浅谈美容用纺织材料*

1. 嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江 嘉兴 314001；2. 青岛明月海藻集团有限公司海藻活性物质国家重点实验室，山东 青岛 266400

浅谈美容用纺织材料*

秦益民1, 2张德蒙2邓云龙2郝玉娜2张妮2尚宪明2

1. 嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江 嘉兴 314001；2. 青岛明月海藻集团有限公司海藻活性物质国家重点实验室，山东 青岛 266400

总结美容用纺织材料的基本功能，介绍生物活性成分及其负载技术、美容用纺织材料的检测技术，列举部分应用实例，以期对开发新型美容用纺织品提供参考。

美容用纺织材料，生物活性成分，负载技术，检测技术

美容用纺织材料是指一类具有护肤美白、缓解压力、抗衰老、减肥等美容、化妆和保健功效的特种纺织复合材料，其基于纺织品的基本构造，通过化学、物理、生物、医疗等新技术负载生物活性成分，起到美化皮肤、愉悦身心、促进健康的作用，为消费者提供特殊的用户体验[1-2]。如通过结合表面处理、涂层、微胶囊、纳米复合材料等先进加工技术，可使纺织材料在具有美容功效的同时，减轻质量，提高舒适性，增加功效，并改善其环保性能。

本文总结了美容用纺织材料的基本功能，介绍了生物活性成分及其负载技术、美容用纺织材料的检测技术，列举了部分应用实例，以期对开发新型美容用纺织品提供参考。

1 美容用纺织材料的基本功能

美容用纺织材料是一类基于纤维材料的功能性化妆品，其功效与化妆品相似。欧盟化妆品指令(76/768/EEC)把化妆品定义为与表皮、毛发系统、指甲、嘴唇、外部生殖器官等人体各种外部器官接触的物质，旨在清洗和改变外观、纠正气味、保护或改善外形，其典型功能包括提高肌肤湿润度、改善质地和弹性、防紫外线、美白、减少脂肪团、调节皮脂、抗皱、除臭、止汗等[3]。

美容用纺织材料与化妆品相似，种类繁多，其主要品种在纤维的种类、织物的结构、负载的生物活性成分等方面有很大的区别[4]。其功能主要来源于负载的生物活性成分，提供如吸湿排汗、抗菌、防潮、透气、透湿、抗紫外线、清香、蓄热保温、促进血液循环、养颜护肤、紧肤、清火败毒、防油去污、减肥、提神、舒缓、激活、吸附异味等功效[5-7]。如，在纤维中加入相转变材料，可通过吸收人体的热量达到清凉的效果；在纤维表面负载人参提取液等生物提取物，可激发皮肤的活力，起到减少皱纹的作用；在纤维中添加辅酶Q10等超级抗氧化物，可使细胞能量增加，刺激并合成胶原蛋白，使肌肤年轻细腻、充满活力。利用高弹性纤维为原料制备运动服装，可通过提供紧身作用减少皮肤中的脂肪团，加快血液循环，达到瘦身及美化皮肤的目的。在后整理过程中使用香精，可持续地释放清香，令人产生舒适、愉悦的感觉。

2 生物活性成分

美容用纺织材料使用的生物活性成分包括各种具有生物活性的无机化合物、有机化合物、动物提取物、植物提取物等。其中：无机化合物包括氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化钛、纳米锌颗粒、碳黑等，可为皮肤提供抗菌、防紫外线、去异味等美容护肤功效；有机化合物包括维生素E、氨基葡萄糖、草酸、乙二醇等，具有活化和滋润皮肤的功效[8-10]；基于鱼、虾、蟹、贝、藻等动植物的提取物，如鱼胶原蛋白、岩藻多糖、海藻寡糖等，具有优良的美容护肤功效，是当前美容化妆领域开发利用的一个热点[11-13]。下文就常见的生物活性成分做一介绍。

2.1维生素E

维生素E，又称生育酚，是一种具有特殊应用价值的脂溶性有机化合物，其不溶于水，可溶于乙醇、脂肪等有机溶剂，对热、酸稳定，具有较好的加工性能。维生素E是一种重要的抗氧化剂，能捕获自由基，使皮肤细胞外基质中的细胞、血管、神经及胶原蛋白保持健康状态，达到良好的护肤作用[14]，可用于防治烧伤、冻伤、毛细血管出血等，并可使末梢血管扩张、改善血液循环，还能抑制眼睛晶状体内的过氧化脂反应，预防近视的发生和发展。

