8 远红外纤维及纺织品 产业用功能纤维及纺织品 教学课件
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远红外织物就是利用远红外线的频率与构成生物体 细胞的分子、原子间的振动频率一致性，当远红外线 租用于皮肤时，远红外线能够迅速被人体吸收。
远红外物质除了强烈地吸收太阳光中的远红外线之 外，也不断地向外辐射远红外线。
当人体吸收远红外线转化为自身的热能，皮肤表面 的温度就相应升高。这种远红外线放射性物质在人体 体温作用下，能高效地放射出波长为8~14μm的远红 外线，使服装内的温度比普通织物高，具有保暖功能。 当人们穿着和使用这种织物时，可以吸收太阳光等的 远红外线并转化成热能，也可将人体的热量反射而获 得保暖效果。
本的帝人、旭化成和钟纺等公司也开始开发远红外线纤 维 • 钟纺公司采用涤纶、锦纶等中加入远红外台词微粉达到 保暖功能；旭化成公司采用双层结构；日本的小松精炼 公司将玻璃微珠和红外线吸收剂添加在聚合物中 • 1994年，日本森下仁丹等五家公司共同开发远红外海藻 碳纤维。
• 远红外纤维制备的具体方法：先把远红外粉分散于 成纤聚合物具有很好相容性的媒介物中，再与纺丝 液或聚合物熔体相混合，如把远红外粉分散在纤维 素衍生物的有机溶液中，制成分散液，然后添加到 丙烯腈系共聚物的有机溶液中进行纺丝。
保健的原因：由于远红外纺织品所辐射出的电 磁波中，4μm～14μm波长（被称为生育光线）范围 内的远红外线与人体细胞中水分子的振动频率相同， 当人体表面受到辐射时，会引起细胞的分子共振，产 生热效应，并激活人体表面细胞，促进人体皮下组织 血液的微循环，达到保暖、保健、促进新陈代谢、提 高人体免疫力的功效。
实验证明，远红外纤维覆盖在人体上15min，表皮 温度将升高2~3℃。
四、远红外材料
主要选择热交换能力强、能放射特定波长远红外线 的材料，加工成各种产品。元素周期表中第三、第五 周期中的一种或多种氧化物与第四周期中的一种或多 种氧化物混合而成的远红外辐射材料，是理想的远红 外辐射材料。
常用的能产生远红外线的材料有：
2. 分子运动与远红外辐射
分子内部运动包括电子相对于原子核的运动，组成 分子的各原子在平衡位置附近的振动和分子作为整 体围绕某轴的转动。 当分子能级发生变化时，一般发射远红外线，同时 量子理论表明分子产生红外光谱的必要条件是必须 具有偶极矩或者状态改变时伴有偶极矩的变化。
• 在红外辐射波段中，当分子中的原子或原 子团从高能量的振动状态回复到低能量的 振动状态时，会发生2.5~25μm的远红外辐 射。
• 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。
远红外纤维的熔法纺丝有以下几种工艺路线：
• 生物炭：如高温竹炭、竹炭粉、竹炭粉纤维及各种制 品。
• 电气石：如电气石原矿、电气石颗粒、电气石粉及各 种制品等。
• 远红外陶瓷：如如用电气石等高负离子、远红外材料， 按比例配制的各种用途的产品
• 远红外陶瓷制品：如远红外陶瓷球、陶瓷装饰材料、 彩瓷酒具餐具等
五、远红外纺织品的发展
远红外纺织品：可以吸收和反射人体及周围环境发射出的 电磁波，并辐射出波长范围2.5～30μm的远红外线的纺织物叫 远红外纺织物。远红外织物包括：远红外床上用品系列、远红 外内衣等。
• 全造粒法：在聚合过程中加入远红外添加剂制得远红外切片。 • 母粒法：将切片粉碎到40目以上，与40%的远红外添加剂一
起混合烘干，经螺杆挤压制成远红外母粒，然后与常规切片 混合均匀后纺丝。 • 注射法：在纺丝过程中用注射器，将远红外添加剂直接注射 到高聚物纺丝熔体或溶液中制备远红外纤维。 • 复合纺丝法：以含有远红外粉体的聚合物为纤维的芯层，常 规聚合物为皮层制成的具有芯鞘结构的远红外复合纤维。
很显然，要达到这些目标，有两个必要条件：一 是要吸收外界的能量；二是要能与皮肤直接接触。
由于远红外线穿透普通纺织品的能力有限（可穿入 人体皮肤5～10毫米），只有应用于内衣和床上用品 才能起到促进微循环的作用。
远红外纺织品目前朝着功能高效化、新型化、复合 化方向发展。
