所谓保暖有两种,一种是尽量保持热量,一种是用某种方法取得热量。”保暖性受以下几种因素影响:纤维材料与纱线;纱线结构、织物结构、编织结构;后处理加工。
通过纤维材料与纱线取得保暖效果时,与空气含有率、皮肤触感、吸散湿性、吸湿发热性、光吸收发热性和无红外线放射性等功能性因素有关。纤维材料和纱线中含有的空气越多,保温效果越好。羊毛和棉纤维材料加工的面料厚度与保暖性有关,越厚保暖性越高。
传统的保温是以阻止身体所发出的热逃逸为主的。
早期的保暖功能纤维是采用在纱线中加入放射远红外线的陶瓷微粒,经后加工使陶瓷微粒附着纱线的技术来达到保暖效果。
发热纤维则是自行发热而温暖身体的一种全新材料, 其吸水性之强远远超过其他品种纤维。是吸湿后能发热的纤维如日本东洋纺eks
纤维、softwarm纤维等,目前所谓的自发热纤维在发热方面的功能是有限的,因为从物质守恒定律出发,出现的热能只能从人体的皮肤呼吸中获得。目前作为保暖内衣的发热度,大约在3-5度左右。目前在中国的纺织行业中,还没有对发热纤维有定义的标准,而且大部分的发热纤维都是日本开发出来。
发热纤维
1.太阳能放热纤维
北极熊为什么能在寒冷的北极地区生活,科学家通过研究发现,北极熊熊毛与光导纤维在结构上有着极其相似的地方。熊毛的外端透明,犹如一根细小的石英纤维,与皮肤接近的一端则是不透明的神经髓鞘,表面既粗糙又坚硬,中间是空心状,这种结构对光的传输特别有利,它可以最大限度地将光能汇集到表皮上并转化成热能,通过皮下的血液循环,热能被输送到全身。
受北极熊毛光热转换的启发,20世纪80年代,日本的一些公司开发了一系列利用储存太阳光和人体辐射放热的纤维产品。例如复合纤维阳光a,它的芯组分聚合物里含有吸光畜热性能的碳化锆类化合物微粒,皮组分则为聚酯或聚酰胺。丝的规格有5.5tex、16.5tex涤纶和3.3tex、7.7tex锦纶。阳光a纤维具有杰出的吸收可见光和近红外线的功能。制成服装穿着后,在有阳光的日子里,服装内的温度比普通服装高2—8℃,阴天时也可高2cC左右,保温效果明显提高。该纤维已被用来制作滑雪服、运动衫、紧身衣等多种产品。
2.电热纤维
日本试制的一种保温服装材料,是利用电热材料参与组成的复合纤维,其原理如同电热毯,利用导电纤维通电使纤维发热,以达到取暖的效果。用该纤维制成的服装,外形似一件薄薄的单衣,其实为一件电热衣,能源来自随身携带的可充电电池,在寒冷的冬季里,其源源不断的热量,足以抵御严寒。
日本采用具有导电性的碳纤维,制成了通电后具有良好保暖性的发热纤维。这种纤维织成的织物除可用于保暖服装、医疗保健服装外,还可以用于电热地毯、加热床单、车辆加热垫的制作。此外,日本还有人用聚乙烯和炭黑粉末混合的方法制成了发热纤维。对这种纤维的研究表明,当聚乙烯中混入10%的炭黑时,直径1
mm,长度10mm时的丝约有500n的电阻。这种纤维在40V的电压下,其表面温度可达到近45℃。
3.太阳绒
太阳绒是根据太空棉原理制成的新一代具有代表性的材料。它是将传统的100%羊毛纤维充分绒化、蓬松后置于两层软镜面之间,使其形成薄厚可控的热对流阻挡层(气囊),其导热系数极低,同时对人体的热射线有反射作用,实现了双重保暖的功效。由于气囊中气体含量占90%,因而太阳绒既轻便柔软又保暖。其单位体积内纤维量比棉花少2/3,比羽绒少4/5,制成的服装美观而不臃肿。经检测其克罗(clo)值为3.062。两层镜面上有可开闭的微孔,如同皮肤的毛孔,热时可张开散热,冷时又可关闭保温,温度可调且具有透气性,是秋冬季的理想衣料。
4.化学保温、调温纤维
国外有人利用化学方法制取保温、调温纤维。例如有一种附有一层不透水的薄膜,内装硫酸钠的纺织品,当硫酸钠受热后会液化贮热,其贮热能力比水强60倍,从而使体感温度下降;而遇冷时硫酸钠会固化,同时将吸收的热量散发出来。其面料可用于服装和窗帘。还有人将铁粉等混入聚合物中纺丝,利用铁粉在使用过程中的不断氧化放热性能,研究开发出了化学反应放热纤维。
5.吸湿放热纤维
受羊毛吸湿放热原理的启发,日本开发了一种发热纤维。它能够吸收人体散发出的水分并放出热量,所放出的热量是羊毛纤维的2倍。通过控制发热和放热速度,使纤维吸附水蒸气后产生的吸附热得以均匀地释放,因此缓慢地抑制了服装内的温度变化,从而使纤维发挥出保温防冷的作用。
此外,差别化纤维也被用于新型保温织物,如采用超细纤维和多腔中空纤维,可使织物的含气量大大增加并有极好的稳定性,从而达到保温、隔热的目的。
尤尼吉可(Unitika)Fibers公司最新推出的储热保湿纤维材料“Thermotron”可以吸收阳光(可见光)并把吸收的光能转换成为热能,同时还具有反射人体发出的原红外线的功能。通过“吸收—热转换”和“热反射的机理”,使人体得到所需的舒适、保暖温度。
