青島大學(xué)                  武紹學(xué)  

北京潔爾爽高科技有限公司   商成杰

          摘要：本文介紹了負(fù)離子和遠(yuǎn)紅外線產(chǎn)生的原理，負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健品的功效及其整理劑      的研制過程和整理工藝。結(jié)論是該功能織物是一種有發(fā)展?jié)摿Φ墓δ芗徔椘?/p>

一、前言

在當(dāng)今時(shí)代，人們更加追求身體的健康水平，并把珍惜健康作為一種社會(huì)的責(zé)任和美德。人類對(duì)健康的理念已由過去的有病求醫(yī)治療發(fā)展到現(xiàn)在的積極預(yù)防，醫(yī)療保健意識(shí)已經(jīng)被越來越多的人們所重視，保持健康必須更新觀念，崇尚科學(xué)。從上世紀(jì)90年代開始，國際上便開始了負(fù)離子遠(yuǎn)紅外紡織品的研究與開發(fā)。負(fù)離子遠(yuǎn)紅外紡織品直接穿在身上,大面積與人的皮膚接觸,利用人體的熱能和人體運(yùn)動(dòng)與皮膚的摩擦加速負(fù)離子的發(fā)射,在皮膚與衣服間形成一個(gè)負(fù)離子空氣層,消除了氧自由基對(duì)人體健康的多種危害,使人體體液呈弱堿性,從而使細(xì)胞活化,促進(jìn)新陳代謝,起到了凈化血液、清除體內(nèi)廢物、抑制心血管疾病等作用。此外,負(fù)離子材料的永久電極還能夠直接對(duì)皮膚產(chǎn)生微弱的刺激作用,調(diào)節(jié)植物神經(jīng)系統(tǒng),消炎鎮(zhèn)痛,提高免疫力,對(duì)多種慢性疾病都有較好的輔助治療效果。另外，由于在紡織品的后整理過程中加入可以高效發(fā)射遠(yuǎn)紅外的物質(zhì)，從而使紡織品在3-15μm波長范圍遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率明顯提高。遠(yuǎn)紅外線易被人體所吸收，人體吸收后，不僅使皮膚的表層產(chǎn)生熱效應(yīng)，而且還可以通過分子產(chǎn)生共振作用，引起皮膚深部組織的自身發(fā)熱。這種作用的產(chǎn)生可刺激細(xì)胞活性，改善血液的微循環(huán)，提高機(jī)體免疫能力，起到一系列的醫(yī)療保健效果。北京潔爾爽高科技有限公司在納米遠(yuǎn)紅外負(fù)離子粉SL-900和負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健漿SL-970的基礎(chǔ)上研制成功了負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888，經(jīng)過JLSUN888整理后的織物，不僅具有良好的升溫、保健作用，而且具有良好的手感、牢度，可開發(fā)多種醫(yī)療保健紡織產(chǎn)品。

二、負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健面料的研制

紅外線是位于可見光和微波之間的一種電磁波，其波長范圍為0.76-1000um。習(xí)慣上又將其分成近紅外線、中紅外線和遠(yuǎn)紅外線三段，一般將波長范圍在4-1000um之間的紅外線稱為遠(yuǎn)紅外線。大自然中的任何物體在絕對(duì)零度以上時(shí)都會(huì)吸收或輻射電磁波。輻射是由于物體吸收熱能或本身發(fā)熱使分子或原子激發(fā)后，為了消除能量不均衡而使能量轉(zhuǎn)移的一種過程。在紅外輻射波段中，當(dāng)分子中的原子或原子團(tuán)從高能量的振動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到低能量的振動(dòng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)生2.5-25um的遠(yuǎn)紅外輻射。如果輻射源是由分子的轉(zhuǎn)動(dòng)特性改變所引起的輻射，則發(fā)生大于25um的遠(yuǎn)紅外輻射。研究表明：振動(dòng)光譜的能量約為轉(zhuǎn)動(dòng)光譜能量的100倍。2.5-25um為高載能波，特別是8-15um波段的遠(yuǎn)紅外線，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

人體是一天然的紅外發(fā)射源，其輻射頻帶很寬。無論膚色如何，活體皮膚的發(fā)射率為98%。人體表面的熱輻射波長在2.5-15um范圍，峰值波長約在9.3um處，其中8-14um波段的輻射約占人體總輻射能量的46%。根據(jù)基爾霍夫定律可知，人體同時(shí)又是良好的紅外吸收體，吸收波長以8-14um為主。紅外輻射吸收的機(jī)理是光譜匹配共振吸收，即當(dāng)輻射源的輻射波長與被輻射物的吸收波長相一致時(shí)，該物體就吸收大量的紅外輻射。遠(yuǎn)紅外線的生物效應(yīng)是由于紅外線的頻率與構(gòu)成生物體細(xì)胞的分子、原子間的振動(dòng)頻率一致，所以其能量易被生物體細(xì)胞吸收，使分子內(nèi)的振動(dòng)加大，活化組織細(xì)胞，促進(jìn)血液循環(huán)，加速新陳代謝。此外，紅外輻射還能使生物體分子產(chǎn)生共振吸收效應(yīng)，在紅外光子作用下，使物體的分子能級(jí)被激發(fā)而處于較高能級(jí)，這便改變了核酸蛋白質(zhì)等生物大分子的活性，從而發(fā)揮其調(diào)節(jié)機(jī)體代謝，改善微循環(huán)，提高免疫能力等作用。

