服裝安全設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

沈 雷，洪文進(jìn)

(江南大學(xué)生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫214122)

服裝安全設(shè)計(jì)是指以人體工程學(xué)分析為基礎(chǔ)，系統(tǒng)、全面地考慮人體特殊活動(dòng)(作業(yè))下的危險(xiǎn)性，并以服裝包裝設(shè)計(jì)為載體來考慮安全措施，從而達(dá)到以消除人體安全隱患為目的的現(xiàn)代創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式。近十年來，隨著現(xiàn)代服裝安全防護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品研究領(lǐng)域不斷拓寬，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系趨于完備。現(xiàn)代服裝安全正朝著信息科技創(chuàng)新化、材料復(fù)合創(chuàng)新化等多方向發(fā)展。本文回顧了20世紀(jì)60年代以來中國服裝安全設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程，分析了國內(nèi)外服裝安全設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀，同時(shí)指出目前服裝安全設(shè)計(jì)中存在的問題及未來服裝安全設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)安全設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域與學(xué)科間交叉開發(fā)為重點(diǎn)，以期進(jìn)一步推動(dòng)中國現(xiàn)代服裝安全設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，提高服裝安全防護(hù)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新核心競爭力。

1 服裝安全設(shè)計(jì)發(fā)展歷程

20世紀(jì)60年代初，以解放軍總后軍需裝備研究所利用分段暖體假人對服裝隔熱性進(jìn)行評估為標(biāo)志，開始了中國服裝安全功能性研究。70～80年代，服裝安全系統(tǒng)開發(fā)研究逐漸展開，主要體現(xiàn)在航空航天、軍事軍工等領(lǐng)域[1]。90年代，中國服裝安全性設(shè)計(jì)取得長足進(jìn)展，主要表現(xiàn)為在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中突出符合人體舒適性的安全設(shè)計(jì)，利用熱濕傳遞原理，設(shè)計(jì)出系列溫控(調(diào)溫)服裝，確保在特殊作業(yè)下人體的舒適安全。90年代中后期以來，中國開始大量引入先進(jìn)材料和特殊工藝技術(shù)，并從國外引進(jìn)具有現(xiàn)代安全創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的研究人員。與此同時(shí)，隨著科技信息不斷發(fā)展和材料科學(xué)體系日趨完備，完整、系統(tǒng)地進(jìn)行服裝安全設(shè)計(jì)逐步與多領(lǐng)域相結(jié)合發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)，中國現(xiàn)代服裝安全設(shè)計(jì)得到快速發(fā)展，尤其在電子科技信息、高性能紡織服裝材料，以及智能數(shù)字化等方面取得了質(zhì)的飛躍。其中感應(yīng)元件技術(shù)、電子元件技術(shù)、相變材料技術(shù)、形狀記憶材料技術(shù)、發(fā)光反光材料技術(shù)，以及耐撞擊材料等技術(shù)組合應(yīng)用在服裝中，使得服裝安全設(shè)計(jì)在智能化、多樣化、科技化程度上有了很大的提高[2]。目前，已實(shí)現(xiàn)電子感應(yīng)系統(tǒng)的組合，將濕度感應(yīng)與溫度感應(yīng)元件，以及特殊熱敏材料和智能元件相組合，應(yīng)用設(shè)計(jì)于嬰幼兒短褲之上，通過借助媒介(感應(yīng)器)傳遞出嬰幼兒心理特征與生理指征信號設(shè)計(jì)安全性嬰幼兒護(hù)理服裝[3]。

在幾十年的發(fā)展歷程中，中國逐步形成了多家服裝安全設(shè)計(jì)研究單位和機(jī)構(gòu)，并不斷對安全因子進(jìn)行剖析與再創(chuàng)造組合，設(shè)計(jì)出具有高技術(shù)含量的現(xiàn)代安全防護(hù)服裝。

