芳香型纖維在服裝中的應用

劉青，沈雷

(江南大學 紡織服裝學院，江蘇 無錫 214122)

服裝生產(chǎn)以纖維為基礎，通過對纖維性能的改進可以提高服裝的質(zhì)量。芳香纖維作為一種具備特殊功效的纖維備受關(guān)注，其所散發(fā)的香味持久，令人心曠神怡，使用芳香纖維制作的服裝類產(chǎn)品具有很大發(fā)展前景。不同的香味會對人的生理和心理產(chǎn)生不同的效果?？茖W研究證明，某些香味可以產(chǎn)生令人鎮(zhèn)靜的腦電波，而有些則產(chǎn)生令人興奮的腦電波[1]，因此可見香味在我們生活中的重要性。在物質(zhì)豐富、發(fā)展迅速的現(xiàn)代社會中，人們更加迫切地追求健康、回歸自然，各式芳香型紡織品蓬勃興起，順應了現(xiàn)代人對健康生活的新追求。隨著紡織、服裝行業(yè)的發(fā)展，綠色、健康、時尚的芳香型產(chǎn)品，不僅對廣大消費者有著極其重要的影響，而且未來也將存在著巨大的商機，生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)品的創(chuàng)新應用將會成為未來關(guān)注的熱點。

1 芳香型纖維簡介

芳香型纖維是指將天然或合成的芳香劑制成芳香母粒，采用共混紡絲法等后處理方法，將其附著在纖維上制成的一種芳香功能性纖維[2]。芳香纖維性能優(yōu)越，早在古代就有“聞香治病”這一說法，古人將芳香類植物放入篝火中燃燒，祛除病魔，防止疾病蔓延，效果甚佳[3]。目前日本在芳香纖維的制作領(lǐng)域?qū)儆谑澜珙I(lǐng)先地位，其產(chǎn)品主要包括床單、枕頭、靠墊、毛毯等紡織類產(chǎn)品及內(nèi)衣、襪子、圍巾等服裝類產(chǎn)品。歐美等其他國家對于芳香型纖維的熱情度并不高，這與他們崇尚自然的生活理念有很大關(guān)系。國內(nèi)芳香類產(chǎn)品的開發(fā)也較早，但缺乏標志性公司，同時在生產(chǎn)工藝、香型種類等各方面也都不成熟，尤其是在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化方面有一定的難度。芳香纖維的特殊香味取決于其獨特的構(gòu)造——皮芯結(jié)構(gòu)。皮芯結(jié)構(gòu)是部分天然纖維和濕法紡織得到的初生纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)上沿徑向有結(jié)構(gòu)上的差異的一種結(jié)構(gòu)[4]。芳香型纖維以及內(nèi)部皮芯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 芳香型纖維及內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.1 Aromatic fiber and its internal structure

1.1 芳香型纖維在生活中的作用

芳香型纖維在生活中具有3方面作用，即突出形象、美化環(huán)境和醫(yī)療保健。①突出形象，獨特的香味使人心情舒暢，例如女士身上如果能夠散發(fā)香味，則會增加女性的個人魅力，且香味可以掩蓋某些令人不愉快的味道；②美化環(huán)境，在房間中使用芳香類產(chǎn)品，可以營造舒適的環(huán)境，給人一種溫馨的感覺；③醫(yī)療保健，某些經(jīng)過特殊除菌類香料整理過的纖維具有殺菌、凈化空氣、預防疾病等效果，國外研究者將天然醫(yī)療類香料與天然原棉進行熔融混紡，將香料融進纖維內(nèi)部，人們使用的過程中香味持久不散，從而實現(xiàn)醫(yī)療保健的功效[5]。香味通過刺激大腦神經(jīng)，分泌腦啡肽、內(nèi)啡肽等神經(jīng)遞質(zhì)，使人產(chǎn)生興奮或鎮(zhèn)靜的感覺，大腦分泌的神經(jīng)遞質(zhì)如圖2所示。

