负离子纤维织物及其应用

负离子纤维织物及其应用

近年来,随着科学进步和经济发展,功能性纺织品的种类日益增多,功能性纺织品行业迅速发展成为一个重要的高新技术产业。功能性纺织品是指纺织品除具有自身的基本使用价值外还具有抗菌，除螨，防霉，防电磁辐射，香味，磁疗，红外线理疗，负离子保健等等林林总总的功效中的一种或几种。功能性纺织品的分类也就是功能性纤维的分类。功能性纤维按其属性可分四类：物理性功能纤维，化学性功能纤维，物质分离性功能纤维和生物适应性功能纤维。

本文介绍的是负离子纤维纺织品，属物质分离性功能纺织品，可广泛作为服装用纺织品，装饰用纺织品及产业用纺织品。随着物质生活水平和保健意识的提高,人们不仅要求衣物具有避体、保暖和装饰作用,还要求具有医疗保健功能。负离子纤维纺织品的问世,给广大消费者带来了福音。该纤维在使用过程中能向空气中释放一定量的负离子,可以调节周围的空气质量,对人体健康有益。负离子对人体的保健、长寿及生态的重要作用已被国内外医学实践所证明,被人们称为“长寿素”或“空气维生素”。随着人们对负离子产品性能的逐步了解,它作为21世纪人类保健的新型多功能材料,必将拥有广阔的发展前景。

用负离子纺织品制成的负离子服装直接与人体皮肤接触,在皮肤和衣服之间能形成负离子空气层,发挥负离子的健康功效。负离子纺织品除在服装领域的应用外,在装饰用纺织品和医疗卫生用纺织品两大领域也都有着广阔的应用前景。

（一）负离子的产生机理

负离子纺织品的生产原理是在纤维的生产过程中或织物的后整理阶段中添加负离子整理剂,生产出来的含有负离子整理剂的纺织品在与空气、水气等介质接触时不间断地释放出负离子。当空气中的水分子、其他分子或皮肤表层的水分进入负离子素电场空间内时(一般半径10~15μm球形),立即被永久电极电离,产生OH-和H+。由于H+移动速度很快(H+的移动速度是OH-的 1·8倍),迅速移向永久电极的负极,吸收一个电子变为H2逸散到空气中;而OH-则与另外水分子形成H3O2-负离子。这种变化只要空气湿度不为零就会不间断地进行,而不会产生有毒物质引起其他副作用。

（二）负离子的功能及作用原理

1负离子对人体健康：

负离子对人类健康和生态的重大影响已被国内外医学界通过临床实践验证。负离子如人体健康有着重要的作用,如能使人体内活性酸素消失,消除疲劳,活化细胞,增强免疫力,改善睡眠等。

有研究表明,夜晚睡眠时穿着具有负离子发射功能的睡衣会在一定程度上降低人体直肠温度,提高夜间睡眠效果,并有提高人体免疫力的效果[1]。这都是源于负离子优越的保健功能,具体如下:

(1)调节中枢神经的兴奋和抑制功能。作用过程为:负离子→肺泡→血液→血脑屏障→脑脊液→中枢神经系统。

(2)改善肺的换气功能。原理是负离子通过呼吸道黏膜,促进黏膜上纤毛运动,使腺体分泌上升、平滑肌兴奋性上升、换气功能上升。

(3)降低血压功能。作用过程为:负离子→单胺氧化酶(MAO)→氧化脱氨作用→五羟色胺、儿茶酚胺、去甲肾上腺素浓度下降→降压。

(4)改善心肌功能,刺激造血机能。作用过程为:负离子→血液→增加红细胞排斥力→血沉减慢;负离子→脾脏功能上升→红血球和血钙上升。

(5)增强免疫功能。主要表现在:①氧负离子(超氧阴离子自由基),生物活性高,有一定的杀菌作用。②负离子使上皮细胞带负电荷,增强对同性电荷离子的排斥力,使病毒失去对细胞的攻击能力。

(6) 水合羟基离子(H3O2-)通过呼吸进入人体后,能调整血液酸碱度,使人的体液变成弱碱性。弱碱性体液能活化细胞,增加细胞的渗透性,提高细胞的各种功能,并保持离子平衡,还能提高氧气转化能力,加速新陈代谢,减轻疲劳,使人心情舒畅、身体放松,并产生理疗治愈作用。

