負離子技術在紡織品上應用的近況楊棟梁(全國染整新技術應用推廣協作網)王煥祥(上海第二印染廠)

一、前言[1][2]隨著科學技術的進步，人們的生活節奏加快，而現代人們物質文明生活的提高，在總體上說來，還是以犧牲環境或破壞生態為代價的。據美國統計的資料表明：在二十世紀初期，大氣中正離子與負離子的比例為1:1.2，而現在的比例是1.2:1。說明人類賴以生存繁衍的重要條件之一——空氣質量下降，將導致人體和體內調節平衡的恢復功能隨之衰弱，促使大量人群的身體處于亞健康狀態。特別是大城市，人口稠密，工礦企業多，排放大量的三廢，原來空氣中負離子的數量就比農村或田野的空氣少了很多。一般城市的房屋建筑密度高，高樓聳立，工作和居住的房屋密封性好，又裝空調機等家用電氣，致使室內空氣中的負離子濃度，只有室外的1/2-1/3左右。為此近年來作為空氣新鮮程度指標——負離子濃度越來越受到世界各國人民的關注。最早證實負離子對人體有益的是德國物理學家菲利浦·萊納德博士(研究陰極射線而獲得過諾貝爾物理學獎)，他認為：在地球的自然環境中，對人類健康有益的負離子最多的地方是瀑布的附近，瀑布飛濺的水霧汽具有負離子效應，是屆時劃時代的學說。基于他這項功績，人們將在瀑布周圍由于吸入大量負離子而心情舒暢的狀態稱謂"萊納德效應"。這是負離子有很強的吸附性，容易附著在瀑布的細微小水滴上，在瀑布四周大量存在的霧點為負離子存在提供了條件，所以瀑布四周的樹木生長得特別茂盛，空氣非常新鮮，人在那里也覺得心曠神怡，完全沒有了在城市的那種壓抑感。二、空氣負離子的由來[3][4][5]空氣主要由氧氣和氮氣組成，當足夠的能量作用于氣體分子，并逐出一個電子時，便形成空氣離子。這種能量，絕大多數來自地球外殼上的放射性物質，以及一些來自瀑布的剪切力(雷納德效應，LenardEffect)，或者當大量的空氣在大陸塊表面迅速移動，所產生的摩擦力(例如焚風)，或受到宇宙射線及閃電等的作用。擊落的電子，自動依附到臨近的分子上變成空氣負離子，原來的分子就變成空氣正離子。而分子的碰撞會轉移電荷，離子化潛能最低的分子成為帶正電荷的，而電子則被最穩定的分子所吸引。空氣中離子可分為大、小兩種離子，一般稱直徑為lmm(l03μm)的離子為小離子。空氣中呈正電荷的小離子中，最主要的是水合氫離子(Hydroniumion)H3O+·(H2O)n，距地面1OKm處n=6的離子最多。雖然負電荷的生成機理和實踐尚不夠完備，但以02··(H2O)n為最重要。一般認為空氣中離子化的形式有下列幾種，如表l所示。表1空氣離子電子式正離子負離子H+(H2O)nH3O2·(H2O)n(H30)+(H2O)nOH·(H2O)n0+(H2O)n02·(H2O)n由表1可知，空氣負離子主要是：負羥離子(H302·)，負氫氧離子(OH·)和負氧離子(02·)。可以看出，不論是那種空氣負離子都離不開水分子的。另外，空氣中還存在著許多直徑為0.01μm-1Oμm的浮游塵埃(微粒)，與小離子碰撞、吸附而形成電荷的大離子。故大離子的生成過程，組成與由氣體分子直接形成小離子是完全不同的。正離子和負離子生成初期的離子數是相同的，正離子在大氣上層移動，負離子在地球表面上的數量比正離子約多10-20%，這是一些自然現象產生負離子的關系，如雷電、颶風、海浪的撞擊和瀑布等。據推測稱：負離子可清凈大氣污染地域約1/5(1×1O8個/M3)，然而，由于日益增加的現代化交通工具、工廠的廢氣和廢棄物大量排放，以及室內的家用電氣(如空調機、微波爐等)增多，使正、負離子的原有平衡被破壞，生態環境也遭受嚴重損傷，出現了空氣中正離子數量多于負離子的局面。隨著空氣中正離子的增長，全球性氧化程度的發展，人類生活越來越疲憊了，特別是活性氧已成為生活中許多疾病起因。改善空氣中的離子平衡就是增進人們的生活舒適性，增加恢復身體健康的能力。因此。可以設想不同環境中，其負離子含量是有差別的，茲舉一例如表2所示表2不同環境中負離子含量(資料來源臺灣科大葉正濤)場所負離子數量(個仰叼)森林、瀑布區療養地區鄉村公園曠野、郊區城市公園街道綠化地帶城市辦公室城市房間工業凈化區10000-200005000-100001000-5000400-1000100*-1000400-600200-400100*40-500注：*100此數可能有誤按作者估計不會小于400才合理除上述在自然條件下產生的空氣負離子外，人們制造負離子一般有下列幾種方法:1）噴水法:利用雷納德效應，用高壓空氣或高壓水，將水分裂成噴霧狀小水滴，使其撞擊金屬盤或玻璃圓柱等堅硬表面，便水滴連續碎裂，形成正、負離子，從而使周圍空氣離子的濃度增高。