維生素E纖維交織物的負(fù)離子與保濕功能研究

王穎　張紅霞　祝成炎　田偉　林平　丁圓圓

摘要：為探究不同功能纖維含量、不同紗線種類及不同織物組織對紡織品功能性的影響，文章以桑蠶絲作為經(jīng)紗原料，維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線分別和黏膠纖維作為緯紗，試制9種維生素E紗線和黏膠紗線不同投緯比例，5種精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線和黏膠纖維不同投緯比例，5種維生素E紗線和黏膠投緯比例為1︰1的不同組織的面料，進(jìn)而測試這3種系列面料的負(fù)離子和保濕復(fù)合功能。結(jié)果表明：織物的負(fù)離子發(fā)生量及保濕功能隨著維生素E纖維的含量增加而增強(qiáng);紗線種類及織物組織均會(huì)對織物的負(fù)離子功能和保濕功能產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：負(fù)離子;保濕功能;維生素E纖維;復(fù)合功能;功能性紡織品

中圖分類號(hào)：TS106.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：10017003（2021）04001505

Abstract：Toexploretheimpactsofdifferentfunctionalfibercontents，differentyarntypesanddifferentfabricweavesonthefunctionalityoftextiles，thispapertakesmulberrysilkasthewarpyarnandtakesvitaminEyarn，combedcotton/vitaminEfiber/Modal（40/40/20）blendedyarnandviscosefiberasweftyarns，toprepare9typesofvitaminEyarnandviscoseyarnwithdifferentweftratios，5typesofcombedcotton/vitaminEfiber/Modal（40/40/20）blendedyarnsandviscosefiberwithdifferentweftratios，5typesofvitaminEyarnandviscosefabricswithaweftratioof1︰1anddifferentweaves，andthenteststheanionsandmoisturizingcompoundfunctionofthreeseriesoffabrics.TheresultsshowthattheanionproductionandmoisturizingpropertiesoffabricgrowwiththeincreaseofvitaminEfibercontent.Bothyarntypeandfabricweavewillaffecttheanionproductionandmoisturizingpropertiesoffabrics.

Keywords：anion;moisturizingfunction;vitaminEfiber;compositefunction;functionaltextile

作者簡介：王穎（1995），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ苄约徔椘贰⒓徔棶a(chǎn)品設(shè)計(jì)。通信作者：張紅霞，教授級(jí)高工，hongxiazhang8@126.com。

負(fù)離子即分子或原子發(fā)生電離，脫離出來的外層電子再與中性的分子或原子結(jié)合，使其帶有負(fù)電荷[1]。經(jīng)過臨床實(shí)踐驗(yàn)證，負(fù)離子會(huì)對人類健康及生態(tài)產(chǎn)生重大影響，它能提高人體免疫力、改善神經(jīng)系統(tǒng)、改善空氣質(zhì)量、預(yù)防呼吸系統(tǒng)疾病[2-3]。因此，負(fù)離子也常被人們稱為“空氣維生素”或是“長壽素”[4]。市面上的紡織品普遍不具備解決肌膚干燥的能力，植入維生素E微膠囊的保濕功能織物可以全方位地為肌膚提供保濕護(hù)理，有效地改善織物的舒適性[5]。目前，市場上也存在一些負(fù)離子紡織品或者保濕功能紡織品，但是單一功能的紡織品逐漸失去優(yōu)勢，復(fù)合功能的紡織品愈發(fā)受到消費(fèi)者和市場的青睞。維生素E纖維的負(fù)離子功能、保濕功能和桑蠶絲優(yōu)良的服用性能有效地結(jié)合，兼顧織物的多重功能性與舒適服用性，負(fù)離子和保濕復(fù)合功能交織物的開發(fā)具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與廣闊的市場前景。

本文選用同時(shí)具備負(fù)離子功能和保濕功能的維生素E纖維作為主要原料試制19種復(fù)合功能交織物，旨在探究不同功能性纖維含量、不同紗線種類、不同組織對紡織品負(fù)離子發(fā)生量和保濕功能性的影響，開發(fā)功能優(yōu)良的服用面料，滿足消費(fèi)者的健康型消費(fèi)需求。

