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負離子功能整理在滌綸裝飾織物上的應用初探

顧浩 常熟市福億印花煉染有限公司

摘要：負離子是一種帶負電荷的空氣離子。紡織品應用產生負離子的材料為電氣石和加稀土元素的天然礦石。文中介紹了在紡織品上產生負離子的方法。分析了負離子含量與人體健康狀況的關系。測試了負離子紡織品的防止花粉附著、遠紅外蓄熱、抗紫外線和抗靜電性能。測試結果表明：負離子紡織品具有保持頭腦清新、呼吸舒暢、減少疾病、消炎、抗菌、除臭等功效，可應用于醫用紡織品和室內紡織品領域。 關鍵詞：負離子功能整理劑作用原理整理織物檢測評定應用效果1前言 眾所周知空氣中既存在帶正電的微粒子與也存在帶負電的微粒子，把這些粒子總稱為查氣離子。其中帶負電的微粒子就被稱為負離子。負離子被認為是帶負電狀態的水的微粒子。另一方面，正離子存在于帶正電的灰塵、干熱空氣及各種排出的廢氣中等。 在當今的社會中，隨著工業化發展速度的不斷加快，其對生態環境的污染越來越嚴重，空氣中負氧離子數越來越少，而高頻率的工作要求以及工作生活環境空氣質量的變差，使得不少人患上城市綜合癥，而科學技術進步和社會經濟發展的同時又促使人們的保健意識的增強。科學家將一種具有負氧離子功能的天然材料應用在于紡織品中，起到了改善工作生活環境質量的效果。這就是逐漸被人們熟知的負離子功能性整理產品。2負離子的形成和對人體的影響 自然界中空氣中存在的負離子來源于：一是空氣受光照、射線、地殼中放射性物質等因素的影響發生電離所產生負離子；二是在瀑布落差、海浪推卷及雷電風暴等自然過程中，強大的剪切力形成水分子裂解，而產生大量負離子；三是森林的樹木、枝葉尖端放電及植被的光合作用所形成的光電效應使空氣電離，產生負離子。 德國物理學家菲利浦?萊昂納德博士最早發現負離子的功效。他認為在地球自然環境中，對人類健康十分有益的負離子存在最多的地方是在瀑布周圍。其后蘇聯、美國、日本等國家的科學家也相繼發表了利用空

從表1的數據可以看出空氣中的負離子含量對人體的健康和工作有著非常重要的影響。

3在紡織品上產生負離子的方法 為了改善室內環境，各種人工產生負離子的方法被不斷推出，紡織產品應用產生人工負離子的材料主要為電氣石和加稀土元素的天然超微多孔質礦石。3．1電氣石 電氣石主要產自于我國的內蒙、新疆、云南一帶，電氣石是一種成分與結構極為復雜、硬度很高的天然礦石，它具有壓電性和熱釋電性。在與空氣的接觸過程中，在風的剪切作用和溫度變化作用下能持續電離過濾空氣及空氣中的水分，將水分子電離成H＋和OH－離子H＋會形成水合氫離子H30＋或形成H2，OH－會形成水合羥基離子H302－，H302－源源不斷地釋放到空氣中而形成大量負離子。電氣石的晶體結構決定了它具有沿C軸兩個結晶端天然的正、負極性。電氣石的電場強弱可用電極化強度來評價，電極化強度越大，產生負離子的能力就越強。因此，電氣石超微粉體的粒徑越小，其負離子發射性能越高。所以，經電氣石粉體材料附著整理的紡織品必須是依靠一定程度的摩擦、壓力或熱能才能釋放負離子。如果不給予外界作用條件，負離子就難以大量產生，所以采用以電氣石來產生負離子的紡織品應是易處于產生摩擦的狀態條件下，如衣物、床單等。3．2加入稀土元素的天然超微多孔質礦石 利用蛋白輕質巖石、火山沉積物、溫泉礦石、古代海底沉積礦石等天然超微多孔質礦石輔以安全放射指標內的稀土天然礦石進行微粒子化處理，該類巖礦比電氣石更能穩定的激發產生負離子，加之稀土天然礦石成分中因含有產生微量放射線的能力，而所產生的放射線與空氣中的氧、二氧化碳以及水分子等接觸，促使電離的形成，使空氣負離子化，在靜態條件下產生負離子。因此該種產品尤其適合于在窗簾、墻布類的紡織品上應用。當然，放射線的強度必須控

4負離子整理織物的加工

目前負離子紡織品的生產方法有三種： 第一種方法是將負離子材料制成納米—亞納米超微粉體，然后加入到化學纖維紡絲液中，可制成負離子化學纖維。但該方法不適用于天然纖維。 第二種方法是將負離子粉體材料做成負離子漿，然后通過并用黏合劑使其黏附到織物上。該方法的優點是適用于所有的纖維，不足的是影響織物的手感、透氣性、吸濕性，所產生負離子的效能可能會下降，特別是在滌綸、尼龍以及羊毛等織物上。 第三種方法是將納米負離子無機粉體分散液借助于架橋基和硅氧烷親水有機結整理劑，可使經整理織物具有更高的黏附牢度、更好的親水性、抗靜電性、更佳的手感、更優的負離子發生效果，在負離子織物的開發應用中更有競爭性。4．1負離子功能織物的生產浸軋整理工藝 不同品牌負離子整理劑的工藝參數見表2。

