隨著社會的發(fā)展進步,人們對身體健康的關(guān)注日趨密切,對適用于運動紡織品開發(fā)的關(guān)注點和關(guān)注面不斷增加。在一些環(huán)境因素下,穿著的服裝或使用的紡織品會發(fā)出某些臭味,影響運動的體驗,嚴重的臭味甚至會危及身體健康,所以相關(guān)消臭紡織品就應(yīng)運而生。同時相應(yīng)的消臭紡織品國家檢測標準也在日趨完善。
隨著社會的發(fā)展進步,人們對身體健康的關(guān)注日趨密切,對適用于運動紡織品開發(fā)的關(guān)注點和關(guān)注面不斷增加。在一些環(huán)境因素下,穿著的服裝或使用的紡織品會發(fā)出某些臭味,影響運動的體驗,嚴重的臭味甚至會危及身體健康,所以相關(guān)消臭紡織品就應(yīng)運而生。同時相應(yīng)的消臭紡織品國家檢測標準也在日趨完善。
日常生活中,人們會接觸到各類臭味,主要是由微生物在適宜環(huán)境下對蛋白質(zhì)等相關(guān)物質(zhì)進行分解產(chǎn)生的特定的化學物質(zhì),通過鼻腔黏膜上的神經(jīng)細胞,刺激大腦使人感知臭味,同時產(chǎn)生不愉悅的心情[1]。生活中常見的幾種臭味及來源如表1所示[2]。
表1 生活中幾種主要臭味成分
從表1中可以看出,日常生活中臭味主要的化學物質(zhì)可分為硫基化合物和氮基化合物兩大類,最具代表性的氨、甲基硫醇、三甲胺、硫化氫被稱為“四大惡臭”,給人造成的感覺最為強烈,不僅會引起極度不適,還會融入血液危害身體健康。含有0.1% 硫化氫的氣體可使人體中毒,濃度達到一定程度還可能致死[3-4]。
生活中,要減少臭味源頭,在某種程度上會有一定限制,減少臭味的研究主攻方向大多集中在消臭,在臭味已經(jīng)產(chǎn)生的情況下,消臭大體可分為四種方法。
物理法是利用吸附劑去吸附臭味分子達到消臭的目的。常見的吸附劑有兩種:一種為非極性吸附劑,如活性炭、硅膠、沸石等,其依靠較大比表面積,在分子力的用下完成吸附;另一種為極性吸附劑,如氧化鋅等金屬氧化物或金屬鹽類。物理法主要通過增加吸附面積,提高吸附能力來達到消臭的效果,但是在消臭的過程中易達到飽和狀態(tài),一方面降低了效率,另一方面會出現(xiàn)重新釋放臭味的情況。
化學法是通過特定的物質(zhì)與臭味分子進行化學反應(yīng),使其產(chǎn)物變?yōu)闊o臭物質(zhì),從而達到消臭的效果。如聚丙烯酸酯類纖維中的羧基可以與氨進行中和反應(yīng),達到消氨臭的目的,不僅反應(yīng)快,還可重復(fù)利用。類黃酮化合物可與臭味分子發(fā)生加成、中和反應(yīng),消除臭味分子。天然植物中的環(huán)糊精可以通過包絡(luò)作用對氨、硫化氫進行吸附,消除氨臭和硫化氫臭。
催化法可分為生物催化和光催化。生物催化指某些微生物產(chǎn)生的酶可作為分解臭味分子的催化劑,在常溫情況下分解臭味分子,如人工酶中的鐵酞菁衍生物可消除硫化氫、醛、硫醇等臭味分子,這個反應(yīng)條件溫和,適用范圍廣。光催化主要是利用短波紫外線照射,光催化二氧化鈦,在細菌表面發(fā)生強氧化反應(yīng),從而殺死細菌,達到殺菌除臭的效果。
