1、磁性紡織功能纖維的開發及應用摘要：本文對磁性紡織功能纖維的開發、制作、應用及發展前景作了比較詳細地介紹，期望能對大健康產品產業鏈中一分支一磁性紡織功 能纖維及制品的開發及應用起到拋磚引玉的作用。關鍵詞：磁性紡織纖維；制作技術；應用，展望前言 磁性材料在工作狀態下， 將會產生磁電、磁光、磁熱、磁吸收、 磁化學、磁彈性、磁致伸縮、磁生物等多種物理效應和信息傳遞及能量轉換功能。人們可以利用這些不同的“效應”和“功能”特性制造出具有各種特殊用途的元器件，以滿足不同的需要，因此磁性材料在電子、電力、信息、能源、機械、新材料、生物、冶金、醫療衛生、海洋與空間技術和日常生活等各個領域中得到廣泛的應用。磁性功

2、能纖維是纖維狀的磁性材料。它可以分為磁性紡織功能纖維和非紡織功能纖維。磁性非紡織功能纖維及其應用在二十多年前就已有報導，如磁性合金纖維用于制造磁性復合材料、磁性涂層材料；磁性木質纖維素纖維用于制作磁性紙等。用非紡織磁性功能纖維做成的磁制品可在磁記錄、記憶、電磁轉換、屏蔽、防護、醫療和生物技術、分離純化等諸多 方面對面得到應用。對于紡織工業來說，需要的是一種兼具紡織纖維特性 和磁性的磁性纖維功能材料。它具有其他紡織纖維所沒有的磁性，又具有一些以往其它磁性材料所沒有的物理形態（直徑幾微米到幾十微米，長度 一般大于10毫米，長徑比一般在500以上）及性能，諸如柔軟、有彈性等, 還可通過紡織加工做成紗

3、線、織物或加工制成非織造布及各種形狀的制 品。人體細胞是具有一定磁性的微型體，人體有生物磁場。因此，外磁場 影響人體的生理活動，通過神經、體液系統，發生電荷、電位、分子結構、 生化和生理功能的變化，可以調整人體的機體功能和提高抗病能力。用磁 性紡織功能纖維可以織造出各種塑身磁性保健制品，來調整人體機能和提高抗病能力，達到醫療保健的作用。1慨況日本帝人公司1984年成功地開發出磁性功能纖維，他們在熱可塑聚合物中加入高純度磁粉紡織制成了磁性纖維功能材料。所用的磁粉選用的是 鉆、銀、鐵等金屬為主要成分的金屬氧化物；或是鉆、螺、鐵和稀土類元 素組成的化合物。磁粉粒度直徑為3dm以下，粒度分布范圍越窄越

4、好。磁粉在纖維中的重量以 6080咐宜。所用熱可塑聚合物采用聚酰胺、聚 酯、聚氨酯、聚烯煌和橡膠等。為提高磁場和溶融熱可塑樹酯的相容性， 他們用偶聯劑對磁粉進行了表面處理，從而使懸濁磁液充分混合均勻。我 國北京潔爾爽高科技公司通過改進噴絲頭的結構和紡絲方法，成功地制造 出了磁性紡織纖維功能材料，在紡絲中，還采用了加大噴絲后冷卻效果的 方法，在很短的時間和距離內急劇降溫，從而比較容易紡出纖維方向一致 的絲來。天津市工業大學于 2010年采用皮芯復合紡絲法開發出一種新型 磁性功能纖維材料。皮層料中會有磁粉，芯層料中有納合金粉，添加改性 劑來改善磁粉、金屬粉與聚合物的相容性。這種磁性纖維具有比較高的

5、遠 紅外線發射率，可達到 86溢右，并能改善血流動力學狀態，較好的 X射 線屏蔽功能，可達到88%2制備方法磁性功能纖維根據基體纖維的材質可分為金屬 （或合金）磁性纖維、有 機磁性纖維（基體為有機纖維）和無機磁性纖維（基體為無機纖維）0其以超 順磁性為主略帶鐵磁性，纖維中磁性微粒小，屬納米級復合材料。金屬磁性纖維的機械性質與對應的基體纖維大致相同。無機磁性纖維 的機械性能與對應的基體纖維相仿或稍低一些。有機磁性纖維的機械性能 如強度等一般比對應基體纖維低，其差異隨制備方法不同和纖維中磁性微 粒的含量不同而不同。從文獻和專利報導可知，磁性功能纖維材料（包括紡織纖維和非紡 織纖維）的制備大致有兩種

