一.遠紅外線紡織品

第十章 蓄熱纖維

一.遠紅外線紡織品

• (一)遠紅外線應用原理

• 可見光（波長在0.4~0.75μm），頻率越高，攜 帶的能量也越高。紅外線波長範圍在

0.75~1,000μm，其中較短波長部份與可見光重 疊，稱近紅外線（波長在0.75~1.5μm），較長 波長部分與微波重疊，稱遠紅外線（波長在

4~1,000μm）。(圖1)

• 紅外線約佔太陽光總能量的８成左右，其中又 以6~14μm的遠紅外線居多，對生物的成長有 促進作用，因此被稱為＂生育光波＂。

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• 人體近70%是由水分子構成，水的遠紅外線放 射波長在37℃約9.6μm，因此人體的遠紅外線 放射波長也在此波長附近：4~14μm。目前有 不少科學的研究指出，若外界作用於人體的遠 紅外線的波長與人體放射的遠紅外線的波長相 同時，就會產生共振吸收的效應，使人體的分 子的振動變得更激烈，由振動產生的能量大部 份會轉變成熱能，透入皮下組織使溫度上升，

微血管擴張及加速血液流量，幫助血液循環，

也使人有溫熱的感覺。少部份的能量能使附著 於細胞表面的分子活性增強，加速鈣離子流 動，假使細胞活化及新陳代謝，促進養份吸收 及廢棄物的排除。

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• (二)遠紅外線纖維紡織品製造方法

• 在大自然當中有許多礦石如麥飯石、蛇紋石、

花崗石、白雲石及矽礦都具有很強的4~14μm 波長的吸收及放射特性，將礦石研磨成細粉，

加在纖維裏面，或塗在織物表面，做成衣物、

鞋襪、帽子穿戴，做成寢具舖蓋。但紡織品在 應用上要符合耐洗、易染、手感好、長效性等 需求，並且在製作上要能順暢、大量生產、成 本低才能實用。

• 1.陶瓷粉末的微小化加工

• 最常用的方法有常溫氣流粉碎法、液相化學沈 澱法和氣相反應法等。其平均粒徑最好在

0.08~0.5微米之間，最大粒徑不要超過１微 米。

• 2.遠紅外線纖維的成形技術

• 依據遠紅外線粉末與聚合物混合的方式可分為 聚合法及摻配法兩種。聚合法是將遠紅外線粉 末與分散劑一起混入可聚合的單體中，在聚合 過程中完成遠紅外線粉末與聚合物的均勻混 合；摻配法是將遠紅外線細粉先做成濃縮粒

（液），再將濃縮粒（液）通過共混的方式加 到聚合物中。纖維成形的方法常用的有熔紡 法、濕（乾）紡法及融噴法３種。遠紅外線纖 維的成形關鍵技術在遠紅外線粉末是否能在聚 合物中均勻的分散。另有在纖維成形之後將遠 紅外線粉末以浸漬或噴塗的方式加在纖維表面 上的。纖維或織物較不耐洗，但生產成本較 低，較易複合機能化。 (圖2)

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• (三)遠紅外線產品功能性檢測

• 1.放射特性：放射率圖譜及平均放射率

• 因遠紅外線對人體有益的波長範圍為 4~14μm，因此通常測量波長範圍取

3~15μm。一般測試的步驟為將樣品置於熱板 上，加熱熱板，使溫度至某特定溫度，以遠紅 外線頻譜儀量測其發射光譜。以此光譜之強度 除以對應波長及溫度之黑體輻射之光譜強度即 得放射率。以此放射率對波長作圖，即為該樣 品之遠紅外線放射率圖譜。若將各種波長的效 射率加總平均，即為平均放射率。放射率越高 越好（最佳值為１），一般而言，平均放射率 在0.8（或0.85）以上就可說是高效率了。(圖3)

