青島大學                  武紹學  

北京潔爾爽高科技有限公司   商成杰

                                          

          摘要：本文介紹了負離子和遠紅外線產生的原理，負離子遠紅外保健品的功效及其整理劑      的研制過程和整理工藝。結論是該功能織物是一種有發展潛力的功能紡織品

 

一、前言

在當今時代，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的責任和美德。人類對健康的理念已由過去的有病求醫治療發展到現在的積極預防，醫療保健意識已經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。從上世紀90年代開始，國際上便開始了負離子遠紅外紡織品的研究與開發。負離子遠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動與皮膚的摩擦加速負離子的發射,在皮膚與衣服間形成一個負離子空氣層,消除了氧自由基對人體健康的多種危害,使人體體液呈弱堿性,從而使細胞活化,促進新陳代謝,起到了凈化血液、清除體內廢物、抑制心血管疾病等作用。此外,負離子材料的永久電極還能夠直接對皮膚產生微弱的刺激作用,調節植物神經系統,消炎鎮痛,提高免疫力,對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射遠紅外的物質，從而使紡織品在3-15μm波長范圍遠紅外線發射率明顯提高。遠紅外線易被人體所吸收，人體吸收后，不僅使皮膚的表層產生熱效應，而且還可以通過分子產生共振作用，引起皮膚深部組織的自身發熱。這種作用的產生可刺激細胞活性，改善血液的微循環，提高機體免疫能力，起到一系列的醫療保健效果。北京潔爾爽高科技有限公司在納米遠紅外負離子粉SL-900和負離子遠紅外保健漿SL-970的基礎上研制成功了負離子遠紅外保健整理劑JLSUN888，經過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，可開發多種醫療保健紡織產品。

二、負離子遠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。習慣上又將其分成近紅外線、中紅外線和遠紅外線三段，一般將波長范圍在4-1000um之間的紅外線稱為遠紅外線。大自然中的任何物體在絕對零度以上時都會吸收或輻射電磁波。輻射是由于物體吸收熱能或本身發熱使分子或原子激發后，為了消除能量不均衡而使能量轉移的一種過程。在紅外輻射波段中，當分子中的原子或原子團從高能量的振動狀態轉變到低能量的振動狀態時，會發生2.5-25um的遠紅外輻射。如果輻射源是由分子的轉動特性改變所引起的輻射，則發生大于25um的遠紅外輻射。研究表明：振動光譜的能量約為轉動光譜能量的100倍。2.5-25um為高載能波，特別是8-15um波段的遠紅外線，具有較好的應用價值。

人體是一天然的紅外發射源，其輻射頻帶很寬。無論膚色如何，活體皮膚的發射率為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%。根據基爾霍夫定律可知，人體同時又是良好的紅外吸收體，吸收波長以8-14um為主。紅外輻射吸收的機理是光譜匹配共振吸收，即當輻射源的輻射波長與被輻射物的吸收波長相一致時，該物體就吸收大量的紅外輻射。遠紅外線的生物效應是由于紅外線的頻率與構成生物體細胞的分子、原子間的振動頻率一致，所以其能量易被生物體細胞吸收，使分子內的振動加大，活化組織細胞，促進血液循環，加速新陳代謝。此外，紅外輻射還能使生物體分子產生共振吸收效應，在紅外光子作用下，使物體的分子能級被激發而處于較高能級，這便改變了核酸蛋白質等生物大分子的活性，從而發揮其調節機體代謝，改善微循環，提高免疫能力等作用。

負離子空氣對人體健康和環境的影響主要表現在以下幾個方面:

根據國內外資料介紹負離子具有清新空氣,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) 負離子空氣是對人體健康非常有益的一種物質。當人們通過呼吸將負離子空氣送進肺泡時,能刺激神經系統產生良好效應,經血液循環把所帶電荷送到全身的組織細胞中,能改善心肌功能,增強心肌營養和細胞代謝,減輕疲勞,使人精力充沛,提高免疫能力,促進健康長壽。

(2) 水合羥基離子(H3O2 ) - 通過呼吸進入人體后,能調整血液酸堿度,使人的體液變成弱堿性。弱堿性體液能活化細胞,增加細胞滲透性,提高細胞的各種功能,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; 提高氧氣轉化能力,加速新陳代謝,恢復或減輕疲勞,使人心情舒暢、身體放松,并產生理療治愈作用。

(3) 活化腦內荷爾蒙β2內啡肽,具有安定自律神經,控制交感神經,防止神經衰弱,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,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。

