維生素E纖維交織物的負(fù)離子與保濕功能研究

王穎　張紅霞　祝成炎　田偉　林平　丁圓圓

摘要：為探究不同功能纖維含量、不同紗線種類及不同織物組織對紡織品功能性的影響，文章以桑蠶絲作為經(jīng)紗原料，維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線分別和黏膠纖維作為緯紗，試制9種維生素E紗線和黏膠紗線不同投緯比例，5種精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線和黏膠纖維不同投緯比例，5種維生素E紗線和黏膠投緯比例為1︰1的不同組織的面料，進(jìn)而測試這3種系列面料的負(fù)離子和保濕復(fù)合功能。結(jié)果表明：織物的負(fù)離子發(fā)生量及保濕功能隨著維生素E纖維的含量增加而增強(qiáng);紗線種類及織物組織均會對織物的負(fù)離子功能和保濕功能產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：負(fù)離子;保濕功能;維生素E纖維;復(fù)合功能;功能性紡織品

中圖分類號：TS106.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：10017003（2021）04001505

Abstract：Toexploretheimpactsofdifferentfunctionalfibercontents，differentyarntypesanddifferentfabricweavesonthefunctionalityoftextiles，thispapertakesmulberrysilkasthewarpyarnandtakesvitaminEyarn，combedcotton/vitaminEfiber/Modal（40/40/20）blendedyarnandviscosefiberasweftyarns，toprepare9typesofvitaminEyarnandviscoseyarnwithdifferentweftratios，5typesofcombedcotton/vitaminEfiber/Modal（40/40/20）blendedyarnsandviscosefiberwithdifferentweftratios，5typesofvitaminEyarnandviscosefabricswithaweftratioof1︰1anddifferentweaves，andthenteststheanionsandmoisturizingcompoundfunctionofthreeseriesoffabrics.TheresultsshowthattheanionproductionandmoisturizingpropertiesoffabricgrowwiththeincreaseofvitaminEfibercontent.Bothyarntypeandfabricweavewillaffecttheanionproductionandmoisturizingpropertiesoffabrics.

Keywords：anion;moisturizingfunction;vitaminEfiber;compositefunction;functionaltextile

作者簡介：王穎（1995），女，碩士研究生，研究方向為功能性紡織品、紡織產(chǎn)品設(shè)計。通信作者：張紅霞，教授級高工，hongxiazhang8@126.com。

負(fù)離子即分子或原子發(fā)生電離，脫離出來的外層電子再與中性的分子或原子結(jié)合，使其帶有負(fù)電荷[1]。經(jīng)過臨床實踐驗證，負(fù)離子會對人類健康及生態(tài)產(chǎn)生重大影響，它能提高人體免疫力、改善神經(jīng)系統(tǒng)、改善空氣質(zhì)量、預(yù)防呼吸系統(tǒng)疾病[2-3]。因此，負(fù)離子也常被人們稱為“空氣維生素”或是“長壽素”[4]。市面上的紡織品普遍不具備解決肌膚干燥的能力，植入維生素E微膠囊的保濕功能織物可以全方位地為肌膚提供保濕護(hù)理，有效地改善織物的舒適性[5]。目前，市場上也存在一些負(fù)離子紡織品或者保濕功能紡織品，但是單一功能的紡織品逐漸失去優(yōu)勢，復(fù)合功能的紡織品愈發(fā)受到消費(fèi)者和市場的青睞。維生素E纖維的負(fù)離子功能、保濕功能和桑蠶絲優(yōu)良的服用性能有效地結(jié)合，兼顧織物的多重功能性與舒適服用性，負(fù)離子和保濕復(fù)合功能交織物的開發(fā)具有良好的經(jīng)濟(jì)價值與廣闊的市場前景。