1 維生素E纖維的概況

本文選用的維生素E纖維是運(yùn)用電氣石等無機(jī)礦物經(jīng)處理制備納米級(jí)負(fù)離子功能粉體，再將其與高聚物混合，熔融制得負(fù)離子母粒，紡絲制備具有良好負(fù)離子發(fā)生能力的纖維[6]。此外，本文還采用了臺(tái)灣華懋生技有限公司和日本大和紡織株式會(huì)社合作開發(fā)有機(jī)體植入技術(shù)，將油菜花籽油和棕櫚油天然植物油通過微膠囊化技術(shù)植入。其中，油菜花籽油和棕櫚油中富含的維生素E具有良好的保濕功能[7-9]。將維生素E微膠囊[10]與溶解膠共混，經(jīng)脫泡、熟成后，采用濕法紡絲得到功能性黏膠纖維。維生素E對堿不穩(wěn)定，在鐵鹽、鉛鹽或油脂酸敗的條件下會(huì)加速氧化?；谏鲜鲈?，本文采用的微膠囊技術(shù)將維生素E通過高分子化合物包覆起來，通過外部刺激或者緩釋作用使維生素E的保濕功能得以實(shí)現(xiàn)，微膠囊的囊壁提高了維生素E的穩(wěn)定性及持久性，從而使得維生素E功能纖維的研發(fā)切實(shí)可行。

纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)、長度及線密度都將直接影響紗線各方面的性能，并且會(huì)對織物的外觀風(fēng)格和服用性能造成影響[11]。維生素E纖維是由臺(tái)灣華懋生技有限公司研發(fā)的一種功能性黏膠纖維，其長度為38mm，線密度為1.56dtex。

2 復(fù)合功能織物試制設(shè)計(jì)

本文采用桑蠶絲作為經(jīng)紗原料，維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線分別和黏膠纖維作為緯紗，探究不同功能性纖維含量、不同緯紗種類、不同組織對織物負(fù)離子和保濕復(fù)合功能的影響探究。在A系列織物中，維生素紗線和黏膠紗線的投緯比例為0︰1、1︰4、1︰3、1︰2、1︰1、2︰1、3︰1、4︰1、1︰0;在B系列中，精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線和黏膠紗線的投緯比例為1︰1、2︰1、3︰1、4︰1、1︰0;在C系列中，維生素E紗線和黏膠的投緯比例為1︰1，織物組織分別為一上二下右斜紋、四枚破斜紋、蜂巢組織、五枚緞紋、八枚緞紋。試樣規(guī)格參數(shù)見表1、表2、表3。

3 試樣的功能性測試與分析

3.1 試樣的負(fù)離子功能測試與分析

參照GB/T30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的監(jiān)測與評(píng)價(jià)》，采用KEC-900+空氣離子測試器（深圳市萬儀科技有限公司）對A、B、C三個(gè)系列織物的負(fù)離子發(fā)生量進(jìn)行測試。本文采用空氣離子測試儀與人工手搓的方式在密閉空間內(nèi)測試各織物釋放的負(fù)離子數(shù)量，探究緯紗中維生素E纖維的含量、紗線種類、織物組織對紡織品負(fù)離子釋放量的影響。

將KEC-900+空氣離子測試器置于密閉箱子中，打開電源，調(diào)整零點(diǎn)，將測定范圍調(diào)至“H”后，打開風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)開關(guān)，在距離空氣吸入口5cm處以200次/min的頻率手搓10cm×10cm的試樣，測試時(shí)間為1min，每種試樣測試5次，每次測試前密封箱進(jìn)行換氣處理，記錄測試中的5個(gè)峰值并計(jì)算平均值作為每次的結(jié)果。測試結(jié)果見表4。

