紡織科技發展前沿

蔣高明, 劉海桑, 夏風林, 鄭寶平, 張愛軍, 陳超余

(江南大學 紡織科學與工程學院,江蘇 無錫 214122)

2023年以來,全球紡織產業經歷了一場全面的發展變革,不再局限于為衣著服裝和家紡用品領域提供服務,而是已深度滲透到眾多領域?？v觀紡織技術發展方向,紡織纖維材料仍是行業關注重點,需加強制備技術多點突破,促進技術與應用的深度發展;紡織智能織造領域數字化水平顯著提升,智能織造關鍵技術應用程度逐漸加深;紡織品的綠色加工技術仍是實現生產過程節能減排目標的核心;先進紡織品開發取得長足進步,應用領域不斷擴展,進一步提升了中國高科技紡織品的國際競爭力。

中國紡織產業鏈在多個環節已達到或超越國際先進水平,確保了產業規模的全球領先地位。然而,與發達國家相比,中國紡織行業在基礎前沿和源頭創新方面仍存在一定差距,特別是先進材料、高端裝備和精細化工等核心技術領域。為在競爭和發展中占據主導地位,中國紡織行業必須加大在這些核心領域的創新研究力度。

1 紡織纖維材料

目前,中國纖維加工總量約占世界的50%,其中化纖產量更是名列前茅,約占全世界的70%[1],纖維的出口總額約占全世界的33%?；瘜W纖維材料的應用領域最為廣泛,產量、品質和產品附加值不斷提高,但仍存在一些不足:支撐先進纖維材料開發的關鍵原材料(如生物基單體、功能添加劑、催化劑等)依賴進口;常規纖維仍不能滿足相關領域對差別化、高功能等的需求;高端功能纖維專用技術與裝置水平低,其產業體系配套能力較弱;高端功能纖維規?；苽?不論從纖維的質量(如均勻性和穩定性),還是其生產規模和應用廣度,與國外仍存在一定的差距。隨著科技的不斷變革和發展,材料技術逐漸處于前沿位置,其中纖維材料以其高強度、輕質化、穩定性強的特點,在各領域得到廣泛應用,從而進一步提升了紡織行業的價值。

隨著科學技術的發展,纖維制備技術也在不斷創新。纖維材料從最初的自然纖維發展到現在的生物纖維和化學纖維[2],各種纖維制備工藝技術不斷改進。

1.1 化學纖維高效柔性制備技術

化學纖維高效柔性制備技術主要用于制備差別化氨綸與錦綸。2023年YarnExpo春夏紗線展,連云港杜鐘新奧神氨綸有限公司發布了溫感形狀記憶氨綸和消臭氨綸[3-4]。溫感形狀記憶氨綸通過溫度的變化改變面料彈性,實現形狀記憶;消臭氨綸則可在短時間內迅速吸附異味分子,起到消臭功能。此外,奧神氨綸緊跟大健康、環保發展方向,不斷開發原液著色氨綸、衛材氨綸等差別化氨綸。差別化氨綸的開發,積極推動了氨綸制備技術向智能化、可持續化發展。在錦綸制備方面,2021年中國錦綸的產量為415萬t,較2020年增加了30.75萬t,同比增長7%;2022年中國錦綸的產量達410萬t,較2021年減少了5萬t,同比減少1%。國內錦綸的生產主要受其關鍵原料己二腈的制約[5],但在2022年,天辰齊翔新材料有限公司的20萬t/年己二腈裝置,有效緩解了原料制約局面[6]。

1.2 基礎纖維功能化制備技術

基礎纖維功能化制備技術通過共聚、共混、復合紡絲等方法,開發抗菌、抗靜電、光致變色、生物可降解纖維等復合多功能化學纖維。以PBS纖維為例,它是以自然界中可再生農作物為原料,經發酵等途徑生產的可生物降解纖維,具有良好的加工性能、機械性能和生物相容性能,廣泛應用于農業、工業生產[7-8]。

