史建生（蘇州絲綢科學(xué)研究所有限責(zé)任公司 江蘇蘇州 215006）

0 引言

紅外面料是對具有遠紅外線放射性能紡織品面料的簡稱。它是日本一家陶瓷廠于80年代中期利用遠紅外陶瓷的功能性與紡織品的服用性結(jié)合而開發(fā)成功的一種新型保暖健身面料。

遠紅外線是人和生物生存生長必不可少的因素，這一波段的遠紅外線極易被人體所吸收，人體吸收后，不僅使皮膚的表層產(chǎn)生熱效應(yīng)，而且還通過分子產(chǎn)生共振作用，從而使皮膚的深部組織引起自身發(fā)熱的作用，這種作用的產(chǎn)生可刺激細胞活性，促進人體的新陳代謝，進而改善血液微循環(huán)，提高機體的免疫能力，具有消炎、消腫作用。

由于遠紅外面料具有上述這些醫(yī)療保健功能，所以常用于制作絨衣褲、內(nèi)衣褲、護頸、護肩、護腹、護膝、襪品、坐墊、被褥、床罩等，對于體弱多病、氣虛畏寒的老年人和患者，對于衣著輕便、冬季訓(xùn)練的運動員，對于部隊官兵和寒涼侵襲的室外或野外工作人員等來講，無疑是一種福祉。即使是對普通的使用者來講，也可起到防病保健的作用。因此，這類紡織品面料普遍得到了廣大消費者的青睞。

1 國內(nèi)外遠紅外織物發(fā)展應(yīng)用

20世紀(jì)80年代中期以來，遠紅外面料的相關(guān)專利在日本大量涌現(xiàn)，形成一股開發(fā)熱潮。日本文獻評價，在常溫下4～14μm波段，遠紅外發(fā)射率達65%以上的物質(zhì)可以用于遠紅外面料的開發(fā)。鐘紡公司的“瑪索尼克”纖維是將遠紅外陶瓷粉摻入尼龍或聚丙烯腈紡成纖維，或者是涂敷在纖維表面而紡成紗線；可樂麗公司的“洛恩威普”是將遠紅外陶瓷粉混入聚酯紡出的纖維；旭化成公司開發(fā)出新型尼龍保暖面料“SOLAR -V”，該織物采用碳化鋯陶瓷溶液涂層，主要用于滑雪衫；東麗公司與ESN 公司共同開發(fā)出“梅卡庫倫” 聚酯涂層面料，該面料表面涂有熱敏性涂料，可根據(jù)外界溫度的高低改變顏色而自動調(diào)節(jié)對太陽能的吸收；尤尼吉卡公司在采用碳化鋯陶瓷材料生產(chǎn)出“SOLAR - a”聚酯和聚酰胺兩種面料的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出由其它白色陶瓷材料將黑色碳化鋯陶瓷材料多層包覆的白色蓄熱保溫材料，進一步拓寬了該類纖維材料的服用范圍；東洋紡公司推出的遠紅外聚酯面料“Louvre”和“Ohdus”具有優(yōu)良的懸垂性、良好的觸感以及優(yōu)雅的色澤。

我國開發(fā)遠紅外面料始于20 世紀(jì)90 年代初，代表性的產(chǎn)品有：江蘇省紡織研究所開發(fā)的遠紅外滌綸短纖維；華東理工大學(xué)和上海第十化學(xué)纖維廠合作開發(fā)的1.67 dtex × 38 mm 遠紅外滌綸短纖維，這種纖維既可以純紡也可以與天然纖維或其他化學(xué)纖維混紡成紗，加工成針織面料、機織面料，還能直接加工成非織造布；天津工業(yè)大學(xué)開發(fā)的遠紅外丙綸，其導(dǎo)濕性好，價格低廉，輕便，抗菌防蛀性好；東華大學(xué)和上海金山石化腈綸廠合作，開發(fā)出了遠紅外腈綸與細旦滌綸或與羊毛混紡針織紗及針織產(chǎn)品。

2 遠紅外織物作用機理

人體既是遠紅外的輻射源，又能吸收遠紅外輻射。由于人體60 %～70 %為水，故人體對紅外輻射吸收近似于水的吸收，人體組織所擁有的特定振動頻率和回轉(zhuǎn)周波數(shù)與人體組織中的O-H和C-H 鍵伸展，C-C、C=C、C-O、C=O、C-H 及O-H 鍵彎曲振動對應(yīng)的波長大部分在3-6μm波段，根據(jù)匹配吸收理論，當(dāng)紅外輻射的波長和被輻照的物體吸收波長相對應(yīng)時，物體分子共振吸收。也就是說遠紅外纖維的分子振動頻率與人體組織中相同振動數(shù)的水分子相遇，水分子的能量吸收又激起另一次振動，結(jié)果引起共鳴共振的作用。4-14μm 波長的遠紅外線具有一定的滲透力，能夠深入皮下組織，引起生物體中偶極子和自由電荷在電磁場作用下發(fā)生排序振動，進而引發(fā)分子、原子的無規(guī)則運動加劇，于是產(chǎn)生了熱反應(yīng)，使皮下組織升溫，進而改善微循環(huán)，加強了細胞的再生能力，提高了免疫細胞的吞噬功能，促進生物體的代謝及生長發(fā)育。

3 遠紅外纖維和面料加工技術(shù)

遠紅外纖維和面料的制備方法有紡絲法和涂層法兩大類。

3.1 紡絲法

遠紅外纖維的生產(chǎn)就是把具有遠紅外功能的材料添加到纖維中的過程。遠紅外的聚丙烯腈纖維采用溶液紡絲法，其它熱塑性的聚合物均采用熔融紡絲法，可紡長絲，也可紡短纖。根據(jù)生產(chǎn)的工藝不同，分為母粒法、全造粒法、注射法和復(fù)合紡絲法。

