人類面臨著日益惡化的生態環境,期待著能恢復人體治愈能力的自然療法;期待著能恢復健康,提高免疫力的功能性紡織品的問世。本文所涉及的功能紡織品是指通過天然藥用植物的提取物作為功能劑,對紡織品加工,從而達到抗菌防臭、保濕、吸濕、防蛀、改善肌膚觸感、抗過敏、治皮炎等加工效果,應該說這是一種保健、舒適的加工方法。
1能提取功能劑的傳統天然植物藥
1·1蘆薈
蘆薈主要成分是蘆薈素(酚系成分),它是蘆薈葉表皮及內側的苦汁,有抗炎癥、抗變異反應作用,對人體無副作用。日本東洋紡公司在“清潔革命”的系列產品中,有用蘆薈提取液作抗菌劑的。日本大和紡公司推出的抗菌防臭劑Berbtrit中含有蘆薈、艾蒿、蘇紫等萃取物。這種天然植物藥的組合,除了抗菌作用,對皮膚也有一定的護理作用。
1·2艾蒿
艾蒿為一種菌科多年生草本植物,它主要成分有1,8-桉樹腦,α-守酮、乙酰膽堿、膽堿等,具有抗菌消炎、抗過敏和促進血液循環作用。日本Unitika公司的Evercare產品就是由艾蒿的提取物吸附在多孔的微膠囊狀無機物中制成。日本還有以艾蒿染色的織物,用以加工制成患特異反應性皮炎患者的睡衣褲。
1·3蕺菜
蕺菜為泊草科多年生草本植物,蕺菜葉、莖部分的藥用成分主要含有癸酰基乙醛、甲基壬基酮月桂酸。它對葡萄球菌、線狀菌抗菌作用強。因安全性高,用于織物保健舒適加工劑。日本大和紡公司的天然抗菌劑Herbcare和日本Patatiumuu化學公司的抗菌劑Paraglas都含有蕺菜提取物。
1·4甘草
甘草是豆科多年生草本植物,產地主要為中國、阿富汗等。它在中藥中常作生藥,是早被人們所認知的藥草。甘草的主要成分是有甜味的甘草甜素,它的甜味是蔗糖的150倍。它酸解后生成甘草次酸,葡萄醣醛酸和類黃酮配糖物等。它有抗炎癥、抗變異反應、抗潰瘍和解毒等作用。其毒性小,對人體安全。日本大和紡公司的抗菌防臭劑Amaxan就是利用甘草的天然成分甘草甜素酸二鉀制
1·5茶葉
茶葉中含有多種化學成分,主要有多酚類化合物,生物堿(咖啡堿)、兒茶素等。研究表明,兒茶素對鏈球菌、金黃色葡萄球菌等微生物有抑制作用。它還能抑制酪氨酸脫羧酶的活性。此外,它還有許多藥用功能如抗病毒、殺真菌、解毒抗癌等。日本“敷紡”公司從天然茶葉中制取兒茶素處理加工棉織物,加工出具有高抗菌防臭功能的產品“切巴夫蘭秀”;“大和紡”公司也用這種兒茶素來處理加工出具有防臭抗菌功能的棉制品“卡坦庫林”。
1·6石榴果皮
石榴為石榴科落葉灌木,原產伊朗。果皮可入藥,其萃取物有抑制膠原酶活性,可開發消費性能高的生態學抗菌織物,并且其色素成分既可作為棉織品的直接染料用,又可抗菌整理。日本都立衛生研究所的實驗結果表明,染色濃度在50%(按織物重)以上,石榴染色具備符合衛生加工協會評定標準的抗菌力和耐久性。此外,在染色牢度方面符合JIS浴用毛巾的染色牢度標準。因此,日本正在把石榴作為不污染環境的生態學抗菌整理劑來開發。
2植物藥有效成分的提取技術及安全性測試方法
2·1分子蒸餾器的應用
某些植物藥的有效成分用一般的蒸餾方法來精制,會發生聚合或分解,使質量和得率下降、成本上升,尤其是對于沸點較高或熱敏性較強的成分,要采用分子蒸餾器來加工,才能得到質優的產品。
