远红外纤维及纺织品-产业用功能纤维及纺织品-教学ppt课件.ppt

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1、第八章第八章 远红外纤维及纺织品远红外纤维及纺织品在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第一节第一节 概概 述述远红外保健织物是近年来新兴起的一种功能纺织品，它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。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，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、抗菌防臭鞋袜等品，坐垫、护膝、腰带、抗菌防臭鞋袜等在整堂

2、课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一、红外线一、红外线1.红外线的产生及红外线的划分红外线的产生及红外线的划分 红外线是红外线是太阳太阳光线光线中众多不可见光线中的一种，由中众多不可见光线中的一种，由德国科学家德国科学家霍胥尔霍胥尔于于1800年发现，又称为红外热辐年发现，又称为红外热辐射射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的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，位于的加热效应。结果发现，位于红光红光外侧的

3、那支温度外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确太阳光谱太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，上红外线的波长大于可见光线，波长波长为为0.75400m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.753m；中

4、红外线，波长为；中红外线，波长为36m；远红外线远红外线，波长，波长为为6400m。其中其中90%的波长在的波长在814m之间，是生物生存必不可之间，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少的因素，因此，这一段波长的远红外线又称为生命光波。光波。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.分子运动与远红外辐射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分子的各原子在平衡位置附近的振动和分子作为整体

5、围绕某轴的转动。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。具有偶极矩或者状态改变时伴有偶极矩的变化。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在红外辐射波段中，当分子中的原子或原在红外辐射波段中，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，会发生振动状态时，会发生2.525m的远红

6、外辐的远红外辐射。射。如果辐射源是由分子的转动引起的辐射，如果辐射源是由分子的转动引起的辐射，则发生大于则发生大于25m的远红外辐射。的远红外辐射。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确二、二、远红外与人体健康外与人体健康人体皮肤人体皮肤对远红外外辐射的吸收能力很射的吸收能力很强，在，在714m有较强的吸收峰有较强的吸收峰。人体可以高效地吸收人体可以高效地吸收414m波段的红外线，波段的红外线，人体吸收了远红外线后，引起细胞、血液中的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

7、引起等化学键振动加剧，从而引起一系列有益的生理现象。一系列有益的生理现象。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、三、红外外辐射吸收及射吸收及远红外服装保暖的机理外服装保暖的机理红外外辐射吸收的机理是光射吸收的机理是光谱匹配共振吸收，即当匹配共振吸收，即当辐射源的波射源的波长与被与被辐射物的吸收波射物的吸收波长相一致相一致时，该物体物体就吸收就吸收该辐射源的射源的红外外辐射。射。人体是一天然的人体是一天然的红外外辐射

8、源，其射源，其辐射射频带很很宽，活，活体皮肤的体皮肤的辐射率射率为98%。人体表面的。人体表面的热辐射波射波长在在2.515m范围，峰值波长约在范围，峰值波长约在9.3m，其中，其中814m波段的辐射约占人体总辐射量的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。租用于皮肤时，远红外线能够迅速被人体吸收。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入

9、深，所提出的问题也很明确远红外物质除了强烈地吸收太阳光中的远红外线之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。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体温作用下，能高效地放射出波长为814m的远红的远红外线，使服装内的温度比普通织物高，具有保暖功能。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当人们穿着和使用这种织

10、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。得保暖效果。实验证明，远红外纤维覆盖在人体上实验证明，远红外纤维覆盖在人体上15min，表皮，表皮温度将升高温度将升高23。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确四、四、远红外材料外材料主要主要选择热交交换能力能力强、能放射特定波、能放射特定波长远红外外线的材料，加工成各种的材料，加工成各种产品。元素周期表中第三、第五品。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周期中的一

11、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种氧化物混合而成的远红外外辐射材料，是理想的射材料，是理想的远红外外辐射材料。射材料。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确常用的能产生远红外线的材料有：常用的能产生远红外线的材料有：生物炭：如高温竹炭、竹炭粉、竹炭粉纤维及各种制生物炭：如高温竹炭、竹炭粉、竹炭粉纤维及各种制品。品。电气石：如电气石原矿、电气石颗粒、电气石粉及各电气石：如电气石原矿、电气石颗粒、电气石粉及各种制品等。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，远红外陶瓷：如如用电气石等高负离

