维生素E纤维交织物的负离子与保湿功能研究

王颖　张红霞　祝成炎　田伟　林平　丁圆圆

摘要：为探究不同功能纤维含量、不同纱线种类及不同织物组织对纺织品功能性的影响，文章以桑蚕丝作为经纱原料，维生素E纱线、精梳棉/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线分别和黏胶纤维作为纬纱，试制9种维生素E纱线和黏胶纱线不同投纬比例，5种精梳棉/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线和黏胶纤维不同投纬比例，5种维生素E纱线和黏胶投纬比例为1︰1的不同组织的面料，进而测试这3种系列面料的负离子和保湿复合功能。结果表明：织物的负离子发生量及保湿功能随着维生素E纤维的含量增加而增强;纱线种类及织物组织均会对织物的负离子功能和保湿功能产生影响。

关键词：负离子;保湿功能;维生素E纤维;复合功能;功能性纺织品

中图分类号：TS106.5

文献标志码：A

文章编号：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

作者简介：王颖（1995），女，硕士研究生，研究方向为功能性纺织品、纺织产品设计。通信作者：张红霞，教授级高工，hongxiazhang8@126.com。

负离子即分子或原子发生电离，脱离出来的外层电子再与中性的分子或原子结合，使其带有负电荷[1]。经过临床实践验证，负离子会对人类健康及生态产生重大影响，它能提高人体免疫力、改善神经系统、改善空气质量、预防呼吸系统疾病[2-3]。因此，负离子也常被人们称为“空气维生素”或是“长寿素”[4]。市面上的纺织品普遍不具备解决肌肤干燥的能力，植入维生素E微胶囊的保湿功能织物可以全方位地为肌肤提供保湿护理，有效地改善织物的舒适性[5]。目前，市场上也存在一些负离子纺织品或者保湿功能纺织品，但是单一功能的纺织品逐渐失去优势，复合功能的紡织品愈发受到消费者和市场的青睐。维生素E纤维的负离子功能、保湿功能和桑蚕丝优良的服用性能有效地结合，兼顾织物的多重功能性与舒适服用性，负离子和保湿复合功能交织物的开发具有良好的经济价值与广阔的市场前景。

本文选用同时具备负离子功能和保湿功能的维生素E纤维作为主要原料试制19种复合功能交织物，旨在探究不同功能性纤维含量、不同纱线种类、不同组织对纺织品负离子发生量和保湿功能性的影响，开发功能优良的服用面料，满足消费者的健康型消费需求。

1 维生素E纤维的概况

本文选用的维生素E纤维是运用电气石等无机矿物经处理制备纳米级负离子功能粉体，再将其与高聚物混合，熔融制得负离子母粒，纺丝制备具有良好负离子发生能力的纤维[6]。此外，本文还采用了台湾华懋生技有限公司和日本大和纺织株式会社合作开发有机体植入技术，将油菜花籽油和棕榈油天然植物油通过微胶囊化技术植入。其中，油菜花籽油和棕榈油中富含的维生素E具有良好的保湿功能[7-9]。将维生素E微胶囊[10]与溶解胶共混，经脱泡、熟成后，采用湿法纺丝得到功能性黏胶纤维。维生素E对碱不稳定，在铁盐、铅盐或油脂酸败的条件下会加速氧化。基于上述原因，本文采用的微胶囊技术将维生素E通过高分子化合物包覆起来，通过外部刺激或者缓释作用使维生素E的保湿功能得以实现，微胶囊的囊壁提高了维生素E的稳定性及持久性，从而使得维生素E功能纤维的研发切实可行。

纤维的形态结构、长度及线密度都将直接影响纱线各方面的性能，并且会对织物的外观风格和服用性能造成影响[11]。维生素E纤维是由台湾华懋生技有限公司研发的一种功能性黏胶纤维，其长度为38mm，线密度为1.56dtex。

