淺談各類發熱衣的原理與迷思

山野 │ 專題

撰文/左承偉沈佳旻．攝影/左承偉 / 網路翻拍

2015/01/23發表，已被閱讀48,328次

這兩年一到冬天就有一堆廠商「號稱」自己的內層衣會發熱，但什麼是發熱？原理又是啥，從來也不解釋清楚。比較敢唬爛的廠商，就在包裝、廣告上貼上熊熊烈火、廣告行銷用詞，要不就是採用鮮明的暖色系，彷彿穿上後就像置身火爐；比較高段點的，拿些科學圖表或XX機構專利來背書，當作這就是一切的保證。但從來沒人想說清楚，什麼是「發熱原理或機制」，以下本站就從這部分開始切入，讓您通盤了解。(當然，看完就會發現多是廠商誆人的說詞！)

這是利用暖色的效果，讓消費者產生溫暖的想像。(實測後發現卻是五件平價發熱衣中增溫最差的兩件)

什麼玩意會發熱？

發熱這件事通常發生在氧化反應、化學反應上，例如燃燒、酸鹼中和反應等，這些都是大家中小學時代最常接觸到的化學實驗。而這類放熱反應，應用在日常生活保暖用品，最常見的就是暖暖包（氧化放熱），但是否能運用在衣服上呢？

暖暖包就是典型的化學發熱，所以用一次就玩完了。

由於化學反應所產生的熱能，多半是劇烈且短暫，此外考量這些化學物質接觸皮膚可能造成過敏或不適，甚至作用時產生的熱也可能灼傷肌膚，因此運用在衣物上的可能性較低。再者，這類放出熱量的化學反應大多是不可逆，也就是反應結束後就沒了，所以您想想，若是用在衣服上，不就熱一次便買單，那誰會二百五買這種東西啊？

另一種就是利用物理比熱差異的特性產生溫差，這麼說可能一時還意會不過來。舉例子來說，在同樣氣溫環境下，比熱較小的沙子會比水更容易吸收熱能而產生溫差，且熱能會傳導，比熱低的物質可在短時間吸收較多熱，並且迅速釋放出來，達到吸熱快、散熱快的效果，因此藉由該物理特性，業者便利用壓克力（Acrylate）纖維製造出最近坊間熱門的「發熱衣」。

燃燒蠟燭則是典型的劇烈氧化反應，也因此得到多數的熱能與部分的光亮。

沙灘上的沙子因為比熱較小，因此能夠快速吸熱、放熱，因此赤腳踩在沙灘上時會覺得非常燙。而壓克力紗就是運用比熱差異產生溫差。

壓克力纖維真的這麼神？

其實大部分纖維都有「吸濕發熱」的特性，這點就如同前段所提到運用比熱的所產生的溫差，因此重點在於要能夠「吸濕」，原則上能夠擁有較高的吸濕率，加上比熱低，就能夠迅速獲取並釋出較高熱能，根據實驗室數據顯示，1公克乾燥的壓克力纖維，在接觸水後能夠吸附並釋放出1449焦耳的熱能，相當於使1公升的水上升0.4℃，這樣的釋放熱能算是相當高的！不過有趣的是，這項實驗設定的環境是由相對溼度45%提升至90%的情況下所產生的吸放熱反應，而且時間還相當短暫，大約數十秒就結束了。雖然這種現象會重覆，即吸熱-放熱-吸熱-放熱，但並不是一種「持續升溫」的現象，也就是說，而並不會0.4度、0.4度的一直加熱上去。

看到這裡，您看出弔詭之處了嗎？第一、我們所生活的臺灣地區氣候以臺北地區為例，2013年平均相對溼度高達72%，遠高於實驗室所設計的45%，而這種高濕度狀態，根本難以達到實驗室的條件。實驗室結果告訴我們濕度差要到45%才能提升0.4度，那請問濕度僅有實驗環境的40%(即濕度差18%)，那溫度不就只能提升0.16度了嗎？請問這不到0.2度的差異，您體感的出來？再者，這還沒考量使用者的儲存空間，有誰會把衣服放在電子防潮箱中，如果不會，那這個濕度差恐怕就只剩下環境濕度與體表的差異了，恐怕連15%都不到！

第二、前面說過壓克力紗力用的是比熱方式，即一種物理現象，是藉由人體蒸散的水氣經過纖維時將其蒸發熱「捕捉」下來，但廠商可沒告訴您，跑到布料的水氣凝結成液態後，還是得離開(蒸發)到空氣中，那請問這些蒸發的能量從何而來？不就是您的體溫嗎？所以又會再吸收一次熱能，而這時溫度不就下降了？

最後，廠商沒仔細解釋的還有布料成分與比例關係。您會說有啊！包裝都有成分標示不是嗎？坦白說，實驗做的越多，本站就越懷疑這些標示是否真實與正確。好吧，就當它是正確標示吧。坊間發熱衣的壓克力纖維含量多在10~45%之間，讓我們再回到剛剛提到的實驗，若一件衣服僅有10%的發熱紗(壓克力紗)，那升溫不就只剩下0.16度乘以0.1的0.016度了嗎？這大概要中研院等級的溫度計才測得出來吧？同理，就算有40%的含量，在台灣的環境中穿著也不過只能上升0.064度，您看完後會不會有點想哭？