分子蒸餾器的特點:1)蒸餾時氣化溫度低,甚至低于其對應壓力下的沸點。2)由于該設備的特殊結構,使加熱和冷凝在一個外殼內進行,盡可能地減少了不必要的阻力,在蒸餾時可以獲得極低的操作壓力。3)物料分子從氣化面跑到冷凝面的距離極短,所以受熱的時間是極短暫的,一般在1min之內,物料受破壞的機會極少。如藿香油、當歸油等精制。
2·2二氧化碳萃取工藝的應用
超臨界流體萃取(Super-CriticalFluidExtaction,SFE):它的工作區一般是壓力在200~300Bar,溫度在40~80℃之間。<
2·3色譜柱分離法的應用
這種裝置可以分離沸點在300℃以下的混合化合物,尤其是沸點非常接近,相對揮發度小于1·2的混合物。如同分異構體,分離微量雜質和一些共沸混合物等,這些物質是難以用分溜法、液體萃取法和分級結晶等單元操作所能分離的。
2·4膜分離技術的應用
超濾:用以過濾粒徑1nm的物質,可過濾一些病毒、細菌、蛋白質、濃縮發酵液等,操作壓力在100~1000kPa之間。
反滲透過濾:過濾1nm~1μm以下的離子狀態物質,可以分離溶液中的糖分子,鹽分子和一些金屬離子等,可用于海水淡化。
2·5植物藥安全性常規試驗方法
天然的物質并不意味著安全,植物藥中有許多具有毒性。植物藥哪些能用于紡織品整理,可參照植物藥在化妝品上應用的藥典和有關法規執行。對毒性、刺激性和過敏性不熟悉的植物藥提取物在使用前需先進行安全試驗。常規試驗包括:1)急性口服毒性試驗。實驗動物為小白鼠以50%的致死量(LD50)表示其毒性值。2)皮膚刺激性試驗,以兔為實驗動物,考察兔皮膚對樣品的發炎、紅斑、浮腫等反應。3)過敏性試驗,以鼠為實驗動物,注射后觀察皮膚變化。
3紡織品使用天然抗菌整理劑的工藝技術和產品開發
3·1天然抗菌劑的整理技術
3·1·1微膠囊技術目前普遍使用的是微膠囊技術,該技術是將一種或幾種植物藥的活性成分,包裹在微粒子膠囊中,再固著在織物的纖維里,使其成為衛生保健織物。一些纖維里的膠囊和皮膚接觸時就爆裂開來,散發出香氣、防蟲劑和防菌劑等,發揮其衛生保健作用。對于
3·1·2超聲波技術超聲波在傳播時,使彈性介質中的粒子振蕩,并通過介質按超聲波的傳播方向傳遞能量。在液體內,分子在縱向產生壓縮和稀松,低壓部位會形成孔穴或氣泡,這些氣穴發生膨脹,最后猛烈地塌陷或破滅而產生激波,這種作用稱為氣穴作用。在氣穴作用過程中,在溶液極小范圍內會產生極高的壓力和溫度,并引起局部極大的攪動,它是超聲波產生大部分物理和化學作用的重要原因。
在水介質中,最大的氣穴效應在50℃左右出現,所以染整加工中采用超聲波的效果比低溫加工時為好。具有醫療保健功能的植物色素可用超聲波技術對紡織品進行染整加工。在古代紡織品應用的植物染料中,有許多品種對人體都有醫療保健作用,《本草綱目》中有大量記載,植物染料是真正的環保染料。
例1:紫草,為紫草科多年生草本植物,《本草綱目》云;“紫草,其功長于涼血,利大小腸,故豆疹欲出未出,血熱毒盛,大便閉澀者宜用之”。中醫常用紫草治療熱瘡、胎毒、便秘、尿血等熱毒癥。現代醫學證明,紫草有抗菌消炎、抗病毒、抗腫瘤等多種藥理作用,臨床用于治療急慢性肝炎,肺結核、皮炎、濕疹、銀屑病等癥,療效顯著。
