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磁性印花织物的开发与应用

发布时间:2014/04/03

                               王兴福    北京洁尔爽高科技有限公司  技术中心主任高级工程师

  马树胜    天津印染厂有限公司印花厂        总经理

摘要:本文阐述了磁疗对身体的保健作用,对磁性印花织物的开发和加工工艺等有关技术做了介绍,并对磁性印花织物的应用拓展提出了看法。

                                                                                                  前            言

近来多种磁疗纺织品不断投放市场,人们对磁疗的认识逐步深入,磁疗的方法也有了很大发展,各种各样的磁疗器具也应运而生。磁场可用于治疗多种疾病,如高血压、高血脂、神经性头痛、神经衰弱、面肌痉挛、支气管炎、肠炎、溃疡病、颈椎病、腰腿痛、急性腰扭伤、腰肌劳损、胆绞痛、胆道结石、尿路结石、鼻炎、皮炎、静脉炎等。随着社会的进步和人们生活质量的不断提高,保健成为人民追求的时尚。由于磁性纤维面料的出现,改变了磁疗产品基本都是纺织品固定磁石,穿着笨重;不舒适和磁场分布不均匀的局限性,磁性纺织品得到消费者的广泛认可。磁性面料具有轻薄、柔软、磁性分布均匀等特点,对人体的健康保健起到了保驾护航的作用。

虽然磁性纤维面料具有以上的特点,但是它有局限性,就是它只能基于合成纤维,不能用于天然纤维。磁性纤维的制造工艺是在合成纤维的融融纺丝过程中将磁性材料添加到纤维母粒中,加工成带有磁性的合成磁性纤维。而现在消费者崇尚自然生态,纯棉织物是被人们首选的纺织品,如何让纯棉织物带有磁性,是人们探讨的课题。北京洁尔爽高科技有限公司经过长期研究开发出了纯棉磁性印花纺织品,使磁性纤维的使用范围更加广泛,满足了不同消费者的各种要求。该技术已经申请了国家发明专利。

随着印染技术的迅猛发展,纺织涂料印花产品在不断推陈出新,不仅在服用性、牢度,品种开发方面有所进展,同时功能整理技术和涂料印花相结合的课题也得到了人们的普遍重视。在诸多印花工艺中,涂料印花生产工艺简单,色泽鲜艳,花纹清晰,节能节时,对环境的影响小,而且对印制织物种类限制小,色光易于调整和控制,应用广泛,是目前装饰布料和小花型面料的首选工艺,在传统印花工艺中最具发展前景。

 

  • 磁疗保健作用

我国是发现磁现象和应用磁性材料最早的国家,同时也是把磁应用于医疗的最古老的国家之一。我国对于磁疗器械的广泛应用始于70年代。当时主要应用铁氧体疗磁贴敷穴位,用于治疗高血压、支气管炎、风湿关节炎等疾病。80年代我国磁疗工作者研制成了各种磁疗制品、磁帽、磁衣、磁带、磁水器……并由静磁发展向动磁的应用。磁疗主要有以下作用:   

1.镇痛:

磁疗法的镇痛作用比较明显,且镇痛效果的发生比较迅速。有些病人磁疗后数分钟内疼痛就缓解或消失。

2.消炎消肿:   

磁场可改善病灶局部血液循环:在磁场作用下,血管扩张,血流加快,血液循环旺盛,使抗体、白细胞及营养物质输入到病灶部位的速度加快,促进炎性物质的吸收与消散,加速炎性化学物质的清除;由于改善血液循环,输送到炎症部位的氧气增加,使缺氧及酸中毒现象得到改善和纠正,因而有利于炎症的控制与消散。磁场可降低局部炎症的渗出过程。磁场可增强机体免疫功能,磁场作用能明显提高细胞免疫力。磁场可能加速局部组织中蛋白质的转移。蛋白质和各种酶含有铁、镁、钴、镍、铜、锌等原子或离子,它们是顺磁性物质,很易受到磁场作用而发生变化,进而改变了蛋白质和酶的活性。实验发现旋磁处理可加快血浆蛋白的吸收,局部组织中蛋白质减少,其渗透压相应降低,血管内水分渗出减少;同时磁场还有促进组织间隙水分重新收作用,因而起到消肿作用。