1.3 高性能纖維一體化制備技術

高性能纖維一體化制備技術致力于突破高性能纖維及其復合材料的制備,實現高性能纖維的一體化設計、加工和制造,以解決材料設計和應用上的瓶頸。但中國對超高分子質量聚乙烯的研究相對較晚,目前整體產能呈現中低端過剩和高端產能不足的狀態。截至2022年,中國超高分子質量聚乙烯產能僅約13.8萬t/年,該產業仍處于初級發展階段,存在有效供給不足的問題。

1.4 生物基化學纖維規?；庸ぜ夹g

在生物基化學纖維領域,國內外學者致力于實現如萊賽爾纖維[9]、生物基聚酰胺纖維[10]、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纖維[11]等高品質差別化產品高效制備技術的突破,強化制備技術應用開發。

2 紡織智能制造

自“十三五”規劃實施以來,紡織行業在數字化、智能化和網絡化技術的應用方面取得了顯著的進步。當前,國內紡織智能織造得到了長足發展,不僅智能制造關鍵技術應用較為廣泛,智能制造加工技術也得以穩步提升。《中國制造2025》顯示,智能制造將成為中國制造的主流。各企業正在加速向智能化、自動化和網絡化轉型,紡織行業也將不斷向智能化方向高速發展。通過實現智能檢測系統、關鍵紡織智能裝備及零部件和紡織專用機器人的產業化,著力打造基于信息新技術的紡織行業智能化工廠。

關鍵共性技術大數據、人工智能、工業互聯網、工業機器人等是目前紡織智能制造發展的重點。圍繞智能制造共性技術,需進一步提升紡織各細分行業的智能制造產業化技術研發和應用水平。在智能制造與裝備方面,還需要提升以下技術水平。

2.1 高技術化學纖維關鍵裝備加工技術

高技術化學纖維制備技術是纖維行業的核心科技,加工設備的智能化能夠提升高技術化學纖維制備水平,因此成為企業發展重點[12-13],被廣泛應用于高技術化學纖維制備流程的各環節。傳統工藝設備進行智能化升級后,高技術化學纖維生產設備與互聯網連接,便于車間智能化管理[14];自動巡檢機器對化纖生產過程中的飄絲、斷頭等實時監控并進行合理分析,便于工作人員進行精準處理,從而使高技術化學纖維的生產效率不斷提高[15]。

2.2 紡紗智能裝備加工技術

紡紗行業向智能化、數字化方向轉型,離不開物聯網技術的發展。通過搭建含蓋原料、生產到工廠管理及產品溯源的全流程智能化紡紗系統[16],為關鍵工序提供保障,提高生產管理效率;通過搭建梳并聯自動輸送、精梳自動換卷輸送、自動接頭等生產流程的智能系統,提升紡紗硬件關鍵技術水平,并對紡紗過程數字化調控[17-19],助力紡紗裝備向高效智能化發展。

2.3 織造關鍵裝備加工技術

2020年ITMA中國國際機械展中的各類新型織造設備,展示了高效節能、數字智能化方向的最新成果[20]。國產整經機、自動穿經機穩定性提升,減少了織造過程對人工的依賴。江陰市華方新技術科研有限公司研發了高速智能整經機可生產包含120根以上化纖的經軸,該設備配備的視覺斷紗自停系統通過相機識別報警,智能化水平較高;深圳海弘裝備技術有限公司研發了長絲高速全自動穿經機,穿經運行速度高達260根/min,大大提升了生產效率。

2.4 高效環保印染加工技術

智能化、數字化在印染行業中的應用,不僅可以提升染色效率,還能節能減排,實現高效減碳[21-22]。采用高能效電動機及設備,從源頭降低能耗;建立智慧計劃排產系統與全流程數字化管理應用系統,合理利用原料,改善染色過程中用時長、耗電等現象;建立數字化染色工廠,通過對生產過程的智能監控完成對染色工藝的精準調控。智能制造推進了印染行業與信息、互聯網等新技術的充分融合,促進印染行業向高效環保方向發展。

