工業(yè)設計中新型紡織材料的運用

蘇晨陽，張阿維

（西安工程大學，陜西 西安 710048）

0 引言

在工業(yè)設計領域，新型紡織材料不僅能夠憑借著在質量性能上的優(yōu)勢，為高質量產品的設計創(chuàng)造良好基礎條件，確保產品設計成果滿足消費者不斷提高的產品質量性能及功能要求，同時還能夠發(fā)揮其種類多樣的特點，為設計人員提供更為廣闊的創(chuàng)新設計空間，使產品的新穎性、獨特性得到顯著提升，對于工業(yè)設計有著很大幫助，而對新型紡織材料在工業(yè)設計領域的運用展開相關研究，自然也是十分必要的。如何在工業(yè)設計領域實現對新型紡織材料的更有效運用，成為了很多設計單位、設計人員所關注的重要課題。

1 新型紡織材料在工業(yè)設計領域應用的優(yōu)勢特點

1.1 質量較輕

從近年的紡織新材料研發(fā)成果來看，當前新型紡織材料的研發(fā)技術水平已經比較高，有關生產企業(yè)基本都能夠根據客戶實際需求來靈活控制紡織材料的質量、厚度，但由于應用新興紡織材料的產品大多都追求輕薄特性，因此從整體上來看，以碳纖維材料為代表的多種新興紡織材料，已經形成了質量較輕的普遍特點，并憑借著這一特點在相關設計工作中發(fā)揮出了重要作用。例如野外露營用帳篷在設計方面，就通常會采用碳纖維材料為內外帳、撐桿的主材料，充分發(fā)揮其質量輕、剛度好和抗拉強度高的特點，使帳篷產品能夠在保證質量的情況下，變得更加便于攜帶，迎合了廣大消費者的實際需求。此外，如航天器主體、軌道交通列車車體、風電葉片等方面，也都會應用到各種具有輕質特性的新型紡織材料[1]。

1.2 柔軟度高

與金屬、塑料等其他常規(guī)材料相比，紡織材料的柔軟度本身就比較高，能夠輕松實現對形狀的調整，完成折疊、拉平等操作，而新興紡織材料為了適應市場需求，在柔軟度上還實現了進一步提升，為很多產品的優(yōu)化設計提供了重要支持。例如前些年比較流行的電腦布鍵盤，就利用了氨綸材料等柔軟度較高的新型紡織材料，將導電纖維織進布料中，使鍵盤變得更加便于攜帶，其厚度通常僅在2～3mm，重量則通常為數十克，外出時完全可以將鍵盤折疊成蘋果大小，隨意放在口袋中，使用時則只需將折疊狀態(tài)下的鍵盤拿出并拉平即可。另外，由于這種布料鍵盤所采用的新型紡織材料，大多都具有良好的防水性能，因此清洗起來同樣十分方便，直接對臟污處進行輕輕搓洗即可，無需像常規(guī)鍵盤一樣，要用各種工具仔細地擦拭。

1.3 舒適度高

由于紡織材料多應用于服裝類產品，而服裝本身又對舒適度有著較高的要求，因此新型紡織材料在研發(fā)時，通常也會十分注重對材料舒適度的提升。當前很多新型紡織材料雖然質感有所不同，但其舒適性相較于常規(guī)材料卻都是非常高的，且同樣能夠為工業(yè)設計提供重要支持。例如在設計頭戴式耳機產品時，設計師通常會采用新型紡織材料作為彈性耳套的主材料，以發(fā)揮其柔軟且具有彈性的特點，提高耳機佩戴舒適度，確保使用者在長時間佩戴耳機后，耳朵不會因耳機壓迫而出現疼痛感。而在座椅產品的設計中，座椅靠背部分同樣會采用舒適度較高的新型紡織材料，使座椅靠背能夠自動貼合人在不同坐姿下的身體輪廓，將人體背部、大腿等處承受的力均勻分攤到座椅上，達到增強背部舒適感、使背部姿勢更利于健康等目的[2]。

另外，有些新型紡織材料不僅具有較高的彈性與柔軟度，同時還有透氣性強的特點，在應用于座椅靠背時，能夠使空氣通過材料間隙實現流通，避免因人體背部長期與靠背貼合而出現熱量聚集、汗液無法正常蒸發(fā)的情況，這同樣是對新型紡織材料高舒適度特點的直接體現。

