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磁性印花織物的開發與應用

發布時間:2014/04/03

                               王興福    北京潔爾爽高科技有限公司  技術中心主任高級工程師

  馬樹勝    天津印染廠有限公司印花廠        總經理

摘要:本文闡述了磁療對身體的保健作用,對磁性印花織物的開發和加工工藝等有關技術做了介紹,并對磁性印花織物的應用拓展提出了看法。

                                                                                                  前            言

近來多種磁療紡織品不斷投放市場,人們對磁療的認識逐步深入,磁療的方法也有了很大發展,各種各樣的磁療器具也應運而生。磁場可用于治療多種疾病,如高血壓、高血脂、神經性頭痛、神經衰弱、面肌痙攣、支氣管炎、腸炎、潰瘍病、頸椎病、腰腿痛、急性腰扭傷、腰肌勞損、膽絞痛、膽道結石、尿路結石、鼻炎、皮炎、靜脈炎等。隨著社會的進步和人們生活質量的不斷提高,保健成為人民追求的時尚。由于磁性纖維面料的出現,改變了磁療產品基本都是紡織品固定磁石,穿著笨重;不舒適和磁場分布不均勻的局限性,磁性紡織品得到消費者的廣泛認可。磁性面料具有輕薄、柔軟、磁性分布均勻等特點,對人體的健康保健起到了保駕護航的作用。

雖然磁性纖維面料具有以上的特點,但是它有局限性,就是它只能基于合成纖維,不能用于天然纖維。磁性纖維的制造工藝是在合成纖維的融融紡絲過程中將磁性材料添加到纖維母粒中,加工成帶有磁性的合成磁性纖維。而現在消費者崇尚自然生態,純棉織物是被人們首選的紡織品,如何讓純棉織物帶有磁性,是人們探討的課題。北京潔爾爽高科技有限公司經過長期研究開發出了純棉磁性印花紡織品,使磁性纖維的使用范圍更加廣泛,滿足了不同消費者的各種要求。該技術已經申請了國家發明專利。

隨著印染技術的迅猛發展,紡織涂料印花產品在不斷推陳出新,不僅在服用性、牢度,品種開發方面有所進展,同時功能整理技術和涂料印花相結合的課題也得到了人們的普遍重視。在諸多印花工藝中,涂料印花生產工藝簡單,色澤鮮艷,花紋清晰,節能節時,對環境的影響小,而且對印制織物種類限制小,色光易于調整和控制,應用廣泛,是目前裝飾布料和小花型面料的首選工藝,在傳統印花工藝中最具發展前景。

 

  • 磁療保健作用

我國是發現磁現象和應用磁性材料最早的國家,同時也是把磁應用于醫療的最古老的國家之一。我國對于磁療器械的廣泛應用始于70年代。當時主要應用鐵氧體療磁貼敷穴位,用于治療高血壓、支氣管炎、風濕關節炎等疾病。80年代我國磁療工作者研制成了各種磁療制品、磁帽、磁衣、磁帶、磁水器……并由靜磁發展向動磁的應用。磁療主要有以下作用:   

1.鎮痛:

磁療法的鎮痛作用比較明顯,且鎮痛效果的發生比較迅速。有些病人磁療后數分鐘內疼痛就緩解或消失。

2.消炎消腫:   

磁場可改善病灶局部血液循環:在磁場作用下,血管擴張,血流加快,血液循環旺盛,使抗體、白細胞及營養物質輸入到病灶部位的速度加快,促進炎性物質的吸收與消散,加速炎性化學物質的清除;由于改善血液循環,輸送到炎癥部位的氧氣增加,使缺氧及酸中毒現象得到改善和糾正,因而有利于炎癥的控制與消散。磁場可降低局部炎癥的滲出過程。磁場可增強機體免疫功能,磁場作用能明顯提高細胞免疫力。磁場可能加速局部組織中蛋白質的轉移。蛋白質和各種酶含有鐵、鎂、鈷、鎳、銅、鋅等原子或離子,它們是順磁性物質,很易受到磁場作用而發生變化,進而改變了蛋白質和酶的活性。實驗發現旋磁處理可加快血漿蛋白的吸收,局部組織中蛋白質減少,其滲透壓相應降低,血管內水分滲出減少;同時磁場還有促進組織間隙水分重新收作用,因而起到消腫作用。

