几种护肤功能纺织品的研发现状

靳贺玲

（南通职业大学化学与生物工程学院，江苏 南通226007）

0 引言

随着人们对美的追求越来越高，皮肤的护理备受重视，若采用对皮肤有护肤效果的化妆品中有效化学成分对纺织品进行护肤整理，则护肤的效果可以更大程度发挥。 护肤整理这一概念源于拜耳日本公司，该公司将化妆品中有效化学成分施加到纺织整理中，从而赋予织物具有如同化妆品的护肤效果。 纺织品经过护肤整理后，服装面料则更趋于拥有天然、健康、舒适、安全、保健的特性。 本文着重介绍采用丝素蛋白、胶原蛋白、芦荟、透明质酸等化妆品中护肤功能较强的有效成分施加到纺织品保湿护肤功能整理的开发情况。

1 丝素蛋白护肤纺织品

1.1 丝素蛋白护肤功效

《千金要方》、《本草纲目》 等各古医典早有记载，蚕丝天然亲肤，具有美容功效，将其研磨成粉，凃于面，肌肤白净润泽。 现代科学研究，蚕丝的美容功效主要与蚕丝所含的丝素蛋白有关。 丝素蛋白含量约占蚕丝的70% ～80%，其成分含有18 种氨基酸，其中有8 种是人体所必需的，很容易被人体肌肤吸收。 丝素蛋白具有持久保湿的作用。 丝素蛋白的螺旋蛋白结构含有亲水基团，不仅可以吸收一部分水分，还能形成一层膜，防止过多水分蒸发。 丝素蛋白具有抗紫外线、强效增白的作用。 丝素蛋白含有的丝素肽中的乙氨酸遇到紫外线会发生光化反应，阻挡来自紫外线的伤害，丝素蛋白还可抑制络氨酸酶的形成，增白肤色。 丝素蛋白具有赋活细胞，保持肌肤弹性，自然抗皱的作用。 丝素蛋白含有的多种氨基酸，可赋予细胞活力，让皮肤保持弹性。 丝素蛋白的纤维状结构与胶原蛋白纤维结构相似，所含的赖氨酸加速皮肤代谢，可以防止皱纹形成。 因此丝素蛋白可以作为美容护肤品，可以起到保湿、美白、抗紫外线、保持肌肤弹性、自然抗皱等作用。

1.2 丝素蛋白在功能纺织品中的应用

目前丝素蛋白在纺织品中的应用研究范围很广，从天然纤维的棉、丝、毛到化学纤维的涤纶、黏胶、腈纶等，经过处理后，纺织品不仅获得丝素蛋白的护肤功能，还获得其他特殊功能。

纯棉织物具有良好的吸湿、透气、穿着舒适的特点，但也存在弹性差，容易折皱的缺点。常规的棉织物防皱整理剂抗皱效果好，但会释放对人体有害的甲醛。 目前市场上已经开发了一些无甲醛防皱整理剂，例如水溶性聚氨酯、多元羧酸等，这些整理剂无甲醛释放，但对织物强力有损伤。 因此开发环保无甲醛对织物无损伤的生物整理剂势在必行。 丝素蛋白是一种天然水溶性蛋白质，是一种天然生物整理剂。目前已有研究将丝素蛋白通过交联剂或者粘合剂的方式与棉织物连接起来，从而获得抗皱、柔软、舒适、护肤保健的高档棉织物[1]。

真丝面料对人体具有很好的亲肤护肤效果，是高档的服装面料，但真丝面料脱胶精练后，失重高达25%。 丝绸贸易中的价格通常按重量进行计价，所以精练后的失重不仅会影响经济收入，同时也会影响丝绸的抗皱性、悬垂性、挺括性等服用性能，面料后期整理的增重和增厚处理可以解决真丝面料这方面的问题。 丝素蛋白与蚕丝纤维结构非常相似，丝素蛋白水溶液中游离的氨基、羟基、羧基能吸附结合蚕丝，形成氢键、盐键、酯键等。 但单独采用丝素蛋白整理真丝面料时，真丝面料与丝素蛋白分子产生的共价交联较少，固着率低，抗皱效果不明显。 因此利用交联剂将丝素蛋白与蚕丝纤维形成交联，在纤维表面可以形成一层薄膜或者在纤维无定形区沉淀，从而起到防缩抗皱、增重增厚的效果。 整理后的真丝绸，不仅保持原有良好的吸湿透气性，还提高了折皱回复性，改善了织物手感。 安徽农业大学张晓丽等、南通大学高晓红等、武汉纺织大学贾艳梅[1]均将废丝脱胶、水解制备丝素整理剂，然后采用丝素整理剂与柠檬酸复配对蚕丝织物整理，整理后丝素蛋白由于交联剂作用，在真丝纤维表面或纤维内部形成一层牢固结合的丝素膜，使真丝织物的抗折皱性增加，同时还具有增重、柔软、吸湿、抗紫外线等附加功能。