2.5 高速寬幅非織造布加工技術

自動化、數字化技術的普及和應用,促進了非織造布生產逐漸向寬幅、高速高效、節能方向發展。水刺、針刺、紡粘、熔噴等所用的非織造裝備進一步向智能化、自動化提升,提高了設備可靠性,解決了機構運動高精度化、控制系統智能化等難題[23-25]。機器學習、視覺圖像處理等計算機技術常用于非織造布面質量檢測,提高了布料的質量分級效率[26]。非織造裝備自動化程度的提高、節能減排關鍵設備的研發,為國內非織造布加工設備的智能化開拓了廣闊的發展空間。

2.6 智能化服裝和家紡裝備加工技術

在數字化技術的應用與推動下,智能服裝加工技術不斷發展,實現了從設計、生產到銷售的全方位數字化。目前,數字化軟件已實現靜態織物結構三維仿真、服裝虛擬展示,以及三維動態的織造過程仿真演示及服裝走秀,大幅提升了服裝設計開發的視覺效果。在服裝三維展示基礎上,基于人工智能的服裝個性化定制系統應運而生。阿里巴巴Fashion AI、韓國休閑品牌“SJYP”與德西格公司合作推出人工智能設計的服裝、Browzwear SmartDesign智能設計模板、印度電商網站Myntra服裝隨機生成以及Adidas在德國柏林開啟了第一家針織高端定制門店,這些個性化定制結合了3D智能量體裁衣、服裝智能自動裁剪、成衣物流智能配送等技術,同時滿足了消費者對便捷化、個性化與舒適性的需求。

在智能化技術驅動下,家紡公司也逐漸向互聯網轉型。一般家紡產品體量大,人工縫制十分不便,蘇州瓊派瑞特電子科技有限公司(TPET)開創的“四邊縫”技術[27]通過自動智能化設備很好地解決了這個問題,實現自動切料、送料、封口等。夢潔家紡股份有限公司打造了智能化工廠模式,該模式通過智能技術與生產流水線、生產控制中心、生產過程執行管控、倉儲與物流的結合[28],將智能制造貫穿于各生產環節。

2.7 先進紡織儀器制備技術

紡織儀器的智能化測試是提高紡織品優率的一大重要環節。烏斯特有限公司是生產紡織品質量監控系統設備的公司,不斷研發自動電子清紗器、USG自調勻整系統等紡紗自動化監測修正技術,穩定和提高了紗線質量,在生產過程中消除疵點次品,滿足人們對高品質紗線的需求。此外,人工智能檢測技術、數字圖像處理技術也被廣泛應用在紡織服裝檢測中[29],其結合了數字技術與網絡技術進行布面疵點、破洞的監測,提高了布面質量。

2.8 紡織機械智能化加工技術

紡織智能機械是紡織智能制造與生產的設備基礎,研發紡織智能生產線,將紡織機械的智能控制、生產信息化、智能機器人、智能檢測等融合到全流程數字化生產中,利用數字化技術進行紡織生產、數據收集與分析、工廠管理等,代替人工作業,保障生產可靠性,提高加工質量。深度神經網絡等強大的機器學習系統已被廣泛應用于紡織產業的各大車間[30],實現面料生產染色的智能調度。BMSvision MES系統通過智能無線網絡連接各大生產設備和環節,將設備的運行信息上傳至管理系統,實現生產數據的實時監控、報告、調度、預防性維護、織物檢查等[31]。

3 紡織綠色加工

傳統紡織業在快速發展過程中,不可避免地造成了原料過度消耗、能源浪費及紡織品廢棄[32],導致紡織行業對于環境資源的污染浪費大大增加,紡織行業每年的碳排放量高達33億t[33]。紡織行業碳排放量長期居高不下的原因為:合成纖維制造原料主要為煤與石油;傳統紡織生產流程長,導致其對能源的高依賴性;快時尚消費造成大量廢棄紡織品等。

