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1、负离子纺织产品的开发上海市纺织科学研究院 (200082)陈芸原载;2003/7-8 p77-79摘要 分析离子的种类和性质，阐述负离子对人体的保健、舒适效能，以及负离子的测试标准。重点介绍了负离子类产品及其应用。关键词 功能性整理 印花 负离子 纺织品1 前言现代社会文明发展的背后加速了大气污染等环境的破坏，人体本来应该持有的体内调节平衡的恢复力也正在衰退。特别是在居、住工作场所方面，目前大多采用空调设施等，基本上处在封闭状态，室内的空气与户外相比，负离子浓度在 1/2，1/3 左右。另外，饮用水也由于地表水质低下而依赖于矿泉水或人工纯水。根据美国统计的数据，20 世纪初，大气中正离子:负离
2、子的比例为 1:1.2，但现在的比例是 1.2:1，完全破坏了自然界的离子平衡。正离子的增加是现代文明的进步和追求舒适生活的结果，如汽车废气、工厂产生的各种煤烟、焚烧垃圾时的污染、使用农药和有机化合物的污染、空调和冰箱使臭氧层破坏、各种家用电器产生的电磁波等。因此负离子间题越来越得到人们的关注。人类随着全球性的氧化的发展而变得越来越疲惫，特别是活性氧成了生活中诸多疾病的原因。改善离子平衡就可增加舒适性，使身体恢复健康。2 离子的种类和性质所谓离子就是带电荷的微粒子，其中在空气中浮游的带电荷的微粒子叫空气离子;从原子数为几十的微小粒子一直到像煤烟那样的直径为 0.01m 左右的大粒子。正像电荷有
3、正电荷和负电荷一样，离子也有正离子和负离子。根据所带电荷和粒子大小不同，离子性能也各不同。自然界所产生的离子基本上都是小离子，而人类社会在生产活动中所产生的污染物质中含有很多的大离子，其中带正电的大离子使空气的质且不断恶化。原来在自然界里大量存在的负离子被人类社会所产生的带正电的大离子所耗费，形成了恶化人类身体状态的环境1。第一个在学术上证明负离子对人体功效的是德国物理学家菲利浦莱昂纳德博士。他认为地球的自然环境中，对人类健康有益的负离子存在最多的地方是瀑布的周围。瀑布的小水汽有负离子效果，这在当时是划时代的学说。基于他这个功绩，人们把在瀑布周围吸入负离子时心情舒畅的状态叫作莱昂纳德效应。负离
4、子有很强的吸附性，而瀑布周围的空间密集了大量可供其吸附的微细水汽，为负离子的大量存在提供了所需条件。正因为在瀑布周围存在大量负离子，所以瀑布边的树木都长得非常茂盛，空气也特别新鲜，这在后来的研究和实验中得到了证实。3 负离子实用性3.1 多效而显著抑制体内的活性氧 ;便全身的细胞活性化，促进新陈代谢、改善体质;使心肺功能的活泼化来恢复疲劳;使脑的活性化以及精神的安定，以提高学习能力;促进血液中钠、钙的离子化率(阳离子效果)，使正在酸性化的血液变为弱碱性，以后达到净化作用。3.2 拥有广阔的应用市场采用负离子技术开发的产品应用范围非常广泛，如空气清净器可用于医院、浴场、大楼空调、生物、农业、药品
5、制造、电器商场、娱乐、住宅、办公室、地铁场所等各种场合。3.3 负离子纺织产品的开发 从衣服、纤维材料产生的负离子，因为可以通过叫作第二呼吸器的皮肤来取得，所以可以说是一种取得这种舒适效果最有希望的一种方法。负离子功能性纺织品的产品种类繁多，用途也非常广泛，可用于内衣、服装、床单、被套、室内装演等。(1)采用自然界中大量存在、有稳定资源、并在化妆美容品和家禽饲料等正在使用及具有安全性、可信度高的古代海底矿物层的组分作为负离子的发生体。这种矿物层是数十万年前海中的鱼类、微生物海藻埋没堆积在地层，经地壳变动隆起于地表的物质，是硅酸和铝、铁等氧化物为主要成分的无机系多孔物质。这些多孔物的平均细孔半径
6、约为 500 比表面积非常大，约 37.8m2/g。因此，从这些物质可以得到通常附加量以上的负离子，并产生明显效果。为最大限度发挥古代海底矿物质层成分的负离子发生能力，产品一般不采用纺丝加入，而采用后加工方式，也就是把上述负离子发生体与对应于各种材料的粘合剂树脂固着于纤维表面。粘合剂过多不但手感粗糙，而且将负离子发生体埋没于粘合剂中，不能充分发挥负离子效果。所以要选择对负离子发生影响小、使用量少，耐洗涤的粘合剂2。(2)把能产生负离子的天然矿石微粉化(其中 50%微粒直径在 lm 以下，最大 5m)后，分散于粘合剂中，制成阴离子型、pH 值为弱酸性，在水中易分散的淡灰色弱粘性分散液体。其处理纺