表2不同品牌負離子整理劑工藝參數一覽表

4．2生產條件及注意事項4．2．1進行負離子加工整理的織物必須具有很好的吸濕性，以保證在浸漬負離子整理工作液時能夠快速、均勻地附著于織物上。4．2．2自來水或深井水容易和負離子整理劑中某些

5負離子整理效果檢測

5．1經負離子整理劑整理后織物的質量檢測對照數據見表3：5．2結果分析5．2．1從表3的檢測結果中可以看出，由于所用的測試儀器及環境因素等不同，所測出的負離子數出現了很大的差異。即使是采用同一檢測儀器，若是測試條件不同，所產生的結果也會差異。因此，要證明所測織物的負離子產生的效果，應根據用同牌號儀器所測試的森林浴中的負離子量為參考基準。 表3不同品牌負離子整理劑整理效果對比表

注：測試時的溫度、濕度、操作方法(略)5．2．2根據《國際醫學雜志》資料，日本永井黿造提供資料和我國的統計資料三方面對瀑布森林地區的負離子濃度測定結果，如表4所示：

表4瀑布森林地區負離子含量比較

表4中所列出的歐美國家對負離子數的統計量是中國的10倍左右，是日本的100倍左右。從而也說明了測試儀器和測試方法上的確存在一定差異。為了負離子紡織品健康而穩定地開拓國際和國內市場，應當盡快建立一個為業界接受的測試方法和必須達到最低負離子釋放量才可稱之為負離子整理產品的行業標準。5．2．3從以上表3檢測中所繪出的負離子產生曲線中可以明顯看出(此處圖略)，A負離子整理劑整理后織物所產生負離子的峰值帶窄，瞬時上升后又急速下降，這可能與負離子粉體粒徑較大(反映在淺色織物上呈少許黑點狀)，在織物上的分布不均勻有關，B產品為將經挑選出的易激發生成負離子的多組份無機化合物納米材料(粉體<1μm)，制成一種透明的膠體，經過溶膠、凝膠而固化涂在織物表面形成一種牢固的非連續的樹脂膜，可保證織物的原有色光不變，尤其適用于對白色織物的整理。C產品負離子整理劑(粉體<3μm)中由于添加了稀土激發元素，可以在靜態產生負離子，因而適用織物的范圍更廣。B產品和C產品整理后織物經測試所產生負離子的峰值區域寬，無瞬時上升后急速下降現象，另外由上述工藝處方可以看出，因B、C兩種產品材料的粒徑細，在工作液中分布均勻，在織物上比表面積大，因此使用量較少。

6負離子整理織物的功效負離子整理劑的主要成分為SiO2、P205、Al2O3、ZrO2、Fe203等無機材料所組成的三方晶系硅酸鹽或無機多孔物質，在相應的環境條件中，經負離子整理的織物中含有的復合礦物質成份與空氣中的水分子接觸，分解水分子形成負離子。由于空氣中離子的生存期短，空氣中正、負離子

表5負離子整理織物防止花粉的附著率

b．遠紅外蓄熱效果試驗：測試方法(略)：測試結果如表6所示(No．MS61

表6負離子整理織物遠紅外蓄熱效果對照

c．經中科院上海技術物理研究所、國家紅外及工業電熱產品質量監督檢驗中心檢測，抗紫外線UPF值為50+，遠紅外輻射：法向全發射率達0．86—0．87。d．抗靜電性能試驗：測試方法(略)：測試結果如表7所示(N00842006．01．10)

表7負離子整理織物摩擦帶電壓測定

注：測試時的溫度、濕度(略)6．2測試結果分析 根據以上測試結果可以認為，負離子功能整理織物具有以下特性： a．制成沙發、窗簾、床上用品等室內用紡織品： 能夠起到凈化空氣、消除臭味、抗菌、改善呼吸功能、減輕身體疲勞、放松心情和增強人體舒適度的作用。b．制成醫用紡織品： 可以起到活化大腦荷爾蒙，改善睡眠，使人精神振奮提高工作效率的作用。能激活肌體多種酶，促進人體新陳代謝，增強肌體免疫力，延緩身體衰退，防止器官過快老化。促進血液循環，抑制血清膽固醇的形成，降低血壓，促進身體健康。另外由于負離子功能織物具有消炎、殺菌、除臭、凈化空氣、遠紅外蓄熱等功能，可應用于醫用紗布，醫生的工作服以及病員床上用品，可減少傷口的感染、治療和預防多種皮膚病，增加病人的抵抗能力，其防花粉之功效將阻斷花粉過敏源，對一些有花粉哮喘史的病人有一定的輔助治療效果。盡管負離子功能整理劑主要原料為無機類納米級粉體材料，對人體不會產生毒副作用。但為了保護