含鍺面料的負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能測(cè)試

俞春華 喬鵬娟 董文洪 袁利華 宋偉華

摘要： 測(cè)試了不同鍺元素含量面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，研究了不同鍺元素含量面料與其功能性性能關(guān)系。結(jié)果表明，含鍺面料具有釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。負(fù)離子性能上，隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的負(fù)離子發(fā)生量依舊維持在中等水平；遠(yuǎn)紅外性能上，隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃；抗菌性能上，即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時(shí)，其大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率基本在99%及以上，白色念珠菌的抑菌率隨著鍺元素含量的增加從85%增至96%。

關(guān)鍵詞： 鍺；面料；負(fù)離子；遠(yuǎn)紅外；抗菌性

中圖分類號(hào)： TS195.58

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2017）12-0017-04

Abstract： Negative ions， far-infrared and antibacterial properties of germanium fabric were tested and the relationship between the content of germanium and its functional properties was studied. The result shows the germanium-containing fabric has the characteristics of releasing negative ion， far-infrared and antibacterial property and the property indexes meet the requirements of national standards. About the negative ion property， the negative ion content of germanium-containing fabric is maintained at the medium level with the increase of Ge content. For the far infrared property， the infrared emission emissivity of the germanium-containing fabric can be improved slightly with the increase of Ge content， and the temperature rise is maintained at 1.5℃ . with regard to the antibacterial property， the inhibitory rates of Escherichia coli and Staphylococcus aureus are 99% and above even when the Ge content is as low as 0.53 mg/kg and the inhibitory rate of Candida albicans increases from 85% to 96% with the increase of Ge content.

Key words： Germanium； fabric； negative ions； far-infrared； antibacterial property

鍺，符號(hào)Ge，位于元素周期表第32位，是碳族元素中的一員，被廣泛用于電子、航空、醫(yī)療等行業(yè)[1]。已有研究證明，鍺元素具有抗病毒、抗氧化，產(chǎn)生負(fù)離子，促進(jìn)血液循環(huán)，改善身體體質(zhì)等功效[2-3]。為了開發(fā)滿足市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品，眾多廠家對(duì)鍺元素產(chǎn)品進(jìn)行了研發(fā)。如日本清川株式會(huì)社在制絲階段把0.4μm的天然鍺礦石研磨成納米級(jí)粉體后，結(jié)合無(wú)機(jī)載體制作成母粒得到鍺纖維長(zhǎng)絲[4]；國(guó)內(nèi)也有研究人員采用有機(jī)鍺整理的方法使織物富有保健性[5]。在市場(chǎng)上鍺纖維產(chǎn)品眾多，大多為文胸、內(nèi)衣褲、護(hù)膝、腰帶等產(chǎn)品，產(chǎn)品宣傳上大多為鍺纖維面料可以促進(jìn)血液循環(huán)、改善新陳代謝、釋放負(fù)離子、抗菌抑菌，以及遠(yuǎn)紅外等功能。

有機(jī)鍺由于它的藥理作用、醫(yī)療效應(yīng)，具有一定的保健效用，但是天然鍺礦石經(jīng)研磨成納米級(jí)粉體后再加入熔融紡絲成纖維后，或者是面料經(jīng)過(guò)有機(jī)鍺整理后，是否還存在廠家宣傳的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌性能等功效還有待測(cè)試；其鍺元素的含量對(duì)釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌等功效是否有影響，目前還沒有相關(guān)的研究和報(bào)道。本文研究了含鍺面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外性能及抗菌性能，并探討了面料中鍺元素的含量與釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌性能之間的關(guān)系，為消費(fèi)者及功能性面料廠家提供參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：五塊不同鍺元素含量面料（自制），純棉針織物，平方米質(zhì)量106g/m2。

儀器：M90電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（德國(guó)Bruker Daltonics公司），CEM MARS微波消解儀（美國(guó)CEM公司），分析天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）。

1.2 方 法

1.2.1 面料中鍺元素含量的測(cè)定

從面料中剪取不大于5mm×5mm的試樣0.5g（精確至0.001g），混勻后裝入潔凈的容器內(nèi)，密封置于微波消解內(nèi)罐中進(jìn)行消解。消解完畢，取出消解罐在通風(fēng)柜里瀉壓，將消解罐置于140℃電熱消解器中趕酸30min，隨將溶液轉(zhuǎn)移至50.0mL容量瓶中，用水沖洗罐壁3次以上，合并洗液并定容至刻度，混勻。將得到的樣液與配置的校正液進(jìn)行ICP-MS分析，測(cè)試不同面料的鍺元素含量。

1.2.2 含鍺面料釋放負(fù)離子性能的測(cè)試

按照GB/T30128—2013《紡織品 負(fù)離子發(fā)生量的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》測(cè)試含鍺面料的釋放負(fù)離子性能。

1.2.3 含鍺面料遠(yuǎn)紅外性能的測(cè)試

按照GB/T30127—2013《紡織品 遠(yuǎn)紅外性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》測(cè)試含鍺面料的遠(yuǎn)紅外性能。

