智慧型紡織品發展趨勢

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出版作者 劉嘉麟
出版單位 紡織綜合所
出版日期 2004/10/01
出版類型 產業報告
所屬領域 紡織
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摘要

作為多年來創匯龍頭的台灣紡織工業,數十年來,無論是對外匯存底的累積,就業機會的創造,或國民生產毛額的提高都有很大的貢獻。近年來因為國際經濟的低迷及種種內外因素,創匯金額持續下滑。縱然國際經濟環境與市場的變革,已使得台灣眾多紡織工廠成功地由傳統行業蛻變成為注重品質、差異化與知識累積的型態,但面對未來持續更迭的全球競爭,仍存在諸多挑戰。捫心自問?在全球經濟復甦的當下,台灣紡織界仍能無虞的維持全球第六大,甚至回復到年度創匯一百億美元以上的榮景?答案應是悲觀的,如果無法建立與制定能取得技術領先的研發機制與策略,在研發創新上取得領先或與全球紡織相關研究單位的齊頭並進,縱然一心企圖持續輝煌,恐怕也只能漸次黯淡。

確實,如同Nanotex所言,相對於其他產業,紡織企業在研發創新的結果是相當遜色的,但這並不代表紡織產業的相關研發一直處於停頓的狀態,事實上由於科技的進步,融合紡織與其他產業的研發領域正蓬勃發展當中。在美國,相關的學術研發機構方面,包括北卡、麻省理工學院、喬治亞理工學院,史丹佛大學等等,公司方面則有VivoMetrics、Sensatex、Foster-Miller、杜邦等。日本方面學術機構包括東京大學、信州大學等,至於各種紡織新素材例如鍍銀纖維、記憶金屬纖維、導電纖維則分佈於各私人公司。歐洲則分佈於各國,法國的lnfineon、France Telecom、芬蘭的C10thing+公司、德國的MObileFamilySerVicesGmbH、Klaus Steilmann lnstitute、荷蘭飛利浦(Philips)、英國Electro-Textiles與新近成立的Technitex Faraday Partnership(LeedS,UMIST,and BTTG.)。整體來說,美國主要在於生理量測與軍事用途、日本著重於新素材與感性工學、歐洲則著力於整合應用。而這些計晝或成果都有雷同的特點,其一,目標均是希望最終成品能感知紡織品週遭的狀況或作相對應的調適(包含服飾應用上穿著者的生理狀況,服飾外的環境狀態等。或產業應用上,應用環境相關參數的感知、響應,例如能根據受力狀態調整剛性的織品。)。其二是,均是應用其他產業已發展之技術整合於紡織中,換句話說,均是異業整合。

即使是今日,智慧的定義仍然莫衷一是,應用於紡織產業中,更有多種不同的說法,雖有人將智慧型紡織品與服飾晝上等號,但紡織品畢竟不是服飾,因此本文採取較宏觀的定義。凡其特性(物理、化學或其他)能依據客觀的環境變化或主觀的意識需求,以主動或被動的方式作因應的紡織品均可稱之為智慧型紡織品,而紡織品,則泛指以纖維、紗、線、布,服飾或其他包含有前述項目的對象物。因此前文所提及的均可稱為是智慧型紡織品的研究、開發與應用。事實上,將上述定義中的紡織品以「素材」取代,便成為智慧型素材的定義,相同的方武可類比為智慧型系統的定義。智慧型紡織品的智慧可來自素材、系統或兩者的整 合應用,而探究智慧型素材與系統實際上是開發智慧型紡織品的礎石。

紡織的未來不一定全然是智慧型紡織品的天下,但依據各國競相投入的現況,可以得出臺灣無法置身於外的結論。

台灣長久以來一直鼓勵中小企業的發展,塑造出高比例的中小企業,因此在體質上利於快速反應與因應局勢變化,但仍不脫追隨技術領先國的模武。由於中小企業能投入研發能量小,在面對跨領域整合的局面時,思考如何擺脫技術跟隨的窠臼,取得技術領先是必需的。相關政府部門近年來極力鼓吹與支持創新研發是對症下藥的作法,但針砭之際,如果能依據台灣企業體質斟酌審議,落實”跳躍式研發”的概念,相信能使補助研發的政策更旱開花結果。