紡織品全生命周期包含纖維生產、紡紗織造、染整加工、成品制造、銷售使用與回收處理,為滿足“碳達峰、碳中和”目標要求下的紡織行業低碳發展需求,在紡織品全生命周期中應融入數字技術,推進紡織加工向數字智能化、綠色節能化方向發展[34]。紡織行業對環保的控制要從末端防污染推廣到全生產流程控制,并就生產各環節進行針對性的合理減排,精準治理。

3.1 纖維生產

紡織品由纖維編織而成,因此對纖維生產進行可持續化綠色把控至關重要。綠色纖維分為生物質化學纖維、循環利用纖維和原液著色纖維[35]。再生纖維素纖維、再生蛋白質纖維、生物質合成纖維、殼聚糖與海藻纖維等均屬于生物質化學纖維。生物質化學纖維來源于自然,原材料污染小,合成加工過程污染少,可循環重復利用[36],符合綠色可持續發展理念。循環利用纖維是通過物理或化學方法將廢棄塑料、廢棄紡織原料、廢棄紡織品等重新制備成纖維?；厥諒U棄產品,不僅可以增加纖維原料,而且降低了廢舊紡織品對環境造成的壓力。原液著色纖維是在纖維生產原液中添加具有較好分散穩定性的染色劑,減少纖維后到染色工序,降低染色過程對水體、能源等的污染、浪費。

3.2 紡紗織造

傳統紡紗工序煩瑣復雜、用工較多,是紡織產業造成能源消耗、碳排放與環境污染的主要環節,因此研發綠色生產裝備、使用綠色生產技術極為重要。①結合智能化技術,對紡紗設備進行改進,如采用數字化棉紡裝備自動并條機、自動精梳機、自動絡筒機等[37],提高紡紗生產效率,降低能源消耗。②“人-機-料-法-環”五位一體的紡紗新策略,使傳統紡紗流程逐漸向短流程高速紡紗技術、超短流程紡紗技術和超紡技術發展,減少了不必要的紡紗流程,達到節能減排效果[38]。③在紗線后道處理工序中,采用環保型紡織漿料代替PVA漿料,能夠大幅度減少對環境的污染。

3.3 染整加工

傳統紡織染整加工過程中會消耗大量水資源和能源,排放大量廢水廢氣。目前,少水、無水印染及高效、低成本處理技術逐漸被廣泛使用,如無水印染中的超臨界流體技術。傳統染整中使用水作為介質對紡織品進行染色,無水印染中的超臨界流體技術使用超臨界二氧化碳流體,增加了上染率,縮短染色流程,且達到了零排放、無污染的清潔生產要求[39]。荷蘭DyeCoo公司于2008年首次使用超臨界二氧化碳染色設備。隨后,該公司推出了使用相同技術的經軸染色裝備系統。2012年夏天Adidas公司的無水印染服裝銷量高達5萬件。國內也有部分企業使用該技術,傳統水染需要使用8～12 h完成,而青島即發集團建立的超臨界二氧化碳無水染色產業化示范線僅需3～4 h即可完成染色,大大提高了染色效率。

3.4 成品制造

隨著數字化技術的興起,數字智能化技術逐漸取代了成品制造階段的人力。先進的布料裁剪設備、自動縫紉設備、智能排產設備的使用,能夠盡可能降低由人為造成的廢件消耗,且智能排產設備能夠將機器運行時間、布料等進行最大限度的合理分配,從而縮短成品生產周期,減少面料與能耗浪費,在提高了生產效率的同時達到了綠色生產的要求。例如,自動化襯衫部件生產設備能夠對面料進行精確裁剪縫制,實現服裝的大規模自動化生產[40]。

3.5 銷售使用

傳統的銷售方式以實體經營為主,在銷售運輸過程中會增加其他能源消耗。隨著互聯網的發展,線上銷售模式逐漸興起,消費者可通過網絡訂購完成購買,產品則可由工廠直接發往目的地,從而減少了運輸過程與實體渠道的資源浪費。此外,線上銷售模式還能通過數學方法和計算機技術,對需求、利潤、價格等銷售結果進行建模計算,實現服務和收益最大化[41]。隨著互聯網服裝消費量的增加,虛擬技術被引入服裝銷售行業[42]。顧客可以在線上通過三維虛擬試衣選擇款式,且銷售數據可根據實際銷售額進行反饋,從而預測顧客對款式的選擇行為。深度學習的應用,大大提高了服裝銷量預測的準確率[43],如利用LSTM模型預測溫度對各類服裝銷量的影響[44],并對針對不同溫度的服裝生產起到指導作用。

