六、能保暖调温的服装新材料
在寒冷的环境中，织物的保暖性取决于织物和服装储存静止空气间隙的大小以及防止织物受潮和织物具有弹性以保持厚度的能力。织物实现保温功能的方法大致有三类，一是开发新型保暖纤维，二是通过远红外整理技术，三是改变填料结构。
保暖是服装舒适性的重要方面。为了提高保暖效果，保持人体正常的体温，历来的保暖服装材料采用的方法通常是控制热的传导、对流、辐射所导致的热损失，即使用厚的面料，或者添上棉絮来保温，有的还采用含有金属膜的面料。现已在诸如宇航太空服等高技术领域、民用及一些特殊领域得到了应用。
1.远红外线热纤维
远红外线热纤维是新型服装材料。它的制成原理是利用可以发射远红外线的陶瓷粉末或钛元素等作为添加剂，通过纺丝共混使其与涤纶或丙纶等纤维相结合开发出的保温新材料，受到了人们的欢迎。
远红外纤维是向纤维基材中掺入远红外微粉（如瓷粉或钛元素等）而制成的保暖纤维，纤维基材可以是聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维等常用合成纤维，制造远红外纤维对远红外物质微粒的粒径要求极高，一般要求在1μm以下，掺加量多在5%～30%之间。差别化纤维也被用于新型保温织物，采用超细和多腔中空纤维以使织物含气量大大增加，并具极好的稳定性，达到保温、隔热的目的。
加工方法是把远红外微粉和溶剂、粘合剂、助剂按一定比例配制成远红外整理剂，对织物进行浸轧、涂层和喷雾。所用的溶剂可以是水，也可以是有机溶剂；粘合剂是聚氨酯、聚丙烯腈酯、丁腈橡胶等低温粘合剂；采用后整理方法时要特别注意助剂的选择，它对织物有显著的影响。
远红外线就是波长为4×103～1×106nm的电磁波。动物、植物和水分都吸收与自己的体温或表面温度相适应的6×103～1.4×104nm的远红外线。
远红外线的特征如下：
①物体吸收了远红外线可以转变为热。
②有促进动、植物发育与新陈代谢的作用。
③有除臭效果。
④常温下有杀菌、防腐的作用。
掺入陶瓷粉末的远红外线纤维，可以吸收人体发射出的远红外线，同时向人体辐射远红外线。此外，它还具有吸收太阳光，把光能转化为热能以及阻止人体上所产生的远红外线放热等多种功能。远红外线被人体吸收后，可使人体产生体感升温的效果，同时加快人体的新陈代谢，促进血液循环。因此，远红外线热纤维是一种积极的保温材料，保温率可提高10%～50%，作为服装材料，可使服装兼具轻便和保暖的双重功能。
有一种远红外保暖服装材料已开发成功，其面料由中间体、毛绒组成，在上下两层面料中间有不少于一层的中间体，中间体为网状布、非织造布或乳胶膜，在中间体上通过针刺植上涂有远红外的毛绒。此种新型面料解决了一般保暖材料伸缩性差或保暖性差的缺点，并且工艺简单，成本低廉。
今后，远红外线纤维的应用会逐步增加，其理由是，远红外线纤维除保温效果非常好外，从健康的角度来说，对自由神经（特别是副交感神经）有直接的影响，对人体膜和疼痛症医疗保健作用非常有效，因而它还是非常好的保健纤维。其优良的保健功能将在后面介绍。
使用方面，远红外纤维可用做电热毯罩、席子、电热器、运动服、内衣、袜子和防寒服等，还可用于镇痛效果很好的保护带，防止褥疮的躺椅等保健用品。
有一种被称为“温泉魔术”的新型面料，据说穿上这种面料做成的衣服，会使人感到像置身于温泉中一样的舒服。其面料用陶瓷系的无机物、从泥土中提取的无机物以及有机化合物组合加工而成，可以提高面料的透气性，陶瓷系无机物能够将人的体热转变成远红外线进行发热。据说与普通面料相比，“温泉魔术”面料可以将衣服海温度提高0.5℃～l℃，此外，这种面料还带有对皮肤有益的弱酸性（pH值为5～6）。还有一种自然生热面料，该技术是用一种被称为“热量感应”的特殊化学制剂涂敷在面料表面，使面料可以吸收人体自然排放的水汽，既而转化成热能。用此种面料缝制的服装，可比传统布料缝制的服装的保暖效果高出2℃～5℃。(www.xing528.com)
2.调温纤维
服装的保暖通常是单方向的，即人体穿着保暖服装之后，在寒冷的环境中可以保持体温，而当人体处于温暖的环境中，在不需要保暖服装起作用时，人体又会感到热。能否让服装随人体所处温度环境的不同而进行温度的调节呢，科学家在这方面做出了努力。
20世纪70年代初，美国人发明了将二氧化碳等气体溶解在溶剂中，然后充填进纤维的中空部分，在织造前将中空部分封闭，这样，织造出的织物便具有了调温的功能。当织物处于温度较低的环境时，纤维中空部分的液体固化，气体在其中的溶解度降低，从而使纤维的有效体积增大，织物的绝热性能提高；反之，环境温度较高时则绝热性能降低。20世纪80年代中，Vigo等人先是利用某些带结晶水的无机盐，如磷酸氢二钠等，而后又选择了聚乙二醇充填到中空纤维内部，先后制成了调温纤维。这种调温纤维中空部分的介质，可以随外界温度的变化发生熔融和结晶，介质熔融时要吸收热量，结晶时则放出热量，热量的吸收或是放出，使纤维具有了双向温度调节的功能。纤维的发热量是未经处理纤维的1.2～2.4倍，可以用于制作飞行服、宇航服、消防服、极地探险服、滑雪服和运动服等。
日本在这方面则是利用低温相变物质石蜡类介质的性质制成了调温纤维。例如利用直接纺丝法将石蜡纺制在纤维内部。为了防止石蜡从纤维中析出，对纤维的表面进行了环氧树脂处理。当纤维处于不同的温度环境时，由于纤维中石蜡的熔融吸热或结晶放热，纤维及其织物就产生出了不同于普通织物的调温效果。此外，将石蜡类碳氢化合物封入直径为1.0～10.0μm的微胶囊中，然后再与聚合物一起混合纺丝，同样可制得具有可逆蓄热特点的纤维。
3.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3.3rex、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2℃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。
4.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暧性的发热纤维。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1mm，长度10mm时的丝约有500Ω的电阻。这种纤维在40V的电压下，其表面温度可达到近45℃。
5.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（co）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。
6.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。
7.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。
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