2.2动物提取物

角鲨烯源自鲨鱼肝脏，其具有天然的抗氧化功效，与透明质酸、维生素E等联合使用，可有效渗透皮肤，使皮肤滑腻、滋润、充满弹性，减少老年斑和皱纹的形成，防止皮肤老化。

甲壳素和甲壳胺是从螃蟹、虾等甲壳类生物中提取的一种含有氨基的多糖，其在湿润的介质中通过氨基的离子化形成带阳离子的化合物，抑制细菌增长，吸附皮肤表面的重金属离子，有效淡化色斑，减少黑色素的生成，减缓过敏和暗沉，使受损肌肤重获新生。

虾青素是从虾壳中提取的一种生物活性物质，其具有抗氧化、抗衰老等功效，在滋润肌肤的同时可舒缓情绪。

2.3植物提取物

近年，源自海藻的各种生物活性物质在化妆品领域得到广泛应用[15-17]。如海带作为一种海洋植物，富含各种亲水性生物活性物质，将从其中提取的生物活性物质负载在棉织物上，可更新和重建皮肤细胞组织、强化脆弱肌肤、有效减少疤痕形成，且可为皮肤构筑水份保护屏障，提供长效的保湿作用，利于皮肤炎的治疗[18]。又如海藻含有的褐藻多酚(其化学结构见图1)，其具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗心血管疾病、抗糖尿病综合症、保护肝脏及抑制赖氨酸酶等广泛的生物活性。以海藻酸盐纤维加工制备的水刺非织造布具有良好的生物相容性和亲肤性，与天丝、黏胶等纤维相比有更高的吸湿性，且可以通过海藻酸分子结构中的羧酸基团吸附皮肤表面的重金属离子，起到延长保湿时间,以及排毒、养颜、美白等优良的护肤功效，达到抑制和延缓氧化的目的，在美容化妆领域有很高的应用价值[19-21]。

图1 海藻中提取的褐藻多酚的化学结构

目前，美容用纺织材料常用的植物提取物主要有库拉索芦荟叶汁、绿茶提取物、海藻提取物、迷迭香提取物、甘草根提取物、洋甘菊精华、人参提取物、金盏花提取物、小黄瓜提取液等。芦荟提取液含有的生物活性成分达200多种，包括75种营养成分、20种矿物质、18种氨基酸及12种维生素。白藜芦醇是一种从葡萄酒中提取出的生物活性物质，具有抗氧化性能，用于美容用纺织材料中可抑制甘油三酯的合成，起到防止皮肤老化和保护心血管的作用[22]。各种水果提取物，如苹果中的苯胺素、玫瑰果中的己酸烯丙酯、柠檬中的柠檬醛、樱桃中的胡椒醛、菠萝中的肉桂醛等，可为美容用纺织材料提供愉悦的香味。植物精油，如鼠尾草油、薰衣草油、薄荷油、桉叶油、洋甘菊油、百里香等，具有润肤、提神等功能；从月季花、茉莉、菊花、玫瑰等鲜花中提取的精油，具有优良的护肤美容功效。

图2 美容用纺织材料的多层次结构

3 生物活性成分的负载技术

图2显示了美容用纺织材料的多层次结构，其中高分子材料为其提供了基本的结构框架，是决定美容用纺织材料使用性能的重要因素。近年来，海藻酸、甲壳胺、胶原等天然高分子材料在生物医用材料领域得到广泛应用，它们通过湿法、静电纺丝法等工艺加入纤维材料中，所得产品是加工制造美容用纺织材料的优质原材料，具有良好的生物活性。竹炭纤维、竹原纤维、吸湿快干纤维、载银复合纤维等也具有很高的应用价值。对棉花、黏胶纤维、真丝、羊毛等传统纤维材料进行功能性整理后，可提高纤维的柔软性、吸湿性、透气性、蓬松性等，制备功能显著、手感滑糯的美容产品[23-25]。

美容用纺织材料中的生物活性成分可在生产过程中的各个阶段与纤维、纱线、织物相结合，通过关键技术的应用达到负载生物活性成分与控制释放之间的平衡，使生物活性成分既有一定的耐洗性，又能通过缓控释放转移到皮肤中，起到美容健康等功效[26-28]。图3为美容用纺织材料负载生物活性成分的效果图。

图3 美容用纺织材料负载生物活性成分的效果图

在负载工艺方面，美容用纺织材料的生产加工主要采用三种方法——共混纺丝法、后整理法及微胶囊包埋技术。三种方法在负载能力、耐洗性和透皮转移等指标上有较大的区别：共混纺丝法适用于稳定性良好的生物活性成分；后整理法不适用于水溶性活性物质及挥发性强的物质；微胶囊包埋技术适用于溶于水的活性物质，且该技术的负载量大于共混纺丝法，但通过共混纺丝法制备的产品具有更好的耐洗性能。

