芳香保健纺织品的研究与应用

王潮霞 (江南大学纺织服装学院，江苏无锡  214122)

陈水林 (东华大学化学与化工学院，上海  200051)

原载：《染整技术》2005/3；1-4

收稿日期:2004-11-17

作者简介:王潮霞(1969-)，女，副教授，博士。主要从事生态纺织品印染加工新技术和功能纺织品及助剂的研究与开发。

 

    【摘要】 根据芳香学的最新研究成果和芳香疗法的应用实践，采用分子包覆材料β-环糊精为壁材原料，对具有多种医疗保健作用的薰衣草香精进行包结络合，并对微胶囊的制备及其应用进行了探讨，同时阐述了芳香保健纺织品的产品形式。

    【关键词】 医疗保健；β-环糊精；薰衣草；香味纺织品；微胶囊

中图分类号:TS195.583文献标识码:A   文章编号1005-9350(2005)03-0001-04

 

1   芳香剂的作用和缓释微胶囊

    现代工业的迅猛发展极大地改变了人类的生活方式和生存环境。当我们享受令人眼花缭乱的工业产品时，也不得不承受日益污染的大气和环境对人类生命健康的威胁。社会经济的飞速发展使人们的生活节奏日益加快，来自社会、工作和家庭的各种压力也日益增加。因此现在越来越多的人开始崇尚自然、简洁和健康的生活方式。回归自然，追求健康已悄然成为都市新时尚。各种加香产品的蓬勃兴起不仅顺应了这一趋势，也为纺织品赋予了新的医疗保健功能。科学研究证明，许多芳香剂具有镇静、杀菌、保健等作用[1-3]。近年来，人们对森林浴、芳香治疗法、植物杀菌素等芳香植物精油的医疗效果日益关注。随着人们对香味研究的深入，还发现香味有舒缓紧张情绪、解除压力和催人兴奋等作用。一些芳香药物的药理和情感作用见表1和表2[4-5]。可以预计，芳香疗法会在不久的将来走进我们的生活。

微胶囊技术是一种用天然或合成高分子成膜材料把分散的固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。其目的是将芯材与外界环境隔离开来，以保护和稳定芯材、屏蔽气味和控制释放等[6-7]。微胶囊化的方法多种多样，文献报道的已有200多种[8]。芳香医疗保健纺织品的研究是将最新的芳香学以及芳香疗法对人体心理以及生理的研究成果应用于纺织品。因此，在选择包覆材料时必须首先考虑其安全性。采用原位聚合法以密胺树脂等合成高分子材料为壁材，整理后纺织品会残存一定量的甲醛。采用明胶-阿拉伯树胶复合凝聚法对香精包覆时，水溶性的成分会被排斥在微胶囊外得到一种配比失调的香精，难以保证芳香医疗的功效。

    环糊精是由淀粉通过酶降解而产生的由6至8个葡萄糖以β-1,4甙键连结的环状低聚糖化合物。由于环糊精分子洞内表面呈疏水性，分子洞外呈亲水性，故其分子洞具有包覆客体分子的功能。β-环糊精分子洞大小适中可以较好包覆芳香分子等。更为重要的是β-环糊精易结晶、分离、提纯，无任何毒性，对皮肤无任何刺激性，易生物降解[9]。由于β-环糊精的这些特点已被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。因此，选择β-环糊精研究芳香医疗保健纺织品在理论上是可行的。

表l  芳香药物的情感镇静作用

情感

具有镇静作用芳香药物

不安

悲叹

刺激

愤怒

优柔

过敏

多疑

紧张

忧郁

 

癔病

偏狂

急燥

冷淡

安息香、香柠檬、春黄菊、玫瑰、肉豆蔻、丁香、茉莉

海索草、牛膝草、玫瑰

樟脑、滇荆芥油、橙花

春黄菊、滇荆芥油、玫瑰、衣兰衣兰

罗勒、柏木、薄荷、广藿香

春黄菊、茉莉、滇荆芥油

薰衣草

樟脑、柏木、香叶、茉莉、滇荆芥油、薰衣草、牛膝草、橙花、檀香、依兰依兰

罗勒、香柠檬、春黄菊、香叶、茉莉、薰衣草、橙花，薄荷、广藿香、玫瑰、荆香油、依兰依兰

春黄菊、鼠尾草、牛膝草、滇荆芥油、薰衣草、橙花、茉莉

罗勒、鼠尾草、茉莉、杜松子

春黄菊、樟脑、柏木油、薰衣草、牛膝草

茉莉、杜松子、广藿香、迷迭香

表2    芳香药物的药理作用

 