由表4可知，負(fù)離子的發(fā)生量與維生素E纖維含量、緯紗種類及織物組織有關(guān)。按照GB/T30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的監(jiān)測與評(píng)價(jià)》的規(guī)定，對織物負(fù)離子的發(fā)生量根據(jù)表5進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在A系列織物中，當(dāng)組織相同時(shí)，隨著緯紗中維生素E纖維的含量增加，負(fù)離子粉體的數(shù)量增加，織物受到摩擦作用釋放的負(fù)離子濃度也就越大。當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為33.33%時(shí)，織物負(fù)離子發(fā)生量為1150個(gè)/cm3，A4～A9均屬于負(fù)離子織物發(fā)生量較高織物，達(dá)到了都市公園的負(fù)離子濃度標(biāo)準(zhǔn)，有助于維持人體健康。在B系列織物中，隨著混紡紗線比例增加，織物負(fù)離子發(fā)生量也隨之增加。值得一提的是，當(dāng)B系列織物緯紗中維生素E纖維的含量與A系列織物相等時(shí)，由于B系列織物甲緯為混紡紗線，紗線是多組分的，而只有維生素E纖維添加了負(fù)離子母粒，B系列織物表面的負(fù)離子粉體數(shù)量比A系列織物少，紗線種類也有所不同，因而B系列織物負(fù)離子發(fā)生量明顯小于A系列織物。在C系列織物中，當(dāng)緯紗中維生素E纖維的含量為1︰1時(shí)，不同組織的織物負(fù)離子的發(fā)生量有所不同。表4中五種不同組織織物的負(fù)離子發(fā)生量均屬于較高水平。其中，蜂巢組織的負(fù)離子發(fā)生量最高，為1730個(gè)/cm3，八枚三飛緯緞負(fù)離子發(fā)生量次之，其中負(fù)離子功能最差的則是一上二下右斜紋。究其原因，蜂巢織物表面呈蜂巢凹凸?fàn)?，外觀立體，蓬松程度大，其受到摩擦作用較其他組織的織物更加劇烈，紗線間的摩擦使得負(fù)離子粉體產(chǎn)生壓電效應(yīng)，因而蜂巢織物的負(fù)離子發(fā)生量更大。

3.2 試樣保濕功能測試與分析

紡織品的保濕護(hù)膚功能體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面織物能夠吸收水分;另一方面織物能鎖住水分[12]。本文通過微膠囊化技術(shù)將油菜花籽油和棕櫚油與溶解膠共混，濕法紡絲制得保濕功能黏膠纖維。油性物質(zhì)可通過形成連續(xù)的油膜，從而鎖住水分減少皮膚中角質(zhì)層的水分流失，角質(zhì)層從下層組織獲取水分，最終實(shí)現(xiàn)保濕作用。目前，國內(nèi)外沒有關(guān)于紡織品保濕性能規(guī)范的檢測方法及相關(guān)的評(píng)價(jià)方法。本文結(jié)合大氣環(huán)境與人體健康濕度，選擇溫度為20℃、相對濕度為85%作為高濕環(huán)境測試織物的吸濕量;選擇溫度為20℃、相對濕度為45%作為低濕環(huán)境測試織物的放濕量。通過測試不同濕度情況下織物的吸濕量和放濕量，探究上述3種不同系列織物的保濕性能。

每種織物裁取6塊20cm×20cm的試樣放入恒溫恒濕箱中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)大氣條件調(diào)濕24h，稱取并記錄每種試樣的質(zhì)量。分別將試樣放置高濕環(huán)境和低濕環(huán)境內(nèi)，待織物吸放濕平衡后，測試并記錄織物的吸濕量和放濕量，結(jié)果見圖1。

