【纺织原料】远红外纤维

红外线是著名科学家赫歇尔在一次科学实验中发现的，他发现在太阳光的可见光范围以外存在着一种神奇的光线，人的肉眼无法看见这种光线，但它的物理特性与可见光线极为相似，存在明显的热辐射。由于它位于可见光中红光的外侧，故而称之为红外线，红外线的波长范围很宽，介于0.75-1000um，在红外线中，波长较短的为近红外线，波长比较长的为远红外线，根据使用者要求的不同，划分的标准也不尽相同，通常将波长在2.5um以上的红外线称为远红外线。

产生远红外线的主要方法是选择热交换能力强、能放射特定波长远红外线的材料，然后加工制造成各种形式、各种用途的的产品。远红外线纤维产品所采用的材料能有效放射5.6-15um的远红外线，占整体波长90%以上。常用发生远红外线的材料和产品有：

（1）生物炭：如高温竹炭、备长炭、竹炭粉、竹炭粉纤维以及各种制品等。

（2）电气石：例如电气石原矿、电气石颗粒、电气石粉、电气石微粉纺织纤维以及各种制品等。

（3）远红外陶瓷：例如利用电气石、神山麦饭石、桂阳石、火山岩等高负离子、远红外材料按照不同比例配各种用途的陶瓷材料，再烧制成各种用途的产品。

（4）远红外陶瓷制品：例如远红外陶瓷球、陶瓷装饰建材、陶瓷涂料、陶瓷酒具餐具、陶瓷灯具、陶瓷工艺品、陶瓷微粉纺织纤维、陶瓷能量板、家用电器陶瓷元件等等。

1远红外纤维的概念

远红外纤维是功能性纤维的一种。它是指在纺纱的过程中，加入了含有远红外功能的粉体（一些具有功能的金属或者非金属氧化物，如氧化铝、氧化锆、氧化镁等，粉碎达到纳米级或者微纳米级粉末，俗称远红外陶瓷粉），和相应的纤维纺丝材料混合均匀后，抽丝纺纱而成。该纤维及其制品具有较好的保温性、抑菌性和生活医学保健作用。

2 远红外纤维的分类

从纤维结构上，可将远红外纤维分成两类：一类是远红外粉在成纤聚合物截面上均匀分散的单一组成纤维，另一类是具有一个或多个芯层结构的复合纤维。从纤维外观上分为两类，一类是常规圆形截面纤维，另一类是异性截面纤维。这两类纤维均可制成中空纤维，以增加保暖效果。

3 远红外纤维的性能及其应用

3.1 保温

能与水分子及有机物产生共振而具有良好的热效应，因此远红外纺织品具有良好的保暖性。远红外纤维由于添加了发射率较高的远红外辐射材料，其保温性能表现为利用生物体的热辐射，吸收、储存外界向生物体辐射的能量，是生物体产生“温室效应”，阻止热量流失，起到良好的保温效果。因此，远红外织物具有显著的保温作用，适宜做防寒织物、轻薄型的冬季服装。

3.2 保健

平衡身体的酸碱度：远红外线能净化血液，改善皮肤质素，预防因尿酸过高而引致骨骼关节疼痛。被皮肤吸收的热量可以通过介质和血液循环，使热能到达肌体组织，可促进人体血液循环和新陈代谢，具有消除疲劳、恢复体力及对疼痛症状缓解的功能，对身体炎症有一定的辅助医疗作用。因此，远红外产品对血液循环或微循环障碍等引起的疾病具有一定的症状改善和辅助治疗功效。适宜制作贴身内衣、袜子、床上用品，以及护膝、护肘、护腕等。抗菌远红外织物能不断的发射出对细菌生长有抑制作用的远红外线，因而有一定的抗菌作用。

3.3 抑菌

试验表明：远红外纺织品对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、大肠杆菌等致病菌的抑菌率达百分之九十八，利用这些特性可制作卫生、医疗用品等产品。

4 远红外纤维的功能测试

4.1 发射率

只要不是绝对零度，任何物体都能辐射红外电磁波。物质远红外线辐射能量强弱的指标有辐射功率和辐射度等，但在实际应用中，常采用发射率来表征。发射率指在一个波长间隔内，在某一温度下测试试样的辐射功率（或辐射度）与黑体的辐射功率（或辐射度）之比。发射率是介于0-1之间的正数。一般发射率依赖于物质特性、环境因素及观测条件等。发射率可分为半球发射率和法向发射率。半球发射率又分为半球全发射率、半球积分发射率、半球光谱发射率；法向发射率又分为法向全发射率、法向光谱发射率。

目前国际上采用法向发射率来衡量产品的远红外性能。远红外发射率采用傅里叶红外光谱仪测定。国内没有统一的测试方法，天津测定法向光谱发射率，上海测定法向全发射率。关于黑体，指在任何条件下，完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体是辐射本领最大的物体，其反射率为0，吸收率为100%，辐射率等于1，可叫完全辐射体。现实中不存在真正的黑体，只是近似的。物体的发射率跟温度有关，在描述织物的发射率时一定要注明温度。

4.2 保温性能的测试

保温性能的测试方法主要有：热阻CLO(克罗)值法、传热系数法、温差测定法、不锈钢锅法、热源照射下保温性测定法等。也可以采用人体试验法进行测试，人体试验法包括3种方法：

4.2.1血液流速测定法

既然远红外织物有改善微循环、促进血液循环的作用，那么就可以通过人体试用远红外织物，测试其对人体的血液流速是否有加快的作用。

4.2.2皮肤温度测定法

分别用普通织物和远红外织物制成护腕，套在健康者的手腕上，在室温下，在一定的时间内，用测温仪分别测得皮肤表面的温度，求出温差。

4.2.3 实用统计法

用普通纤维和远红外纤维制成棉絮类的制品，分别让一组试用者试用，根据使用者感受对比，统计出两种织物的保暖性能。

5远红外纺织品发展概况

在纺织服装领域，日本、美国、德国、俄罗斯等发达国家最早开展对远红外技术的应用研究，推动了远红外纺织品的发展。尤其在日本，20世纪80年代中期远红外纤维制品的相关专利在日本大量涌现，形成一股开发远红外功能纺织品的热潮。日本钟纺公司采用陶瓷粉末渗入尼龙或腈纶聚合物中，分别纺出“玛索尼克N”和“玛索尼克A”远红外纤维；旭化成公司采用碳化锆陶瓷溶液涂层开发出新型尼龙保暖织物“SOLAR-V”，主要用于滑雪衫。

我国从20世纪90年代开始开发远红外纺织品。江苏省纺织研究所开发了远红外涤纶短纤维；天津工业大学开发的远红外丙纶，导湿性好，价格低廉，轻便，抗菌防蛀性好。目前开发出的各种远红外纺织品主要采用将超细陶瓷粉末作为添加剂加入到纺丝液中制备远红外纤维，或者采用陶瓷粉末制成的整理液对纺织品进行整理。主要应用的陶瓷粉末：金属氧化物，如Al2O3，TiO2，BaO，ZrO，SiO2等；金属碳化物，如SiC，TiC，ZrC等；金属氮化物，如BN，AlN，ZrN等。

编辑：纺织大学堂

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