母粒法是目前應(yīng)用較廣的生產(chǎn)方法，是將遠紅外材料、分散劑和載體等相應(yīng)的助劑一起混合造粒，制作成遠紅外功能母粒，然后母粒與常規(guī)切片混合紡絲。其技術(shù)關(guān)鍵是制作功能性母?！，F(xiàn)在不斷開發(fā)出高濃度、高分散性的母粒品種，其有效粉體的含量達40%。對一定功能材料的母粒，母粒的加入量與發(fā)射率成正比關(guān)系，加入量越多，纖維的遠紅外發(fā)射率越高，但生產(chǎn)成本也增加，且母粒加入量增多對紡絲過程不利，因此母粒的加入量應(yīng)適度，既要保證纖維的功能性，又要確保紡絲過程順利。試驗表明當(dāng)母粒加入量在5.0wt%以上時，可達到纖維的遠紅外線發(fā)射率在80%以上的功能性要求。

全造粒法把遠紅外功能的材料在聚合生產(chǎn)過程中加入，制成遠紅外功能切片，然后用該切片紡絲，這種方法功能介質(zhì)分散均勻，功能效果持久。在實際生產(chǎn)過程中要求遠紅外功能的材料粒徑分布均勻，一般為0.001-1.0um，平均粒徑0.02um，加入量1.0-6.0wt%。生產(chǎn)過程中防止顆粒聚結(jié)，確保顆粒在聚合物中分散均勻是技術(shù)的關(guān)鍵。這種方法過程復(fù)雜，不易控制，亦不適應(yīng)小批量多品。

注射法與母粒法類似，在紡絲過程中將遠紅外材料注入螺桿，與聚合物熔體混合紡絲，該法工藝簡單，但功能介質(zhì)分散不均勻，加工性能較差。

復(fù)合紡絲法即雙組分紡絲，其中功能母粒作為一組分，制成皮芯結(jié)構(gòu)或并列結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，紡絲過程易于控制，纖維產(chǎn)品性能穩(wěn)定，但生產(chǎn)過程復(fù)雜，成本高。目前性能較好的纖維采用這一方法。

3.2 涂層法

將遠紅外吸收劑、分散劑和粘合劑配成涂層液，通過噴涂、浸漬和輥涂等方法，將涂層液均勻地涂在纖維或纖維制品上，經(jīng)烘干而制得遠紅外纖維或制品。該加工路線操作簡便，成本較低，但制得纖維的手感及耐洗滌性能差，后加工織造難度比較大，因此本法更適用于面料的后整理加工。

4 遠紅外面料應(yīng)用

用遠紅外纖維制作的遠紅外功能紡織品面料，具有保暖、保健、抗菌以及其他醫(yī)療輔助療法的作用。根據(jù)原料功能性的差異，可加工不同品種的產(chǎn)品。

4.1 保暖面料

傳統(tǒng)上提高保溫性能是通過選用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料和減少對流引起的熱量損失，如在皮膚和衣服之間形成靜止空氣層或增加滯留的空氣量等。而遠紅外纖維由于添加了發(fā)射率高的遠紅外線輻射材料，其保溫性能表現(xiàn)為充分利用生物體的熱輻射，吸收、存貯外界向生物體輻射的能量，使生物體產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”，阻止熱量流失，起到良好的保溫效果。與普通面料相比，遠紅外面料比體表溫度高3-5℃，因此遠紅外面料具有顯著的保暖作用，適宜制作防寒織物、輕薄型的冬季服裝。

4.2 保健用品

遠紅外纖維可促進人體血液循環(huán)和新陳代謝，具有消除疲勞、恢復(fù)體力及對疼痛癥狀緩解的功能，對身體炎癥有一定的輔助醫(yī)療作用。研究表明：遠紅外纖維制作的護腿，使用20min后，血流量增加42%，微循環(huán)增加114．2%，因此遠紅外產(chǎn)品對血液循環(huán)或微循環(huán)障礙等引起的疾病具有良好的癥狀改善和輔助治療功效。適宜制作貼身內(nèi)衣、襪子，床上用品以及保健品護腰等，通過衣著防病、治病。

4.3 衛(wèi)生用品

纖維中微粒子的加入，使纖維表面出現(xiàn)多孔性，比表面積增加，表面活性及表面狀態(tài)的吸附、擴散等特性明顯提高，使產(chǎn)品具有吸汗、除臭、殺菌等功能。抑菌試驗表明：遠紅外織物對金黃葡萄球菌、白色念珠菌、大腸桿菌等致病菌的抑菌率達95%，利用這些特性可制作衛(wèi)生、醫(yī)療用品等產(chǎn)品。

5 遠紅外的發(fā)展前景

遠紅外纖維作為功能性化纖產(chǎn)品，以其獨特的保健作用已經(jīng)受到市場的追逐和消費者的青睞。目前國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的遠紅外纖維已經(jīng)到了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的程度，但總體上基礎(chǔ)性的研究還不夠深人，對產(chǎn)品功能性的評價缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的測試標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的深入研究和完善、生產(chǎn)加工工藝的成熟、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一以及生活水平的提高，人們對功能性保健產(chǎn)品的需求也在逐步增長，從紡織品面料角度來講，人們對紡織品服裝服飾、家紡、產(chǎn)業(yè)用品等更寬廣的全方位發(fā)展的關(guān)注度也越來越高，需求也在逐步增長，市場前景變得更加寬廣。

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