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1、遠紅外保健紡織品的開發(fā)研究和應用廣州市紡織工業(yè)研究所 李達才 刁偉軍 楊建國廣州醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 盧永輝 劉宇平【摘要】本文總結(jié)了采用遠紅外輻射體與特種印花和新型油墨印花相結(jié)合的絲網(wǎng)印花加工方法的新工藝技術(shù)，使紡織品不但有明顯的遠紅外保健效果，能有效地局部改善人體的各種有關(guān)癥狀，而且有特種印花的立體感、彈性膠感等外觀效果。這對于提高產(chǎn)品的附加值、推動遠紅外保健產(chǎn)品的廣泛應用、提高人民的健康水平，均有現(xiàn)實意義?！娟P(guān)鍵詞】遠紅外線輻射體 發(fā)射率(輻射率) 特種印花 新型油墨印花 保健紡織品 應用0.前言遠紅外保健紡織品是國際上九十年代高新技術(shù)產(chǎn)品之一。日本研究得最早，日本大東紡織株式會社在198

2、7年之前就開發(fā)了遠紅外保健產(chǎn)品，經(jīng)東京慈會醫(yī)科大學的臨床實驗，證明可以促進血液循環(huán)，對于因血液循環(huán)不良引起的疾病治愈率達70%以上。日本譯村株式會社，采用印花技術(shù)生產(chǎn)的遠紅外紡織品，經(jīng)測定在人體正常體溫36下的熱輻射功率達6080mw，NANASAY公司生產(chǎn)的遠紅外纖維經(jīng)加工成遠紅外產(chǎn)品有內(nèi)褲、護腕、護膝、運動褲及床上有用品等，這類產(chǎn)品可以活化組織細胞，促進血液循環(huán)，增進新陳代謝，加強免疫力等功效。這類產(chǎn)品占目前日本市場紡織品銷售量20%。國內(nèi)這類遠紅外保健產(chǎn)品的開發(fā)研究，起步于90年代初期。先后研究開發(fā)了遠紅外纖維及其制品，或經(jīng)涂層和印花加工，制成內(nèi)衣、床上用品，但尚存在不少工藝技術(shù)問題，需

3、要深入探討。因此，我們通過開發(fā)研究，采用水性特種印花和非水性新型油墨印花與常溫下具有較高輻射能力的遠紅外材料相結(jié)合的絲網(wǎng)印花加工方法，使紡織品既有遠紅外保健效果，又有明顯的立體感或彈性膠感等外觀效果；同時要克服常規(guī)的水性印花的缺點和改進現(xiàn)有遠紅外印花的專利技術(shù)的不足。對于推動功能性紡織品的開發(fā)應用和印花工藝的科技進步，促進醫(yī)療科學和紡織科學相結(jié)合，提高人民的健康水平和保健意識，開拓市場和增加產(chǎn)品的附加值等方面都有意義和良好的社會效益和經(jīng)濟效益。1.試驗條件與測試方法1.1試驗用紡織品采用各類純棉、滌棉、化纖等布料、針織內(nèi)衣、護膝、護腿、護腕、護踝、護肘等，護腰帶、護腰腹帶、枕巾、電熱氈套、床單

4、等。1.2遠紅外輻射體材料采用的常溫型遠紅外輻體有氧化鋁系(A)、氧化鈦系(B)、復合型系(C)、粗粉體(D)、氧化鋯系(E)、納米級粉體(F)等。1.3粘合劑印花漿料采用國內(nèi)外現(xiàn)有各類型水性粘合劑、特種印花漿、非水性新型油墨及其它助劑、色涂料等。1.4試驗儀器設(shè)備印花臺板和制版感光配套設(shè)備，針織臺車和縫紉機設(shè)備，BZY-2型熱板式壓燙機，6000型遠紅外烘干機，ZBD型白度計，PT-303型紅外線測溫儀，織物厚度測試儀及色牢度試驗儀等。2.試驗內(nèi)容與結(jié)果分析2.1遠紅外輻射體性能測定結(jié)果及保健機理的初步分析2.1.1法向全發(fā)射率測試結(jié)果樣本的法向全發(fā)射率為0.88高于0.8的標準。2.1.2

