1. 嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2. 青島明月海藻集團(tuán)有限公司海藻活性物質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266400

淺談美容用紡織材料*

秦益民1, 2張德蒙2鄧云龍2郝玉娜2張妮2尚憲明2

1. 嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2. 青島明月海藻集團(tuán)有限公司海藻活性物質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266400

總結(jié)美容用紡織材料的基本功能，介紹生物活性成分及其負(fù)載技術(shù)、美容用紡織材料的檢測技術(shù)，列舉部分應(yīng)用實(shí)例，以期對開發(fā)新型美容用紡織品提供參考。

美容用紡織材料，生物活性成分，負(fù)載技術(shù)，檢測技術(shù)

美容用紡織材料是指一類具有護(hù)膚美白、緩解壓力、抗衰老、減肥等美容、化妝和保健功效的特種紡織復(fù)合材料，其基于紡織品的基本構(gòu)造，通過化學(xué)、物理、生物、醫(yī)療等新技術(shù)負(fù)載生物活性成分，起到美化皮膚、愉悅身心、促進(jìn)健康的作用，為消費(fèi)者提供特殊的用戶體驗(yàn)[1-2]。如通過結(jié)合表面處理、涂層、微膠囊、納米復(fù)合材料等先進(jìn)加工技術(shù)，可使紡織材料在具有美容功效的同時，減輕質(zhì)量，提高舒適性，增加功效，并改善其環(huán)保性能。

本文總結(jié)了美容用紡織材料的基本功能，介紹了生物活性成分及其負(fù)載技術(shù)、美容用紡織材料的檢測技術(shù)，列舉了部分應(yīng)用實(shí)例，以期對開發(fā)新型美容用紡織品提供參考。

1 美容用紡織材料的基本功能

美容用紡織材料是一類基于纖維材料的功能性化妝品，其功效與化妝品相似。歐盟化妝品指令(76/768/EEC)把化妝品定義為與表皮、毛發(fā)系統(tǒng)、指甲、嘴唇、外部生殖器官等人體各種外部器官接觸的物質(zhì)，旨在清洗和改變外觀、糾正氣味、保護(hù)或改善外形，其典型功能包括提高肌膚濕潤度、改善質(zhì)地和彈性、防紫外線、美白、減少脂肪團(tuán)、調(diào)節(jié)皮脂、抗皺、除臭、止汗等[3]。

美容用紡織材料與化妝品相似，種類繁多，其主要品種在纖維的種類、織物的結(jié)構(gòu)、負(fù)載的生物活性成分等方面有很大的區(qū)別[4]。其功能主要來源于負(fù)載的生物活性成分，提供如吸濕排汗、抗菌、防潮、透氣、透濕、抗紫外線、清香、蓄熱保溫、促進(jìn)血液循環(huán)、養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、緊膚、清火敗毒、防油去污、減肥、提神、舒緩、激活、吸附異味等功效[5-7]。如，在纖維中加入相轉(zhuǎn)變材料，可通過吸收人體的熱量達(dá)到清涼的效果；在纖維表面負(fù)載人參提取液等生物提取物，可激發(fā)皮膚的活力，起到減少皺紋的作用；在纖維中添加輔酶Q10等超級抗氧化物，可使細(xì)胞能量增加，刺激并合成膠原蛋白，使肌膚年輕細(xì)膩、充滿活力。利用高彈性纖維為原料制備運(yùn)動服裝，可通過提供緊身作用減少皮膚中的脂肪團(tuán)，加快血液循環(huán)，達(dá)到瘦身及美化皮膚的目的。在后整理過程中使用香精，可持續(xù)地釋放清香，令人產(chǎn)生舒適、愉悅的感覺。

2 生物活性成分

美容用紡織材料使用的生物活性成分包括各種具有生物活性的無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、動物提取物、植物提取物等。其中：無機(jī)化合物包括氧化鋅、氧化鐵、氧化銅、氧化鈦、納米鋅顆粒、碳黑等，可為皮膚提供抗菌、防紫外線、去異味等美容護(hù)膚功效；有機(jī)化合物包括維生素E、氨基葡萄糖、草酸、乙二醇等，具有活化和滋潤皮膚的功效[8-10]；基于魚、蝦、蟹、貝、藻等動植物的提取物，如魚膠原蛋白、巖藻多糖、海藻寡糖等，具有優(yōu)良的美容護(hù)膚功效，是當(dāng)前美容化妝領(lǐng)域開發(fā)利用的一個熱點(diǎn)[11-13]。下文就常見的生物活性成分做一介紹。

