吸濕發(fā)熱纖維的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

劉津瑋，王 波，劉濱璐，紀(jì)曉杰，王雯雯

(青島市纖維紡織品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山東 青島 266000)

隨著人們審美觀念的提高，對輕薄、舒適、美觀型服裝的要求越來越高，能發(fā)熱并持久保溫的輕薄型面料備受青睞，而且冬季人體產(chǎn)生的氣態(tài)和液態(tài)汗水不易穿過厚重的服裝釋放到周圍環(huán)境中，往往集聚在服裝內(nèi)側(cè)，會(huì)使人產(chǎn)生濕冷的感覺。因此，吸濕發(fā)熱纖維順勢而生，該纖維可在吸收人體產(chǎn)生的潛汗或顯汗時(shí)產(chǎn)生熱量以實(shí)現(xiàn)發(fā)熱保暖的效果。國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)也愈加重視對吸濕發(fā)熱纖維的制備、性能及其紡紗工藝、織造工藝的研究。

1 吸濕發(fā)熱纖維概述

1.1 吸濕發(fā)熱原理

吸濕發(fā)熱纖維的作用原理目前有兩種主流說法，一是利用吸濕發(fā)熱纖維較強(qiáng)的吸濕性捕捉空氣中含有較高動(dòng)能的水分子，將其吸附到纖維表面，根據(jù)能量守恒定律，水分子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩_(dá)到發(fā)熱的效果；還有一種說法是吸濕發(fā)熱纖維吸收空氣中和人體所散發(fā)的水蒸氣，水蒸氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)會(huì)放出熱量，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)熱的效果[1]。

1.2 吸濕發(fā)熱纖維分類

吸濕發(fā)熱纖維可分為三大類：天然吸濕發(fā)熱纖維、合成吸濕發(fā)熱纖維、復(fù)合型吸濕發(fā)熱纖維。其中天然吸濕發(fā)熱纖維以羊毛為主，由于其吸濕性能較好，因此發(fā)熱效果好；合成吸濕發(fā)熱纖維則是指通過化學(xué)法或物理法賦予合成纖維其更好的吸濕性，實(shí)現(xiàn)更好的吸濕發(fā)熱效果；復(fù)合型吸濕發(fā)熱纖維是將具有發(fā)熱性或吸濕性的無機(jī)材料和具有發(fā)熱性或吸濕性的高分子材料混合或反應(yīng)，制備的吸濕發(fā)熱性能較好的纖維[2]。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對吸濕發(fā)熱纖維的研究起步相對較晚，目前主要集中在吸濕發(fā)熱纖維紡紗工藝和面料開發(fā)等方面。葛露露等人[3]以Eks纖維(亞丙烯酸鹽系纖維)和舒熱絲纖維(改性聚丙烯酸類纖維)2種吸濕發(fā)熱纖維為基礎(chǔ)原料設(shè)計(jì)開發(fā)了具有吸濕發(fā)熱功能的毛型織物；瞿建新等人[4]以線密度為28 tex的棉紗為經(jīng)紗，以單紗線密度為15.5 tex的2合股腈綸/銅氨纖維混紡紗為緯紗，設(shè)計(jì)開發(fā)了腈綸基吸濕發(fā)熱單面絨面料；于倩倩等人[5]采用不同組分配比的Softwarm纖維紗線在針織大圓機(jī)上編織吸濕發(fā)熱功能針織內(nèi)衣面料；黃小蝶等人[6]采用Eks纖維、德絨纖維、腈綸、粘膠纖維和蛋白粘膠纖維設(shè)計(jì)了組織結(jié)構(gòu)相同、面密度相近的針織面料，結(jié)果表明混紡比為EKS纖維/德絨纖維/蛋白黏膠纖維30/30/40，紗線線密度為14.6tex時(shí)，混紡針織物熱濕舒適性能最優(yōu)；李夢穎，趙濤[7]以丙烯腈為單體，過硫酸鉀為引發(fā)劑，對尼龍織物進(jìn)行化學(xué)接枝改性，優(yōu)化改性條件、水解條件，發(fā)現(xiàn)改性后織物具有較高的回潮率，最高可達(dá)到20%，此時(shí)的最大溫升超過3.5℃，吸濕發(fā)熱效果顯著；吳炳燁等人[8]將具有吸濕發(fā)熱功能的聚丙烯酸鈉作為吸濕發(fā)熱功能劑添加到粘膠紡絲液中共混，采用濕法紡絲工藝制備出性能優(yōu)異的吸濕發(fā)熱改性粘膠纖維；邢周明[9]采用咖啡炭滌綸、石墨烯滌綸以及竹炭滌綸短纖維與粘膠、腈綸混紡，通過優(yōu)化紗線組分，結(jié)合吸濕發(fā)熱機(jī)理，開發(fā)了具有優(yōu)異吸濕發(fā)熱性能的針織面料。

