俞春華 喬鵬娟 董文洪 袁利華 宋偉華

摘要： 測試了不同鍺元素含量面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，研究了不同鍺元素含量面料與其功能性性能關(guān)系。結(jié)果表明，含鍺面料具有釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。負(fù)離子性能上，隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的負(fù)離子發(fā)生量依舊維持在中等水平；遠(yuǎn)紅外性能上，隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃；抗菌性能上，即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時，其大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率基本在99%及以上，白色念珠菌的抑菌率隨著鍺元素含量的增加從85%增至96%。

關(guān)鍵詞： 鍺；面料；負(fù)離子；遠(yuǎn)紅外；抗菌性

中圖分類號： TS195.58

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號： 1001-7003（2017）12-0017-04

Abstract： Negative ions， far-infrared and antibacterial properties of germanium fabric were tested and the relationship between the content of germanium and its functional properties was studied. The result shows the germanium-containing fabric has the characteristics of releasing negative ion， far-infrared and antibacterial property and the property indexes meet the requirements of national standards. About the negative ion property， the negative ion content of germanium-containing fabric is maintained at the medium level with the increase of Ge content. For the far infrared property， the infrared emission emissivity of the germanium-containing fabric can be improved slightly with the increase of Ge content， and the temperature rise is maintained at 1.5℃ . with regard to the antibacterial property， the inhibitory rates of Escherichia coli and Staphylococcus aureus are 99% and above even when the Ge content is as low as 0.53 mg/kg and the inhibitory rate of Candida albicans increases from 85% to 96% with the increase of Ge content.

Key words： Germanium； fabric； negative ions； far-infrared； antibacterial property

鍺，符號Ge，位于元素周期表第32位，是碳族元素中的一員，被廣泛用于電子、航空、醫(yī)療等行業(yè)[1]。已有研究證明，鍺元素具有抗病毒、抗氧化，產(chǎn)生負(fù)離子，促進(jìn)血液循環(huán)，改善身體體質(zhì)等功效[2-3]。為了開發(fā)滿足市場需求的新產(chǎn)品，眾多廠家對鍺元素產(chǎn)品進(jìn)行了研發(fā)。如日本清川株式會社在制絲階段把0.4μm的天然鍺礦石研磨成納米級粉體后，結(jié)合無機載體制作成母粒得到鍺纖維長絲[4]；國內(nèi)也有研究人員采用有機鍺整理的方法使織物富有保健性[5]。在市場上鍺纖維產(chǎn)品眾多，大多為文胸、內(nèi)衣褲、護膝、腰帶等產(chǎn)品，產(chǎn)品宣傳上大多為鍺纖維面料可以促進(jìn)血液循環(huán)、改善新陳代謝、釋放負(fù)離子、抗菌抑菌，以及遠(yuǎn)紅外等功能。

有機鍺由于它的藥理作用、醫(yī)療效應(yīng)，具有一定的保健效用，但是天然鍺礦石經(jīng)研磨成納米級粉體后再加入熔融紡絲成纖維后，或者是面料經(jīng)過有機鍺整理后，是否還存在廠家宣傳的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌性能等功效還有待測試；其鍺元素的含量對釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌等功效是否有影響，目前還沒有相關(guān)的研究和報道。本文研究了含鍺面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外性能及抗菌性能，并探討了面料中鍺元素的含量與釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外、抗菌性能之間的關(guān)系，為消費者及功能性面料廠家提供參考。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

材料：五塊不同鍺元素含量面料（自制），純棉針織物，平方米質(zhì)量106g/m2。

儀器：M90電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（德國Bruker Daltonics公司），CEM MARS微波消解儀（美國CEM公司），分析天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）。

1.2 方 法

1.2.1 面料中鍺元素含量的測定

從面料中剪取不大于5mm×5mm的試樣0.5g（精確至0.001g），混勻后裝入潔凈的容器內(nèi)，密封置于微波消解內(nèi)罐中進(jìn)行消解。消解完畢，取出消解罐在通風(fēng)柜里瀉壓，將消解罐置于140℃電熱消解器中趕酸30min，隨將溶液轉(zhuǎn)移至50.0mL容量瓶中，用水沖洗罐壁3次以上，合并洗液并定容至刻度，混勻。將得到的樣液與配置的校正液進(jìn)行ICP-MS分析，測試不同面料的鍺元素含量。