1.4 減震效果好

新型紡織材料的彈性較好，通常還用于各種具有防震功能要求的產品。例如在手機殼等電子產品保護套的設計中，通常就會使用到彈性比較突出的新型紡織材料，用以吸收內部電子產品在碰撞后所受的沖擊力，避免電子產品出現屏幕碎裂、內部精密零部件損毀等情況，相較于傳統(tǒng)的金屬、塑料材質外部保護殼，其減震性能與整體保護效果更為突出，同時在觸感上也具有著比較明顯的優(yōu)勢。除此之外，如防彈衣、宇航服、登山服、潛水服、救生衣、防輻射服等功能性服裝，也同樣會在采用各種新型紡織材料，借助其高彈性來達到不同減震目的，在不影響服裝舒適度的情況下，提升服裝使用性能、防護功能。

1.5 性能全面

除了在質量、舒適度、柔軟度、減震效果等方面具有明顯優(yōu)勢外，很多新型紡織材料同樣還具有著性能全面的特點，能夠在耐磨損、阻燃和抗拉強度等多個方面體現出比較明顯的性能優(yōu)勢，而這也使新型紡織材料在工業(yè)設計領域的應用變得更為廣泛。例如在汽車安全帶利用了高強滌綸、高強棉綸等新型紡織材料的高強、耐磨和阻燃等特點，確保安全帶能夠在汽車出現交通事故時，將人體緊緊束縛在座位上，且不會因長期磨損、高溫等情況而出現強度下降的問題。而坐墊、門把手等產品應用新型紡織材料，則是充分利用了其防滑性特點，能夠使人在抓握門把手或坐在坐墊上時，變得更加穩(wěn)固[3]。

1.6 色彩豐富

為滿足服裝行業(yè)的應用需求，當前新型紡織材料在研發(fā)時，通常還會十分關注材料色彩的豐富性，無論是彩色棉纖維等具有多種顏色的新型天然紡織材料，還是依靠后期加工獲得多種色彩的新型化纖紡織材料，相較于傳統(tǒng)纖維材料，在色彩多樣性上都有了極大的提升，已經能夠滿足服裝生產、家具生產等多個領域的紡織材料需求。另外，在特殊工藝的支持下，光敏變色材料、熱敏變色材料、電致變色材料等新型紡織材料還具有著變色功能，能夠在光照、溫度等各方面條件的影響下實現自動變色，使材料的色彩豐富性得到了進一步提升。

2 新型紡織材料在工業(yè)設計領域的主要應用方向

2.1 汽車生產

新型紡織材料在汽車生產領域的應用十分廣泛，各種材料的柔軟性、輕質性等優(yōu)勢特點，也都能夠在汽車生產制造中得到體現。例如從安全性能的角度來看，汽車的各種內飾件、車門內飾板、車頂襯墊、行李艙襯墊等處，會大量采用竹原纖維復合材料等質量輕、密度小的新型天然纖維材料，確保車輛在交通事故中遭到強烈撞擊后，內部不會產生銳利碎片而使駕駛員、乘客受到二次傷害。而從舒適性、美觀性及節(jié)能環(huán)保的角度來看，汽車座椅、車頂棚、側立柱、門護板遮陽板等處的包覆面料，則會采用非織造布等紡織材料來代替人造革等傳統(tǒng)內飾面料，使汽車內部各處包覆能夠具有質感柔軟、隔音效果好、色澤漂亮、圖案美觀和可回收利用等特點[4]。除此之外，如自行車、兒童車、摩托車等，也都會在座椅處應用到新型紡織材料，以達到提升產品舒適度的目的。

2.2 家具制造

在工業(yè)設計中，家具類產品對于新型紡織材料的應用目前已經比較普遍，尤其是在消費者對于家具質量性能、功能性要求越來越高的情況下，新型紡織材料運用更是受到了很多家具生產企業(yè)的高度重視。例如在窗簾面料、沙發(fā)面料、布藝制品、地毯或床上用品等家具類產品的設計中，通常會運用到燃燒時極限氧指數在26%以上的新型阻燃纖維來代替?zhèn)鹘y(tǒng)紡織纖維（易燃的有機高分子材料），確保產品在具有花紋多樣、柔軟性好、色彩美觀、觸感良好等特點的同時，能夠擁有良好的阻燃功能，有效降低火災事故發(fā)生率。而在沙發(fā)、床墊等家具類產品的設計中，當前很多生產企業(yè)則會采用靜電紡絲技術支持下導濕型亞微米棉纖維來替代常見的天然棉纖維，借助纖維顯著的毛細管效應來吸附水分子，同時保證纖維能夠連續(xù)成紗，以免出現表面面料吸水（汗液）后緊貼皮膚、產生濕冷感的情況，最終達到提高家具整體舒適度的目的。

