自發熱內衣,是怎樣“憑空產熱”的?

在冬季保暖服裝市場上,很多貼身內衣標有“自發熱”功能,號稱服裝自身可以發熱為人體供暖。那麼這種“自發熱”功能是真的麼?

從能量守恆定律來看,熱量當然不可能憑空產生,所以不存在能“無中生有”的“自發熱”服裝。不過,也確實存在很多種發熱纖維材料,能夠在一些條件下,為我們提供一點額外的溫暖,用上這些材料的衣服,不用特別厚,穿著就格外暖和。

那麼這些神奇的材料,是怎麼產熱的呢?這些服裝我們平時穿著、洗滌的時候,又該注意些什麼呢?今天就來揭秘一下!

01 神奇的發熱纖維

毋庸置疑,所有種類的自發熱纖維,實際上都是藉助外力發熱的

比如,光能發熱纖維靠吸收陽光,反射人體熱輻射;電能發熱纖維是通電就熱;相變纖維則利用物質相變釋放或吸收潛熱來調節溫度。不過,日常服裝中最常用的發熱機理就是“吸濕發熱”

吸濕髮熱纖維主要吸收人體發出的水汽,也就是汗液,形成氫鍵發出熱量。在纖維的結構中,有一些親水基——可簡單理解為“喜歡水”的原子團——會與水分子結合產生熱量,而水分子的動能也會轉化為熱量。

氫鍵是一種特殊的化學鍵,處於分子間力和共價鍵之間。平時多見於水中,固態下的水(冰,上圖左)中的氫鍵更加穩定,液態下的水(上圖右)中的氫鍵會進行不斷地斷裂和重組

常見的紡織纖維都有吸濕髮熱的能力,不過,不同品種的發熱能力有差別。專門的自發熱纖維,化學組成中親水基團的數量更多,纖維的吸濕性更好,吸濕後發出的熱量也更多。

為了提高纖維的吸濕性能,不僅可以給纖維增加親水基團進行親水化處理,還可以通過改變纖維的表面形態結構,以利於纖維表面對水分子的吸附。

例如,通過增加纖維表面的溝槽數量和深度,提高纖維對水汽的吸附能力。下圖中,右側兩種吸濕髮熱纖維,表面溝槽的數量和深度都超過了最左邊的普通腈綸纖維。

不同纖維在掃描式電子顯微鏡下的形態。圖片來源:參考文獻[1]

吸濕髮熱纖維通過吸濕來放熱,但是在纖維“吸飽”了濕氣之後,其放熱反應就會減緩,吸濕的纖維同時還會將濕氣排出,這個過程又會吸收熱量。如若不能及時排濕,吸濕的纖維會給穿著者帶來不適感。

所以,為了改善這種不適感,很多面料採用吸濕髮熱纖維和其他種類的纖維混紡,來達到吸濕放熱和排濕乾爽的均衡。比如腈綸纖維和聚酯纖維等。

自發熱內衣種類眾多,截圖自某電商網站

那麼,面對琳瑯滿目的自發熱內衣商品,我們到底該怎麼選擇呢?

02 自發熱服裝有“標準”

雖然,我國目前沒有對吸濕髮熱內衣採用強制性標準,不過可以參考行業標準FZ/T 73036-2010《吸濕髮熱針織內衣》來評價吸濕髮熱內衣。該項標準提出了兩項關於吸濕髮熱性能的指標,一是最高升溫值大於等於4.0℃,二是30 分鐘內平均升溫值大於等於3.0℃

消費者在購買吸濕髮熱內衣時,應注意防範商家的誇大宣傳,可選擇正規渠道和信得過的品牌。此外,達標的內衣,會在商品吊牌上執行標準那一欄裡,明確標註符合FZ/T73036-2010 《吸濕髮熱針織內衣》標準,購買的時候可供參考。

對於皮膚嬌嫩的嬰幼兒,則不建議穿著吸濕髮熱內衣,因為吸濕髮熱內衣在吸濕-發熱-排濕-吸熱的循環中往復,容易造成嬰幼兒皮膚不適。

某吸濕髮熱服裝的標准說明

而除此之外,含有電能發熱纖維的服裝,也是不錯的選擇。一般有金屬纖維、碳纖維、複合發熱纖維。其原理和電熱毯差不多:將發熱纖維織入面料,或者製成專門的加熱單元縫入衣服夾層,通過外置電源持續供電,就能將電能轉化為熱能傳遞給人體。

電熱服裝一般使用外置電源,只要不斷電,就能持久供熱,很適合在嚴寒戶外較長時間作業的人員使用。市售的電熱服裝,一般採用小充電寶供電,電壓小,比較安全。消費者在穿著時主要留意,電熱纖維不要彎曲或折疊,導致局部過熱燙傷。

電熱服裝發熱更持久,很適合嚴寒戶外長時間作業人員穿著。

03 自發熱服裝如何清洗?

吸濕髮熱纖維在經過日常清洗後,其性能並不會受到影響,因此是可以正常清洗的。不過,由於吸濕髮熱內衣的面料往往採用包括吸濕髮熱纖維在內的多種纖維混紡而成,有的面料還會採用特別的織造工藝,在清洗時還是推薦在溫水中輕柔洗滌,避免使用高溫水洗和使勁揉搓,並避免暴晒。

電能發熱服裝一般不建議採用水洗,水洗會對電能發熱纖維或者加熱單元造成損害,降低發熱效果或者帶來安全隱患。

最後總結一下,合格的“自發熱”內衣,雖然不能真的憑空發熱,但確實穿起來會更暖和,買的時候可以按需選擇,優先購買符合行業標準的產品。