感官法主要是通過掩蓋法和中和法,降低人體對臭味的感知。掩蓋法是利用芳香類物質(zhì),如桂花、薄荷醇等濃郁的味道,來掩蓋空氣的臭味,使人聞不到臭味。中和法是利用某些物質(zhì)中和或吸收臭味分子,兼有物理、化學作用,如香根草精油可吸收硫化氫,對硫化氫進行中和,起到良好的消臭效果。
據(jù)調(diào)查,日本早在上世紀80年代就開始了消臭紡織品的研究,90年代后國際上形成一股開發(fā)熱潮,陸續(xù)有相應(yīng)的抗菌除臭產(chǎn)品投放市場。主要的存在方式為用消臭纖維為原料,制造成織物,或?qū)椢镞M行后整理。
具有消臭作用的纖維可分為天然纖維和合成纖維。天然纖維中以蛋白質(zhì)為主要成分的羊毛纖維有較好的消臭效果,其中角蛋白側(cè)鏈上的—COOH和—NH能夠和氨、醋酸、異戊酸發(fā)生反應(yīng),達到消臭目的,且對這些物質(zhì)的消臭率較高,一般能達到90%以上[5]。常見的消臭合成纖維有消臭粘膠纖維[6]、消臭尼龍纖維[7]、消臭聚酯纖維[8]、消臭聚丙烯纖維[9]等,其中消臭粘膠纖維的一種制備方法是,按照特定比例將海泡石微粉水溶液與粘膠紡絲液進行共混,用普通紡絲工藝及流程制備出消臭粘膠纖維,其主要是利用海泡石特性吸附臭味分子,達到迅速消臭的目的,對氨、醋酸、異戊酸等臭味氣體可達到90%以上的消臭率[10]。
后整理是將消臭助劑,通過浸軋烘干等流程整理到織物表面,使普通織物具有消臭的功能。由廣東湛豐精細化工有限公司開發(fā)的BC200消臭劑,對含有聚酰胺纖維和聚酯纖維的純紡或混紡織物進行后處理,可這些織物對氨、異戊酸的消臭率達到90%以上,經(jīng)過洗滌50次后,尚有85%的消臭率,除臭效果明顯[11]。據(jù)南通大學紡織服裝學院張瑞萍課題組研究,經(jīng)檸檬酸/β-環(huán)糊精整理后的滌綸織物,也具有良好的消臭能力[12]。
隨著國內(nèi)對功能紡織品檢測方法研究不斷深入,制定了相應(yīng)的檢測方法,主要有:1)GB/T 33610.2—2017《紡織品 消臭性能的測定 第2部分:檢知管法》;2)GB/T 33610.3—2017《紡織品 消臭性能的測定第3部分:氣相色譜法》;3)SN/T 2558.5—2013《進出口功能性紡織品檢驗方法 第5部分:消臭率的測定 檢知管法》。由日本功能紡織品評價協(xié)會制定的JEC 301—2013中,也對紡織品的消臭性能的測試和評價進行了詳細的規(guī)定,且被相關(guān)檢測機構(gòu)采用。
檢知管法適用于紡織品對氨氣、醋酸、甲硫醇、硫化氫臭味氣體的消臭能力測試;氣相色譜法適用于紡織品對吲哚、異戊酸、2-壬烯醛臭味氣體的消臭能力測試;兩種方法的原理相似,分別用檢知管或氣相色譜測試,放入試樣的臭味分子容器(試樣與臭味接觸一定時間)和不含試樣的臭味分子容器,計算得出ORR(異味成分濃度減少率)來評價紡織品的消臭能力,ORR越高消臭能力越強。
人們對紡織品衛(wèi)生功能的要求日趨提高,研究人員對消臭紡織品的研發(fā)也依舊火熱,消臭紡織品的市場前景也會越來越好。目前對臭味的消除方法較為集中,用來驗證消除臭味的測試評價方法的局限性較大,對臭味的氣體檢測比較單一,沒有覆蓋到更多的異味氣體,完善測試評價方法將是后續(xù)研究的一個方向。