3.降压降脂: 

通过磁场作用于经络穴位,加强大脑皮层的抑制过程,刺激了神经末梢纤维,通过调节神经系统机能,改善血管伸缩功能,减少外周血管阻力,使肌体微循环功能加强,使血压下降。磁场能使胆固醇的碳氢长链变成短链,成为多结晶中心,加上红细胞转动,使胆固醇易沉着于血管壁上,而易于排出,所以又有降血脂作用。

4.镇静:

磁疗法的镇静作用主要表现在促进入睡,增加睡眠时间、改善睡眠状态。解痉作用主要表现在对胃肠痉挛、面肌痉挛有较好的缓解作用,实验表明磁场有双重作用,既解痉镇静,也有增强肠道活动的作用。

5.抑制肿瘤:   

磁疗对良性和恶性肿瘤均有一定的抑制作用。   

(1)过度性肿瘤,如纤维瘤、脂肪瘤等,可使之缩小或消失;   

(2)恶性肿瘤,如消化道肿瘤、淋巴肿瘤、肝癌、肾癌等,亦具有改善症状、抑制生长或缩小肿块等功效。

6.止泻作用:

大量临床实践表明,各种不同类型的磁场对腹泻均有良好止泻作用。   

7、磁疗与抗衰老作用

在一定范围内磁场强度的改变,在一定环境条件下,可以增强液晶相物质抗老化和生命体抗衰老的能力。

二.磁性印花浆料的开放与应用

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纤维织造而成,由于磁性纤维是采用熔融纺丝的工艺,将化纤纺丝过程中加入磁性材料,最后得到带有磁性的化学纤维,所以磁性纤维受到了只能采用合成纤维的局限性,不能用于天然纤维,满足不了市场上崇尚天然的理念。开发磁性印花面料正是解决了这个难题,制造纯棉磁性面料的愿望成为了现实。

磁性印花的成功首先要有一种磁性材料分布均匀,颗粒度满足印花工艺的需要,并且能和印花浆料良好配伍的磁性浆,经过长期试验解决了磁性浆的制作中的关键问题.

1.磁粉选择:

磁性印花浆就是要将磁粉改造成磁性流体,磁流体由于其独特的物理化学性能在机械、化工、医疗和环保等领域具有广阔的应用前景。磁性液体的磁性能来源于纳米磁性粒子,磁流体的磁化强度取决于磁性粒子磁感应强度。另外,磁性粒子的颗粒大小及粒径分布对磁性液体的稳定性是至关重要的因素。因而,制备磁感应强度高、粒径小且尺寸均匀的纳米磁性粒子是获得高性能磁性液体的先决条件。磁性液体的种类很多,其中Fe3O4磁性液体是目前研究较为成熟、应用较多的磁性液体之一。制造磁性印花浆最关键的因素是选用磁粉和分散剂,以下是各种影响因素:

(1)颜色的深浅

一般Fe3O4磁粉的颜色发黑,制成的色浆也要发黑,在磁性印花过程中加到一定量的色浆后,印花浆的颜色就会被遮盖,使颜色变的不鲜艳,导致印花效果不佳。所以在一定用量同等磁感应强度下,尽量选择颜色较浅的。

(2)磁粉的细度

考虑到丝网印花的特点和磁感应强度要求,磁粉要选择纳米级的,而且分布要均匀,磁粉的粒子要平滑。磁粉颗粒的细度与印制后织物表面的磁性浆图案的精细度和牢度关系很大,并直接关系到印花时透网性,这也是印花操作成败的关键。磁粉颗粒越细,透网性越好,虽然印制的图案清晰度好,但是它会影响到印制后的图案中的磁粉的聚集,得不到好的磁感应强度指标。反之,磁粉颗粒的细度较大,透网性不好,易堵塞筛网,另外还影响到摩擦牢度。因此磁粉的细度一般控制在200-400目。

