史書真+++++陳國華++++王肖玲

摘要：

負(fù)離子紡織品具備負(fù)離子釋放功能，能夠增加空氣負(fù)離子濃度，有益人類健康。但檢測方法的混亂，制約了負(fù)離子紡織品行業(yè)的健康發(fā)展。負(fù)離子紡織品檢測是指在一定的溫濕度條件下，通過激發(fā)裝置刺激負(fù)離子面料激發(fā)負(fù)離子，然后經(jīng)由空氣負(fù)離子濃度測試儀，輸出負(fù)離子濃度?？諝怆x子測試儀、激發(fā)裝置、測試環(huán)境是影響測試結(jié)果的關(guān)鍵因素，只有對這些因素進(jìn)行全面合理的規(guī)范，才能建立公平的評價機(jī)制。

關(guān)鍵詞：負(fù)離子檢測;激發(fā)裝置;測試環(huán)境

1 ? ?引言

隨著生活水平的提高，健康、環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，人們對紡織品性能的要求也越來越高，一些具有特殊功能的紡織品應(yīng)運而生，成為大家關(guān)注和研究的焦點，負(fù)離子紡織品就是其中之一。

目前使織品具備負(fù)離子釋放功能的方法有很多，生產(chǎn)負(fù)離子纖維的方法有表面涂覆改性法、共混法以及共聚法[1]。對織物后整理的方法主要有，電氣石超微粉體與粘合劑表面涂覆法[2-3]，含硅溶液整理，光觸媒材料表面整理等。研究表明，負(fù)離子除了具有除塵、抗菌、防臭等優(yōu)點外，還有一定的保健功能，因此，負(fù)離子紡織品符合“健康、舒適、環(huán)?！钡母拍睿瑢⒃谌藗兊娜粘Ｉ钪邪缪葜匾巧?。但是負(fù)離子織物測試標(biāo)準(zhǔn)并不完善，導(dǎo)致負(fù)離子紡織品市場比較混亂，出現(xiàn)較多的貿(mào)易糾紛。對于消費者而言，無法直觀地判定負(fù)離子紡織品的作用效果，很多時候，負(fù)離子只是商家炒作的一個概念。這些都制約了負(fù)離子紡織品產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。隨著此類功能性紡織品的發(fā)展特別是進(jìn)出口貿(mào)易的增加，研究科學(xué)可靠的測試方法，制定檢驗標(biāo)準(zhǔn)，建立完善公平的檢測機(jī)制越發(fā)重要。

2 ? ?負(fù)離子紡織品測試流程

負(fù)離子紡織品檢測的本質(zhì)就是對紡織品周圍小范圍內(nèi)空氣負(fù)離子濃度的測試。首先空氣本身含有的負(fù)離子濃度，稱為本底濃度，這部分濃度與試樣無關(guān)，因此應(yīng)該消除其影響;其次如果纖維含有放射性元素等不需要激發(fā)的成分，即使纖維靜置也可以有一定量的負(fù)離子釋放;再是如果纖維含有電氣石等壓電或熱電效應(yīng)的成分，在某種機(jī)械力的刺激下也會大量產(chǎn)生負(fù)離子。因此測試時纖維的狀態(tài)與負(fù)離子發(fā)生量有很大關(guān)系，是否能夠激發(fā)出負(fù)離子成為測試的關(guān)鍵。

靜置式測量是指對負(fù)離子紡織品不施加任何刺激來測試負(fù)離子發(fā)生量，這種方法測得的負(fù)離子釋放量是很微小的，幾乎難以增加空氣負(fù)離子的濃度。紡織品在使用過程中并非完全處在靜止?fàn)顟B(tài)，因此靜止法并不適合大多數(shù)負(fù)離子紡織品的測試。只有對紡織品進(jìn)行一定的物理刺激，才能使負(fù)離子被大量激發(fā)出來，增加空氣負(fù)離子濃度[4-5]。

