微膠囊技術(shù)是一種將微量功能性物質(zhì)包裹在聚合物薄膜中的技術(shù),具體來(lái)說(shuō)是指將某一目的物(稱(chēng)為芯材或內(nèi)相)用各種天然的或合成的高分子材料連續(xù)薄膜(稱(chēng)為壁材或外相)完全包覆起來(lái),而對(duì)目的物原有化學(xué)性質(zhì)絲毫無(wú)損,然后逐漸地通過(guò)某些外部刺激或緩釋作用使目的物的功能再次在外部呈現(xiàn)出來(lái),或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保護(hù)芯材的作用。
非織造布后整理是指對(duì)非織造布產(chǎn)品進(jìn)行深加工的過(guò)程,是纖維網(wǎng)經(jīng)固網(wǎng)形成非織造布后所經(jīng)過(guò)的一系列旨在改善產(chǎn)品外觀和內(nèi)在質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能、賦予產(chǎn)品特殊功能的加工過(guò)程。非織造布后整理包括前處理(預(yù)處理)、染色、印花和功能后整理等。從近幾年國(guó)內(nèi)外的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,非織造布后整理更側(cè)重于功能性整理,如阻燃整理、抗菌整理、香味整理、拒水拒油整理和防紫外線整理等。微膠囊技術(shù)在非織造布后整理中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
1 微膠囊制備方法
微膠囊的制備方法有物理法和化學(xué)法兩大類(lèi)。物理法主要包括噴霧干燥法、噴霧冷凝法、空氣懸浮法、包合法、超臨界流體法、多孔離心法、靜電結(jié)合法和真空蒸發(fā)沉積法等。其中噴霧干燥法在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用最多,靜電結(jié)合法、真空蒸發(fā)沉積法和超臨界流體法是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的新方法。化學(xué)法制備微膠囊的工藝主要是利用單體發(fā)生聚合反應(yīng),形成高分子壁材將芯材包裹起來(lái)。根據(jù)原料和聚合方式的不同,可以把化學(xué)法分為界面聚合法、界面配位法、原位聚合法和銳孔一凝固浴法等。
圖1 微膠囊形狀結(jié)構(gòu)
微膠囊有多種結(jié)構(gòu),有的呈簡(jiǎn)單的囊泡結(jié)構(gòu),有的呈多重壁材包埋結(jié)構(gòu),還有的囊壁中分散多個(gè)囊芯,不同結(jié)構(gòu)的形成主要由制備方法的不同引起的。微膠囊的形狀有橢圓形、圓形和不規(guī)則形等(如圖1所示)。微膠囊的粒徑范圍非常寬,一般為1~1 000μm,壁的厚度為0.5~150μm,目前已開(kāi)發(fā)了粒徑在1μm以下的超微膠囊。
2 微膠囊芯材釋放特性
微膠囊中的芯材釋放可分為瞬間釋放、緩釋和控制釋放三種情況。瞬間釋放是采用如機(jī)械壓碎、摩擦以及使之變形等方法使微膠囊破裂,或在熱的作用下使之熔化,或用化學(xué)方法如酶的攻擊,或混人一些膨脹劑到囊芯,或使用電磁方法等使微膠囊破裂,芯材瞬間釋放到外環(huán)境中。
緩釋就是芯材從微膠囊中按一定規(guī)律緩慢釋放,微膠囊體系中的芯材組分在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以維持有效濃度。緩釋在織物香味整理中使用得比較多,能延長(zhǎng)香味的持續(xù)時(shí)間。