(3)磁粉的比重

考虑到磁粉在磁浆中的分散效果,选用的磁粉比重越小,越能以悬浮物的方式均匀的分布在磁浆中不分层。

(4)磁粉的润湿性

磁粉的润湿性直接影响到,磁粉均匀的分散在磁浆中的关键。

2.磁粉的用量选择:

    磁浆中磁粉的用量直接关系到印制的图形表面的磁感应强度,磁浆中磁粉的含量越大,最后印制图形的表面的磁感应强度就越大。但是由于磁粉的颜色较深,磁粉超过一定量后会影响到印制色彩,所以要选择合适的磁粉添加量。

表1。 磁粉用量的选择

 

编号

  1#

 2#

3#

4#

5#

磁浆的用量(%)

  5

7.5

10

15

20

湿摩牢度(级)

  3.5

3。5

3

3

2.5

颜色

 鲜艳

较鲜艳

较暗

发黑

磁性效果

  较差

一般

较好

3 粘合剂的筛选和用量

磁性印花的粘合剂比一般涂料印花所用的粘合剂要求要高,一般选用高含固量的粘合剂,不仅要牢度好,还要控制磁性浆的稠度,保证印制效果,粘合剂在保证手感下,可适当增加,以保证牢度。

4. 润湿剂和扩散剂的选用

选用适合的润湿剂和扩散剂,并且优化出最佳用量配比,直接关系到磁浆的状态和印花效果。在选择好最佳的磁粉材料后,对分散剂和润湿剂等的用量配比进行了优化选择。

  表2. 分散剂和润湿剂的选择

 

编号

  1#

 2#

3#

4#

分散剂用量(%)

  20

 18

16

14

润湿剂用量(%)

  10

  9

8

7

水用量   (%)

  60

50

40

30

分散效果

   好

一般

较差

印制效果

  较好

较好

一般

4. 磁性浆的制作工艺

(1)磁浆配方:

 磁粉:40%  水:32%    分散剂:17%  润湿剂:8%  其他:3%

(2)加工工艺:磁粉中加入分散剂,润湿剂和温水浸泡1小时,高速研磨5小时,过滤,增稠后装桶。

二、磁性涂料印花工艺试验

在涂料印花工艺中,印花的牢度和织物手感均取决于所用粘合剂的性能。另外,若想在织物上获得清晰的花型,增稠剂起着重要的作用,同时也决定着印花色浆的流变性,直接影响到印花产品的质量,经过对国内多种粘合剂、增稠剂产品的筛选,最后采用北京洁尔爽高科技有限公司的自交联型粘合剂SP、增稠剂FAG,经过多次多方面的工艺试验,选用以下最佳工艺及参数。

1、所用织物:纯棉 40×40    133×72   63”

2、工艺配方(%):

自交联型粘合剂SP            30

            色浆                        X

            磁性浆                         15

增稠剂FAG                 1.5-2

水                              X

3、工艺流程:

织物→前处理→丝光→印花→烘干(100℃)→高温拉幅(160℃×30min)→充磁→成品。

用该工艺印制的产品手感柔软、牢度高、鲜艳度好、花型清晰不渗化,产品无异味。

三.测试结果与分析

  将印制的磁性面料,分别从10个部位采样,分别测试磁感应强度

表3.表面磁感应强度检测结果

 

检测部位

检测值(mT)

   数据扫描图形

1

0.2

图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

图2

说明:1.检测值:被检样品不同部位的表面磁感应强度最大检测值

     2.单位换算:1 Mt=10Gs

从测试结果来看,首先由于不同花型印制磁浆的面积不同,所以磁感应强度从2高斯到10高斯,完全可以满足磁性纺织品保健的需要,另外印制面积不能低于1厘米,否则不能产生足够的磁感应强度。

四.磁性印花织物的应用拓展   

磁性印花织物开拓了磁性纺织品的应用范围,使磁性理念和天然纤维结合在一起。另外由于其工艺简便,节省生产成本及能源,而且注重环保,污染极小,受到更多纺织企业的青睐。而且作为一种“健康·环保”的新型多功能保健材料,随着其研究工作的进一步深入和人们对健康的不断认识与追求,其应用前景会是十分广阔。

  


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