新服裝纖維品種也可以順應節能趨勢

　　近十多年來，全球暖化日趨嚴重，能源危機日益加劇，極端氣候條件頻現。在這種新的背景條件下，人們對紡織纖維產品有更多和更新的要求，必須顧及紡織纖維制品在生產、使用和廢棄三個環節中的節能減排、能源利用和環境保護問題，因此，新世紀功能纖維材料的開發必將出現革命性的變化。

　　新材料、新能源、生物工程、信息科技產業，其中，新材料則是科技進步和巿場拓展的物質基礎。

　　功能纖維材料是將現代科技成果應用到紡織產業的物質載體，新型功能纖維材料的開發必將成為紡織業向現代高科技領域發展的重要促進劑。

　　因此，發達國家正在投入大量的人力、物力重點開發新型功能纖維，美國、日本等合纖企業，每年可推出5個左右的新纖維品種，纖維產品的效益中心已由“量”轉變為“新品種”。

　　例如，化纖技術在全球都處于領先地位的日本企業，一般都會實施超前10年的技術開發、儲備。可以預見，新型功能纖維制造技術必將為紡織產業開拓出全新的發展空間。

　　開發能源纖維應對能源危機

　　人體是一個恒溫機體，紡織服裝產品的重要作用之一是保溫功能，傳統的方法是增加著裝的厚度，相應的是增加纖維材料的用量。

　　2010年，世界纖維產量高達7258萬噸，纖維消耗量達到了7050萬噸?？梢韵胂螅@樣巨量的材料生產導致的溫室氣體排放和能源消耗是驚人的，每年消耗廢棄的纖維制品對環境產生的破壞也是不言而喻的。

　　因此，改善纖維材料的保溫功能，減少纖維材料的用量或降低供暖能量，或者改善纖維的傳熱功能，達到在環境溫度較高時可降低溫度，減少空調制冷的能耗，這必將是未來纖維材料的發展趨勢。

　　紅外線反射材料復合纖維

　　人體是一個恒溫發熱體，大部分的熱能以熱輻射的形式向環境散發。采用紅外材料與纖維材料復合制成的功能纖維服裝可吸收人體的熱輻射，發射極易被人體吸收的4~14微米的遠紅外線，促進血液循環，使皮下深層(4~7厘米)溫度升高。

　　在相同著裝情況下，該功能性產品與常規纖維服裝相比，可使體溫提高2~4℃，達到明顯的保溫功效。

　　上世紀80年代，日本尤尼奇卡(Unitika)采用在化纖中混入二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦等遠紅外線發射功能粉體，制造遠紅外輻射功能纖維。其后，日本帝人(Teijin)、東麗(Toray)、旭化成(Asahi)以及中國東華大學、清華大學、天津工業大學等均進行了相關技術研究和開發。

　　光熱轉換材料復合纖維

　　日常生活和工作中，人體大部分時間處于各種光源的照射之中，而光熱轉換材料的特征就是將太陽光的能量轉換成熱能，并儲存在材料之中。

　　目前所知的具有良好的光熱轉換的功能材料是碳化鋯，這種材料對占太陽光能量95%、波長在2微米以下的光線有很強的吸收作用，并將吸收的光能轉換成熱能，使體系溫度升高。

　　同時，碳化鋯還對人體發射出的波長在10微米左右的紅外線有強烈的反射作用，因此，還具備良好的保溫功效。

　　日本Decent和尤尼奇卡開發出了碳化鋯與錦綸復合的芯殼結構長絲，加工而成的服裝在有陽光時，服裝內的溫度比相同的普通服裝高5~8℃，即使在陰天也比普通服裝高2℃。

　　吸濕放熱材料復合纖維

　　吸濕放熱是一般材料的共性。紡織材料中，羊毛具有最明顯的吸濕放熱特征，有主動保暖的功效。選用吸濕放熱效果明顯的材料與纖維材料復合，可制造吸濕自發熱纖維面料。

　　日本東洋(Toyo)開發的吸濕自發熱纖維，吸收人體排出的水分而發熱，釋放出的熱量是羊毛的兩倍。

　　上海交通大學的研究證明，1公斤重的吸附劑材料吸濕所放出的熱量，在溫度為-20℃、濕度為75%的條件下，對靜坐者可保暖達兩個小時;步行速度為3.2公里/小時，可保暖4小時，可滿足部隊戰士在冬季低溫站崗的保溫要求。