2.1維生素E

維生素E，又稱生育酚，是一種具有特殊應(yīng)用價值的脂溶性有機(jī)化合物，其不溶于水，可溶于乙醇、脂肪等有機(jī)溶劑，對熱、酸穩(wěn)定，具有較好的加工性能。維生素E是一種重要的抗氧化劑，能捕獲自由基，使皮膚細(xì)胞外基質(zhì)中的細(xì)胞、血管、神經(jīng)及膠原蛋白保持健康狀態(tài)，達(dá)到良好的護(hù)膚作用[14]，可用于防治燒傷、凍傷、毛細(xì)血管出血等，并可使末梢血管擴(kuò)張、改善血液循環(huán)，還能抑制眼睛晶狀體內(nèi)的過氧化脂反應(yīng)，預(yù)防近視的發(fā)生和發(fā)展。

2.2動物提取物

角鯊烯源自鯊魚肝臟，其具有天然的抗氧化功效，與透明質(zhì)酸、維生素E等聯(lián)合使用，可有效滲透皮膚，使皮膚滑膩、滋潤、充滿彈性，減少老年斑和皺紋的形成，防止皮膚老化。

甲殼素和甲殼胺是從螃蟹、蝦等甲殼類生物中提取的一種含有氨基的多糖，其在濕潤的介質(zhì)中通過氨基的離子化形成帶陽離子的化合物，抑制細(xì)菌增長，吸附皮膚表面的重金屬離子，有效淡化色斑，減少黑色素的生成，減緩過敏和暗沉，使受損肌膚重獲新生。

蝦青素是從蝦殼中提取的一種生物活性物質(zhì)，其具有抗氧化、抗衰老等功效，在滋潤肌膚的同時可舒緩情緒。

2.3植物提取物

近年，源自海藻的各種生物活性物質(zhì)在化妝品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[15-17]。如海帶作為一種海洋植物，富含各種親水性生物活性物質(zhì)，將從其中提取的生物活性物質(zhì)負(fù)載在棉織物上，可更新和重建皮膚細(xì)胞組織、強(qiáng)化脆弱肌膚、有效減少疤痕形成，且可為皮膚構(gòu)筑水份保護(hù)屏障，提供長效的保濕作用，利于皮膚炎的治療[18]。又如海藻含有的褐藻多酚(其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1)，其具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗心血管疾病、抗糖尿病綜合癥、保護(hù)肝臟及抑制賴氨酸酶等廣泛的生物活性。以海藻酸鹽纖維加工制備的水刺非織造布具有良好的生物相容性和親膚性，與天絲、黏膠等纖維相比有更高的吸濕性，且可以通過海藻酸分子結(jié)構(gòu)中的羧酸基團(tuán)吸附皮膚表面的重金屬離子，起到延長保濕時間,以及排毒、養(yǎng)顏、美白等優(yōu)良的護(hù)膚功效，達(dá)到抑制和延緩氧化的目的，在美容化妝領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價值[19-21]。

圖1 海藻中提取的褐藻多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)

目前，美容用紡織材料常用的植物提取物主要有庫拉索蘆薈葉汁、綠茶提取物、海藻提取物、迷迭香提取物、甘草根提取物、洋甘菊精華、人參提取物、金盞花提取物、小黃瓜提取液等。蘆薈提取液含有的生物活性成分達(dá)200多種，包括75種營養(yǎng)成分、20種礦物質(zhì)、18種氨基酸及12種維生素。白藜蘆醇是一種從葡萄酒中提取出的生物活性物質(zhì)，具有抗氧化性能，用于美容用紡織材料中可抑制甘油三酯的合成，起到防止皮膚老化和保護(hù)心血管的作用[22]。各種水果提取物，如蘋果中的苯胺素、玫瑰果中的己酸烯丙酯、檸檬中的檸檬醛、櫻桃中的胡椒醛、菠蘿中的肉桂醛等，可為美容用紡織材料提供愉悅的香味。植物精油，如鼠尾草油、薰衣草油、薄荷油、桉葉油、洋甘菊油、百里香等，具有潤膚、提神等功能；從月季花、茉莉、菊花、玫瑰等鮮花中提取的精油，具有優(yōu)良的護(hù)膚美容功效。

圖2 美容用紡織材料的多層次結(jié)構(gòu)

3 生物活性成分的負(fù)載技術(shù)

