負離子纖維面料的研究綜述

楊理磊 張技術

（常熟理工學院紡織服裝與設計學院，江蘇 常熟 215500）

負離子纖維面料是現(xiàn)代紡織技術和負離子功能纖維的完美結合，將該面料穿著于人體，在人體運動過程中，能加速空氣負離子的散發(fā)。研究表明，人體82%的負離子是通過皮膚吸收的，可通過負離子纖維面料與人體皮膚經(jīng)常性的直接接觸來發(fā)揮負離子面料的保健功能，也是負離子產品作用人體的一種有效途徑。由此可見，研究和開發(fā)具有釋放負離子功能的纖維面料具有了重要的現(xiàn)實意義。

1 負離子的發(fā)生機理與功效

1.1 負離子的產生原理

負離子是指帶一個或者多個負電荷的離子，是原子或者原子團獲得電子后所形成的帶負電粒子。早在20世紀80年代末，負離子材料就開始受到了人們的追捧。負離子的產生有兩種方式：自然產生和人工產生。

自然產生的負離子主要是由宇宙射線、陽光紫外線、巖石土壤中的放射性元素放出的射線激發(fā)，及雷電電擊、風暴、瀑布、海浪的沖擊摩擦等作用使得大氣中氣體分子的外層電子擺脫原子核的束縛逃逸，這些電子由于自由程極短，很快附著在某些氣體或者原子上，成為空氣負離子。其次，雨水的分解、植物的光合作用所產生的新鮮空氣也含有負離子。人工產生最常見的方法是使用高壓靜電場或者高頻電場，用放射線、水的撞擊或者摩擦作用等方法使得空氣電離。常見的負離子發(fā)生材料如表1所示。

表1 常見的負離子釋放材料及成分

1.2 負離子的保健作用

（1）抗菌抑菌作用

由于負離子材料周圍存在著強電場，而細菌在電場中受到電場作用及電場所形成的0.06mvA微電流作用時，就會被殺死或抑制其分裂增生。且細菌大多帶正電荷，在空氣中被大量負離子所中和，使其失去增生與繁殖的條件。

（2）輻射遠紅外線功能

負離子添加劑的單元體在做熱運動時，相應的偶極矩發(fā)生變化，使得極性分子激發(fā)到更高的能級，當他們向下躍遷時，會像外界釋放多余的能量，這些能量就以遠紅外線的方式放出。遠紅外線具有改善血液循環(huán)、放松肌肉、緩解關節(jié)疼痛、調節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)等多項對人體有益的功能。

（3）抗電磁波輻射功能

負離子帶負電可以中和電磁波的正電性，同時添加劑吸收電磁波，一方面轉化為遠紅外線發(fā)射，另外也可以刺激添加劑發(fā)射更多的負離子，正向增強負離子材料的抗電磁波的功能。

2 負離子纖維面料的加工方法

負離子纖維面料的加工方法主要有兩種，一是通過研制具有釋放負離子功能的纖維，再織造成纖維面料；二是通過織物的后整理技術來使得織物具有釋放負離子的功能。

2.1 負離子纖維的制備方法

制備負離子纖維主要有常見的三種方法。

（1）表面涂層法，這種方法就是在纖維的后加工過程中，通過樹脂共混技術和表面處理技術將電氣石等能激發(fā)負空氣離子的無機物微粒的處理液固著在纖維的表面上，表面涂層法一般采用涂層、浸漬、噴霧三種工藝方法。

（2）共聚法，是在聚合過程中將負離子添加劑加入，制成的切片具有釋放負離子的功能，最后再進行紡絲。

（3）熔融紡絲法，熔融紡絲法是向聚合物熔體或者紡絲液中加入負離子母粒進行紡絲而制成的負離子纖維。

2.2 織物后整理技術

后整理技術是用負離子整理劑對織物進行后整理，使面料獲得釋放負離子的功能，其中要通過浸漬、涂刮等一系列的工藝將負離子整理劑固定在面料的表面，再通過干燥、定型等得到能釋放負離子的面料。但是后整理對面料的手感和透氣性都有一定的影響。