圖2 大腦分泌的神經(jīng)遞質(zhì)Fig.2 Neurotransmitters secreted by brain

1.2 芳香型纖維的局限性

芳香型纖維的局限性主要體現(xiàn)在制作方法和留香時間長短這兩個問題上。傳統(tǒng)的芳香型產(chǎn)品一般是在服裝等產(chǎn)品上直接噴灑芳香劑，但是香味很容易揮發(fā)，只能存留很短一段時間。后整理是生產(chǎn)芳香型纖維的一個方法，雖然留香時間較噴灑法稍長，但是原理與噴灑法大致相似，因此留香時間也不長。芳香劑分天然和化學兩種，天然芳香劑一般從動物和植物中提取，其使用效果良好[3]；化學芳香劑在整理上更加容易。然而，某些性能良好的芳香劑同時也是染料的溶劑，如果在制作過程中處理不到位時，芳香劑很容易與溶劑發(fā)生反應，污染衣物和沾染皮膚，因此芳香劑的選擇和制作需十分注意。隨著各種新型纖維的發(fā)展技術(shù)成熟，某些耐久性且環(huán)保無污染的芳香型紡織服裝類產(chǎn)品已經(jīng)找到突破口[6]。

2 芳香劑在服裝中的應用

2.1 芳香劑的分類與香型

服裝作為人們貼身穿著的衣物，對舒適性、安全性等有較高的要求，因此芳香劑的香型和藥用功能的選擇則十分重要。

2.1.1芳香劑的分類 目前，芳香劑后整理法在服裝中的運用較多，其芳香劑的選擇在芳香型纖維的開發(fā)中具有重要作用。在夏、商時期中國就留傳著香料的使用方法，天然香料一般從植物和動物中提取。麝香、靈貓香、河貍香、龍蜒香是世界聞名的四大動物香料，這些香料都是哺乳動物外激素腺體的分泌物[7]，河貍香10 mL價格可達640元，靈貓香作為藥材使用，1 g價值486元，這些動物香料都價值不菲[8]；植物性香料主要是從植物的花、莖、葉、皮、種子等提取而來，其散發(fā)的香味更加多樣。天然芳香劑的來源有限，且耐高溫等性能較差，在紡絲中難以附著在紗線上或香味容易在整理過程中散失，因此應用較少；合成芳香劑來源多、價格便宜，目前在紡織服裝產(chǎn)品中使用較多。具體芳香劑的分類如圖3所示。

圖3 芳香劑的分類Fig.3 Classification of fragrances

2.1.2芳香劑的香型 用在服裝上的芳香劑也經(jīng)常被用在食品和護膚品香料的添加劑中，因此具有一定的安全性。在芳香型纖維的開發(fā)中，芳香劑的香型要根據(jù)不同的場合去使用，消費者可以根據(jù)自己的喜好去選擇芳香類產(chǎn)品。部分芳香劑的香型見表1[9]。

表1 部分芳香劑的香型Tab.1 Flavor of some aromatic reagent

2.2 芳香劑的藥用功能

“芳香療法”理念在秦朝已經(jīng)開始運用，期間經(jīng)歷晉漢、隋唐、明清， 其體系不斷改進和完善[10]。國外也有芳香紡織服裝類產(chǎn)品護膚的先例[11]。“森林浴”的概念最早起源于日本，即人們穿著芳香類服裝或使用芳香類產(chǎn)品時，感覺就像走在森林中一樣，可以使人忘記疲勞，精神倍增[12]。研究表明，樹木可以散發(fā)出一種具有香味的萜烯類物質(zhì)，這種物質(zhì)可以作用于人的大腦，使人產(chǎn)生安靜平和或興奮的感覺，并且這類物質(zhì)一般具有殺菌、抗菌的作用，將這種物質(zhì)運用在服裝上可使人時刻享受森林浴的感覺。含有萜烯類物質(zhì)的精油可以從樹木中得到，取材非常方便，如修剪樹木后的樹枝、廢棄的木料都可提取這種物質(zhì)，從這些物質(zhì)中提取的精油可以作為天然芳香劑的重要組成部分。其中迷迭香含有迷迭香酚、迷迭香酸及黃酮，它們是迷迭香氣的主要成分，具有增強記憶力、提神醒目等功效。其他常用芳香劑包括薄荷油、百合精油、薰衣草精油、松針油、桉樹油、玫瑰精油、柏樹精油等。部分芳香劑的藥用功能見表2[13]。將這些精油以一定的制作方法[14]與服裝結(jié)合，在穿著過程中緩慢釋放在人們身體上，這樣在日常生活工作中就可以隨時進行“芳香治療”，促使身心愉悅。

