3] 吴云，刘茜. 可穿戴智能纺织品研究现状及展望[J]. 棉纺织技术，2018（6）：79-84.

[4] 王香琴，辛斌杰，许鉴. 智能纺织品的研究进展及发展趋势[J]. 国际纺织导报，2012（10）：37-40.

[5] 尹博. 智能纺织品的研究現状与发展趋势[J]. 纺织报告， 2017 （7）： 39-42.

[6] Genevieve Scarano. Report： Smart Clothing Shipments to Reach 26.9M Units by 2022[EB/OL]. （2017-8-9）[2018-09-9].https：//sourcingjournal.com/topics/technology/report-smart-clothing-shipments-to-reach-26-9m-by-2022-71209.

[7] 全国标准化原理与方法标准化技术委员会. 标准化工作指南：第1部分 标准化和相关活动的通用术语：GB/T 20000.1—2014[S]. 北京：中国标准出版社，2014.

[8] Textiles and textile products—Smart textiles —Definitions， categorization， applications and standardization needs ISO/NP TR 23383. [S].ISO， 2018.5.

[9] IEC/TC 124. Strategic Business Plan[EB/OL]. [2017-9-x].http：//www.iec.ch/public/miscfiles/sbp/124.pdf

[10] Textiles and textile products—Smart textiles —Definitions， categorization， applications and standardization needs CEN/TR 16298-2011. [S].CEN/TC 248， 2011.

[11] EUROPEAN COMMISSION. M/553 COMMISSION IMPLEMENTING DECISION C（2016） 8901 final of 6.1.2017 on a standardization request to the European standardization organizations as regards advanced garments and ensembles of garments that provide protection against heat and flame， with integrated smart textiles and non-textile elements for enhanced health， safety and survival capabilities， in support of Regulations （EU） No 1007/2011 and （EU） 2016/425 of the European Parliament and of the Council[DB/OL]. ftp：//ftp.cencenelec.eu/CENELEC/EuropeanMandates/M553_EN.pdf. 2017.6.1.