纺织品异味及除异味技术研究现状及进展

蔡王丹 范硕 田伟 李艳清 祝成炎 张红霞

摘要： 纺织品异味会刺激人的嗅觉器官，甚至危害人的生命健康。因此，如何检测和分析纺织品异味及去除异味则成为纺织品领域的重要研究课题之一。为了进一步深化研发纺织品异味检测及去除技术，本文对现阶段国内外纺织品异味检测及去除技术进行深入解读，并着重论述纺织品异味的来源，两种检测异味的主要方法，即感官分析和仪器检测，以及三种去除异味方法，即物理、化学、感官，为后续制定纺织品异味的检测及去除提供坚实的理论与关键技术支撑。

关键词： 纺织品;纺织品异味来源;异味检测;感官分析;顶空气相色谱法;电子鼻技术;除异味技术

中图分类号： TS101.8

文献标志码： A

文章编号： 1001-7003（2023）03-0082-08

引用页码：

031111

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.03.011（篇序）

纺织品因其独特的结构特性，是一类常见的异味载体，极易从周围的环境中吸收异味［1］。然而，带有异味的纺织品不仅会破坏人们的心情，甚至会对人类生命健康造成一定程度的影响［2-3］。国际标准纺织协会标准OEKO-TEX Standard 100-016和中国标准GB/T 18401—2010《国家纺织产品基本安全技术规范》中也明确规定，产品中不得含有高沸程石油味、霉味、鱼腥味、芳香烃气味或香味等特殊气味。此外，纺织品在穿着或使用过程中吸附的气味，如腋臭、脚臭等，也同样严重影响着人们的穿着体验［4-5］。因此，研究和分析纺织品如何去除异味尤为重要。

除异味是指在一定的时间或空间内，消除、减少或削弱空气中异味气体的过程［6］。随着现代生活水平的提高，以及人们绿色环保意识的不断增强，消费者对于纺织品除异味的关注度越来越高。因此，本文将纺织品异味作为研究基点，系统阐述纺织品异味来源、异味检测及除异味技术，并对纺织品异味检测方法及除异味方法的未来发展趋势进行展望。

1 纺织品异味来源

纺织品的异味通常来自人体内部及外部环境［4］。体内异味通常来源于皮肤表面产生的生理分泌物（汗液、皮脂）、上皮细胞及皮肤上的微生物群，它们之间相互作用，进而导致挥发性有机化合物的生成，产生异味。随后在穿着服装时，分泌物、皮肤碎片和细菌会从身体转移到衣服上，随着时间的推移也会有异味的产生［5］。通常，这些挥发性有机化合物会在人体的各个部位，如腋窝、足部、头部、口腔和背部等处因细菌的分解，以及小汗腺、顶泌汗腺和皮脂腺的分泌物氧化产生［7］异味。如腋臭是因顶泌汗腺产生分泌液，腋窝部位的细菌分解这些分泌液，产生C6～C10的不饱和支链脂肪酸，造成异味［8］。再比如，足部异味是由于人体的脚部分布有众多小汗腺，出汗后会给细菌提供一个适合生长繁殖的环境，一些表皮葡萄球菌在降解汗液中的亮氨酸时会产生异戊酸，造成脚部异味［9］。

人体外部异味来源主要来自以下三个方面：一是运输环节。纺织品在交通运输过程中，由于环境较为阴暗，给真菌、细菌创造了极为适合的生长环境，这些微生物大量繁殖代谢，产生霉味。二是加工时的各种整理剂及助剂的异味残留［10］，如高沸程石油味、鱼腥味、芳香烃气味或香味等特殊气味。高沸程石油味的产生主要是由于在加工纺织品时，会使用油剂作为纺织助剂。例如，在纺制化纤类长丝时常加入一些油剂，能够减少静电对织造过程的影响。除此之外，在纺织织造设备上，也常用到油剂，起润滑作用。高沸程石油是一种有毒物质，不慎吸入会对人体健康造成影响［10-11］。织物带有鱼腥味，究其原因是织物在进行后整理时，没有选择合适的焙烘温度及洗涤不充分。这些因素均会导致低级胺类的残留［12］。含苯环的烃类化合物总称为芳香烃，在纺织品的织造、染整等过程中使用的纺织品助剂常含有这类物质，也被归属于纺织品异味的一种［13］。三是周围环境异味。纺织品因其多孔性，极易从周围环境中吸附气味，如香烟、油烟、农药、动物气味等［4］。

