桑盼盼, 沈雷
(江南大学 纺织服装学院,江苏 无锡 214122)
随着科技的进步和社会的发展,人们的生活质量逐渐提高,在购买服装时开始重视服装的功能性[1]。为了满足人们的需求,市场上出现品类丰富的功能性服装[2],但人们对于功能性服装却了解甚微,因此文中就功能性服装进行论述,针对其功能对现有研究成果进行分类,以期推进功能性服装在日常生活中的应用,充分发挥功能性服装的作用。
功能性服装是指就服装功能而言,某一方面能发挥独特功效或具有超强效用的服装。功能性服装除了像普通服装一样遮盖人体,维护人体的热平衡以适应气候变化之外,还能满足人们的特殊需要[3]。如智能调温服装,可在不同环境下智能调节服装内环境温度,维持穿着者体表温度的相对恒定,具有较好的舒适性。
功能性服装的设计不仅要遵循交互性、安全性、卫生性、美观性、实用性等原则[4],还应满足特殊性和环保性。其中,特殊性是指这类服装具有普通服装所不具有的功能。
功能性服装设计应满足以下条件:①有利于人体正常的生理健康[5];②根据预想达到的功能和选用的面料进行款式设计;③考虑洗涤、缝纫等因素;④适于人体活动,方便穿脱。
功能性服装的造型要结合服装应用环境进行设计,如防护型服装,其整体廓形比较简单,并尽可能地覆盖人体表面[6]。就功能性服装的安全性而言,不仅功能性服装面料须对人体无毒无害,而且与服装相结合的高科技也须对人体没有害[7]。
2.1.1防护型服装的作用 防护型服装是指利用科技手段在特殊环境中对人体具有防护功能的服装,主要应用于工程作业中。例如,军用的防弹服和消防部门的阻燃防护服。
2.1.2防护型服装的分类 防护型服装按照防护功能的不同可以分为:化学防护服、阻燃防护服、防辐射服、防水服、防弹服、机械防护服和生物防护服等。其中,化学防护服按照等级可以分为4种:气体密集型防护服、防液体溅射型防护服、增强功能型防护服和一般型防护服。
2.2.1舒适型服装的作用 舒适型服装主要通过改善服装面料提高服装的保暖性能、透气性以及柔软贴肤性,使服装具有保暖、祛湿、凉爽、透气等功能[8]。
2.2.2舒适型服装的分类 舒适型服装分为保暖型、透湿型等。保暖型服装有远红外发热纤维保暖服、调温纤维服、电热纤维服、太阳能服等。远红外发热纤维保暖服通过在纤维中添加特殊试剂,使纤维产生红外线,进而产生体感温度升高的效果[8]。透湿型服装主要通过改变织物结构,增强织物的透气、透湿功能,以此制成凉爽透气的服装。
2.3.1保健型服装的作用 保健型服装是指具有抗菌、防臭、磁疗等作用的服装产品[9]。应用在保健型服装中的纤维主要包括促进血液循环的帕金纤维、促进微循环和新陈代谢的玉石纤维、防霉抑菌的大麻纤维,以及能发射远红外线的竹炭纤维等。
2.3.2保健型服装的分类 保健型服装可分为负离子织物服装、抗菌防臭服装、磁疗服装、罗布麻服装等。由于它们的保健功能,受到人们的广泛关注。
2.4.1保养方便型服装的作用 保养方便型服装的面料经过特殊整理后具有抗皱、防缩性能,洗后免熨烫,不易变形,适合现代人快节奏的生活,受到人们的欢迎。
2.4.2保养方便型服装的分类 保养方便型服装分为抗皱免烫服装和防缩服装。抗皱免烫服装[10]主要由是棉、麻与黏胶丝混纺制成。防缩整理,是指为防止衣物缩水而对其等进行的整理。可机洗羊毛衫是防缩服装的代表,它通过改变羊毛鳞片的缩绒性,使服装具有良好的保型性。
2.5.1绿色环保型服装的作用 绿色环保型服装又称为生态服装,原料均采用天然纤维,印染时使用对人体无害的染料,并严格控制甲醛残留。绿色环保服装以保护人类身体健康为目的,具有无毒、安全的优点。
2.5.2绿色环保型服装的分类 绿色环保型服装按照材质可以分为绿色生态棉服装、竹纤维服装、甲壳素纤维服装等,这类服装抗菌效果良好,是贴身穿着服装的理想选择。例如绿色生态棉服装选用的棉花在种植过程中用农家肥代替化肥,生产的棉花绿色无污染,主要用于制作内衣、衬衫等贴身服装。
TFR的升高促进了吸热的CO2与C还原反应,促进了CH4重整反应和H2/CH4还原载氧体Fe2O3的反应,促进了生物质的气化,提高了生物质碳转化率。温度达到 825℃时可完全气化生物质,CO收率和含量提高,同时也提高了合成气收率和冷气效率[18]。高温不利于生成 H2和 CO2的水煤气变换反应,而 CH4在较高温度下的重整反应又有利于 H2生成,鉴于CH4含量较低,两者综合的结果使得随温度升高,H2含量的增加量低于CO的增加量,这也降低了合成气H2/CO比。