2）電暈放電法：利用電暈法，由電極放電，使空氣電離，正離子被發生器中的陰極板吸收中和，負離子隨氣流吹出。3）放射源法：利用極微輻射劑量的放射性物質的放射性，使空氣離子化。4）天然非金屬礦石法：如電氣石(托瑪琳)，硅藻土及其它一些天然礦石，它們在特定條件下，例如在溫度、壓力等發生變化，在潮濕的環境里，或者受到低水平輻射能的激發，它們就會自動釋放出負離子。在上述諸方法中，適合于紡織上應用的僅(3)和(4)兩種。三、負離子對人體健康的影響[6,7,8,9]通過多年來不斷的研究與探索，確認我們所呼吸空氣中的離子，會影響情緒，精力及健康。1、負離子對情緒的影響1932年，美國無線電公司的C.W.Hansell博士(國際離子化方面的權威)，偶然發現，在離子發生器旁工作的一位科學家伙伴的情緒會令人吃驚地波動不定；有些天，他工作很當心，并且情緒很好，而另外一些日子，他卻變得粗魯，脾氣暴燥，情緒沮喪。Hansell博士研究后發現，當生產負離子時，他的情緒很好，生產正離子時就變得乖僻。幾個月后，歐洲離子化研究報吉，證實了這段奇異的經歷。2、負離子對疾病的輔助治療效果（1）對呼吸道疾病的影響1960年，美國A.P.Wehner醫生對100名各種呼吸道疾病的患者(包括：支氣管哮喘、肺氣腫、喉炎、支氣管炎、干咳、上呼吸道感染、鼻炎、以及花粉熱敏感癥等)，用負離子進行治療，它的報告說；癥狀全部消失的占30.3%，明顯改善的占42.3%，有好轉的占20%，沒有好轉的占7.4%。1966年，在耶魯撒冷的一家醫院里，用38名2-12個月的患有同樣呼吸道疾病的嬰兒分成二組(每組19名)，一組只用負離子電子空氣清潔器處理，另一組按正常藥物治療(包括麻醉藥和抗生素等)，第一組哮喘和支氣管炎全部治愈，比對照組快得多，并且較少反復發作。（2）有效的"疼痛殺手"在美國費城，Komblueh博士研究了腦電波的圖像，發現負離子能使處于劇痛中的病人的腦電波平靜下來。在東北醫院，他將高密度的負離子發生器，放到一個突然送來的背部和腿部二度燒傷的工人鼻子和嘴巴前，幾分鐘后，疼痛己全消失。病人在急救室只呆了半小時，以后每24小時重復處理三次，有85%的，清況下，不需要用止痛的麻醉藥。東北醫院的RobertMc.Gowan博士說"負離于便燒傷創面較快干燥和治愈，并且很少疤痕；它能減少了植皮的需要，使病員較為樂觀，睡眠良好"。在以后的八個月內，東北醫院的外科主任醫師Komblueh博士，J.R.Minchart博士等，在試用負離子減輕手術后深度疼痛的試驗中，他們將138名手術后第一、二天的病員進行負離子處理。后來Komblueh博士，在倫敦生物氣象學會的大會上宣布試驗的結果，負離子使79例占總數57%的病員消除或徹底減輕疼痛。Minchart博士說:"開始我想這是巫術，現在我深信這是真實的，并且是革命性的創舉。"(3)阻止癌癥的發生香煙含有40種以上致癌的物質，也可以在體內形成自由基，Krueger博士和Smith博士，在對癌癥的研究中發現，香煙的煙霧能使氣管內壁的纖毛拍打遲緩——我們的氣管和支氣管內都有纖毛。纖毛在正常情況下，像鞭子似的前后運動，每分鐘拍打900次和粘液一起，使呼吸進去的空氣，除去塵埃、花粉及其它有害物質，不讓它們通過。纖毛運動越快，它的作用越大，但是香煙的煙霧能便纖毛的拍打速度降低至600次/分或更低，粘液的流動也相應降低了，致使病毒、致敏原，以及致癌物質等有可能進入呼吸道的深處及肺臟。試驗證明:加高濃的負離子空氣，可使纖毛的拍打速度恢復正常，井有可能增速至1200次/分，提高防止有害物質進入體內的能力。研究者們確信，負離子還能刺激網狀內皮系統，增強體內抵抗疾病的防衛細胞群體，提高免疫力。（4）清潔空氣，消滅細菌和病毒美國農業部研究表明，室內空氣離子化后，空氣中的塵埃可以減少52%，細菌減少95%。在用負離子發生器處理一家孵卵所的空氣時，灰塵去除率平均在81.1-92.2%，并發現空氣中沙門氏菌含量也明顯減少;用于地下室，可以消除霉味。在瑞士一紡織廠，曾進行一次研究，在二間房間(60'×60')內，都安裝了負離子發生器，每個房間內都有22名職工，一個房間的負離子發生器，在研究的全過程始終是打開的，而另一房間則一直是關閉的，雖然這個房間的職工工作時也常到負離子的房間去工作。在整個研究的六個月中，第一個房間的職工，請假的只有22天，而第二個房間的職工，請假的卻有64天。