2 复合功能织物试制设计

本文采用桑蚕丝作为经纱原料，维生素E纱线、精梳棉/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线分别和黏胶纤维作为纬纱，探究不同功能性纤维含量、不同纬纱种类、不同组织对织物负离子和保湿复合功能的影响探究。在A系列织物中，维生素纱线和黏胶纱线的投纬比例为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/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线和黏胶纱线的投纬比例为1︰1、2︰1、3︰1、4︰1、1︰0;在C系列中，维生素E纱线和黏胶的投纬比例为1︰1，织物组织分别为一上二下右斜纹、四枚破斜纹、蜂巢组织、五枚缎纹、八枚缎纹。试样规格参数见表1、表2、表3。

3 试样的功能性测试与分析

3.1 试样的负离子功能测试与分析

参照GB/T30128—2013《纺织品负离子发生量的监测与评价》，采用KEC-900+空气离子测试器（深圳市万仪科技有限公司）对A、B、C三个系列织物的负离子发生量进行测试。本文采用空气离子测试仪与人工手搓的方式在密闭空间内测试各织物释放的负离子数量，探究纬纱中维生素E纤维的含量、纱线种类、织物组织对纺织品负离子释放量的影响。

将KEC-900+空气离子测试器置于密闭箱子中，打开电源，调整零点，将测定范围调至“H”后，打开风扇驱动开关，在距离空气吸入口5cm处以200次/min的频率手搓10cm×10cm的试样，测试时间为1min，每种试样测试5次，每次测试前密封箱进行换气处理，记录测试中的5个峰值并计算平均值作为每次的结果。测试结果见表4。

由表4可知，负离子的发生量与维生素E纤维含量、纬纱种类及织物组织有关。按照GB/T30128—2013《纺织品负离子发生量的监测与评价》的规定，对织物负离子的发生量根据表5进行评价。

在A系列织物中，当组织相同时，随着纬纱中维生素E纤维的含量增加，负离子粉体的数量增加，织物受到摩擦作用释放的负离子浓度也就越大。当纬纱中维生素E纤维含量为33.33%时，织物负离子发生量为1150个/cm3，A4～A9均属于负离子织物发生量较高织物，达到了都市公园的负离子浓度标准，有助于维持人體健康。在B系列织物中，随着混纺纱线比例增加，织物负离子发生量也随之增加。值得一提的是，当B系列织物纬纱中维生素E纤维的含量与A系列织物相等时，由于B系列织物甲纬为混纺纱线，纱线是多组分的，而只有维生素E纤维添加了负离子母粒，B系列织物表面的负离子粉体数量比A系列织物少，纱线种类也有所不同，因而B系列织物负离子发生量明显小于A系列织物。在C系列织物中，当纬纱中维生素E纤维的含量为1︰1时，不同组织的织物负离子的发生量有所不同。表4中五种不同组织织物的负离子发生量均属于较高水平。其中，蜂巢组织的负离子发生量最高，为1730个/cm3，八枚三飞纬缎负离子发生量次之，其中负离子功能最差的则是一上二下右斜纹。究其原因，蜂巢织物表面呈蜂巢凹凸状，外观立体，蓬松程度大，其受到摩擦作用较其他组织的织物更加剧烈，纱线间的摩擦使得负离子粉体产生压电效应，因而蜂巢织物的负离子发生量更大。

3.2 试样保湿功能测试与分析

纺织品的保湿护肤功能体现在两个方面：一方面织物能够吸收水分;另一方面织物能锁住水分[12]。本文通过微胶囊化技术将油菜花籽油和棕榈油与溶解胶共混，湿法纺丝制得保湿功能黏胶纤维。油性物质可通过形成连续的油膜，从而锁住水分减少皮肤中角质层的水分流失，角质层从下层组织获取水分，最终实现保湿作用。目前，国内外没有关于纺织品保湿性能规范的检测方法及相关的评价方法。本文结合大气环境与人体健康湿度，选择温度为20℃、相对湿度为85%作为高湿环境测试织物的吸湿量;选择温度为20℃、相对湿度为45%作为低湿环境测试织物的放湿量。通过测试不同湿度情况下织物的吸湿量和放湿量，探究上述3种不同系列织物的保湿性能。