5、相對能譜圖測試結(jié)果(圖1)2.1.3在波長525m范圍的法向比輻射率曲線(圖二)從上述試驗結(jié)果證明，我們選用的常溫型遠紅外輻射體微粉，在525微米波長范圍內(nèi)，其中815微米的法向米譜比輻射率平均達到0.830.88(又稱為法向全發(fā)射度達到8388%)，在相對能譜圖中，可見輻射能量集中在414m區(qū)間，正是人體能很好地吸收的遠紅外線區(qū)間，我們知道紅外線是波長為0.761000m電磁波，一般波長大于4m以上的叫遠紅外線。人體對于紅外輻射的反射、透射和吸收是有選擇性的，從圖3人體皮膚的反光譜曲線和圖4人體1mm皮膚的透射光譜曲線可見，在大于2m波段，反射率最高不超過10%，其中815m波段的輻射的約占

6、人體所放射全部輻射能量的46%。由于遠紅外線有較強的浸透力和輻射力，并且對人體會產(chǎn)生溫熱效應和共振效應，也就是說當紅外輻射很強時，可超過生物體的散熱能力而使被輻射體局部溫度上升，引起了溫熱感覺。同時，這使生物體分子能級被激化而處于較高振動能級。因此可將遠紅外熱能傳遞到人體皮下較深的部位。2.2各類遠紅外輻射體的篩選試驗遠紅外輻射體是屬金屬和非金屬的氧化物、氮化物及復合物等，在遠紅外波段有較高的吸收和發(fā)射率。由于這些物質(zhì)通常是顆粒較大，必須進行專門的篩選和微粉處理，才能達到使用要求。我們根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的遠紅外輻射體，進行了篩選及復配，其對比試驗結(jié)果如下表1所示。氧化鋁系(A)采用固相常溫氣流粉碎法

7、；氧化鈦系(B)采用液化相化學沉淀法生產(chǎn)； 復合型系(C)采用(A)和(B)型或其它型混合。 從表1結(jié)果看，各類遠紅外輻射體的輻射率較高，選用超細粉體A、B、C類均達到88%；粗粉體達75%；納米級粉體高達92%，其輻射能量均集中在人體吸收范圍(見圖一)。從實際使用效果來看，其中選用常溫型輻射能量大、白度好、超細粉、質(zhì)量穩(wěn)定、成本較低的氧化鈦系(B)和復合型系(C)以及納米級粉體(F)，這三類輻射材料較有實際意義和發(fā)展前途。其中如選用納米級粉體，因它的比表面積80 ，故實際使用量最低，但目前成本偏高。 2.3水性粘合劑的選擇及用量對比試驗結(jié)果(見表2)從表2試驗結(jié)果可見，水性粘合劑的升溫性在1

8、4之間，濃度高用量愈大，牢度較好。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，采用耐洗性好的特種粘合劑，其中選用No3和No56，不粘手反應性透明膠漿和白膠漿的組合和No910微膠囊型發(fā)泡漿的效果理想。不但有良好的保溫保健效果，而且具有明顯的彈性膠感和發(fā)泡立體感效果(發(fā)泡高度大于0.1mm，一般在0.5mm左右)耐洗性良好，經(jīng)洗滌50次后牢度仍保持3級或3級以上。我們通過反復實踐提出如下水性遠紅外特種印花產(chǎn)生基本處方： 遠紅外輻射體X%(選用輻射體B或C、F系，適量) 彈性膠漿型粘合劑80%0%(適量) 微囊發(fā)泡型粘合劑080%(適量) 合計 100%對沉降劑、乳化劑15%，色涂料05%(對上述漿料計)備注：按水