在流感流行的一個月內，第一組請病假的只3天，而第二組請病假的卻有40天。3、改善睡眠質量，防止偏頭痛法國研究人員發現，血液中的復合胺(s醫rotonin)一一神經激素，生產過剩，會引起失眠和夢魔，以及發生偏頭痛。由于負離子能有效的防止血液中的復合胺生產過剩，所以采用負離子空氣清潔器進行處理后，可以明顯改善睡眠質量，及防止偏頭痛的發生。4、使氧自由基無毒化機體內有適量的自由基，對人體有益無害，因為自由基能參予正常的新陳代謝和貯能作用、防御解毒作用、轉化排廢作用、抗癌作用等等。如稍有過量，機體可以通過調節機制，對自由基進行減活或排出體外。但若由于電離輻射，感染，吸煙，酗酒等影響，造成體內自由基過度增加，超過了機體的清除限度，則對人體危害不淺，如會破壞蛋白質，損害核酸，破壞細胞膜，加速動脈硬化，降低免疫功能，促使衰老及致癌。由于氧自由基是一種極不穩定的物質，所含電子要比正常狀態少，而負離子的外圍電子比正常狀態多，負離子多出來的電子剛好可以供給缺少電子的氧自由基進行中和，使氧自由基無毒化，避免危害人體健康。通過科學家和醫生們的反復實踐與驗證，至今已證實負離子對促進健康的直接效應有:（1）使細胞活化負離子作用于細胞膜內外鈉離子和鉀離子的交換，將營養、氧氣輸送到細胞，排出二氧化碳和廢物，使細胞活化。（2）凈化血液細胞活化促使新陳代謝活躍，使血液凈化，負離子還有直接抑制血清膽固醇的作用，使血脂降低，降低動脈硬化的發病率。（3）恢復疲勞機體疲勞是因為"疲勞元素"乳酸和焦性葡萄糖在體內積聚形成，負離子能使體液呈弱堿性，新陳代謝活躍，使積聚的"疲勞元素"充分燃燒，體力迅速恢復。（4）植物神經系統穩定，負離子可以影響植物神經系統的應激功能，調整交感神經和副交感神經，使興奮和抑制調正到最佳平衡狀態，達到防病治病目的。5、增強抵抗力（1）負離子能使植物神經系統功能穩定，穩定情緒，心情愉快，能提高免疫力，戰勝疾病創造良好條件。（2）負離子能活躍網狀內皮系統功能便血液中丙種球蛋白含量增高，從而提高抗病能力。（3）負離子能改善白細胞的數量和質量，增強白細胞吞噬細菌的功能。6、負離子對腫瘤細胞有抑制作用，Alberfkeurger報道：呼吸含有4000個/cm3負離子的空氣，能增加機體的抵抗力。吸入負離子小鼠身上的腫瘤與未吸入負離子的小鼠的腫瘤生長明顯受抑制。7、負離子能提高機體對放射性物質以及電磁輻射的抵抗力(機理目前不清楚)。8、鎮痛作用。9、改善過敏體質。10、負離子與長壽一方面因為5-羥色胺能加速人體衰老，由于吸入空氣負離子后，能降低中樞神經系統內5-羥色胺的含量，因而有抗衰老的作用。另一方面，因為自由基能便蛋白質、核酸，腦磷脂等大分子交聯成脂褐質(是使人衰老的元兇)，而負離子能使自由基無毒化，所以有延緩衰老的作用，故有人稱負離子為大氣中的"長壽素"。四、負離子技術在紡織品上的應用(一)

負離子商品的開發情況[10]進入二十一世紀以來，世界經濟仍處于低迷狀態，日本的經濟情況也不佳，可是在日本市場上標有負離子的商品卻一枝獨秀。首先登場的是家用電器，如夏普(Sharp)、東芝、松下電工、松下電氣產業、三洋電機和日立制作等一些著名公司紛紛推出了負離子空調機、冰箱、和空氣清凈機等新產品。一股負離子熱浪很快在日用品，紡織品、文體用品等方面得到了響應；甚至連超市也參與了負離子商品的開發，其聲勢遠遠超過十多年前的遠紅外線商品開發的情況。據稱：參與開發負離子產品的企業已超過1000家，市場規模突破1000億日元。從電子圖書館檢索以負離子為關鍵詞的專利申請數量來看；自1993年以來共有698件，其中屬專利的為567件，實用技術為131件;如以具體內容分析，與紡織品關系較密切的寢裝、寢具類33件，纖維類32件。同樣，以遠紅外線為關鍵詞的專利申請有3843件，其中屬專利的為2974件，實用技術869件。可是，在遠紅外線的3843件中有143件是以負離子為申請內容的。由此可見，負離子技術與其它技術復合已成為開發新一代商品的途徑了。日本染織經濟新聞社紡織印染信息網，在"負離子整理呈酣戰狀態"標題中，在日本負離子整理已從助劑開發，試生產走向與多功能整理的發展階段。例如:SakaiNagoya生產的具有負離子效果，耐久吸水性和抗紫外線的產品，MioUV、QⅡ已投放市場。鍾紡(Kanebo)公司在開發負離子纖維的基礎上，又添加了藥草(herb)萃取液生產新的"Ione"纖維。為了規范負離子商品的市場，日本已成立了日本負離子應用學會(由東京大學醫學部山野井升博士任會長)和日本機能性離子協會(由東京理科大學中江茂教授任會長)為促進新產業的健康發展，同時將著手建立標準的測試方法，試測儀器的評估等工作。(二)