負離子對人體的健康作用早已被醫學界證實,也越來越被廣大消費者所認知。充滿負離子的空氣，對支氣管炎、冠心病、腦血管病、心絞痛、神經衰弱、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中選擇出“健康·環保” 的負離子材料、并將其超微粉體加工制成納米負離子遠紅外粉SL-900（D50=50-100nm，粒徑越小，產生負離子和輻射遠紅外線的能力越大），并成功地應用于化學纖維生產上。同時又將納米負離子遠紅外粉后處理，進一步加工成負離子遠紅外漿SL-970，并開發出在織物上固著天然礦物質的整理技術。研制出了適合天然纖維的負離子整理劑SLM。在此基礎上考慮到不同的材料的晶格振動不同，所以表現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紅外發射率的遠紅外輻射體，并經過改性，在其分子結構上接枝可與羥基、胺基反應的活性基團，研制成功了負離子遠紅外保健整理劑JLSUN888。該產品由A、B兩組分構成， 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、對人體安全。經JLSUN888整理后的面料具有改善空氣環境、促進人體健康的作用，適用于、內衣、室內裝飾物、床上用品和保健醫療用品。

1．負離子遠紅外保健整理劑JLSUN888具有以下特點：

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

(2)負離子遠紅外保健整理劑是以單分子狀態通過化學鍵和纖維結合，使得制品的手感較好，加工過程順利。

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

2．.負離子遠紅外保健面料的整理工藝

負離子遠紅外保健整理劑JLSUN888可以用于純棉、絲、毛、粘膠、麻的遠紅外保健整理。工藝設計中織物含有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等設備來完成，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→浸漬負離子遠紅外整理劑JLSUN888A（4% o.w.f，60-65℃×30-40分鐘，）-→放殘液 →浸漬負離子遠紅外整理劑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織物負離子遠紅外整理。

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：

1）浸軋法難以操作，一般降強為30%；浸漬法對強力影響很小，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， 則嚴重降強.

3）浸軋JLSUN888A、烘干后，不能長時間堆置，要盡快浸軋JLSUN888B，否則嚴重降低織物的強力.

 4) 浸軋JLSUN888B時，可與柔軟劑SCG同浴進行。若使用其他牌號的柔軟劑，請先進行JLSUN888B、柔軟劑同浴穩定性實驗。也可以在拉幅工序中加入柔軟劑

三、負離子遠紅外整理織物的功效

   經過JLSUN888整理的負離子遠紅外保健織物可用來開發保健蓄熱產品，醫療用品等，如內衣、貼身保暖服、床罩、床單、毛毯等床上用品，坐墊、護膝、腰帶、抗菌防臭保健鞋襪和電熱制品等一系列產品，它具有以下功能：

（1）保溫功能：傳統服裝的保暖作用是通過阻止人體的熱量向外散失而達到保溫的，如棉絮、羽絨等，而遠紅外整理劑JLSUN888除上述作用外，還可以吸收外界的能量（如太陽能、人體向外散發的能量）并儲存起來，再向人體反饋，從而使人體有溫熱感，一般可使人的體感溫度升高1-3℃。

（2）醫療保健作用：一般遠紅外織物的遠紅外發射率達到80%時就已經能起到良好的保健作用。經國家紅外產品質量監督檢測中心、天津大學采用美國5DX傅立葉變換紅外光譜儀測試證明，JLSUN888遠紅外保健織物在8-15um遠紅外波段的發射率為85%。

（3）抗菌防臭作用：JLSUN888負離子遠紅外保健整理的織物有明顯的抑菌防臭作用，經中國人民解放軍衛生檢測中心、中國預防醫學科學院、日本紡織檢查協會、ITS等國內外權威檢驗單位測試：該產品對淋球菌、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，并且經過50次洗滌后仍具有高效的抑菌防臭作用。經過100多名不同年齡的男女志愿者近一年的人體穿著試驗表明，該產品手感柔軟，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療保健效果。

（4）負離子保健作用：經過北京勞動保護研究所測試證明：JLSUN888負離子遠紅外保健整理織物有明顯的受激產生負離子作用，可增加負離子75000個/dm3。

四、結論

    負離子遠紅外整理劑JLSUN888能夠和織物以鍵合的方式結合，改變了某些同類產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,遠紅外發射率高，負離子濃度大，從根本上解決了天然織物負離子遠紅外整理這一重大課題。具有良好的保健、保暖功效和特殊醫療作用，是一種有發展潛力的功能紡織品。