紫草醌為亮紅色,乙酰紫草醌為紫紅色,如采用紫草染色的服裝面料做成老年人內衣褲,應有利于老年人皮膚的衛生保健。類似的還有茜草、蘇木等媒染型有抗菌效果的植物染料。
例2:馬藍,爵床科多年生草本植物,化學成分主要為靛甙,存在于葉、莖之中,用發酵法制取靛甙。馬藍的葉子也可作為大青葉入藥,功效與蓼藍、菘藍相近。馬藍根入藥稱“南板藍根”與菘藍根制做的“北板藍根”藥用功能相同。中醫認為大青葉具有清熱、解
各種藍草的葉、根、莖可以入藥,靛藍染料本身也是一味中藥。《本草綱目》日:“淀乃藍與石灰作成,其氣味與藍稍有不同,而其止血拔毒殺蟲之功,似勝于藍”。馬藍為我國西南苗、瑤、侗等少數民族常用的制靛藍草,瑤族還有一支名曰“藍靛瑤”的商人,專以種植馬藍制靛為生。這些少數民族常年生活在潮濕炎熱的大山森林深處,一襲靛藍染色的衣服可能是他們抵御疾病瘡毒的最好保健服。
3·1·3等離子體技術等離子體技術在染整加工上的應用主要包括纖維的表面改性和接枝聚合兩個方面。近年來,有人將等離子體處理用于紡織品的功能整理,其原理是先用等離子體處理纖維,使纖維活化,然后進行有關整理,也有直接將等離子體引發纖維和整理劑之間的反應,作固著處理用。建議植物藥抗菌整理劑在紡織品上應用不妨采用以上兩種方法進行試驗。
3·1·4納米技術納米材料是全新的超微固體材料,據報道,有人已開始對植物藥應用納米技術進行處理,讓納米級的四氧化三鐵外包覆天然藥物在磁場作用下到達患者需醫治的部位。這方面的研究還剛剛起步,值得深入下去。
3·2保健抗菌紡織品的開發
1·日本用絲柏醇、扁柏醇制成的微膠囊,處理純棉織物,如被褥、面料、內衣、針織襯衣、嬰兒被褥、被單、毛巾被等,從而這類紡織品有醫療過敏皮炎、抑制癢癥的功能,并具有良好的耐洗性。
2·日本高瀨染工用艾蒿提取物制成微膠囊,對棉織物或錦綸織物特殊涂層整理,使床上用品、睡衣褲、襯衣獲得抗菌防臭功能,尤其對患濕疹、痱子等皮炎和皮膚過敏的人有很好的醫療價值。微膠囊的數量達200萬個/m2以上,可耐家用洗滌不低于50次。
3·蘆薈、甘草、蕺菜等提取物中對羽毛被褥面料、被單、運動褲、睡衣褲進行保濕、抗菌防臭整理、安全、刺激性低,耐洗性好。
4·開發老年人服用和日常用紡織品。人到老年,抵抗力減弱,發病率增高,從生理和心理要求出發,既要求穿著舒適便于活動,又要求式樣和色澤大致跟得上潮流,特別對于體弱多病的高齡群體來說,還要求服裝具有抗菌性、保健性、多功能性。
1·我國植物資源豐富,古人開發利用藥用植物資源更是歷史悠久;使用植物藥的醫方,漢方、秘方更是歷經千年檢驗。用現代科學技術挖掘和整理這筆寶貴遺產,可以繼續造福人類。為此采用天然功能劑是一種優化和保護環境的染整加工技術。
2·隨著科學技術的迅速發展,染整加工技術正面臨著許多變革,加速應用高新技術成果,將為紡織品的染整加工開辟更廣闊的領域,尤其是要求進行無公害的“綠色”加工,生產“清潔”的有利于健康的紡織品。
3·從自然古老的植物上萃取有效成分,將其功能轉移到纖維、衣料、床上用品等紡織品上,起到滋潤皮膚、抗菌防臭的作用,有利于人的身心清新和健康延年。
參考文獻
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