負(fù)離子空氣對(duì)人體健康和環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

根據(jù)國內(nèi)外資料介紹負(fù)離子具有清新空氣,改善心肌功能和肺功能,提高人體免疫力,使人心情舒暢和精力旺盛的作用。

(1) 負(fù)離子空氣是對(duì)人體健康非常有益的一種物質(zhì)。當(dāng)人們通過呼吸將負(fù)離子空氣送進(jìn)肺泡時(shí),能刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生良好效應(yīng),經(jīng)血液循環(huán)把所帶電荷送到全身的組織細(xì)胞中,能改善心肌功能,增強(qiáng)心肌營養(yǎng)和細(xì)胞代謝,減輕疲勞,使人精力充沛,提高免疫能力,促進(jìn)健康長壽。

(2) 水合羥基離子(H3O2 ) - 通過呼吸進(jìn)入人體后,能調(diào)整血液酸堿度,使人的體液變成弱堿性。弱堿性體液能活化細(xì)胞,增加細(xì)胞滲透性,提高細(xì)胞的各種功能,并保持離子平衡; 凈化血液,抑制血清膽固醇形成,從而降低血壓; 提高氧氣轉(zhuǎn)化能力,加速新陳代謝,恢復(fù)或減輕疲勞,使人心情舒暢、身體放松,并產(chǎn)生理療治愈作用。

(3) 活化腦內(nèi)荷爾蒙β2內(nèi)啡肽,具有安定自律神經(jīng),控制交感神經(jīng),防止神經(jīng)衰弱,改善睡眠的效果,并能提高免疫力。

(4) 水合羥基離子(H3O2 ) - 能與空氣中的臭味分子反應(yīng),消除臭味; 與空氣中被污染的正離子中和,從而起到凈化空氣的作用。

負(fù)離子對(duì)人體的健康作用早已被醫(yī)學(xué)界證實(shí),也越來越被廣大消費(fèi)者所認(rèn)知。充滿負(fù)離子的空氣，對(duì)支氣管炎、冠心病、腦血管病、心絞痛、神經(jīng)衰弱、潰瘍病等20多種疾病均有較好的保健功效。

北京潔爾爽高科技有限公司從1990年開始研制負(fù)離子纖維和織物，從電氣石和來自海底深處的礦石等天然礦物質(zhì)中選擇出“健康·環(huán)保” 的負(fù)離子材料、并將其超微粉體加工制成納米負(fù)離子遠(yuǎn)紅外粉SL-900（D50=50-100nm，粒徑越小，產(chǎn)生負(fù)離子和輻射遠(yuǎn)紅外線的能力越大），并成功地應(yīng)用于化學(xué)纖維生產(chǎn)上。同時(shí)又將納米負(fù)離子遠(yuǎn)紅外粉后處理，進(jìn)一步加工成負(fù)離子遠(yuǎn)紅外漿SL-970，并開發(fā)出在織物上固著天然礦物質(zhì)的整理技術(shù)。研制出了適合天然纖維的負(fù)離子整理劑SLM。在此基礎(chǔ)上考慮到不同的材料的晶格振動(dòng)不同，所以表現(xiàn)出不同的紅外光譜特性，他們又選用在常溫下距具有較高遠(yuǎn)紅外發(fā)射率的遠(yuǎn)紅外輻射體，并經(jīng)過改性，在其分子結(jié)構(gòu)上接枝可與羥基、胺基反應(yīng)的活性基團(tuán)，研制成功了負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888。該產(chǎn)品由A、B兩組分構(gòu)成， A組分外觀為無色透明液體， B組分外觀為乳白色半透明液體，含固量30%，難燃、不爆、對(duì)人體安全。經(jīng)JLSUN888整理后的面料具有改善空氣環(huán)境、促進(jìn)人體健康的作用，適用于、內(nèi)衣、室內(nèi)裝飾物、床上用品和保健醫(yī)療用品。

1．負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888具有以下特點(diǎn)：

(1)利用負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888制得的織物，其遠(yuǎn)紅外發(fā)射率可達(dá)86%以上。

(2)負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑是以單分子狀態(tài)通過化學(xué)鍵和纖維結(jié)合，使得制品的手感較好，加工過程順利。

(3)負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888抑菌除臭作用很強(qiáng)。一般遠(yuǎn)紅外材料的抑菌作用較微弱，為了增加產(chǎn)品的抑菌除臭作用，北京潔爾爽高科技有限公司利用過去19年從事織物抗菌衛(wèi)生整理研究所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，添加了具有廣譜、高效抑菌作用的新型材料。

2．.負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健面料的整理工藝

負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理劑JLSUN888可以用于純棉、絲、毛、粘膠、麻的遠(yuǎn)紅外保健整理。工藝設(shè)計(jì)中織物含有JLSUN888  3-6%o.w.f，其中JLSUN888A：JLSUN888B=1：