台灣並非沒有優勢進行跨領域整合,強勢高科技產業技術領先的工業環境提供絕佳的跨領域整合研發前景。主要的發展優勢條列如下:

1.智慧型紡織品為跨領域整合技術,以紡織品為技術平臺, 整合微奈機電、奈米材料、光電、通訊、生醫等技術,對紡織品的創新研發,有無限寬廣之應用潛力。

2.台灣目前具有世界級半導體與微奈米製程技術,且六吋以下晶圓廠紛紛轉型以發展微奈機電(NEMS)系統為目標。

3.微奈機電(NEMS)技術為國家奈米計晝之發展重點,目前此、中、南均設有相關的開放實驗室,作為技術之研發、應用與推廣。在系統整合與加工方面,國家晶片中心更可扮演進行研發試製的推手。

4.台灣各大學及研發中心,依據奈米國家計晝,全力進行奈米相關研發計晝的推動,尤其是BUTTON-UP的奈米相關計畫,對於智慧型紡織材料技術的養成與建立,有莫大的幫助。

5.台灣紡織產業體系完整,涵蓋纖維到成衣及服飾等分業,產品設計與產品化能力強,研發成功的產品經商品化即可全面生產。

目錄

=====章節目錄=====

第一章序論

  1-1 研究背景

  1-2 研究目的

  1-3 研究方法

  1-4 研究時程

  1-5 定義與分類

    1-5-1 定義

    1-5-2 智慧型材料

    1-5-3 智慧型紡織品的定義

    1-5-4 智慧型紡織品的功能

  1-6 智慧型紡織品的分類

第二章產品發展沿革

  2-1 發展沿革與歷程

  2-2 產品技術關聯圖

第三章市場分析

  3-1 智慧型相變化織物市場

    3-1-1 智慧型相變化織物全球市場潛力

    3-1-2 智慧型相變化織物台灣市場潛力

  3-2 智慧型壓電織物市場

    3-2-1 智慧型壓電織物台灣市場潛力

  3-3 智慧型型態記憶高分子織物市場

  3-4 智慧型變色織物市場

  3-5 智慧型變色顏料市場

  3-6 電子化服飾市場

    3-6-1 電子化服飾市場預測

    3-6-2 即時生理監控服飾市場預測

第四章產品分析

  4-1 溫度控制型

    4-1-1 智慧型蓄熱保溫織物

    4-1-2 智慧型透濕防水織物

    4-1-3 智慧型感溫變色織物

    4-1-4 智慧型型態記憶織物

  4-2 光線控制型

    4-2-1 智慧型感光變色織物

    4-2-2 智慧型感光型態記憶織物

  4-3 電場控制型

    4-3-1 智慧型壓電織物

    4-3-2 智慧型感電變色織物

  4-4 輻射能量控制型

    4-4-1 智慧型輻射感應織物

  4-5 篩選機制型

    4-5-1 智慧型抗菌織物

    4-5-2 智慧型防護織物

  4-6 視角控制型

    4-6-1 智慧型變色顏料

  4-7 電子控制型

    4-7-1 運動休閒電子化服飾

    4-7-2 極冷環境電子化服飾

    4-7-3 生理監控電子化服飾

    4-7-4 資訊電子化服飾

    4-7-5 軍用防衛電子化服飾

    4-7-6 工作應用電子化服飾

    4-7-7 生活應用電子化服飾

    4-7-8 趣味型電子化服飾

  4-8 電子化服飾之零組件

    4-8-1 信號傳輸

    4-8-2 能量與動力

  第五章專利分析

  5-1 智慧型相變化織物

  5-2 智慧型壓電織物

  5-3 電子化服飾

第六章主要廠商及機構之發展概況

  6-1 美國

    6-1-1 Massachusetts Institute of Technology

    6-1-2 Georgia Institute of Technology

    6-1-3 Outlast Technologies, Inc.

    6-1-4 Frisby Technologies, Inc.

    6-1-5 VivoMetrics Inc.

    6-1-6 Sensatex Inc.

    6-1-7 Du pont Inc.

    6-1-8 U.S. Army Natick Soldier Center & Foster-Miller Inc.