陳躍華、公佩虎[6]在有機(jī)玻璃箱內(nèi)使用機(jī)械裝置摩擦織物，通過離子測試儀測試空氣負(fù)離子濃度，獲得了比較好的測試結(jié)果，據(jù)此提出了檢測負(fù)離子織物的流程：在一定的溫濕度條件下，通過發(fā)生裝置激發(fā)刺激負(fù)離子面料激發(fā)負(fù)離子，然后經(jīng)由空氣負(fù)離子濃度測試儀，輸出負(fù)離子濃度[7-8]。

3 ? ?影響負(fù)離子檢測的因素

總體來說，空氣負(fù)離子具有受環(huán)境影響大、壽命短等一系列特點[9-10]，影響空氣負(fù)離子濃度的因素有很多，其檢測的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性難以保證。目前對負(fù)離子紡織品測試的研究主要集中在空氣離子測試儀、激發(fā)裝置和測試環(huán)境上。

3.1 ?空氣離子測試儀

市場上存在多種空氣離子測試儀，畢鵬宇比較了AIR ION COUNTER（AIC）、DLY-2空氣離子測量儀、ITC-201A和大氣離子濃度測試儀SD9901對相同試樣的測試結(jié)果。其中AIC和ITC-201A示數(shù)跳躍性較大，SD9901和DLY-2空氣離子測量儀穩(wěn)定性較好，靈敏度稍差?，F(xiàn)有的檢測標(biāo)準(zhǔn)都未規(guī)定空氣離子測試儀的種類和型號。

3.2 ?負(fù)離子激發(fā)裝置

3.2.1 ?手搓式

簡單便捷，能夠達(dá)到激發(fā)負(fù)離子的目的，但是測試者的手掌溫度和濕度的改變會影響試樣，影響測試結(jié)果。何秀玲對手搓法進(jìn)行了改進(jìn)，規(guī)定操作者需佩戴絕緣手套并經(jīng)過一定培訓(xùn)。但手搓的力度畢竟無法量化，不僅無法保證每次手搓力大小相同，不同的測試者之間結(jié)果會有所偏差，通常男生比女生的測試結(jié)果要大。因此這種方法的測試結(jié)果存在一定的偶然性[11-12]。

3.2.2 ?機(jī)械激發(fā)裝置

3.2.2.1 ?平摩式

伏廣偉、閻巖[13]用已有的色牢度摩擦儀作為激發(fā)裝置。把待測試樣分別安裝在在摩擦頭和試樣臺上，將負(fù)離子濃度測試儀置于垂直摩擦動程方向的平面上。啟動摩擦裝置，使其摩擦一定時間，然后打開測試儀，記錄空氣負(fù)離子濃度值。張艷等[10]自制了鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)，利用異步電動機(jī)做傳動裝置，通過其產(chǎn)生的往復(fù)運動實現(xiàn)對織物的摩擦刺激，可以通過增加砝碼改變織物受到的壓力。這兩種裝置都屬于平摩式激發(fā)裝置。另外，目前已有的標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的檢測和評價》規(guī)定了采用摩擦法（平摩）測定紡織品動態(tài)負(fù)離子發(fā)生量的試驗方法，并給出了評價。本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類紡織織物及其制品。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定摩擦儀要由上下摩擦盤、減速電機(jī)、加持裝置組成，并且對主要裝置的規(guī)格進(jìn)行了限定。

作為手搓法的改進(jìn)，平摩式激發(fā)裝置解決了摩擦壓力、摩擦面積、摩擦速度無法量化的問題。但是現(xiàn)在還沒有任何一種激發(fā)裝置量產(chǎn)并被廣泛使用。

3.2.2.2 ?懸垂擺動式

畢鵬宇[14]采用懸垂擺動式激發(fā)裝置（又稱振動式），由一臺裝有調(diào)速器的異步電動機(jī)作為主要動力裝置，凸輪機(jī)構(gòu)作為傳動裝置，振動部件由可以旋轉(zhuǎn)的桿件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)速器可獲得不同的振動頻率，測量在不同振動頻率下面料產(chǎn)生負(fù)離子的效果。測試時將試樣掛在上擺動桿上，由凸輪裝置推動下擺動桿使上擺動桿和被測面料一起以相同速度在水平面內(nèi)快速擺動。不同的振動頻率可以模擬實際使用過程中的不同情況，如可表征用作窗簾的負(fù)離子面料在不同程度擺動下的負(fù)離子發(fā)生情況，以及模擬人在行進(jìn)過程中衣服的擺動摩擦產(chǎn)生負(fù)離子的情況。