（1）浸漬法工藝流程：

此種加工工藝過程適合于針織物和成衣服裝整理，可以采用染缸或水洗機(jī)等設(shè)備來完成，基本上和染色的操作類似，一般浴比控制在 1∶12-15。

針織汗布織物→漂染→浸漬負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理劑JLSUN888A（4% o.w.f，60-65℃×30-40分鐘，）-→放殘液 →浸漬負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理劑JLSUN888B（4% o.w.f，40-50℃×20-30分鐘）→放殘液 →冷水沖洗一遍（防止影響硅油柔軟劑的穩(wěn)定性）→ 上硅油柔軟劑→脫水→開幅→烘干定型→成品。

（2）浸軋法工藝流程：

此種加工工藝過程適合于機(jī)織物負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理。

織物→漂染→烘干→浸軋JLSUN888A（30克/升,軋液率60-70%）→烘干（80-100℃，落布微潮）→浸軋JLSUN888B（30克/升，軋液率60-70%）→烘干（80-110℃）→拉幅成品。

（3）加工過程注意事項(xiàng)：

1）浸軋法難以操作，一般降強(qiáng)為30%；浸漬法對(duì)強(qiáng)力影響很小，最好使用浸漬工藝。

2）浸軋JLSUN888A、烘干后，落布一定要微潮（含潮率約為8-12%）；若烘干過度， 則嚴(yán)重降強(qiáng).

3）浸軋JLSUN888A、烘干后，不能長時(shí)間堆置，要盡快浸軋JLSUN888B，否則嚴(yán)重降低織物的強(qiáng)力.

 4) 浸軋JLSUN888B時(shí)，可與柔軟劑SCG同浴進(jìn)行。若使用其他牌號(hào)的柔軟劑，請(qǐng)先進(jìn)行JLSUN888B、柔軟劑同浴穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。也可以在拉幅工序中加入柔軟劑

三、負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理織物的功效

   經(jīng)過JLSUN888整理的負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健織物可用來開發(fā)保健蓄熱產(chǎn)品，醫(yī)療用品等，如內(nèi)衣、貼身保暖服、床罩、床單、毛毯等床上用品，坐墊、護(hù)膝、腰帶、抗菌防臭保健鞋襪和電熱制品等一系列產(chǎn)品，它具有以下功能：

（1）保溫功能：傳統(tǒng)服裝的保暖作用是通過阻止人體的熱量向外散失而達(dá)到保溫的，如棉絮、羽絨等，而遠(yuǎn)紅外整理劑JLSUN888除上述作用外，還可以吸收外界的能量（如太陽能、人體向外散發(fā)的能量）并儲(chǔ)存起來，再向人體反饋，從而使人體有溫?zé)岣校话憧墒谷说捏w感溫度升高1-3℃。

（2）醫(yī)療保健作用：一般遠(yuǎn)紅外織物的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率達(dá)到80%時(shí)就已經(jīng)能起到良好的保健作用。經(jīng)國家紅外產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、天津大學(xué)采用美國5DX傅立葉變換紅外光譜儀測(cè)試證明，JLSUN888遠(yuǎn)紅外保健織物在8-15um遠(yuǎn)紅外波段的發(fā)射率為85%。

（3）抗菌防臭作用：JLSUN888負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理的織物有明顯的抑菌防臭作用，經(jīng)中國人民解放軍衛(wèi)生檢測(cè)中心、中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院、日本紡織檢查協(xié)會(huì)、ITS等國內(nèi)外權(quán)威檢驗(yàn)單位測(cè)試：該產(chǎn)品對(duì)淋球菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌、石膏樣小芽胞菌、絮狀表皮癬菌、紅色毛癬菌等都有99%以上的抑菌率，并且經(jīng)過50次洗滌后仍具有高效的抑菌防臭作用。經(jīng)過100多名不同年齡的男女志愿者近一年的人體穿著試驗(yàn)表明，該產(chǎn)品手感柔軟，穿著舒適，透氣性良好，無毒、無味、無任何副作用，具有明顯的防臭和醫(yī)療保健效果。

（4）負(fù)離子保健作用：經(jīng)過北京勞動(dòng)保護(hù)研究所測(cè)試證明：JLSUN888負(fù)離子遠(yuǎn)紅外保健整理織物有明顯的受激產(chǎn)生負(fù)離子作用，可增加負(fù)離子75000個(gè)/dm3。

四、結(jié)論

    負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理劑JLSUN888能夠和織物以鍵合的方式結(jié)合，改變了某些同類產(chǎn)品用粘合劑將其與纖維物理固著的方法，所以加工的面料手感柔軟,穿著舒適,遠(yuǎn)紅外發(fā)射率高，負(fù)離子濃度大，從根本上解決了天然織物負(fù)離子遠(yuǎn)紅外整理這一重大課題。具有良好的保健、保暖功效和特殊醫(yī)療作用，是一種有發(fā)展?jié)摿Φ墓δ芗徔椘贰?/p>