功能性服裝設計影響因素及設計方向研究

楊 陳

(1. 江西服裝學院，江西 南昌 330201；2. 江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201)

隨著生活水平與安全意識的提高，服裝逐漸擺脫了單純的保暖與舒適的設計模式，向安全、智能的功能性方向轉(zhuǎn)變。功能性服裝的設計針對一些特殊行業(yè)或特殊人群具有明顯的防護作用，如下文講述到的針對老弱病殘孕人群定位服裝，這些人由于身體的原因行動不便或安全意識薄弱，通過服裝的功能性設計提高對該人群的保護作用。目前，功能性服裝的設計方法主要通過合理運用服裝色彩、采用新型紡織纖維材料、開發(fā)具有傳感功能面料等。本文通過對服裝功能性的設計探討，為功能性服裝的設計開發(fā)提供一定參考經(jīng)驗。

1 服裝色彩對功能性服裝設計的影響

服裝色彩是服裝設計的一個重要元素，色彩正確合理的運用不僅可以提高服裝的審美效果，增加服裝的藝術(shù)性，可以提高服裝的安全性能。根據(jù)GB2893-2008《安全色》的規(guī)定：綠、黃、藍、紅四種色彩最為醒目，能夠作為安全色廣泛應用于建筑、交通、工礦企業(yè)等對周圍不安全因素進行提醒，防止事故的發(fā)生?；诖?，安全色很多也被應用到服裝設計中，如交通警察與環(huán)衛(wèi)工人的熒光黃綠色制服，它能夠在霧天與雨天等視線較差的條件下中給司機起到很好的警示作用。同樣的道理，若將熒光黃綠色適當引入校服的制作，必能在兒童上學、放學與橫穿馬路時起到很好的保護作用。

2 新型纖維材料對功能性服裝設計的影響

材料的革新歷來是功能性服裝設計開發(fā)的動力源泉，不同類型纖維材料的開發(fā)為功能性服裝的設計提供了不同的設計方向：

2.1 空調(diào)纖維制作調(diào)節(jié)冷暖溫度服裝

空調(diào)纖維是美國太空總署原為登月宇航員在1988年開發(fā)的一種具有調(diào)節(jié)溫度功能纖維，1994年用于商業(yè)用途?？照{(diào)纖維的主要作用機理是纖維中的納米微膠囊受熱與受冷時通過微膠囊內(nèi)相變物質(zhì)的相變進行對應放熱與吸熱來調(diào)節(jié)溫度，基體材料初期主要應用在腈綸纖維。近年來，隨著纖維紡絲工藝的發(fā)展，具有溫度調(diào)節(jié)功能的粘膠纖維也被相繼開發(fā)出來。利用空調(diào)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，一定程度保障了人的身體健康。

智能調(diào)溫的機理也略有不同，目前主要有3種：第一種，也是最經(jīng)典最常用的方法即利用微膠囊復合紡絲法，通過紡絲法將直徑為1～100 μm的固體微膠囊紡制到纖維中，利用相變時吸、放熱變化來調(diào)節(jié)服裝溫度。如王春瑩等[1]選用甲醛-脲反應生成的氨基樹脂為壁材，以有機石蠟為芯制成的微膠囊紡制的相變纖維即具備很好的溫度調(diào)節(jié)作用。第二種，是利用濕法紡絲將纖維紡絲材料與相變材料的混合液進行紡絲。如苗曉光[2]使用丙烯氰、酪蛋白質(zhì)與C19相變材料共混后紡絲制備的相變值高達16 J/g的牛奶蛋白纖維；宋曉慶等[3]利用聚乙烯醇與石蠟紡制的相變空調(diào)纖維均具備很好的調(diào)溫功能。利用第二種機理開發(fā)的空調(diào)纖維。最為著名與最先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是Outlast纖維，該纖維已經(jīng)在服裝生產(chǎn)上得到很好的應用。第三種是將纖維聚合材料與相變材料通過熔融復合紡絲法制備空調(diào)纖維。如張興祥等[4]以聚丙烯為壁，聚乙二醇為芯采用熔融復合紡絲法制備的空調(diào)纖維具有很好的控溫效果。王學海等[5]利用PBS與甲醛-三聚氰胺為壁，正十八烷為芯采用熔融復合紡絲制備空調(diào)纖維的相變焓值高達16.1 J/g?？照{(diào)纖維紡制工藝的不斷改善與進步，使得服裝功能更加智能化。近年來，利用相變材料通過對服裝面料表面直接進行涂層處理使得服裝具有溫度調(diào)節(jié)功能工藝也得到了一定的應用，并取得了較好的效果。

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通過服裝纖維中藥用抗菌成分對身體起到保健，對細菌起到抑制作用。藥用抗菌纖維的紡制工藝主要有3種：第一種，直接選用具有藥用抗菌纖維進行紡紗、織造服裝面料。鄭麗莎等[6]通過測試羅布麻的葉、莖、根對白色念珠菌、大腸桿菌、綠膿桿菌及金黃色葡萄球菌的抗菌性，得出羅布麻中鞣質(zhì)等酚類、黃酮類等對細菌均有抑制和殺滅作用。第二種，是將藥用抗菌聚合物與其他纖維聚合物進行混合紡絲，使其紡制的復合纖維具有藥用抗菌效果。如韓倩[7]利用纖維素紡絲液與提取的紅花黃色素混合紡制備的功能性粘膠纖維，經(jīng)對昆明種小鼠進行抗炎性能測試表明該種纖維具有較好的藥用效果。第三種，是利用具有藥用抑菌物質(zhì)對纖維進行接枝，從而使得服裝纖維材料獲得藥用抗菌效果。如牛梅[8]利用殼聚糖-載銀二氧化硅與載銀納米二氧化硅對羊毛纖維進行抗菌接枝整理，經(jīng)測試均取得了較好抑菌效果。