　　相變儲能材料復合纖維

　　物質在固態、液態和氣態三相的轉變過程中都會伴有能量的吸收儲存和釋放現象，選用適當的相變材料，與纖維材料復合，可制造調溫纖維。原理是：外界升溫時，纖維材料通過相變吸收熱量并儲存在其中，使人體在一定的時間內不受升溫的影響;反之，相變材料會放出熱量，使人體在一定的時間段內不受降溫的影響。

　　上世紀80年代，美國農業部南方實驗室采用聚乙二醇相變材料與中空纖維復合，制造出了供宇航、飛行、消費用的紡織纖維制品。其后，美國奧特拉斯(Outlast)研發出微膠囊包覆相變材料技術、微膠囊相變材料復合纖維及涂料，用于調溫鞋材和羽絨服，可大大降低供熱或空調制冷的能耗，達到節能減排的目的。

　　太陽能電池、溫差電池纖維服裝

　　能源危機和全球暖化，使得太陽能的利用在紡織纖維材料領域也如火如荼的展開。目前，塑膠太陽能電池和溫差電池技術日新月異，而服裝是人體接受太陽能的直接表面，因此將塑膠太陽能電池技術與纖維材料技術結合，能制造出太陽能電池服裝。

　　同時，服裝表面和內部存在溫差，給溫差電池開發提供了基本前提，業界可結合織物結構和纖維材料設計，達到利用服裝溫差發電。

　　目前，日本、英國、德國等國家正在開發有機薄膜太陽能電池、有機敏化染料太陽能電池，這些新技術以及新型光電、光熱轉換材料與纖維材料結合，將會開發出新型的具有太陽能轉換、儲存功能的紡織纖維制品。

　　疫情防治用生物活性纖維

　　生物活性功能纖維，是指具有保護人體不受有害生物侵害或對人體有保健功能的纖維。

　　全球暖化升溫，使得各種病毒、細菌和有害生物滋生加快，人類開始面臨著更多的抗菌、防疫任務。

　　同時，極端氣候將可能引發更多的疫情，相應的對日用紡織纖維制品的抗菌、防疫功能將會有更多、更高的要求，對在醫療、保健、衛生領域應用的紡織纖維制品也會有更高的要求。{page_break}

　　日用功能纖維系列

　　抗菌、除臭功能纖維采用無機、有機、生物酶抗菌材料與纖維材料復合制造，其中，目前比較成熟的有銀離子抗菌纖維、納米二氧化鈦光觸媒抗菌纖維、中草藥香料復合抗菌纖維等。目前，銀離子抗菌纖維已在美國、日本廣泛應用，主要用于內衣、個人衛生用品、床上用品、洗浴用品、鞋材等領域。

　　在中國，也有多家企業在開發銀離子抗菌纖維，有的企業還解決了銀的氧化變質、變色問題，生產出了沒有氧化變色問題的抗菌載銀纖維和中草藥香料抗菌除臭纖維，產品在針織內衣、鞋材中試用效果良好。

　　特別是中草藥抗菌除臭纖維鞋材，對引起腳臭的主要細菌的抗菌率高達80%以上，預期可解決制鞋業長期未能很好克服的“鞋臭”問題，也給具有中國特色的中草藥在紡織纖維材料中的應用，開拓出了新天地。

　　采用天然的中草藥驅蚊、驅蟲制劑或合成的氯菊酯等，與纖維材料復合，制造可釋放驅蚊、驅蟲藥物的功能纖維。如，利用從天然野菊花中提取的除蟲菊酯制造的纖維，與棉花混紡制成襯衣，經測試，對蚊蟲的驅避率高達90%以上。

　　另一方面，溫室效應導致氣溫升高，有害生物滋生，因而抗菌、防霉、驅蟲成家紡產品的必備功能，具有抗菌防霉、釋香驅蟲功效的纖維將會在地毯、床上用品、汽車內飾、家俱等家紡產品中得以廣泛的應用。

