丁敏

原原本美國紡企的研發(fā)不完全依靠自身，而是與高校、科研院所建立密切的聯(lián)系。北卡州立大學(xué)紡織學(xué)院紡織工程專業(yè)和紡織技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)前必須通過嚴(yán)格的企業(yè)專題設(shè)計考核。這門課程共開設(shè)兩學(xué)期，為期一年，主要研究如何實現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化、生產(chǎn)過程優(yōu)化和測試方法優(yōu)化，項目由工業(yè)公司或政府部門贊助支持。一般而言，研究由三、四名成員組成的團(tuán)隊設(shè)立一個項目，研究主題主要圍繞紡織工業(yè)的創(chuàng)新。

企業(yè)帶動高校研發(fā)

在2015—2016學(xué)年期間，該校有一個團(tuán)隊獲得企業(yè)項目——加州巴塔哥尼亞公司為已獲贊助的釣魚防水靴市場創(chuàng)造一種新型編制層。在此之前，該團(tuán)隊研發(fā)了一種織物測試方法，這種方法更適用于野外釣魚防水靴。這一項目主要由以下幾方面構(gòu)成：

研發(fā)一種布料測試方法來測試該布料是否能在使用過程中實現(xiàn)防水功能。目前，全世界的潛水涉水產(chǎn)品使用的布料十分堅硬厚重，透氣性差，用戶倍感不適。這些產(chǎn)品在使用過程中各層容易分離，導(dǎo)致層與層間連接不夠緊密，最終不能滿足客戶的需求。以往產(chǎn)品還有其他三個敗筆：布料易吸附臟物；產(chǎn)品接縫不夠緊密；甚至還會出現(xiàn)布料被刺穿的情況。

織物原型的研發(fā)基于當(dāng)前的創(chuàng)新技術(shù)以及巴塔哥尼亞公司已獲得的資源。該公司是功能與生活方式服飾設(shè)計和營銷的全球領(lǐng)導(dǎo)者。該項目的研究目標(biāo)還包括測試織物表面的耐磨性、抗穿刺性、夾層黏合性，以及使用時織物對其涂層或粘合劑的水解性能。這種原型布料的產(chǎn)生似乎是為了實現(xiàn)該公司“生產(chǎn)最好的產(chǎn)品，不產(chǎn)生任何危害，用這一技術(shù)實施環(huán)境環(huán)保的解決方案。

從最初構(gòu)思開始

團(tuán)隊必須了解的第一件事是布料表面是如何出現(xiàn)穿刺現(xiàn)象的。項目之初，學(xué)生僅研究過類似的防穿刺產(chǎn)品，如衣袖防狗咬和背心防彈。隨著團(tuán)隊對這些產(chǎn)品的深入研究，他們了解了抵抗穿刺的機制。學(xué)生們也注意到在建筑中有一種常見的預(yù)防刺穿的分層方法。因此，他們不愿使用市面上防水靴的傳統(tǒng)五層結(jié)構(gòu)：內(nèi)層針織物、防水膜、編織層、防水膜及外層表面的編制層。研究小組開始探索如何使用多層或全新的編織層結(jié)構(gòu)以改善穿刺阻力，且不增加試用者的負(fù)荷。與此同時，他們也在對與該項目相關(guān)的測試方法進(jìn)行研究。

團(tuán)隊在這一階段將把設(shè)想的解決方案變成現(xiàn)實。這包括最初的想法與實際想法相結(jié)合。隨著范圍的縮小，研究小組開始探索創(chuàng)新的方法，以改變編織結(jié)構(gòu)、紗線結(jié)構(gòu)和纖維材料。他們沒有忘記項目的另一個階段——開發(fā)一種更合適的穿刺測試方法。這一階段，大家把精力集中在如何模擬現(xiàn)實的防水靴穿刺策略上。根據(jù)項目早期建立的標(biāo)準(zhǔn)來評價所有的想法，團(tuán)隊將重點縮小到特定的織物結(jié)構(gòu)和新的測試方法，可準(zhǔn)確分析穿刺現(xiàn)象。

為開發(fā)這種新型的編織物，學(xué)生們在北卡州立大學(xué)的紡織推廣項目中使用了彈簧編織實驗室，就在高級設(shè)計實驗室的隔壁，該團(tuán)隊能夠與實驗室研究人員合作，測試50.8cm～182.88cm英寸的編織結(jié)構(gòu)樣本。

為檢驗設(shè)計的合理性，團(tuán)隊確立了一種以構(gòu)造和否認(rèn)者為兩個變量的織物設(shè)計。在完成第一輪原型設(shè)計后，他們能對樣品編織過程和建筑設(shè)計進(jìn)行反思，改進(jìn)和預(yù)見。在第二個原型中，團(tuán)隊能夠準(zhǔn)確織出想要的東西，最后在材料性能上獲得了突破，經(jīng)改進(jìn)的材料并不增加重量，只有少量產(chǎn)品負(fù)重增加。

成功的測試

在設(shè)計原型的同時，團(tuán)隊構(gòu)建并修改了測試設(shè)計。在紡織學(xué)院的車間內(nèi)，學(xué)生們創(chuàng)建了自定義裝置，使織物在被穿刺過程中保持一致。進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，以驗證這個測試策略。這種新開發(fā)的測試方法影響最大的是，使紡織工程師能夠觀察到更少層數(shù)的織物有多輕，更少含量和特定的編織設(shè)計會對多種類型的穿刺做出反應(yīng)。

新方法經(jīng)測試后，團(tuán)隊了解了每個原型的穿刺阻力，撕裂強度和磨損程度。學(xué)生們與主辦方討論研究和實地測試信息，對織物原型在野外試用的耐久性做出了適當(dāng)?shù)脑u價。

雖然他們不能分享織物的具體織構(gòu)設(shè)計，但用新的設(shè)計來證明在穿刺電阻上有顯著的改善。設(shè)計表明，與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比，他們的創(chuàng)新僅增加了7%的重量，而穿刺阻力增加了70%以上。另一種原型設(shè)計將重量減少近6%，與重量級控制相比，同時增加了60%以上的穿刺阻力。顯而易見，這是最佳的測試方法。

學(xué)生們在比較這些數(shù)據(jù)及每個原型的優(yōu)缺點之后，向巴塔哥尼亞公司同時推薦了織物設(shè)計的幾種方案。他們圓滿的完成了企業(yè)交與的研發(fā)任務(wù)，合格畢業(yè)。

這個由學(xué)生組成的研究小組還制作了兩種織物。根據(jù)文獻(xiàn)綜述，以前沒有生產(chǎn)過這兩種產(chǎn)品。此外，工程設(shè)計的戰(zhàn)略性運用使學(xué)生能夠展示這些設(shè)計如何優(yōu)于目前標(biāo)準(zhǔn)的編織織物，而這些織物僅提升了輕微的重量。該團(tuán)隊創(chuàng)造的新測試法，讓公司很快獲得優(yōu)選，研發(fā)出最具有世界一流水平的防水靴。

其實，這只是美國紡企中的個案，而高效低耗已成為研發(fā)的主流。

（據(jù)美國《紡織世界》近期資料http：//www.textileworld.com/textile-world/features/2017/03/wading-submersion-fabric-durability-optimization/）endprint