如日本开发出海藻碳纤维，其织物在35℃时的远 红外发射率达94%
释放远红外的原因：这是由于纺织品上添加的具有远红外 辐射功能的添加剂（粒径通常在0.5μm以下、常温释放，如： 陶瓷微粉或电气石粉一般都是金属氧化物或金属碳化物，如： 氧化铝、氧化锆、氧化镁、二氧化钛等。）在吸收了外界的电 磁辐射能量后，其分子的能态从低能级向高能级跃迁，尔后又 从不稳态的高能级回复到较低的稳态能级而辐射出远红外线。
采用在纺丝液或后整理剂中同时添加远红外粉和其 他功能制剂，使织物具有多种功能。如日本已开发出 阻燃远红外涤纶、高吸湿性保温纤维等。
国内开发的远红外纤Βιβλιοθήκη Baidu及织物品种还比较少
第二节 远红外纤维的生产
• 最初远红外纤维是采用添加陶瓷微粉的方法来制造的。 • 最早开发的有日本的尤尼吉卡公司和东丽公司，随后日
三、红外辐射吸收及远红外服装保暖的机理
红外辐射吸收的机理是光谱匹配共振吸收，即当辐 射源的波长与被辐射物的吸收波长相一致时，该物体 就吸收该辐射源的红外辐射。
人体是一天然的红外辐射源，其辐射频带很宽，活 体皮肤的辐射率为98%。人体表面的热辐射波长在 2.5~15μm范围，峰值波长约在9.3μm，其中8~14μm 波段的辐射约占人体总辐射量的46%
• 如果辐射源是由分子的转动引起的辐射， 则发生大于25μm的远红外辐射。
二、远红外与人体健康
人体皮肤对远红外辐射的吸收能力很强，在 7~14μm有较强的吸收峰。
人体可以高效地吸收4~14μm波段的红外线， 人体吸收了远红外线后，引起细胞、血液中的C-H， C-O，C-C，C-N等化学键振动加剧，从而引起一 系列有益的生理现象。
第八章 远红外纤维及纺织品
太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为 0.75～400μm。 红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～ 3μm；中红外线，波长为3～6μm；远红外线，波长 为6～400μm 。 其中90%的波长在8~14μm之间，是生物生存必不可 少的因素，因此，这一段波长的远红外线又称为生命 光波。
远红外物质除了强烈地吸收太阳光中的远红外线之 外，也不断地向外辐射远红外线。
当人体吸收远红外线转化为自身的热能，皮肤表面 的温度就相应升高。这种远红外线放射性物质在人体 体温作用下，能高效地放射出波长为8~14μm的远红 外线，使服装内的温度比普通织物高，具有保暖功能。 当人们穿着和使用这种织物时，可以吸收太阳光等的 远红外线并转化成热能，也可将人体的热量反射而获 得保暖效果。
本的帝人、旭化成和钟纺等公司也开始开发远红外线纤 维 • 钟纺公司采用涤纶、锦纶等中加入远红外台词微粉达到 保暖功能；旭化成公司采用双层结构；日本的小松精炼 公司将玻璃微珠和红外线吸收剂添加在聚合物中 • 1994年，日本森下仁丹等五家公司共同开发远红外海藻 碳纤维。
• 远红外纤维制备的具体方法：先把远红外粉分散于 成纤聚合物具有很好相容性的媒介物中，再与纺丝 液或聚合物熔体相混合，如把远红外粉分散在纤维 素衍生物的有机溶液中，制成分散液，然后添加到 丙烯腈系共聚物的有机溶液中进行纺丝。
保健的原因：由于远红外纺织品所辐射出的电 磁波中，4μm～14μm波长（被称为生育光线）范围 内的远红外线与人体细胞中水分子的振动频率相同， 当人体表面受到辐射时，会引起细胞的分子共振，产 生热效应，并激活人体表面细胞，促进人体皮下组织 血液的微循环，达到保暖、保健、促进新陈代谢、提 高人体免疫力的功效。
实验证明，远红外纤维覆盖在人体上15min，表皮 温度将升高2~3℃。
四、远红外材料
主要选择热交换能力强、能放射特定波长远红外线 的材料，加工成各种产品。元素周期表中第三、第五 周期中的一种或多种氧化物与第四周期中的一种或多 种氧化物混合而成的远红外辐射材料，是理想的远红 外辐射材料。
常用的能产生远红外线的材料有：
2. 分子运动与远红外辐射