3 負離子纖維面料的開發(fā)與應用

3.1 負離子纖維面料的研究現(xiàn)狀

在負離子功能面料方面，日本起步較早。在日本市場上，負離子紡織品已經(jīng)有了一定的規(guī)模。據(jù)日本專利檢索顯示，自1993年以來，以負離子為關鍵字的條目共有698件，其中紡織類197件，纖維32件。負離子用于紡織方面的專利約占全部有關負離子專利的1/3。從專利申請的情況可以看出負離子紡織品在日本有很好的發(fā)展勢頭。

經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，國外的負離子生產已經(jīng)趨向于成熟，負離子相關產品的類型多樣，如床上用品、洗浴用品、裝飾和室外運動服裝、日常服裝等，其中就有日本的鐘紡公司生產的負離子腈綸纖維，不僅僅有著釋放負離子的功能，而且防水性能優(yōu)越，能很好地用于戶外服裝的生產。

我國對負離子材料的研究相對國外較晚，我國在20世紀90年代才開始研發(fā)負離子纖維產品，到現(xiàn)在我國負離子相關產品無論是在研發(fā)深度、市場規(guī)模還是大眾的認知接受度上都還有很大的空間。中國科學院通過不斷研發(fā)實驗，成功研制出了“絲普綸負離子特種功能纖維”。這種功能纖維具有自發(fā)熱和負離子發(fā)生的雙功能，能很好地提升服裝的保暖性和保健性能，最終通過了市場的檢測被應用到了南極人等服裝公司的保暖內衣上。

3.2 負離子纖維面料的應用現(xiàn)狀

隨著負離子纖維紡織技術的不斷發(fā)展完善，負離子纖維面料在生活中的應用也不斷被拓展，已經(jīng)廣泛應用于服裝、家居日用品、醫(yī)療等生活領域。

（1）負離子纖維面料在服裝方面的應用

將負離子面料用于衣物上能殺菌消毒。如浙江棉田針織有限公司研發(fā)的海藻針織面料有著強大且持久的抗菌抑菌功能，在保持人體健康的同時，可增強人體自身的免疫力；負離子纖維面料用于秋衣秋褲上能做到蓄溫保暖，使穿著更加舒適；負離子纖維面料也可用于運動服上，能有效緩解肌肉疲勞，促進新陳代謝。也可將負離子面料用于護具上，護具類多半是包裹在關節(jié)上，而人體的重要穴位大多位于關節(jié)上，像負離子護腕佩戴于手腕處，能有效地刺激內關穴和外關穴。對心臟有保養(yǎng)之效。

（2）負離子纖維面料在家居日用品方面的應用

在家居日用方面，負離子纖維面料的應用也在近幾年拓展開來，能用來制作窗簾、被套、床套、蚊帳等，在達到凈化密閉空間的空氣的同時，也有一定的保健效果，特別是在搬入新居后，負離子面料所釋放出來的負離子能有效吸附裝飾材料留下來的甲醛和揮發(fā)性物質。

（3）負離子纖維面料在汽車內飾中的應用。

江蘇曠達纖維有限公司就研發(fā)出了一種負離子滌絲面料（POY），將其使用于汽車座椅、汽車頂棚、儀表盤、門飾板上使車內環(huán)境更安全、健康、環(huán)保。

（4）負離子纖維面料在醫(yī)療方面的應用

負離子纖維面料在醫(yī)療方面也有著潛在價值，可用來制作防護服、手術服、衛(wèi)生用品（口罩等），這類材料能有效減少醫(yī)源性的交叉感染和細菌感染。

4 結論

負離子纖維面料的研發(fā)和使用，不僅能滿足當代人對于健康生活的要求，也能為紡織行業(yè)帶來新的機遇。但是，我國的負離子面料研發(fā)尚處于初級階段，還有很多問題等待著解決。