從圖1測試結(jié)果來看，織物的吸濕量和放濕量與維生素E纖維含量、緯紗種類及織物組織有關(guān)。在A系列織物中，織物在高濕環(huán)境下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的吸濕能力增強(qiáng);織物在低濕環(huán)境下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的放濕量小。綜合織物在高濕環(huán)境和低濕環(huán)境的兩種保濕功能，維生素E纖維含量越高，其保濕性能越佳。維生素E纖維添加的油菜花籽油和棕櫚油屬于封閉性保濕劑，形成一個(gè)表面附加的潤滑層膜，將皮膚包裹起來，通過封閉作用阻擋皮膚內(nèi)的水分丟失，防止水分蒸發(fā)，從而起到保濕功能。B系列織物在高濕環(huán)境下，隨著緯紗中維生素E纖維含量逐漸增加，織物的吸濕量先增大后減小，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為26.67%時(shí)，B2織物的吸濕量最大;在低濕環(huán)境下，隨著緯紗中維生素E纖維含量逐漸增加，織物的放濕量先增大后減小。當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為20.00%時(shí)，B1織物的放濕量最小。B系列織物的甲緯是精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線，精梳棉的吸濕能力不如維生素E纖維和莫代爾纖維。在高濕環(huán)境下，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量小于26.67%時(shí)，維生素E纖維在保濕作用中起主導(dǎo)作用。在低濕環(huán)境下，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量小于3200%時(shí)，維生素E纖維在保濕作用中起主導(dǎo)作用。C系列織物在緯紗中維生素E纖維含量均為50.00%時(shí)，5種不同組織織物的吸濕量和放濕量均不同。在高濕環(huán)境下，C1的吸濕量最大;在低濕環(huán)境下，C1的放濕量最小。由此可見，斜紋組織的保濕功能最佳。這主要取決于織物紗線間的松散程度，斜紋織物高交織密度、多交織點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較其他組織織物更加緊實(shí)，吸收和鎖定水分綜合能力較松散織物更高，其接觸面積越大，織物表面的維生素E微膠囊數(shù)量也相應(yīng)越多，織物緩釋維生素E效果更顯著，故其保濕能力更優(yōu)。

4 結(jié) 論

本文以桑蠶絲、維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線及黏膠紗線為原料，設(shè)計(jì)并試制了19種交織物，對每種織物的負(fù)離子功能和保濕功能分別進(jìn)行測試并且作出分析，主要結(jié)論如下：

1）織物負(fù)離子發(fā)生量隨著織物中維生素E纖維的含量增大而增大;紗線種類對織物發(fā)生量也具有影響，維生素E纖維的含量相同，混紡紗線中僅維生素E纖維經(jīng)過負(fù)離子粉體處理，其交織物表面的負(fù)離子粉末數(shù)量少于維生素E紗線交織物，因而混紡紗線交織物負(fù)離子發(fā)生量比維生素E纖維含量相同的維生素E紗線交織物負(fù)離子發(fā)生量低;織物組織也是影響織物負(fù)離子發(fā)生量的關(guān)鍵因素，組織點(diǎn)結(jié)構(gòu)松散的織物的負(fù)離子發(fā)生量較大，其中蜂巢組織的織物的負(fù)離子發(fā)生量相對于其他組織織物更大。

2）在組織結(jié)構(gòu)相同的情況下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的吸濕量大，織物的放濕量小，其保濕性能越佳;在混紡紗線交織物中，隨著維生素E纖維含量增加，織物吸濕量先增大后減小，當(dāng)維生素E纖維含量為26.67%時(shí)，織物的吸濕量最大;織物的放濕量先增大后減小，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為20.00%時(shí)，織物的放濕量最小。不同織物組織的保濕性能也不同，斜紋織物組織結(jié)構(gòu)緊實(shí)，其保濕功能最佳。

3）維生素E纖維作為原料的織物兼具負(fù)離子功能和保濕功能，該復(fù)合功能的織物既能釋放較高濃度的負(fù)離子，又能起到顯著的保濕功效，是符合市場需求的多功能織物，為開發(fā)新型功能面料提供新思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢建華，孫福，凌榮根.負(fù)氧離子聚酯纖維的研制及性能[J].紡織學(xué)報(bào)，2007（4）：16-18.