本文選用同時具備負(fù)離子功能和保濕功能的維生素E纖維作為主要原料試制19種復(fù)合功能交織物，旨在探究不同功能性纖維含量、不同紗線種類、不同組織對紡織品負(fù)離子發(fā)生量和保濕功能性的影響，開發(fā)功能優(yōu)良的服用面料，滿足消費(fèi)者的健康型消費(fèi)需求。

1 維生素E纖維的概況

本文選用的維生素E纖維是運(yùn)用電氣石等無機(jī)礦物經(jīng)處理制備納米級負(fù)離子功能粉體，再將其與高聚物混合，熔融制得負(fù)離子母粒，紡絲制備具有良好負(fù)離子發(fā)生能力的纖維[6]。此外，本文還采用了臺灣華懋生技有限公司和日本大和紡織株式會社合作開發(fā)有機(jī)體植入技術(shù)，將油菜花籽油和棕櫚油天然植物油通過微膠囊化技術(shù)植入。其中，油菜花籽油和棕櫚油中富含的維生素E具有良好的保濕功能[7-9]。將維生素E微膠囊[10]與溶解膠共混，經(jīng)脫泡、熟成后，采用濕法紡絲得到功能性黏膠纖維。維生素E對堿不穩(wěn)定，在鐵鹽、鉛鹽或油脂酸敗的條件下會加速氧化。基于上述原因，本文采用的微膠囊技術(shù)將維生素E通過高分子化合物包覆起來，通過外部刺激或者緩釋作用使維生素E的保濕功能得以實現(xiàn)，微膠囊的囊壁提高了維生素E的穩(wěn)定性及持久性，從而使得維生素E功能纖維的研發(fā)切實可行。

纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)、長度及線密度都將直接影響紗線各方面的性能，并且會對織物的外觀風(fēng)格和服用性能造成影響[11]。維生素E纖維是由臺灣華懋生技有限公司研發(fā)的一種功能性黏膠纖維，其長度為38mm，線密度為1.56dtex。

2 復(fù)合功能織物試制設(shè)計

本文采用桑蠶絲作為經(jīng)紗原料，維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線分別和黏膠纖維作為緯紗，探究不同功能性纖維含量、不同緯紗種類、不同組織對織物負(fù)離子和保濕復(fù)合功能的影響探究。在A系列織物中，維生素紗線和黏膠紗線的投緯比例為0︰1、1︰4、1︰3、1︰2、1︰1、2︰1、3︰1、4︰1、1︰0;在B系列中，精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線和黏膠紗線的投緯比例為1︰1、2︰1、3︰1、4︰1、1︰0;在C系列中，維生素E紗線和黏膠的投緯比例為1︰1，織物組織分別為一上二下右斜紋、四枚破斜紋、蜂巢組織、五枚緞紋、八枚緞紋。試樣規(guī)格參數(shù)見表1、表2、表3。

3 試樣的功能性測試與分析

3.1 試樣的負(fù)離子功能測試與分析

參照GB/T30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的監(jiān)測與評價》，采用KEC-900+空氣離子測試器（深圳市萬儀科技有限公司）對A、B、C三個系列織物的負(fù)離子發(fā)生量進(jìn)行測試。本文采用空氣離子測試儀與人工手搓的方式在密閉空間內(nèi)測試各織物釋放的負(fù)離子數(shù)量，探究緯紗中維生素E纖維的含量、紗線種類、織物組織對紡織品負(fù)離子釋放量的影響。

將KEC-900+空氣離子測試器置于密閉箱子中，打開電源，調(diào)整零點(diǎn)，將測定范圍調(diào)至“H”后，打開風(fēng)扇驅(qū)動開關(guān)，在距離空氣吸入口5cm處以200次/min的頻率手搓10cm×10cm的試樣，測試時間為1min，每種試樣測試5次，每次測試前密封箱進(jìn)行換氣處理，記錄測試中的5個峰值并計算平均值作為每次的結(jié)果。測試結(jié)果見表4。