2 服裝安全設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

服裝安全設(shè)計(jì)元素應(yīng)用主要包括兩大類，一是高科技智能信息技術(shù)的應(yīng)用，一是新型紡織服裝材料的應(yīng)用。

將高科技智能信息技術(shù)應(yīng)用到服裝安全設(shè)計(jì)中，是通過對信息元件載體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到滿足服裝優(yōu)良服用性能。美國加州生命襯衫公司[4]研制了一款可以使醫(yī)生及時(shí)了解病人體能狀況的生命襯衫，這種襯衫在領(lǐng)口、腋下、腹部等多個(gè)部位分別織入微型傳感器，與佩戴在腰間的微型終端電腦顯示相連接，最終將各項(xiàng)生命指標(biāo)分析并通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞給醫(yī)生。Infineon公司[5]提出利用體溫和環(huán)境溫差來產(chǎn)生電能的概念，將微型軟質(zhì)存儲器分散在織物(服裝)的各個(gè)部位，進(jìn)行體溫監(jiān)測，掌握人體指征信息，從而確保人體健康安全。加州大學(xué)伯克利分校[6]開發(fā)出能應(yīng)用在服裝上的太陽能軟質(zhì)電池，將其縫制在服裝上，為設(shè)計(jì)系列供電安全服裝提供技術(shù)支撐。

在新型紡織服裝材料應(yīng)用研究方面，Shea JT[7]指出，在受到光、熱、電流、壓力、水流或電子束等外界環(huán)境因素刺激時(shí)，材料顏色發(fā)生變化，色彩改變的溫度范圍從－5℃ ～60℃，這種可逆的變化通常應(yīng)用在提花織物、繡花布和印花布上，以此設(shè)計(jì)的服裝除了具有時(shí)尚效果外，還起到指示人體溫度變化的作用。Zhang X等[8-9]研究指出，耐撞擊材料是利用分子相對運(yùn)動(dòng)原理，憑借其運(yùn)動(dòng)時(shí)緊密結(jié)合的分子層，形成剛性保護(hù)體，以此緩沖沖擊力，而外力消失后，分子擴(kuò)散恢復(fù)正常柔性，其中以“D3O(Dee-Three-Oh)”命名的新材料，是由內(nèi)外兩側(cè)分別被透氣層和彈性材料所包裹的三層材料構(gòu)成，可以用于防護(hù)各種撞擊，以此設(shè)計(jì)應(yīng)用于摩托車運(yùn)動(dòng)員競技服、橄欖球運(yùn)動(dòng)員手套及現(xiàn)代軍事防彈衣中，可以避免環(huán)境外力對人體產(chǎn)生的傷害，達(dá)到保護(hù)人身安全的目的。普林斯頓大學(xué)、北卡州立大學(xué)、北德克薩斯大學(xué)三所學(xué)校[10]聯(lián)合開發(fā)了將窄條狀薄膜晶體管纖維編織到織物中的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全設(shè)計(jì)中特殊紡織服裝材料的編織技術(shù)應(yīng)用，提高了服裝的可服用性。三菱重工[11]研究開發(fā)了具有高性能防濕可調(diào)的形狀記憶膜(Diaplex)，該產(chǎn)品設(shè)計(jì)于服裝中，為特種作業(yè)下的人提供“干爽服裝”，在特殊環(huán)境下保護(hù)人體安全。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在高科技智能信息技術(shù)應(yīng)用方面，因信息載體元件與服裝的服用性結(jié)合難度較大、服用性能較差，故國內(nèi)該類設(shè)計(jì)應(yīng)用的研究較少。焦作大學(xué)梁超[12]通過自主設(shè)計(jì)嬰兒尿濕報(bào)警器，并將其再設(shè)計(jì)組合應(yīng)用于尿布(短褲)之上，根據(jù)報(bào)警器結(jié)構(gòu)原理，及時(shí)提醒父母進(jìn)行相應(yīng)護(hù)理，確保嬰兒身體健康安全。德州學(xué)院孟秀麗[13]將太陽能電板與服裝進(jìn)行創(chuàng)新組合設(shè)計(jì)，根據(jù)太陽能供電模塊原理的系統(tǒng)分析研究，得出應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的太陽能服裝，即太陽能智能測壓服。蘇州大學(xué)洪巖等[14]為了研究人體生理特征指標(biāo)和人體舒適安全性的監(jiān)測方法，利用智能傳感器和顯示器技術(shù)設(shè)計(jì)組合，研制出可以設(shè)計(jì)于服裝之上的安全警示系統(tǒng)。