羊毛织物鳞片结构引起的缩绒现象会引起尺寸稳定性的问题。 羊毛织物防缩处理常用的树脂防缩法工艺复杂，存在着环保问题。 如果把丝素蛋白用到羊毛织物防缩整理上，可以做到环保无害无污染。 丝素蛋白和羊毛同属蛋白质，结构相似，相似相吸，亲和性好。 丝素蛋白对羊毛织物进行处理过程中，会随着羊毛纤维的吸附力进入纤维内部，在纤维表面形成丝素膜，阻碍了纤维间作用力，起到一定的防缩抗皱作用。 研究证明，如果单独采用丝素蛋白整理剂对羊毛织物进行整理，整理后防缩性有所改善，但效果不是十分满意。 如若先对羊毛进行氯化处理，再采用阳离子化的丝素蛋白整理剂对氯化的羊毛进行处理，处理后极大改善了阴离子染料、活性染料的染色性能，同时羊毛织物的防缩和抗折皱性能也得到改善[2]。另外采用壳聚糖和丝素蛋白混合物对羊毛织物进行整理，整理后可以取得较好的防缩效果，也无损于羊毛织物特有的风格。

黏胶纤维作为再生纤维素纤维，具有良好的柔软舒适性、吸湿透气性、原料充裕、价格低廉等特点，广受消费者好评。 但黏胶纤维存在着湿强低、尺寸稳定性差，易褶皱等缺点。丝素对人体有良好的亲和性，是一种天然的“绿色整理剂”，采用丝素对黏胶织物进行整理，烘干后再用甲醇处理即可在黏胶表面得到不溶于水的丝素膜。 研究证明该丝素膜以物理的方式附着在黏胶纤维微隙中，丝素整理后的黏胶织物和抗皱能力都有一定的提高[3]。

涤纶织物具有耐穿、挺括、易洗涤等优点，但其吸湿透气性差，着装舒适性远不及天然纤维。 丝素蛋白含有18 种氨基酸及多肽成分，具有吸湿保湿的功效。 利用丝素蛋白对涤纶进行处理，则可引入丝素蛋白的吸湿及舒适性。 涤纶的化学反应基团较少，聚集态结构紧密，单独采用丝素蛋白对涤纶织物进行涂覆很难使两者结合。 因此对涤纶进行丝素整理前进行预处理很有必要。 据研究证明，较有效的前处理方式主要有：（1）涤纶进行碱减量后，再进行酰氯化预处理，然后再与丝素溶解进行接枝，经蚕丝蛋白整理的涤纶织物的吸湿性明显改善。（2）研究证明稀土金属离子与丝素分子之间存在着分子内、分子间的配位作用，如若采用稀土离子对涤纶先进行处理，则涤纶表面丝素的涂覆率得到提高，从而达到涤纶表面真丝化的服用要求。 （3）涤纶织物经氨解处理，不仅使纤维表面产生裂纹和坑洼，同时产生一定量的氨基。 此时在氨解涤纶织物表面进行丝素涂覆，则涤纶纤维与丝素分子可产生化学键结合，又能增强机械固着力，从而真正实现涤纶从型到神的真丝化。 （4）对涤纶先进行刻蚀处理，再用丝素蛋白进行凃覆整理。

