竹炭纖維及其紡織品的開發現狀和應用發展

東 旭 于明嬌 趙宏宇 馬 越

（遼東學院，遼寧 丹東118000）

在現代生活中，研究和生產有益于人類健康的功能性紡織品已經成為一種潮流。竹炭是一種新型功能材料，是竹材資源有效利用的一個全新發展方向，竹炭纖維及其制成的紡織品具有除臭、抑菌防霉和發射負離子等功能和作用，越來越受到人們的青睞。而且竹炭纖維內部結構屬于多微孔型，使織物具有強勁的吸附能力和吸濕放濕功能，會讓大家在接觸時感受到舒適。

一、竹炭纖維原料竹炭的制備

竹炭纖維的加工第一步是竹炭加工，然后將竹纖維拉長并與化纖、棉線等交織在一起[1]。目前竹炭生產主要有干餾熱解和土窯直接燒制兩種方法。竹材炭化的工藝一般包括備料、熱解、存放、加工和包裝等工序。竹炭的優劣與竹子本身的物理性質、炭化時間、精煉溫度等工藝因素有關。選擇臺灣孟系竹、桂竹等優質原料，其表面積大，即竹炭組織中的空隙更多，礦物質含量豐富，吸附能力更強。竹材的炭化溫度不同，炭化的產物及組分也有變化，炭化過程包括預炭化和炭化兩個階段，竹炭的炭化終點溫度與精煉溫度有著密切的關系，炭化終點溫度升高，竹炭精煉度得到提高，即精煉度等級數值減少。采用高科技的氣流粉碎方法可保證其保健性能也大大提高[2]。

二、竹炭纖維的結構

竹炭纖維內部屬于多微孔型，礦物質含量高，具有豐富的蜂窩狀空隙分布，邊緣呈不規則形狀，縱向表面光澤均一，有較淺的溝槽。這種蜂窩狀微孔結構使竹炭纖維具有良好的吸濕透氣性與蓄熱保暖性。

圖1 竹炭纖維的蜂窩狀結構

三、竹炭纖維的性能

由于竹炭纖維具有獨特的蜂窩狀微孔結構使其具有多種優異性能。

1.竹炭纖維具有超強的吸附除臭性。對人體異味及油煙味、甲醛、苯、甲苯、氨等有害物質和粉塵能發揮吸收、分解異味和消臭的作用。

2.竹炭纖維的抗起毛、抗起球效果優良，可達3.5～4.5 級。

3.竹炭纖維的蓄熱保暖性。能吸收和再放射遠紅外線，而此段波長的遠紅外線與生物生長有極密切的關系，故又稱為“生育光線”或“成長光線”。遠紅外線容易被人體吸收，達到蓄熱保溫效果，并有改善微循環、促進新陳代謝等作用。

4.竹炭纖維的自調濕性。水洗后快速易干性能和具有的各項功能不受洗滌次數的影響。

5.竹炭纖維的吸濕快干性。竹炭纖維對水分子有較強的吸附功能，可快速吸收濕氣和水分，同時，其內部及表面均為蜂窩狀多孔結構，縱向表面存在多條溝槽，形成水分子的通道，可快速吸收人體皮膚排出的汗液與濕氣，并擴散至周圍環境中，導濕性好，始終保持皮膚干爽、舒適[3]。

6.竹炭纖維的抗菌功能是由其獨特的分子結構決定的。一方面，它可以吸收水分中的H+，放出 OH-，pH 值可達 7.5～8.5，呈現弱堿性。可以吸附細菌、病毒等有害物質，而且竹炭纖維釋放的負離子可使細菌等微生物的分子結構發生改變，將其殺死；另一方面，竹炭纖維具有自調濕和吸濕快干性，不會給微生物提供賴以生存的潮濕環境，這些都極好地阻礙了竹纖維織物表面細菌、病毒等的繁殖，為皮膚創造一種健康的環境[4]。

7.竹炭纖維的保健功能。竹炭纖維含有鉀、鈣等礦物質，發射負離子的濃度高，相當于郊外田野的負離子濃度，有益于身體健康[5]。

四、竹炭纖維紡織品的開發與應用

竹炭纖維是近年來迅速發展起來的一種新型功能性纖維。由于竹炭在高溫煅燒過程中其內部會形成許多蜂窩狀的多孔結構，具有優異的吸濕性、吸附性、抗菌除臭性，以及遠紅外與負離子發射性能，因此竹炭纖維紡織品在紡織領域備受青睞，具有廣闊的發展前景[6-9]。

1.服裝領域

竹炭纖維具有優異的吸濕排汗性、抗菌性、吸附性以及遠紅外保健功能，并可自動調節濕度，其功能性不會受到洗滌次數的影響，特別適合生產內衣、運動休閑等服裝。可將竹炭纖維與棉、麻、絲、毛、粘膠等纖維進行混紡，開發出的功能性面料可綜合多種纖維的性能，由于竹炭纖維具有保健功能與防電磁輻射性能，尤其適宜制作嬰幼兒、孕婦及老年人的保健防護服裝。

2.家紡領域

竹炭纖維具有遠紅外發射性能，其制作的暖被具有極好的保溫性，并可促進血液循環，改善人體微循環系統，而且竹炭纖維暖被可以抑制微生物等的生長，不會對皮膚造成危害。竹炭纖維制成的床墊具有除濕除臭的功效，其發射的負離子可對關節炎及皮膚病具有輔助治療的作用，竹炭纖維生產的被子、床單、床墊可以有效吸附房屋中建筑材料所產生的有害氣體。

3.醫用領域

傳統的醫用紡織品一般為棉纖維制品，強度低，容易粘連。利用竹炭纖維的綠色環保、抗菌、消炎等特性，可與棉纖維等進行混紡制備竹炭纖維醫用紡織品，有利于減少疾病的傳播，有益于人體健康。

4.產業用領域

由于汽車內部裝飾后易產生甲醛等有害氣體，利用竹炭纖維強大的吸附性，可以吸附車內灰塵、異味和產生的靜電，保持車內空氣清新，給人創造一種舒適的車內環境。竹炭纖維具有除菌除臭、防電磁輻射、遠紅外與負離子發射功能，可用于制作空氣粉末過濾材料、軍用防護服、防電磁輻射面罩等特殊的防護品。利用竹炭纖維的遠紅外與負離子發射功能，可將其作為涂料添加劑，用于制作環保型墻體保暖材料。

我國竹類資源豐富，竹炭纖維的開發利用既可減少資源消耗，其優越的性能又可滿足人們追求紡織品集舒適、休閑、保健等功能于一體的需求。隨著科技的發展和技術的進步，竹炭纖維將會越來越多地應用于服裝、產業、家紡等多個領域，具有十分良好的發展前景。