負離子技術在紡織品上的應用負離子技術應用于紡織品，主要有二種形式:一種是制成負離子纖維，另一種是制成負離子功能整理劑，施加到紡織品上，茲將兩種形式簡述于后:1、負離子纖維如前述鍾紡公司開發的"Ionsafe"纖維，是將一種含有天然的能釋放負離子礦石細粉加入腈綸紡絲液制成的。由于礦石細粉均勻分散在紡絲液中，制成纖維后礦石細粉分布也均勻，經紡織染整加工以及翻復洗后，仍能保持釋放負離子功能。據稱"Ionsafe"主要與棉混紡，作春夏服飾等。該公司另一產品為"IonMasonicA"是一種釋放負離子和能發射遠紅外線的纖維，用于秋冬服飾。國內，上海正宇高科技有限公司，在引入國外技術，將托瑪琳粉碎成超細粉后，植入短纖維中，便原來的纖維能產生出與人體相匹配的紅外線和大量的負離子，據稱此種纖維的紅外發射率在0.70以上，負離子發生量在2000個/cm3以上。其它如上海月季化學纖維有限公司、吉林化纖、齊魯化纖、新鄉白鷺化纖集團技術中心開發了負離子粘膠纖維，中國石化集團中原勘探局舒普凡化纖開發了一系列功能性細旦丙綸低彈絲，其中也有負離子纖維。2、負離子功能整理劑，將能釋放負離子的天然礦石或低輻照劑量的放射性礦石，經設法粉碎成超細微粉，一般要求50%微粒粒徑在1μm以下，最大顆粒粒徑不超過5μm，便可用以制備負離子功能整理劑的基礎原料，然后配成一定濃度的整理劑。（1）會釋放負離子的天然礦石，常用的又有兩種；1）一種是古代海底礦物，即硅藻土是白色水成巖，輕質、多孔、是硅藻屬的殼埋沒堆積在地層，經地殼變動隆起于地表的礦物，其主要化學成份是含有硅、鋁和鐵等氧化物，據稱其孔徑約為500?，此表面積約達37.8M2/g，其形成可追溯至1800萬年以前。硅藻土的優異的吸附性和良好的化學惰性，在過濾材料，保溫材料，催化劑載體和功能填料等方面獲得廣泛應用。而硅藻土能釋放負離子特性在紡織品和養生保健用品萬面，可以說正在探索開發中。2）另一種是電氣石，又名托瑪琳(Tourmaline)，是由于它帶電而稱謂電氣石的。關于電氣石的種類，化學結構等本文從略，有興趣者可查閱有關文獻[11,12,13]，僅將其與釋放負離子有關的電學性能簡單敘述于后。電氣石可視作是極性結晶體，即使不放入電場中，礦石木身也有電分極現象；即自然地在一端產生"正極"，另一端生成"負極"。而且，這種正極和負極常常處于不穩定狀態，使產生電位差，電子不斷從負極流向正極，這種電子的流動就是電氣石帶靜電由來。產生上述現象的原因?這是宇宙空間中不斷地有帶電"基本粒子"撒向地球，其中有正電荷的和帶負電荷的(即電子)，而帶正電荷的粒子通不過大氣層，只有被稱謂"太陽風"的帶負電荷的通過大氣層而散落到地球表面。這些帶負電荷的粒子(實為電子)被電氣石的"正極"吸收，并接連不斷地將電子傳送到"負極"。于是就有一個電子從負極上跳出，沿電力線飛向正極，形成電場，如圖1所示。于是，只要有太陽，宇宙空間便有負離子(e)不斷地被電氣石的正極吸收，形成的電場運行不息，靜電現象就常駐不斷。然而，這種電流極為微弱只有0.06mA(毫安)，卻和人體的生物電流卻是驚人的相似。由此，電氣石產生負離子功能和保健作用可歸納成與如下原因有關:1)形狀，一般為性狀結晶，從側面能看到與縱向平行的條線，也就是出現在結晶面上的線紋，截面呈六角形，只是大多數三面很大，近似于三角形，柱狀結晶的兩個端面為三面120°，上下相差180°，鐵電氣石特別易形成大的結晶體。2)壓電效應，當施加壓力于電氣石，晶體表面會帶電。3)熱電效應，當溫度發生變化時，晶體表面會帶電。4)電氣石在常溫下，能發射波長4-14微米發射率在0.92以上的遠紅外線。5)電氣石能自動地永久地釋放負離子。6)電氣石是帶電的石頭，它能帶的電具有下列特性1、直流靜電型；2、電級微弱電流(0.06mA),與人體生物電流(0.06mA)相匹配；3、永久地連續地產生負靜電；4、使水瞬間負離子化；7)含有人體必需的微量元素；鐵、錳、硅、氟及礦物質；鈉、鎂、鋰、鋁、硼。(2)低輻照劑量的放射性礦石微粉[14]傳統觀念認為：人體受放射線輻照對健康都是有害的，因為即使放射線輻照劑量非常小，由于它直接作用于人體的分子和原子，對人體的影響仍舊非常大。例如：人體更本感覺不出使體溫上升的0.002℃的放射線輻照，也許能置人于死地的，可見其殺傷多么強大。可是，二十世紀80年代初美國密斯里大學T.D.Lucky教授提出了放射線的Holmisis效應。