6、途徑：一是通過直接成形法來制備，二是通過 基體纖維的化學、物理改性來制備。1）、磁性纖維的直接成形法磁性纖維直接成形可應用于制備金屬或合金磁性纖維以及各種磁 性有機纖維。從纖維成形和加工的方法又可分為以下三種。（1）金屬纖維傳統制造法磁性金屬纖維或磁性合金纖維的制備起步較早。它們一般是通過類似制造金屬纖維某些制造方法，諸如拉伸法、熔融擠出法、射流冷卻法、 熔融萃出法、切削法、結晶法等方法制備的。金屬磁性纖維大多用于制備 復合材料，也有用于制備磁性涂料。(2)有機金屬絡合物分解法這是制備金屬或合金磁性纖維的方法之一。將金屬鐵、鉆等在旋 轉金屬原子反應器中，在高真空中加熱使金屬原子逸出與低溫的甲苯

7、等反 應成為甲苯的零價金屬絡合物，如二甲苯鐵0的甲苯溶液。然后將置于低溫和氮氣保護下的二甲苯鐵0的甲苯溶液流過一置于外加磁場中 的加熱管道，使二甲苯鐵0分解，并導致形成含磁鐵纖維的淤漿。這 種方法制成的磁性金屬纖維的直徑可控制在100dm,纖維的長徑比可介于10010000倍，將這種含磁性金屬纖維的淤將經球磨和適當處理后可 涂在聚酯薄膜上，制成磁記錄材料。(3)共混紡絲法用這種方法可以制備大多數磁性有機纖維。通常將粒徑小于1微米的磁性物質微粒混入成纖聚合物的溶體或紡絲原液中，經熔紡或濕紡制 成磁性纖維。所得磁性纖維的強度主要取決于加入的磁性微粒的量和粒 徑。共混紡絲法的優點是混入纖維的磁粉可以

8、是永磁材料，也可以是 軟磁材料；可以采用熔紡也可在某些濕紡或干紡場合下應用，甚至可制備磁性復合纖維或異形纖維。缺點是混入磁粉的量通常在18%Z下，如加入磁性聚酰胺，當混入的磁粉為 13%寸，磁性聚酰胺纖維的強度只有原聚酰 胺纖維的50溢右。另外當在噴絲頭處外加強磁場時，一則使紡絲設備復 雜，二則可能會造成磁污染。2)、以纖維為基體的化學、物理改性法這種方法適用于制備磁性有機纖維和磁性無機纖維。根據基體纖 維的特點，又可采用下述不同的具體方法。(1)腔內填充法據報導，該方法主要用于磁性木質纖維素纖維的制備。因為木材 纖維有胞腔，胞腔間的壁上又有通道，所以可通過物理方法將磁粉微粒填 入木材纖維的胞

9、腔中制成磁性功能纖維，用于制造磁性紙等。原則上，具 有類似結構特征的纖維都可以用該方法制成相應的磁性功能纖維。(2)表面涂層法以適當方法將磁性物質涂布在各種纖維表面制成磁性纖維。例如,1987年日本森木琢郎等的專利報導就是用表面沉積涂布法制成磁性鈦酸 鉀纖維。方法是將亞鐵鹽水溶液與堿溶液在適當條件下先后加入鈦酸鉀纖 維分散在水介質的體系中，經水解和空氣氧化，生成的磁性氧化鐵沉積在 纖維表面，制得暗褐色磁性鈦酸鉀纖維，用于制造磁性復合材料。(3)定位合成法利用某些纖維中可進行陽離子交換的基團，使亞鐵離子與其發生交換，然后再經過水解和氧化，轉化為具磁性的丫 -FezQ或F&Q（統稱鐵氧 體）而沉積

