远红外纳米粉,抗紫外线吸收剂,抗菌除臭整理剂,纺织防螨助剂,香味加工剂.docx

纳米远红外加工剂FRN396
远红外线的频率与构成生物体细胞的分子的振动频率相近，其能量易被生物细胞吸收，使分子内的振动加大，活化组织细胞，促进血液循环，调节机体代谢，加速新陈代谢, 增加免疫功能，增加微循环血流量，有很好的温热疗效等作用。 纳米远红外整理剂FRN396为纳米远红外陶瓷粉与成膜性良好的阳离子聚合物的特殊加工剂，适用于棉、毛、腈/毛、T/C等织物的远红外整理，经其处理后的织物可以吸收外界的能量，再向人体反馈发射远红外线，使体感温度上升，从而使人体有温热感。多家权威检测机构一致证明: FRN396整理后的织物远红外发射率高达85%，具有很好的保暖性，并且具有良好的耐久性，洗涤60次后远红外发射率高达84%，对人体安全，对皮肤无刺激、透气舒适。
HERST公司主要产品有：防紫外整理剂、抗紫外线整理剂、抗菌整理剂、抗菌助剂、纺织抗菌剂、纳米银抗菌处理剂、吸湿排汗整理剂、吸汗速干加工剂、纳米香味微胶囊整理剂、香味加工剂、织物面料抗菌剂、纳米维生素微胶囊加工剂、阻燃整理剂、防火整理剂、纺织阻燃剂、阻燃涂层胶剂、阻燃助剂、甲壳素整理剂、防螨抗菌整理剂、抗菌防霉防螨整理剂、皮革防霉抗菌剂、防霉整理剂、抗静电整理剂、防静电剂、防蚊加工剂、防虫加工剂、防油防水整理剂，含氟拒油拒水防污整理剂、芦荟丝素胶原保湿剂、无甲醛免烫整理剂、纳米银抗菌剂、羽绒抗菌除臭剂、纺织品防霉剂、纳米负离子加工剂、纳米远红外加工剂、远红外负离子发生剂、高发泡印花浆、珠光印花浆、金粉印花浆、银粉印花浆、仿活性印花粘合剂、富锗整理剂、天然物(丝素蛋白、绿茶、艾蒿、卵磷脂、仙人掌)整理剂、舒适性（凉感、调温、唐辛子暖感、自发热）整理剂等精细化工产品。韩笑

远红外保健纺织品的开发研究和应用

广州市纺织工业研究所 李达才 刁伟军 杨建国

广州医学院第一附属医院 卢永辉 刘宇平

【摘要】本文总结了采用远红外辐射体与特种印花和新型油墨印花相结合的丝网印花加工方法的新工艺技术，使纺织品不但有明显的远红外保健效果，能有效地局部改善人体的各种有关症状，而且有特种印花的立体感、弹性胶感等外观效果。这对于提高产品的附加值、推动远红外保健产品的广泛应用、提高人民的健康水平，均有现实意义。

【关键词】远红外线辐射体 发射率(辐射率) 特种印花 新型油墨印花 保健纺织品 应用

0.前言
远红外保健纺织品是国际上九十年代高新技术产品之一。日本研究得最早，日本大东纺织株式会社在1987年之前就开发了远红外保健产品，经东京慈会医科大学的临床实验，证明可以促进血液循环，对于因血液循环不良引起的疾病治愈率达70%以上。
日本译村株式会社，采用印花技术生产的远红外纺织品，经测定在人体正常体温36℃下的热辐射功率达60～80mw，NANASAY公司生产的远红外纤维经加工成远红外产品有内裤、护腕、护膝、运动裤及床上有用品等，这类产品可以活化组织细胞，促进血液循环，增进新陈代谢，加强免疫力等功效。这类产品占目前日本市场纺织品销售量20%。
国内这类远红外保健产品的开发研究，起步于90年代初期。先后研究开发了远红外纤维及其制品，或经涂层和印花加工，制成内衣、床上用品，但尚存在不少工艺技术问题，需要深入探讨。
因此，我们通过开发研究，采用水性特种印花和非水性新型油墨印花与常温下具有较高辐射能力的远红外材料相结合的丝网印花加工方法，使纺织品既有远红外保健效果，又有明显的立体感或弹性胶感等外观效果；同时要克服常规的水性印花的缺点和改进现有远红外印花的专利技术的不足。对于推动功能性纺织品的开发应用和印花工艺的科技进步，促进医疗科学和纺织科学相结合，提高人民的健康水平和保健意识，开拓市场和增加产品的附加值等方面都有意义和良好的社会效益和经济效益。
1.试验条件与测试方法
1.1试验用纺织品
采用各类纯棉、涤棉、化纤等布料、针织内衣、护膝、护腿、护腕、护踝、护肘等，护腰带、护腰腹带、枕巾、电热毡套、床单等。
1.2远红外辐射体材料
采用的常温型远红外辐体有氧化铝系(A)、氧化钛系(B)、复合型系(C)、粗粉体(D)、氧化锆系(E)、纳米级粉体(F)等。
1.3粘合剂印花浆料
采用国内外现有各类型水性粘合剂、特种印花浆非水性新型油墨及其它助剂、色涂料等。
1.4试验仪器设备
印花台板和制版感光配套设备，针织台车和缝纫机设备，BZY-2型热板式压烫机，6000型远红外烘干机，ZBD型白度计，PT-303型红外线测温仪，织物厚度测试仪及色牢度试验仪等。
2.试验内容与结果分析
2.1远红外辐射体性能测定结果及保健机理的初步分析
2.1.1法向全发射率测试结果样本的法向全发射率为0.88高于≥0.8的标准。
2.1.2相对能谱图测试结果(图1)