即處于放射線的低輻照劑量的環境下對生物體的健康是有益的。T.D.Lucky教授通過1200種動、植物，經低輻照劑量的放射線輻照試驗后，證實：低輻照劑量放射線能活化機體。他選用了含有促進、刺激意義的一個意大利詞Holmisis來命名這種效果。其實，在Lucky教授提出新觀點之前，人們早就開始實踐了，日本有許多含氡、鐳的低輻照劑量放射線溫泉，從古代以來，日本人早就習慣利用那些溫泉的低劑量放射線的刺激促進效應，進行浴療。當然，溫泉的作用可能不僅是"刺激、促進"能概括的。盡管低輻照劑量仍是全球性的一個研究主題，其對健康有益方面可概括如下:治療疾病；增強免疫系統；激活細胞；促進新陳代謝；抗衰老；增強健康；促進血液循環；較好的康復作用；復蘇作用(Revitalization)。在人類賴以生存的地球上，不論吃飯、喝水、呼吸的空氣，以及給予人們光明的陽光，無一能擺脫輻射能的痕跡。在自然環境中，人體每年經受的自然輻照劑量，根據1989年原子能局科學技術機構發布的資料為:宇宙輻射0.35mSv/y地面輻射0.4OmSv/y糧食輻射0.35mSv/y注:Sv是Sieven的縮寫，是測定電離輻射的生物效應有效劑量單位。一般以mSv/y表示，自然界中的劑量大約為2mSv/y，(lmsv=l0-3Sv)，與舊單位換算1SV=100Rem(雷姆，人體倫琴當量)。其總輻射劑量為1.1OmSv/y。所以，經低輻射劑量放射線負離子整理的產品，也必須在lmSv/y以下才是安全的。其次，對低輻射劑量放射線負離子整理劑的輻射強度也要控制，毋需告示有任何危險性的標準370Bq/g以下。Bq是Becquerel縮寫，表示某一材料實際的放射能強度，與人類從它接受到的劑量不同，以每秒裂介(distintegration)核子數表示：1Bq=1distintegration/sec。與舊單位換算lBq=27picocuries(l0-12居里)，l居里為l克22688Ra最初放射性，等于3.7×1O10distintegration/sec。低輻射劑量的放射線礦石，大都是含釷(22390Th)或鐳(22688Ra)的放射性礦石。由這類放射性礦石經粉碎制成超微細粉末制成整理劑，注意控制其安全性是很高的。這可以從澳大利亞輻射防護及安全委員會與鈾情報中心出版的"核電學"(2003，第七版)所載的輻射劑量作為證佐，如表3所示表3人體最大輻射年劑量2mSV/year3mSV/year2.9mSV/year5.OmSV/year1.5mSV/yearlOmSV/year2OmSV/year5OmSV/year350mSVl0O0mSV10000mSV澳大利亞公布的環境輻照劑量北美公布的環境輻照劑量美國核子工業雇員平均職業劑量澳大利亞鈾礦雇員平均職業劑量全體機組人員平均增加劑量澳大利亞鈾礦最大實際劑量核子工業雇員現行極限(5年平均)核子工業及鈾礦雇員過去的極限劑量，現在是一年的最大劑量蘇聯切爾諾貝利事故后，重新規定的，人的一生終極劑量短期劑量:可能導致(臨時性的)輻射病短期劑量:幾天或幾星期內死亡五、負離子紡織品及其功能性整理劑的開發法國皮埃羅·查理兄弟于1880年首先發現電氣石對人體健康和生態環境有極為良好的作用，直到100年后的1986年前后，日本東京大學的中村輝太郎和久保哲治郎經一年多的研究，將其加工成超微晶粒(0.1μm)，摻入化纖紡絲液，制成具有釋放負離子功能的纖維，才揭開負離子技術在紡織品上應用序幕。于是，一向認為毫無利用價值的非寶石級電氣石，首先在日本開發用于對生態環境和人類健康大有裨益的功能性產品[14]。釋放負離子的商品迅速由日本擴散到亞洲各地，并贏得了強烈的響應。這與1995年開始，日本科學家對電氣石進行全面的物理、化學基礎研究成果是息息相關的。確認電氣石具有"三方面的特性"、"九種功能"、"四十種效果"，大量試驗數據證明它是改善環境，促進人體健康的一種新材料。(一)負離子紡織品在日本市場上，不斷推出釋放負離子紡織品的新產品，主要作為高檔服裝面料、襯衣、內衣等；以及室內用品，如床上用品、窗簾、沙發布等；也有用于汽車內裝飾織物和護膝、護肩等保健用品。日本KomatsuSeiren公司利用特定天然礦物質固著在紡織品上的技術，生產的商品名為"Verbano"織物，能使穿著人心情舒暢，身體放松[2]。它有兩類產品:一是"DIMA"超薄涂層的"VerbanoS"織物；二是與"Mawus"親水接枝聚合聚酯結合的"VerbanoR"織物。