圖2顯示了美容用紡織材料的多層次結(jié)構(gòu)，其中高分子材料為其提供了基本的結(jié)構(gòu)框架，是決定美容用紡織材料使用性能的重要因素。近年來，海藻酸、甲殼胺、膠原等天然高分子材料在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，它們通過濕法、靜電紡絲法等工藝加入纖維材料中，所得產(chǎn)品是加工制造美容用紡織材料的優(yōu)質(zhì)原材料，具有良好的生物活性。竹炭纖維、竹原纖維、吸濕快干纖維、載銀復(fù)合纖維等也具有很高的應(yīng)用價值。對棉花、黏膠纖維、真絲、羊毛等傳統(tǒng)纖維材料進(jìn)行功能性整理后，可提高纖維的柔軟性、吸濕性、透氣性、蓬松性等，制備功能顯著、手感滑糯的美容產(chǎn)品[23-25]。

美容用紡織材料中的生物活性成分可在生產(chǎn)過程中的各個階段與纖維、紗線、織物相結(jié)合，通過關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到負(fù)載生物活性成分與控制釋放之間的平衡，使生物活性成分既有一定的耐洗性，又能通過緩控釋放轉(zhuǎn)移到皮膚中，起到美容健康等功效[26-28]。圖3為美容用紡織材料負(fù)載生物活性成分的效果圖。

圖3 美容用紡織材料負(fù)載生物活性成分的效果圖

在負(fù)載工藝方面，美容用紡織材料的生產(chǎn)加工主要采用三種方法——共混紡絲法、后整理法及微膠囊包埋技術(shù)。三種方法在負(fù)載能力、耐洗性和透皮轉(zhuǎn)移等指標(biāo)上有較大的區(qū)別：共混紡絲法適用于穩(wěn)定性良好的生物活性成分；后整理法不適用于水溶性活性物質(zhì)及揮發(fā)性強(qiáng)的物質(zhì)；微膠囊包埋技術(shù)適用于溶于水的活性物質(zhì)，且該技術(shù)的負(fù)載量大于共混紡絲法，但通過共混紡絲法制備的產(chǎn)品具有更好的耐洗性能。

3.1共混紡絲法

即將生物活性成分與成纖高分子共混后紡絲。如海絲纖維，它是一種典型的具有保健、護(hù)膚、抗菌、美容等功效的生物活性纖維，主要成分為纖維素和海藻，其結(jié)合了溶劑法生產(chǎn)再生纖維素纖維的強(qiáng)度和柔性，以及海藻植物的生物活性。先將海藻進(jìn)行納米化加工后，再與紡絲溶液混合，使海藻顆粒均勻分散在纖維中。由于其主要成分是再生纖維素纖維，故海絲纖維的成紗性能好、染色均勻、色彩鮮艷，具有很好的光澤和懸垂性，且海絲纖維中的海藻成分使纖維對皮膚具有自然的護(hù)膚、美容和保健功效。由海絲纖維制成的織物，手感好、光滑柔軟、吸濕透氣、穿著舒適。

3.2后整理法

即將乳化的生物活性成分與聚合物黏結(jié)劑，通過涂層、浸軋、竭染、噴涂、印刷等工藝負(fù)載到紡織面料上。如環(huán)糊精是一種包含6～8個葡萄糖單體的桶狀分子，可以與薄荷醇、維生素E等活性物質(zhì)結(jié)合，形成具有保護(hù)作用的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，再利用黏結(jié)劑連接到紡織材料上，起到緩釋生物活性成分的作用。常用的黏結(jié)劑包括可交聯(lián)硅樹脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯基乙酸酯和聚氨酯，用量一般為織物質(zhì)量的0.25%～4.00%[29-30]。

3.3微膠囊包埋技術(shù)

即將包埋生物活性成分的微膠囊結(jié)合到纖維或織物的表面，是美容用紡織材料中最常用的一種技術(shù)，適用于水溶性、揮發(fā)性強(qiáng)、熱敏感、易氧化的活性物質(zhì)。由天然或合成高分子制備的直徑為1～5000 μm 的微膠囊可將固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的生物活性成分包埋在其中，能在保護(hù)生物活性成分的同時，使生物活性成分免受加工過程中的氧化和熱分解影響，提高產(chǎn)品在加工及儲藏過程中的穩(wěn)定性[31-32]。

