基本信息
- 项目名称：
- 智能温控变色服装的研发与效果演示装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品研制的智能变色面料，在人体正常温度（温度低于37℃）下具有一种颜色，但当面料温度升高时（体温高于37℃）则呈现另一种颜色，这种颜色的改变不需要其他条件，只随着温度改变而改变，具有智能性，当温度回到正常状态时，面料颜色也就随之回到起始颜色。
- 详细介绍：
- 面料是所有服装和家用纺织品设计与创作的基材，面料的色彩与性能给人们带来了美感和穿着的舒适性。但是服装颜色智能变化对大多数人来讲是前所未闻的，人们很少接触到也很难想象到服装颜色可以发生变化。本作品研制的智能变色面料，在人体正常温度（温度低于37℃）下具有一种颜色，但当面料温度升高时（体温高于37℃）则呈现另一种颜色，这种颜色的改变不需要其他条件，只随着温度改变而改变，具有智能性，当温度回到正常状态时，面料颜色也就随之回到起始颜色。 面料色彩的智能变化源于染料结构的化学变化，智能变色面料可为人们生活带来更多的舒适和方便，该面料在婴幼儿护理、老年人保健、儿童服装及玩具的制作等领域具备广阔的应用发展前景。例如给没有言语表达能力的幼儿和老人制作的智能变色衣服，婴儿一旦发烧体温升高，衣服颜色就立即发生变化，以便其被及时发现送往医治；该面料还可以应用于航空航天和军事等重要领域，宇航员在太空中温度计无法使用的条件下可借助智能变色服装颜色直接快速阅读环境温度信息，也可用其制作智能变色新型迷彩服，提高战士作战能力；其也可用于家用纺织品及汽车内饰的制作，可随时随地检测环境温度，对人们进行环境警示，方便人们的生活与出行。目前，在很多领域都需要用到纺织品的特殊变色性能，我们研制的纺织品其拥有非常好的市场前景，并且需求量大，其独特的智能变色性可成为其推广成功的决定性因素，并且当该面料投入实际生产后，具有相当可观的经济效益。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基本目的：开发智能服装，打破服装颜色的不可改变性，实现服装颜色随体温变化而变化的目的，增加服装的功能性。为展示研究成果，团队制作了智能温控变色演示装置。 基本思路： 第一步：温控变色染料的合成与性能测试； 第二步：优化服装布样的染色、印花工艺； 第三步：对各项染色指标进行测试，使染色或印花纺织品具有优良的可穿着性能； 第四步：研发并制作样品变色的演示装置。 创新点： 服装色彩的智能变化，温度为智能变色的唯一控制因素。所研制服装布样的变色温度点即为人体正常体温值（37℃），当体温等于或低于37℃时布样呈现原本颜色，当温度高于37℃时布样瞬间变化呈现不同于原本颜色的另外一种颜色，当温度回落后恢复原本色彩。此外，布样的变色温度点具有可调节性。 技术关键： 1、变色染料的合成技术； 2、染料各项性能的测试技术。包括对染料变色性的测试、上染性的测试、固着率的测试、染料结构的测试等； 3、染色、印花工艺的优化与性能试。 4、样品演示装置的制作与测试技术。 主要技术指标： 1、变色温度点的可变可调性 2、变色的灵敏性 3、变色染料在各种基质上的固着率 4、变色染料在各种基质上的匀染指数 5、服装的舒适度指数 6、服装的无毒害性能测试 7、服装色彩的耐晒和耐磨性能 8、服装耐穿、洗性能
科学性、先进性
- 科学性： 1、变色原理科学，变色原理基于染料的分子结构的可逆性变化，温度是合成染料结构发生变化的唯一因素。 2、智能变色服装的研制具有很强的科学普及性。 3、该变色服装面料具有一定的科教趣味性。 先进性： 1.服装颜色可变的智能性 研发的智能服装具备颜色可变的智能性，其智能性的唯一控制因素为体温。 2.服装变色温度点的可调节性 染料合成过程中，通过改变各项工艺参数和添加剂的加入可实现宏观上服装变色温度点的变化。 3.创新该智能变色服装布样的染色、印花工艺 对布样的染色、印花工艺进行优化创新，提高面料的可穿着性，色牢度的测定分别参照GB/T 3921.3-1997《纺织品耐洗色牢度试验方法》和GB/T 3920-1997《纺织品耐摩擦色牢度试验方法》测定。 4.实现了该染料在多种材料上的印染 其包括棉、麻、丝、毛、化纤等多种面料基质满足了人们对不同面料的需求和选择。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 样品、DV、演示装置