    6-1-9 Nano-Tex & Motorola Inc.

  6-2 日本

    6-2-1 東京大學

    6-2-2 信州大學

  6-3 英國

    6-3-1 Heriot-Watt University

    6-3-2 University of Birmingham

    6-3-3 Levi Strauss & Philip Research Laboratory

    6-3-4 Electro-Textiles Inc.

  6-4 法國

    6-4-1 Infineon Inc.

    6-4-2 France Telecom Inc.

    6-4-3 Damart Inc.

  6-5 德國

    6-5-1 Mobile Family Services GmbH

    6-5-2 Klaus Steilmann Institute

    6-5-3 Hohensteiner Institute

  6-6 芬蘭

    6-6-1 Tampere University of Technology

    6-6-1 Clothing+ Inc.

  6-7 比利時

    6-7-1 Starlab

  6-8 荷蘭

    6-8-1 Philips Design

  6-9 香港

    6-9-1 香港理工大學

  6-10 中國大陸

    6-10-1 淦珂珍貝科技有限公司

  6-11 台灣

    6-11-1 紡織產業綜合研究所

第七章消費行為分析

  7-1 一般性消費者

  7-2 消費者差異性分析

    7-2-1 年齡差異性分析

    7-2-2 性別差異性分析

    7-2-3 行業別差異性分析

第八章產品/技術發展趨勢與競爭力分析

  8-1 產品/技術發展趨勢

    8-1-1 智慧型相變化織物的發展趨勢

    8-1-2 智慧型壓電織物的發展趨勢

    8-1-3 智慧型型態記憶織物的發展趨勢

    8-1-4 電子化服飾的發展趨勢

  8-2 國內競爭力分析

第九章結語

參考文獻

附件一問卷

=====圖目錄=====

圖1-1 研究方法

圖1-2 市場預測方法流程

圖1-3 智慧型服飾之分類

圖1-4 以產品之作用機制分類樹狀圖

圖1-5 智慧型紡織品之範圍

圖2-1 智慧型紡織品發展沿革

圖2-2 智慧型紡織品之產品技術關聯圖

圖3-1 相變化產品現階段在的市場定位屬中高價位

圖3-2 Head推出運用壓電纖維製造之網球拍

圖3-3 壓電織物的應用領域

圖3-4 台閩地區歷年核發建築物之情況

圖3-5 2002年台灣隸屬各單位之橋樑數量統計

圖3-6 智慧安全地毯的概念

圖3-7 全球電子化服飾之市場規模

圖3-8 2003~2018年電子化服飾之消費額預測

圖3-9 電子化服飾的應用

圖3-10 全球電子化服飾市場規模

圖3-11 即時生理監控服飾之市場預測

圖4-1 岩石受高熱時亦可溶融成液態的岩漿

圖4-2 水在大自然中的三態循環

圖4-3 物質之三相變化型態示意圖

圖4-4 熱轉相材料織物之調節效應示意圖

圖4-5 相變化材料之原理示意圖

圖4-6 熱轉相材料織物之作用機制示意圖

圖4-7 相變化材料在不同加工方式下之微觀結構

圖4-8 相變化織物可應用之領域

圖4-9 各類加工織物尺寸

圖4-10 防水透濕的氣孔雨水蒸氣及雨滴大小的關係

圖4-11 DiaplexR織物之無孔薄膜型態與外界高低溫度的作用機制

圖4-12 DiaplexR織物因應外界溫度的作用機制圖

圖4-13 溫感型變色織物(Thermochromic textile)

圖4-14 型態記憶織物機制示意圖

圖4-15 Ni-Ti合金紗線所製成飛行天線的型態記憶機制

圖4-16 型態記憶高分子之作用機制

圖4-17 吸收波長與顏色關係圖

圖4-18 光變色織物結構變化圖

圖4-19 聚合物經光照收縮示意圖

圖4-20 壓電織物特性示意

圖4-21 壓電織物之製造流程

圖4-22 壓電織物之微細構造

圖4-23 壓電纖維的應用領域

圖4-24 美國生產之壓電纖維

圖4-25 輻射對人體之危害

圖4-26 電磁光譜與輻射感應型織物之應用

圖4-27 輻射感應型織物之應用領域

圖2-28 MerylRSkinlifE商品性能測試狀況

圖4-29 MerylRSkinlifE商品商標與調牌之樣式

圖4-30 具氣體選擇性織物概念示意圖

圖4-31 ChromaFlairR的物理結構

圖4-32 ChromaFlairR的吸收光譜

圖4-33 ChromaFlairR的變色原理

圖4-34 中國大陸運用ChromaFlairR顏料所塗裝的汽車(變色龍)

