工业设计中新型纺织材料的探讨

2022-09-21 16:40:42 来源:写作指导

【摘要】在纺织新材料研发工作持续推进的背景下,近年来新型纺织材料不仅在种类上迅速增多,而且质量与性能也得到了较大的提高,并在工业设计领域发挥出了重要作用,基于此,对新兴纺织材料在工业设计方面的应用价值进行分析,围绕工业设计中新型纺织材料的主要应用方向展开探讨,希望能够为新型纺织材料在工业设计领域的推广应用与持续发展上提供一些参考。

【关键词】工业设计;新型纺织材料

0引言

在工业设计领域,新型纺织材料不仅能够凭借着在质量性能上的优势,为高质量产品的设计创造良好基础条件,确保产品设计成果满足消费者不断提高的产品质量性能及功能要求,同时还能够发挥其种类多样的特点,为设计人员提供更为广阔的创新设计空间,使产品的新颖性、独特性得到显著提升,对于工业设计有着很大帮助,而对新型纺织材料在工业设计领域的运用展开相关研究,自然也是十分必要的。如何在工业设计领域实现对新型纺织材料的更有效运用,成为了很多设计单位、设计人员所关注的重要课题。

1新型纺织材料在工业设计领域应用的优势特点

1.1质量较轻

从近年的纺织新材料研发成果来看,当前新型纺织材料的研发技术水平已经比较高,有关生产企业基本都能够根据客户实际需求来灵活控制纺织材料的质量、厚度,但由于应用新兴纺织材料的产品大多都追求轻薄特性,因此从整体上来看,以碳纤维材料为代表的多种新兴纺织材料,已经形成了质量较轻的普遍特点,并凭借着这一特点在相关设计工作中发挥出了重要作用。例如野外露营用帐篷在设计方面,就通常会采用碳纤维材料为内外帐、撑杆的主材料,充分发挥其质量轻、刚度好和抗拉强度高的特点,使帐篷产品能够在保证质量的情况下,变得更加便于携带,迎合了广大消费者的实际需求。此外,如航天器主体、轨道交通列车车体、风电叶片等方面,也都会应用到各种具有轻质特性的新型纺织材料[1]。

1.2柔软度高

与金属、塑料等其他常规材料相比,纺织材料的柔软度本身就比较高,能够轻松实现对形状的调整,完成折叠、拉平等操作,而新兴纺织材料为了适应市场需求,在柔软度上还实现了进一步提升,为很多产品的优化设计提供了重要支持。例如前些年比较流行的电脑布键盘,就利用了氨纶材料等柔软度较高的新型纺织材料,将导电纤维织进布料中,使键盘变得更加便于携带,其厚度通常仅在2~3mm,重量则通常为数十克,外出时完全可以将键盘折叠成苹果大小,随意放在口袋中,使用时则只需将折叠状态下的键盘拿出并拉平即可。另外,由于这种布料键盘所采用的新型纺织材料,大多都具有良好的防水性能,因此清洗起来同样十分方便,直接对脏污处进行轻轻搓洗即可,无需像常规键盘一样,要用各种工具仔细地擦拭。

1.3舒适度高

由于纺织材料多应用于服装类产品,而服装本身又对舒适度有着较高的要求,因此新型纺织材料在研发时,通常也会十分注重对材料舒适度的提升。当前很多新型纺织材料虽然质感有所不同,但其舒适性相较于常规材料却都是非常高的,且同样能够为工业设计提供重要支持。例如在设计头戴式耳机产品时,设计师通常会采用新型纺织材料作为弹性耳套的主材料,以发挥其柔软且具有弹性的特点,提高耳机佩戴舒适度,确保使用者在长时间佩戴耳机后,耳朵不会因耳机压迫而出现疼痛感。而在座椅产品的设计中,座椅靠背部分同样会采用舒适度较高的新型纺织材料,使座椅靠背能够自动贴合人在不同坐姿下的身体轮廓,将人体背部、大腿等处承受的力均匀分摊到座椅上,达到增强背部舒适感、使背部姿势更利于健康等目的[2]。另外,有些新型纺织材料不仅具有较高的弹性与柔软度,同时还有透气性强的特点,在应用于座椅靠背时,能够使空气通过材料间隙实现流通,避免因人体背部长期与靠背贴合而出现热量聚集、汗液无法正常蒸发的情况,这同样是对新型纺织材料高舒适度特点的直接体现。