2.1.3在波长5～25μm范围的法向比辐射率曲线(图二))

从上述试验结果证明，我们选用的常温型远红外辐射体微粉，在5～25微米波长范围内，其中8～15微米的法向米谱比辐射率平均达到0.83～0.88(又称为法向全发射度达到83～88%)，在相对能谱图中，可见辐射能量集中在4～14μm区间，正是人体能很好地吸收的远红外线区间，我们知道红外线是波长为0.76～1000μm电磁波，一般波长大于4μm以上的叫远红外线。人体对于红外辐射的反射、透射和吸收是有选择性的，从图3人体皮肤的反光谱曲线和图4人体1mm皮肤的透射光谱曲线可见，在大于2μm波段，反射率最高不超过10%，而透射率也最少，远红外区基本上被人体表面皮肤所吸收。

图三人体皮肤的反射光谱
图四1mm皮肤的光谱透射

图五人体组织温度与红外国辐射时间的关系1.皮面；2.皮下2mm；3.皮下4mm；4.皮下8mm
人体表面辐射的远红外波长在2.5～25μm范围，峰值为9.35～9.50μm，其中8～15μm波段的辐射的约占人体所放射全部辐射能量的46%。由于远红外线有较强的浸透力和辐射力，并且对人体会产生温热效应和共振效应，也就是说当红外辐射很强时，可超过生物体的散热能力而使被辐射体局部温度上升，引起了温热感觉。同时，这使生物体分子能级被激化而处于较高振动能级。因此可将远红外热能传递到人体皮下较深的部位。
2.2各类远红外辐射体的筛选试验
远红外辐射体是属金属和非金属的氧化物、氮化物及复合物等，在远红外波段有较高的吸收和发射率。由于这些物质通常是颗粒较大，必须进行专门的筛选和微粉处理，才能达到使用要求。我们根据国内现有的远红外辐射体，进行了筛选及复配，其对比试验结果如下表1所示。
表1

细度(μ)