日本東麗工業公司開發了一種舒適整理技術"Aquaheal"，該整理技術系采用海底深處古代沉積物為原料，施加紡織品上，在服用過程中由于摩擦和振動等物理激發能產生負離子，據稱40多次洗滌后，仍具有釋放負離子功能(1500個/cm3)[2]。日清紡公司開發的負離子紡織品"Ionage"[15]是利用含釷或鐳的放射性元素的礦石微細粉末。用特殊技術施加在纖維上，其放射線劑量為約達157μsv/年。即一般織物的放射線劑量為0.003μsv/hr/m2(不包括土地表面的天然放射劑量，以下同)，一件衣服也僅0.014μsv/hr而已。該微細礦石粉末的的毒性，經口服的LD50為20OOμg/kg以上，變異性呈陰性，對皮膚也沒有異常刺激性。據稱:Ionage有放射性的Holmisis效應，使空氣離子化以及對生物體內水分子團(或稱締合物)進行切割作用，促使其活化，使血液流動暢順和有松弛效果。雖然，對人體的良好作用還有待今后的研究成果予以證實，但日清紡認為其效果是可以期待的。使用lonage紡織品，室內空氣的離子化比較如表4所示。表4由lonage導致空氣的離子化程度（個/CC）

2nm2-7nm7-2Onm合計備注通常的空氣+9528825392922測定場所:神戶電波(株)會議室測定儀器:KS1-3500測定織物:100%棉布平紋床單-5934623232728合計l5463448625650使用lonage+9082329423873-7l916l31914071合計162718461237944日本大和紡公司開發的負離子紡織品"lorina"[16,17]是含負離子和遠紅外放射功能陶瓷粉與樹脂并混物，經浸軋烘干熱處理加工的紡織品，據稱其加工技術己申請專利。lorina產品的耐洗性如表5所示。表5lorina產品耐洗性測定100%棉布用途負離子數量(個/cm3)空氣L0L5L10L30高密平紋114g/m2面料61312235202208高密紡紋114g/m2面料61450341296/細平布114g/m2被單，衣料61365260258207平布187g/m2產業用布61567425324/測定儀器:lonTesterKST-800神戶電波制洗滌方法:103法轉籠烘干Iorina粉末及其整理織物的安全性，經法定機關檢測確認:對細菌變異試驗為陰性經鼠急性口服LD5020Oomg/kg以上對兔急性皮膚刺激/腐蝕性試驗:無異常皮膚合法試驗:準陰性lorina產品的室內使用測定，室內可達到森林浴環境的負離子數量(150個/cm3)如表6所示。表6Iorina在室內使用效果測定室內條件時間負離子數(個/cm3)備注空室內

65房間lOm2，西式房空間，共23m3測定儀器，IonTesterKST-800(神戶電波(株)制)負離子直徑，2nm以下窗簾18Ocm×l8Ocm5分鐘后l3510分鐘后l58窗簾+桌布(桌布13Ocm×l7Ocm)5分鐘后18510分鐘后205窗簾+桌布+棉被(單人用、墊被)5分鐘后25510分鐘后295進入二十世紀以來，我國為適應國內外紡織品市場需求，一些企業如新鄉化纖、吉林化纖、齊魯化纖、上海一化纖等，也開發了負離子纖維，為生產負離子紡織品創造了條件，今舉一二例，如；泰達生態內衣[18]由HN-350負離子滌綸短纖制成，其性能經上海計量科學院測定，HN-350負離子滌綸短纖(負離子粉，添加量3%)的負離子發生量如表7所示。表7負離子滌綸短纖織物的負離子釋放量

NN-lNN-3備注負離子粉添加量%1.03.0環境:25℃，RH70%，大氣壓100.5Kpa設備:大氣離子濃度相對標準測量裝置負離子濃度個/秒/cm221803860由上海一化纖負離子粘膠制成產品的性能如表8所示[19]表8負離子粘膠織物的性能紡織品負離子濃度*個/cm3滌粘混紡比40/6040S×40S，133×72染色襯衫面料(司麥脫印染)40S×40S，133×72印花閩料(司麥脫印染)32S針織品(針研所)645024104710棉粘交織40S/2(棉)×30S/2(粘)88×55床上用布(民光,涂料印花)3200滌粘混紡(40/60)40S×40S，112×110提花布(色織二廠)40S×40S，110×90提花布(色織二廠)54404430"由中國化纖工業協會化纖產品檢測中心測定[01，12，13]，日本lC-1000型離子測定儀(二)負離子整理劑l、NipponKayakuColors公司的負離子整理劑Kayacera[7]粉末或10%糊狀物，是采自火山及溫泉周圃的天然稀有礦石制成的(它們與采自Misasa及Tofiori溫泉的礦石相似，據說當地的癌病死亡率低于全國平均值的50%)，粉碎成極細的粉末，80%的顆粒小于1μm。