壓克力纖維材質的モイスケア布料，在實驗中所能放熱焦耳數相當有限，其釋放的最高能量也僅能使1公升水上升0.4℃。（圖片來源-TOYOBO）

日本東洋紡織所進行的發熱測試，其測試環境相對濕度高達90%才有實驗中的效果，而根據側面瞭解，升溫的時間亦相當短暫。（圖片來源-TOYOBO）

這才是北台灣冬季常見的濕度環境吧？而高濕度又低溫的環境吸濕發熱還能發揮多少功效。

ＯＫ便利超商的發熱衣壓克力纖維含量高達48%，但在各家評測增溫效果時卻是最差的一件，令人質疑其高科技布料的效果或成份標示的正確性。

光感發熱是蝦米碗糕？

坊間有宣稱能夠藉由捕捉外界光源產生熱能，使溫度纖維溫度升高達到發熱的效果，最普及宣傳與通路最廣的，莫過於7-11的「光柔發熱衣」。筆者第一次看到這個標題就想笑，原因為何？「不是內著衣嗎？什麼光照的到？難道是『內衣外穿』？」。這便是這類發熱衣的最矛盾之處！當然，我不是說光照都沒有效果，但我們一塊兒來看看這些產品是怎麼提出說明的？

坊間某光能發熱衣送檢測數據，請注意高達30度的實驗環境溫度，以及高達500W的高瓦數鹵素燈，如此實驗方式真令人啼笑皆非。

拜「谷歌大神」的網路搜尋，的確找到了相關實驗數據，實驗中環境溫度約為30℃，並以500瓦鹵素燈、距離熱源100公分、照射10分鐘後具有光感發熱衣的溫度為54度，沒有的則是47度，兩者相差7度之多！

看起來很棒齁？！但注意到了沒？實驗環境是幾度？攝氏30度耶！要開冷氣了吧？再者，為何要使用鹵素燈？怎麼不用日光燈或是LED？您猜出來了沒？原因是鹵素燈的發光效率極低，僅有12%－18%轉化為光能，其餘部分都變成熱能。換句話說這「燈」有425瓦(約85%)的能量用在熱能上，大概跟一個小型的電暖器差不多。那既然有電暖氣，還穿什麼發熱衣？這也就是為何我們在攝氏22度的環境中，用25瓦四盞的省電日光燈，距離約2.5米並照攝一小時，溫度根本沒升高的原因！而您府上隨時都會開著數十盞500瓦鹵素燈當作照明嗎？當然不會！最後，您想穿發熱衣的氣溫會是多少？是實驗室的30℃，還是寒流來時的15℃？那我告訴您，這回同樣用500瓦鹵素燈照，恐怕連30℃都很拼！為什麼？因為真正的熱能是從您身上來的。

坊間還有另外一種所謂的光發熱衣，不過大多叫做「遠紅外線」(3,000~ 14,000nm)，其實這玩意講白話點，就是一種熱能的形式，但它的穿透力僅僅0.01至0.1公分，跟張紙的厚度差不多，要如何達到內層衣物？這又是另一個盲點。

工研院所研發的TCO具有紫外光吸收、可見光穿透及紅外光反射之特性，姑且不論其實驗室效果，但請試想冷颼颼的氣溫下，您會只穿一件內衣外出麼？

許多坊間廠商騙很大的測試

由於這幾年機能衣的市場大幅發展，一大堆廠商都卯下去生產販售，媒體看到後更是跟屁報導，尤其是電視台，藉著影音與收視戶較多的優勢，卻常常宣導錯誤知識與訊息！

是左邊這件衣服比較保暖還是右邊的比較保暖？其實答案寫在日文的圖說上，它告訴我們左邊的衣服將體溫包藏在衣服內，所以表面的溫度就顯得低了。換句話說，保暖衣物若測得表面溫度較高，那到底是比較保暖還是比較散熱？

例如筆者就曾看到TVBS電視台的「地球黃X線」節目介紹發熱衣、羽絨衣，裡面看似找了化工博士、業者、消費線記者，還有一個「什麼都懂」的黃姓名嘴，但內容卻錯誤百出！例如測試發熱衣，利用把衣服蓋在裝有熱水的杯子上，然後拿測溫槍測量，結論是衣服表面溫度較高的比較好。真的是這樣嗎？怎麼不說外側表面溫度較高的衣服保溫能力較差？不信您拿一個玻璃杯與一個保溫杯，都裝90度的熱水，然後放置10分鐘以後拿測溫槍測測看，誰的「表面」溫度比較高？肯定是玻璃杯吧！那您會說玻璃杯的保溫比保溫杯好嗎？

在本站的編輯團隊看了那麼多測試數據、圖表與相關影片後，只能說鮮少有經得起實際環境考驗的。原因為何？就是誇大實驗室的結果！那些利用比熱原理的發熱衣，其原始材料比起棉、麻的確會出現較佳的發熱(其實是蓄熱)現象，但結果並非明顯到數十倍差距，所以一旦變成衣服上百分之幾的成分時，其效力就更微乎其微，這也就是為何先前測試的平價發熱衣沒有一件能在22℃的實驗環境中，具有提升8℃能力的原因了。