圖4-35 ChromaFlairR顏料的運用領域

圖4-36 早期的電子化服飾(Wearable Electronics)概念

圖4-37 中期的電子化服飾

圖4-38 運動休閒電子化服飾概念

圖4-39 運動休閒電子化服飾的應用

圖4-40 可改善運動效率的電子化服飾

圖4-41 ECHOWELLR公司所推出之心率錶

圖4-42 極冷環境織物的應用

圖4-43 極冷環境織物的應用領域

圖4-44 生理監控服飾之裝備

圖4-45 生理監控服飾之裝備

圖4-46 生理監控服飾在醫療上的應用領域

圖4-47 電子資訊服飾(Wearable Computer)

圖4-48 軟性開關技術元件

圖4-49 軍用防衛服飾的概念

圖4-50 軍用防衛電子化服飾的內部系統

圖4-51 與紡織業共同研發的穿戴型電腦

圖4-52 Hitachi公司推出業務用可穿戴式Windows CE機「WIA-100NB」

圖4-53 消防衣內部之冷卻系統

圖4-54 消防衣的設計概念(Smart Garment For Firefighters)

圖4-55 智慧服飾應用於日常生活領域情形圖

圖4-46 東京大學所研發出之隱形衣

圖4-57 隱形衣透視原理示意圖

圖4-58 東京大學所研發出之隱形衣

圖4-59 運用「隱形衣技術」偽裝機械人之示意圖

圖4-60 運用金屬紗織造方式製造智慧型服飾

圖4-61傳輸訊號線在織物上的織造與設計技術

圖4-62 Smart Shirt的織造與設計

圖4-63 電池纖維機構圖

圖4-64 太陽電池織物

圖4-65 太陽電池之原理與製造設備

圖4-66 人體電池的原理

圖5-1 相變化織物歷年專利數量

圖5-2 相變化織物專利之所屬國件數比例

圖5-3 單位研發專利之前十名分析

圖5-4 單位研發專利之研發年齡分析

圖5-5 單位研發能力前十名之引證率與技術獨立性

圖5-6 單位研發能力前十名之引證次數

圖5-7 1990年前之企業排序

圖5-8 1990年後之企業排序

圖5-9 歷年專利件數分析(以公告日分析)

圖5-10 歷年專利對應國與專利權人數分析

圖5-11 美、日、德專利數演進狀況

圖5-12 企業專利數演進

圖5-13 企業專利引證率與技術獨立性分析

圖5-14 企業之相對研發能量

圖5-15 專利研究領域分類

圖5-16 壓電織物之專利研究領域於國家別分佈狀況

圖5-17 電子化服飾之技術發展趨勢

圖5-18 電子化服飾相關企業之研發歷程

圖5-19 電子化服飾相關企業之專利技術領域

圖6-1 MIT所開發的電子化服飾

圖6-2 喬治亞學院開發的Smart Shirt

圖6-3 Frisby Technologies, Inc產品一覽表

圖6-4 VivoMetrics公司所發展的生理醫療服飾(LifeShirt)

圖6-5 Sensatex公司計劃推出的醫療電子化服飾

圖6-6 Sensatex公司研發之smart shirt概念

圖6-7 U.S. Army Natick Soldier Center和U.S. Army SBIR Commercialization的合作伙伴Foster-Miller Inc.所發展的戰鬥服裝