12、子、远红外材料，按比例配制的各种用途的产品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、远红外陶瓷制品：如远红外陶瓷球、陶瓷装饰材料、彩瓷酒具餐具等彩瓷酒具餐具等在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确五、五、远红外外纺织品的品的发展展远红外外纺织品：品：可以吸收和反射人体及周围环境发射出的可以吸收和反射人体及周围环境发射出的电磁波，并辐射出波长范围电磁波，并辐射出波长范围2.530m的远红外线的纺织物叫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、远红远红外纺织物。远红外织物

13、包括：远红外床上用品系列、远红外内衣等。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（粒径通常在辐射功能的添加剂（粒径通常在0.5m以下、常温释放，如：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：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

14、较低的稳态能级而辐射出远红外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。线。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确保健的原因：由于远红外纺织品所辐射出的电磁保健的原因：由于远红外纺织品所辐射出的电磁波中，波中，4m14m波长（被称为生育光线）范围内波长（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热效应，并激活

15、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。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。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（可穿入人体皮肤人体皮肤510毫米），只有应用于内衣和床上用品毫米），只有应用于内衣和床上用品才能起到促进微循环的作用。才能起到促进微循环的作用。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题

16、来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确远红外外纺织品目前朝着功能高效化、新型化、复合品目前朝着功能高效化、新型化、复合化方向化方向发展。展。如日本开如日本开发出海藻碳出海藻碳纤维，其，其织物在物在35时的的远红外外发射率达射率达94%采用在采用在纺丝液或后整理液或后整理剂中同中同时添加添加远红外粉和其外粉和其他功能制他功能制剂，使，使织物具有多种功能。如日本已开物具有多种功能。如日本已开发出出阻燃阻燃远红外外涤纶、高吸湿性保温、高吸湿性保温纤维等。等。国内开国内开发的的远红外外纤维及及织物品种物品种还比比较少少在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题

17、的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第二节第二节 远红外纤维的生产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，随后日最早开发的有日本的尤尼吉卡公司和东丽公司，随后日本的帝人、旭化成和钟纺等公司也开始开发远红外线纤本的帝人、旭化成和钟纺等公司也开始开发远红外线纤维维钟纺公司采用涤纶、锦纶等中加入远红外台词微粉达到钟纺公司采用涤纶、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

18、外线吸收剂添加在聚合物中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年，日本森下仁丹等五家公司共同开发远红外海藻碳纤维。碳纤维。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确远红外纤维制备的具体方法：先把远红外粉分散于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，然后添加到素衍生

19、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。丙烯腈系共聚物的有机溶液中进行纺丝。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确从纤维结构上可将远红外纤维分成两类：一类是远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，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

20、类纤维均可制成中空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。纤维，以增加保暖效果。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确远红外纤维的熔法纺丝有以下几种工艺路线：远红外纤维的熔法纺丝有以下几种工艺路线：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。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：将切片粉碎到母粒法：将切片粉碎到40目以上，与目以上，与40%的远红外添加剂一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，然后与常规切片起混合烘干，经螺杆挤压制成远红外母粒，然后与

21、常规切片混合均匀后纺丝。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。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。规聚合物为皮层制成的具有芯鞘结构的远红外复合纤维。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确制备远红外纤维对远红外添加剂的粒径和添加剂在制备远红外纤维对远红

22、外添加剂的粒径和添加剂在聚合物中的分散性要求较高。聚合物中的分散性要求较高。远红外添加剂的粒径愈小、纤维的保温性能优异，远红外添加剂的粒径愈小、纤维的保温性能优异，纤维可纺性愈好，通常认为粒径小于纤维可纺性愈好，通常认为粒径小于5m远红外添加剂应为圆形、椭圆形或纺锤形，以便颗粒在纺丝远红外添加剂应为圆形、椭圆形或纺锤形，以便颗粒在纺丝过程中尽量降低对喷丝板的磨损。过程中尽量降低对喷丝板的磨损。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第三节第三节 远红外纺织品的生产远红外纺织品的生产后整理法：将具有远红外发射功能的远红外微粒，后