2.3 芳香劑在服裝應用中的選擇

芳香劑在服裝上的應用除芳香劑的香型及藥用功效外，還應考慮芳香劑在生產(chǎn)過程中的可行性，主要包括芳香劑的物理狀態(tài)選擇、沸點選擇以及與服裝結(jié)合的安全性問題。為便于保存和生產(chǎn)，一般選擇液態(tài)芳香劑；為防止芳香劑揮發(fā)，芳香劑的沸點應高于生產(chǎn)中的一般溫度，即250 ℃；芳香劑的使用安全性問題，尤其是對于接觸皮膚的物質(zhì)要求更高，應對毒性、刺激性、過敏性及生殖系統(tǒng)的影響進行安全性評估。

表2部分芳香劑的藥用功能
Tab.2Medicinalfunctionsofsomearomaticreagent

芳香劑種類 藥用功能 百合降脂止痛玫瑰滋養(yǎng)皮膚、愉悅身心薄荷抑制炎癥及粘膜刺激柏樹精油殺菌除蟲、提神迷迭香提高記憶力、提神醒腦薰衣草抗菌消炎、鎮(zhèn)痛助眠松樹松節(jié)油活血、祛痰、利尿

3 芳香型纖維的制作方法

化學纖維一般都是按照高分子的化學結(jié)構(gòu)來命名的，但因為目前芳香纖維種類較少，其結(jié)構(gòu)變化不大，按照分子結(jié)構(gòu)分并無實際意義，因此通常按制備工藝分類。目前芳香纖維制作方法主要分為3類：共混紡絲法、復合紡絲法、微囊化香精處理辦法。

3.1 共混紡絲法

共混紡絲法是指將功能性聚合物與聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物熔融共混紡絲[15]。芳香型纖維的共混紡絲法就是將芳香類化合物分散在能和高聚物混融的樹脂載體中制成芳香母粒，再混入聚酯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物中熔融紡絲。

共混紡絲法的優(yōu)點是不需要更換傳統(tǒng)的紡絲設備，實施也比較方便。但是對香料的沸點要求較高，這是因為熔融紡絲要求生產(chǎn)溫度達到200 ℃以上，如果香料成分沸點低于200 ℃則容易揮發(fā)，造成香料損失，成本增加。因此在共混紡絲法中，對香料調(diào)制有很高的要求，但是鑒于香料沸點很難改變，尤其是十幾種香料一起調(diào)制時，很難達到沸點一致，再加上干燥、后整理等工序容易造成香料的流失，目前共混紡絲法還沒有大規(guī)模生產(chǎn)成功的例子。共混紡絲法一般只適用于耐高溫的香料，如果將香料直接運用到混合熔融紡絲中，則香料因聚合性差而損失嚴重，現(xiàn)在比較普遍的做法是先將耐高溫香料與載體共混成香母粒，再將香母粒以一定的比例與切片共混紡絲，這樣得到的芳香纖維由于香精母粒包含其中，釋放緩慢，香味持久性更好。

芳香聚丙烯纖維是目前共混紡絲法已經(jīng)投入生產(chǎn)的芳香纖維，其優(yōu)點是芳香效果持久，但是染色性能較差，容易脫色污染皮膚，因此這種服用性能較差的纖維，一般用作裝飾類紡織用品。細旦丙綸和可染丙綸因為細度和可染度較好，為芳香型纖維的發(fā)展找到了突破口。共混紡絲法流程如圖4所示。

圖4 共混紡絲法流程Fig.4 Flow chart of blending process

3.2 復合紡絲法

復合紡絲法是將兩種或兩種以上不同化學組成的不同濃度的紡絲流體，同時通過一個具有特殊分配系統(tǒng)的噴絲頭制得[16]。復合紡絲法制得的芳香纖維通常是皮芯結(jié)構(gòu)，便于芳香粒子的儲存。復合紡絲法技術(shù)要求極高，設備復雜，產(chǎn)品成本高，但紡出的芳香型纖維香氣純正、耐洗滌、留香時間長，用該種纖維制成的紡織服裝類產(chǎn)品，給人帶來一種真正的精神愉悅和享受。由于復合紡絲技術(shù)制得的芳香纖維多是皮芯結(jié)構(gòu)，因此可采用香母粒與紡絲切片熔融紡絲的方法進行加工生產(chǎn)，不過在生產(chǎn)過程中需要考慮許多問題。由于香母粒香料含量高，因此應考慮生產(chǎn)過程中香料的保存問題；另外，還需要考慮香母粒與復合纖維的結(jié)合問題。一般采用熔點低的聚合物做芯層，香料加在芯層中時，香料與芯層的結(jié)合度最高，可達到香味持久的效果。皮芯型紡絲復合纖維可制成短纖維，用于紡織、服裝類產(chǎn)品，觸感溫暖舒適，復合紡絲法用于生產(chǎn)要求較高的紡織服裝類產(chǎn)品。