2.3 變色纖維制作隱匿防護服裝

變色纖維的開發(fā)源于對仿生學的研究，具體是指纖維在受到輻射、水分、熱、光等因素作用下發(fā)生顏色轉(zhuǎn)變。目前，利用變色纖維材料制備的服裝主要應用在軍服與一些節(jié)目服裝，當然還有一些為追求個性、時尚而專門定制變色服裝的年輕人，如日本KANEBO公司利用變色纖維制作的T恤衫早在1989年就受到年輕人的追捧。

現(xiàn)實生活中應用最多的是溫致變色和光致變色。溫致變色作用機理是通過纖維內(nèi)部的微膠囊結(jié)構(gòu)在受到溫度刺激后而進行顏色的轉(zhuǎn)變，光致變色則是利用不同波長的光對纖維表面接枝的某些光敏感物質(zhì)進行刺激使其進行色彩發(fā)生變化。溫致變色和光致變色纖維的變色在大多數(shù)情況下是可逆的。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在紫外線照射下由無色變?yōu)樗{色，而去除紫外線照射后又由藍色變?yōu)闊o色，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外，模仿變色動物的變色機理是開發(fā)變色纖維一個重要方向。如模擬蛾角膜平行排列的圓錐結(jié)構(gòu)設計的超微坑纖維，在光照條件下呈現(xiàn)黑色[9]。變色纖維材料在服裝設計中的應用不僅豐富了服裝的色彩，也為服裝的功能性設計提供了一個重要方向。

隨著技術(shù)的進步，新型功能纖維材料不斷問世，如形狀記憶纖維材料、耐撞擊纖維材料[10]，在此就不再一一列舉。

3 傳感技術(shù)對功能性服裝設計的影響

傳感技術(shù)、通信和計算機技術(shù)并稱信息技術(shù)三大支柱，傳感技術(shù)在服裝設計中的應用主要集中在傳感技術(shù)對服裝穿著后，對身體內(nèi)部情況及外界環(huán)境的一種信息收集，并轉(zhuǎn)化為能夠進行評價的數(shù)字信號。傳感技術(shù)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。依據(jù)上述理論，不少設計師設計了功能多樣的服裝，下面就兩種常見的傳感器在服裝中的應用進行介紹：

3.1 定位服裝

定位服裝主要是針對嬰幼兒與老年人開發(fā)設計的，旨在為嬰幼兒與老人的位置進行準確定位，防止走失。目前，定位服裝的設計方式主要有以下幾種：第一種，利用感應纖維織造服裝面料，賦予服裝具有定位功能，但該法在制作過程中感應纖維面料受到裁剪的限制，容易受到損壞；第二種，在服裝中植入傳感設備如IBeacon芯片、NFC芯片或GPS芯片等，從而使得服裝具備定位功能，該法也是實際設計中最為常用的設計方法；第三種設計方法是綜合上述兩種設計方法，在使用感應纖維紡制的面料中加入定位傳感芯片。目前，國內(nèi)對智能定位服裝的研究主要為江南大學的沈雷與東華大學的許武軍。沈雷的課題小組[11]選擇低功耗藍牙的IBeacon元件作為傳感定位核心，設計了近場定位兒童服裝，經(jīng)無障礙物與有障礙物測試均取得了較好的定位效果。許武軍[12]的課題小組則是將GPS定位芯片與氣壓高度測量儀一起植入到消防服的設計中，大大提高了定位的準確性與所處環(huán)境的檢測。未來傳感技術(shù)在定位服裝的應用必然是功能性服裝發(fā)展的一個重點與熱點。

3.2 健康監(jiān)測服裝

健康監(jiān)測服裝，顧名思義就是在服裝上植入一些具有對身體健康指標進行收集功能的監(jiān)測傳感裝置，匯總后進行評價。如INFINEON公司[13]依據(jù)服裝內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的電能強弱，進而對身體各部位的體溫進行監(jiān)測評價。生命襯衫公司[14]則是在服裝的不同位置，如腹部、腋下等位置植入了微型傳感設備，對各部位生命特征指標進行搜集和監(jiān)測。還有一些健康監(jiān)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，來實現(xiàn)對穿著者不同部位體溫的檢測，同時大部分溫致纖維變色是可逆的，提高了服裝的實用性能。另外還有一些傳感技術(shù)在監(jiān)測服裝類的典型應用，如梁超[15]自主開發(fā)設計的嬰兒尿濕報警器，孟秀麗[16]開發(fā)的太陽能智能測壓服等，在此不再一一列舉。相信在不久的將來，健康監(jiān)測服裝必將成為尋常百姓家衣柜中的必備之物。

4 結(jié)語

功能性服裝設計的興起源于對新型纖維材料革新與傳感新型技術(shù)的開發(fā)，再配以傳統(tǒng)服裝的色彩及款式設計，使其在滿足服用性能的同時，兼具一定的功能性。因此服裝設計師應更加注重現(xiàn)代科學技術(shù)與傳統(tǒng)服裝工藝設計的結(jié)合，為我國研發(fā)擁有自主產(chǎn)權(quán)的功能性服裝品牌提供堅實的基礎。