3.6 回收處理

目前,中國每年產生2 600萬t廢舊紡織品,其中化學纖維約為1 800萬t,占比大;天然纖維約800萬t,資源浪費嚴重?！都徔椥袠I“十四五”科技、時尚、綠色發展指導意見》中指出,廢舊紡織品的回收及高值化利用圍繞成分識別及分離進行研究,對廢舊聚酯、廢舊氨綸的清潔再生和循環利用技術進行突破和創新。廢舊聚酯紡織品及瓶片經過粉碎、清洗、紡絲等處理[45],制成純凈再生纖維,實現資源重復使用、再生循環、節能減排。據計算,1 t再生化纖紗線由約67 000個塑料瓶回收制成,可減少二氧化碳4.2 t,節省石油0.036 4 t,節省水6.2 t。

為響應國家倡導的“雙碳”發展戰略,解決了服裝回收難的問題,融合服裝回收的閉環供應鏈應運而生。該閉環供應鏈集合供應商、經銷商、原料種類等多種參數建立了數學模型,計算在回收利用過程中碳排放量,并針對性地提出相應決策方案,減少了供應鏈運行過程中的碳排放[46]。一些高校學生通過問卷的方式對舊衣回收情況進行了調查,并根據調查結果制定了線下線上宣傳策略,對回收模型也進行了優化[47]。

4 先進紡織制品

在發達國家的紡織市場中,先進紡織品占有率位于前列;在歐洲紡織市場,先進紡織品占有率達40%以上。雖然中國也將先進紡織品作為重點研發方向之一,但由于起步較晚,在設計能力、產品功能方面還未達到國際領先水平?！督ㄔO紡織現代化產業體系行動綱要(2022—2035年)》中提出,目前中國先進紡織品的發展目標是:在適應不斷升級的居民消費需求下,能夠基本滿足下游市場應用,并且提升功能紡織消費品、智能紡織品的品質,建立相對完善的先進紡織品生產制造標準、設計規范和檢測認證體系,部分重點產品達到國際領先水平。目前,先進紡織品廣泛應用于航空航天、海洋工程、汽車工業、衛生醫療、農業等領域,擁有廣闊的應用空間。

4.1 全成形針織產品

全成形針織服裝以整件狀態、直接三維立體方式一次性編織,無需裁剪、縫合,即可形成體感輕盈、穿著柔軟舒適的針織產品。由于全成形針織服裝一體成形的特點,在下機時無需再次套口縫合,減少生產流程,節約53%用工的同時,還能減少原料消耗,紗線損耗比衣片縫合降低了2%。據統計,生產1件成衣,使用傳統打樣、織造、裁剪、縫合的方法需要大約1個月,而使用全成形方法15 d左右即可交貨,縮短了從下單到織造交貨的周期[48]。除此之外,全成形針織產品改變了針織產品設計、生產和流通方式,在互聯網技術的推動下,用戶根據款式、材質、顏色和人體尺寸即可實現產品的快速定制。

4.2 風力發電

2020年全球新增風電裝機容量為93 GW,比2019年增加了53%,其中中國新增71.67 GW,目前,中國復合材料葉片年產量超過20萬t。風力發電裝機葉片中復合材料占整個葉片總質量的90%[49],其中經編多軸向復合材料以其輕質、高強、耐腐蝕、抗疲勞、結構穩定、可設計性強等特性,大量用于風力發電葉片。經編軸向結構以及混雜材料的合理配置,成為進一步提升經編軸向結構風電產品綜合性能的重要途徑;材料制備成型工藝不斷向更高精度、更短流程發展,將進一步提升風電材料的品質和生產效率[50]。