23、整理法：将具有远红外发射功能的远红外微粒，渗入到涂层液中，通过喷涂、浸渍和辊涂等方式涂渗入到涂层液中，通过喷涂、浸渍和辊涂等方式涂到织物上，从而使天然纤维及其纺织品具有远红外到织物上，从而使天然纤维及其纺织品具有远红外吸收和发射功能。所用的远红外陶瓷粉末的粒度决吸收和发射功能。所用的远红外陶瓷粉末的粒度决定后整理织物的质量。定后整理织物的质量。喷涂方法常用于制作远红外絮片，对毛圈织物的毛喷涂方法常用于制作远红外絮片，对毛圈织物的毛尖部位开纤，然后喷涂远红外整理剂，能有效提高尖部位开纤，然后喷涂远红外整理剂，能有效提高保暖性和舒适性。保暖性和舒适性。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学

24、习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确远红外整理中，使用氯铂酸等触媒，可以提高陶瓷物远红外整理中，使用氯铂酸等触媒，可以提高陶瓷物质与纤维的结合力。对于羊毛纤维或织物进行远红外质与纤维的结合力。对于羊毛纤维或织物进行远红外后整理需要添加阳离子助剂；后整理需要添加阳离子助剂；棉纤维及织物的远红外整理一般采用涂层加工的方法。棉纤维及织物的远红外整理一般采用涂层加工的方法。一种方法是低温熔融型金属氧化物与涂层剂混合后涂一种方法是低温熔融型金属氧化物与涂层剂混合后涂覆到织物上；另一种方法是将远红外微粉分散在涂层覆到织物上；另一种方法是将远红外微粉分散在涂层剂中形成涂层浆料，再涂

25、覆到织物上。剂中形成涂层浆料，再涂覆到织物上。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确工艺流程：浸轧（中药液）工艺流程：浸轧（中药液）轧干轧干浸润（远红外整浸润（远红外整理液）理液）轧干轧干烘干（烘干（90，5min）烘焙（烘焙（150，3min）水洗水洗烘干（烘干（90，5min）在生产毛织物面料时，在后整理之前，采用苛性钠水溶在生产毛织物面料时，在后整理之前，采用苛性钠水溶液使毛纤维表面的鳞片鹏润，能有效吸附远红外陶瓷粉液使毛纤维表面的鳞片鹏润，能有效吸附远红外陶瓷粉对羊毛的远红外整理需要经三个步骤来完成：对羊毛的远红外整

26、理需要经三个步骤来完成：羊毛纤维表面改性羊毛纤维表面改性 陶瓷微粒的吸附陶瓷微粒的吸附 陶瓷微粒的树脂固着处理陶瓷微粒的树脂固着处理在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第四节第四节 织物远红外性能测试织物远红外性能测试远红外纤维及其织物的性能表征主要包括三个方面：远红外纤维及其织物的性能表征主要包括三个方面：远红外辐射性能远红外辐射性能远红外保温性能远红外保温性能远红外纺织品对生物体的保健作用远红外纺织品对生物体的保健作用在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也

27、很明确一、织物远红外辐射性能：一、织物远红外辐射性能：利用傅里叶变换红外光谱仪和红外辐射测量仪来测利用傅里叶变换红外光谱仪和红外辐射测量仪来测量。辐射性能一般以比辐射率也称发射率来表示。量。辐射性能一般以比辐射率也称发射率来表示。发射率又可分为法向发射率和半球发射率。发射率又可分为法向发射率和半球发射率。法向放射率较常用。法向放射率较常用。法向光谱发射率为物体在特定波长处向法向方向的法向光谱发射率为物体在特定波长处向法向方向的辐射与同温度下黑体辐射的接近程度，其数值随波辐射与同温度下黑体辐射的接近程度，其数值随波长不同而变化。长不同而变化。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问

28、题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确二、远红外织物的保温性能二、远红外织物的保温性能热阻热阻CLO值法值法红外测温仪法红外测温仪法皮肤表面温度测定法皮肤表面温度测定法不锈钢锅法不锈钢锅法传热系数法传热系数法统计法统计法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、远红外织物的保健性能：三、远红外织物的保健性能：评价远红外织物的保健性能，须进行临床试验，设评价远红外织物的保健性能，须进行临床试验，设计内容很多，如皮肤、皮下组织、肌肉及血液循环计内容很多，如皮肤、皮下组织、肌肉及血液循环系统等在远红外辐射下的各种生理变化。系统等在远红外辐射下的各种生理变化。