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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(tài)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(yè)化發(fā)展速度的不斷加快，其對生態(tài)環(huán)境的污染越來越嚴重，空氣中負氧離子數(shù)越來越少，而高頻率的工作要求以及工作生活環(huán)境空氣質(zhì)量的變差，使得不少人患上城市綜合癥，而科學技術(shù)進步和社會經(jīng)濟發(fā)展的同時又促使人們的保健意識的增強?？茖W家將一種具有負氧離子功能

的天然材料應(yīng)用在于紡織品中，起到了改善工作生活環(huán)境質(zhì)量的效果。這就是逐漸被人們熟知的負離子功能性整理產(chǎn)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(zhì)等因素的影響發(fā)生電離所產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)使空氣電

離，產(chǎn)生負離子。

德國物理學家菲利浦?萊昂納德博士最早發(fā)現(xiàn)負離子的功效。他認為在地球自然環(huán)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(lián)、美國、日本等國家的科學家也相繼發(fā)表了利用空氣負離子輔助治療疾病的論文專著。發(fā)出了隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，自然生態(tài)被逐漸破壞，

進入21世紀后，空氣中正離子與負離子的比例為1．2：l的警告。

表1不同環(huán)境中的負離子含量對人們身體狀況所產(chǎn)生的影響。

從表1的數(shù)據(jù)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(chǎn)生負離子的方法

為了改善室內(nèi)環(huán)境，各種人工產(chǎn)生負離子的方法被不斷推出，紡織產(chǎn)品應(yīng)用產(chǎn)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(zhì)礦石。

3．1電氣石

電氣石主要產(chǎn)自于我國的內(nèi)蒙、新疆、云南一帶，電氣石是一種成分與結(jié)構(gòu)極為復(fù)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(xù)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(jié)構(gòu)決定了它具有沿C軸兩個結(jié)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(chǎn)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(fā)射性能越高。所以，經(jīng)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(chǎn)生，所以采用以電氣石來產(chǎn)生負離子的紡織品應(yīng)是易處于產(chǎn)生摩擦的狀態(tài)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(zhì)礦石

利用蛋白輕質(zhì)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(zhì)礦石輔以安全放射指標內(nèi)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(wěn)定的激發(fā)產(chǎn)生負離子，加之稀土天然礦石成分中因含有產(chǎn)生微量放射線的能力，而所產(chǎn)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(tài)條件下產(chǎn)生負離子。因此該種產(chǎn)品尤其適合于在窗簾、墻布類的紡織品上應(yīng)用。當然，

4負離子整理織物的加工

目前負離子紡織品的生產(chǎn)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(yōu)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(chǎn)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(jié)整理劑，可使經(jīng)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(yōu)的負離子發(fā)生效果，在負離子織物的開發(fā)應(yīng)用中更有競爭性。

4．1負離子功能織物的生產(chǎn)浸軋整理工藝

不同品牌負離子整理劑的工藝參數(shù)見表2。

表2不同品牌負離子整理劑工藝參數(shù)一覽表

4．2生產(chǎn)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成分產(chǎn)生沉淀，所以配制負離子整理浸軋工作液需使用蒸餾水或離子交換水。

4．2．3要將待進行負離子整理織物充分清洗干凈，以防止其它化學助劑對負離子整理液的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

4．2．4因負離子助劑主要原料來源于天然礦石等，含量和色澤均有差異，為了保證整理效果，應(yīng)事先對其負離子產(chǎn)生量進行測試，色澤鮮艷的織物最好選擇無色透明的負離子整理劑，若采用的是有顏色的整理劑，有必要對助劑顏色和助劑批次進行控制。

4．2．5若經(jīng)整理后織物表面呈現(xiàn)拒水性，會降低其負離子的產(chǎn)生，需引起重視，必要時需進行處方調(diào)整。

4．2．6有的負離子整理劑在存放過程中會產(chǎn)生沉淀和分層，使用前需充分攪勻。同時整理劑應(yīng)避免和強酸、強堿、氧化劑、還原劑、陽離子的物質(zhì)相接觸。助劑存放應(yīng)避免陽光照射，未用完品需密封后妥善保管。

4．2．7織物采用納米負離子材料進行功能整理可根據(jù)織物的用途、設(shè)備、整理劑組成的不同而分為吸盡法和浸軋法。這兩種方法是依靠相關(guān)助劑的化學結(jié)合力將負離子功能性物質(zhì)固定在織物上，再經(jīng)一定的熱處理，使織物表面形成一層功能性薄膜。經(jīng)負離子加工的產(chǎn)品，其耐洗性、手感、織物色光等方面指標還有待進一步提高。

