香味纳米胶囊在家纺产品中的应用
戴萍1 纪俊玲1,2
(1 常州美胜生物材料有限公司 江苏常州 2 常州大学 江苏常州)
摘要: 本文侧重描述香味纳米胶囊的主要性能指标、特性优点及其在家纺产品中的应用。
关键词: 香味 纳米胶囊 家纺产品
前言
香味除了具有掩盖异味外,其医疗作用如:舒缓紧张情绪、解除压力、催人兴奋、镇静、杀菌等越来越受到人们的重视。目前,人们对纺织品的要求从过去的实用型向装饰、享受、保健型转化。各种香味纺织品的悄然兴起和蓬勃发展不仅顺应了这一趋势,满足了人类的需求,也赋予了纺织品新的内涵[1]。然而,香精中含有的有机成分复杂并且化学性质极不稳定,在使用和存贮期间易挥发或分解变质。所以,香味缓释长效问题是开发香味纺织品的关键[2]。香味纳米胶囊HANS® PERF-NANO具有良好的影响力、留存性、持久性和稳定性。它是从天然花草植物中提取原香精,通过特殊手段制作成香味纳米胶囊剂,是一种全包囊型纳米微胶囊香料,适用于棉、毛、丝、麻、化纤织物及成衣的香味整理。整理的织物经摩擦、拍打或揉搓,受外力作用后,微胶囊破损,香气外溢,即可闻到芬芳的花香,如无外力作用,微胶囊则不破损,香味持久保存,永不消失。适合家纺产品如床上用品、内衣、窗帘、沙发、装饰品等加香处理。该产品为江苏汉诺斯(原常州汉斯)的发明专利产品--香味纳米微胶囊分散液的制备方法和应用(ZL:200710019502.9)。经特种香型胶囊处理过的家纺产品如被子和睡衣等会给人带来轻松的睡眠感;穿着有香料胶囊整理过的衣服在运动时可使人情绪高涨并保持头脑清醒,运动后可以放松肌肉;在职业服饰中使用可使人思维清晰、信心增强[3]。
1 香味纳米胶囊HANS® PERF-NANO基本性能
1.1 主要性能指标
表1 香味纳米胶囊的性能指标
1.2 主要特性优点
表2 香味纳米胶囊的特性优点
1.3应用工艺
香味纳米胶囊处理家纺织物的方法可以采用浸轧、浸渍和印花、喷淋工艺,具体用法视织物情况而定。
1.3.1 浸轧工艺
漂染后的织物 → 浸轧(轧液率60~80%)→ 烘干(80~110℃)1.3.2 浸渍工艺 织物 → 浸渍(浸泡匀透)→ 脱水(回收甩出溶液,加入到浸渍槽中)→ 烘干(80~110℃)→ 成品
1.3.3印花和涂层工艺
印花 → 烘干(50~100℃)→ 拉幅(130~150℃)→ 成品1.4 性能表征
1.4.1 粒径分布取一定量的香味纳米胶囊分散与蒸馏水中,超声5min后用BT-9300S型激光粒度分布仪测量其粒径分布。
1.4.2 表观形态(SEM)采用JSM-6360LA型电镜扫描仪扫描微胶囊粒径及外貌,温度为常温25℃。
1.4.3 热重测试(TG)利用热重分析仪(TG)对香味纳米胶囊的热稳定性进行测定,测量出0~800℃区间内样品质量的变化,升温速率10℃/min,氮气保护。
1.4.4气相色谱对织物留香效果的测定[4]制出的香精标准曲线;称取一定量的织物,用95%的乙醇进行香精萃取,气相色相测定。织物上的留香总量:A1/A2=C1/C2 (1)
式中:
A1-标准香精溶液选定保留时间下的峰面积;
A2-织物萃取液选定保留时间下的峰面积;
C1-标准香精溶液浓度;
C2-织物萃取液香精浓度.