3.3 ?環(huán)境因素

3.3.1 ?測試空間

如果采取開放式測量，測試者活動所產(chǎn)生的氣流擾動、附近各種電器設(shè)備、強(qiáng)導(dǎo)電體等會影響測試結(jié)果[15]。封閉測試箱測量可以避免氣流等干擾，通常用有機(jī)玻璃制成，大小因機(jī)械激發(fā)裝置可以適當(dāng)調(diào)整。為防止電荷聚積在箱的內(nèi)表面所產(chǎn)生的靜電干擾，畢鵬宇[16]采用了金屬銅網(wǎng)作為屏蔽罩，對有機(jī)玻璃箱進(jìn)行內(nèi)外屏蔽，安裝了接地裝置，消除了靜電對空氣離子濃度測量儀和被測試樣的影響。另外測試箱要有換氣窗口，每測試一段時間要進(jìn)行通風(fēng)換氣，避免不同試樣之間測試結(jié)果相互干擾。

3.3.2 ?環(huán)境溫濕度

楊偉軍、葛明橋[17]測試了用電氣石整理的棉、麻織物在不同溫度下的負(fù)離子釋放量，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的增加，負(fù)離子釋放量非線性地增加，趨勢變緩。隨著相對濕度的增加，負(fù)離子釋放量表現(xiàn)出了近似線性趨勢的增大。

畢鵬宇等研究了溫濕度對負(fù)離子粘膠、負(fù)離子滌綸等幾種織物負(fù)離子發(fā)生能力的影響，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的增加，負(fù)離子發(fā)生量增加。在20℃以下時增加趨勢平緩，高于20℃則增幅明顯加大。

可以看出，溫濕度對不同種類的負(fù)離子紡織品的效果影響很大。因此，必須嚴(yán)格控制測試環(huán)境的溫濕度并且測試前要對紡織品進(jìn)行調(diào)濕處理[18]。

3.3.3 ?測試距離

測試距離指的是試樣和空氣負(fù)離子測試儀通風(fēng)口之間的垂直距離。研究發(fā)現(xiàn)，隨著測試距離的增大，負(fù)離子濃度先增加后減小。試樣離通風(fēng)口太近會影響空氣流通，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)較小。而且負(fù)離子生命周期很短，所以超過一定距離，檢測到的負(fù)離子濃度減小。最優(yōu)距離為2cm[19-20]。

3.3.4 ?測試時間

試樣在摩擦的過程中，材料表面的靜電壓逐漸增加，達(dá)到峰值后會趨向穩(wěn)定，表面靜電壓是產(chǎn)生負(fù)離子的能量來源，同時，負(fù)離子具有壽命短的特點，所以隨著摩擦?xí)r間的延長，負(fù)離子的濃度不會無限地增加，而是趨近一個峰值，然后略有下降。何秀玲[19]研究了在短時間內(nèi)（0～20s）摩擦?xí)r間對負(fù)離子濃度的影響，得出了10s為最佳的摩擦?xí)r間。畢鵬宇[21]測試了摩擦?xí)r間為5min～20min之內(nèi)的負(fù)離子發(fā)生量，最大值出現(xiàn)在10min～15min。GB/T 30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的檢測和評價》規(guī)定測試時間至少為3min，以便獲得更多的數(shù)據(jù)取平均值減小誤差。

4 ? ?總結(jié)與展望

平摩式和懸垂擺動式激發(fā)裝置均能提高激發(fā)負(fù)離子的穩(wěn)定性，并且使試驗參數(shù)具備可量化性，優(yōu)于手搓法，對提高測試的穩(wěn)定性具有積極的意義，為使其統(tǒng)一規(guī)范，應(yīng)盡早實現(xiàn)激發(fā)裝置的量產(chǎn)并推廣開來。只有選用統(tǒng)一、適宜的空氣離子測試儀器，詳細(xì)規(guī)定從激發(fā)裝置到測試環(huán)境的各個參數(shù)，才能使負(fù)離子紡織品測試具有公平合理的評價機(jī)制。另外，現(xiàn)在的負(fù)離子測試的研究主要集中在織物方面，對纖維負(fù)離子發(fā)生能力的檢測鮮有涉及，適合纖維的負(fù)離子激發(fā)裝置有待研究。