注:▲表示有此药理作用

2    实验材料和实验方法

2·1  实验材料

     (1)实验仪器:上海威宇高剪切均化机，JB9O-D 电动高速搅拌机，日本理光X一衍射仪，日本津岛

UV-3000紫外分光光度计

     (2)实验药品；β-环糊精，薰衣草香精，低温粘合剂

2·2  实验方法

2·2·1   香精微胶囊的制备

     将一定量的β-环糊精加到乙醇的水溶液中，以100OOr/min速度均化5min。在搅拌条件下加入10%董衣草香精的乙醇溶液20ml，维持40℃搅拌2h，自然冷却至室温，静置24h。热后用布氏漏斗抽滤，洗涤。

2·2·2   香味纺织品整理

     香味纺织品模拟应用条件暴露于空气中，定期置于密闭容器中。并以有机溶剂萃取香精，将萃取液用UV-3000紫外分光光度计进行定量测定。

3   结果和讨论

3·1固体包结物的形成

香精微胶囊的制备工艺是芳香医疗保健纺织品成败的关键。β-环糊精与薰衣草香精是否生成固体包结物可借助于X-射线粉末衍射来判断。作为客体分子的熏衣草香精是液体，它自身不产生任何衍射峰。因此可用X-射线粉末衍射来判断是否生成了固体包结物。β-环糊精及其与薰衣草香精固体包合物的X-衍射谱图见图1。

图l  β-环糊精与薰衣草香精固体包合物的X-衍射谱图

    从图1可以看出物的β-环糊精的特征衍射峰2θ=13°，而其固体包合物的X-衍射图发生了明显变化，出现了两个较强的衍射峰，分别是2θ=16°和2θ=18°。由此可以判断所采用的成囊制备工艺可以形成香精固体包合物。

JSM-56000LV扫描电子显微镜下观察β-环糊精和熏衣草香精微胶囊的微观形态，其结果见图2；

图2 β-环糊精和熏衣草香精微胶囊电子显微镜下观察的微观形态图

    从β-环糊精和熏衣草香精微胶囊电子显微镜下观察的微观形态图可以看出β-环糊精和董衣草香精形成的包合物为菱形晶体。

3·2   粘合剂的筛选

香精微胶囊在织物上的固着牢度是确保其留香时间的关键因素之一，由于香精微胶囊对高温高压等较为敏感，因此选择低温粘合剂对织物进行香味整理。β-环糊精为分子水平级包覆材料，形成的微胶囊粒径在lµm以下，采用浸轧工艺可以将微胶囊嵌人织物组织结构以及纱线里。因此，一般而言，粘合剂用量较小不会影响织物的手感。而粘合剂的气味会对香味织物产生不良影响，因此从气味大小的角度对粘合剂做了筛选，结果见表3。

表3  粘合剂对芳香织物气味的影响

粘合剂

气味强度

刚整理后

5天

10天

CA-3

+++++

+++

++

PH-421

+++

++

+

PT4000

++++

++

+

MR-D

+++

++

+

QD-280

++++

++

++

ZH-1

++++

++

+

 注：+++++表示气味极强，++++表示气味较强，+++表示气味中等，++表示气味较弱，+表示气味极弱。

    由表3可以看出，织物在刚整理完毕后，残留的气味较浓以至掩盖了熏衣草的香味。当放置五天后，粘合剂的气味变得较弱。当放置十天后，其气味几乎可以忽略不计。但由于熏衣草的阈值较大，还是以选择气味较小的粘合剂为宜。

3·3   工艺条件的选择

    香精微胶囊整理工艺条件如焙烘时间、焙烘温度对织物的缓释性能也有影响。大多数香精一般为混合物，其主要成分沸点都较低，在确保牢度的前提下，应尽可能缩短焙烘时间，降低焙烘温度。焙烘时间和焙烘温度对缓释性能和固着牢度的影响分别见表4和表5。