1.2.2 含鍺面料釋放負(fù)離子性能的測試

按照GB/T30128—2013《紡織品 負(fù)離子發(fā)生量的檢測和評價》測試含鍺面料的釋放負(fù)離子性能。

1.2.3 含鍺面料遠(yuǎn)紅外性能的測試

按照GB/T30127—2013《紡織品 遠(yuǎn)紅外性能的檢測和評價》測試含鍺面料的遠(yuǎn)紅外性能。

1.2.4 含鍺面料抗菌性能的測試

按照GB/T20944.3—2008《紡織品 抗菌性能的評價 第3部分：振蕩法》測試含鍺面料的抗菌性能，選擇金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌分別作為革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的代表。

2 結(jié)果與分析

2.1 含鍺面料釋放負(fù)離子性能及鍺元素含量與釋放負(fù)離子性能關(guān)系

負(fù)離子是大氣中的分子或原子捕獲電子后形成的帶負(fù)電荷的離子，如OH—（H2O）n和O2—（H2O）n等，已有大量研究表明負(fù)離子對人體產(chǎn)生有益的作用[6-7]。負(fù)離子發(fā)生量的評價為當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量大于等于1000個/cm3時，負(fù)離子發(fā)生量較高；當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量為550～1000個/cm3時，負(fù)離子發(fā)生量中等；當(dāng)負(fù)離子發(fā)生量小于550個/cm3時，負(fù)離子發(fā)生量較低。不同鍺元素含量面料的負(fù)離子性能檢測結(jié)果見表1，由檢測結(jié)果可知，鍺元素含量為0.53mg/kg時，面料的負(fù)離子發(fā)生量為616個/cm3，負(fù)離子發(fā)生量中等，隨著鍺元素含量從0.53mg/kg增加到62.5mg/kg時，面料的負(fù)離子發(fā)生量并沒有顯著增加，負(fù)離子發(fā)生量依然在中等水平。

2.2 含鍺面料遠(yuǎn)紅外性能及鍺元素含量與遠(yuǎn)紅外性能關(guān)系

遠(yuǎn)紅外紡織品是指其可在很寬的波長范圍內(nèi)吸收環(huán)境或人體發(fā)射出的電磁波，并輻射出波長范圍在2.5～30μm的遠(yuǎn)紅外線[8]。根據(jù)醫(yī)學(xué)界鑒定當(dāng)人體表面受到這種遠(yuǎn)紅外線輻射時，會引起人體表面細(xì)胞中水分子的共振，產(chǎn)生熱效應(yīng)，促進(jìn)人體皮下組織血液的微循環(huán)，達(dá)到保暖和促進(jìn)新陳代謝的功效[9-10]。紡織品遠(yuǎn)紅外性能的評價是試樣的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率不低于0.88，且遠(yuǎn)紅外輻射溫升不低于1.4℃時，則該樣品具有遠(yuǎn)紅外性能。不同鍺元素含量面料的遠(yuǎn)紅外性能檢測結(jié)果見表2，由檢測結(jié)果可知，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率大于等于0.88，遠(yuǎn)紅外輻射溫升值為1.5℃，符合國家遠(yuǎn)紅外紡織產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求，樣品具有遠(yuǎn)紅外性能。但隨著鍺元素含量的增加，面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃。

2.3 含鍺面料抗菌性能及鍺元素含量與抗菌性能關(guān)系

紡織品抗菌性能的測試分為定性測試和定量測試兩大類，定性測試法主要有暈圈法、抑菌環(huán)法和平行劃線法；定量測試分為吸收法與振蕩法兩種，定量測試中抑菌率是對樣品抗菌效果最為直接的表達(dá)[11-12]。GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價 第3部分：振蕩法》對紡織品抗菌性能評價是試樣對金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的抑菌率≥70%或?qū)Π咨钪榫囊志省?0%，則該樣品具有抗菌效果。不同鍺元素含量的面料抗菌性能檢測結(jié)果見表3，由檢測結(jié)果可知，即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時，其面料也具有抗菌性能，其中大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)中70%的要求，基本在99%及以上；而白色念珠菌的抑菌率隨著鍺元素含量從0.53mg/kg增加到62.5mg/kg時，其抑菌率從85%增至96%，大于國家標(biāo)準(zhǔn)中60%的要求。

3 結(jié) 論

1）測試了不同鍺元素含量面料的釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，結(jié)果表明含鍺面料具有釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外及抗菌性能，性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）研究了不同鍺元素含量面料與其功能性性能關(guān)系，結(jié)果表明含鍺面料負(fù)離子發(fā)生量中等，隨著鍺元素含量的增加，紡織品的負(fù)離子發(fā)生量并沒有顯著增加，負(fù)離子發(fā)生量維持在中等水平；遠(yuǎn)紅外性能上隨著鍺元素含量的增加，含鍺面料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率略有增加，增幅不顯著，溫升基本維持在1.5℃；抗菌性能上即使鍺元素含量低至0.53mg/kg時，其大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率也遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)中70%的要求，基本在99%及以上，白色念珠菌的抑菌率也大于標(biāo)準(zhǔn)中60%的要求，隨著鍺元素含量的增加抑菌率從85%增至96%。

參考文獻(xiàn)：

[1]談輝，張瑞民.一種健康、舒適和環(huán)保的新型功能纖維[J].高科技纖維與應(yīng)用，2012，37（3）：61-63.