紡織服裝材料安全元素設(shè)計(jì)方面，往往需要對材料進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。江南大學(xué)葛明橋等[15]通過對彩色與彩色光稀土夜光纖維的開發(fā)和應(yīng)用分析，按照一定組織結(jié)構(gòu)和一定原料比例混紡配對研制出夜光、反光材料，并將其設(shè)計(jì)應(yīng)用于服裝之上，可起到特殊安全防護(hù)作用。郝新敏等[16]通過對聚四氟乙烯(PTFE)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)分析和性能研究，與有機(jī)導(dǎo)電纖維結(jié)合，研制出具有防病毒、防輻射、抗菌等多項(xiàng)安全防護(hù)功能的服裝。車青松等[17]分析指出，稀土發(fā)光材料是指利用稀土經(jīng)高溫加工而成，能把外界吸收的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為非平衡光輻射的功能材料。樊美公[18]認(rèn)為，熒光材料為稀土材料中的一種，它是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時(shí)所釋放的輻射，肯定了它們使服裝在特殊環(huán)境下起到視覺凸顯作用。楊水[19]、趙中浩等[20]，指出，反光材料具有特殊的反光特性和強(qiáng)回歸光逆反射效應(yīng)，由高折射率玻璃微珠，反光材料層耐候性高分子樹脂及高強(qiáng)度黏合劑等組成的復(fù)合型薄膜材料，是服裝安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域可以應(yīng)用的新型光學(xué)材料。

3 服裝安全設(shè)計(jì)存在問題和解決措施

雖然國內(nèi)服裝安全設(shè)計(jì)已取得階段性進(jìn)展，但在具體設(shè)計(jì)過程中也存在著一些關(guān)鍵問題:

1)服用性能問題:安全設(shè)計(jì)理念過于傳統(tǒng)化和程式化，安全元素組合式設(shè)計(jì)較多，缺乏對產(chǎn)品服用性能的考慮;2)工藝技術(shù)問題:與傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)相比，安全設(shè)計(jì)中安全材料和紡織服裝材料結(jié)合的工藝實(shí)現(xiàn)度難度大;3)材料選擇問題:對信息技術(shù)和新型材料的掌握程度不夠，面料再創(chuàng)造能力欠缺。

針對這些問題，針對性擬定解決措施:

1)突破傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式，轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)手法，了解滿足人體在穿著環(huán)境下的服裝服用性能特征;2)將安全材料性能測試技術(shù)、材料再加工技術(shù)、服裝制版技術(shù)、生產(chǎn)工藝技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域工藝技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新;3)了解新材料技術(shù)研究成果，強(qiáng)化服裝材料知識結(jié)構(gòu)體系和創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用能力。

4 服裝安全設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢

服裝安全設(shè)計(jì)研究較傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)而言起步較晚，但已有研究成果對整個(gè)現(xiàn)代紡織服裝業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新具有積極推動(dòng)作用。當(dāng)前所設(shè)計(jì)的安全性服裝是指一種針對為消除(警示)環(huán)境外力對人體產(chǎn)生的危害，將多種安全要求科學(xué)合理地設(shè)計(jì)于服裝之上，且質(zhì)量和采用技術(shù)相對較高，能保護(hù)人體安全的服裝。因此，在未來服裝的安全性設(shè)計(jì)研究過程中，應(yīng)摒棄傳統(tǒng)程式化設(shè)計(jì)理念，進(jìn)行多層次化的、多角度的、全面系統(tǒng)的研究。

4.1 信息科技創(chuàng)新化設(shè)計(jì)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展，信息科技發(fā)展與應(yīng)用得到前所未有的關(guān)注。作為時(shí)代的產(chǎn)物，信息科技在服裝中的創(chuàng)新應(yīng)用，將是微電子元件、智能元件與服裝進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，它不僅能夠按照預(yù)先設(shè)定適時(shí)采集信號，而且能對信號做出及時(shí)處理和反饋[21]。目前，此領(lǐng)域設(shè)計(jì)多集中于運(yùn)動(dòng)休閑類服裝，通過工藝與材料技術(shù)既不斷改進(jìn)，逐步完善其服用性能。這對今后真正實(shí)現(xiàn)服裝的系列化、層次化和模塊式安全設(shè)計(jì)具有指引作用。

4.1.1 交通安全類服裝設(shè)計(jì)

