远红外纤维及纺织品 产业用功能纤维及纺织品 教学

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1、第八章远红外纤维及纺织品第一节概述远红外保健织物是近年来新兴起的一种功能纺织品，它具有保暖升温、保健等功能。远红外保健整理织物可用来开发保健蓄热产品、医疗用品，如内衣、贴身保暖服、床罩、床单、毛毯等床上用品，坐垫、护膝、腰带、抗菌防臭鞋袜等一、红外线红外线的产生及红外线的划分红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光

2、的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。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。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

3、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。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。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

4、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%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

5、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。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：生物炭：如

6、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。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

7、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。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。很显然，要达到这些目标，有两个必要条件：一是

8、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、