其特點是:能放射出低水平的輻射能，它們和空氣中的氧氣、二氧化碳及水分子接觸，能促使電離或陰離子化，能持續不斷地發放負離子。負離子整理劑的使用方法工藝流程及條件:織物(純棉)→浸軋(軋余率80%)→烘干(110℃/5’)→焙烘(170℃/1’)處方:Kayacera(Paste)l0%KayacrylResinT-126(粘合劑)5%水X%KayacrylT-126是該公司開發的棉用粘合劑，耐洗l0次，手感良好，(粘合劑的種類對負離子的發生具有明顯的影響，甚至會失去負電荷;用于聚酪、尼龍及羊毛時，負離子不易發生)。處理織物具有下列特征；①具有遠紅外加熱性能(波長7-2Oμm);②用天然稀有礦石(類似于那些采自溫泉的)安全水平很高;③輻射能量低于lmSv/年，低于安全標準;④原材料的輻射強度調整到330Bq/g，低于(毋需告示有任何危險性的)安全標準370Bq/g。Kayacera處理后試樣的測試結果:(負離子濃度個/cm3)洗滌次數不加粘合劑加KayacryResinT-126備注洗滌前洗10次洗30次洗50次346270l38120360330180l70森林中空氣的負離子濃度為200-300個/cm3注:負離子的測定萬法:測量儀器:lonTesterKS-9OOKobeDampaCo.Ltd制造。Opentest:試樣剪成A4大小，粘貼于一厚紙板上，做成長29Omm，直徑6Omm的紙管，空氣通過紙管尋入測試儀器，離于濃度即可被測量，測定放入試樣前后的離子濃度，其差值即為發生的負離子數量。上表所示，經處理的棉針織物釋放的負離子數與森林中空氣的質量是近似的，也就是說這種織物可以使你好像身處大森林里一樣，呼吸著富含負離子的清新空氣，可耐洗10次。2、OharaParagiumChemical公司有二種負離子整理劑[20,21,22]投放市場，如:l)ParafineMl-Aa(非放射性類型，，2)ParafineMl-AW(非放肘性類型，專用于內衣)，3)ParafineMl-R（低水平輻射性類型）。茲將ParafineMl-A及Ml-R的性能及整理效果介紹如下；①ParafineMl-A系采用古代海底沉積礦石(采自日本以外的地區)，磨成超細粉末后，添加--種特殊的無機物，起活化劑的作朋，使產生更多的負離子。據介紹，這種負離子整理劑，能同時賦予吸收/釋放濕氣的性能，作服裝或床上用品時，能將身體排出的汗液及時吸收和氣化排出，所以能提供舒適的感覺(此產品己中請了二個專利)，具有預期促迸放松的作用。ParafineMI-A的性能外觀:黃棕至灰黃色分散體主要成份:天然陶瓷化合物(古代海底沉積物/化石)及分散劑溶解性:易擴散于水離子性:弱陰離子性吸收/釋放濕氣:3O℃×90%RH，16%(100%棉)安全性:通過皮膚過敏試驗(Kawai法)ParafineMl-A應用舉例材料:40支棉平布45支65/35滌/棉平布處方:

處方(1)處方(2)ParafineMl/A3%

ParasolGH/M3%

水100%94%加工條件；浸軋法，軋余率:棉布83%滌棉78%烘干:11O℃×2'焙烘:160℃×l'ParafineMI-A整理試樣負離子測試(個/cm3)結果；織物洗滌次數處方(1)處方(2)滌棉平3200棉平布0102030400-450400-450400-450400-4503000-32003000-32003000-32001000-1400試樣經物理刺激后，用空氣負離子計數器ITC-2OlA(AndesElectric)測定，證明加ParasolGH-M可耐洗20次。注；1）負離子發生的數量以及試劑的相容性隨織物和助劑而異，實際應用前應進行預試驗。2）處理后對顏色改變雖然很小，也應預作試驗。3）當地環境的負離子數山區約700（數/cm3）噴泉（Shinjuku）780通風好的商業區380瀑布（10米以外）4730森林1800（摘自N.Yamansi寫的"MainasulonnoKankogoko(Anionichealhtology")②ParafineMl-R負離子整理劑據稱ParafineMl-R，它是由天然的沉積物/化石以及添加低水平輻射劑量的放射性的礦石為原料制成的負離子整理劑，具有浴療作用。劑量符合國家安全標準。