2 纺织品异味的检测方法

2.1 纺织品异味的收集

在检验纺织品异味时，人体内部的气味无法直接进行测试。因此，通常需要将人体内部的气味转移到纺织品后进行测试。其中，人体穿着实验被认为是最有效且最具有代表性的检测方法之一。McQueen等［5］和Rathinamoorthy等［14］均使用了人体穿着实验来收集人体内的气味，便于后续对内衣纺织品异味的检测。其中，McQueen等得出结论，即棉织物、羊毛织物及涤纶织物的腋臭强度与纤维吸湿性成反比。Rathinamoorthy等表明，经诃子提取物处理过的织物异味程度会相对降低。然而，人体穿着实验对环境要求十分严格，需要在特定的人工气候室中进行。在实验过程中，受试者需要按照要求进行模拟，以保证实验结果的真实和准确性。

对于人体外的异味，不管是被微生物污染的，还是残留的各类整理剂及助剂或者是在环境中吸附的异味，均可以对纺织品直接进行测试，无需特意收集。

2.2 感官分析

感官分析即根据测试员的感官（味觉、嗅觉、视觉、触觉、听觉）来检查产品的性质，如质地、风味、口感、外观、气味等的检测方法［15］。其中，纺织品异味检测则是采用感觉分析中的嗅觉法，也是国内外纺织品异味检测常用方法。目前，感官分析广泛应用于食品［16-18］、化妆品［19］、纺织品［20］等多个领域。韩耀军等［21］指出，由于烟味的成分复杂、具有时段性、与环境关系密切等原因，一般无法通过仪器检验得出，所以通过感官分析对烟味进行检测十分重要。

对于嗅觉法而言，检测员的嗅觉灵敏度和辨别能力是从事此项检测的重要前提。但不同的人在嗅闻同一种气味物质时，其敏感度会有较大的区别，而同一个人在不同情况下他的嗅觉灵敏程度也有很大的不同。因此，检测员的专业素质成为影响检测结果准确性的主要因素［22］。感官分析的优点在于，可以检测出因异味化合物含量很少致使仪器难以检测到的异味。如烟味成分复杂，通过仪器检验仅能检测出一种或几种成分，并不能体现出異味的程度。然而，通过感官分析对纺织品异味进行检测时，通常存在主观差异性，重复性较差，同时部分异味物质具有一定毒性，吸入时间过长可能会导致检测员健康受损。

2.3 仪器分析

目前，顶空气相色谱法和电子鼻技术是针对纺织品异味的两种常见仪器检测方法［23］。

2.3.1 顶空气相色谱法

顶空气相色谱法是一种被化学分析工作者所广泛认同的分析挥发性及半挥发性有机物的方法。纺织品异味无论是来自人体内部还是外部环境，大部分都是有机物质所挥发出的令人感到不适的气味。因此，通过检测分析有机物的组成、浓度和分布等特点，即可对纺织品异味进行更为详细的检测。

顶空进样技术（HS）是气相色谱法中一种方便快捷的样品前处理方法。这种方法无需使用有机溶剂进行萃取，避免溶剂峰和其他组分对分析造成的干扰、减少对进样口和色谱柱及检测器的污染、提高了分析数据的可靠性［24］。相对于溶剂提取方法，HS对样品中微量的有机挥发性物质具有更高的灵敏度和更快的分析速度。