由表4可知，負(fù)離子的發(fā)生量與維生素E纖維含量、緯紗種類及織物組織有關(guān)。按照GB/T30128—2013《紡織品負(fù)離子發(fā)生量的監(jiān)測與評價》的規(guī)定，對織物負(fù)離子的發(fā)生量根據(jù)表5進(jìn)行評價。

在A系列織物中，當(dāng)組織相同時，隨著緯紗中維生素E纖維的含量增加，負(fù)離子粉體的數(shù)量增加，織物受到摩擦作用釋放的負(fù)離子濃度也就越大。當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為33.33%時，織物負(fù)離子發(fā)生量為1150個/cm3，A4～A9均屬于負(fù)離子織物發(fā)生量較高織物，達(dá)到了都市公園的負(fù)離子濃度標(biāo)準(zhǔn)，有助于維持人體健康。在B系列織物中，隨著混紡紗線比例增加，織物負(fù)離子發(fā)生量也隨之增加。值得一提的是，當(dāng)B系列織物緯紗中維生素E纖維的含量與A系列織物相等時，由于B系列織物甲緯為混紡紗線，紗線是多組分的，而只有維生素E纖維添加了負(fù)離子母粒，B系列織物表面的負(fù)離子粉體數(shù)量比A系列織物少，紗線種類也有所不同，因而B系列織物負(fù)離子發(fā)生量明顯小于A系列織物。在C系列織物中，當(dāng)緯紗中維生素E纖維的含量為1︰1時，不同組織的織物負(fù)離子的發(fā)生量有所不同。表4中五種不同組織織物的負(fù)離子發(fā)生量均屬于較高水平。其中，蜂巢組織的負(fù)離子發(fā)生量最高，為1730個/cm3，八枚三飛緯緞負(fù)離子發(fā)生量次之，其中負(fù)離子功能最差的則是一上二下右斜紋。究其原因，蜂巢織物表面呈蜂巢凹凸?fàn)睿庥^立體，蓬松程度大，其受到摩擦作用較其他組織的織物更加劇烈，紗線間的摩擦使得負(fù)離子粉體產(chǎn)生壓電效應(yīng)，因而蜂巢織物的負(fù)離子發(fā)生量更大。

3.2 試樣保濕功能測試與分析

紡織品的保濕護(hù)膚功能體現(xiàn)在兩個方面：一方面織物能夠吸收水分;另一方面織物能鎖住水分[12]。本文通過微膠囊化技術(shù)將油菜花籽油和棕櫚油與溶解膠共混，濕法紡絲制得保濕功能黏膠纖維。油性物質(zhì)可通過形成連續(xù)的油膜，從而鎖住水分減少皮膚中角質(zhì)層的水分流失，角質(zhì)層從下層組織獲取水分，最終實現(xiàn)保濕作用。目前，國內(nèi)外沒有關(guān)于紡織品保濕性能規(guī)范的檢測方法及相關(guān)的評價方法。本文結(jié)合大氣環(huán)境與人體健康濕度，選擇溫度為20℃、相對濕度為85%作為高濕環(huán)境測試織物的吸濕量;選擇溫度為20℃、相對濕度為45%作為低濕環(huán)境測試織物的放濕量。通過測試不同濕度情況下織物的吸濕量和放濕量，探究上述3種不同系列織物的保濕性能。

每種織物裁取6塊20cm×20cm的試樣放入恒溫恒濕箱中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)大氣條件調(diào)濕24h，稱取并記錄每種試樣的質(zhì)量。分別將試樣放置高濕環(huán)境和低濕環(huán)境內(nèi)，待織物吸放濕平衡后，測試并記錄織物的吸濕量和放濕量，結(jié)果見圖1。

