负离子纤维面料的研究综述

杨理磊 张技术

（常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏 常熟 215500）

负离子纤维面料是现代纺织技术和负离子功能纤维的完美结合，将该面料穿着于人体，在人体运动过程中，能加速空气负离子的散发。研究表明，人体82%的负离子是通过皮肤吸收的，可通过负离子纤维面料与人体皮肤经常性的直接接触来发挥负离子面料的保健功能，也是负离子产品作用人体的一种有效途径。由此可见，研究和开发具有释放负离子功能的纤维面料具有了重要的现实意义。

1 负离子的发生机理与功效

1.1 负离子的产生原理

负离子是指带一个或者多个负电荷的离子，是原子或者原子团获得电子后所形成的带负电粒子。早在20世纪80年代末，负离子材料就开始受到了人们的追捧。负离子的产生有两种方式：自然产生和人工产生。

自然产生的负离子主要是由宇宙射线、阳光紫外线、岩石土壤中的放射性元素放出的射线激发，及雷电电击、风暴、瀑布、海浪的冲击摩擦等作用使得大气中气体分子的外层电子摆脱原子核的束缚逃逸，这些电子由于自由程极短，很快附着在某些气体或者原子上，成为空气负离子。其次，雨水的分解、植物的光合作用所产生的新鲜空气也含有负离子。人工产生最常见的方法是使用高压静电场或者高频电场，用放射线、水的撞击或者摩擦作用等方法使得空气电离。常见的负离子发生材料如表1所示。

表1 常见的负离子释放材料及成分

1.2 负离子的保健作用

（1）抗菌抑菌作用

由于负离子材料周围存在着强电场，而细菌在电场中受到电场作用及电场所形成的0.06mvA微电流作用时，就会被杀死或抑制其分裂增生。且细菌大多带正电荷，在空气中被大量负离子所中和，使其失去增生与繁殖的条件。

（2）辐射远红外线功能

负离子添加剂的单元体在做热运动时，相应的偶极矩发生变化，使得极性分子激发到更高的能级，当他们向下跃迁时，会像外界释放多余的能量，这些能量就以远红外线的方式放出。远红外线具有改善血液循环、放松肌肉、缓解关节疼痛、调节神经系统等多项对人体有益的功能。

（3）抗电磁波辐射功能

负离子带负电可以中和电磁波的正电性，同时添加剂吸收电磁波，一方面转化为远红外线发射，另外也可以刺激添加剂发射更多的负离子，正向增强负离子材料的抗电磁波的功能。

2 负离子纤维面料的加工方法

负离子纤维面料的加工方法主要有两种，一是通过研制具有释放负离子功能的纤维，再织造成纤维面料；二是通过织物的后整理技术来使得织物具有释放负离子的功能。

2.1 负离子纤维的制备方法

制备负离子纤维主要有常见的三种方法。

（1）表面涂层法，这种方法就是在纤维的后加工过程中，通过树脂共混技术和表面处理技术将电气石等能激发负空气离子的无机物微粒的处理液固着在纤维的表面上，表面涂层法一般采用涂层、浸渍、喷雾三种工艺方法。

（2）共聚法，是在聚合过程中将负离子添加剂加入，制成的切片具有释放负离子的功能，最后再进行纺丝。

（3）熔融纺丝法，熔融纺丝法是向聚合物熔体或者纺丝液中加入负离子母粒进行纺丝而制成的负离子纤维。

2.2 织物后整理技术

后整理技术是用负离子整理剂对织物进行后整理，使面料获得释放负离子的功能，其中要通过浸渍、涂刮等一系列的工艺将负离子整理剂固定在面料的表面，再通过干燥、定型等得到能释放负离子的面料。但是后整理对面料的手感和透气性都有一定的影响。

3 负离子纤维面料的开发与应用

3.1 负离子纤维面料的研究现状

在负离子功能面料方面，日本起步较早。在日本市场上，负离子纺织品已经有了一定的规模。据日本专利检索显示，自1993年以来，以负离子为关键字的条目共有698件，其中纺织类197件，纤维32件。负离子用于纺织方面的专利约占全部有关负离子专利的1/3。从专利申请的情况可以看出负离子纺织品在日本有很好的发展势头。

经过半个世纪的发展，国外的负离子生产已经趋向于成熟，负离子相关产品的类型多样，如床上用品、洗浴用品、装饰和室外运动服装、日常服装等，其中就有日本的钟纺公司生产的负离子腈纶纤维，不仅仅有着释放负离子的功能，而且防水性能优越，能很好地用于户外服装的生产。

我国对负离子材料的研究相对国外较晚，我国在20世纪90年代才开始研发负离子纤维产品，到现在我国负离子相关产品无论是在研发深度、市场规模还是大众的认知接受度上都还有很大的空间。中国科学院通过不断研发实验，成功研制出了“丝普纶负离子特种功能纤维”。这种功能纤维具有自发热和负离子发生的双功能，能很好地提升服装的保暖性和保健性能，最终通过了市场的检测被应用到了南极人等服装公司的保暖内衣上。

3.2 负离子纤维面料的应用现状

随着负离子纤维纺织技术的不断发展完善，负离子纤维面料在生活中的应用也不断被拓展，已经广泛应用于服装、家居日用品、医疗等生活领域。

（1）负离子纤维面料在服装方面的应用

将负离子面料用于衣物上能杀菌消毒。如浙江棉田针织有限公司研发的海藻针织面料有着强大且持久的抗菌抑菌功能，在保持人体健康的同时，可增强人体自身的免疫力；负离子纤维面料用于秋衣秋裤上能做到蓄温保暖，使穿着更加舒适；负离子纤维面料也可用于运动服上，能有效缓解肌肉疲劳，促进新陈代谢。也可将负离子面料用于护具上，护具类多半是包裹在关节上，而人体的重要穴位大多位于关节上，像负离子护腕佩戴于手腕处，能有效地刺激内关穴和外关穴。对心脏有保养之效。

（2）负离子纤维面料在家居日用品方面的应用

在家居日用方面，负离子纤维面料的应用也在近几年拓展开来，能用来制作窗帘、被套、床套、蚊帐等，在达到净化密闭空间的空气的同时，也有一定的保健效果，特别是在搬入新居后，负离子面料所释放出来的负离子能有效吸附装饰材料留下来的甲醛和挥发性物质。

（3）负离子纤维面料在汽车内饰中的应用。

江苏旷达纤维有限公司就研发出了一种负离子涤丝面料（POY），将其使用于汽车座椅、汽车顶棚、仪表盘、门饰板上使车内环境更安全、健康、环保。

（4）负离子纤维面料在医疗方面的应用

负离子纤维面料在医疗方面也有着潜在价值，可用来制作防护服、手术服、卫生用品（口罩等），这类材料能有效减少医源性的交叉感染和细菌感染。

4 结论

负离子纤维面料的研发和使用，不仅能满足当代人对于健康生活的要求，也能为纺织行业带来新的机遇。但是，我国的负离子面料研发尚处于初级阶段，还有很多问题等待着解决。