人类保暖史

人类保暖史

2018年06月01日

人类的祖先黑猩猩,拥有浓密体毛的外表,能避免烈日晒伤,保持体温。但是由于多毛的个体较容易受到寄生虫的威胁,导致在生物进化方向上对减少体毛产生了选择作用。

在体毛减少的情况下,怎么维持体温的留存?

一开始,人类学会了用树叶以及动物的毛皮进行保暖。后来逐渐出现了各式各样的纺织品,对于人体御寒保暖起主要帮助作用。同时,随着科技进步发展,服装的御寒保暖方式也在不断变化,最根本原因在于纺织材料的更新迭代。

基本上,在市面上出现的御寒纺织品分成两大类。一类是消极产热式保暖服,即被动产生热式,通过增加静止空气含量来达到阻隔热量的传递增加保暖性能。另外一种则是积极产热式保暖服,即主动产热式,通过外加能源,主动为人体提供额外热量。前者只是单纯靠人体自身的肌肉血管收缩来调节身体温度。但是当人体在极寒的环境中,或者人体受伤或无法对人体进行很好的热量补给情况下,后者能更好地体现产品自身带热源对好处。

早在20世纪40年代,就有人开发了一款几乎覆盖全部身体的点加热服装,当时采用的发热材料是发热线,为了防止发热材料容易被损坏,该纺织品加入很多填充物增加可弯曲性能,防止电气元件被破坏。

2009年 Ozan Kayacan设计开发将导电纱线织入纺织物中,制成加热部件,也就是现在用得比较多的碳纤维发热材料。但是产品在使用过程中出现很多问题,缺乏对产品绝缘保护。产品在冬天干燥的环境中往往被静电所危害,导致产品产生致命缺陷。

2010年操民采用聚酯材料对发热材料进行绝缘性能进行了加强,但是材料是硬质的材料,对产品体验有着极大影响。

同年,叶影为了解决体感问题,她把发热元件变得细小,通过发热层对温度的扩散以及,针对人体急需要保暖补充热量的区域进行布置发热部分。

这个时候是发热应用在纺织品中的一个迅速发展周期,但是发热材料的发展就在那个时间开始变得缓慢,大家开始迅速研发柔性发热材料的应用。如美国Malden Mills公司、The North Face 公司开始研究具备数据传输能力智能化应用于纺织服装上的产品。

但是产品的一致性、安全性、可控性、耐用性一致受限制于发热材料这一个最基础的源头。

直至2011年,Flexwarm(飞乐思)团队开始研究如何通过军工的厚膜加工工艺应用在民品产品上。Flexwarm(飞乐思)针对发热材料的特性,经过5年研发测试验证,终于在2016年推出了可以通过涂覆在薄膜绝缘材料上形成发热薄膜的材料。该技术具有30KV的绝缘强度,而且通过应用在航天的工艺技术,使得发热阻值的稳定性比传统的更优,采用精度达±1℃温控对温度进行精准控制,材料级别的恒温发热材料。由于发热部件得到更精准控制,平面的发热部件有更优秀的散热效果,使得产品发热更均匀舒适。Flexwarm(飞乐思)团队开始更专业研究,从产品对人体有益处开始研究。将材料配方升级,使得产品在发热同时产生对人体有益的远红外线(8~9μm),而且法向全发射率可以达到88%,超过国家最低要求的83%(市面上基本没有超过83%效能的)。至此,平面发热开始席卷发热纤维的市场。

参考资料:

郑泽鉴,刘皓,基于安卓和蓝牙通讯的智能加热服装控制软件的设计 [J ].天津纺织科技2015(2):26-28

KAYACAN O,BULGUN E,SAHIN O.Implementation of stee-l based fabric panels in a heated garment design [J].

Textile Research Journal,2009,79(16):1427-1437.

操民.一种智能电子加热服装:CN201782002U[P]. 2010-07-09.

叶影.一种电热服装:CN201830924U[P].2010-09-14

李平,周成学,陈锐,碳纤维在发热提方面的应用于研究「J」.碳素,1999(2):24-26

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