2.6.1调整型服装的作用 目前学术界对于调整型服装的研究较少[11]。调整型服装是针对人体姿态进行矫正的服装,对人体具有调节、塑形的作用。
2.6.2调整型服装的分类 调整型服装主要包括背背佳和各种塑身内衣。背背佳矫姿带采用的面料具有舒适、柔软、轻薄的特点,有较高的弹性和柔软度,既可以矫正人体姿态,又利于穿戴[12]。塑身内衣分为矫姿塑身内衣和整形塑身内衣,用于改善女性形体,以充分展现女性的“S”曲线。
由于功能性服装与人体结合的紧密度,其研发过程将面临诸多方面的挑战,如舒适性、安全性、耐用性、交互便捷性、信息传达有效性、电子元件稳定性、数据采集准确性、能耗持久性、信息互动可视化、数据输入输出准确性,甚至设备穿戴及使用的社会接受度等[13]。针对不同群体对智能安全服装在功能和审美等方面多维度需求的开发,是功能性服装设计的重要部分。
随着传感器集成度、智能化和功能性的提升,可穿戴设备已经不局限在人身体的某个部位,而是向应用于全身的趋势发展,其作用除了信息交互外,更具有了医疗价值,甚至具备了对外部环境数据的收集、监控和传输功能。智能可穿戴设备还需根据穿着者生理、心理及生活情境的需求,提高产品的便携性、可穿戴性、服用性。因此还需从产品接受度、身体贴合度、生理有益度、穿着舒适度、运动辅助性,以及设备安全、可靠性等维度对智能可穿戴设备与服装的结合方式进行重点研究。
为了提高智能信息处理的效率,最大程度地为穿着者服务,很有必要对信息在智能设备间、智能设备与移动终端间的传输和交互方式进行多样化研究,即多模态交互方式(Multi-interaction)的研究。
韩国和澳大利亚团队研制出可发电面料,并能为电器供电[16]。它由摩擦纳米发电机和两层布料构成。面料一层为银材料,另一层为硅胶和银材料,两层材料摩擦后产生静电,通过收集得到电能。
发电服装如图1所示,图1中服装既可通过摩擦生电后使LED发光,又可储存电能为手表或者手机充电。
美国陆军研发了光学“隐身衣”[17],具体如图2所示。“隐身衣”是一种超材料制成的伪装产品,利用它可以有效地进行伪装。“隐身衣”在军事方面有较大的应用前景,但是对于它的制作科学家仍在进一步的研究中。
图1 发电服装 Fig.1 Chargeable garment
图2 隐身衣Fig.2 Invisibility cloak
日本研制了防蚊面料服装[18],具体如图3所示。此面料在洗涤20次后防蚊效果仍可保持80%。防蚊面料是将一种特殊的制剂附着在服装表面,使蚊虫不敢靠近,从而有效避免被蚊虫叮咬。其防蚊效果十分明显,人们在户外活动时可以穿着此类服装。
图3 防蚊服装 Fig.3 Anti-mosquito clothing
日本研制出了一种美容纤维,将其用于服装,有保护皮肤的作用。美容纤维主要用于贴身服饰,可以使皮肤湿润,增加皮肤的紧致感。美容纤维服装如图4所示。
图4 美容纤维服装 Fig.4 Cosmetic clothing
麻省理工学院的研究团队发明了一种能够储存、释放太阳能的透明高分子膜,将其应用于服装,可在冬季为人体供暖,具有较大市场前景。太阳能服装如图5所示,图5中把太阳能板直接装饰在服装表面,形成时尚的装饰图案。
图5 太阳能服装 Fig.5 Solar energy clothing
发光纺织面料具有发光防水的功能,具体如图6所示。发光纺织面料的发光效果较好,可以用于制作各类纺织品,如为黑暗条件下工作的劳动者制作工作服。发光纺织面料是首次从纺织角度进行设计的功能性服装面料,对功能性面料的开发具有较大引导意义。
图6 发光纺织面料Fig.6 Luminous fabrics
通过对功能性服装定义、应用及设计的分析,将功能性服装分类,并对各类功能性服装的作用及产品进行总结归纳。认为随着功能性服装研究的深入,纤维原料逐步向差别化、功能化和高性能化方向发展;智能元件逐渐向柔性化、多功能性方向发展;功能性服装趋向于集多种防护功能于一体,安全性能也会更好。