聚丙烯腈存在着吸湿性差，易起静电的缺点。 采用具有优异吸湿性亲和性的丝素蛋白对聚丙烯腈纤维进行改性，纤维对人体的亲和性和舒适性可以得到极大的提升。 目前采用丝素蛋白对聚丙烯腈进行改性有两种方法。 第一种方法，溶解涂覆法。 溶解涂覆法是纤维改性常用的一种方法，操作简单。 首先将丝素蛋白利用溶剂硫氰酸钠溶解制成涂覆液，然后将涂覆液在聚丙烯腈纤维表面涂覆，涂覆液中的丝素蛋白随着硫氰酸钠进入纤维表层，成为聚丙烯腈纤维整体的一部分。 聚丙烯腈纤维经涂覆改性后，纤维的吸湿性得到改善，回潮率和上染率都有明显提高[4]。 第二种方法，交联剂交联法，即选择合适的交联剂在聚丙烯腈纤维表面形成丝素蛋白包覆层。 首先采用苛性钠碱液对腈纶进行碱减量处理，处理后腈纶会产生酰胺基团和羧基。 含有大量环氧基团的大分子交联剂100%聚乙烯醇缩水甘油醚可以与丝素蛋白上的羟基、氨基、羧基以及与碱减量腈纶的羧基、酰胺基同时发生共价键合。 接枝后腈纶因为丝素蛋白的生物相容性改善了聚丙烯腈织物吸湿性、抗静电性，提高了合成化纤的服用舒适性[5]。

2 胶原蛋白护肤纺织品

2.1 胶原蛋白护肤功效

胶原蛋白多存在于动物体内，是动物的支持组织，含量多，分布广。 胶原蛋白是一种纤维蛋白，含有大量的甘氨酸，其次是胶原蛋白所特有的脯氨酸和羟脯氨酸。 动物体中提取的胶原蛋白与人体胶原蛋白的结构相似，与人体肌肤具有很好的相容性。 胶原蛋白分子链上含有诸如羟基和羧基等大量的亲水基团和甘氨酸这样的天然保湿因子，贮水能力高，有利于肌肤保湿。 虽然皮肤表皮致密，不能吸收胶原蛋白大分子，但相对分子质量小、分子结构简单具有生物活性的胶原肽可以提供皮肤营养，抵制皮肤老化，修复肌肤创伤，还具有抗辐射作用。 因此，胶原蛋白在护肤行业有广泛的应用。

2.2 胶原蛋白在功能纺织品中的应用

人们平时穿的皮衣和皮鞋制品吸湿保湿功能优异，穿着舒适，含水量即使达到30%，仍不觉得潮湿。 取自于动物皮肤的胶原蛋白与人体肌肤具有相似的结构，用胶原蛋白制成的纺织品或者用胶原蛋白处理过的纺织品，舒适性高，产品档次高。 胶原蛋白在纺织品上的应用目前有两种方式，一种是采用纺丝法生产胶原蛋白纤维，还有一种就是胶原蛋白对天然纤维进行改性处理。

研究证明，胶原蛋白配制的纺丝液不易连续成丝，纺丝不顺利，纺制的纤维也不具备实用性。 因此，目前研究较多的是采用胶原蛋白和其他组分共混纺丝，例如壳聚糖与胶原蛋白、聚乙烯醇与胶原蛋白、聚丙烯腈与胶原蛋白等。壳聚糖，具有良好的吸湿、保湿、调理、抑菌等功能，与胶原蛋白共混能形成性能互补的新材料。 四川大学轻纺学院华坚等把胶原蛋白与壳聚糖以不同比例共混，制备出可纺性能良好的胶原蛋白一壳聚糖共混纺丝液，从而制取具有一定力学性能的纤维，基本上能够满足医用要求。 聚乙烯醇纤维是一种高强高模、柔软、保暖、无毒无污染、高科技绿色可生物降解纤维，采用胶原蛋白与聚乙烯醇共混纺丝可以结合两者优点，纺制出具良好力学性能的纤维。高波等将胶原蛋白和聚乙烯醇共混，采用湿法纺丝法纺制出对人体无毒无害，具有良好力学性能的纤维，可以用于高档内衣面料的开发。聚丙烯腈纤维具有高强、耐晒、蓬松保暖的特点。 张昭环等采用湿法纺丝，凝固浴为10% ～12% 的NaSCN，将胶原蛋白和聚丙烯腈共混制得胶原蛋白／聚丙烯腈复合纤维。 制取的复合纤维中，胶原蛋白含量控制在20%内，纤维具有良好的可纺性，用其做成的衣服，与人体皮肤亲和性好，舒适性好。 陈韦态等[6]研究还发现，胶原蛋白／聚丙烯腈复合纤维的摩擦系数与真人发摩擦性能较为接近，相比传统用假发纤维更接近真人发，研究结果为开发胶原蛋白新用途提供了新思路。