10、在纖維的無定形區中，所生成的磁性物質（微粒）在纖維中所處位置受制于原來纖維中能進行陽離子交換基團的位置，故而稱為定位合成 法。由于磁性微粒是在空間很小的無定形區中形成，其尺寸通常很小，一 般在260m位間。通常纖維表層形成的鐵氧體較多。由于生成的鐵氧體 的尺寸小，故能表現出超順磁性。如果基體纖維無陽離子交換基團，則可以借助纖維化學變性的各 種方法，首先將陽離子交換基團引入基體纖維，然后再使用定位合成法。 但這樣做的結果使磁性纖維的強度下降較多。對于某些纖維甚至會低到只 有基體纖維強度的百分之五十到六十。因為纖維經歷了化學變性和定位合 成兩次處理，每一次處理都會引起強度下降。磁性纖維一氧化新的合

11、成方法正在不斷涌現。采用一種微孔充填一氧 化碳化法和非常規縮醛一氧化磁化法，即通過基本纖維的改性的方法可制 得新型磁性睛綸和維能綸纖維。將納米粒子進行分散處理或抗氧化處理再 與粘膠纖維共混，在一定條件下可噴成功能性磁性纖維絲，用用這種粘膠 纖維絲可與棉紗等混紡，從而織成可抗紫外線、可見光、高介電絕緣和電 屏蔽的功能性磁性纖維。3應用隨著人們生活水平的提高，人們對于自身的健康越來越重視 ，與此同時，紡織產品的醫療保健作用也引起人們的廣泛重視，各種有益于身體健康的醫療保健纖維應運而生，有機磁性纖維便是其中的一種功能纖維。磁 性紡織功能纖維的出現，徹底改變了長期應用永磁材料縫合到服裝中制作 磁性保健

12、服飾 產品的歷史。用磁治病，在我國歷史悠久。人體細胞是具有一定磁性的微型體，人體自身也具有生物磁場。 人體的每一個細胞都是一個磁微單元。因此 施加于 人體的外界磁場的變化都會影響人體的生理機能這種變化通過神經體液系統發生電荷、電位、分子結構、生化和生理功能的改變從而調整人體的生理功能， 促進人體新陳代謝，提高人體免疫功能，達到醫療保健作 用。基于這種原理，人們發明了用磁性功能纖維織造出的各種塑身保健制 品，來調整人體機能和提高抗病能力。采用磁性紡織功能纖維制造的磁性紡織保健品的開發和利用，為人類醫療保健和美化健康衣著開辟又一廣闊 新天地。磁性保健纖維織物的保健作用原理是：在磁性纖維中均勻排列著

13、含有 永磁體的微粒材料，所以織物表面存在著具有南北極的磁場。這些磁微粒 產生的磁力線由北極到南極構成磁性回路。這些緊靠織物纖維邊緣無數磁 性微粒產生的許多南北磁回路及發射出去的磁力線，交織成一層看不見的 立體磁力線網。這種網膜能對貼近的肌膚進行全方位的立體刺激和按摩。 使肌膚表面處于微運動狀態激活細胞代謝能力，促進身體微循環。那些與 肌膚.穴位緊貼的磁微粒發出的磁力線可以穿透這些穴位。這一束束看不 見無感覺的磁力線就像中醫針灸一樣隨時隨地的對身體進行理療。這種療法常被稱為“無痛理療法”采用磁性纖維制造的塑身保健內衣，磁場作用平緩均勻它對所包縛的脂肪和肌膚可進行全方位的徹底的微按摸刺激并解決了磁

14、鐵塊對不正穴位的難題起到全天候保健理療的作用特別適合形體不佳的女士使用。遠紅外發射率 80%勺磁性纖維保健品其微觀磁作用，越來越高于遠 紅外產品，效果明顯，反映良好，而且產品穿著同樣舒適柔軟，理療作用強， 易洗，清理優于粘貼磁體型的保健品。磁性纖維保健品 具有遠紅外和磁療 保健雙重功能，是遠紅外保服飾的升級換代產品。空氣中負離子濃度是衡量空氣質量好壞的標志之一。空氣中負離子濃 度多少不僅預示著空氣質量的好壞，同時高負離子濃度的大氣環境，還有 利于人體的身心健康。因此負離子環境對人類的健康有一定的醫療保健作 用。一種即能放射負離子和遠紅外線又能抗菌除臭和磁性按摩的新型保健 纖維竹炭纖維已研制成功

