調溫纖維
傳統的纖維材料主要是通過其織物隔絕空氣流通,即通過阻斷織物的內外環境之間的熱傳遞(熱輻射、熱傳導和熱對流)起到被動保溫作用,而纖維自身不具有主動調節溫度的能力。調溫纖維就是具有溫度調節功能的纖維,當外界環境變化時它具有升溫保暖或降溫涼爽的作用,或者兼具升降溫作用,可在一定程度上保持溫度基本恒定。調溫纖維按照其調溫機理和作用,可分為單向溫度調節纖維和雙向溫度調節纖維兩大類。雙向調溫功能的纖維是一類較新型的、十分具有前景的智能纖維。
蓄熱調溫纖維的使用通常與其他紡織纖維相同,既可常規紡織加工,如紡紗、針織或梭織等,也可經非常規紡織方法加工,如非織造、層壓等方法製成各種厚度和結構的製品。盡管蓄熱調溫纖維的加工與常規纖維沒有明顯區別,但其製品與常規纖維製品卻有明顯的差異,即它有隨環境溫度變化而在一定溫度範圍內自動雙向調節溫度的作用。
傳統纖維紡織品的保溫主要是通過絕熱方法來避免人體皮膚溫度降低過多,其絕熱效果主要取決於織物的厚度和密度,而蓄熱調溫纖維紡織品除具有傳統紡織品的保溫作用外,還具有溫度調節功能,它可通過熱調節而不是熱隔絕而為人體提供舒適的微氣候環境。這種調溫紡織品由於應用了相變材料,相變材料在發生相變時對外界環境吸收或釋放熱量,且在相變的過程中溫度保持不變,因而這種紡織品不論外界環境溫度升高還是降低時,它在人體與外界環境之間可建立一個“動態的熱平衡過程”,起一個調節器的作用,緩衝外界環境溫度的變化,即它除具有傳統紡織品的靜態保溫作用外,還具有由於相變材料的吸放熱引起的動態保溫作用。
具體而言,蓄熱調溫纖維紡織品可保持人體表麵小氣候溫度基本恒定的熱效應體現在兩個方麵:一個是吸熱降溫效應,即當人體溫度或周圍環境溫度升高時,吸收並貯存熱量,降低體表溫度;另一個是放熱保溫效應,即當周圍環境溫度降低時,釋放熱量,減少人體向周圍放出熱量,以保持正常體溫。因此,蓄熱調溫纖維尤其適合用於各類自動調溫服裝,如T恤衫、襯衣、連衣裙、內衣褲、睡衣、襪子和帽子等日常民用服裝;手術衣、燒、燙傷病員服、老弱病人服和兒童服等醫療保健服裝;滑雪衫、滑雪靴、手套、遊泳衣、體操服和極地探險服等運動服;消防服、煉鋼服、潛水衣、軍服和宇航服等職業服裝內襯等。如用於運動服裝,當人體在劇烈運動狀態時過量的熱量被吸收儲存,而在休息或靜止狀態時,熱量又被釋放回人體,因此可以避免人體出現高溫現象,並且可以及時調節人體與外界環境之間的溫差,使人體體溫處於一種相對的恒定狀態,從而在運動時不感到熱,停止運動時不感到冷。
變色纖維
變色纖維是其在受到光、熱、氣、液或輻射等外界刺激後,具有能自動顯色、消色或呈現有色變化這些變色功能的纖維。在變色纖維中,較廣泛開發應用的是具有可逆變色功能的光致變色纖維和熱致變色纖維。
光致變色纖維是指某些物質在一定波長光的照射下會發生變色,而抵抗另一種波長的光或熱的作用下又會可逆地變化到原來顏色的現象。具有光致變色功能的纖維稱為光致變色纖維或光敏變色纖維。多數光致變色纖維能夠在停止光照後回複原來的顏色。光致變色纖維是通過各種途徑將具有光致變色特性的物質(光致變色體)引入纖維而製得的。
光致變色纖維由於其顏色能隨外界環境變化而發生可逆變化,因此可使服飾製品的色彩富於變化,不但可滿足當代消費者追求新穎的消費心理,而且使人類與環境的關係更加協調。用光致變色纖維可製成各種光致變色繡花絲絨、針織紗、機織紗等,用於裝飾皮革、運動鞋、毛衣等諸多製品。光致變色纖維還可用於安全服、防偽製品、床罩及燈罩、窗簾等室內裝飾品,如用於製作光致變色窗簾,可調節室內光線。
在軍事上,光致變色纖維可作為偽裝裝置隱蔽材料用於軍需裝備、軍服等。早在越南戰爭期間,美國就曾將光致變色織物用於作戰服裝,以達到軍事偽裝的目的。