3.降壓降脂: 

通過磁場作用于經絡穴位,加強大腦皮層的抑制過程,刺激了神經末梢纖維,通過調節神經系統機能,改善血管伸縮功能,減少外周血管阻力,使肌體微循環功能加強,使血壓下降。磁場能使膽固醇的碳氫長鏈變成短鏈,成為多結晶中心,加上紅細胞轉動,使膽固醇易沉著于血管壁上,而易于排出,所以又有降血脂作用。

4.鎮靜:

磁療法的鎮靜作用主要表現在促進入睡,增加睡眠時間、改善睡眠狀態。解痙作用主要表現在對胃腸痙攣、面肌痙攣有較好的緩解作用,實驗表明磁場有雙重作用,既解痙鎮靜,也有增強腸道活動的作用。

5.抑制腫瘤:   

磁療對良性和惡性腫瘤均有一定的抑制作用。   

(1)過度性腫瘤,如纖維瘤、脂肪瘤等,可使之縮小或消失;   

(2)惡性腫瘤,如消化道腫瘤、淋巴腫瘤、肝癌、腎癌等,亦具有改善癥狀、抑制生長或縮小腫塊等功效。

6.止瀉作用:

大量臨床實踐表明,各種不同類型的磁場對腹瀉均有良好止瀉作用。   

7、磁療與抗衰老作用

在一定范圍內磁場強度的改變,在一定環境條件下,可以增強液晶相物質抗老化和生命體抗衰老的能力。

二.磁性印花漿料的開放與應用

采用磁性印花方式制作的磁性面料,克服了以前磁性面料只能用磁性纖維織造而成,由于磁性纖維是采用熔融紡絲的工藝,將化纖紡絲過程中加入磁性材料,最后得到帶有磁性的化學纖維,所以磁性纖維受到了只能采用合成纖維的局限性,不能用于天然纖維,滿足不了市場上崇尚天然的理念。開發磁性印花面料正是解決了這個難題,制造純棉磁性面料的愿望成為了現實。

磁性印花的成功首先要有一種磁性材料分布均勻,顆粒度滿足印花工藝的需要,并且能和印花漿料良好配伍的磁性漿,經過長期試驗解決了磁性漿的制作中的關鍵問題.

1.磁粉選擇:

磁性印花漿就是要將磁粉改造成磁性流體,磁流體由于其獨特的物理化學性能在機械、化工、醫療和環保等領域具有廣闊的應用前景。磁性液體的磁性能來源于納米磁性粒子,磁流體的磁化強度取決于磁性粒子磁感應強度。另外,磁性粒子的顆粒大小及粒徑分布對磁性液體的穩定性是至關重要的因素。因而,制備磁感應強度高、粒徑小且尺寸均勻的納米磁性粒子是獲得高性能磁性液體的先決條件。磁性液體的種類很多,其中Fe3O4磁性液體是目前研究較為成熟、應用較多的磁性液體之一。制造磁性印花漿最關鍵的因素是選用磁粉和分散劑,以下是各種影響因素:

(1)顏色的深淺

一般Fe3O4磁粉的顏色發黑,制成的色漿也要發黑,在磁性印花過程中加到一定量的色漿后,印花漿的顏色就會被遮蓋,使顏色變的不鮮艷,導致印花效果不佳。所以在一定用量同等磁感應強度下,盡量選擇顏色較淺的。

(2)磁粉的細度

考慮到絲網印花的特點和磁感應強度要求,磁粉要選擇納米級的,而且分布要均勻,磁粉的粒子要平滑。磁粉顆粒的細度與印制后織物表面的磁性漿圖案的精細度和牢度關系很大,并直接關系到印花時透網性,這也是印花操作成敗的關鍵。磁粉顆粒越細,透網性越好,雖然印制的圖案清晰度好,但是它會影響到印制后的圖案中的磁粉的聚集,得不到好的磁感應強度指標。反之,磁粉顆粒的細度較大,透網性不好,易堵塞篩網,另外還影響到摩擦牢度。因此磁粉的細度一般控制在200-400目。

(3)磁粉的比重

考慮到磁粉在磁漿中的分散效果,選用的磁粉比重越小,越能以懸浮物的方式均勻的分布在磁漿中不分層。

(4)磁粉的潤濕性

磁粉的潤濕性直接影響到,磁粉均勻的分散在磁漿中的關鍵。

2.磁粉的用量選擇:

