世界智能纤维的发展起源与部分公司的开发实例
一、前言
智能纤维是集感知、驱动和信息处理于一体,类似生物材料,具备自感知、自适应、自诊断、自修复等智能性功能的纤维。智能纺织品是指对环境有感知和反应功能的纺织品。智能纤维及其纺织品不仅具有对外界刺激(如机械、光、热、化学、应力、电磁等)感知和反应的能力,还具有适应外界环境的能力。特别是纺织科技的进步将很快地使我们的衣物除了用来穿着以外,还具有各种不同的功能。它可以使我们更具活力,或是保护我们不受细菌的疾病的侵扰。虽然在这个星球上仍有成千上万的人因为贫穷而光着脚,但是纺织工业每年都将数百万美元用于研制开发更舒适、更美观以及更健康的织物。目前,每年都有2000多种新的织物被研究出来,而且很快地被用于制作服装。日本是各种新型纺织面料最大的生产国,也是新型织物开发研究的领头羊,它拥有世界上5-8个左右最重要的新型材料研发实验室。其次是美国和瑞士,阿根廷虽然没有雄厚的经济实力,但是在新织物的研究中也有一席之地。特别是智能面料(Smart textiles and interactive fabrics)品种国外行业人认为它将会陪伴我们终身,现有产品及即将开发的新品不仅能够使面料自我“打理”,同时还能“照料”着装者。而智能面料是一种新型面料,新科技的应用赋予了面料新的功能。新产品的问世及不断开发使智能服装有可能伴随穿着者从孩提时代一直到暮年。其实,智能面料能够开发出很多种类的服装,从防护衣到娱乐外套(entertainment jackets),一整套智能面料产品都已经问世了。如防护衣可以用来防止新生儿死于婴儿瘁死综合症;荧光服可以保证在校儿童安全;通讯及娱乐外套可以用于工作及休闲;监护衬衫可以监控重要身体数据,如心脏、肺、皮肤及体温,并利用这些数据来发现早期的心脏及循环系统疾病。因此,智能面料服装已经与人们的生活息息相关了。
二、智能纤维材料的发展历史
早在20世纪50年代,Hirshbery发现了螺吡喃类化合物的变色现象,并将这种现象称为Poto.Chromism(光致变色)。智能变色纤维是变色材料研究领域里一个小的分支,它最早应用于1970年的越南战争战场上,美国的CYANAMIDE为满足美军对作战服的要求而开发了一种可以吸收光线后改变颜色的织物。此后各种变色复合纤维,如绣花丝绒、针织纱、机织纱等,广泛应用于运动鞋、皮革、毛衣等,受到人们的广泛喜爱。“智能材料”这个概念最早是由美国弗吉尼亚大学Craig Rogers博士最早提出来的。1989年日本人高木俊宜将信息科学融合于材料的物性和功能,也提出了智能材料(Intelligent ma.terials)概念。尔后美国的R.E.Newnham教授提出了灵巧(smart)材料。近几年智能纤维及其纺织品越来越多的受到各国研究者的重视,国内外许多机构开始致力于智能纺织品的开发研究,所开发的产品向多功能化、产业化的方向发展。智能纺织品的开发在我国还是一个崭新的课题,它的发展必将对我国纺织行业产生巨大的影响。同时,纺织工业的革命可以追溯到1890年,正是在那一年,人们开始提出衣物与健康有密切的联系这一观点。在那以前,已经有许多人成为了时尚的牺牲品:1803年,穿用薄洋纱制成的裙子成为当时妇女的时尚,但是有许多妇女因穿着这种保暖性极差的服装而感染上肺结核。数千名妇女因肺结核而死亡,当时的人们因此将肺结核称为“薄洋纱热”。这样为了时尚而丧命的故事当然已经成为了过去,如今世界正向着更实用更健康的方向发展。在这个新的世纪里,占主导地位的观念是关注我们的健康和我们的地球。在纺织工业中,这种理念与科技的进步结合在一起,给我们带来了各种新型的织物。
三、国内外智能纤维材料与下游生产厂家开发实例
智能纤维材料是指能够感知周围环境变化或受到刺激后能反映出某种变化的纤维。智能纤维之所以具有这种功能.主要是这种纤维含有传感、执行和处理器的功能,具有传感、执行、调控、识别、变化、适应能力。据有关资料介绍,目前智能纤维材料品种有:光纤传感器、形状记忆纤维、变色纤维、调温纤维、智能抗菌纤维等。
江苏吴江市方圆化纤有限公司成功开发出PTT智能形状记忆特性纤维,并且投入试生产阶段,成为国内具有自主知识产权的PTT形状记忆特性纤维生产企业,产品商品名Fineyarn,性能达到国际领先水平。形状记忆纤维则是指纤维一次成型时,能记忆外界赋予的初始形状和特性,定型后的纤维可以任意地发生形变,并在较低的温度下将此形变固定下来(二次成形)或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。但当已经变形的纤维在遇到特定的外部刺激时,形状记忆纤维可回复至原始形状,也就是说最终的产品具有对纤维最初形状记忆的特性,使用该种形状记忆纤维制得的织物被称为形状记忆织物。方圆化纤总经理告诉记者,PTT形状记忆特性纤维适于制作休闲夹克、休闲套装、女装套裙,男女衬衫、夏季外衣,外套、休闲服饰及各类童装等,还可用于内衣、外衣、运动服、袜子、鞋用纺织品、妇女卫生用品、床上用品,病员服、医护服饰、手术衣、手术用布、绷带、医院窗帘,旅游业床上用品、装饰布、食品餐饮业工作服等。
2.意大利一家纺织品公司开发出智能化衬衣
意大利一家纺织品公司开发的智能化衬衣,该公司是利用形状记忆钛镍合金纤维与合成纤维锦纶交织的方法。其织物纱线的设计比例为:五根锦纶丝配一根形状记忆钛镍合金丝。当你所处的周围环境温度升高时,这种智能衬衣的袖子会自动卷起。而且这种衬衣还不怕起皱,即使揉成乱糟糟的一团,用电吹风一吹,马上就能复原,甚至于人的体温也可以自动将其“熨平”。
3. TAMSA集团公司开发出智能变色服饰
TAMSA集团正在销售新开发的变色服饰,TAMSA集团为确保变色服饰成功并快速登陆中国,以连锁经营的模式向中国投资创业者隆重推出TAMSA变色服饰加盟连锁,设立四个不同投资等级七种选择,并由公司总部统一指导、统一品牌、和店面形象,统一商标、统一VI设计,统一超低价一站式供货。不管投资者选择何种投资级别,TAMSA集团总部均肩负让投资者迅速创业致富的使命,同时为各小级别的加盟商提供全面升级指导服务。