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1、負(fù)離子紡織產(chǎn)品的開發(fā) 上海市紡織科學(xué)研究院 (200082)陳蕓 摘要 分析離子的種類和性質(zhì)，闡述負(fù)離子對人體的保健、舒適效能，以及負(fù)離子的測試標(biāo)準(zhǔn)。重點(diǎn)介紹了負(fù)離子類產(chǎn)品及其應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 功能性整理 印花 負(fù)離子 紡織品1 前言 現(xiàn)代社會文明發(fā)展的背后加速了大氣污染等環(huán)境的破壞，人體本來應(yīng)該持有的體內(nèi)調(diào)節(jié)平衡的恢復(fù)力也正在衰退。特別是在居、住工作場所方面，目前大多采用空調(diào)設(shè)施等，基本上處在封閉狀態(tài)，室內(nèi)的空氣與戶外相比，負(fù)離子濃度在1/2，1/3左右。另外，飲用水也由于地表水質(zhì)低下而依賴于礦泉水或人工純水。根據(jù)美國統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，20世紀(jì)初，大氣中正離子:負(fù)離子的比例為1:1.2，但現(xiàn)在的比例

2、是1.2:1，完全破壞了自然界的離子平衡。正離子的增加是現(xiàn)代文明的進(jìn)步和追求舒適生活的結(jié)果，如汽車廢氣、工廠產(chǎn)生的各種煤煙、焚燒垃圾時(shí)的污染、使用農(nóng)藥和有機(jī)化合物的污染、空調(diào)和冰箱使臭氧層破壞、各種家用電器產(chǎn)生的電磁波等。因此負(fù)離子間題越來越得到人們的關(guān)注。人類隨著全球性的氧化的發(fā)展而變得越來越疲憊，特別是活性氧成了生活中諸多疾病的原因。改善離子平衡就可增加舒適性，使身體恢復(fù)健康。2 離子的種類和性質(zhì) 所謂離子就是帶電荷的微粒子，其中在空氣中浮游的帶電荷的微粒子叫空氣離子;從原子數(shù)為幾十的微小粒子一直到像煤煙那樣的直徑為0.01m左右的大粒子。正像電荷有正電荷和負(fù)電荷一樣，離子也有正離子和負(fù)離

3、子。根據(jù)所帶電荷和粒子大小不同，離子性能也各不同。自然界所產(chǎn)生的離子基本上都是小離子，而人類社會在生產(chǎn)活動中所產(chǎn)生的污染物質(zhì)中含有很多的大離子，其中帶正電的大離子使空氣的質(zhì)且不斷惡化。原來在自然界里大量存在的負(fù)離子被人類社會所產(chǎn)生的帶正電的大離子所耗費(fèi)，形成了惡化人類身體狀態(tài)的環(huán)境1。 第一個在學(xué)術(shù)上證明負(fù)離子對人體功效的是德國物理學(xué)家菲利浦·萊昂納德博士。他認(rèn)為地球的自然環(huán)境中，對人類健康有益的負(fù)離子存在最多的地方是瀑布的周圍。瀑布的小水汽有負(fù)離子效果，這在當(dāng)時(shí)是劃時(shí)代的學(xué)說?；谒@個功績，人們把在瀑布周圍吸入負(fù)離子時(shí)心情舒暢的狀態(tài)叫作萊昂納德效應(yīng)。負(fù)離子有很強(qiáng)的吸附性，而瀑布周

4、圍的空間密集了大量可供其吸附的微細(xì)水汽，為負(fù)離子的大量存在提供了所需條件。正因?yàn)樵谄俨贾車嬖诖罅控?fù)離子，所以瀑布邊的樹木都長得非常茂盛，空氣也特別新鮮，這在后來的研究和實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。3 負(fù)離子實(shí)用性3.1多效而顯著 ·抑制體內(nèi)的活性氧; ·便全身的細(xì)胞活性化，促進(jìn)新陳代謝、改善體質(zhì); ·使心肺功能的活潑化來恢復(fù)疲勞; ·使腦的活性化以及精神的安定，以提高學(xué)習(xí)能力; ·促進(jìn)血液中鈉、鈣的離子化率(陽離子效果)，使正在酸性化的血液變?yōu)槿鯄A性，以后達(dá)到凈化作用。3.2 擁有廣闊的應(yīng)用市場 采用負(fù)離子技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用范圍非常廣泛，如空氣清凈器可