TAN Hui， ZHANG Ruimin. A new functional fiber with properties of healthy， comfortable and environmental protected[J]. Hi-Tech Fiber & Application，2012，37（3）：61-63.

[2]候冬巖，回瑞華，李紅，等.茶葉中鍺、硒的電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析[J].質(zhì)譜學(xué)報，2008，29（6）：353-355.

HOU Dongyan， HUI Ruihua， LI Hong， et al. Determination of germanium and selenium in teas by ICP-MS[J]. Journal of Chinese Mass Spectrometry Society，2008，29（6）：353-355.

[3]吳文浩，姚曉靜，李慧霞.含維生素與有機鍺材料的保健紡織品的開發(fā)[J].上海紡織科技，2012，40（7）：22-24.

WU Wenhao， YAO Xiaojing， LI Huixia.Development of health care textiles contained vitamin and organic germanium[J]. Shanghai Textile Science & Technology，2012，40（7）：22-24.

[4]黃旭.織物有機鍺整理及布面鍺質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定[J].印染助劑，2007，24（8）：43-45.

HUANG Xu. The organogermanium finishing of fabrics and the quantitative determination of germanium in fabrics[J]. Textile Auxiliaries，2007，24（8）：43-45.

[5]張英.有機鍺功能整理對針織內(nèi)衣面料服用性能影響的探討[J].浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院，2009（3）：14-18.

ZHANG Ying. On the influence of organic germanium function finishing on the wearability of knitted underwear materials[J]. Journal of Zhejiang Textile & Fashion Vocational College，2009（3）：14-18.

[6]賀志鵬，伏廣偉，耿軼凡.負(fù)離子紡織品及其測試與評價[J].染整技術(shù)，2013，35（12）：6-10.

HE Zhipeng， FU Guangwei， GENG Yifan. Test and evaluation of negative ions textiles[J]. Textile Dyeing and Finishing Journal，2013，35（12）：14-18.

[7]畢鵬宇，陳躍華，李汝勤.負(fù)離子紡織品及其應(yīng)用的研究[J].紡織學(xué)報，2003，24（6）：99-101.

BI Pengyu， CHEN Yaohua， LI Ruqin. A study of textiles of negative ions and their application[J]. Journal of Textile Research，2003，24（6）：99-101.

[8]梁翠，鄭敏.遠(yuǎn)紅外納米紡織品的性能測試[J].紡織學(xué)報，2013，34（9）：49-52.

LIANG Cui， ZEHGN Min. Study on performance of far-infrared nanometer textiles[J]. Journal of Textile Research，2013，34（9）：49-52.

[9]盛家鏞，孫道權(quán)，潘志娟，等.多功能保健絲綿被的加工技術(shù)及其產(chǎn)品性能[J].絲綢，2006（4）：28-30.

SHENG Jiayong， SUN Daoquan， PAN Zhijuan， et al. Manufacture technique and performance of multifunctional healthy silk wadding quilt[J].Journal of Silk，2006（4）：28-30.

[10]李偉松，范蕾蕾，孫杰.功能性紡織品檢測現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2016（4）：56-58.

LI Weisong， FAN Leilei， SUN Jie. The present situation and development trend of the detection of functional textiles[J]. Advanced Textile Technology，2016（4）：56-58.

[11]王建平.功能性紡織品的性能評價方法與標(biāo)準(zhǔn)[J].印染，2016（6）：45-52.

WANG Jianping. Methods and standards for the assessment of functional textiles[J]. Dyeing and Finishing，2016（6）：45-52.

[12]蔣潔蓉，楊瑤，王田田，等.紡織品抗菌性能測試中試驗菌活性確定的研究[J].絲綢，2015，52（3）：26-29.

JIANG Jierong， YANG Yao， WANG Tiantian， et al. Study on determining activity of bacterial cells during testing antibacterial property of textiles[J]. Journal of Silk，2015，52（3）：26-29.