楊宜蓁

前言　　
　　智慧型紡織品在過去15年，仍處於開發初期階段，自2010年開始在關鍵技術發展、特定投資基金及關鍵開發業者投入等因素下，推動智慧型紡織品快速興起。根據英國研究機構IDTechEX 2018年預估，至2026年全球智慧型紡織品市場規模將達到22億美元。短中期來看，智慧型紡織品主要仍由新創之中小企業主導開發，商品開發以「運動健身」為最大應用類別，然至2025年，「醫療照護」應用將超越「運動健身」，成為智慧型紡織品最大應用領域。

2018年全球智慧型紡織品在上游材料及終端消費市場仍可見市場包括新創公司、及國際知名品牌（Ralph Lauren、Tommy Hilfiger）亦相繼推出智慧型紡織品，應用領域包含運動、醫療及時裝等，可見智慧服裝持續受到各界關注，並推陳出新各式創新商品。

智慧型紡織品「醫療照護」應用將超越「運動健身」

根據英國研究機構IDTechEX 2018年預估，至2026年全球智慧型紡織品市場規模將達到22億美元。短中期（2018~2022年）來看，智慧型紡織品主要仍由新創之中小企業主導開發（參見圖1），因此規模仍不大，商品開發以「運動健身」為最大應用類別，其他應用包括如「醫療照護」、「居家生活」、「時尚娛樂」、「軍事安全」及其他等。

IDTechEX指出，至2025年，「醫療照護」應用將超越「運動健身」，成為智慧型紡織品最大應用領域。主要係因在醫療應用領域驗證觀念的成功、加上需求的驅動，消費者接受度提升，因而擴大應用規模。

資料來源：IDTechEX（2018），紡織所ITIS研究團隊整理

圖1 2018~2028年全球智慧型紡織品市場發展進程 

以地區別觀察，北美是2015年收入最高的地區，預計2016年至2022年的複合年增長率將達到27.9％。此外，預計北美將在預測期內保持其主導地位。歐洲和亞太地區分別是智慧型紡織品市場的第二和第三大區域。

另，根據市調公司ABI Research報告 Smart Clothing and Textile Manufacturing 預測，智慧型服飾裝置市場出貨量從2017年的500萬件到2022年將達到3,100萬件，複合年均增長率45％。在預測期間內，繼智慧型耳機之後，智慧型服飾將是在穿戴式設備中成長率第二高，但仍是可穿戴設置市場佔有率最低的一個。雖然智慧型服飾尚未達到大眾市場吸引力，但由於運動、健身和健康市場當前高度針對性的消費者應用，該產業正在持續成長。

然而，在智慧型服飾大量採用之前，嵌入式感測器背後的技術需要改進。感測器必須能夠承受其他可穿戴材料不會發生的情況，例如身體汗水、洗滌週期和極端溫度變化。供應商必須通過創新製造來解決這個問題，並主動解除消費者對這些問題的擔憂。此外，高製造成本是阻礙該全球智慧型紡織品市場成長的主要因素之一。電子紡織品的價格遠高於普通紡織品，因為這些產品涉及電子元件和技術，如奈米技術和藍芽低功耗（BLE）技術。開發這些產品所需的高研發投資也增加了最終成本。

 導電材料發展現況

為實現智慧型紡織品穿著之舒適性、並兼顧生理訊號擷取的效度與信度，導電材料的發展與應用至為關鍵，目前常見應用於智慧型紡織品之導電材料包括導電聚合物、導電布、導電油墨與薄膜。

一、導電紗線

常見的智慧紡織以紗或線的方式加入導電元件。金屬纖維可以直接紡絲、填充或是包覆紗線。導電紗線的屬性可藉由各種不同元素與技術例如：銅、不鏽鋼、銀、碳或是金屬鍍膜技術作精密調整以符合各種不同功能與需求。

金屬紗線能單獨以傳導線應用（例如用於智慧刺繡、電子刺繡），也可構成梭織或針織品的一部分。每種紗線的特性取決於其不同的原料（金屬和非導電纖維）、粗細和紗線類型。近期國際主要金屬紗線開發業者包括：

（一）日本丸紅株式會社 (Marubeni America Corporation)

由日本丸紅株式會社開發製造的導電紗線 (Electro-Yarn)，以奈米科技將導電絲包裹在紗線中而製作能穩定發電的布料（參見圖2）。

資料來源：Marubeni America Corporation

圖2 日本丸紅株式會社導電紗線Electro-Yarn 

AsahiKASEI發表最新彈性電線，細的金屬線透過紗線包繞的技術，發展具備類似彈簧彈性伸展結構的線材結構，透過幾何的延展達到電線具備彈性的功效，尤其其通過USB2.0的彈性結構，可傳輸速率可達0~480Mbps，且在可延展40%下依然可以通過USB 2.0 pattern eye測試，強大的功能目前仍在實驗室測試階段，未來在電子服飾與智慧製造相關應用上具備高度的潛力與商機（參見圖3）。

資料來源：紡織所ITIS研究團隊(2018)

圖3 AsahiKASEI彈性電線應用產品 

（三）美國Supreme Corporation 

位於美國北卡羅萊納州的Supreme Corporation所開發VOLT Apache yarns 絕緣銅芯導電紗線，可混合在紡織品基材中而做成導電布料。 

二、導電織物

當傳導性透過特殊原料引入後，便需要與織物本身結合，結合方式包含梭織、針織、刺繡等，不同的技術在不論物理或電學上皆會產生相當不同的結構類型。梭織方式可織造出大面積的互聯導電材料，可作為各種不同感測器的載體；刺繡則可用於連接於各種獨立電路如感測器或LED顯示器等；針織導電布料可做為可拉伸的感測器，而其導電性會隨著織物形狀的改變而變化。

紡織所開發之導電織物帶，係由表面電阻小於20Ω/cm²之導電性紗線組成，導電紗線之結構為導電纖維包繞彈性紗線，導電纖維的成份比例至少50%以上，用以感應人體心電訊號之生理訊息，其可以針織或梭織方法達成，而針織為較佳之方式（參見圖4）。

資料來源：紡織所ITIS研究團隊

圖4 紡織所開發之導電織物帶
(待續)