从表4可以看出，焙烘温度较低时，织物上CD和香精的含量都较小，这是因为温度低难以将香精微胶囊固着在织物上。而当温度较高时，微胶囊虽然能够被固着，但其中的香精成分会逃逸掉许多。因此适合香精微胶囊的粘合剂应为低温型粘合剂，

表4  焙烘温度对锚固牢度和缓释性能的影响

焙烘温度/℃

织物上CD含量/(µg·g-1)

织物上香精含量(5天) /(µg·g-1)

60

1845

1483

80

2114

1652

100

2068

1534

120

2074

812

注:焙烘时间为5min 焙烘温度在80℃。

表5  焙烘时间对锚固牢度和缓释性能的影响

焙烘温度/℃

织物上CD含量/(µg·g-1)

织物上香精含量(5天) /(µg·g-1)

2

1025

752

5

2114

1652

7

2123

1544

10

2176

1357

注:焙烘温度为80℃

    从表5可以看出，焙烘时间较短时，难将香精微胶囊有效固着，时间较长时，会造成香精的损耗。焙烘时间以5-7min为宜，同时它也因粘合剂种类不同会有所变化。因此，工艺条件需根据粘合剂进行优化。

3·4   芳香织物的缓释性能

    芳香织物的缓释性能是指织物保持香味的时间，即香精的挥发释放速度。将香精直接浸渍的织物以及β-环糊精-薰衣草包合物整理的织物在自然应用条件下暴露于空气中，每隔一星期用乙醇定期萃取，将滤液用UV-3000紫外分光光度计在λmax=276nm下测定其吸光度，经香精微胶囊处理和末处

理的织物缓释性能的对比见图3。

    从图3可以看出，未经β-环糊精-薰衣草包合物与经过其处理的织物相比，两者的释放速率都是由大到小，但变化幅度却有很大的差异。前者放置7天后，织物上香精浓度减少近70%，气味很淡。后者放置一个月后织物上香精浓度减少不到70%，仍香气宜人。此外，通过主观感官法评价，前者在10天左右已无气味，而后者放置半年后仍有香味。

4   结论

    香味纺织品可以是制造成香味纤维、香味织物，也可以为无纺织物。从纤维类别上看，不仅可以用在天然纤维上，也可以是合成纤维。从产品最终形式上看，无论是服装和装饰用纺织品都是加香的良好载体。室内纺织用品以及室内装饰品，如床单、被罩、窗帘、地毯、睡衣可以用熏衣草、天苎葵、春黄菊、牛膝草、肉桂等香味，有助于消除疲劳、提高睡眠质量。在办公环境里，可穿戴茉莉、玫瑰、香柠檬等香味服装，可以起到觉醒作用，提高工作效率。用β-环糊精作为包覆材料，工艺简单，粒径容易控制，使用方便。对人体无任何毒副作用，适用于芳香医疗保健纺织品。而当一旦香气全部散失后，采用简单的喷雾法又可根据个人喜好赋予其新的香味，留香时间比较持久。

5   参考文献

[1]G.Buchbauer,et al.Methods in Aromatherapy Research [J].Perfume & Flavorist.l996,21(5-6);31-36

[2]J.stephan Jellinnek.Aroma -chology:A Status Review [J].Perfume & Flavorist.l994,19(9-10);25-49.   

[3]八卷英彦,芳香治疗法的药理效用[J]香料香精日用品，1984(4)；36-42

[4]乐颖,精油和芳香疗法[J]北京日化，1991(3)；19-21

[5]沃尔得,芳香医疗配方宝典,伦敦，1990

[6]宋健,微胶囊及微胶囊技术的研究进展[J]化工进展，1999(1)；42-44

[7]R.Arshady,Microspheres and microcapsules,a survey of Manufacturing Techniques [J];Polymer Engineering and

 Science,1990,30(15);915-924

[8]梁治齐，微胶囊技术及其应用[M]北京，中国轻工业出版社，1999

[9]刘创，环糊精的结构、性质及应用[J]香料香精化妆品，1997(5)；55-57