從圖1測試結(jié)果來看，織物的吸濕量和放濕量與維生素E纖維含量、緯紗種類及織物組織有關(guān)。在A系列織物中，織物在高濕環(huán)境下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的吸濕能力增強(qiáng);織物在低濕環(huán)境下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的放濕量小。綜合織物在高濕環(huán)境和低濕環(huán)境的兩種保濕功能，維生素E纖維含量越高，其保濕性能越佳。維生素E纖維添加的油菜花籽油和棕櫚油屬于封閉性保濕劑，形成一個表面附加的潤滑層膜，將皮膚包裹起來，通過封閉作用阻擋皮膚內(nèi)的水分丟失，防止水分蒸發(fā)，從而起到保濕功能。B系列織物在高濕環(huán)境下，隨著緯紗中維生素E纖維含量逐漸增加，織物的吸濕量先增大后減小，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為26.67%時，B2織物的吸濕量最大;在低濕環(huán)境下，隨著緯紗中維生素E纖維含量逐漸增加，織物的放濕量先增大后減小。當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為20.00%時，B1織物的放濕量最小。B系列織物的甲緯是精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線，精梳棉的吸濕能力不如維生素E纖維和莫代爾纖維。在高濕環(huán)境下，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量小于26.67%時，維生素E纖維在保濕作用中起主導(dǎo)作用。在低濕環(huán)境下，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量小于3200%時，維生素E纖維在保濕作用中起主導(dǎo)作用。C系列織物在緯紗中維生素E纖維含量均為50.00%時，5種不同組織織物的吸濕量和放濕量均不同。在高濕環(huán)境下，C1的吸濕量最大;在低濕環(huán)境下，C1的放濕量最小。由此可見，斜紋組織的保濕功能最佳。這主要取決于織物紗線間的松散程度，斜紋織物高交織密度、多交織點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較其他組織織物更加緊實，吸收和鎖定水分綜合能力較松散織物更高，其接觸面積越大，織物表面的維生素E微膠囊數(shù)量也相應(yīng)越多，織物緩釋維生素E效果更顯著，故其保濕能力更優(yōu)。

4 結(jié) 論

本文以桑蠶絲、維生素E紗線、精梳棉/維生素E纖維/莫代爾（40/40/20）混紡紗線及黏膠紗線為原料，設(shè)計并試制了19種交織物，對每種織物的負(fù)離子功能和保濕功能分別進(jìn)行測試并且作出分析，主要結(jié)論如下：

1）織物負(fù)離子發(fā)生量隨著織物中維生素E纖維的含量增大而增大;紗線種類對織物發(fā)生量也具有影響，維生素E纖維的含量相同，混紡紗線中僅維生素E纖維經(jīng)過負(fù)離子粉體處理，其交織物表面的負(fù)離子粉末數(shù)量少于維生素E紗線交織物，因而混紡紗線交織物負(fù)離子發(fā)生量比維生素E纖維含量相同的維生素E紗線交織物負(fù)離子發(fā)生量低;織物組織也是影響織物負(fù)離子發(fā)生量的關(guān)鍵因素，組織點(diǎn)結(jié)構(gòu)松散的織物的負(fù)離子發(fā)生量較大，其中蜂巢組織的織物的負(fù)離子發(fā)生量相對于其他組織織物更大。

2）在組織結(jié)構(gòu)相同的情況下，隨著維生素E纖維含量的增加，織物的吸濕量大，織物的放濕量小，其保濕性能越佳;在混紡紗線交織物中，隨著維生素E纖維含量增加，織物吸濕量先增大后減小，當(dāng)維生素E纖維含量為26.67%時，織物的吸濕量最大;織物的放濕量先增大后減小，當(dāng)緯紗中維生素E纖維含量為20.00%時，織物的放濕量最小。不同織物組織的保濕性能也不同，斜紋織物組織結(jié)構(gòu)緊實，其保濕功能最佳。

3）維生素E纖維作為原料的織物兼具負(fù)離子功能和保濕功能，該復(fù)合功能的織物既能釋放較高濃度的負(fù)離子，又能起到顯著的保濕功效，是符合市場需求的多功能織物，為開發(fā)新型功能面料提供新思路。

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