國外關(guān)于吸濕發(fā)熱纖維的研究中，日本在發(fā)熱纖維方面的研發(fā)比較成熟，主要有日本東麗公司研發(fā)的Softwarm纖維和Warmsensor纖維、東洋紡公司研發(fā)的Eks纖維和N38纖維、日本旭化成株式會(huì)社研發(fā)的Thermogear纖維、日本三菱公司研發(fā)的Renaissα纖維、日本敷紡公司研發(fā)的Thermostock纖維等[10]。

3 相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)

為了規(guī)范吸濕發(fā)熱纖維產(chǎn)品質(zhì)量，國家相繼出臺(tái)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 73036-2010《吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣》和國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29866-2013《紡織品吸濕發(fā)熱性能試驗(yàn)方法》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別主要有：FZ/T 73036-2010是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，而GB/T 29866-2013是方法標(biāo)準(zhǔn)；適用范圍不同，F(xiàn)Z/T 73036—2010的吸濕發(fā)熱試驗(yàn)方法僅僅適用于吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣，而GB/T 29866-2013則適用于全部類型的具有吸濕發(fā)熱性能的紡織物及其制品；FZ/T 73036-2010可以按照指標(biāo)值進(jìn)行判定產(chǎn)品合格與否。

目前對于吸濕發(fā)熱產(chǎn)品的評判只有FZ/T 73036-2010《吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣》，國家尚未出臺(tái)強(qiáng)制性的國家標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范功能性紡織品，不強(qiáng)制產(chǎn)品在標(biāo)簽標(biāo)識(shí)上標(biāo)注對應(yīng)的功能性產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，市場監(jiān)管方面對于普通內(nèi)衣產(chǎn)品的安全性抽查較多，而對于功能性內(nèi)衣產(chǎn)品的功能性抽查力度稍顯薄弱。鑒于只有吸濕發(fā)熱內(nèi)衣產(chǎn)品的評判標(biāo)準(zhǔn)，諸佩菊等人[11]通過對15批次標(biāo)識(shí)或宣稱具有吸濕發(fā)熱功能的內(nèi)衣產(chǎn)品進(jìn)行測試、分析，發(fā)現(xiàn)吸濕發(fā)熱升溫值達(dá)到要求的樣品較少，吸濕發(fā)熱性能符合率僅為33%，因此，國家亟需出臺(tái)相應(yīng)的功能性產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求及監(jiān)管要求。

4 發(fā)展趨勢

吸濕發(fā)熱纖維的研究趨勢主要集中在保暖持久性、多功能化、生態(tài)環(huán)保及經(jīng)濟(jì)實(shí)用等方面：(1)保暖持久性。對于通過添加某些添加劑或聚合物來達(dá)到吸濕保暖效果的吸濕發(fā)熱纖維，在穿著、洗滌和熨燙過程中，添加物質(zhì)的脫落會(huì)造成保暖效果逐步下降，因此保證纖維保暖效果和功能持久性是需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。(2)多功能化。賦予單一功能纖維更多的功能可滿足人們不同使用場景的要求，是纖維發(fā)展的重要趨勢。(3)生態(tài)環(huán)保。產(chǎn)品環(huán)保無污染、可回收利用、可降解是對所有功能材料的總體要求，也是國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。(4)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。研發(fā)成本太高往往會(huì)限制產(chǎn)品的應(yīng)用，只有在創(chuàng)新的同時(shí)降低產(chǎn)品成本，提高其性價(jià)比，才能得到更好的推廣與應(yīng)用。

5 結(jié)語

吸濕發(fā)熱纖維作為功能型纖維的一種，盡管我國相關(guān)研究起步相對較晚，但科研創(chuàng)新一直從未停止。研發(fā)生態(tài)環(huán)保、功能多樣、性能優(yōu)良的吸濕發(fā)熱纖維是其重要的發(fā)展方向，優(yōu)化吸濕發(fā)熱纖維及其制品的性價(jià)比，是得到消費(fèi)者認(rèn)可的關(guān)鍵所在。隨著消費(fèi)市場對功能性紡織品的青睞程度提高，吸濕發(fā)熱纖維市場前景可觀。