顶空分析法共有3种类型，分别为静态顶空法（S-HS）、动态頂空法（D-HS）和顶空固相微萃取法（HS-SPME）。静态顶空是使系统在一定的温度下加热，挥发性化合物在样品相和气相间分配直至平衡，再进入气相色谱进行分析［25］，主要适用于高含量组分的测定，对低含量组分分析时必须进行大体积的气体进样。动态顶空法使用惰性气体，对样品中的挥发性物质进行吹扫，通过捕集器将吹扫出来的组分进行吸附，然后经热解吸将样品送入气相色谱仪进行分析。仪器操作复杂但灵敏度较高，可分析较难挥发及浓度较低的组分，但在气体吸附和解吸附时可能会造成样品的损失［26-27］。固相微萃取技术的作用就是在抽提气体样本的时候采用涂有固定相的纤维来进行吸附、富集，然后再解吸进样的一个原理。顶空固相微萃取技术的萃取头十分重要，萃取头的涂层会吸附顶空中的有机挥发性物质，然后解吸将样品送入气相色谱仪来进行分析，常结合质谱（MS）进行检测［23，28］。该方法样本准备简单方便，能有效地避免一些高沸点基质对于质谱的污染及液体进样前处理的误差。但检测范围较窄，检测周期较长，定量检测的精确度不高。

气相色谱技术（GC）是基于物质的极性、吸附性和沸点的不同，使物质在流动相和固定相间分配技术存在差异，从而达到分离混合组分的目的，分离之后的组分会依次进入检测器，形成不同的色谱峰［29］。气质联用技术（GC-MS）即样品在经过气相色谱时分离成为更具体的成分，进入接口，接口会把气相色谱流出的各组分送入质谱仪进行检测，进行离子化，最后进行分析整合，就会呈现出一个具体的、由单一成分的质谱图［30］。气质联用技术是一种灵敏度高、快速、准确的定性定量分析技术，已成为目前分析复杂混合物最为有效的手段之一［24］。

顶空气相色谱-质谱联用技术（HS-GC-MS）目前被广泛应用于食品、植物学、医药、纺织工程等领域的气味检测。Wang等［31］采用静态顶空气相色谱-质谱法测定了毛绒玩具中58种香味过敏原。周秀锦等［32］将D-HS与GC-MS相结合，建立了一种适用于部分海域海产品中苯系物的分析检测方法。Feng等［33］在两个生长季节，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱等多种技术，研究了果区叶片去除对黑比诺葡萄酒挥发性成分和花青素组成的影响。Goltz等［34］采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术对羊毛、棉花、聚酯、烯烃、丝绸、丙烯酸等原料中的挥发性化合物进行了鉴定。

2.3.2 电子鼻技术

电子鼻是一种模拟动物嗅觉器官开发出的一种产品，工作流程为待测气体传感器阵列信号处理与模式识别评估判断。电子鼻系统以气敏传感器阵列为核心，可以将待测样品中的组分信息转化为可测物理量组，构建目标物质的指纹图谱，借助于模式识别系统与预置样本信息库中的信息进行比对辨识，从而能够综合的检测、鉴别与分析气体样品［35-36］。其测定不受主观因素影响，提高了判定的客观性，同时由于分析速度快、高灵敏性、几乎不使用有机溶剂、易于使用等优势，目前已经广泛应用于食品新鲜度检测、疾病筛查与诊断、环境污染物检测、可燃性气体检测等领域［37-39］。

