史建生（蘇州絲綢科學研究所有限責任公司 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生熱效應，而且還通過分子產生共振作用，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 國內外遠紅外織物發(fā)展應用

20世紀80年代中期以來，遠紅外面料的相關專利在日本大量涌現，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，可根據外界溫度的高低改變顏色而自動調節(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出“SOLAR - a”聚酯和聚酰胺兩種面料的基礎上，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90 年代初，代表性的產品有：江蘇省紡織研究所開發(fā)的遠紅外滌綸短纖維；華東理工大學和上海第十化學纖維廠合作開發(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)大學開發(fā)的遠紅外丙綸，其導濕性好，價格低廉，輕便，抗菌防蛀性好；東華大學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周波數與人體組織中的O-H和C-H 鍵伸展，C-C、C=C、C-O、C=O、C-H 及O-H 鍵彎曲振動對應的波長大部分在3-6μm波段，根據匹配吸收理論，當紅外輻射的波長和被輻照的物體吸收波長相對應時，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的水分子相遇，水分子的能量吸收又激起另一次振動，結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，于是產生了熱反應，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

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。根據生產的工藝不同，分為母粒法、全造粒法、注射法和復合紡絲法。

母粒法是目前應用較廣的生產方法，是將遠紅外材料、分散劑和載體等相應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。其技術關鍵是制作功能性母?！，F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)射率成正比關系，加入量越多，纖維的遠紅外發(fā)射率越高，但生產成本也增加，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，這種方法功能介質分散均勻，功能效果持久。在實際生產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%。生產過程中防止顆粒聚結，確保顆粒在聚合物中分散均勻是技術的關鍵。這種方法過程復雜，不易控制，亦不適應小批量多品。

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，但功能介質分散不均勻，加工性能較差。

復合紡絲法即雙組分紡絲，其中功能母粒作為一組分，制成皮芯結構或并列結構的復合纖維，紡絲過程易于控制，纖維產品性能穩(wěn)定，但生產過程復雜，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。根據原料功能性的差異，可加工不同品種的產品。

4.1 保暖面料

傳統(tǒng)上提高保溫性能是通過選用導熱系數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，使生物體產生“溫室效應”，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)療用品等產品。

5 遠紅外的發(fā)展前景

遠紅外纖維作為功能性化纖產品，以其獨特的保健作用已經受到市場的追逐和消費者的青睞。目前國內開發(fā)生產的遠紅外纖維已經到了產業(yè)化生產的程度，但總體上基礎性的研究還不夠深人，對產品功能性的評價缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的測試標準。隨著技術的深入研究和完善、生產加工工藝的成熟、產品質量標準的統(tǒng)一以及生活水平的提高，人們對功能性保健產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、產業(yè)用品等更寬廣的全方位發(fā)展的關注度也越來越高，需求也在逐步增長，市場前景變得更加寬廣。

[1] 楊禮林，宣天鵬，楊廣舟．電磁屏蔽涂鍍層的研究現狀及進展[J]．稀有金屬快報，2005，24(8)：8-13.

[2] 潘穎．朱平，董朝紅．電磁防護紡織品的研究開發(fā)[J]．染整技術，2007，29(3)：4-7.

[3] 張碧，李囝勛，翟俊瑛，等．電磁屏蔽織物的制備與應用[J]．環(huán)境工程，1995，13(3)：38-39.

[4] 杜寧，羅欣，汪曉東．化學鍍法制備電磁屏蔽聚酯織物的研究[J]．北京化工大學學報，2007，34(3)：275-278.

[5] 甘雪萍，仵亞婷，胡義彬，等．導電滌綸織物的制備及其性能研究[J]．材料工程，2007，28(8)：12-16.

[6] 劉榮立，張輝．增重率礙f化學鍍銅．鎳滌綸織物電磁屏蔽性能的影響[J]．西安工程科技學院學報，2007，21(6)：758-761.

[7] 陸邵闖，王煒，陳華根．新型電磁屏蔽材料錫／銅導電布的研制[J]．材料開發(fā)與應用，2007，22(2)：4447.

[8] 陸邵聞，王煒，孫賓．黑色電磁屏蔽織物的研制[J].電化學，2008，14(1)：51-55.

[9] 陸邵聞，王煒，孫圍琴．新型鈀．銀聯合活化電磁屏蔽材料的工藝初探[J]．紡織學報，2008，29(1)：49-53.

[10] 徐衛(wèi)林.紅外技術與紡織材料[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.

[11] 廖聲海,陳旭煒,李毓陵. 遠紅外織物溫升性能與緊度關系的研究[J].廣西紡織科技,2003(04).

[12] 董紹偉,徐靜. 遠紅外紡織品的研究進展與前景展望[J],紡織科技進展,2005(02).

[13] 廖聲海,陳旭煒,李毓陵. 遠紅外織物功能的測試與評價[J].產業(yè)用紡織品.2003(10).