交通安全類服裝設(shè)計(jì)是從現(xiàn)代道路交通角度設(shè)計(jì)出發(fā)，提高交通安全性。從道路交通事故產(chǎn)生原因著手，除了對本體交通安全意識進(jìn)行廣泛教育，對其穿著衣服外包裝將是未來減少交通事故的有效措施，為穿著主體提供“護(hù)身符”[22]。如利用LED微型電子燈，設(shè)計(jì)于服裝袋口邊緣、后背育克、帽沿、側(cè)縫等明顯處，通過聲控和自控方式把握LED燈發(fā)亮程度，以起到夜間警示司機(jī)注意行人，安全駕駛作用。又如，在特殊人群(特指老人與兒童)中，為了方便交通定位，防止意外走失，將GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)于服裝內(nèi)，通過現(xiàn)代工藝技術(shù)既實(shí)現(xiàn)造型美觀目的又達(dá)到滿足安全功能需求。

4.1.2 醫(yī)療衛(wèi)生類服裝設(shè)計(jì)

醫(yī)療衛(wèi)生類服裝安全設(shè)計(jì)是一個(gè)從繁到簡的設(shè)計(jì)過程，在此過程中既要以美觀、舒適、耐用及成本廉價(jià)為總體原則，又要重點(diǎn)把握便捷實(shí)用性，提高醫(yī)護(hù)人員對患者的護(hù)理效率[23]。在現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中，病服的設(shè)計(jì)不僅要滿足患者日常生活的特殊需要，更要起到保護(hù)患者身體健康安全的作用。因此，從監(jiān)測患者角度出發(fā)，通過無線傳感感應(yīng)技術(shù)，將患者體能信息實(shí)時(shí)傳達(dá)給護(hù)理和監(jiān)護(hù)人員，這是中國未來服裝安全設(shè)計(jì)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的重要突破口。

4.1.3 針織安全服裝設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代針織服裝設(shè)計(jì)中，將巧妙結(jié)合科技因子與工藝技術(shù)成為今后針織服裝安全設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與重點(diǎn)。國內(nèi)針織服裝業(yè)自20世紀(jì)80年代以來得到長足的進(jìn)步，已從手工作坊發(fā)展到具有現(xiàn)代技術(shù)特征的產(chǎn)業(yè)，并從滿足“數(shù)量競爭”達(dá)到“高技術(shù)水平競爭”。目前，針織服裝主要集中于常規(guī)款式的開發(fā)設(shè)計(jì)，從服裝智能科技與技術(shù)角度綜合考慮，應(yīng)加入兩者的融合再創(chuàng)作。例如，在常規(guī)運(yùn)動(dòng)類針織服裝袖肘部、背部與肩部添加安全因子即EL冷光技術(shù)設(shè)計(jì)，通過電子聲控原理，采用現(xiàn)代先進(jìn)車縫技術(shù)，將其鑲嵌于服裝各部位，以改變服裝視覺效果，起到警示安全和時(shí)尚作用[24]。

4.2 材料復(fù)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在提高服裝服用性能的前提下，擴(kuò)大新型材料復(fù)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)是未來實(shí)現(xiàn)服裝安全設(shè)計(jì)的研究方向之一。在日常生活(作業(yè))環(huán)境下，人體通過服裝包裝所避免的安全隱患不計(jì)其數(shù)。在兒童服裝或現(xiàn)代校服設(shè)計(jì)中，通過熒光植絨材料、3M反光條包邊牙條材料在服裝肩、袖、育克、側(cè)縫等局部進(jìn)行塊面或線形復(fù)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以起到警示司機(jī)注意力，避免交通事故，保障人身安全的作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)護(hù)理服飾和特殊作用服裝設(shè)計(jì)中，在注重安全功能的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)護(hù)理服裝款式和對紡織服裝高技術(shù)材料的合理選用，將新型變色材料和耐撞擊材料結(jié)合應(yīng)用，一方面起到顯現(xiàn)人體生理健康指標(biāo)、舒緩心理健康的作用，另一方面起到安全防護(hù)作用。

5 結(jié)語

近幾十年，中國服裝安全設(shè)計(jì)取得快速發(fā)展，然而在安全元素設(shè)計(jì)和高技術(shù)信息載體優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及兩者與服裝結(jié)合所達(dá)到的服用性能還存在一定的不足，建議堅(jiān)持現(xiàn)代藝術(shù)和工藝技術(shù)的科學(xué)結(jié)合，堅(jiān)持以信息科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)、材料復(fù)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)為方向，加強(qiáng)多領(lǐng)域?qū)W科間的融合發(fā)展，以自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為核心，從而提升中國服裝安全設(shè)計(jì)的國際競爭力。

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