15、上市。這種新型磁性保健功能纖維的問世，提供了一種集多種功能為一體的新穎保健纖維。被譽為神奇的竹炭是一種硬 度低，無毒，綠色環保，給以人類健康的新材料。在日本，韓國竹炭被譽為 黑寶貝,黑鉆石o納米級竹炭微粉還具有良好的抑菌 ，殺菌和吸附并中 和汗液所含有的酸性物質，達到美白皮膚的功效。而且竹炭還是很好的遠 紅外和負離子的發射材料。為了充分更好地發揮竹炭磁性纖維的特點，人們在纖維中添加了一種離子催效素從而使纖維的這些功能作用增強許多甚至增強好幾倍指標明 顯。如負離子發射高達25004500個/cm3效果顯著，空氣達到如同在公園 和郊外一樣；抗菌率：對金黃色葡萄球作用24小時,抑菌率達97%上;遠紅

16、 外發射率大于90%竹炭磁性纖維除以上優點外由于本身特點還具有抗靜電性和抗電磁輻 射功能。另外竹炭纖維還解決了負離子纖維加工面料時磨針嚴重的困惑。 竹炭磁性保健纖維是即能發射負離子且加工又不損害設備的原料，它不僅 解決了服裝面料加工的瓶頸又滿足了人們對保健產品的多樣選擇。利用竹炭磁性纖維面料制成的時尚塑身內衣，采用45度角設計，時尚貼身、舒適。 能夠持續發射8-14微米紅外線光波，具有超強吸濕，除臭，抑菌作用，并使 乳房周圍產生大量負離子，加快身體新陳代謝，安定自律神經。竹炭磁性纖 維這些明顯效果加上磁性保健的針刺微按摩確實給人類健康帶來說不盡 的好處，可以說竹炭磁性纖維是磁性保健纖維升級換代

17、新產品。4）展望21世紀，健康產業已經成為全球熱點，“健康保健時代”已經到來，健康產業將成為繼IT產業之后的全球“財富第五波”財富集中產業。黨的十八大明確提出了 2020年全面建成小康社會的目標，健康是促進人民 群眾全面發展的必然條件，并堅持為人民健康服務的方向，堅持預防疾病 為主，完善國民健康的政策。健康是促進人的全面發展的必然要求，是經濟社會發展的基礎條件。實現國民健康長壽，是國家富強、民族振興的重要標志，也是全國各族人民的共同愿望。2016年10月，中共中央、國務院印發了“健康中國 2030”規劃綱要，綱要中規劃，至J 2020年，建 立覆蓋城鄉居民的中國特色基本醫療衛生制度，健康素養水

18、平持續提高， 健康服務體系完善高效，人人享有基本醫療衛生服務和基本體育健身服 務，基本形成內涵豐富、結構合理的健康產業體系，主要健康指標居于中 高收入國家前列。到2030年，促進全民健康的制度體系更加完善，健康 領域發展更加協調，健康生活方式得到普及，健康服務質量和健康保障水 平不斷提高，健康產業繁榮發展，基本實現健康公平，主要健康指標進入 高收入國家行列。到2050年，建成與社會主義現代化國家相適應的健康 國家。從規劃可以清楚地看出 大健康產業在國家戰略中的重要位置。隨著 我國居民收入水平不斷提高，消費結構升級不斷加快，人們對生活質量的 要求日益提高，大健康產業已成為21世紀最為重要和最有前

19、景的產業之一，將成為“十三五”時期引領我國經濟發展新的增長點，整個健康產業 遇到前所未有發展機會。保健產品，醫療用品，醫療器械， 健康管理，健康咨詢等都屬于國 家的大健康產業范疇。如前所述，磁療(magnetotherapy )是以磁場作用于人體治療疾病的 方法。磁場影響人體電流分布、荷電微粒的運動、膜系統的通透性和生物 高分子的磁 矩取向等，使組織細胞的生理、生化過程改變，激活細胞能量、 促進血液循環；清除血管壁自由基，降血粘，降血脂；鎮靜，消炎，鎮痛， 消腫；提高機體免疫力；抗衰老，淋巴循環等作用。基于這種原理，人們 發明了用磁性紡織織造出的紡織功能纖維保健產品如護膝、護腕、 護腰、 護肩及內衣、內褲等來達到調整人體機能和