紡織品負離子發(fā)生量檢測方法分析

通訊作者：許蕓，1993年06月，女，漢族，浙江蕭山人，現(xiàn)任浙江中紡標檢驗有限公司文審員，助理工程師，本科。研究方向：紡織工程。

摘 要：負離子紡織品具有釋放負離子的功能，可以增加空氣中負離子的濃度，這有利于人體健康。但是，檢測方法的混亂阻礙了負離子紡織業(yè)的健康發(fā)展。負離子紡織品檢測是指負離子織物在一定溫度和濕度條件下受到激發(fā)裝置的刺激，然后負離子濃度通過空氣負離子濃度測試儀輸出。大氣離子探測器、激勵裝置和測試環(huán)境是影響測試結(jié)果的關(guān)鍵因素。只有全面和合理地管理這些因素，才能建立公平的評估機制。

關(guān)鍵詞：功能紡織品;負離子;檢測方式;影響因素

一、前言

研究表明，空氣中的負離子有益于人體身心健康。當空氣中負離子濃度達到一定值時，可產(chǎn)生保健作用，如提高人體免疫力、促進新陳代謝、利于生長發(fā)育、預(yù)防疾病等。隨著生活水平的提高，功能性紡織品越來越受歡迎，人們越來越關(guān)注負離子紡織品的發(fā)展和檢測。

發(fā)展負離子紡織品主要有兩種方式。首先，是負離子纖維的生產(chǎn)。在化學纖維紡絲過程中，可以添加微輻射礦物，如電空石，以實現(xiàn)表面的混合或改性共聚物。其次，二是使用后整理的方法。在紡織品或含硅溶液中加入電煤等礦物質(zhì)，實現(xiàn)功能效果。測試工業(yè)紡織品造成的空氣負離子是不是改成濃度，作為評價負離子紡織品生產(chǎn)的指標[1]。紡織品負離子發(fā)生量檢測方法可大體分為封閉式和開放式，本文將采用兩種具有代表性的手搓式和平摩式來測試織物的負離子發(fā)生量，并對結(jié)果進行比較分析。

二、負離子紡織品測試流程

檢測負離子紡織品的本質(zhì)是檢測紡織品周圍小范圍內(nèi)空氣中負離子的濃度。第一，空氣中本身負離子的濃度與樣品無關(guān)，因此必須消除其影響;第二，如果纖維含有放射性元素和其他不需要刺激的成分，即使纖維靜置也可以有一定量的負離子釋放。此外，如果纖維含有電子或熱電元件，則在機械力的作用下可能產(chǎn)生大量負離子。因此，纖維狀態(tài)與負離子數(shù)量有很大關(guān)系。

靜態(tài)測量是在不刺激負離子紡織品的情況下測量負離子產(chǎn)量。紡織品在使用過程中并非完全靜態(tài)，因此靜態(tài)方法不適于測試大多數(shù)負離子紡織品。只有紡織品的物理刺激才能刺激大量負離子，增加空氣中負離子的濃度[2]?？椢镌谟袡C玻璃箱中用機械裝置摩擦，空氣中負離子濃度用離子探測器進行測試，得到測試結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，基于一定溫度、濕度條件，負離子組織由發(fā)生器刺激，然后通過空氣負離子濃度測試儀導出負離子濃度。

三、現(xiàn)有紡織品負離子發(fā)生量測試方法的對比分析

（一）現(xiàn)有7種測試方法對比分析

1. 靜置法

需要290毫米長、60毫米直徑的圓柱形裝置來固定試樣，然后把樣品剪成A4紙最后，將準備好的樣品粘貼到氣缸體上，并應(yīng)用到空氣離子測試儀的端口上，在5分鐘內(nèi)測量紙張中負離子的數(shù)量。這種做法受到開放環(huán)境的影響，結(jié)果不準確。

2. 手搓法

在空氣離子測試儀端口1 ～ 2厘米的距離手持樣品，以200次/分鐘的頻率清洗樣品1分鐘，收集測量數(shù)據(jù)，并采用每次試驗的平均值。該方法易于使用，但具有較大的意外錯誤和較差的重現(xiàn)性。因為不同測試儀手的溫度和強度不同，同時開放式環(huán)境中的電氣設(shè)備、強力導體和氣流也會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響[3]。

3. 負離子測定室法

要求建造環(huán)境條件穩(wěn)定的測量室，測量室必須完全密封，以確保不受環(huán)境因素的影響。紡織品產(chǎn)生的負離子量必須在測量室進行試驗，這個計量室的處理嚴格，費用太高，測試中不能排除人為影響。

4. 負離子測試箱法

此法是將試樣裁剪成尺寸如A4紙大小，手拿樣品，輕輕放入絕緣丙烯酸試驗箱，測試負離子產(chǎn)生情況。此方法人為因素無法量化，要求無法標準化，測試結(jié)果不穩(wěn)定。

5. 摩擦測試儀法

采用全自動色牢度摩擦測試儀作為負離子發(fā)生裝置，測試儀產(chǎn)生的水平摩擦運動效應(yīng)作用于樣品，模擬織物在摩擦力作用下產(chǎn)生的負離子。從物理角度來看，這種方法更適合摩擦產(chǎn)生正負電荷的現(xiàn)象，但摩擦產(chǎn)生負離子的方法在紡織品的實際使用中是否可行還有待商榷，摩擦裝置能否在測試中獲得滿意的結(jié)果還有待進一步研究[4]。

6. 懸浮搖擺法

此法需要制作一個懸浮搖擺激勵裝置，測量紡織品在搖擺狀態(tài)下產(chǎn)生的負離子量。這種方法可以模擬懸浮紡織品的負離子產(chǎn)生，但不能模擬摩擦下織物的負離子產(chǎn)生。