白度(%)
升温性
法向比辐射率(%)
灯照
灯灭
氧化铝系(A)
≤
84.6
52
42
88
氧化铝系(B)
≤5
94.4
54
42
88
复合型系(C)
≤15
92.0
53
42
88
粗粉体(D)
≤80
82.1
54
43
75
氧化锆(E)
≤15
89.8
52
41
83
纳米级粉体(F)
＜0.035
92.2
53
41
92
备注：升温性试验，灯照时间20min，灯灭时间30s，PT-303型红外线测温仪。
氧化铝系(A)采用固相常温气流粉碎法；氧化钛系(B)采用液化相化学沉淀法生产；
复合型系(C)采用(A)和(B)型或其它型混合。
从表1结果看，各类远红外辐射体的辐射率较高，选用超细粉体A、B、C类均达到88%；粗粉体达75%；纳米级粉体高达92%，其辐射能量均集中在人体吸收范围(见图一)。从实际使用效果来看，其中选用常温型辐射能量大、白度好、超细粉、质量稳定、成本较低的氧化钛系(B)和复合型系(C)以及纳米级粉体(F)，这三类辐射材料较有实际意义和发展前途。其中如选用纳米级粉体，因它的比表面积＞80／ｇ，故实际使用量最低，但目前成本偏高。
2.3水性粘合剂的选择及用量对比试验结果(见表2)
从表2试验结果可见，水性粘合剂的升温性在1～4℃之间，浓度高用量愈大，牢度较好。在保证产品质量的前提下，采用耐洗性好的特种粘合剂，其中选用No3和No5～6，不粘手反应性透明胶浆和白胶浆的组合和No9～10微胶囊型发泡浆的效果理想。不但有良好的保温保健效果，而且具有明显的弹性胶感和发泡立体感效果(发泡高度大于0.1mm，一般在0.5mm左右)耐洗性良好，经洗涤50次后牢度仍保持3级或3级以上。
我们通过反复实践提出如下水性远红外特种印花产生基本处方：
远红外辐射体X%(选用辐射体B或C、F系，适量)
弹性胶浆型粘合剂80%～0%(适量)
微囊发泡型粘合剂0～80%(适量)
合计 100%
对沉降剂、乳化剂1～5%，色涂料0～5%(对上述浆料计)
表2
粘合剂
用量(%)
升温性(℃)
耐洗性(级)
皂洗牢度(级)
摩擦牢度(级)
灯照
灯灭
洗前
洗10次
洗50次
变色
沾色
干摩
湿摩
No1高力固浆
25
2
1～2
4～5
2～3
2～3
4～5
4～5
2～3
1～2
50
2
1～2
4～5
3～4
3
4～5
4～5
2～3
3
No2KG 101常州
25
2
1～2
3～4
3
2～3
3～4
4～5
3
2
50
2
2
4
3
3
4
4～5
4
3
No3透明胶浆*
a
1
1
4～5
4
4
4～5
4
3
4
b
1
1
4～5
4～5
4
4～5
4～5
3
4～5
No4透明浆(江山)
a
1
1
4～5
3
2～3
4～5
4～5
4～5
1～2
b
1
1
4～5
4～5
3
4～5
4～5
2
3
No5白胶浆*
a
4
2
4～5
4～5
4
4～5
4～5

2～3
2
b
3
2
4～5
4～5
4
4～5
4～5
3
2～3
No6白胶浆(台湾)
a
2
2
4～5
4～5
3
4～5
4～5
3
2～3
b
4
2
4～5
4～5
3
4～5
4～5
3
4
No7白胶浆(东莞)
a
4
3
4～5
3～4
3
4～5
4～5
2
1
b
2
3
4～5
3～4
3
4～5
4～5
2
1
No8白胶浆(江山)
a
3
2
4～5
4～5
3
4～5
4～5
1～2
1～2
b
2
1.5～2
4～5
4～5
3～4
4～5
4～5
2～3
2～3
No9发泡浆**
a
1
2
4～5
3～4
3
4～5
4～5
1～2
1～2
b
1
2
4～5
3～4
3
4～5
4～5
2
2
No10发泡浆**
a
3
2
4～5
4～5
3
4～5
4～5
2～3
2～3
b
2
2
4～5
4～5
3～4
4～5
4～5
3
3
单项评定或参考指标
1
3
3
3
2
注；*反应性粘合剂，**微胶囊型粘合剂
备注：①按水性远红外特种印花生产基本处方进行本项试验
②粘合剂用量：用顺序号a和b分别表示低、高、中浓度用量0～70%范围内。
2.4非水性粘合剂的选择及用量对比试验结果。
表4

号

油墨

油墨用量
皂洗牢度(级)
耐洗性(级)
摩擦牢度(级)
升温性(℃)
刷洗牢度(级)
变色
沾色
洗前
洗50次
干摩
湿摩
灯照
灯灭
1
新型油墨(蓝色)
a低浓度
4
4～5
4
3～4
3～4
4～5
3
3～4
3～4
2
新型油墨(蓝色)
b高浓度
4～5
4～5
4～5
4
3～4
4～5
1
2
3～4
3
新型油墨(黄色)
b高浓度
4～5
4～5
4～5
3～4
3
3
4
3～4
3
4
新型白色发泡油墨
c中深度
4～5
4～5
4～5
3～4
4～5
4
1
1
3
5
新型透明发泡油墨
c中浓度
4～5
4～5
4～5
3～4
4～5
4
1
1
3
单项评定或参考指标
3
3
3
3
2
1
2
备注：①按非水性远红外新油墨印花生产基本处方进行本项试验，按国家牢度标准方法测定。
②粘合剂用量是：用顺序号abc分别表示低、高、中浓度用量。
远红外保健护膝产品辐射率测试结果(表5)

