功能性服裝設計探析

王明增

（際華集團股份有限公司，北京 100071）

根據一些特殊行業或特殊人群對服裝功能的需求，服裝的特殊防護性作用在其設計中應運而生。目前，功能性服裝的設計方法主要有采取合理的服裝色彩、采用新型紡織纖維材料、開發具有傳感功能面料等方面。

1 服裝色彩在功能性服裝設計中的應用

色彩是服裝設計的重要元素之一，科學合理地運用色彩不僅可以提高服裝的審美效果，還能夠增加服裝的藝術性，以提高服裝的安全性能。綠、黃、藍、紅四種色彩作為安全色廣泛應用于交通、建筑、工礦企業等[1]，對周圍不安全因素進行提醒或警示，以防止發生事故。基于這種情況，安全色很自然地被應用到服裝設計之中，比如，交通警察、消防與環衛工人的熒光黃綠色制服就是最為典型的例子，它能夠在雨霧天、夜間等視覺不良的條件下發揮很好的警示作用。

2 新型纖維材料在功能性服裝設計中的應用

各種不同類型纖維材料的開發不斷涌現，為功能性服裝的設計提供了不同的設計方向。

2.1 空調纖維制作調節冷暖溫度服裝

1988年，美國太空總署為登月宇航員開發了一種具有調節溫度功能的纖維，即空調纖維。空調纖維的主要作用機理是纖維中的納米微膠囊能夠在受熱與受冷的時候，通過微膠囊內相變物質的相變來對應放熱與吸熱，從而達到調節溫度之目的，基體材料初期主要應用在腈綸纖維之中。

近年來，隨著纖維紡絲工藝的發展，具有溫度調節功能的粘膠纖維也被相繼開發出來。實踐證明，利用空調纖維制作的溫控服裝對維持身體體溫平衡具有明顯的效果[2]，一定程度上保障了人們的身體健康。智能調溫的機理略有差異，主要有以下3種：

2.1.1 微膠囊復合紡絲法

這種方法是通過紡絲法將直徑為1μm～100μm的固體微膠囊紡制到纖維里面，機理是利用相變時的吸、放熱變化來調節服裝溫度。

2.1.2 濕法紡絲

把纖維紡絲材料與相變材料的混合液進行紡絲。最為著名與最先實現產業化的是Outjast纖維，這種纖維已經在服裝上得到了很好的應用。

2.1.3 熔融復合紡絲法

把纖維聚合材料與相變材料通過熔融紡絲的方式，制造成空調纖維。近些年來，還興起了使用相變材料直接對服裝面料表面進行涂層處理的方法，從而使得服裝具有溫度調節功能，也取得了較好的發展。

2.2 藥用抗菌纖維制作保健抑菌服裝

利用藥用抗菌纖維制作具有保健功能的服裝。這種產品主要是借助于服裝纖維中的藥用抗菌成分的功效，達到對身體的保健性作用，對細菌起到抑制作用。藥用抗菌纖維的紡制工藝主要有以下3種：一是直接選用具有藥用抗菌作用的纖維進行紡紗、織造服裝面料。二是采用藥用抗菌聚合物與其它纖維聚合物進行混合紡絲，這樣紡制成的復合纖維就具有了藥用抗菌的功效。三是把具有藥用抑菌物質與纖維進行接枝，從而使得服裝纖維材料具有了藥用抗菌性能。

2.3 變色纖維制作隱匿防護服裝

利用變色纖維材料制作的服裝主要應用在軍服與一些特殊節目的服裝，當然還有為一類人群，比如追求時尚、彰顯個性化的年輕人而專門定制的變色服裝。在現實生活中[3]，應用最多的應該是光致變色和溫致變色。光致變色作用機理是利用不同波長的光對纖維表面接枝的某些光敏物質進行刺激，從而使其色彩產生變化，溫致變色則是纖維內部的微膠囊結構在受到溫度刺激之后，從而進行顏色的轉變。光致變色和溫致變色纖維的變色在大多數情況下是可逆的。比如，東華大學利用聚丙烯與三甲基螺呃嗪共混紡絲制備的光敏纖維，通過紫外線照射能夠由無色變成藍色，而去除紫外線照射之后，就會由藍色恢復為無色，其還具有良好的光照耐久性和耐洗性。除特殊變色材料制作的變色纖維以外，人們還模仿變色動物的變色機理，開發變色纖維。比如，模擬蛾角膜平行排列的圓錐結構，從而設計出了超微坑纖維，這種纖維在光照條件下呈現黑色。可見，變色纖維材料在服裝設計中的合理應用，不僅豐富了服裝的色彩，也給服裝的功能性設計提供了一個重要的發展方向。相信隨著科學技術的不斷進步，新型功能纖維材料必定會不斷面世[4]，如形狀記憶纖維材料、耐撞擊纖維材料等，一定會變為現實。

3 傳感技術在功能性服裝設計中的應用

傳感技術在服裝中的運用主要體現在傳感技術對身體內部情況以及外界環境信息進行收集，并自動轉化為能夠進行評價的數字信號。傳感技術收集信息的途徑復雜多樣，如震動、光學、電流、受力等均可作為信息收集途徑[5]。

3.1 定位服裝

定位服裝的設計方式主要有以下幾種：一是把感應纖維制作成服裝面料，賦予服裝定位功能，但在制作過程中由于感應纖維面料會受到裁剪等因素的限制，容易受到損壞；二是在服裝中植入傳感設備。如GPS芯片、NFC芯片或IBeacon芯片等，從而使得服裝具備定位功能；三是在使用感應纖維紡制的面料里面置入定位傳感芯片。目前，我國在智能定位服裝研究方面，主要是江南大學的沈雷與東華大學的許武軍。前者的課題小組選擇了低功耗藍牙的IBeacon元件，將其作為傳感定位核心，設計出了近場定位兒童服裝，在無障礙物與有障礙物的測試中均取得了較好的定位效果。許武軍的課題小組則是把GPS定位芯片與氣壓高度測量儀一并植入到消防服之中，這樣大大提高了定位以及對所處環境的檢測的準確性。相信未來傳感技術在定位服裝中的廣泛應用，必然是功能性服裝發展的一個重點與熱點。

3.2 健康監測服裝

健康監測服裝，顧名思義，就是在服裝中植入一些具有對身體健康指標進行收集功能的監測傳感裝置，經過匯總后進行評價，得出結論。比如INFINEON公司就根據服裝內外溫度差產生的電能強弱，從而對身體各部位的體溫進行跟蹤、監測和評價。生命襯衫公司則是在服裝的不同位置，如腹部、腋下等位置置入了微型傳感設備，對相應部位生命特征指標進行搜集和監測。還有一些健康監測服裝則是通過功能纖維材料，如在不同溫度條件下，能夠顯示不同顏色的功能纖維織造而成的服裝，從而實現了對穿著者不同部位體溫的檢測，而且大部分溫致纖維變色都是可逆的，這樣也就提高了服裝的實用性能。另外，還有一些傳感技術被廣泛應用到監測類服裝中的典型實例，比如梁超自主開發設計的嬰兒尿濕報警器，孟秀麗開發的太陽能智能測壓服等。

4 結語

功能性服裝設計的興起，來源于人類對新型纖維材料革新與傳感新型技術的開發，再配以傳統服裝的色彩及款式設計，使功能性服裝在滿足服用性能的同時，兼具一定的功能需求。因此，作為一名優秀的服裝設計師，應潛心研究現代相關科技成果與傳統服裝工藝設計的有機結合，不斷為我國研發擁有自主產權的功能性服裝。