每种织物裁取6块20cm×20cm的试样放入恒温恒湿箱中进行标准大气条件调湿24h，称取并记录每种试样的质量。分别将试样放置高湿环境和低湿环境内，待织物吸放湿平衡后，测试并记录织物的吸湿量和放湿量，结果见图1。

从图1测试结果来看，织物的吸湿量和放湿量与维生素E纤维含量、纬纱种类及织物组织有关。在A系列织物中，织物在高湿环境下，随着维生素E纤维含量的增加，织物的吸湿能力增强;织物在低湿环境下，随着维生素E纤维含量的增加，织物的放湿量小。综合织物在高湿环境和低湿环境的两种保湿功能，维生素E纤维含量越高，其保湿性能越佳。维生素E纤维添加的油菜花籽油和棕榈油属于封闭性保湿剂，形成一个表面附加的润滑层膜，将皮肤包裹起来，通过封闭作用阻挡皮肤内的水分丢失，防止水分蒸发，从而起到保湿功能。B系列织物在高湿环境下，随着纬纱中维生素E纤维含量逐渐增加，织物的吸湿量先增大后减小，当纬纱中维生素E纤维含量为26.67%时，B2织物的吸湿量最大;在低湿环境下，随着纬纱中维生素E纤维含量逐渐增加，织物的放湿量先增大后减小。当纬纱中维生素E纤维含量为20.00%时，B1织物的放湿量最小。B系列织物的甲纬是精梳棉/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线，精梳棉的吸湿能力不如维生素E纤维和莫代尔纤维。在高湿环境下，当纬纱中维生素E纤维含量小于26.67%时，维生素E纤维在保湿作用中起主导作用。在低湿环境下，当纬纱中维生素E纤维含量小于3200%时，维生素E纤维在保湿作用中起主导作用。C系列织物在纬纱中维生素E纤维含量均为50.00%时，5种不同组织织物的吸湿量和放湿量均不同。在高湿环境下，C1的吸湿量最大;在低湿环境下，C1的放湿量最小。由此可见，斜纹组织的保湿功能最佳。这主要取决于织物纱线间的松散程度，斜纹织物高交织密度、多交织点，结构较其他组织织物更加紧实，吸收和锁定水分综合能力较松散织物更高，其接触面积越大，织物表面的维生素E微胶囊数量也相应越多，织物缓释维生素E效果更显著，故其保湿能力更优。

4 结 论

本文以桑蚕丝、维生素E纱线、精梳棉/维生素E纤维/莫代尔（40/40/20）混纺纱线及黏胶纱线为原料，设计并试制了19种交织物，对每种织物的负离子功能和保湿功能分别进行测试并且作出分析，主要结论如下：

1）织物负离子发生量随着织物中维生素E纤维的含量增大而增大;纱线种类对织物发生量也具有影响，维生素E纤维的含量相同，混纺纱线中仅维生素E纤维经过负离子粉体处理，其交织物表面的负离子粉末数量少于维生素E纱线交织物，因而混纺纱线交织物负离子发生量比维生素E纤维含量相同的维生素E纱线交织物负离子发生量低;织物组织也是影响织物负离子发生量的关键因素，组织点结构松散的织物的负离子发生量较大，其中蜂巢组织的织物的负离子发生量相对于其他组织织物更大。

2）在组织结构相同的情况下，随着维生素E纤维含量的增加，织物的吸湿量大，织物的放湿量小，其保湿性能越佳;在混纺纱线交织物中，随着维生素E纤维含量增加，织物吸湿量先增大后减小，当维生素E纤维含量为26.67%时，织物的吸湿量最大;织物的放湿量先增大后减小，当纬纱中维生素E纤维含量为20.00%时，织物的放湿量最小。不同织物组织的保湿性能也不同，斜纹织物组织结构紧实，其保湿功能最佳。

3）维生素E纤维作为原料的织物兼具负离子功能和保湿功能，该复合功能的织物既能释放较高浓度的负离子，又能起到显著的保湿功效，是符合市场需求的多功能织物，为开发新型功能面料提供新思路。

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