1.2.4 含鍺面料抗菌性能的測(cè)試

按照GB/T20944.3—2008《紡織品 抗菌性能的評(píng)價(jià) 第3部分：振蕩法》測(cè)試含鍺面料的抗菌性能，選擇金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。

2 結(jié)果與分析

2.1 含鍺面料釋放負(fù)離子性能及鍺元素含量與釋放負(fù)離子性能關(guān)系

負(fù)離子是大氣中的分子或原子捕獲電子后形成的帶負(fù)電荷的離子，如OH—（H2O）n和O2—（H2O）n等，已有大量研究表明負(fù)離子對(duì)人體產(chǎn)生有益的作用[6-7]。負(fù)離子發(fā)生量的評(píng)價(jià)為當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量大于等于1000個(gè)/cm3時(shí)，負(fù)離子發(fā)生量較高；當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量為550～1000個(gè)/cm3時(shí)，負(fù)離子發(fā)生量中等；當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量小于550個(gè)/cm3時(shí)，負(fù)離子發(fā)生量較低。不同鍺元素含量面料的負(fù)離子性能檢測(cè)結(jié)果見表1，由檢測(cè)結(jié)果可知，鍺元素含量為0.53mg/kg時(shí)，面料的負(fù)離子發(fā)生量為616個(gè)/cm3，負(fù)離子發(fā)生量中等，隨著鍺元素含量從0.53mg/kg增加到62.5mg/kg時(shí)，面料的負(fù)離子發(fā)生量并沒有顯著增加，負(fù)離子發(fā)生量依然在中等水平。

2.2 含鍺面料遠(yuǎn)紅外性能及鍺元素含量與遠(yuǎn)紅外性能關(guān)系

遠(yuǎn)紅外紡織品是指其可在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收環(huán)境或人體發(fā)射出的電磁波，并輻射出波長(zhǎng)范圍在2.5～30μm的遠(yuǎn)紅外線[8]。根據(jù)醫(yī)學(xué)界鑒定當(dāng)人體表面受到這種遠(yuǎn)紅外線輻射時(shí)，會(huì)引起人體表面細(xì)胞中水分子的共振，產(chǎn)生熱效應(yīng)，促進(jìn)人體皮下組織血液的微循環(huán)，達(dá)到保暖和促進(jìn)新陳代謝的功效[9-10]。紡織品遠(yuǎn)紅外性能的評(píng)價(jià)是試樣的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率不低于0.88，且遠(yuǎn)紅外輻射溫升不低于1.4℃時(shí)，則該樣品具有遠(yuǎn)紅外性能。不同鍺元素含量面料的遠(yuǎn)紅外性能檢測(cè)結(jié)果見表2，由檢測(cè)結(jié)果可知，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率大于等于0.88，遠(yuǎn)紅外輻射溫升值為1.5℃，符合國(guó)家遠(yuǎn)紅外紡織產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求，樣品具有遠(yuǎn)紅外性能。但隨著鍺元素含量的增加，面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃。

2.3 含鍺面料抗菌性能及鍺元素含量與抗菌性能關(guān)系

紡織品抗菌性能的測(cè)試分為定性測(cè)試和定量測(cè)試兩大類，定性測(cè)試法主要有暈圈法、抑菌環(huán)法和平行劃線法；定量測(cè)試分為吸收法與振蕩法兩種，定量測(cè)試中抑菌率是對(duì)樣品抗菌效果最為直接的表達(dá)[11-12]。GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià) 第3部分：振蕩法》對(duì)紡織品抗菌性能評(píng)價(jià)是試樣對(duì)金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的抑菌率≥70%或?qū)Π咨钪榫囊志省?0%，則該樣品具有抗菌效果。不同鍺元素含量的面料抗菌性能檢測(cè)結(jié)果見表3，由檢測(cè)結(jié)果可知，即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時(shí)，其面料也具有抗菌性能，其中大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)中70%的要求，基本在99%及以上；而白色念珠菌的抑菌率隨著鍺元素含量從0.53mg/kg增加到62.5mg/kg時(shí)，其抑菌率從85%增至96%，大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中60%的要求。

3 結(jié) 論

1）測(cè)試了不同鍺元素含量面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，結(jié)果表明含鍺面料具有釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）研究了不同鍺元素含量面料與其功能性性能關(guān)系，結(jié)果表明含鍺面料負(fù)離子發(fā)生量中等，隨著鍺元素含量的增加，紡織品的負(fù)離子發(fā)生量并沒有顯著增加，負(fù)離子發(fā)生量維持在中等水平；遠(yuǎn)紅外性能上隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃；抗菌性能上即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時(shí)，其大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率也遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)中70%的要求，基本在99%及以上，白色念珠菌的抑菌率也大于標(biāo)準(zhǔn)中60%的要求，隨著鍺元素含量的增加抑菌率從85%增至96%。

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