由甲醛與尿素或甲醛與三聚氰胺制備的微膠囊成本低、使用方便，在美容用紡織材料中應(yīng)用廣泛。其制備過程是把液態(tài)的疏水性化妝品成分乳化后加入微膠囊預(yù)聚物中，聚合成型得到負(fù)載生物活性成分的微膠囊。整理過程中甲醛會隨加熱揮發(fā)，所得負(fù)載微膠囊的紡織材料可滿足生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)100中二類產(chǎn)品或一類產(chǎn)品的要求。以生物活性成分為核材，在其表面使用聚脲、聚氨酯、聚酯或聚酰胺等進(jìn)行縮合聚合，可得到負(fù)載生物活性成分的殼包核微膠囊結(jié)構(gòu)。此外，利用海藻酸和甲殼胺具有相反電荷的特點(diǎn)，通過復(fù)凝聚法，可將兩種高分子材料作為囊材制備微膠囊，但缺點(diǎn)是所得微膠囊力學(xué)強(qiáng)度不及甲醛與尿素或甲醛與三聚氰胺形成的微膠囊。

4 美容用紡織材料的檢測技術(shù)

美容用紡織材料的主要功能是持續(xù)向皮膚轉(zhuǎn)移其負(fù)載的生物活性成分，使生物活性成分與皮膚各個部位發(fā)生互動作用，達(dá)到改善皮膚中細(xì)胞和組織的結(jié)構(gòu)和性能、美化皮膚、增強(qiáng)人體活力作用的。因此，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用等環(huán)節(jié)需要對生物活性成分的釋放進(jìn)行客觀或主觀的測試，以驗(yàn)證其使用性能。其中，涼爽、舒適等定性的功效可通過對用戶進(jìn)行問卷調(diào)查證實(shí)；定量的性能則可以通過皮膚濕度儀、皮膚彈性儀、皮脂儀等進(jìn)行測試。

4.1生物活性成分轉(zhuǎn)移試驗(yàn)

美容用紡織材料在與皮膚接觸后，其負(fù)載的生物活性成分通過與皮膚表面的汗水、油脂、細(xì)菌之間的互動，以及與上皮組織中蛋白質(zhì)的結(jié)合、滲透、活化，影響真皮組織中的結(jié)締組織、成纖維細(xì)胞、生長因子，進(jìn)而起到活化皮膚等健康功效。在保濕和減肥類產(chǎn)品中，美容用紡織材料需要向皮膚轉(zhuǎn)移大量的生物活性成分，而香味材料只要求釋放很少量的香精。

可通過穿著和清洗測試，檢測保濕和減肥類產(chǎn)品中生物活性成分向皮膚轉(zhuǎn)移及耐洗脫的性能。如，測試負(fù)載潤膚膏的襪子時，30名志愿者在穿著襪子8 h后，利用洗滌液清洗襪子，取其中3雙襪子測試其中的生物活性成分，另外的則繼續(xù)在穿后重復(fù)該試驗(yàn)，以得到襪子中的潤膚膏向皮膚轉(zhuǎn)移及耐洗脫的性能參數(shù)。

4.2耐洗性測試

耐洗性主要是測試經(jīng)數(shù)次洗滌后，殘留在美容用紡織材料上的生物活性成分。測試時，一定量的美容用紡織材料在ISO規(guī)定的洗滌劑中洗滌，其中洗滌劑的用量及烘干條件應(yīng)符合美容用紡織材料的使用情況。洗滌10次后，殘留的生物活性成分應(yīng)在20.00%～60.00%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。實(shí)際使用中，若生物活性成分很容易被洗去，則產(chǎn)品的釋放量偏大，耐用性差；相反則耐用性好，說明在使用過程中轉(zhuǎn)移到皮膚的生物活性成分少。好的美容用紡織材料應(yīng)在數(shù)次的使用過程中，轉(zhuǎn)移足夠的生物活性成分并產(chǎn)生美容效果，而不是具有優(yōu)良的耐洗性能。

4.3皮膚水分測試

皮膚角質(zhì)層含有充足的水分，這對皮膚的外觀及性能有著重要的意義。在美容用紡織材料中，保濕劑通過吸引并結(jié)合水分、潤膚劑，創(chuàng)造一個閉塞的環(huán)境抑制水分的揮發(fā)，使皮膚滋潤。因此，皮膚水分可通過表皮電容與水分之間的關(guān)系，利用皮膚濕度儀進(jìn)行定量測試。

4.4安全評估和法規(guī)

歐盟化妝品指令(76/768/EEC)最早對化妝品的監(jiān)管提出了明確的技術(shù)規(guī)范，1976年被各成員國接受后，該指令的注重點(diǎn)越來越轉(zhuǎn)移到消費(fèi)者安全、聲稱支持、動物福利及副作用警戒方面。有關(guān)美容產(chǎn)品的一個新法規(guī)(EC No. 1223/2009)于2009年通過后，在2013年得到實(shí)施，其中一個未解決的問題是美容用紡織材料是否可以被定義為化妝品。從該法規(guī)的角度看，美容用紡織材料不是一種制劑，其利用紡織材料作為載體將美容活性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到皮膚上，如果該生物活性成分起到了保護(hù)或護(hù)理皮膚的作用，則該材料是一種化妝品。據(jù)此，美容用紡織材料中的生物活性成分應(yīng)受化妝品指令的監(jiān)管。

