倪士民1，李青山1,2，顧曉華1，王新偉2
(1. 東華大學纖維改性國家重點實驗室，上海200051；2. 燕山大學高分子材料工程系，河北秦皇島066004)
Anion producer which takied along with one
NI Shi-min1, LI Qing-shan1.2, GU Xiao-hua1, WANG Xin-wei2
(1. National Keys Laboratory of Modified Fiber Materials, Donghua University, Shanghai 200051, China;
2. Departmengt.of Polymerial Material, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract：Aim at people to the request of the textile product “health, safety, environmental protection, takes the negative ion textile product emerge with the tide of the times.This text introduced the function mechanism of the negative ion additive primarily and function, the production craft of the negative ion textile product .The future deveioping prospect of the application of the negative ion textile product.
Key words：negative ion；additive；function；health；forbear；text
摘要：針對人們對紡織品“健康、安全、環(huán)保”的要求，負離子紡織品應運而生。本文主要介紹了一種新型的負離子添加劑的作用機理和功能，負離子紡織品的生產(chǎn)工藝，提出了創(chuàng)制一類隨身攜帶的負離子發(fā)生器。并對負離子紡織品的應用前景進行了展望。
關鍵詞：負離子；添加劑；功能；健康；纖維；紡織品
中圖分類號：TS104 文獻標識碼：A
文章編號：1001-9731（2004）增刊-2589-03
1 引言
人類的生產(chǎn)活動，特別是工業(yè)化程度的日益提高，空氣的污染也越來越嚴重，同時隨著科學水平的不斷提高，人們?nèi)找孀非笫孢m，健康的生活環(huán)境，對紡織品也提出了更高的要求，希望其具有“健康、安全、環(huán)保、”的性能，于是負離子紡織品的應運而生。本文主要介紹了一種新型的負離子添加劑的作用機理和功能，新型負離子紡織品的生產(chǎn)工藝過程，提出了創(chuàng)制一類隨身攜帶的負離子發(fā)生器（釋放負離子衣物）。并對負離子紡織品的應用前景進行了展望。
2 負離子添加劑的作用機理及功能
2.1 負離子的產(chǎn)生機理
氣體分子的電離主要是依靠外界催離素對氣體作用的結果，催離素是能夠產(chǎn)生負離子的因素，外界條件包括光觸媒、紫外線、放射線、光點效應等。負離子粉末具有熱電性和壓電性，因此在有溫度和壓力變化（即使微小的變化）的情況下即能引起負離子晶體之間的電勢差，這種靜電高達100萬電子伏特，從而形成電場，高電壓使電場中的空氣發(fā)生電離，被擊中的電子附著于附近的水和氧分子并使它轉化為空氣負離子，也即負離子。
負離子產(chǎn)生的原理示意如下：
大氣成分：O2、N2、CO2、H2O等。
H2O＋e－ → O－2(H2O)n
CO2＋e－ → CO－2(H2O)n
2.2 負離子的功能
1931年美國Dessauer等就已提出了負離子能使人產(chǎn)生安寧的感覺和改善健康環(huán)境的見解，幾十年來許多試驗，從各個方面研究它的生物效應，證明了負離子可降低腦和血液中五羥色胺(5 HT)的能力；它可以調節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮和抑制狀面，可改善大腦皮層的功能；增加氧氣吸收量和二氧化碳排放量，可促進機體的新陳代謝，加速組織的氧化還原過程，增加機體的免疫力。負離子對人的健康、長壽及生態(tài)環(huán)境的重大影響已為國內(nèi)外醫(yī)學界專家通過臨床實踐所驗證，負離子空氣濃度與環(huán)境、健康密切相關。
根據(jù)《國際醫(yī)學》雜志報道：負離子含量與人體健康的關系如下表1。
3 負離子紡織品的加工
3.1 負離子添加劑的選擇
要做出負離子紡織品就必須根據(jù)負離子產(chǎn)生的機理為紡織纖維選擇合適的添加劑，目前主要添加劑有以下5種，如表2。
由于天然礦石內(nèi)部結構穩(wěn)定性差，無論使用上述哪一種的天然礦石做負離子纖維的添加劑都不能保證負離子紡織品的性能的一致性。為此，用于纖維做添加劑的負離子材料必須經(jīng)過嚴格的篩選與科學合理的配制。
3.2 負離子纖維的生產(chǎn)工藝
隨著社會的發(fā)展，人類對健康的要求越來越高，因此負離子的研制以及開發(fā)得到了更深的發(fā)展，因此負離子的生產(chǎn)工藝得到了很多科學工作者的關注以及探討，總結前人的經(jīng)驗可以得出：生產(chǎn)負離子纖維的方法一般可以采用滌綸、丙綸等作為原料來生產(chǎn)其短纖維以及長絲的一種方法。下面就是討論滌綸短纖維以及長纖維的簡單的生產(chǎn)工藝。
3.2.1 負離子滌綸短纖維的生產(chǎn)工藝