    磁漿中磁粉的用量直接關系到印制的圖形表面的磁感應強度,磁漿中磁粉的含量越大,最后印制圖形的表面的磁感應強度就越大。但是由于磁粉的顏色較深,磁粉超過一定量后會影響到印制色彩,所以要選擇合適的磁粉添加量。

表1. 磁粉用量的選擇

 

編號

  1#

 2#

3#

4#

5#

磁漿的用量(%)

  5

7.5

10

15

20

濕摩牢度(級)

  3.5

3.5

3

3

2.5

顏色

 鮮艷

較鮮艷

較暗

發黑

磁性效果

  較差

一般

較好

3 粘合劑的篩選和用量

磁性印花的粘合劑比一般涂料印花所用的粘合劑要求要高,一般選用高含固量的粘合劑,不僅要牢度好,還要控制磁性漿的稠度,保證印制效果,粘合劑在保證手感下,可適當增加,以保證牢度。

4. 潤濕劑和擴散劑的選用

選用適合的潤濕劑和擴散劑,并且優化出最佳用量配比,直接關系到磁漿的狀態和印花效果。在選擇好最佳的磁粉材料后,對分散劑和潤濕劑等的用量配比進行了優化選擇。

  表2. 分散劑和潤濕劑的選擇

 

編號

  1#

 2#

3#

4#

分散劑用量(%)

  20

 18

16

14

潤濕劑用量(%)

  10

  9

8

7

水用量   (%)

  60

50

40

30

分散效果

   好

一般

較差

印制效果

  較好

較好

一般

4. 磁性漿的制作工藝

(1)磁漿配方:

 磁粉:40%  水:32%    分散劑:17%  潤濕劑:8%  其他:3%

(2)加工工藝:磁粉中加入分散劑,潤濕劑和溫水浸泡1小時,高速研磨5小時,過濾,增稠后裝桶。

二、磁性涂料印花工藝試驗

在涂料印花工藝中,印花的牢度和織物手感均取決于所用粘合劑的性能。另外,若想在織物上獲得清晰的花型,增稠劑起著重要的作用,同時也決定著印花色漿的流變性,直接影響到印花產品的質量,經過對國內多種粘合劑、增稠劑產品的篩選,最后采用北京潔爾爽高科技有限公司的自交聯型粘合劑SP、增稠劑FAG,經過多次多方面的工藝試驗,選用以下最佳工藝及參數。

1、所用織物:純棉 40×40    133×72   63”

2、工藝配方(%):

自交聯型粘合劑SP            30

            色漿                        X

            磁性漿                         15

增稠劑FAG                 1.5-2

水                              X

3、工藝流程:

織物→前處理→絲光→印花→烘干(100℃)→高溫拉幅(160℃×30min)→充磁→成品。

用該工藝印制的產品手感柔軟、牢度高、鮮艷度好、花型清晰不滲化,產品無異味。

三.測試結果與分析

  將印制的磁性面料,分別從10個部位采樣,分別測試磁感應強度

表3.表面磁感應強度檢測結果

 

檢測部位

檢測值(mT)

   數據掃描圖形

1

0.2

圖1

2

0.2

---

3

0.3

---

4

0.4

---

5

0..4

---

6

0.6

---

7

0.6

---

8

0.6

---

9

0.6

---

10

1.0

圖2

說明:1.檢測值:被檢樣品不同部位的表面磁感應強度最大檢測值

     2.單位換算:1 Mt=10Gs

從測試結果來看,首先由于不同花型印制磁漿的面積不同,所以磁感應強度從2高斯到10高斯,完全可以滿足磁性紡織品保健的需要,另外印制面積不能低于1厘米,否則不能產生足夠的磁感應強度。

四.磁性印花織物的應用拓展   

磁性印花織物開拓了磁性紡織品的應用范圍,使磁性理念和天然纖維結合在一起。另外由于其工藝簡便,節省生產成本及能源,而且注重環保,污染極小,受到更多紡織企業的青睞。而且作為一種“健康·環保”的新型多功能保健材料,隨著其研究工作的進一步深入和人們對健康的不斷認識與追求,其應用前景會是十分廣闊。

  


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