3.3 微囊化香精后處理法

微囊化香精處理法是一種成本低、留香時間較長的后處理方法[17]。它是運用高分子凝聚作用將芳香因子包含在高分子膜中，形成一個類似膠囊的顆粒，穿著者在摩擦過程中香味會緩慢釋放，達到持久留香的效果[18]。后整理方法非常簡單，利用服裝在芳香整理劑中浸泡的方式就可以得到，不過香味會隨著洗滌次數(shù)的增加而逐漸減少直至消失，一般保持半年到一年的時間。

4 芳香型服裝產(chǎn)品

目前，國內(nèi)對于芳香型纖維產(chǎn)品的研究越來越多，其應用市場也在不斷擴大，有許多芳香型纖維產(chǎn)品運用在床上用品和內(nèi)衣上[19]。例如，天然薰衣草精油多功能保健內(nèi)衣[20]，由莫代爾材質(zhì)制作而成，利用微膠囊法將天然薰衣草精油固定于紗線表面，以聚氨酯作為包壁材料，在服裝穿著摩擦過程中，香味不斷釋放，從而達到香味淡雅持久、芳香保健的作用；“森林浴”抗菌內(nèi)衣[21]是利用從天然柏木中提取的柏硫醇，通過胚布軋染的方式進行加工整理，天然柏硫醇可以抑制微生物的繁殖，達到抗菌防臭的效果，且產(chǎn)品吸濕性、透氣性、舒適性、透氣性都較好，是理想的保健品；保健型襪子[22]也走進人們的視線，實現(xiàn)方式與芳香型內(nèi)衣類似；另外還有一些芳香型圍巾及各類紡織類產(chǎn)品也逐漸走進人們的生活。芳香纖維作為一類重要的功能纖維，其研究和發(fā)展方興未艾。芳香型纖維結(jié)合現(xiàn)代人的消費需求，將科學技術(shù)與日常生活、芳香學與綠色、保健緊密聯(lián)系，使最新的科技成果應用于紡織服裝中，不斷提高人們現(xiàn)代生活質(zhì)量。具體芳香類產(chǎn)品如圖5所示。

圖5 芳香類纖維產(chǎn)品Fig.5 Aromatic products

5 結(jié)語

芳香纖維又稱人體“第二皮膚”，芳香纖維制作的服裝在穿著過程中給人營造一種芬芳舒適的感覺，提高人們生活的激情和工作的效率。芳香類服裝產(chǎn)品目前運用還較少，在生產(chǎn)技術(shù)及功能上有待完善，但其優(yōu)良的性能及經(jīng)濟效益決定了芳香類服裝產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。單一的芳香功能已經(jīng)不能滿足消費者的需求，將芳香纖維與抗靜電、阻燃、防紫外線、智能等元素結(jié)合起來，已成為近年來紡織品發(fā)展的趨勢，也將給芳香紡織服裝類產(chǎn)品注入新的活力。

[1] 徐偉,姜羅羅.基于隨機森林的腦電波年齡預測系統(tǒng):CN106919956A[P].2017-09-21.

[2] 霍英.芳香纖維的生產(chǎn)及應用[J].合成纖維工業(yè),2004,27(4):56-57.

HUO Ying.Production and application of fragrant fibers[J].China Synthetic Fiber Industry,2004,27(4): 56-57.(in Chinese)

[3] 鄭蓮英.芳香與治療[J].家庭醫(yī)學,1988(3):77-78.

ZHENG Lianying.Aromatic and therapeutic[J].Family Medicine,1988(3)：77-78.(in Chinese)

[4] 楊勇,楊一,楊勝林.薄荷油微膠囊在芳香纖維和織物中的應用[J].印染,2017,43(9):35-37.

YANG Yong,YANG Yi,YANG Shenglin.Preparation of peppermint oilmicroencapsule and its application to tragrant fiber and fabric[J].Dyeing and Printing,2017,43(9): 35-37.(in Chinese)

[5] 陸振宇,李燕,徐銘婧,等.人工芳香劑對健康影響的研究進展[J].江蘇預防醫(yī)學,2016,27(2):173-175.

