纺织品导水性能测试仪：中国科研成果成为美国标准

　　生意社8月27日讯　当我们在室外遇到下雨又没带雨具时，多么希望能有一件“只排不进”的衣服保护我们，既能将雨水挡在外面，同时又能将汗液排出，以保持皮肤干爽。服装的这个功能是可以通过纤维、纱线、织物的工程设计和后整理来实现的。

　　而检测服装是否具有这一功能的仪器及方法已经由我国的科研人员研发完成。这就是纺织品导水性能测试仪器(Moisture Management Tester，简称MMT)及方法，2009年5月，它获得美国AATCC正式批准并颁布实施；同年，获中国国家标准管理委员会正式批准，并于2010年2月1日实施。

　　这一成果从基础理论研究到实现工业化生产再到成为美国、中国的国家标准，历经了28年之久，两位主要研发人员——香港理工大学的李翼、武汉纺织大学的徐卫林也从学生成长为大学教授、博士生导师。

　　此次我们请到他们两位，详细讲述他们的科研成果及研发心得，希望给默默耕耘在科研道路上的纺织同仁以鼓励。

　　新功能催生新标准

　　主持人：李教授，我们知道由香港理工大学、武汉纺织大学、锡莱亚太拉斯有限公司、上海进出口检验检疫局、中国纺织标准研究所一同建立的纺织品导水性能测试仪器及方法不仅获得了发明专利，而且成为美国(AATCC)标准和中国标准，这非常不容易。据了解，测试纺织品导水性能以前已经有了相关标准，您为什么在1997年又提出了新的测试方法？

　　李翼：以前的测试方法有些已经不能满足现在纺织功能测试的要求，因此需要不断改进、更新，与时俱进。从1982年我在西北纺院跟随姚穆院士读硕士开始，继而在英国里兹大学读博士，在澳大利亚联邦工业科学院羊毛所担任高级研究员，直到1996年我到香港理工大学任职期间，都对纺织品材料中热湿传递特性对运动服的舒适性和人体运动生理的影响进行了系统的研究，建立了理论模型，研发了新的测试方法。经过对理论模型的建立和计算，我们发现通过改变纤维的表面能和纤维之间毛细空隙的分布，可以有效地控制液态水在织物中的流动方向与过程。比如，我们希望服装具有透气防水功能，这在理论上可以通过纤维、纱线、织物的工程设计和后整理来实现。

　　1998年我们将研究成果由实验室的概念转化成可进行工业化推广的新技术发明。

　　在1999～2000年，徐卫林博士加入我的研究团队，参与这个项目的研究工作，并对液态水传递特性测量原型机设计作出了巨大的贡献。我们一起发明并申请了一系列专利，包括怎样有效地控制液态水在织物中的流动方向与过程的织物设计方法和生产工艺技术。

　　在发明了新的功能面料和工艺技术后，我们面临的最大挑战是怎样区分这种新吸湿排汗面料与传统吸湿快干面料，以展现这种面料能有效控制液态水在织物中的流动单方向与动态过程的特点。在比较分析国内外所有相关测试方法、仪器和标准之后，我们发现现有的方法都不能有效地测试出液态水在织物中流动单方向与动态过程的特性。所以，我们决定研发新的测试方法和手段，并于1999年在研究室发明了测试原理原型机，申请了美国发明专利。

　　2000年，香港理工大学批准了天祥公证行(香港)有限公司对MMT专利使用权的申请。从此，我们展开了大学与企业的紧密合作，将大学研究室中测试原理原型机重新进行工程设计和优化，开发成为先进的高水准工业化产品，并携手合作提出制定为美国AATCC标准。

　　水导电激发研究灵感

　　主持人：徐教授，作为该测试仪器与方法的主要原创发明人之一，您能介绍一下仪器的主要原理吗？据说该原理简单而巧妙，您是如何想到这种原理的？

　　徐卫林：1999年，我在四川大学高分子材料工程国家重点实验室完成博士后研究以后，获李翼教授邀请到香港理工大学参与项目研究，该项目主要研究可以重复使用的尿不湿等卫生纺织品，产品具有单向导水以及表面快速干爽的特点，具有如棉盖涤等针织运动面料的特性。