QIANJianhua，SUNFu，LINGRonggen.Preparationandpropertyofanionicpolyesterfiber[J].JournalofTextileResearch，2007（4）：16-18.

[2]鄭雪瑩，張紅霞，黃錦波，等.負(fù)氧離子和阻燃負(fù)氧離子和阻燃復(fù)合功能窗簾交織物的性能研究[J].絲綢，2018，55（1）：56-61.

ZHENGXueying，ZHANGHongxia，HUANGJinbo，etal.Studyonthepropertiesofcurtainintertexturewithnegativeoxygenionsandflame-retardantcomplexfunction[J].JournalofSilk，2018，55（1）：56-61.

[3]高亢，盧飛嶧，朱珍鈺.負(fù)離子纖維及紡織品的研究及應(yīng)用前景[J].遼寧絲綢，2019（4）：28-29.

GAOKang，LUFeiyi，ZHUZhenyu.Researchandapplicationprospectofanionfiberandtextiles[J].LiaoningTussahSilk，2019（4）：28-29.

[4]商成杰.功能紡織品[M].北京：中國紡織出版社，2006：140-141.

SHANGChengjie.FunctionalTextiles[M].Beijing：ChinaTextile&ApparelPress，2006：140-141.

[5]伍霞.玻尿酸保濕功能襪的整理工藝參數(shù)探索與功效評(píng)價(jià)[D].上海：東華大學(xué)，2019.

WUXia.ExplorationontheFinishingProcessParametersandEfficacyEvaluationofHyaluronicAcidMoisturizingFunctionalSocks[D].Shanghai：DonghuaUniversity，2019.

[6]張小霞，吳曉虹，李云.紡織品負(fù)離子發(fā)生量測試方法研究[J].絲綢，2016，53（10）：17-22.

ZHANGXiaoxia，WUXiaohong，LIYun.Studyonmeasurementmethodofanion-generatingcapacityoftextiles[J].JournalofSilk，2016，53（10）：17-22.

[7]譚笑，景盼盼，張迪，等.以無醇橄欖油復(fù)配油微乳為載體的補(bǔ)水凝膠面膜的制備及評(píng)價(jià)[J].中國藥學(xué)雜志，2019，54（6）：476-483.

TANXiao，JINGPanpan，ZHANGDi，etal.Preparationandevaluationofmoisturizinghydrogelfacialmaskusingalcohol-freemicroemulsionofoliveoilcompoundascarrier[J].ChinesePharmaceuticalJournal，2019，54（6）：476-483.

[8]劉方，孫曉巖，張秀英，等.兩種維生素E乳劑保濕性的比較[J].中國中西醫(yī)結(jié)合皮膚性病學(xué)雜志，2014，13（3）：156-158.

LIUFang，SUNXiaoyan，ZHANGXiuying，etal.ComparisonoftwokindsofvitaminEemulsionforkeepingskinmoisture[J].ChineseJournalofDermatovenerelogyofIntegratedTraditionalandWesternMedicine，2014，13（3）：156-158.

[9]GHAHEHFS，KHODDAMIA，ALIHOSSEINIF，etal.Antioxidantcosmetotextiles：cottoncoatingwithnanoparticlescontainingvitaminE[J].ProcessBiochemistry，2017（59）：46-51.

[10]姚國萍.維生素E微膠囊的制備及其對真絲面料的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2012.

YAOGuoping.PreparationofVitaminEMicrocapsulesandItsApplicationtoSilkFabrics[D].Hangzhou：ZhejiangSci-TechUniversity，2012.

[11]于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，2006：61-77.

YUWeidong.TextileMaterialsScience[M].Beijing：ChinaTextile&ApparelPress，2006：61-77.

[12]曾文敏，陳鳳梅，趙博研，等.紡織品保濕性能的檢測方法研究[J].針織工業(yè)，2019（7）：69-71.

ZENGWenmin，CHENFengmei，ZHAOBoyan，etal.Studyofthetestingmethodofmoisturizingpropertiesoftextiles[J].KnittingIndustries，2019（7）：69-71.