5、用于醫(yī)院、浴場、大樓空調(diào)、生物、農(nóng)業(yè)、藥品制造、電器商場、娛樂、住宅、辦公室、地鐵場所等各種場合。3.3 負(fù)離子紡織產(chǎn)品的開發(fā) 從衣服、纖維材料產(chǎn)生的負(fù)離子，因?yàn)榭梢酝ㄟ^叫作第二呼吸器的皮膚來取得，所以可以說是一種取得這種舒適效果最有希望的一種方法。負(fù)離子功能性紡織品的產(chǎn)品種類繁多，用途也非常廣泛，可用于內(nèi)衣、服裝、床單、被套、室內(nèi)裝演等。 (1)采用自然界中大量存在、有穩(wěn)定資源、并在化妝美容品和家禽飼料等正在使用及具有安全性、可信度高的古代海底礦物層的組分作為負(fù)離子的發(fā)生體。這種礦物層是數(shù)十萬年前海中的魚類、微生物海藻埋沒堆積在地層，經(jīng)地殼變動隆起于地表的物質(zhì)，是硅酸和鋁、鐵等氧化物為主要成

6、分的無機(jī)系多孔物質(zhì)。這些多孔物的平均細(xì)孔半徑約為500Å比表面積非常大，約37.8m2/g。因此，從這些物質(zhì)可以得到通常附加量以上的負(fù)離子，并產(chǎn)生明顯效果。為最大限度發(fā)揮古代海底礦物質(zhì)層成分的負(fù)離子發(fā)生能力，產(chǎn)品一般不采用紡絲加入，而采用后加工方式，也就是把上述負(fù)離子發(fā)生體與對應(yīng)于各種材料的粘合劑樹脂固著于纖維表面。粘合劑過多不但手感粗糙，而且將負(fù)離子發(fā)生體埋沒于粘合劑中，不能充分發(fā)揮負(fù)離子效果。所以要選擇對負(fù)離子發(fā)生影響小、使用量少，耐洗滌的粘合劑2。(2)把能產(chǎn)生負(fù)離子的天然礦石微粉化(其中50%微粒直徑在lm以下，最大5m)后，分散于粘合劑中，制成陰離子型、pH值為弱酸性，在水

7、中易分散的淡灰色弱粘性分散液體。其處理紡織品的工藝為:浸軋干燥定形(15Ox3min)。浸軋液處方:分散液體10%，分散劑0.1%，柔軟劑5%。 (3)森林浴纖維。這類產(chǎn)品把森林空氣中的樹木揮發(fā)的成分萜烯化合物微膠囊化，然后附著于纖維或紡織品。聞到這種香氣后人們會心情爽朗和愉快，這就是所謂的森林浴。從遠(yuǎn)處看望山的話，就可以看到白色霧氣籠罩在上面，這種霧氣就是從樹木中散發(fā)出來的萜烯內(nèi)酯類化合物，這種成分具有森林浴效果。森林浴纖維經(jīng)摩擦、碰撞后微膠囊釋放出香氣及負(fù)離子，使人感到空氣新鮮、心情愉快，就像走在樹林里時(shí)那樣，還可消除周圍的氣味。 (4)炭粉印花紡織品。選擇合適的木炭、竹炭(因原料種類、炭