织物上的香精总量=CV/W (2)
式中:C-萃取液的香精浓度,g/L
2 结果与讨论
2.1 香味纳米胶囊的表征
2.1.1 香味纳米胶囊的粒径分布
图1 香味纳米胶囊的粒径分布图
采用激光粒度分布仪对香味纳米胶囊的大小及其粒径分布进行测试,从纳米胶囊的粒径分布(如图1所示)可以看出,制备的胶囊粒子大小主要分布在1.5-3.5μm之间,分布区间较窄,基本成正态分布,平均粒径为2.12μm。此粒径非常适合应用在高织高密的家纺产品中,其微小粒子可以渗透到纤维内部,与纤维紧密结合,从而增加耐洗性能。
2.1.2 香味纳米胶囊的表观形态
图2 香味纳米胶囊的电镜图
如图2所示,可以清晰观察到香味纳米胶囊的外貌,其外观为规则的球体,胶囊周围没有絮凝物,说明香精被完整的包覆在壁材中,且大小很均匀。
2.1.3 香味纳米胶囊的热重测试(TG)
图3 香味纳米胶囊的TG图
从热重曲线(图3)中可以看出,香味纳米胶囊重量损失可分为三个阶段:从0到150℃区间内,这主要是香味纳米胶囊中残留水分和香精挥发所引起的;200到300℃区间内,微胶囊开始逐渐破裂,壁材开始分解;从300℃往后,香味纳米胶囊的失重速率呈直线下降,说明此段温度下,壁材分解比较快;至400到800℃区间,壁材已分解完全。从去分解曲线,可知此种香味纳米胶囊可以应用在纺丝工艺上。
2.1.4 织物上香精含量随时间变化测试
经香料纳米胶囊处理后的织物敞开存放,每隔60天测试织物上的含香精的总量。图4所示即为0-12个月测定的织物香精含量。图中表明,随着贮存时间的时间延长,织物上的香精含量逐渐减少,但趋势很小,至12个月后,仍有很多的香精留存在织物的纳米胶囊中,织物仍然散发出宜人的芬芳,从而说明织物经香味纳米胶囊处理后,香味耐久性非常好。
图4 织物上的香精含量随时间变化图
2.2 香味纳米胶囊在家纺产品中的应用
2.2.1 浸轧工艺
近来,薰衣草香味在南通家纺面料如“舒香棉”上使用较多,实施例:南通某染厂使用薰衣草香型在面料上与柔软剂、增重剂、抗静电剂等同浴使用,采取浸轧工艺整理后,制成家纺产品如床上用品等。对于压力较大、易失眠的人群来说, 床上用品中添加薰衣草、等香味,可以消除疲劳、促进睡眠。工艺如下:
① 工艺配方:
HANS® PERF-NANO 5~20g/L
② 工作液的配制
先加入香味纳米胶囊HANS® PERF-NANO,再加入等量的冷水,搅拌成均匀的稀浆,然后加入剩余的水搅拌,备用。
③ 工艺流程:
漂染后的织物 → 浸轧(轧液率60~80%)→ 烘干(80~110℃)
2.2.2 浸泡工艺
对于针织类的家纺产品来说,一般可以采用浸泡的方式来处理织物。实施例:山东某家纺厂采用柠檬香味浸泡织物后,制成毛巾类产品,在使用时,通过脸部摩擦使胶囊破裂,香味溢出,可以对人脑起到兴奋作用,从而改善人的工作状态。工艺如下:
① 工艺配方:
HANS® PERF-NANO 0.5~3% (omf)
②工艺流程:
织物 → 浸渍(浸泡匀透) → 脱水(回收甩出溶液,加入到浸渍槽中) → 烘干(80~110℃)→ 成品
2.2.3 印花工艺
香味印花不仅让人在视觉上获得美的享受,而且在嗅觉上得到愉快的满足。香味印花工艺与普通印花工艺相类似,蒋香味纳米胶囊与印花浆料混合在一起,通过丝网印花或圆网印花的方式将香味纳米胶囊印在织物上,然后烘干即可。
实施例:浙江某印花厂使用茉莉香型在面料上印花后,制成家纺产品如领带、沙发套件、装饰品等,可以使人在工作时起到提神的效果,且茉莉香型具有比咖啡大一倍的醒脑作用。工艺如下:
① 工艺配方:
HANS® PERF-NANO 1~5
涂料色浆 X
粘合剂 15~20
增稠剂 1~2
加水 至100
② 化料方法:
首先配制好印花浆,再搅拌加入HANS® PERF-NANO,搅拌均匀,备用。
③ 工艺流程:
印花 → 烘干(50~100℃)→ 拉幅(130~150℃)→ 成品
3 结论
通过对香味纳米胶囊HANS® PERF-NANO一系列的测试如: 扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、热重分析仪、香味留香时间等对其外貌形态、粒径大小、结构、热性能等进行了表征,结果表明:(1)香味纳米胶囊具有良好的表观形貌,圆润饱满,致密性较好;(2)粒径主要分布在1.5-3.5μm之间,分布区间较窄,基本成正态分布,平均粒径约为2.12μm,可以与纤维紧密结合,增加其耐水洗性能;(3)分解温度在200-300℃区间内,建议可使用在纺丝工艺中;(4)其留香时间长达一年以上。以上种种迹象表明,香味纳米胶囊在家纺产品方面的应用前景非常广阔。
参考文献:
[1] 熊葳,顾平. 香味保健纺织品的开发现状与微胶囊生产技术[J]. 国外丝绸,2009,(4):29-31.
[2] 王潮霞,陈水林.芳香疗法及其在纺织品上的应用[J]. 印染,2001(8):40-42.
[3] 纪俊玲,陈水林,汪信. 薰衣草纳米胶囊制备及其在彩棉针织物上的应用[J]. 上海纺织科技,2006,34(4):14-16.
[4] 罗艳,李春燕,陈小立.香味微胶囊整理织物的游离甲醛和留香效果[J].上海纺织科技.2001,29(5):44-46