5 美容用紡織材料的應(yīng)用案例

隨著消費(fèi)者對健康和美容的日益關(guān)注，美容用紡織材料正以各種方式進(jìn)入人們的日常生活[33]。例如，在減肥及瘦身領(lǐng)域，將具有消耗脂肪功能的化合物封裝并整理到牛仔褲上，可賦予牛仔褲瘦身功能。世界著名足球運(yùn)動員梅西就穿著一款名為Skineez的減肥瘦腿內(nèi)衣，其通過微膠囊中包埋的生物活性成分，減少脂肪團(tuán)的形成。Hologenix公司開發(fā)的名為Celliant的功能面料，其通過纖維將人體散發(fā)的熱量回收再利用，做成的紡織品可增加人體組織的氧含量，提高運(yùn)動員的成績，改善睡眠和膚質(zhì)。Cupron科技公司發(fā)明的功能纖維結(jié)合了銅元素的生物活性，具有光滑肌膚的功能，已被做成枕套、手套、眼罩等產(chǎn)品，其通過纖維負(fù)載的銅離子，促進(jìn)皮膚中膠原蛋白的合成，實(shí)現(xiàn)了祛除皺紋，以及在睡眠中使皮膚年輕靚麗的功效[34-35]。Lenzing公司將甲殼胺與纖維素共混，通過溶劑法紡絲制備出新一代天絲纖維，該纖維利用了甲殼胺的生物活性，具有減緩皮膚瘙癢、調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝、護(hù)膚、抑菌等功效，與肌膚接觸后可產(chǎn)生優(yōu)良的美容功效。

目前，生物、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域的快速發(fā)展為美容用紡織材料的進(jìn)步提供了廣闊的空間[36-38]。以褐藻提取物海藻酸為原料制備的海藻酸鹽纖維正在面膜等美容用紡織材料中得到廣泛應(yīng)用。海藻酸鹽纖維可與各種紡織纖維混合后制備水刺非織造布面膜材料，利用其很強(qiáng)的吸濕性能提高面膜的吸液率。例如，在竹纖維中添加25.00%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的海藻酸鹽纖維后，所得到的共混水刺非織造布在具有柔皙、保濕、柔膚、抗衰等四種不同功能的精華液中的吸液率均高于純竹纖維制品，每克面膜布吸收的精華液分別為27.63、22.36、40.02、37.83 g，比純竹纖維制品的吸液率分別提高55.2%、41.0%、130.1%、116.6%。圖4顯示了海藻酸鹽纖維與竹纖維共混制成的多孔水刺非織造布結(jié)構(gòu)，在與精華液接觸后，水刺非織造布中的海藻酸鹽纖維被轉(zhuǎn)化成凝膠，所固定的大量精華液可起到優(yōu)良的功能作用。

(a) 吸潤膨脹前(×50)

(b) 吸潤膨脹后(×200)

6 小結(jié)

對紡織材料負(fù)載生物活性物質(zhì)制備美容用紡織材料，實(shí)現(xiàn)了生物技術(shù)與紡織技術(shù)的有效集成，其在為消費(fèi)者提供衛(wèi)生、保健、美容等功效的同時，有效拓寬了紡織材料的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，提高了紡織品的附加值，為傳統(tǒng)紡織企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了廣闊的發(fā)展空間。

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Brief account on cosmetic textile materials

QinYimin,ZhangDemeng,DengYunlong,HaoYuna,ZhangNi,ShangXianming

1. College of Material and Textile Engineering, Jiaxing College, Jiaxing 314001,China；2. State Key Laboratory of Bioactive Seaweed Substances, Qingdao Brightmoon Seaweed Group Co., Ltd., Qingdao 266400, China

The basic functions of cosmetic textile materials were summarized, and bioactive ingredients and their load techniques as well as measurement techniques of cosmetic textile materials were introduced. Some application examples were listed, hoping to provide a reference for the development of new cosmetic textile materials

cosmetic textile material, bioactive ingredient, load technique, measurement technique

TS102, TS156

A

1004-7093(2017)09-0001-07

*山東省泰山學(xué)者藍(lán)色產(chǎn)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目(20130009)

2017-06-12

秦益民，男，1965年生，教授，主要研究領(lǐng)域?yàn)楣δ苄岳w維的研究與開發(fā)