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• 2.溫度特性－溫度上升量

• 溫度上升量為測量物體吸收遠紅外線後使其溫 度上升的情形。織物樣品測試的步驟為將測試 布樣置於距離照射燈源１米處，以500W鹵素 燈45度角，照射測試布樣10分鐘，關燈後以熱 顯像儀在50公分處取影像，分析試樣表面溫 度，比較照射前後的溫度差，即為此樣品的溫 度上升量，此法也可視為量測材料的遠外線再 放射特性。對皮膚的溫度上升量為將人體指定 部位，實際穿著遠紅外線織物與對照織物，以 溫度記錄器，分別測量此部位的皮膚溫度，兩 者之溫度差，即為皮膚溫度上升量。測試樣品 與對照樣品之溫度差為0.5℃以上，即可稱此織 物有遠紅外線效果。

• 3.血流量

• 血流量為檢測遠紅外線織物對人體血流的改變 情形，其方法為於人體指定部位實際穿著遠紅 外線織物與對照織物，以血流量儀分別量測兩 者之血流平均速度，由此計算平均血流量。兩 者值之差即為血量差。

• 4.細胞活性

• 細胞活性為檢測遠紅外線對細胞生長的影響，

先將織物利用ＵＶ及高溫高壓兩種滅菌方式進 行滅菌，然後將織物覆蓋於培養好的人類纖維 母細胞上。經過數天的培養，將覆蓋細胞之上 的織物移除，放入ＭＭＴ細胞活性試劑於細胞 中，以呈色法測試細胞在不同材料織物下的生 長活性。

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• 奈米遠紅外線紗

• 遠紅外線纖維為遠紅外放射性纖維的簡稱，此 類纖維材質能釋放4~14um波長的遠紅外線，由 於此波段的遠紅外線，不僅不會危害健康，且 極易被人體所吸收，致使體內水分子產生共 振、共鳴狀態，讓附著於細胞表面的水分子活 化，增進分子間彼此的摩擦，而產生溫熱效 應，藉由熱漲冷縮現象，使微血管壁產生擴 張，加速血液循環、促進新陳代謝作用，有讓 人體生理機能，更為活絡的效果；因此，可說 是非常理想的健康衣著素材。

• 特性：

• 具放射性：跟光線一樣，不必經由空氣 或其他媒介接觸，直接以放射方式傳導 能量。

• 滲透性強：能夠深入人體皮下組織，從 內部溫暖身體，激化細胞活力。

• 熱效應佳：纖維乃採用原絲添加法製 造，故具有永久型的蓄熱保溫效果，不 用擔心經過水洗後，會失去原有的機能 性。

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• 生醫智慧保溫型纖維與織品

• 已商業化之產品有(1)相變化材料(PCM)；(2)鍍 銀纖維。

• 1.相變化材料與織品

• 相變化材料則有舒適調溫之功能(圖31)，即當 外界溫度或體溫上升時，PCM由固相轉變為液 相，吸收儲存熱能；反之，當外界溫度或體溫 下降時，PCM由液相轉為固相，釋放出熱能。

因此，可調節衣服內或身體內之溫度(圖32) 。 相變化材料必須以微膠囊為載體，裨以抗物理 磨損、剪切力、壓力、熱與化學侵蝕等損害。

然後將PCM微膠囊經：(1)原液混練；(2)塗佈 貼合；(3)發泡分散黏著三種方法與纖維或織物 結合之。一般相變化材料最好上下層有薄膜或 織物貼合，以減少被外力損壞。 (圖33~34)

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• 2.鍍銀調溫纖維與織品

• Nobel纖維公司研製鍍銀纖維X-Static，即 將Nylon纖維鍍上15~21%之金屬銀，由 於有Nylon纖維為支撐主體，故可撓性 佳，織物柔軟度夠，具有抗菌防臭，有 導電與導熱之功能，除可抗靜電外，於 夏天時亦可傳導體熱至外面，使穿著者 感覺較為清涼；反之，於冬天時鍍銀纖 維會反射95%之人體輻射熱回身體，故 或覺到溫暖。 (圖35~36)

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