　　中草藥制劑和香料的保健功能已為大眾熟知，日本、中國臺灣的部份企業采用微膠囊包覆技術使香料微膠囊與纖維復合制造釋香纖維，用于內衣、床上用品、鞋材、衛生用品等。

　　例如，巿場上已出現了采用新型中空纖維裝載技術制造的系列天然香料控制釋放纖維，如熏衣草、洋甘菊、薄荷、茶樹油、艾葉油、香茅草油等控釋纖維，可用于內衣、鞋材、床上用品、個人衛生用品等的制造。

　　日本帝人(Teijin)采用纖維裝載技術制造酸性物質控釋纖維，使著裝者皮膚保持微酸性，達到減少有害細菌的滋生，中和汗液中的氨氣成分，消除臭味功效，產品在戶外服、休閑服、運動服等領域市場應用極好。

　　醫用功能纖維系列

　　全球的纖維產業正在快速地從傳統巿場向高技術、高附加值的醫療、保健、衛生應用領域發展，這一領域也是高技術紡織纖維產品開發最快的部分。這其中，高附加值主要是通過新材料的應用來實現的，并且產品的形式以非織造為主流。

　　采用新技術，可以將各種特殊功能材料或化學藥物與纖維材料復合，制造具有特殊功能或治療作用的纖維及非織造布，保護人體不被有害生物感染，減少病患者痛苦，加速創傷愈合，提高護理效率。

　　產品類別包括：抗菌纖維——用于繃帶、手術服、醫院床上用品、護理用品、衛生保健用品等;麻醉纖維——用于創傷繃帶等;止血纖維——用于創口護理、手術用品等;藥物劑型纖維——用于各種化學藥物或生物活性物質的控制釋放，制造外用藥物貼劑、保健衛生用品、防疫用品、美容用品等等。

　　軍用功能材料向高技術、高功能、高效率發展

　　紡織纖維材料是軍備中僅次于鋼鐵材料的大宗物資，隨著軍隊裝備水平的不斷提高，各國軍用紡織纖維制品也在向高技術、高功能、高效率方向發展。

　　按現代戰爭和極端氣候條件下軍隊作訓和野戰的要求和新型纖維制造技術的發展狀況，新技術可開發的功能性纖維及紡織制品包括：阻燃、抗菌、驅蚊驅蟲纖維——用于士兵服裝、鞋帽、帳篷等;吸濕放熱保溫、相變調溫纖維——用于士兵服裝、鞋材、手套、睡袋等;化學藥物控制釋放纖維——用于醫用止血繃帶、麻醉繃帶、創口快速愈合繃帶等。

　　傳統纖維技術的瓶頸和新型纖維制造優勢

　　功能纖維制造的基本原理是選用適當的“功能材料”，與纖維材料復合，制造具有纖維形態和特殊功能的纖維材料，技術的核心在于“功能材料”的選擇和與纖維材料的復合方式。

　　在能源纖維的制造技術中，目前已開發出的“能源材料”多數為納米粉體形式，與纖維材料復合方法主要是傳統的熔融復合紡絲技術，存在著“能源材料”添加太少功能不顯著或無功能，“能源材料”添加多又不能紡絲的問題。

　　在生物活性纖維制造技術中，作為“功能材料”的生物活性材料、化學藥物或中草藥制劑、天然香料，對溶劑和溫度極為敏感，高溫或溶劑會使“功能材料”變質或破壞，而高溫或溶劑是傳統紡絲技術(干法、濕法或熔融絲)中必須的工藝條件，限制了生物活性“功能材料”在傳統紡絲工藝中的應用。

　　因此，必須開發全新的纖維制造技術，才有可能制造完善的新能源纖維和生物活性功能纖維。

　　新型功能纖維制造技術沒有高溫條件和特定的溶劑要求，可將廣泛種類的生物活性材料、化學藥物、中草藥制劑與纖維材料復合。

　　同時，改進復合工藝條件或選用大孔徑的中空纖維，可將更大量的“納米粉體功能材料”或“生物活性功能材料”與纖維材料復合，制造功能特征更顯著的高性能功能纖維。