　　李教授把测试部分的任务交给了我，此前他们也设想用红外成像等办法测试两面不同导水性能的特性，但是由于水快速在织物内部传递，很难得出同步数字信息。我想到水可以导电，于是我用金属丝弯了六个同心等距离为0.5毫米的圆环，上下对称，中间共用一个电极，每个金属圆环与共用电极之间形成回路，一旦织物面料上面有水就可以形成回路，并将回路中分配在织物上的电压取出。我很快发现该原理可以将两面水分的扩散面积以及相对含水量测试出来。于是我开始着手进行基础研究，分析不同纤维原料，不同织物结构参数，不同平方米克重，不同导电的液态水，不同测试条件对织物导电性能及织物电阻的影响，并建立了织物相对含水量与测试距离(圆环半径)以及电压测出结果之间的定量关系，把一个模糊的现象统一到一个公式中来，这样为计算机进行数字化测量和快速信息化处理提供了可能，并实现了计算机控制定量给水和检测的一体化功能。

　　在理论研究的基础上，我们不断对测试仪器进行改进以提高其稳定性，并逐步建立了几个关键指标：开始浸湿时间、最大吸收率、最大浸湿半径、扩散速度、液态水单向传递能力、综合差别导水能力。这些指标不但能够反映出纺织品两面的水分扩散速度、扩散面积，特别是能够将两面的相对含水量的差异测试出来，为这一类纺织品的测试提供了可能，并且能拓展到许多相关领域进行应用。

　　主持人：李教授，据说该仪器受到用户的高度认可，您能介绍一下该仪器目前的销售情况吗？中国是第一大纺织生产国，它对中国纺织品质量控制以及产品价值的提高具有什么意义？

　　李翼：截止到今年7月，MMT已经在全球销售了81台,包括15个国家与地区，涵盖了欧美，日本主要发达国家的大学、国家研究机构、测试机构、大型企业，说明这个测试方法与仪器已得到国际学术界、官方检测机构和工业界的认同和应用。在中国市场，MMT已在两岸三地得到广泛应用，国内许多著名企业都已应用,如山东鲁泰纺织有限公司、广东溢达纺织有限公司、福建安踏体育用品有限公司和北京诺维信。

　　服装的舒适性和医疗卫生性能已成为国内外市场的重要需求热点。面料水传递特性是服装舒适性和医疗卫生性能的一个重要指标参数。如何客观地表明纺织品水传递特性是进行新产品开发和生产过程中进行质量控制的关键，以定量地指导提高产品的附加值和市场上的可信度。MMT的产业化，可以指导纤维纱线织物吸湿排汗功能设计和技术创新，有效地监督控制面料和服装的生产质量，利用已制定的国内外标准，抢占市场先机，打造中国自主品牌确保“中国制造”的声誉。

　　掌握标准就掌握高端话语权

　　主持人：徐教授，作为更名的武汉纺织大学副校长，您领导的团队非常具有创新能力，紧密联系企业紧抓共性关键技术问题进行原始创新是您的一贯风格，您认为目前纺织行业测试仪器及方法存在的共性问题是什么？如何进行突破？

　　徐卫林：中国是名副其实的纺织大国，但是离纺织强国还有相当距离，特别反映在标准的建立和先进测试方法的建立方面。有人说，三流企业做代加工，二流企业做品牌，一流企业做标准，我们国家的许多标准参照国外标准较多，但随着现代数字化、信息化和自动化等相关学科技术的发展，许多纺织标准越来越不能适应发展；另外，纺织品的功能性越来越多，这就要求有新的方法和原理进行测试，纺织品的应用领域越来越广泛和深入，测试指标的细化和科学化显得非常重要。

　　同时，纺织品生产对在线监测和控制的要求越来越高，这更需要快速响应的先进测试方法及仪器。产品质量检测及相关的标准建立对中国纺织工业的发展尤为重要，在某种意义上，谁掌握了标准谁就掌握了高端话语权。