法向比辐射(中心波长、带宽1μm)
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
洗前
83
81
81
80
80
79
80
80
洗50次
85
84
84
83
83
82
83
83
备注：上述数据由中国科学院红外物理开放实验室测定。。
非水性粘合剂，我们主要选用了新型油墨(平面型)和新型发泡油墨(立体型)，它的主要成份是由高分子聚合的乙烯类化合物、色料、树脂以及助剂等构成，主要特点是无污染，不含水和不含任何挥发性溶剂，有利于环境保护，印花过程中，即使停片刻或过夜后再使用，也不会堵网，因此有利于产品的加工质量稳定性，手感柔软，特别是色牢度和耐洗牢度比水性常规粘合剂好得多。这类新型油墨价格虽然高，但实际用量约是水性印花浆的1／3～1／2，故成本增加不多，由于它有明显的优点，在开发本项目高科技远红外保健新产品是完全可以接受的。一般用量应控制在30～80%范围内，并注意各类浆料助剂的配伍性和操作顺序。
我们通过反复实践，提出如下非水性远红外新型油墨印花生产基本处方：
远红外辐射体X%(选用辐射体B或C、F系，适量)
新型色料油墨70%～0%(选用透明、白色和三原色组合、适量)
新型发光油墨0～70%(选用微胶囊型发泡油墨，适量)
防沉降助剂0～20%(适量)
合计 100%
乳化剂1～5(对上述浆料计)
2.5远红外保健纺织品的批量生产情况
我们在上述小样条件对比试验基础上，提出了合理的工艺技术要求，在本单位针织印花试验厂进行了共七批次的投产试验，主要产品有护膝，护腿、护踝、护腕、护肘等共864只；护腰带、枕套、枕巾、床单等共172件。另外为本行业外单位加工远红外保健枕套504件以及技术服务等。试产工作顺利，正品率可以达到98%，有较好的社会效益和经济效益。
3.临床实验应用与讨论
3.1远红外织物对细菌培养影响
为了解本项目所提供的远红外织物对细菌有否抑菌作用，我们在细菌里，采用改良Quinn氏测试法测试，其结果分析与讨论如下：

金色葡萄球菌
大肠杆菌
白色念珠菌

菌落数

抑菌率(%)
菌落数
抑菌率(%)
菌落数
抑菌率(%)
单(对照)
28
0
19
0
12
0
双(测试)
11
60.7
12
36.8
11
8.3
3.1.1讨论
本实验在临床细菌室进行，由专业人员操作及记录相对误差小，可信性较强。本项实验菌种选样是：(1)根据金色葡萄球菌是人体体表最常见细菌，可作为革兰氏阳性菌；(2)大肠杆菌分布广泛，易被人体接触，可作为革兰氏阴性菌，白色念球菌是人体表较常见的条件性致病真菌，可作为真菌代表；(3)根据远红外线主要通过辐射形式作用物体，具能穿透人体皮肤3～5cm的特征，选取人体皮肤粘膜常见或易接触的菌种测试较为适合。
通过本项实验，其结果表明：本项目所提供的远红外织物对某些细菌具有一定抑菌作用。
3.2远红外织物外敷料对伤口生长影响
根据远红外线能调节代谢，改善免疫功能，促进血液循环的特征。广医一附院自1997年5月至10月，在临床上应用同广州市纺织工业研究所提供的远红外织物作为附加外敷料用于手术伤口及外伤性创面的外敷治疗，临床资料显示远红外织物具有降低伤口局部感染率，促进伤口愈合，减少伤口疤痕增生等作用。
远红外织物敷料，是利用远红外线的特性使伤口创面局部温热反应，为伤口创面的良好愈合造就良好的局部条件，有利于伤口创面肉芽生长，缩短愈合时间，同时有抑菌作用，减低创面感染率、提高伤口创面愈合质量，有着实用价值。
3.3远红外织物用于慢性劳损及退变有关疾患的疗效观察。
远红外织物由于能把人体热能充分利用，以辐射形式作用于人体，使之局部产生温热效应，从而改善局部血液，增加新陈代谢，提高局部抗寒能力。因此，很适合用于慢性劳损、退行性变的有关疾患的局部治疗。采用本项目所提供的远红外织物，裁制成腰围、颈围、护肩、护膝等多种形式的品种，交病人佩带，自我调节治疗时间，治疗相关疾患，得到一定疗效。其疾患包括：腰椎间般突出症、腰肌劳损，颈椎病(神经根型，血管型)肩周炎、慢性结肠炎、习惯性便秘，膝关节退行变等等，病人经治疗后普遍反应疼痛症状减轻，关节活动度增加，局部有温暖舒服感等，但尚未发现有引致不良反应的现象。