Fens等［40］综述了电子鼻呼吸系统对人体呼出气体的分析在慢性呼吸道疾病诊断和监测中的临床验证及应用现状。并提出电子鼻技术在临床应用的下一步应该是对疑似疾病的进一步验证，评估不同共病的影响，以及预测治疗反应的可能性。Chen［41］等提出了一种E-nose/camera双系统，利用嗅觉和视觉信息来对水果成熟度进行分类。该非破坏性系统旨在监测果实成熟，并提供更好的准确性，以确定果实成熟阶段。Kinkeldei等［42］等研发出一款将电子鼻系统集成于纺织品上的智能纺织品，用这种智能纺织品来检测不同的溶剂蒸汽，并对他们进行分类。这一实验表明，将传感器技术进一步集成到纺织品中，并在纺织品集成过程后保留原有的传感器功能是可行的。Deshmukh等［43］研究开发了一种基于金属氧化物传感器的电子鼻，用于快速测量纸浆和造纸厂等不同来源排放的主要还原性硫化合物的气味浓度和相关气味强度，并表明电子鼻具有作为在线或离线测量气味浓度和气味强度的设备的潜力。

仪器分析可以针对造成纺织品异味的化合物进行识别和定量的分析，检测精度高，应用广泛，但实验仪器价格昂贵。与之相比，虽然感官分析具有主观差异性，但可以考虑到产品在时间上的释放差异，以及由于注意力的集中、产品外观而引起的感知变化，且检测成本较低［44］。

对纺织品异味进行检测，大多还是采用主观嗅觉法，但目前还没有一个公认的评价方法可以在出现争议时作出判断。感官测试和仪器分析结合使用在这种情况下就显得尤为重要。在检测员们对异味产生争议时，可以使用仪器分析给出定论;同时，如果没有伴随的感官分析，仅通过仪器手段检测到的气味也会与人体实际感知产生差异。

3 除异味技术

目前纺织品除异味方法分别有物理法（吸附作用）、化学法（化学反应、光催化）和感觉法（掩蔽、抵消）。

3.1 物理法

物理除异味是依靠分子引力使空气中的异味物质被吸附剂吸附到织物表面，减少环境中异味物质的浓度，从而进行除臭［45］。物理法无需复杂加工，异味物质和除臭剂在吸附过程中不发生化学反应，除臭剂本身性质在吸附过程中不变化。活性炭、β-环糊精、硅胶、沸石等多微孔物质均为常见的吸附剂，不同吸附剂的吸附能力也有所区别。以活性炭这种非极性吸附剂为例，它能大量吸附非极性的有机分子，同时由于活性炭会在加工过程中形成宽孔径，对一些极性物质和一些特大分子的有机物质仍具有优良的吸附能力，故成为常用吸附剂［6，46］。朱树平［47］对用椰壳制成的一种活性炭纤维进行了综述，并表明这种纤维具有良好的除异味效果。艾志伟［48］选用竹炭纤维混纺纱线，开发出多种针织物，并通过后处理使活性炭附着在织物上，通过实验证实该织物对甲醛的吸附能力随着织物载炭量的增加而提高。对于有极性的吸附剂如沸石［49］，其对吸附质的吸附是靠静电引力，因此它对直径较小的异味物质和不饱和化合物的吸附力较大。但物理法是可逆的，当系统温度升高或被吸附气体的压力下降时，异味物质会从除臭剂表面逸出。

3.2 化学法

化学法除异味机理是将臭气源通过还原、分解、加成、氧化、缩合及等离子交换等方式进行消除［50］。一般是让气味成分与其他化学物质进行化学反应，使之变成不产生气味的成分。化学法可以根据除臭剂是否随着反应的进行而逐渐减少，分为化学反应消臭与光触媒消臭［51］。常用的化学反应消臭剂有类黄酮系化合物［52］（包括黄酮醇和黄烷醇）、电气石［53］、环糊精［49，54］等。化学除异味法效果很好，加工方便，除异味彻底，异味被去除后很难恢复［55］。光触媒技术的机理是纳米TiO2或纳米ZnO等光触媒材料受紫外线或光照后产生羟基自由基，与空气中的有机物质反应后生成无毒的无机物，能有效分解甲醛、苯、氨气等，并将其转化成水和二氧化碳，以除去大气中的硫化物、氨氮化物及各类异味化合物，消除恶臭，从而起到空气净化的作用［49］。光触媒处理纺织品后可以有效降低其中含有的少量甲醛或者其他有害物质的含量。光触媒材料化学稳定性高，对人体无毒无害，且光触媒除异味法可多次使用，是一种绿色环保的除异味方式。王利娅［56］利用混纺纱与蜂窝状微孔结构光触媒涤纶纤维（光触媒材料为纳米级二氧化钛）进行交织，研究发现混纺织物的除臭率会随着光触媒涤纶纤维、织物浮长线与日光辐照时间的增加逐渐提高。

