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第33章 远红外纤维

远红外纤维是具有远红外辐射功能的一类功能性纤维的统称。远红外纤维可在很宽的波长范围内吸收环境或人体发射出的电磁波并辐射出波长范围在2.5~30μm的远红外线,这是由于纤维中添加的具有远红外辐射功能的添加剂在吸收了外界的电磁辐射能量后其分子的能态从低能级向高能级跃迁,尔后又从不稳态的高能级回复到较低的稳态能级而辐射出远红外线。由于远红外纤维所辐射出的电磁波中4~14μm波长范围内的远红外线与人体细胞中水分子的振动频率相同,当人体表面受到这种远红外线的辐射时,会引起人体表面细胞的分子的共振,产生热效应,并激活人体表面细胞,促进人体皮下组织血液的微循环,达到保暖、保健、促进新陈代谢、提高人体免疫力的功效。

远红外纤维的开发始于20世纪80年代。受太阳能发电的启发,人们开发了具有吸热、蓄热特性的碳化锆保温纤维。日本在远红外纤维的研究开发中倾注了大量的热情并取得了很大的成功。旭化成、东丽、ESN、钟纺、可乐丽、东洋纺和尤尼吉卡等日本著名的化纤生产企业都已经实现了远红外纤维的多品种规模化生产。我国远红外纤维的开发研究始于20世纪90年代,早期的开发从织物的远红外功能整理开始,尔后转到纤维的开发。现在我国的远红外纤维研究开发已取得相当大的进展,并在部分纤维品种上实现了规模化的生产。从总体上看,我国远红外纤维的发展是在所有功能性纤维的开发中开发最早、产业化和商品化程度最高的,但与日本等国的发展水平相比仍有一定的差距。

曾有人将远红外纤维按其制备工艺分为共混纺丝法和涂层后处理法两大类,但从严格意义上讲,涂层后处理法更适用于织物成品的后整理工艺,而且用此法制得的远红外纤维耐洗性差,效果不持久,人们习惯上并不将其归入作为功能性纤维的远红外纤维范畴。

现在所有已实现产业化的远红外纤维都是由共混纺丝方法制得的,包括远红外涤纶、远红外丙纶、远红外锦纶、远红外黏胶和远红外腈纶等。这些远红外纤维除了具有远红外线辐射功能之外,其他的纤维物理性能与常规的纤维相比并无显著的差异,因此在应用性能上并无特殊的限制。远红外涤纶和远红外丙纶由于不适合于内衣或贴身服饰产品而主要用于各种具有保暖功能的冬季防寒服、絮棉、运动服、工作服、风衣、窗帘、地毯、床垫、睡袋以及保健枕头、保健被褥、女性保健文胸和其他各种具有改善人体皮下组织微循环的保健产品。远红外锦纶多用于滑雪衫面料、运动衫、紧身衣、防风运动服等产品。远红外黏胶由于具有吸湿透气、手感丰满、穿着舒适和悬垂性好等特点而主要用于内衣、贴身服饰和冬季薄型保暖内衣等产品和部分贴身使用的保健产品。远红外腈纶具有优异的耐蛀性和染色性,良好的蓬松感和舒适感,有类似于羊毛的手感,而且穿着的舒适性和透气性也大大优于其他的合成纤维,因此在袜子、手套、垫子、毛衣、围巾、帽子、被子和毛毯等传统的应用领域有着强大的发展优势。其实,从本质上看,所谓的远红外纤维就是在常规纤维的一般应用性能的基础上增加了保暖和改善皮下组织微循环的功能,所有的产品开发的目标都是围绕保暖和保健功能而展开的,从而提高产品的附加值。

远红外发梳远红外纤维的保暖和促进微循环的功能原理其实是有区别的。远红外纤维的保暖功能来自于它在吸收外界电磁波辐射的能量后能放射出远红外线以及反射人体散发出的远红外线的功能,因此,用远红外纤维制成服装后可以阻止人体热量向外部的散发,起到高效保温作用。而远红外纤维的促进微循环的作用,则是基于其吸收以可见光为主的外界电磁辐射后,发出的远红外线及反射人体发出的远红外线作用于人体表面细胞,因振动频率相吻合而增强分子的热运动、促进皮下组织的微循环和新陈代谢。很显然,要达到这些目标,有几个必需的条件:一是要吸收外界的能量,二是要能与皮肤直接接触。由于远红外线穿透普通纺织品的能力有限,要起到促进微循环的作用远红外纤维必须用于内衣才合适,但这样一来,其吸收外界能量的途径就受到了限制,而更多的是反射人体本身散发出的远红外线,能量十分有限。

不可否认,远红外纤维的保暖和促进微循环的功能是确凿的,远红外纤维制品的持续热销反映了消费者和市场对保暖服装、轻薄化的冬季服装以及能促进和改善微循环的保健产品的消费需求的持续增长。从世界消费潮流的发展变化分析,远红外纤维产品的发展前景相当可观,并将在两个方面受到更多的关注:一是在充分认识远红外纤维作用原理的基础上,根据产品功能的准确定位,使产品设计更趋合理,以充分发挥纤维的特殊功能;二是远红外纤维的应用领域将进一步扩大,各种新产品将层出不穷。

知识点:远红外线

太阳光线中的可见光经三棱镜后会折射出各色光线(光谱)。红光外侧的光线,在光谱中波长自0.76至400微米的一段被称为红外光,又称红外线。红外线的波长范围很宽,人们将不同波长范围的红外线分为近红外、中红外和远红外区域,相对应波长的电磁波称为近红外线、中红外线和远红外线。

远红外线被人体吸收后,可使体内水分子产生共振,使水分子活化,增强其分子间的结合力,从而活化蛋白质等生物大分子,使生物体细胞处于最高振动能级。由于生物细胞产生共振效应,可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分,以下深层温度上升,产生的温热由内向外散发。这种作用强度,使毛细血管扩张,促进血液循环,强化各组织之间的新陈代谢,增加组织的再生能力,提高机体的免疫能力,调节精神的异常兴奋状态,从而起到医疗保健的作用。