在生產(chǎn)負離子滌綸短纖維以前，一般需要負離子粉，少量的添加劑來制備可以用來直接加工成負離子纖維的負離子切片。它的一般生產(chǎn)過程和生產(chǎn)滌綸纖維時由于生產(chǎn)設備的差別，其生產(chǎn)工藝條件也具有一定的不同這處，一般要控制的紡絲工加工藝條件如下表3。
以上工藝參數(shù)因機器配置以及生產(chǎn)原料不同而定，供參考。
3.2.2 負離子滌綸長絲纖維的生產(chǎn)工藝
負離子滌綸長絲的生產(chǎn)工藝和短纖維相類似，先需要負離子粉，少量的添加劑來制備可以用來直接加工成負離子纖維的負離子切片。只不過在生產(chǎn)過程中需要特別注意負離子切片的干燥溫度。它的一般生產(chǎn)過程也和生產(chǎn)滌綸纖維具有很大的相似之處，但在生產(chǎn)負離子滌綸短纖維時由于生產(chǎn)設備的差別，其生產(chǎn)工藝條件也具有一定的不同之處，一般需要控制的紡絲POY工藝條件如表4。
應用紡絲直接制造釋放負離子纖維的方法，可以永久的保持負離子的釋放。我們紡制的滌綸和丙綸在3600個/cm3 以上。
4 隨身攜帶的負離子發(fā)生器制造技術
隨身攜帶的負離子發(fā)生器制造方法有3：一是紡織成釋放負離子纖維，進一步加工成各種紡織品、針織品和飾物隨身攜帶。二是在衣物上面涂覆可以釋放負離子的功能材料，在機械力等作用下釋放負離子。三是在衣服、用品上印花。
除了上述的直接紡織成釋放負離子纖維外，后整理技術也經(jīng)常應用。主要有：
4.1 浸軋-烘燥法
使用浸軋烘燥焙固法、循環(huán)澆淋法、噴霧法或上膠涂布法將含有無機物微粒和有機載體的水溶液作用到羊毛纖維制品上。該水溶液含有羊毛溶解物質，可很好地被羊毛纖維制品吸收且不破壞其手感，產(chǎn)生的負離子數(shù)平均達到800個/cm3以上，純棉布達到1800個/cm3以上。
4.2 涂浸固化法
涂浸固化法：用液狀涂覆或含浸固化在面料上，使其產(chǎn)生負離子。
4.3 浸擇曾壓法
將面料浸漬在含有無機物微粒和粘合劑樹脂的溶液中，用擠壓的方式使面料中的無機物微粒達到規(guī)定的附著量，如具有負離子發(fā)生能力的布帛。采用浸漬法、層壓法或印花法將處理液作用到紡織品上。如含有奇才負離子的毛毯。該處理水溶液含有粒徑為3~5μm的奇才負離子粉末、陰離子系分散劑、非離子樹脂乳液粘合劑等高分子多糖類物質和適量的水。由于先經(jīng)過了抗靜電處理，產(chǎn)生的負離子不會因為毛毯靜電的作用而被吸附，促進了負離子的發(fā)生效果。
4.4 油墨印刷法
將奇才負離子物質加工成微米級粉末，混入油墨中，這種油墨被刷在蒲團、覆蓋物等床上用品的布料表面產(chǎn)生負離子。
5 負離子紡織品的用途
5.1 衣物及家用紡織品
衣物及家用紡織品，如內(nèi)衣內(nèi)褲、床上用品、毛巾等。
5.2 室內(nèi)裝飾物
室內(nèi)裝飾物，如裝潢用的壁紙、地毯、沙發(fā)套、墊子等。
5.3 醫(yī)用織造布
醫(yī)用織造布，如手術衣、護理服、病床用品等。
5.4 過濾材料
過濾材料，如空調過濾網(wǎng)、水處理材料等。
5.5 其它織物
6 負離子紡織品的前景
如前所述，在森林或瀑布周圍因存在大量的負離子，人們的心情會很舒暢，而在空氣污染的地帶和室內(nèi)等，因存在大量的正離子，人們會感到郁悶、易煩躁。把負離子功能性紡織品帶進日常生活，可以認為是“回歸自然”。由于其具有如此多的優(yōu)良性能，使它在裝飾、產(chǎn)業(yè)、服用三大領域有著廣闊的市場，的確是身處21世紀追求“健康、環(huán)保”的人們的新寵。
參考文獻：
[1] 高繼成. 離子紡織品的開發(fā)與應用. [J] 實用技術, 2003, 3(3): 52-54.
[2] 李青山. 一種天然納米材料的發(fā)現(xiàn)與應用. [J]. 中國非金屬礦業(yè)導刊, 2003, 5(5): 21-23.
[3] 繞劍輝. 負離子纖維在非織造領域的應用. [J]. 北京紡織, 2003, 3(24): 17-19.
[4] 蒼風波. 負離子添加劑在涂料中的應用. [J]. 中國涂料, 2003, (2): 34-35.
[5] 段菊蘭, 王濂生, 徐曉辰. 負離子纖維的性能與應用. [J]. 金山油化纖, 2001, (2): 53-55.
[6] 陳蕓. 負離子紡織品產(chǎn)品的開發(fā).[J]. 印染, 2003(2):29-30.
[7] 張艷, 陳躍華, 等. 負離子紡織品的研究與應用.[J]. 上海紡織科技, 2002, 10(5):52-53.
[8] Ichiro, Watanabeorol, et al. Physical effects of negative air ions in a wet sauna. [J]. Int J Biometeorol, 1997, 40: 107-112.
[9] 顧曉華, 邸凱, 李青山. 超細嫩江蛋白石輕質頁巖粉創(chuàng)制與應用研究. [J]. 化學工程師, 2003, (3).
[10] 田中敦, 橋本貴史. ナノ粒子無機抗菌劑「ATOMY BALL-S」.[J]. 加工技術, 2003, 38(6): 424-425.
[11] 李青山, 閆平, 高潔. 隨身攜帶的負離子發(fā)生器[P] 2004, 04. 04.
[12] 高潔, 李青山, 周可富, 等. 負離子添加劑在紡織品中應用. [J]. 紡織科學研究, 2004, 15(1): 27-30.
作者簡介：倪士民（1970－），男，黑龍江尚志人，東華大學在讀博士生。主攻功能性聚乙烯復合材料。（E-mail: nishimin@mail.dhu.edu.cn）, Tel: 025-13818804228
論文來源：中國功能材料及其應用學術會議,2004年,9月12-16日