3.3 感觉法

感觉法除异味是在纺织品上用更浓郁的香味来掩盖或中和异味。一般会采用玫瑰、桂花、薄荷醇等芳香物质遮盖异味;或者用植物精制油，如薰衣草精油、松节油、柠檬油等来作为中和剂中和异味［52］。

常用的感觉消臭剂有香精，植物提取物如艾蒿、薰衣草等。但感觉除臭仅仅是掩盖或者中和了异味，异味化合物并未消失，若长期接触这类产品或者处于该环境下，可能会对人体健康产生影响。

在众多除臭剂中，有些物质具有双重或多重除异味机理。如备长炭既具有活性吸附除异味功能，同时也具有抗菌作用，可以破坏異味气体的产生条件［6］。β-环糊精是一种疏水空腔结构物质，接枝到纺织品上，既有物理吸附除异味功能，也可以与多种有机化合物形成包合物，从而允许这些活性化合物的后续控制释放［57］。因此当其与香料分子形成包合物，可以延长织物的留香时间，达到持久除味的效果。一般市售的厕所除味剂会利用感觉掩蔽作用，同时以化学或物理去除作用的协同效果除味［58］。

4 结 论

为了进一步了解纺织品异味，本文从纺织品异味的来源、纺织品异味检测方式及纺织品除异味方式三个方面进行了探究。

1） 纺织品异味的来源可以总结为人体内部和外部。人体内部主要来源于汗液、新陈代谢所产生的分泌物，以及人体携带的细菌分泌物等。人体外部来源可以分为三部分：一是在运输等环节中，微生物会污染纺织品;二是加工时会采用各种整理剂及助剂，导致异味残留;三是周围环境的异味，如烟味、油烟味、农药味、动物气味等。

2） 纺织品异味的检测方法包括感官测试和仪器测量。合理地将感官分析和仪器测量结合起来会提高纺织品异味检测的质量及效率。

3） 目前除异味方法分别有物理法（吸附作用）、化学法（化学反应、光催化）和感觉法（掩蔽、抵消），这三种方法各有其优缺点，可以根据实际情况选择合适的方法来达到去除纺织品异味的目的。

目前为了加快构建绿色低碳循环发展体系，对于除异味产品也要能够满足绿色、高效、健康的理念，让消费者在使用过程中体会到可持续健康发展的概念。因此，在开发除臭剂时，除了除异味效果、是否会对纺织品的性能产生影响，有无生态毒性、是否低碳环保等方面也需要被考虑在内。

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Research status and progress of textile odors and deodorizing technology

CAI Wangdan， FAN Shuo， TIAN Wei， LI Yanqing， ZHU Chengyan， ZHANG Hongxia

（National Engineering Lab for Textile Fiber Materials and Processing Technology， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

Because of their porous nature， textiles are easy to absorb odor， which stimulates the olfactory organs of human body， causing unhappiness and even harm to peoples health. At the same time， with the development of the times and the continuous progress of modern science and technology， peoples demand for clothing has changed from the original basic functions such as covering the body and maintaining body temperature to the more demanding composite functions. As a very important comfort index， textile odor is clearly stipulated in OEKO-TEX Standard 100-016 of the International OEKO-TEX Association and GB/T 18401-2010 National General Safety Technical Code for Textile Products， according to which products shall not contain high boiling range of petroleum smell， musty smell， fish smell， aromatic hydrocarbon smell or fragrance and other special smell. So how to remove the peculiar smell of textiles becomes an urgent problem to be solved. This paper takes the peculiar smell of textiles as the starting point， summarizes the research status and progress of the peculiar smell of textiles， and describes in detail the source of the peculiar smell of textiles， methods to detect the peculiar smell of textiles and the peculiar smell removal technology.