1.4减震效果好

新型纺织材料的弹性较好,通常还用于各种具有防震功能要求的产品。例如在手机壳等电子产品保护套的设计中,通常就会使用到弹性比较突出的新型纺织材料,用以吸收内部电子产品在碰撞后所受的冲击力,避免电子产品出现屏幕碎裂、内部精密零部件损毁等情况,相较于传统的金属、塑料材质外部保护壳,其减震性能与整体保护效果更为突出,同时在触感上也具有着比较明显的优势。除此之外,如防弹衣、宇航服、登山服、潜水服、救生衣、防辐射服等功能性服装,也同样会在采用各种新型纺织材料,借助其高弹性来达到不同减震目的,在不影响服装舒适度的情况下,提升服装使用性能、防护功能。

1.5性能全面

除了在质量、舒适度、柔软度、减震效果等方面具有明显优势外,很多新型纺织材料同样还具有着性能全面的特点,能够在耐磨损、阻燃和抗拉强度等多个方面体现出比较明显的性能优势,而这也使新型纺织材料在工业设计领域的应用变得更为广泛。例如在汽车安全带利用了高强涤纶、高强棉纶等新型纺织材料的高强、耐磨和阻燃等特点,确保安全带能够在汽车出现交通事故时,将人体紧紧束缚在座位上,且不会因长期磨损、高温等情况而出现强度下降的问题。而坐垫、门把手等产品应用新型纺织材料,则是充分利用了其防滑性特点,能够使人在抓握门把手或坐在坐垫上时,变得更加稳固[3]。

1.6色彩丰富

为满足服装行业的应用需求,当前新型纺织材料在研发时,通常还会十分关注材料色彩的丰富性,无论是彩色棉纤维等具有多种颜色的新型天然纺织材料,还是依靠后期加工获得多种色彩的新型化纤纺织材料,相较于传统纤维材料,在色彩多样性上都有了极大的提升,已经能够满足服装生产、家具生产等多个领域的纺织材料需求。另外,在特殊工艺的支持下,光敏变色材料、热敏变色材料、电致变色材料等新型纺织材料还具有着变色功能,能够在光照、温度等各方面条件的影响下实现自动变色,使材料的色彩丰富性得到了进一步提升。

2新型纺织材料在工业设计领域的主要应用方向

2.1汽车生产

新型纺织材料在汽车生产领域的应用十分广泛,各种材料的柔软性、轻质性等优势特点,也都能够在汽车生产制造中得到体现。例如从安全性能的角度来看,汽车的各种内饰件、车门内饰板、车顶衬垫、行李舱衬垫等处,会大量采用竹原纤维复合材料等质量轻、密度小的新型天然纤维材料,确保车辆在交通事故中遭到强烈撞击后,内部不会产生锐利碎片而使驾驶员、乘客受到二次伤害。而从舒适性、美观性及节能环保的角度来看,汽车座椅、车顶棚、侧立柱、门护板遮阳板等处的包覆面料,则会采用非织造布等纺织材料来代替人造革等传统内饰面料,使汽车内部各处包覆能够具有质感柔软、隔音效果好、色泽漂亮、图案美观和可回收利用等特点[4]。除此之外,如自行车、儿童车、摩托车等,也都会在座椅处应用到新型纺织材料,以达到提升产品舒适度的目的。

2.2家具制造

在工业设计中,家具类产品对于新型纺织材料的应用目前已经比较普遍,尤其是在消费者对于家具质量性能、功能性要求越来越高的情况下,新型纺织材料运用更是受到了很多家具生产企业的高度重视。例如在窗帘面料、沙发面料、布艺制品、地毯或床上用品等家具类产品的设计中,通常会运用到燃烧时极限氧指数在26%以上的新型阻燃纤维来代替传统纺织纤维(易燃的有机高分子材料),确保产品在具有花纹多样、柔软性好、色彩美观、触感良好等特点的同时,能够拥有良好的阻燃功能,有效降低火灾事故发生率。而在沙发、床垫等家具类产品的设计中,当前很多生产企业则会采用静电纺丝技术支持下导湿型亚微米棉纤维来替代常见的天然棉纤维,借助纤维显著的毛细管效应来吸附水分子,同时保证纤维能够连续成纱,以免出现表面面料吸水(汗液)后紧贴皮肤、产生湿冷感的情况,最终达到提高家具整体舒适度的目的。