圖6-8 東京大學所研發出之隱形衣

圖6-9 位於上田市常田的日本信州大學纖維學部

圖6-10 Philips Research Lab已生產之電子化服飾

圖6-11 Levi Strauss & Philips研究室所發展的夾克,整合了通訊系統

圖7-1 受訪者的年齡、學歷分佈

圖7-2 受訪者對產品的瞭解程度

圖7-3 消費者認為需要隨時掌握並持續追蹤自我生理狀況與否

圖7-4 消費者家中醫療儀器之狀況

圖7-5 簡易家庭醫療儀器之汰舊換新年限

圖7-6 消費者對醫療器材之使用狀況

圖7-7 消費者對得統醫療器材之使用感覺

圖7-8 受訪者添購醫療儀器需求的功能項目

圖7-8 性別對醫療儀器之功能需求差異

圖7-9 受訪者認為此類產品的發展意義與選購此類商品時之主要考量的因素

圖7-10 購買即時生理監控服飾之使用場合分析

圖7-11 消費者期望商品未來所發展之形式

圖7-12 消費者期望附加功能分析

圖7-13 受訪者的購買時機分析

圖7-14 消費者最高願意多花金額之比例

圖7-15 消費者最高願意多花金額之比例(按從業別)

圖7-16 針對40歲以下之受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-17 針對40歲以下之受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-18 針對40歲以上之受訪者期望附加功能分析

圖7-19 針對40歲以上之受訪者期望附加功能分析

圖7-20 針對女性受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-21 針對女性受訪者期望附加功能之分析

圖7-22 針對男性受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-23 針對男性受訪者期望附加功能之分析

圖7-24 針對學生受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-25 針對學生受訪者期望附加功能之分析

圖7-26 針對製造業從業者受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-27 針對製造業從業者受訪者期望附加功能之分析

圖7-28 針對金融業從業者受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-29 針對金融業從業者受訪者期望附加功能之分析?

圖7-30 針對醫療業從業者受訪者期望商品未來所發展之形式

圖7-31 針對醫療業從業者受訪者期望附加功能之分析

圖8-1 電子化服飾之Loadmap

圖8-2 「燕尾服」電影中之超級服飾概念

圖8-3 「回到未來」電影中之超級服飾概念

圖8-4 電子化服飾之發展方向與協同領域

圖8-5 台灣發展電子化服飾之SWOT分析

圖9-1 經濟學家Norman Poire認為國家財富的來源

=====表目錄=====

表1-1 各種分類法對應到產品之關係

表3-1 全世界紡織成衣服飾品貿易額

表3-2 台灣滑雪靴貿易額及數量表(1997~2003)

表3-3 台灣滑雪靴出口對象國比例(1997~2003)

表3-4 台灣各式球拍器材之貿易額及數量表

表3-5 台灣地毯之貿易額

表3-6 全球服裝貿易額對照表

表3-7 美國運動服飾銷售市場

表3-8 台灣泳裝貿易金額及數量表(1997~2003)

表3-9 台灣泳裝出口對象國比例(1997~2003)

表3-10 相關顏料之進出口統計

表3-11 全球電子化服飾之市場規模

表3-12 電子化服飾應用領域之消費額

表4-1 蓄熱保溫纖維的種類

表4-2 相變化材料

表4-3 石蠟系相變化材料

表4-4 Thermasorb MICROCAPSULES

表4-5 三菱重工生產之形狀態記憶聚氨酯(MS2000)隨溫度改變吸濕量狀況

表4-6 DiaplexR織物之性質介紹

表4-7 智慧型型態記憶合金系與高分子系之物理特性比較

表4-8 鎳鈦型態記憶纖維的性能

表4-9 光影響到態記憶的作用機制

表4-10 壓電材料種類

表4-11 生理監控服飾(Health & Wellness)之應用領域

表4-12 無線傳輸種類

表5-1 單位研發專利之前十名

表5-2 引證率分析表

表6-1 德國的KSI研究所對電子化服飾的應用

表6-2 Tampere大學之SmartWearLab所研究之領域

表6-3 Starlab發展智慧服飾之概念

表6-4 Philips服裝設計公司發展電子化服飾之產品概念
章節檔案下載
第一章 序論
13
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第二章 產品發展沿革
7
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第三章 市場分析
23
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第四章 產品分析
68
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第五章 專利分析
22
0 元/點
第六章 主要廠商及機構之發展概況
16
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第七章 消費行為分析
24
0 元/點
第八章 產品/技術發展趨勢與競爭力分析
8
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第九章 結語
3
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第十章 參考文獻
7
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