2负离子制作的抗臭纺织品

负氧离子发生纤维（除臭纤维）———作为高附加值的化纤产品，在涤纶熔体中添加特殊的无机添加剂，可以赋予涤纶纤维4大特性和功能。即可使纤维具有远红外保暖功能；具有明显的除臭效果；具有负氧离子发射功能，能在室温条件下产生负氧离子；具有一定的抗菌效果。因此我们对该纤维冠名“奇异纤维”。作为填充料，用于医疗纺织品的内芯等，也可以用于室内的床上用品、汽车的座椅等。以棉型和中长、毛型短纤维的形式用于纺成纱线，可以用于室内装潢、服装等产品。

（三）负离子纤维及其纺织品的生产

3·1 负离子纤维的生产工艺

负离子功能纤维是利用化学和物理的方法将负离子添加剂制成与高聚物材料具有良好相容性的纳米级粉体,经过表面处理后,与高聚物载体按一定比例混合,熔融挤出制得负离子母粒,将其进行干燥,按一定配比与高聚物切片混合,进行纺丝制成纤维,具体工艺如下[2]:

原材料→化学和物理方法→纳米级粉体→表面处理→配料→挤出→制造母粒→烘干→再配料→纺丝→成品。

3·2 负离子纤维纺织品加工方法

负离子纤维及功能性纺织品的加工方法主要可分为两类:一类是应用具有产生负离子的添加剂纺制成纤维;另一类是通过织物的后整理使纺织品具有产生负离子的功能。

生产方法可分为表面涂覆改性法、共混纺丝法、共聚法等。

3·2·1表面涂覆改性法

它是在纤维的后加工过程中,利用表面处理技术和树脂整理技术将含有电气石等

能激发空气负离子的无机物微粒的处理液固着在纤维表面。如日本将由珊瑚化石的粉碎物、糖类、酸性水溶液再加上规定的菌类,在较高温度下长时间发酵制成的矿物质原液,涂覆在纤维上。因该矿物原液中含有树脂黏合剂成分,得到了耐久性良好的负离子纤维。

3·2·2共混纺丝法

这是生产改性和多功能合纤的一种主要方法,就是在聚合或纺丝前,将能激发空气

负离子的矿物质做成负离子母粒加入到聚合物熔体或纺丝液中纺丝制得负离子纤维。

与表面涂覆改性法相比,这种纤维产生负离子的耐久性更好。国内研发的负离子纤维均

采用这种方法[3-6],即用化学和物理方法将负离子发生体(电气石、微量放射性的稀土类矿石、陶瓷)制成与高聚物材料具有良好相容性的纳米级粉体,经表面处理后,与高聚物载体按一定比例混合,熔融挤出制得负离子母粒,再进行干燥,按一定配比与高聚物切

片混合,采用共混纺丝法进行纺丝制备负离子纤维。

3·2·3共聚法

该法属于化学反应,是把负离子添加剂在聚合过程中加入,制成释放负离子功能切

片后纺丝。一般共聚法所得切片或母粒、添加剂分布均匀,纺丝成形性好。

在国外,上述生产负离子纺织品的3种方法都有应用,主要以共聚法为主,共聚法的

主要特性是产品的耐久性好。目前,国内研发负离子纤维的常用方法以表面涂覆改性法

为主。

3·3 后整理技术

整理法是指通过浸轧-烘燥将含有无机物微粒的处理液固着在织物的表面,从而使

织物具有负离子性能的方法。日本采用多种后整理工艺[7]开发负离子产品, 走在了世

界的前列。如日清纺公司的“ION-AGE”,KomatsuSeiren公司推出的以“Verbano”冠

名的负离子整理织物[8],东丽工业公司开发的新型后整理技术“aquaheal”[9]等。北京铜牛有限公司和香港驻成都办事处成都海蓉特纺有限公司都采用齐齐哈尔大学材料

研究所研制,燕山大学国际科技大学园区燕大超细功能材料有限责任公司所提供的奇才

系列的负离子添加剂,用上述工艺进行生产、试验,取得良好的效果。后整理技术不同

于常规将矿物质混入纱线的工艺,优势在于可应用于所有类型的纺织面料,且工序简单。表负离子纤维及纺织品的应用-1