9、性遠紅外特種印花生產(chǎn)基本處方進行本項試驗粘合劑用量：用順序號a和b分別表示低、高、中濃度用量070%范圍內(nèi)。2.4非水性粘合劑的選擇及用量對比試驗結(jié)果。測定。粘合劑用量是：用順序號abc分別表示低、高、中濃度用量。 非水性粘合劑，我們主要選用了新型油墨(平面型)和新型發(fā)泡油墨(立體型)，它的主要成份是由高分子聚合的乙烯類化合物、色料、樹脂以及助劑等構(gòu)成，主要特點是無污染，不含水和不含任何揮發(fā)性溶劑，有利于環(huán)境保護，印花過程中，即使停片刻或過夜后再使用，也不會堵網(wǎng)，因此有利于產(chǎn)品的加工質(zhì)量穩(wěn)定性，手感柔軟，特別是色牢度和耐洗牢度比水性常規(guī)粘合劑好得多。這類新型油墨價格雖然高，但實際用量約是水性印

10、花漿的1312，故成本增加不多，由于它有明顯的優(yōu)點，在開發(fā)本項目高科技遠紅外保健新產(chǎn)品是完全可以接受的。一般用量應控制在3080%范圍內(nèi)，并注意各類漿料助劑的配伍性和操作順序。我們通過反復實踐，提出如下非水性遠紅外新型油墨印花生產(chǎn)基本處方：遠紅外輻射體X%(選用輻射體B或C、F系，適量)新型色料油墨70%0%(選用透明、白色和三原色組合、適量)新型發(fā)光油墨070%(選用微膠囊型發(fā)泡油墨，適量)防沉降助劑020%(適量)合計 100%乳化劑15(對上述漿料計)2.5遠紅外保健紡織品的批量生產(chǎn)情況我們在上述小樣條件對比試驗基礎(chǔ)上，提出了合理的工藝技術(shù)要求，在本單位針織印花試驗廠進行了共七批次的投產(chǎn)

11、試驗，主要產(chǎn)品有護膝，護腿、護踝、護腕、護肘等共864只；護腰帶、枕套、枕巾、床單等共172件。另外為本行業(yè)外單位加工遠紅外保健枕套504件以及技術(shù)服務等。試產(chǎn)工作順利，正品率可以達到98%，有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。3.臨床實驗應用與討論3.1遠紅外織物對細菌培養(yǎng)影響為了解本項目所提供的遠紅外織物對細菌有否抑菌作用，我們在細菌里，采用改良本實驗在臨床細菌室進行，由專業(yè)人員操作及記錄相對誤差小，可信性較強。本項實驗菌種選樣是：(1)根據(jù)金色葡萄球菌是人體體表最常見細菌，可作為革蘭氏陽性菌；(2)大腸桿菌分布廣泛，易被人體接觸，可作為革蘭氏陰性菌，白色念球菌是人體表較常見的條件性致病真菌，可作

12、為真菌代表；(3)根據(jù)遠紅外線主要通過輻射形式作用物體，具能穿透人體皮膚35cm的特征，選取人體皮膚粘膜常見或易接觸的菌種測試較為適合。通過本項實驗，其結(jié)果表明：本項目所提供的遠紅外織物對某些細菌具有一定抑菌作用。3.2遠紅外織物外敷料對傷口生長影響根據(jù)遠紅外線能調(diào)節(jié)代謝，改善免疫功能，促進血液循環(huán)的特征。廣醫(yī)一附院自1997年5月至10月，在臨床上應用同廣州市紡織工業(yè)研究所提供的遠紅外織物作為附加外敷料用于手術(shù)傷口及外傷性創(chuàng)面的外敷治療，臨床資料顯示遠紅外織物具有降低傷口局部感染率，促進傷口愈合，減少傷口疤痕增生等作用。遠紅外織物敷料，是利用遠紅外線的特性使傷口創(chuàng)面局部溫熱反應，為傷口創(chuàng)面的良好愈合造就良好的局部條件，有利于傷口創(chuàng)面肉芽生長，縮短愈合時間，同時有抑菌作用，減低創(chuàng)面感染率、提高傷口創(chuàng)面愈合質(zhì)量，有著實用價值。3.3遠紅外織物用于慢性勞損及退變有關(guān)疾患的療效觀察。遠紅外織物由于能把人體熱能充分利用，以輻射形式作用于人體，使之局部產(chǎn)生溫熱效應，從而改善局部血液，增加新陳代謝，提高局部抗寒能力。因此，很適