4.3 航空航天領域

紡織品材料在航空航天領域應用十分廣泛[51],紡織復合材料在該領域的發展空間也十分廣闊,例如宇航服、降落傘、飛行器機翼、機身、導流罩和內部裝飾等。經編軸向復合材料為無屈曲結構[52],由于其質量輕、體積小、強度大,彈性模量大,且具有良好的阻燃性能,常用于飛機殼體的制備。航天器對于自身質量有較高的要求,碳納米管增強復合材料以其輕質高強的特點減輕了運載火箭總質量的30%,提高了航天器的安全性。柔性氣凝膠及其復合材料具有耐高溫、超薄高強的特點,常用于宇航服等防熱材料航空航天用品。

4.4 汽車領域

隨著人們對汽車材料的安全、保暖、隔音性能要求逐漸提高,汽車用紡織品的需求量也越來越大。目前,全球汽車用紡織品年需求量在10億m2以上,美國每年用于汽車內的紡織品達2億m2以上,歐洲年需求量1億m2。

經編多軸向曲面復合材料整體塑性變形小,成型性能優異,不易產生應力集中,在碰撞后恢復能力強,通過材料內部的損傷來實現能量吸收,因此多用于汽車殼體的制備。在碰撞事故發生時,可更有效地保護車內成員安全,安全帶和安全氣囊同樣是保障行駛安全的重要部件[53]。研究發現,為使安全帶耐磨舒適,不加捻的紗線被廣泛應用于安全帶的制造,此類紗線不僅提高了安全帶的密度,還提高了拉伸強度和撕裂強度。目前,安全氣囊普遍采用高強度的錦綸66進行編織,并復合耐熱性更強的硅橡膠,以提高氣囊的耐熱性[53]。美國Allied Signal公司生產的Saty Gard PA6氣囊由長絲織造,抗撕裂性、抗沖擊性等均優于錦綸66氣囊,是目前使用較多的氣囊。

4.5 土工建筑領域

土工建筑紡織品常用于土壤加固、排水、斜坡防護等[54]。中國建筑用紡織品纖維加工量維持穩步上升趨勢,預計2024年將會達到129萬t。目前,紡織品在土工建筑領域的應用主要以軸向結構為主,采用碳纖維雙軸向經編結構增強混凝土可減少70%水泥用量,密度僅為原鋼結構混凝土的20%,但抗拉強度為鋼材的10倍,且更加耐腐蝕,穩定性更強,使用壽命可達到500年[55]。經編土工織物和緯編多層軸向織物以全幅襯緯結構為特征,與瀝青復合可作為地震多發區域墻體的補強材料。經編襯緯間隔織物與混凝土復合,具有設計靈活、節約成本等特點,作為房屋墻體材料,實現了低厚度、高強度的要求。

4.6 農業領域

紡織技術的進步,推動農業用紡織品在農業生產中的應用,進而促進了現代農業生產的進步。在現代高科技的支持下,國內農林用紡織品在產業用紡織品中占比4%～5%,國際上達到15%,但仍有較大提升空間。

農業用紡織品的應用環境變化較大,時常需要經受風吹日曬及各種氣候環境考驗。因此,農業用紡織品的性能要求較高,需要具有良好的干、濕強度,耐氣候性、耐光學性和耐化學性,具有透氣、透濕性,不影響農作物生長。大棚織物能夠增加植物的產量,例如采用無紡布浮排覆蓋能夠促進植物的出苗[56]。高強滌綸絲PVC織造而成的雙軸向涂層布柔性材料作為大棚墻體,可使得土地利用率相比傳統日光大棚提高30%～50%[57-58]。此外,大棚織物還需要較好的生物降解性,大棚布及作物生長基材能夠降解,不污染環境。灌溉用紡織品常采用機織、針織或非織造管織造,通過調整灌溉用紡織品的織造工藝參數來改變布面上網眼大小及分布,保證出水柔和均勻。微氣候調節用紡織品可以調節作物生長環境的溫濕度,改變不同作物的環境光照,提前或延后作物生產期,使作物增產10%～20%。