7. FCL法

采用全自動色牢度摩擦試驗機作用于織物，測試環(huán)境為標準大氣（長×寬×高≥700 mm×40 mm×40 mm，無底面）下的試驗箱，測試織物產(chǎn)生的負離子量。以三次以上測試結(jié)果的平均值作為樣本測試結(jié)果，測試環(huán)境一致。雖然這種方法的測試原理與平板摩擦測試法沒有本質(zhì)區(qū)別，但測試結(jié)果不應(yīng)取3個以上測試結(jié)果的平均值，而應(yīng)取穩(wěn)定曲線段3 ～ 5個峰值的平均值。

四、試驗部分

（一）儀器

使用com-3200 pro ii空氣負氧離子測試儀進行測試。由測試倉、摩擦儀、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)組成，測試倉庫的箱體是一個具有通風系統(tǒng)的透明隔離箱體。摩擦儀頂部摩擦盤壓力為7.5 N，摩擦速度為93 r/min。該測試完全按照GB/T? 30128-2013進行，手部模型也用于采集手部誘發(fā)的負離子。于標準大氣環(huán)境中進行測試[5]。

（二）樣品

選擇了4組負離子功能組織作為試驗樣品，包括負離子綠色編織組織、冰氧彈性編織組織、深負離子灰色編織組織、冰氧冷珍珠黑色編織組織。根據(jù)儀器規(guī)格，樣品尺寸分別為直徑105毫米和直徑210毫米的圓形樣品。

（三）操作步驟

平面摩擦完全以GB/T 30128-2013進行。將樣品放在上下摩擦盤上，關(guān)閉試驗箱，在儀表零位后啟動摩擦裝置進行試驗，記錄負離子生成數(shù)據(jù)和相應(yīng)曲線。該儀器還用于人工摩擦，但必須打開試驗室蓋，將樣品放在試驗室上方2厘米處，用人工摩擦代替機械摩擦，并以人工摩擦結(jié)果與空氣負離子數(shù)據(jù)之間的差作為數(shù)量[6]。為了便于比較結(jié)果，作為這項試驗的一部分，在每一個樣品上采集了兩套測試樣品，用于手工擦拭和摩擦測試。

（四）結(jié)果與討論

對于四組樣品，板塊摩擦試驗結(jié)果較低，但數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，CV值低于5%;但是，人工模型中的測試結(jié)果和CV值高于平面模型（樣品1和樣品2），且數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，三組樣品中的CV值大于5%。對于樣品1和樣品2，手工負荷試驗結(jié)果比平板負荷試驗結(jié)果高出近五倍，樣品3和4結(jié)果之間的差異較小。

該實驗認為，兩種方法測量的結(jié)果之間沒有明顯的線性關(guān)系，這與試驗原理和負離子樣品的處理方法有關(guān)?？偟膩碚f，這兩種試驗方法的數(shù)據(jù)差別很大，因此難以進行比較評估。手動運動試驗程序簡單，試樣摩擦強度較高，負離子激發(fā)量可立即增加到最大值。但是，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性取決于測試器的摩阻、方法、頻率和時間。數(shù)據(jù)結(jié)果難以監(jiān)測[7]。

此外，手動模型是一個開放式測試，其中現(xiàn)有環(huán)境和空氣的溫度和濕度可能會影響測試結(jié)果，并會產(chǎn)生重大的手動和環(huán)境誤差。然而，在實際檢測過程中，發(fā)現(xiàn)該方法在樣品上的摩擦程度遠遠不夠，使得平面摩擦難以激發(fā)空氣中的氧陰離子。但是，由于儀器的壓力和摩擦速度是固定的，并且測試箱關(guān)閉，負離子數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，在這種情況下可以反映負離子的生產(chǎn)特性。

五、結(jié)束語

綜上所述，盡管有紡織品測試標準和方法，但其效用仍有待研究。雖然精確的測試儀器并不缺乏，但檢測箱的密封效果也可能對檢測結(jié)果產(chǎn)生很大影響。同時這個測試盒是半自動裝置，手工操作引起的錯誤也可能導致不準確的體驗結(jié)果，需要進一步改進。

參考文獻：

[1]張凱軍，李青山，洪偉，張澤峰.負離子功能纖維及其紡織品的研究進展[J].材料導報， 2017，31（S1）：360-362，373.

[2]宗美娟，王仁卿，趙坤.大氣環(huán)境中的負離子與人類健康[J].山東林業(yè)科技， 2004（02）：32-34.

[3]冀志江，王靜，王繼梅.負離子紡織品及其檢測[A].紡織行業(yè)生產(chǎn)力促進中心、中國紡織科學研究院、北京紡織工程學會.第四屆功能性紡織品及納米技術(shù)研討會論文集[C].紡織行業(yè)生產(chǎn)力促進中心、中國紡織科學研究院、北京紡織工程學會， 2004：3.

[4]仁信，陶冶.紡織品負離子發(fā)生量測試的研究[J].江蘇紡織， 2010，（3）：48-50.

[5]黃春松，黃翔，吳志湘.負離子織物產(chǎn)生負離子的機理及影響因素[J].陜西紡織， 2006，（3）：46-48.

[6]陳躍華，公佩虎，張艷.紡織品負離子性能測試方法和負離子紡織品開發(fā)[J].紡織導報， 2005，（1）：58-60.

[7]莫世清，陳衍夏，施亦東.負離子紡織品的檢測方法及應(yīng)用[J].染整技術(shù)， 2010，32（5）：42-44.