3.1共混纺丝法

即将生物活性成分与成纤高分子共混后纺丝。如海丝纤维，它是一种典型的具有保健、护肤、抗菌、美容等功效的生物活性纤维，主要成分为纤维素和海藻，其结合了溶剂法生产再生纤维素纤维的强度和柔性，以及海藻植物的生物活性。先将海藻进行纳米化加工后，再与纺丝溶液混合，使海藻颗粒均匀分散在纤维中。由于其主要成分是再生纤维素纤维，故海丝纤维的成纱性能好、染色均匀、色彩鲜艳，具有很好的光泽和悬垂性，且海丝纤维中的海藻成分使纤维对皮肤具有自然的护肤、美容和保健功效。由海丝纤维制成的织物，手感好、光滑柔软、吸湿透气、穿着舒适。

3.2后整理法

即将乳化的生物活性成分与聚合物黏结剂，通过涂层、浸轧、竭染、喷涂、印刷等工艺负载到纺织面料上。如环糊精是一种包含6～8个葡萄糖单体的桶状分子，可以与薄荷醇、维生素E等活性物质结合，形成具有保护作用的复合物结构，再利用黏结剂连接到纺织材料上，起到缓释生物活性成分的作用。常用的黏结剂包括可交联硅树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯基乙酸酯和聚氨酯，用量一般为织物质量的0.25%～4.00%[29-30]。

3.3微胶囊包埋技术

即将包埋生物活性成分的微胶囊结合到纤维或织物的表面，是美容用纺织材料中最常用的一种技术，适用于水溶性、挥发性强、热敏感、易氧化的活性物质。由天然或合成高分子制备的直径为1～5000 μm 的微胶囊可将固态、液态或气态的生物活性成分包埋在其中，能在保护生物活性成分的同时，使生物活性成分免受加工过程中的氧化和热分解影响，提高产品在加工及储藏过程中的稳定性[31-32]。

由甲醛与尿素或甲醛与三聚氰胺制备的微胶囊成本低、使用方便，在美容用纺织材料中应用广泛。其制备过程是把液态的疏水性化妆品成分乳化后加入微胶囊预聚物中，聚合成型得到负载生物活性成分的微胶囊。整理过程中甲醛会随加热挥发，所得负载微胶囊的纺织材料可满足生态纺织品标准100中二类产品或一类产品的要求。以生物活性成分为核材，在其表面使用聚脲、聚氨酯、聚酯或聚酰胺等进行缩合聚合，可得到负载生物活性成分的壳包核微胶囊结构。此外，利用海藻酸和甲壳胺具有相反电荷的特点，通过复凝聚法，可将两种高分子材料作为囊材制备微胶囊，但缺点是所得微胶囊力学强度不及甲醛与尿素或甲醛与三聚氰胺形成的微胶囊。

4 美容用纺织材料的检测技术

美容用纺织材料的主要功能是持续向皮肤转移其负载的生物活性成分，使生物活性成分与皮肤各个部位发生互动作用，达到改善皮肤中细胞和组织的结构和性能、美化皮肤、增强人体活力作用的。因此，为保证产品的质量，在研发、生产、销售、使用等环节需要对生物活性成分的释放进行客观或主观的测试，以验证其使用性能。其中，凉爽、舒适等定性的功效可通过对用户进行问卷调查证实；定量的性能则可以通过皮肤湿度仪、皮肤弹性仪、皮脂仪等进行测试。

4.1生物活性成分转移试验

美容用纺织材料在与皮肤接触后，其负载的生物活性成分通过与皮肤表面的汗水、油脂、细菌之间的互动，以及与上皮组织中蛋白质的结合、渗透、活化，影响真皮组织中的结缔组织、成纤维细胞、生长因子，进而起到活化皮肤等健康功效。在保湿和减肥类产品中，美容用纺织材料需要向皮肤转移大量的生物活性成分，而香味材料只要求释放很少量的香精。

可通过穿着和清洗测试，检测保湿和减肥类产品中生物活性成分向皮肤转移及耐洗脱的性能。如，测试负载润肤膏的袜子时，30名志愿者在穿着袜子8 h后，利用洗涤液清洗袜子，取其中3双袜子测试其中的生物活性成分，另外的则继续在穿后重复该试验，以得到袜子中的润肤膏向皮肤转移及耐洗脱的性能参数。