4.7 海洋工程領域

紡織材料作為海洋工程的基礎材料應用十分廣泛,尤其是經編網類材料,性能獨特,在海洋工程中發揮著不可替代的作用。

特寬幅經編網格織物材料抗風能力強,抗海水腐蝕性強,抗沖擊性能高,滿足了海洋防護工程的需求。海洋養殖業中,貝類養殖占全國海洋養殖業總產量75%,但海洋養殖藻類只占10.5%,魚類與蝦蟹類僅占7%,海洋養殖有極大的發展潛力,這對海洋養殖設施(如海洋養殖箱體材料)提出了新要求。目前,許多學者著力于海洋養殖網箱的水動力載荷研究[59-60],通過有限元法、數值研究法等對網箱織物在純流、波流等作用下的張力和面法向偏移進行研究,對網箱結構設計具有指導意義。

4.8 醫療衛生領域

目前,全球醫療業發展迅速,技術水平提升快,對醫療衛生用紡織品的需求也逐步增加。為此,通過醫學領域與紡織領域的交叉結合,開發出許多復合性、高安全性等醫療用紡織品。

植入式醫用紡織材料包括人工支架、人造血管、人工關節、疝氣補片等,一般采用經編、立體編織技術得到管狀織物,再進行涂層復合工藝得到成品。對人工支架等植入式醫用紡織品形狀性能的研究,可為產品設計的尺寸、形狀、材料、性能等提供科學依據[61]。感染防護產品主要包括手術衣、帽、口罩、手術包等,其原料主要是紡粘非織造布、熔噴非織造布、針織布等。紡熔復合非織造布具有獨特的超微細纖維的致密中間層,對微生物有良好的阻擋效果,能夠為醫患提供更好保護,降低手術感染風險,減少抗生素使用[62]。以抗菌紗線為原料的針織全成形口罩不僅能夠起到抗菌作用,其一次成形技術還能提高口罩的舒適性和生產效率,為口罩設計開發提供新思路[63]。

4.9 智能紡織品

隨著科技發展和民生消費逐漸增強,智能穿戴設備逐漸成為消費的熱點之一,全球銷量不斷攀升,2020年銷售智能穿戴設備4.5億臺,預估到2025年,銷售量將達到近8億臺。智能穿戴設備從手戴式的智能眼鏡、智能手表到穿著式的智能服裝、智能鞋材等,對人們生活產生了積極影響,有巨大的發展潛力。隨著對運動及健康監控的要求提高以及5G的發展,智能紡織品必然會得到快速發展。

智能可穿戴設備結合了傳感器技術、通信技術、柔性元件技術等,可在使用過程中完成數據監測、收集與分析等[64]。由于其移動性佳、使用簡便、交互性好,智能可穿戴設備在各領域具有極大的應用潛力。在運動時配備心率監測帶,能夠及時監測心率變化,對運動員起到呼吸指導與提醒作用。智能運動服與智能跑鞋[65-66]的應用也能夠通過數據分析及反饋提高運動效率。在醫療健康領域,常見的心電檢測服裝、智能嬰兒襪、智能手套等,通過傳感器監測人體的狀態行為變化,便于醫護人員及時獲取病患信息。此外,熱感變色服飾、智能發光服飾、觸摸電容手套、LED制服、反偵察隱形服裝等智能紡織品,都為人們生活工作帶來極大便利。

5 結語

紡織科技的蓬勃發展對紡織品開發提出了新要求,加速了新技術在紡織領域的應用,不斷推進了紡織技術的革新。紡織品不僅滿足于普通服裝領域需求,在產業領域的發展空間也十分廣闊,含蓋了纖維制造、面料織造、綠色加工及產品應用等各方面。智能制造在紡織行業中的應用與發展,不斷加快著傳統紡織業向智能化、數字化的進一步轉型升級。未來,我們要抓住新一輪產業革命的機遇,迅速融入“智能制造”與“綠色制造”行動計劃,加快紡織業與其他領域的交叉融合,提升傳統紡織行業的競爭力。