5負離子整理效果檢測

5．1經(jīng)負離子整理劑整理后織物的質(zhì)量檢測對照數(shù)據(jù)見表3：

5．2結(jié)果分析

5．2．1從表3的檢測結(jié)果中可以看出，由于所用的測試儀器及環(huán)境因素等不同，所測出的負離子數(shù)出現(xiàn)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(chǎn)生的結(jié)果也會差異。因此，要證明所測織物的負離子產(chǎn)生的效果，應(yīng)根據(jù)用

注：測試時的溫度、濕度、操作方法(略)

5．2．2根據(jù)《國際醫(yī)學雜志》資料，日本永井黿造提供資料和我國的統(tǒng)計資料三方面對瀑布森林地區(qū)的負離子濃度測定結(jié)果，如表4所示：

表4瀑布森林地區(qū)負離子含量比較

表4中所列出的歐美國家對負離子數(shù)的統(tǒng)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(wěn)定地開拓國際和國內(nèi)市場，應(yīng)當盡快建立一個為業(yè)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(chǎn)品的行業(yè)標準。

5．2．3從以上表3檢測中所繪出的負離子產(chǎn)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(chǎn)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(guān)，B產(chǎn)品為將經(jīng)挑選出的易激發(fā)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(jīng)過溶膠、凝膠而固化涂在織物表面形成一種牢固的非連續(xù)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(chǎn)品負離子整理劑(粉體<3μm)中由于添加了稀土激發(fā)元素，可以在靜態(tài)產(chǎn)生負離子，因而適用織物的范圍更廣。B產(chǎn)品和C產(chǎn)品整理后織物經(jīng)測試所產(chǎn)生負離子的峰值區(qū)域

測試方法(略)：

測試結(jié)果如表5所示(N00942006．01．31)：

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(jié)果如表6所示(No．MS6112006．01．13)：

表6負離子整理織物遠紅外蓄熱效果對照

c．經(jīng)中科院上海技術(shù)物理研究所、國家紅外及工業(yè)電熱產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，抗紫外線UPF值為50+，遠紅外輻射：法向全發(fā)射率達0．86—0．87。

d．抗靜電性能試驗：

測試方法(略)：

測試結(jié)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(jié)果分析

根據(jù)以上測試結(jié)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(fā)、窗簾、床上用品等室內(nèi)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(yī)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(huán)，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(yīng)用于醫(yī)用紗布，醫(yī)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(yù)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(chǎn)生毒副作用。但為了保護經(jīng)負離子功能整理后紡織品的安全性和衛(wèi)生性能，仍必須由法

·皮膚刺激性試驗無異常。

·皮膚過敏性試驗為陰性。

·放射性濃度在國家規(guī)定的350Bq／g以內(nèi)。

如果負離子功能整理劑生產(chǎn)企業(yè)能夠提供法定機構(gòu)安全性檢測數(shù)據(jù)，則方可應(yīng)用于對織物的整理加工之中。

7結(jié)束語

把負離子功能性紡織品帶進日常生活，可以認為是“回歸自然”。由于其具有在自然條件下釋放生成負離子，改善織物周圍的空氣質(zhì)量，抗菌防臭，防止花粉及灰塵微沉降、遠紅外蓄熱、抗紫外線、抗靜電等優(yōu)良性能。使它在服用、裝飾及其它領(lǐng)域有著廣闊的市場，也迎合了當今人們追求“健康、環(huán)保”的生活理念。

國外在對織物進行功能化整理方面已經(jīng)走在了前面，積累了不少寶貴的經(jīng)驗。國內(nèi)在此方面的開發(fā)應(yīng)用目前還僅僅是開始，要充分利用我國礦產(chǎn)資源豐富、市場廣闊的有利條件，積極開發(fā)具有高附加值的新型負離子保健紡織產(chǎn)品，具有重要的現(xiàn)實意義。負離子整理不僅會給企業(yè)帶來商機和經(jīng)濟效益，還可大大提高我國紡織企業(yè)在國際市場的競爭力。

目前，我國檢測行業(yè)存在檢測標準各一、精確度很難令人信服、檢測儀器型號不統(tǒng)一的問題，這些都有礙于產(chǎn)品的健康發(fā)展及和國際接軌。所以有必要建立一個從負離子原料到整理產(chǎn)品的一個完整的權(quán)威的檢測體系和行業(yè)標準，不再各自為政。為功能性整理產(chǎn)品規(guī)范化可持續(xù)性發(fā)展而提供有力的保障。

參考文獻

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