In order to further research textile odors， this paper probes into the source of textile odors， the detection method of textile odors and the way of removing textile odors.

（i） It can be summarized that the peculiar smell of textiles come from the inside and outside of the human body. The internal odor of human body mainly comes from sweat， secretion produced by metabolism， bacterial secretion carried by human body and so on. The source of human external odors can be divided into three parts. The first is the transport link. During the transportation of textiles， the dark environment creates a very suitable growth environment for fungi and bacteria， and these microorganisms multiply and metabolize in large quantities， resulting in musty smell. The second is the odor residue of various finishing agents and additives during processing， such as high boiling range petroleum smell， fishy smell， aromatic hydrocarbon smell or fragrance and other special smells. The third is the odor of the surrounding environment. Because of their porous nature， textiles are easy to absorb the smell from the surrounding environment， such as the smell of smoke， lampblack， agricultural medicine， animal smell and so on.

（ii） The detection methods of textile odors include the sensory test and the instrument measurement. The sensory test is to sniff and identify textiles by inspectors. In order to avoid the possible deviation of the sensory measurement， it is very important to select and train the inspectors and control the testing environment. In addition to sensory analysis， headspace gas chromatography and electronic nose technology are two common odor detection techniques. Headspace gas chromatography is a highly sensitive， rapid and accurate technique for qualitative and quantitative analysis. Electronic nose technology， as a bionic system， can use gas sensor array to achieve a rapid and comprehensive detection， identification and analysis of gas samples with the help of pattern recognition system and preset sample information database for comparison and identification.

（iii） Nowadays， odor removal methods include： the physical method （adsorption）， the chemical method （chemical reaction and photocatalysis）， the sensory method （masking and offset）. Physical odor removal process is simple， but the adsorption is not durable， and the stability is poor. The chemical method has good effect， convenient processing and thorough elimination. Commonly used sensory deodorants include essence， plant extracts such as mugwort and lavender. However， this way of eliminating odors has certain saturation and timeliness， which is difficult to maintain the effect of eliminating odors for a long time.

At present， in order to accelerate the construction of a green and low-carbon cycle development system， deodorant products should also be able to meet the concept of green， efficiency and health， so that consumers can experience the concept of sustainable and healthy development in the process of use. Therefore， in the development of deodorant， in addition to the effect of odor removal， whether it will affect the performance of textiles， whether there is eco-toxicity， low-carbon environmental protection and other aspects also need to be considered.

From the consumer point of view， in four kinds of deodorant means， feeling method is the most convenient deodorant means. But feeling deodorization is just to cover up the smell， not to solve the odor problem. From the perspective of enterprises， not only the immediate interests should be considered， but enterprises should start from the product， to assume their own social responsibilities. For consumers， functional textiles that can continuously remove odors are produced. Among them， the photocatalytic odor removal may be widely used in textiles in the future because it is non-toxic and harmless to human body and durable.

Key words：

textiles; source of textile odor; odor detection; sensory analysis; headspace gas chromatography; electronic nose technology; odor removal technology

收稿日期：

2022-04-15;

修回日期：

2023-01-19

基金項目：

海宁市科技项目（海市科局〔2020〕29号（2020017））

作者简介：

蔡王丹（1998），女，硕士研究生，研究方向为纺织品设计。通信作者：张红霞，教授级高工，hongxiazhang8@126.com。