每根“Thermotron”单纤维的芯部均溶有碳化锆的微小粒子在太阳热能的作用下发出热量并反射出波长较长的远红外线,使服装内部变暖。该纤维材料刚问世时主要用于滑雪服,目前被作为针织产品的内里选材并受到关注。该公司的“Heat
Performa”产品用碳化锆的
微小粒子来改变纱线的形态,使纤维表面露出纱线阻断远红外线以达到保温效果的材料,由于纤维的截面为齿形,还可以利用纤维纵向凹凸沟槽起到吸汗、排汗、速干的功能。
“Ceramino”是钟纺合纤公司开发的储热保温聚酯纤维材料。该公司采用在后加工过程中将远红外吸收物质均匀地渗透到纤维分子的内部结构(无定形区)的技术,以提高对阳光等外界红外线的吸收率。同时,还起到储热保温效果。钟纺合纤公司将该纤维应用于内衣、袜子、运动服、泳衣和外衣。
THERMOGEAR是日本旭化成株式会社开发的。它是由铜铵丝和超细抗起球晴纶 CASHMILON FF 组合而成。这种崭新的保温纤维拥有优越的吸湿发热性及调湿功能,令衣物穿着感觉干爽柔顺。
纤维特点:
1、穿着时发热的保温纤维。
THERMOGEAR铜铵丝的优越吸湿发热性发挥至最大含上超细抗起球晴纶CASHMILON FF能有效令纱线之间空气量增加并能够持久保持温暖。
2、迅速变干,感觉舒适。
由于超细纤维的毛细现象,能够迅速的把汗水扩散令衣服变的干爽。
3、驱除闷热,感觉清爽。
过量的暖气引至的闷热感是令人很困忧的问题,要在寒冷天时能够保持舒适的穿衣感觉必需令内衣与皮肤之间保持适当湿度。
THERMOGEAR的优秀调湿功能可以驱除多余的湿气及迅速把汗水扩散并保持温暖干爽感觉。
4、超细纤维的崭新感觉
THERMOGEAR中使用的CASHMILON FF 比一般晴纶更为细及柔软。因此触及皮肤时感觉更柔顺,在洗涤后又不会影响到其柔软程度
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空调纤维
Outlast
空调纤维有透气性能高,适应性能强的最大特点,它能随外界环境的变化,自动调节温湿度,使穿着者有如处于空调生活中的舒适感觉。空调纤维美国太空总署指定Outlast公司特许经营,明确规定世界各地生产的纱布产品,由该公司垄断收购,即生产产品务必全部交给该公司,由该公司负责统一销售。目前,全世界已有150多家服装厂商使用这种纤维,主要市场为欧美地区。例如世界名牌NIKE运动服装,就是利用空调纤维制作而闻名的。
腈纶型空调纤维的生产技术有二种方式,一是面料涂层,即将含有Outlast技术的PCMS微胶囊涂于织物表面,生产工艺比较简单。二是纤维植入,即用Outlast直接将PCMS微胶囊直接植入腈纶纤维内,工艺技术比较复杂。两者相比,后者用已植入的PCMS微胶囊纤维,根据国际市场需要,直接纺纱织布,制成各种类型的服装,所以更能满足用户各种不同的要求。
空调纤维的技术核心是用一种微胶囊包裹的变性材料,涂层或植入织物或纤维内,吸收或储存,发挥潜能作用,释放大量能量,固液状态相互转化,对温度起一定的调节作用,其范围为1-20℉。这种变性材料主要为碳化氢腊组成。它能随外界环境、温度变化于人体皮肤表层,作出相应的反应,并对温湿度的变化起一定缓冲作用。
Emana
Rhodia 公司推出一种新的以聚酰胺 6.6 为原料的“智能”纱,品牌为
Emana 。这种纱合并一种专利添加剂,用这种纱生产的运动服装或者内衣具备体温调节功能,还可以改善血液微循环。 Emana 是
Rhodia 公司巴西研发实验室开发的专有技术。
独立的巴西实验室 Kosmoscience*
做的科学研究证明,与其他产品相比,用 Emana 纱生产的运动服装,其体温调节功能提高
41%,乳酸积累降低35%,乳酸累计导致肌肉疲劳。 同样的研究还显示,这种服装可以提高舒适度,减少脂肪团,皮肤弹性提高
8%。
多次洗涤之后,智能纱的特点不会下降,这主要受益于聚酰胺的特性,如手感柔软、易于打理、防电、有弹性。
Emana
给公司的客户提供了丰富的选择范围,如运动服装、女士贴身内衣和内衣,包括颜色和设计。该品牌被鉴定为一级产品(OEKO-TEX 标准
100), 因此,不含有害物质。
Rhodia 公司在巴西有 90 年的历史,公司
17%的销售在拉丁美洲,其市场份额在继续扩大
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新型纤维和面料之---香蕉纤维,菠萝纤维和咖啡纤维
新型纤维和面料之---银纤维,铂金纤维,合金锗纤维
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