該公司猜想ParafineMl-R的負離子發生機理是：當汗液中的水份或空氣分離的水份通過大然沉積物/化石的超細孔穴(小于幾十納米)時，而這些孔穴中存在低水平的放射性物質，促使產生大量的負離子(氫氧根離子)。功能化學發展局紡織部經理Ksaito解釋說：非放射性的整理劑，當加上物理刺激后，將迸一步產生更多"可觸知的數值"。因此我們想，添加輻射劑量符合國家安全標準的低水平放射性天然礦石，可以促進負離子的發生，其作用有如催化劑，促使水分子的分裂。ParafineMl-R的主要性能與用途1)它是用古代海洋沉積物/化石，經粉碎磨細至兒個微米的粉末，添加具有低水平輻射能的天然礦石作為促催化劑制成。其輻射劑量符合國際安全標準。并具有低劑量放射線的生物刺激，促進作用，產生類似與鐳溫泉或氡溫泉的療效。2)皮膚接觸試驗(Rawaimethod)，證明安全。3)最好應用于與潮濕相關的用途，諸如內衣、睡衣、襯衫、寬松上衣。緊身內衣以及短襪、室內裝飾，如窗簾、地毯、床上用品，如棉被和床單等，特別是治療領域的作用，更在預料之中。經3%ParafineMl-R與3%ParafineGH-M整理棉布的負離子釋放量(個/cm3)結果；洗滌次數負離子含量激效負離子量01020302800-30002800-30001500-T7001000-1200400-450400-450250-300100-1203、SL系列負離子整理劑[23]北京潔爾爽高科技有限公司開發SL系列負離子整理劑，其中SL-970負離子遠紅外漿，是藉成膜物質，將具有釋放負離子功能的超微粉附著在纖維，適用于所有纖維，缺點是影響織物的手感和透氣性。SL-988負離子遠紅外整理劑，具有反應性基團，可與纖維上的羥基、胺基形成共價鍵，可獲得透氣、柔軟耐耐久的效果，適用于天然纖維織物。茲將SL-988負離子遠紅外整理劑性能與用法簡介于后。性能：淡黃色粘稠液體，易溶于水，由SL-988A和SL988B組成:具有明顯的受激產生負離子作用。如溫度和濕度變化，向織物上施能量(機械能——穿著肘時的摩擦、光能、靜電場能等)；適用于漂、色、花織物，其遠紅外發射率可達86%以上:能與纖維上活性氫形成共價鍵結合；有抑菌除臭作用；良好的保溫功能；因具有負離子和遠紅外兩種功能，激發生物細胞的活性，有較好的醫療保健作用。用法：1.浸軋法；工藝流程；織物(經染色或印花)→浸軋(SL988A30g/L)→烘干(80-110℃)→浸軋(SL-988B30g/L)→烘干拉幅。2.浸漬法織物(同上)→浸漬(SL-988A濃度4%，浴比1:10，75-80。℃，30-40分鐘)→放殘液→浸漬(SL-988B4%，浴比1:10，40℃，20-40分鐘)→甩水、烘干、拉幅。六、結語(一)負離子紡織品的標準問題，任何功能性產品，其功能性達什么水平才能合格是一個必須同答的問題。一般說，負離子數量達4000個/cm3以上，才能算健康的空間。有人提出，睡眠系統和服裝類紡織品的負離子釋放量以5000個/cm3為宜，而對老人身體健康有利的以15000個/cm3以上為好。目前在空氣中負離子濃度對人體健康的影響還沒統一認識以前，是否以瀑布森林地帶的(負離子濃度10000個/cm3)和療養地區負離子濃度(負離子濃度5000個/cm3)作為制訂產品的參照值。此外，空氣中負離于濃度是一個動態平衡值[8]，因負離子的壽命僅幾秒到幾十秒鐘，處于一種不斷消失和不斷產生的過程。由于各家使用測量負離子儀器和測定方法不同，以致文獻上發表的研究結果很難進行比較。例如根據《國際醫學雜志》資料，日本永井童造報導資料和我國的統計資料三方面對瀑布森林地區的負離子濃度測定結果，如表9所示[24]。表9瀑布森林地區負離子含量比較資料來源瀑布森林地區負離子數量(個/cm3)歐美國家10-50萬中國1-2萬日本0.1-0.15萬表9數量說明歐美國家的統計是中國的10倍左右，是日本的100倍左右。上述數據不是充分說明了測試儀器和測試方法上的差異嗎?為了負離子紡織品健康而穩定地開拓市場，當然祈求盡快建立一個可資比較其性能又能為業界接受的測試方法和最低負離子釋放量要求。在負離子紡織品性能測試方法中，作者認為鐘紡公司在開發此類產品時所用測試方法相對比較完備，茲摘要介紹于后(日本空氣清潔協會、空氣負離子委員會"空氣負離子濃度測定標準"1970)。測定室內釋放的負離子數量:測定的技術要求:①離子計數器：SigmaTechSC-5ON(抽氣速率：60L/min)②試樣:a)織物3Ocm2b)放在距傳感器1Ocm處c)在靜止狀態下進行測定③測定的條件:a)位于地面以上1米處b)溫度:20士5。C