8、化溫度、炭化爐等不同而不同)，如將柏樹炭微?；?10-2Om)后加粘合劑，在棉、滌棉上以水墨畫、書畫、藝術(shù)格調(diào)較高的藝術(shù)形式進(jìn)行印花，制成被套、花氈、窗簾等產(chǎn)品。這種炭粉具有產(chǎn)生負(fù)離子效果的特點(diǎn)，還具有抗菌、消臭作用。 (5)采用適度放射線刺激促進(jìn)健康的紡織品。這是把具有能釋放微量放射線的無機(jī)礦石微粉化后，用特殊粘合劑固著于纖維后的產(chǎn)品。到目前為止，人們都認(rèn)為不管怎么低的放射線對身體總是有害的。其理由是，即使放射線本身的能量換算成熱量是非常低的能量，但放射線活動直接作用于原子、分子，所以對生物的影響是非常大的。例如用基本上無法感覺熱能的使體溫上升0.002的放射線進(jìn)行輻射也能置人于死地，可見放

9、射線的威力多么強(qiáng)大。 但是如用極低的放射線進(jìn)行輻射的話，相反對身體帶來有益的效果，這個就是放射線刺激、促進(jìn)效果。這與以前定論相反的學(xué)說是由美國密蘇里大學(xué)的托馬斯·拉克教授在1982年提出來的。目前，很多研究機(jī)構(gòu)正在對這個效果研究。但實(shí)際上在這提法以前，對同樣的效果已從經(jīng)驗(yàn)上得知，那就是氡溫泉浴等放射線溫泉效果。在日本有很多這種含有鐳、氡的低線量放射線的溫泉存在，從古代開始，日本人已習(xí)慣利用了那個所謂微量放射線的刺激、促進(jìn)效果。當(dāng)然溫泉的效能有非常廣的范圍，不能把一切都作為是刺激、促進(jìn)的效果，但可充分理解它對身體的活性化作用。 采用釷、鐳等放射線發(fā)生源，其產(chǎn)品的放射線是低線量的，加工后

10、紡織品的測定量約為0.003Sv/h/m2(不包括地表的放射線)。一件服裝用料布的測定量約為0.014Sv/h，一年約為157Sv/h/年，日本法定的除自然放射線的放射線輻照量的當(dāng)量限度是1000Sv/年(自然放射線量一年為2400Sv )，這種產(chǎn)品比此還低，所以是安全的3。4 負(fù)離子的標(biāo)準(zhǔn)性負(fù)離子具有能穩(wěn)定精神、促進(jìn)新陳代謝和血液循環(huán)、恢復(fù)疲勞、維持健康等功效，這在最近對身體的舒適性效果的研究中以實(shí)驗(yàn)方式不斷得到了驗(yàn)證。一般而言，舒適的環(huán)境中負(fù)離子的發(fā)生量要在300-400個/ml以上。測定方法是用美國產(chǎn)的阿貝爾特式測定器，在一定的溫濕度條件下，采用手揉搓10s的物理刺激后進(jìn)行測定，用下式算

11、出負(fù)離子發(fā)生量(個/ml): 負(fù)離子發(fā)生量(個/mL)=負(fù)離子檢出量-正離子檢出量 因?yàn)槿绻捎梅派渚€物質(zhì)作為負(fù)離子發(fā)生體，那么在發(fā)生負(fù)離子的同時(shí)也會產(chǎn)生正離子，所以采用了上式計(jì)算法2。5 負(fù)離子功能性紡織品的前景 如前所述，在森林或瀑布周圍因存在大量的負(fù)離子，人們的心情會很舒暢，而在空氣污染的市街工廠地帶和大樓辦公室等，因存在大量的正離子，人們會感到郁悶不爽、易煩躁。把負(fù)離子功能性紡織品帶進(jìn)日常生活，對于自然恢復(fù)力正在不斷衰退的現(xiàn)代社會來說，可以認(rèn)為是"回歸自然"的一個契機(jī)，商家自然不會坐失良機(jī)?，F(xiàn)在僅日本開發(fā)負(fù)離子等功能性產(chǎn)品的公司就已超過1000家，市場規(guī)模已超1000億日元，中國市場無論就其規(guī)?；驖撛诎l(fā)展都數(shù)倍于日本市場，然而負(fù)離子紡