苏州大学姚理荣[7]等采用胶原蛋白对棉纤维进行了涂覆处理研究。 首先棉纤维表面采用了高碘酸钠进行了局部氧化，在棉纤维表面生成活性的醛基基团，再与胶原蛋白溶液反应，即制得胶原蛋白涂覆棉纤维。 棉纤维表面被胶原蛋白涂覆后具有胶原蛋白的生物活性，具备了胶原蛋白滋润保湿、美白养颜的护肤功效。顶呱呱彩棉服饰有限公司开发了胶原蛋白整理剂和整理技术，采用胶原蛋白助剂与水按一定比例配制成整理液，调节好整理液的pH 值后，将预处理彩棉面料按一定的工艺参数(浸轧次数、温度、速度、带液量等) 浸轧、烘干、定型等，完成整理工艺全过程。

天津工业大学的张燕等[8]均采用了高碘酸钠局部氧化亚麻纱线，形成二醛基纤维素，再进行磺化反应，制取磺化亚麻纱线。 磺化后的纱线再用胶原蛋白反应液进行处理，胶原蛋白中的胺基能取代磺化纤维中的磺酸，从而制取胶原蛋白亚麻纱线。 制取的纱线表面被胶原蛋白包覆，胶原蛋白与亚麻纤维共价结合，纤维表面变平整，亚麻服用性能提高。

胶原蛋白和蚕丝蛋白同属于天然蛋白质，采用胶原蛋白处理真丝纤维在不改变真丝纤维基本属性的情况下，可以赋予真丝纤维美容护肤的性能。 南通大学的臧传锋等[9]研究了胶原蛋白处理真丝纤维的工艺，先采用中性钙盐对真丝进行卷缩处理，卷缩处理后，真丝表面由于钙盐的剥离形成较深的纵向条纹，胶原蛋白可以通过剥离的纵向条纹中渗入纤维内部，与蚕丝在内部发生交联，交联后真丝聚集结构更加紧密有序，从而提高了真丝纤维的结晶度和热稳定性。

3 芦荟护肤纺织品

3.1 芦荟护肤功效

芦荟属多年常绿百合科草本植物。 芦荟成份含有多种有效活性成分即包括蒽醌类化合物、氨基酸、有机酸、多糖、维生素、活性酶、矿物质和微量元素等。 其中蒽醌类化合物对皮肤具有保湿、美白、柔化、护发、抗衰老等功效；氨基酸和有机酸是天然保湿因子含有的成份，对皮肤有保湿滋润的效果，还有利于皮肤代谢、抗紫外线的作用； 芦荟多糖类对皮肤具有抗老化，抗炎、治疗慢性过敏症的作用； 多种维生素对皮肤具有良好的护肤作用，对各种色斑，皮肤病有良好的治疗效果； 多种活性酶可以提高机体的免疫功能； 矿物质和微量元素，尤其是芦荟含有的 “锗”，对各种癌症都有神奇效果。 综上所述，芦荟对皮肤具有保湿、美白、祛斑、消炎、抗过敏、抗紫外线、抗衰老、护发、提高免疫力、抗癌等各种功效。

3.2 芦荟在功能纺织品中的应用

若将芦荟的护肤功能应用在纺织品中，纺织面料可获得同样的美容护肤保健效果。 最早把芦荟应用在纺织品产品中的是日本大和纺公司，该公司开发了含有芦荟的抗菌整理剂，这种整理剂具有抗菌护肤作用。 日本拜耳公司开发了ALs 系列芦荟护肤织物，采用芦荟液固着在织物上，制作婴儿的内衣、睡衣等用品。 日本高濑染工利用微胶囊技术将芦荟应用到织物上从而生产出贴身纺织品。 因此在国外，芦荟在纺织方面应用已经进入了实际生产的阶段。