參考文獻(xiàn)： [1]畢鵬宇，陳躍華，李汝勤.負(fù)離子紡織品及其應(yīng)用研究[J].紡織學(xué)報，2003，24 （6）：99-101.

[2]何登良，董發(fā)勤.電氣石的環(huán)境功能屬性及應(yīng)用研究動態(tài)[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2006，（1）：10-14.

[3]任彩玲，孟家光，王吉國.純棉織物負(fù)離子整理工藝的測試分析[J].棉紡織技術(shù)，2011，39 （12）：31-34.

[4]仁信，陶冶.紡織品負(fù)離子發(fā)生量測試的研究[J].江蘇紡織，2010，（3）：48-50.

[5]黃春松，黃翔，吳志湘.負(fù)離子織物產(chǎn)生負(fù)離子的機(jī)理及影響因素[J].陜西紡織，2006，（3）：46-48.

[6]陳躍華，公佩虎，張艷.紡織品負(fù)離子性能測試方法和負(fù)離子紡織品開發(fā)[J]. 紡織導(dǎo)報，2005，（1）：58-60.

[7]莫世清，陳衍夏，施亦東.負(fù)離子紡織品的檢測方法及應(yīng)用[J].染整技術(shù)， 2010， 32（5）：42-44.

[8]劉文貴.支撐負(fù)離子檢測的關(guān)鍵技術(shù)[J].質(zhì)譜學(xué)報，2002，23（1）：38-42.

[9]王靜，冀志江，王繼梅.產(chǎn)生負(fù)離子功能制品標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性及測試方法探討[J].綠色建材，2005，（3）：8-9.

[10]張艷，陳躍華，孟憲鴻.紡織品負(fù)離子測試探討[J].上海紡織科技，2003，31 （4）： 61-62.

[11]熊麗君，韓少華，唐浩.空氣負(fù)離子研究進(jìn)展及影響因素分析[J].資源與環(huán)境，2011，21（3）：184-187.

[12]戈鶴山.空氣負(fù)離子劑量測量方法的探討[J].中國自然醫(yī)學(xué)雜志，2005，7 （3）：202-204.

[13]伏廣偉，閻巖，楊萍.FCL織物負(fù)離子測試方法的研究[J].紡織導(dǎo)報，2010， （2）：88-89.

[14]畢鵬宇，陳躍華，李汝勤.振動型負(fù)離子測試裝置與測試方法探討[J].紡織學(xué)報，2004，25（5）：115-116.

[15]崔元凱，李義有.影響織物負(fù)離子產(chǎn)生因素的研究[J].上海紡織科技，2005，33：11-12.

[16]畢鵬宇，彭葉，陳躍華.紡織品負(fù)離子測試中的靜電分析與消除[J].紡織學(xué)報，2005，26（3）：46-47.

[17]楊偉軍，葛明橋，李永貴.負(fù)離子織物負(fù)離子發(fā)生能力的影響因素[J]. 紡織學(xué)報， 2006， 27（12）： 88-91.

[18]晁晉，張佩華，孫超.負(fù)離子針織物的性能測試與研究[J].針織工業(yè)，2006， （2）： 56-58.

[19]何秀玲.紡織品負(fù)離子性能檢測方法研究[J].印染助劑，2011，28（8）： 50-52.

[20]賀志鵬，季東曉.紡織品負(fù)離子發(fā)生量測試研究[J].國際紡織導(dǎo)報，2013， （11）：51-54.

[21]畢鵬宇.紡織品負(fù)離子特性及測試系統(tǒng)研究[D].上海：東華大學(xué)，2006.

（作者單位：史書真、陳國華，青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院;王肖玲，山東出入境檢驗檢疫局）