2.3医疗保健

一些新型纺织材料性能全面,通常还可以在各种医疗保健产品的设计中得到有效应用,强化医疗保健产品的防辐射、消毒杀菌、防臭等功能。例如在临床医疗领域,近年来部分医疗器械厂商开始着手应用新型高分子医用织物来代替之前的金属材料与热塑型化纤原料,用于人造血管等植入式医疗器械,不仅能够保证医疗器械的弹性、强度,同时还与人体组织有着很高的相似度,可以在植入人体一段时间后为人体所自动吸收,避免因医疗器械植入而对人体健康造成其他负面的影响[5]。在手术服的设计中,则通常会采用聚酯或聚酯混纺织物制作的这类非织造布、高密度涤纶、微纤无纺布、高密度聚酯机织物等新型材料,用以满足多样化的手术服质量性能要求。其中高密度涤纶材料具有着良好的拒油拒水性、抗微生物性、抗污性及耐磨性,应用于手术服后,能够在满足医用要求的基础上有效提高手术服使用寿命;而微纤无纺布材料则具有良好的隔菌性、透湿性、悬垂性及轻薄柔软的特点,在应用于手术服后,能够为长时间、高精度的手术工作提供支持,避免因手术服舒适度不足或过于厚重而影响医生手术操作、手术状态。但需要注意的是,由于此类材料的强度相对不足,使用过程中可能会出现破裂,因此多应用于一次性(用即弃)手术服。

2.4运动装备与器材生产

从运动装备、器材生产的视角来看,由于很多新型纺织材料都具有着抗拉性能强、舒适度高等特点,有些材料还在防辐射、透气性、快速干燥等方面有着突出的质量性能优势,因此其在运动装备、器材领域的应用上同样比较广泛。例如吸水性聚酯纤维等高吸湿纤维多用于运动服装的生产,能够有效代替传统天然纤维材料作为服装面料,在服装被水打湿后,借助纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象来加快对水分的芯吸、扩散、传输,使其能够迅速迁移至服装表面后蒸发,最终达到提高服装干燥速率的目的,以免因汗水浸湿运动服装而影响其舒适度[6]。热熔黏合纤维则可以代替传统橡胶材料与纺织材料,用于运动护具产品的生产,以充分发挥其在加热状态下产生较强黏合性能的特点,与三维卷曲中空涤纶纤维实现有效黏合,使运动护具的各方面力学性能(如缓冲性能、强度等)及透气性能得到显著提升,另外在热熔黏合纤维材料可回收利用的情况下,将其应用于运动护具生产,还会使护具产品具有突出的节能环保特性。

2.5装饰品生产

在装饰品生产领域,新型纺织材料的运用主要是为了发挥其色彩多样且美观的特点,在保证产品质感、节能环保等方面优势的同时,使产品的观赏性能够得到进一步提升。例如在毛绒玩具、纺织品挂件等装饰品的生产中,近年来不少厂家都开始应用彩色棉纤维、彩色绵羊毛、五彩蚕丝等新型天然纺织材料,使装饰品面料能够在无需漂印染色的情况下,拥有多样且古朴典雅的色彩,将装饰品的独特风格凸显出来[7]。同时,由于装饰品面料属于天然有色纺织材料,因此不用印染加工,减少了污染,且无论采用怎样的方法对纺织装饰品进行洗涤,其色彩都能够保持不变,更不会影响人体健康,产品在市场上具有很强的竞争力。

2.6电子产品配件加工

在先进科学技术的支持下,近几年不少新型纺织材料还在电子产品配件加工领域得到了有效应用,虽然在技术成熟性、成本等因素的限制下,目前尚未得到普及推广,但这一应用方向的可行性却已经得到了证实。例如在太阳能背包、太阳能帆船等产品的生产中,就会采用多种特殊纤维来制作柔性电池,使其在拥有稳定供电功能的同时,能够实现多达数千乃至上万次的弯曲。

3结语

新型纺织材料目前已经在工业设计领域能够发挥出了非常重要的作用,而要想保证新型纺织材料应用的有效性,使其能够在未来发挥出更大的作用,则需要把握好新型纺织材料的高舒适度、高柔软度、轻质性、性能全面、色彩丰富、减震效果好等特点,同时根据汽车生产、家具制造、运动装备与器械生产、医疗保健等应用领域的实际需求,对材料进行合理选用与持续开发。

作者:苏晨阳 张阿维 单位:西安工程大学