(一)远红外纤维
人体吸收远红外线的最佳波长为9.6μm,而陶瓷粉末等整理剂辐射远红外线的波长在2~18μm,并且辐射功率发射密度为0.04W/cm2,比人体吸附辐射功率密度(0.03W/cm2)略高,说明整理后纺织品辐射的远红外线与人体协调很好,可被人体全部吸收,使纺织品具备了促进血液循环、调节新陈代谢、提高细胞活性的保温保健功能。
远红外物质吸收太阳光中的远红外线,并将其转化为自身的热能储存起来,而且还能不断地向外发射远红外线,当人体皮肤遇到远红外物质发射出的远红外线时,会发生与共振运动相似的情况,吸收远红外线并使运动进一步激化,转化为自身的热能,皮肤表面温度相应升高,产生了保温作用。
人体的血液循环系统具有向人体各器官输送氧气和养料,并带走废弃物的作用,因此保持人体的血液循环系统畅通是维持人体健康的一个重要因素。远红外纺织品就是利用远红外线的频率与构成生物体细胞的分子及原子间振动频率一致的原理,当远红外线作用于皮肤时,其能量易被生物细胞吸收,使分子内的振动加大,活化细胞,引起温度升高,血管扩张,血液黏度降低,使血液循环特别是微循环加速,加强细胞的再生能力,加速机体有害物质的排泄,促进新陈代谢。远红外纤维有以下几种。
1.远红外陶瓷微粉纤维
采用元素周期表中第Ⅲ、第Ⅴ周期中的一种或几种氧化物混合而成的远红外陶瓷粉,如MgO—Al2O3—CaO,TiO2—SiO2—Cr2O3,Fe2O3—MnO2—SiO2—ZrO2等,在环境温度为20~50℃时具有较高的光谱发射率,是一种理想的材料。研究还表明,由两种或多种化合物的混合物构成的远红外陶瓷粉,有时具有比单一物质更高的比辐射率。
织物可通过涂层或浸轧由远红外陶瓷微粉、黏合剂和添加剂组成的整理液,也可采用共混纺丝法,把远红外陶瓷微粉添加到纺丝原液中,纺出含有远红外陶瓷微粉的纤维,再制成织物。
采用第一种方法制作高档远红外毛织物时,整理前先用苛性钠水溶液使毛纤维鳞片层润滑,能有效地吸附远红外陶瓷微粉,温度下降、鳞片复原时远红外陶瓷微粉被封入毛纤维内,提高毛织物的质量和性能。
日本钟纺合纤公司新推出Ionsafe腈纶,其中特种陶瓷粉被揉入、分散于纤维中,因此有半永久性功能,即使经染色及反复水洗,该陶瓷粉也不会流失,还可持续产生负离子,用于服装、床上用品、装饰织物及非织造布。
2.海藻碳远红外纤维
将海藻碳化得到海藻碳,粒径仅0.4μm,把其加入聚酯纺丝原液中,制成海藻碳远红外纤维。当织物中含海藻碳纤维达到15%~30%时,就能获得充分的辐射效果,且海藻碳价格便宜,织物成本低。
3.石墨烯材料
石墨烯是一种新型碳纳米结构材料,是一种二维层状、单原子厚度的碳单质,由sp2杂化的碳原子在二维平面上有序排列而成。独特的结构赋予了石墨烯优异的电学、光学、力学和热学性能。胡希丽等以石墨烯纳米片作为功能整理剂,水溶性聚氨酯为黏合助剂,通过复配液整理法对棉织物进行改性整理获得功能织物,结果表明,石墨烯改性棉织物的远红外发射率明显提高,经3次处理后其远红外发射率达0.911,比市面上已有的远红外发射纺织品的发射率还高。(www.daowen.com)
(二)负离子纤维
负离子纤维作为一种新型功能性纤维,因其环保和保健功效受到人们的关注。负离子多为氧离子和水合羟基离子等,可以被人体皮肤穴位吸收,或呼吸吸收。人们身处负离子含量比较丰富的环境中时,会感到心情舒畅。负离子还可对人们的身心和生活环境起到保健优化作用:释放并提供给人体所需微量元素,净化血液,使血液新陈代谢能力提高;抵抗细菌,提高血液中丙种球蛋白的含量;发射生物波的功能较强,改善微循环,抵抗衰老;净化水质,去除臭味及异味;防静电,保护环境等。所以,又称它为“空气中的维生素”。
1.森林浴纤维
这类产品把森林树木挥发的成分萜烯化合物微胶囊化,再附着于纤维或纺织品上。森林浴纤维经摩擦、碰撞后微胶囊释放出香气及负离子,使人感到空气新鲜、心情愉快,还可消除周围的气味。
日本流行的“森林浴”,是将从树木中提取的萜烯类物质加工成整理剂,整理地毯、窗帘、睡衣、床单、被套等织物,这些织物会使房间内充满林木清香的自然气息,产生“森林浴”效果。
2.炭粉印花纺织品
将柏树炭微粒化(10~20μm)后加黏合剂,在棉布上以水墨画、书法等艺术形式进行印花,制成被套、窗帘等产品。这种炭粉具有产生负离子效果的特点,还具有抗菌、消臭作用。
3.电气石改性
电气石,又名奇冰石,是一种含硼及成分复杂的硅酸盐矿物,其表面有众多极性基团——羟基。将超细负离子粉末直接应用于聚丙烯或聚酯基体,由于超细粉末表面能大,与聚合物基质不浸润,容易凝聚,采用钛酸酯修饰电气石粉,可达到较优质的纺丝效果。电气石改性方法包括表面包覆修饰与表面化学修饰。表面包覆修饰是钛酸酯通过黏附力、氢键包覆在电气石粉体的表面,隔绝了极性的电气石颗粒间的直接接触。当电气石粉体和钛酸酯按一定比例混合,在搅拌器的作用下,钛酸酯通过氢键、静电引力和范德瓦耳斯力吸附在粉体表面,形成有序的混合体,固定或成膜包覆在粉体的表面,甚至形成多层包覆,使颗粒表面呈现与聚酯类似的性质,增大了其在聚酯中的分散性。表面化学修饰则是利用有机官能团与无机粉体表面进行化学反应或化学吸附进行的修饰。钛酸酯偶联剂中的醚键能与电气石粉体表面的羟基反应生成共价键,偶联剂分子另一端的三个结构单元能与有机聚合物发生化学作用或物理缠结。
极性矿物表面带电,具有一定的抗菌、净化和产生负离子能力,用稀土激活方法制造的新材料不仅具有优良的抗菌、净化空气功能,还具有产生负离子的优良功能。
北京洁尔爽高科技有限公司在纳米远红外负离子粉SL-900和负离子远红外保健浆JL⁃SUN700的基础上研制了的远红外整理剂JLSUN777和负离子远红外整理剂JLSUN888,具有良好的保健作用,良好的手感和牢度,可开发多种医疗保健纺织产品。
2016年日本Komatsu.Seiren公司采用后整理技术,成功开发出在织物上固着天然矿物质的技术,这些矿物质可以产生负离子,使人心情愉悦、神清气爽。此外,日本还有清纺公司、东丽纺织公司和Komatsu.Seiren公司也分别开发和设计出具有负离子发射功能的“IONAGE”“Aquaheal”“Verbano”纺织产品。
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