2.3 醫(yī)療保健

一些新型紡織材料性能全面，通常還可以在各種醫(yī)療保健產品的設計中得到有效應用，強化醫(yī)療保健產品的防輻射、消毒殺菌、防臭等功能。例如在臨床醫(yī)療領域，近年來部分醫(yī)療器械廠商開始著手應用新型高分子醫(yī)用織物來代替之前的金屬材料與熱塑型化纖原料，用于人造血管等植入式醫(yī)療器械，不僅能夠保證醫(yī)療器械的彈性、強度，同時還與人體組織有著很高的相似度，可以在植入人體一段時間后為人體所自動吸收，避免因醫(yī)療器械植入而對人體健康造成其他負面的影響[5]。

在手術服的設計中，則通常會采用聚酯或聚酯混紡織物制作的這類非織造布、高密度滌綸、微纖無紡布、高密度聚酯機織物等新型材料，用以滿足多樣化的手術服質量性能要求。其中高密度滌綸材料具有著良好的拒油拒水性、抗微生物性、抗污性及耐磨性，應用于手術服后，能夠在滿足醫(yī)用要求的基礎上有效提高手術服使用壽命；而微纖無紡布材料則具有良好的隔菌性、透濕性、懸垂性及輕薄柔軟的特點，在應用于手術服后，能夠為長時間、高精度的手術工作提供支持，避免因手術服舒適度不足或過于厚重而影響醫(yī)生手術操作、手術狀態(tài)。但需要注意的是，由于此類材料的強度相對不足，使用過程中可能會出現破裂，因此多應用于一次性（用即棄）手術服。

2.4 運動裝備與器材生產

從運動裝備、器材生產的視角來看，由于很多新型紡織材料都具有著抗拉性能強、舒適度高等特點，有些材料還在防輻射、透氣性、快速干燥等方面有著突出的質量性能優(yōu)勢，因此其在運動裝備、器材領域的應用上同樣比較廣泛。例如吸水性聚酯纖維等高吸濕纖維多用于運動服裝的生產，能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)天然纖維材料作為服裝面料，在服裝被水打濕后，借助纖維表面微細溝槽所產生的毛細現象來加快對水分的芯吸、擴散、傳輸，使其能夠迅速遷移至服裝表面后蒸發(fā)，最終達到提高服裝干燥速率的目的，以免因汗水浸濕運動服裝而影響其舒適度[6]。

熱熔黏合纖維則可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)橡膠材料與紡織材料，用于運動護具產品的生產，以充分發(fā)揮其在加熱狀態(tài)下產生較強黏合性能的特點，與三維卷曲中空滌綸纖維實現有效黏合，使運動護具的各方面力學性能（如緩沖性能、強度等）及透氣性能得到顯著提升，另外在熱熔黏合纖維材料可回收利用的情況下，將其應用于運動護具生產，還會使護具產品具有突出的節(jié)能環(huán)保特性。

2.5 裝飾品生產

在裝飾品生產領域，新型紡織材料的運用主要是為了發(fā)揮其色彩多樣且美觀的特點，在保證產品質感、節(jié)能環(huán)保等方面優(yōu)勢的同時，使產品的觀賞性能夠得到進一步提升。例如在毛絨玩具、紡織品掛件等裝飾品的生產中，近年來不少廠家都開始應用彩色棉纖維、彩色綿羊毛、五彩蠶絲等新型天然紡織材料，使裝飾品面料能夠在無需漂印染色的情況下，擁有多樣且古樸典雅的色彩，將裝飾品的獨特風格凸顯出來[7]。同時，由于裝飾品面料屬于天然有色紡織材料，因此不用印染加工，減少了污染，且無論采用怎樣的方法對紡織裝飾品進行洗滌，其色彩都能夠保持不變，更不會影響人體健康，產品在市場上具有很強的競爭力。

2.6 電子產品配件加工

在先進科學技術的支持下，近幾年不少新型紡織材料還在電子產品配件加工領域得到了有效應用，雖然在技術成熟性、成本等因素的限制下，目前尚未得到普及推廣，但這一應用方向的可行性卻已經得到了證實。例如在太陽能背包、太陽能帆船等產品的生產中，就會采用多種特殊纖維來制作柔性電池，使其在擁有穩(wěn)定供電功能的同時，能夠實現多達數千乃至上萬次的彎曲。

3 結語

新型紡織材料目前已經在工業(yè)設計領域能夠發(fā)揮出了非常重要的作用，而要想保證新型紡織材料應用的有效性，使其能夠在未來發(fā)揮出更大的作用，則需要把握好新型紡織材料的高舒適度、高柔軟度、輕質性、性能全面、色彩豐富、減震效果好等特點，同時根據汽車生產、家具制造、運動裝備與器械生產、醫(yī)療保健等應用領域的實際需求，對材料進行合理選用與持續(xù)開發(fā)。