4.2耐洗性测试

耐洗性主要是测试经数次洗涤后，残留在美容用纺织材料上的生物活性成分。测试时，一定量的美容用纺织材料在ISO规定的洗涤剂中洗涤，其中洗涤剂的用量及烘干条件应符合美容用纺织材料的使用情况。洗涤10次后，残留的生物活性成分应在20.00%～60.00%(质量分数)。实际使用中，若生物活性成分很容易被洗去，则产品的释放量偏大，耐用性差；相反则耐用性好，说明在使用过程中转移到皮肤的生物活性成分少。好的美容用纺织材料应在数次的使用过程中，转移足够的生物活性成分并产生美容效果，而不是具有优良的耐洗性能。

4.3皮肤水分测试

皮肤角质层含有充足的水分，这对皮肤的外观及性能有着重要的意义。在美容用纺织材料中，保湿剂通过吸引并结合水分、润肤剂，创造一个闭塞的环境抑制水分的挥发，使皮肤滋润。因此，皮肤水分可通过表皮电容与水分之间的关系，利用皮肤湿度仪进行定量测试。

4.4安全评估和法规

欧盟化妆品指令(76/768/EEC)最早对化妆品的监管提出了明确的技术规范，1976年被各成员国接受后，该指令的注重点越来越转移到消费者安全、声称支持、动物福利及副作用警戒方面。有关美容产品的一个新法规(EC No. 1223/2009)于2009年通过后，在2013年得到实施，其中一个未解决的问题是美容用纺织材料是否可以被定义为化妆品。从该法规的角度看，美容用纺织材料不是一种制剂，其利用纺织材料作为载体将美容活性物质转移到皮肤上，如果该生物活性成分起到了保护或护理皮肤的作用，则该材料是一种化妆品。据此，美容用纺织材料中的生物活性成分应受化妆品指令的监管。

5 美容用纺织材料的应用案例

随着消费者对健康和美容的日益关注，美容用纺织材料正以各种方式进入人们的日常生活[33]。例如，在减肥及瘦身领域，将具有消耗脂肪功能的化合物封装并整理到牛仔裤上，可赋予牛仔裤瘦身功能。世界著名足球运动员梅西就穿着一款名为Skineez的减肥瘦腿内衣，其通过微胶囊中包埋的生物活性成分，减少脂肪团的形成。Hologenix公司开发的名为Celliant的功能面料，其通过纤维将人体散发的热量回收再利用，做成的纺织品可增加人体组织的氧含量，提高运动员的成绩，改善睡眠和肤质。Cupron科技公司发明的功能纤维结合了铜元素的生物活性，具有光滑肌肤的功能，已被做成枕套、手套、眼罩等产品，其通过纤维负载的铜离子，促进皮肤中胶原蛋白的合成，实现了祛除皱纹，以及在睡眠中使皮肤年轻靓丽的功效[34-35]。Lenzing公司将甲壳胺与纤维素共混，通过溶剂法纺丝制备出新一代天丝纤维，该纤维利用了甲壳胺的生物活性，具有减缓皮肤瘙痒、调节细胞代谢、护肤、抑菌等功效，与肌肤接触后可产生优良的美容功效。

目前，生物、医药、材料等领域的快速发展为美容用纺织材料的进步提供了广阔的空间[36-38]。以褐藻提取物海藻酸为原料制备的海藻酸盐纤维正在面膜等美容用纺织材料中得到广泛应用。海藻酸盐纤维可与各种纺织纤维混合后制备水刺非织造布面膜材料，利用其很强的吸湿性能提高面膜的吸液率。例如，在竹纤维中添加25.00%(质量分数)的海藻酸盐纤维后，所得到的共混水刺非织造布在具有柔皙、保湿、柔肤、抗衰等四种不同功能的精华液中的吸液率均高于纯竹纤维制品，每克面膜布吸收的精华液分别为27.63、22.36、40.02、37.83 g，比纯竹纤维制品的吸液率分别提高55.2%、41.0%、130.1%、116.6%。图4显示了海藻酸盐纤维与竹纤维共混制成的多孔水刺非织造布结构，在与精华液接触后，水刺非织造布中的海藻酸盐纤维被转化成凝胶，所固定的大量精华液可起到优良的功能作用。

(a) 吸润膨胀前(×50)

(b) 吸润膨胀后(×200)

6 小结

对纺织材料负载生物活性物质制备美容用纺织材料，实现了生物技术与纺织技术的有效集成，其在为消费者提供卫生、保健、美容等功效的同时，有效拓宽了纺织材料的传统应用领域，提高了纺织品的附加值，为传统纺织企业的转型升级提供了广阔的发展空间。

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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

*山东省泰山学者蓝色产业计划项目(20130009)

2017-06-12

秦益民，男，1965年生，教授，主要研究领域为功能性纤维的研究与开发