LU Zhenyu,LI Yan,XU Mingjing,et al.Research progres on the effect of artificial fragrance on health[J].Jiangsu Preventive Medicine,2016,27(2): 173-175.(in Chinese)

[6] 陳沁.淺談天然香料市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].經(jīng)濟,2017,3(1):254.

CHEN Qin.Preliminary analysis of the status quo and development trend of natural spices[J] .Economics,2017,3(1):254.(in Chinese)

[7] 張藝.熒光探針在芳香類爆炸物檢測中的研究進展[J].化工新型材料,2017,45(2):22-24.

ZHANG Yi.Research on the application of fluorescent prober for aromatic explosire detection[J].New Chemical Materials,2017,45(2): 22-24.(in Chinese)

[8] 申曉林,袁其朋.生物合成芳香族氨基酸及其衍生物的研究進展[J].生物技術(shù)通報,2017,33(1):24-34.

SHEN Xiaolin,YUAN Qipeng.Research advance on biosynthesis of aromatic amino acids and their derivatives[J].Biotechnology Bulletin,2017,33(1): 24-34.(in Chinese)

[9] 徐亞平.芳香型纖維及其應用[J].合成纖維,2006,35(1):23-26.

XU Yaping.Aromatic fiber and its application[J].Synthetic Fiber in China,2006,35(1): 23-26.(in Chinese)

[10] 劉濟濱,陶熱.名貴的動物香料[J].科學之友,2000(5):22-23.

LIU Jibin,TAO Re.Valuable animal spices[J].Friends of Science Mateurs,2000(5): 22-23.(in Chinese)

[11] 王潮霞,陳水林.芳香療法及其在紡織品上的應用[J].印染,2001,27(8):40- 42.

WANG Chaoxia,CHEN Shuilin.Application of aromatotherapy in textiles[J].Dyeingand and Finishing,2001,27(8): 40- 42.(in Chinese)

[12] Panyue Jin.Multi-function skin-protective aromatic spinning material and manufacturing method thereof: CN 100480446C[P].2009-10-12.

[13] 季冠宇,吳志凌,崔璐晗.淺析服裝設計元素的流行趨勢與重要性[J].收藏與投資,2017(8):15-18.

JI Guanyu,WU Zhiling,CUI Luhan.Analysis of the trend and importance of fashion design elements[J].Collection and Investment,2017(8): 15-18.(in Chinese)

[14] 甘麗英,劉薈,李娜.森林浴在健康療養(yǎng)護理中的應用[J].中國療養(yǎng)醫(yī)學,2005,14(1):20-21.

GAN Liying,LIU Hui,LI Na.Application of forest bath in health nursing care[J].Chinese Journal of Convalescent Medicine,2005,14(1):20-21.(in Chinese)

[15] 樊一眉.淺談聚合物共混紡絲法制備納米碳纖維[J].科技風,2012(9):10.

FAN Yimei.Study on preparation of carbon nanofibers by polymer blending method[J].Technology Wind,2012(9): 10.(in Chinese)

[16] 蘇小燕.復合紡絲法制備儲熱調(diào)溫聚丙烯紗線的研究[J].陜西紡織,2010(4):26-27.

SU Xiaoyan.Study on preparation of thermosetting polypropylene yarn by composite spinning method[J].Shaanxi Textile,2010(4): 26-27.(in Chinese)

[17] 李偉,袁曉雨,朱振國,等.一種含膠囊的合纖維及其制備方法,CN105155032A[P].2015-9-22.

[18] 彭姣鳳,李慶廷.香精微膠囊化及控制釋放[C]//第七屆中國香料香精學術(shù)研討會論文集.杭州：中國香料香精化妝品工業(yè)協(xié)會：233.

[19] 朱?；?天然薰衣草精油多功能保健針織內(nèi)衣: CN201957775U[P].2011-02-10.

[20] 楊之青.森林浴抗菌內(nèi)衣[J].山東紡織科技,1999(3):49.

YANG Zhiqing.Forest bath antibacterial underwear[J].Shandong Textile Science and Technology,1999(3): 49.(in Chinese)

[21] 湯維陽.友利芳香型保健襪即將進入歐洲市場[J].紡織服裝周刊,2014(25):93.

TANG Weiyang.Youli aromatic health care socks will enter the European market[J].Textile Information Weekly,2014(25): 93.