分子内部运动包括电子相对于原子核的运动，组成 分子的各原子在平衡位置附近的振动和分子作为整 体围绕某轴的转动。 当分子能级发生变化时，一般发射远红外线，同时 量子理论表明分子产生红外光谱的必要条件是必须 具有偶极矩或者状态改变时伴有偶极矩的变化。
• 在红外辐射波段中，当分子中的原子或原 子团从高能量的振动状态回复到低能量的 振动状态时，会发生2.5~25μm的远红外辐 射。
• 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。
远红外纤维的熔法纺丝有以下几种工艺路线：
• 生物炭：如高温竹炭、竹炭粉、竹炭粉纤维及各种制 品。
• 电气石：如电气石原矿、电气石颗粒、电气石粉及各 种制品等。
• 远红外陶瓷：如如用电气石等高负离子、远红外材料， 按比例配制的各种用途的产品
• 远红外陶瓷制品：如远红外陶瓷球、陶瓷装饰材料、 彩瓷酒具餐具等
五、远红外纺织品的发展
远红外纺织品：可以吸收和反射人体及周围环境发射出的 电磁波，并辐射出波长范围2.5～30μm的远红外线的纺织物叫 远红外纺织物。远红外织物包括：远红外床上用品系列、远红 外内衣等。
• 全造粒法：在聚合过程中加入远红外添加剂制得远红外切片。 • 母粒法：将切片粉碎到40目以上，与40%的远红外添加剂一
起混合烘干，经螺杆挤压制成远红外母粒，然后与常规切片 混合均匀后纺丝。 • 注射法：在纺丝过程中用注射器，将远红外添加剂直接注射 到高聚物纺丝熔体或溶液中制备远红外纤维。 • 复合纺丝法：以含有远红外粉体的聚合物为纤维的芯层，常 规聚合物为皮层制成的具有芯鞘结构的远红外复合纤维。
很显然，要达到这些目标，有两个必要条件：一 是要吸收外界的能量；二是要能与皮肤直接接触。
由于远红外线穿透普通纺织品的能力有限（可穿入 人体皮肤5～10毫米），只有应用于内衣和床上用品 才能起到促进微循环的作用。
远红外纺织品目前朝着功能高效化、新型化、复合 化方向发展。
如日本开发出海藻碳纤维，其织物在35℃时的远 红外发射率达94%
释放远红外的原因：这是由于纺织品上添加的具有远红外 辐射功能的添加剂（粒径通常在0.5μm以下、常温释放，如： 陶瓷微粉或电气石粉一般都是金属氧化物或金属碳化物，如： 氧化铝、氧化锆、氧化镁、二氧化钛等。）在吸收了外界的电 磁辐射能量后，其分子的能态从低能级向高能级跃迁，尔后又 从不稳态的高能级回复到较低的稳态能级而辐射出远红外线。
采用在纺丝液或后整理剂中同时添加远红外粉和其 他功能制剂，使织物具有多种功能。如日本已开发出 阻燃远红外涤纶、高吸湿性保温纤维等。
国内开发的远红外纤Βιβλιοθήκη Baidu及织物品种还比较少
第二节 远红外纤维的生产
• 最初远红外纤维是采用添加陶瓷微粉的方法来制造的。 • 最早开发的有日本的尤尼吉卡公司和东丽公司，随后日
三、红外辐射吸收及远红外服装保暖的机理
红外辐射吸收的机理是光谱匹配共振吸收，即当辐 射源的波长与被辐射物的吸收波长相一致时，该物体 就吸收该辐射源的红外辐射。
人体是一天然的红外辐射源，其辐射频带很宽，活 体皮肤的辐射率为98%。人体表面的热辐射波长在 2.5~15μm范围，峰值波长约在9.3μm，其中8~14μm 波段的辐射约占人体总辐射量的46%
• 如果辐射源是由分子的转动引起的辐射， 则发生大于25μm的远红外辐射。
二、远红外与人体健康
人体皮肤对远红外辐射的吸收能力很强，在 7~14μm有较强的吸收峰。
人体可以高效地吸收4~14μm波段的红外线， 人体吸收了远红外线后，引起细胞、血液中的C-H， C-O，C-C，C-N等化学键振动加剧，从而引起一 系列有益的生理现象。
第八章 远红外纤维及纺织品
太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为 0.75～400μm。 红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～ 3μm；中红外线，波长为3～6μm；远红外线，波长 为6～400μm 。 其中90%的波长在8~14μm之间，是生物生存必不可 少的因素，因此，这一段波长的远红外线又称为生命 光波。