我国芦荟护肤功能纺织品相关研究起步较晚。 2004 年西安工程科技学院纺织与材料学院常英采用相分离法制备芦荟微胶囊，将芦荟微胶囊采用涂层浸渍法与羊绒纤维结合，通过电镜观察，微胶囊存在于纤维之间缝隙中，整理后，芦荟纺织品可以获得保湿、护肤、杀菌、抗菌等功能[10]。 2011 年天津工业大学的杨琪研究了从芦荟提取芦荟葸醌和芦荟多糖的最佳工艺，同时将其微胶囊化，以提高芦荟葸醌类和多糖化合物的稳定性，保证其能够持久有效地在纺织品上发挥功效。 2017 年东华大学宋宇洁对棉针织内衣面料进行了芦荟整理，并对整理后的织物性能进行了研究。 芦荟整理后面料的亲水性普遍提高，整理剂在洗涤9 次后仍能保持68.9%[11]。 芦荟提取物芦荟苷对足部主要致病菌具有明显的抑菌效果，可作为高效鞋材的抗菌剂，对足部主要致病菌具有明显的抑菌效果。 2018 年陕西科技大学白乐采用壳聚糖和阿拉伯树胶做壁，芦荟提取物做芯制成微胶囊，涤纶鞋里布经微胶囊整理后，其抗菌性均达到了国家标准的抗菌要求[12]。

相比芦荟护肤功能整理纺织品，国内芦荟纤维开发时间虽然不长，但已经进入实际开发阶段。 2009 年新乡化纤股份有限公司率先研制了芦荟黏胶纤维。 市面上推出了82 dtex/24 f、132 dtex/30 f 的芦荟长丝，并开发出床上用品、内衣等贴身面料。

4 透明质酸护肤整理纺织品

4.1 透明质酸护肤功效

透明质酸 （简称HA），是一种具有双糖重复单元构成的粘多糖物物质，具有特殊的保水性，是目前发现的自然界中最好的保湿性物质。透明质酸的锁水能力非常好，1 克玻尿酸可以吸收500 mL 水分，是胶原蛋白的16 倍。 除了其优异的保水性，较小分子质量的透明质酸渗透肌肤表层，能促进皮肤营养的供给，能促进废物的排泄，对皮肤起到延缓衰老的作用。 透明质酸属于高分子聚合物，还可以起到润滑消除静电的作用。 综合起来，透明质酸应用在护肤方面，可保持皮肤滋润、光滑、细腻、柔嫩、且富有弹性，还具有防皱延缓衰老的作用。

4.2 透明质酸在功能纺织品中的应用

将透明质酸添加到织物整理剂中对贴身织物进行整理可获得透明质酸的护肤效果，穿着经过透明质酸整理的衣物会使皮肤富有弹性和光泽，对人体的肌肤有良好的保护作用。

目前透明质酸在纺织品应用学术研究很少，但有资讯表明市场上已经有开发上市的产品。北京洁尔爽高科技有限公司开发出透明质酸护肤整理剂，该整理剂的成分以透明质酸为主要成份，将其制成纳米微胶囊应用到织物上，织物的回潮率可以达到16%以上。 透明质酸护肤整理剂应用到纺织品上可采用传统的浸渍或者浸轧工艺，方法简单，不用添加新设备，不用改变传统工艺，应用方便。 采用透明质酸整理后的面料具有优异的保湿性，柔软的触感，与皮肤pH 值相近，可让皮肤更为健康。

纺织品上添加透明质酸整理剂，是现阶段的一大创新举措，近年来在欧美等发达国家和地区开始流行。 在日常生活中，持续补充人体所需的玻尿酸。 无论是内衣 （裤），袜子亦或者是床上用品等贴身织物领域都有极大的发展推广潜力。 目前有资讯表明市场已经推出透明质酸整理产品，例如 “玻尿酸夏被”、“玻尿酸内衣” 等。

5 结语

随着人们对健康美丽的追求日益高涨，护肤功能纺织品的开发已经成为不可阻挡的一股潮流。 采用化妆品原料对织物进行加工处理的纺织品不仅赋予纺织品如同护肤品般的滋润、保湿、抗老化等特殊功能，同时使人们穿着的织物具有天然、保健、舒适和安全的特性。 中国纺织品要走向国际，获得竞争力，就应该抓住当前护肤热点，把具有中国特色的护肤元素应用到纺织品中，例如把中药护肤理念应用到护肤纺织品中。 例如采用具有祛痘机制的中药材对纺织品进行处理，不仅可以调理皮肤，同时可以起到保健效果。