7、织品的工艺为:浸轧干燥定形(15Ox3min)。浸轧液处方:分散液体 10%，分散剂 0.1%，柔软剂 5%。(3)森林浴纤维。这类产品把森林空气中的树木挥发的成分萜烯化合物微胶囊化，然后附着于纤维或纺织品。闻到这种香气后人们会心情爽朗和愉快，这就是所谓的森林浴。从远处看望山的话，就可以看到白色雾气笼罩在上面，这种雾气就是从树木中散发出来的萜烯内酯类化合物，这种成分具有森林浴效果。森林浴纤维经摩擦、碰撞后微胶囊释放出香气及负离子，使人感到空气新鲜、心情愉快，就像走在树林里时那样，还可消除周围的气味。(4)炭粉印花纺织品。选择合适的木炭、竹炭(因原料种类、炭化温度、炭化炉等不同而不同)，如将柏树
8、炭微粒化(10-2Om)后加粘合剂，在棉、涤棉上以水墨画、书画、艺术格调较高的艺术形式进行印花，制成被套、花毡、窗帘等产品。这种炭粉具有产生负离子效果的特点，还具有抗菌、消臭作用。(5)采用适度放射线刺激促进健康的纺织品。这是把具有能释放微量放射线的无机矿石微粉化后，用特殊粘合剂固着于纤维后的产品。到目前为止，人们都认为不管怎么低的放射线对身体总是有害的。其理由是，即使放射线本身的能量换算成热量是非常低的能量，但放射线活动直接作用于原子、分子，所以对生物的影响是非常大的。例如用基本上无法感觉热能的使体温上升 0.002的放射线进行辐射也能置人于死地，可见放射线的威力多么强大。但是如用极低的放射
9、线进行辐射的话，相反对身体带来有益的效果，这个就是放射线刺激、促进效果。这与以前定论相反的学说是由美国密苏里大学的托马斯拉克教授在1982 年提出来的。目前，很多研究机构正在对这个效果研究。但实际上在这提法以前，对同样的效果已从经验上得知，那就是氡温泉浴等放射线温泉效果。在日本有很多这种含有镭、氡的低线量放射线的温泉存在，从古代开始，日本人已习惯利用了那个所谓微量放射线的刺激、促进效果。当然温泉的效能有非常广的范围，不能把一切都作为是刺激、促进的效果，但可充分理解它对身体的活性化作用。采用钍、镭等放射线发生源，其产品的放射线是低线量的，加工后纺织品的测定量约为 0.003Sv/h/m 2(不包
10、括地表的放射线)。一件服装用料布的测定量约为 0.014Sv/h，一年约为 157Sv/h/年，日本法定的除自然放射线的放射线辐照量的当量限度是 1000Sv/年(自然放射线量一年为 2400Sv )，这种产品比此还低，所以是安全的3。4 负离子的标准性负离子具有能稳定精神、促进新陈代谢和血液循环、恢复疲劳、维持健康等功效，这在最近对身体的舒适性效果的研究中以实验方式不断得到了验证。一般而言，舒适的环境中负离子的发生量要在 300-400 个/ml 以上。测定方法是用美国产的阿贝尔特式测定器，在一定的温湿度条件下，采用手揉搓 10s 的物理刺激后进行测定，用下式算出负离子发生量(个/ml):负
11、离子发生量(个/mL)=负离子检出量-正离子检出量因为如果采用放射线物质作为负离子发生体，那么在发生负离子的同时也会产生正离子，所以采用了上式计算法2。5 负离子功能性纺织品的前景如前所述，在森林或瀑布周围因存在大量的负离子，人们的心情会很舒畅，而在空气污染的市街工厂地带和大楼办公室等，因存在大量的正离子，人们会感到郁闷不爽、易烦躁。把负离子功能性纺织品带进日常生活，对于自然恢复力正在不断衰退的现代社会来说，可以认为是回归自然的一个契机，商家自然不会坐失良机。现在仅日本开发负离子等功能性产品的公司就已超过 1000 家，市场规模已超 1000 亿日元，中国市场无论就其规模或潜在发展都数倍于日本市场，然而负离子纺织产品方面的生产国内却十分罕见，因此可以说存在非常大的潜在市场。参考文献1负离子纤维2002，37(6):1-3。2健康、舒适的纤维与加工，2002/3(5);10-123傍鸟光郎;健康、舒适的纤维与加工2002,37(5):13-15。摘自(2003/2)