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术优势： 1.该服装智能感应外界温度而变化自身颜色，且具备可逆性。 2.该服装可应用于高科技领域；比如在航天领域为宇航员制作的温度数据采集服；在军事领域为战士制作的迷彩服。 3.我们掌握了最先进的服装变色温度点调节技术。 二、适用范围： 1、日用服装与家用纺织品领域 2、时装领域 3、航空航天领域 4、军事领域 5、医学领域 6、动漫及文化创意领域 7、娱乐表演领域 四、推广说明： 1、借助该服装的智能变色功能进行推广 2、可借助服装经济效益进行推广 3、可借助服装 “绿色、环保” 进行推广 五、市场分析： 1、本智能变色服装研发技术成熟，市场投入风险性小。 2、本智能变色服装应用领域广，需求量大，市场前景良好。 六、经济效益预测： 市场调查分析后确定该智能变色服装的应用领域十分广阔，市场需求量大，因此当该面料投入实际生产后，具有相当可观的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 韩国太斯曼服装有限公司，目前研制出了一类新型的可变色染料，包括温感变色染料、湿感变色染料、光感变色染料三种，其利用的技术即为微胶囊包容技术，将具备电子转移型一类有机化合物体系包容在微胶囊中，通过改变外界条件来改变电子吸收的光波长，从而改变面料的颜色。这种面料在韩国已经上市，用其制作的各类衣物风靡各大消费群体，深受消费者喜爱和好评。同样日本也已经着力这种技术的研究，在其市场上也已有同样的产品出现。随着时代的进步和科技的发展，对于服装面料的研究将注定了会往可变色这个方向靠拢，国外已经争相研发，技术渐进成熟，但在国内此项技术研究及发展尚未入轨，市场上并未有类似产品出现，其研究还处于理论和实验室阶段，相关研究如： 唐紫蓉、张燮《可逆有机热变色材料》，主要介绍了可逆有机热变色材料及其变色原理, 并对其研究和应用进展进行了概述； 葛婧媛 、杨文芳《变色材料在纺织品上的应用》，介绍了变色材料的分类、变色原理及在纺织品中应用的意义和应用方法，介绍了变色纤维和变色染料 (颜料 )微胶囊的制备方法和用于纺织品中的变色染料应具备的条件 ;并列举了应用实例； 郭凤芝、安 苗、黄玉丽《变色染料/ 壳聚糖微胶囊的制备研究》，探索制备变色染料/ 壳聚糖微胶囊为目的, 选取结晶紫内酯( Cr ystal violet lactone, CVL) 为囊芯, 壳聚糖(Chitosan, CS) 为囊壁, 采用离子凝胶法、单凝聚法、复凝聚法进行CVL/ CS 微胶囊的制备。 但是综合于这么多的研究理论，国内相关单位并没有着力于这方面的研发工作，国内市场迟迟没有相应产品出现，众多领域未能得到智能变色面料带来的经济效益与便利。我们轻化重点实验室在参考了各文献理论后，从合成变色染料出发，经过了一年多的实验探索，如今已取得了阶段性的成果。目前研制成功了温感变色染料，并且完善和优化了其在各基质面料上的染色工艺，其各项指标已达到国外出口标准，特别是面料变色温度点的控制调节和其敏感性的优化，达到了超出预想的效果，目前专业老师正在为这项技术申请专利。在今后的研究中，我们实验室还将针对性的进行湿感变色染料和光感变色染料的研制以及其在各基质面料上的染色工艺优化，将智能变色面料本身变色范围拓宽，使更多领域得以利用收益。