　　要成为国际面料测试标准

　　主持人：李教授，请问该仪器与测试方法下一步发展的方向和目标是什么？

　　李翼：在成功的将MMT制定为国家标准和美国AATCC标准后，我们将从以下几个方面进一步推广应用：与各方合作，将MMT制定为国际和欧洲面料测试标准；融入相关服装产品标准的制定，比如运动服、内衣、文胸、运动袜等；将MMT融入卫生产品标准的制定，比如卫生巾、婴儿和成人尿片等；研究开发计算机热舒适功能设计软件和网站，以及工业和商业应用数据库，将MMT测试数据转化为服装热舒适功能设计的基本工程设计参数，让纤维纺织工程技术人员、服装设计师、甚至普通消费者都能够定量直观地了解面料吸湿排汗性能对服装热湿舒适性的影响。

　　从20世纪70年代后期开始,国际上对服装的舒适性研究主要集中在热湿舒适性方面。如何科学定性和定量的对服装及纺织品的热湿舒适性作出合理的评判是目前研究的主要课题，包括测量面料的通透性、保暖性、吸湿性、透气性和吸湿排汗性等，MMT是其中一个最新的发展。

　　让中国具有标准垄断优势

　　主持人：李教授，为什么在获得了美国及中国发明专利后，还要花10年的精力，将该项发明工业化，并制定成为美国标准和中国标准？这样做对中国纺织服装工业有什么样的战略意义？

　　李翼：将拥有自主知识产权的技术发明制定为标准在国际市场上具有重大的战略意义。10年前，我参加第一届欧洲防护服会。大会得到了当地企业大力支持和赞助。会上我问一个知名公司的总裁，为什么支持参与这种国际学术会议。他说国际市场竞争非常激烈，价格上他们竞争不过中国，但支持将相关的技术发明制定为标准，可有效地占领市场高地，保护市场垄断。这就是为什么他们的产品价格比中国产品高十几倍的原因。我听后感到很震撼，同时也受到了启发。

　　借鉴各国纺织服装产业发展的历程，提高中国纺织服装工业的可持续竞争能力,我们认为以下的战略非常重要：“技术专利化，专利标准化，标准垄断化”。具体来说，企业基于技术标准的竞争优势的形成过程主要包括三个阶段：企业的先发技术、创新优势使企业获得了技术领先,这为企业形成竞争优势打下了技术基础；将领先技术形成专利，属于技术标准竞争优势的构建阶段；企业凭借技术标准获得可维持竞争优势,这属于竞争优势的维持阶段。

　　这一战略越来越明显地在经济全球化竞争中成为一种重要的有效竞争手段。谁掌握了标准的制定权，谁的技术成为主导标准，谁就掌握了市场的主动权和先机。

　　MMT商业化的过程是实现这个战略的一个实例，也可以说是一个划时代的标记。过去，要寻找新技术新产品，大家一定去美国、欧洲、日本。所有高科技产品的测试方法、标准都由西方发达国家制定，然后再由发展中国家借鉴制定为本国标准。自从MMT及测试方法获得专利以来，多个知名的欧美公司到香港来寻找相关技术、产品的专利使用权。这也吸引他们将研发设计和生产中心搬移到深圳和香港，并同我们一起合作，制定成为美国、中国和国际标准，形成一个以深圳和香港为基地的纺织仪器自主技术创新出口的新型贸易竞争平台。

　　具有单向传水性能的纺织品结构设计和工程技术发明，是继杜邦Coolmax吸湿快干面料后的一项技术突破。我们在世界多个国家成功申请并获得了一系列的发明专利，并将这些技术发明转让给大陆和香港的企业。怎样让众多的中国企业认识这种新技术产生的单向传水(吸湿排汗)面料，区别于传统的吸湿快干面料，并利用这种面料来增加产品的附加值，在国内外市场上获得竞争优势，是我们希望实现的战略目标。

　　希望回顾总结将MMT技术发明工业化和标准化的过程，能够给中国纺织服装界的同行提供一个有用的借鉴和启示，也欢迎各界同仁和我们共同努力，打造一个具有自主创新技术标准优势的纺织服装强国。