控制釋放是指一種或多種活性成份或配料根據(jù)需要在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間和恰當(dāng)?shù)奈恢靡砸欢ǖ乃俾蔬M(jìn)行釋放。對(duì)于微膠囊,指芯材在特定時(shí)間和在特定的作用下釋放出來(lái)。
3 微膠囊在功能后整理中的應(yīng)用
為了使非織造布具有良好的使用性能,除了要進(jìn)行染色、印花等加工外,根據(jù)實(shí)際需要還常進(jìn)行芳香、拒油拒水、阻燃和抗菌等各種功能后整理。在后整理工藝中,微膠囊技術(shù)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。微膠囊技術(shù)在非織造布中的應(yīng)用主要利用了微膠囊的三個(gè)性能:
(1)隔離性能。一些具有光敏、熱敏或生物性的材料作為芯材包埋后,在需要釋放的時(shí)候,利用光、熱、壓力及生物作用等手段破壞壁材,即可釋放出芯材;
(2)緩釋性能。芯材通過(guò)囊壁逐步滲透揮發(fā),延長(zhǎng)了作用時(shí)間;
(3)發(fā)泡性能。微膠囊處于一定溫度下的時(shí)候,芯材溶劑汽化,壁材被膨脹完成一個(gè)氣泡,便可達(dá)到發(fā)泡的目的,這種性質(zhì)主要用于發(fā)泡印花上。
3.1 抗菌整理微膠囊
隨著現(xiàn)代非織造布技術(shù)的發(fā)展,非織造布在醫(yī)療用品、衛(wèi)生保健用品、日常用品、室內(nèi)裝飾和汽車(chē)內(nèi)飾等應(yīng)用越來(lái)越多。非織造布是由化學(xué)纖維或天然纖維經(jīng)過(guò)一定工藝加工形成的多孔組織,非常容易吸附細(xì)菌。而與人體有接觸的衣物、手術(shù)衣、帽子、毛巾等可能附著人體產(chǎn)生的汗液、皮脂等適于細(xì)菌生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng),容易成為滋生和傳遞病菌的重要媒介。對(duì)相關(guān)領(lǐng)域使用的非織造布進(jìn)行抗菌整理是十分必要的。銀離子的抗菌性能最為突出,且對(duì)人體安全性高,對(duì)皮膚無(wú)刺激反應(yīng),無(wú)致基因突變性,相關(guān)的研究和應(yīng)用最為廣泛。載銀抗菌非織造布在一定的濕度下,銀離子會(huì)緩慢地從載體中釋放出來(lái),釋放量足以殺死細(xì)菌和真菌的繁殖,以達(dá)到殺菌的作用,并且保證了抗菌作用的長(zhǎng)效性。
使用緩釋微膠囊技術(shù),即將有效的抗菌劑作為芯材包埋在其他物質(zhì)的囊壁中,在使用過(guò)程中抗菌劑緩慢滲出并發(fā)揮抗菌作用?咕砉に嚵鞒虨椋菏褂铆h(huán)氧樹(shù)脂為壁材和抗菌劑為芯材制備抗菌微膠囊,將抗菌微膠囊、粘合劑和分散劑配制成整理浸漬液,采用二浸二軋法進(jìn)行整理,進(jìn)行預(yù)烘、焙烘和熨燙,得到抗菌性非織造布。經(jīng)過(guò)抗菌整理的非織造布在一定的條件下,如適宜的溫度或濕度,會(huì)緩慢釋放出抗菌劑,其釋放量足以抑制或殺滅細(xì)菌和真菌的繁殖。
3.2 芳香整理微膠囊
洗滌或干燥時(shí)以紡織調(diào)節(jié)劑形式向紡織品中加入香料來(lái)增香的方法已經(jīng)應(yīng)用很多年,然而香味的持續(xù)時(shí)間相對(duì)都比較短。微膠囊技術(shù)應(yīng)用到芳香整理中,香料可以在非織造布的大部分壽命中保持其作用。各種香精油微膠囊具有很多新的應(yīng)用,如芳香整理非織造布可以醫(yī)療疾病或輔助治療,芳香能夠優(yōu)化環(huán)境,還可以突出形象。芳香微膠囊有兩種,一種是開(kāi)孔型,一種是封閉型。開(kāi)孔型的微膠囊壁有許多微孔,不斷釋放香氣,而且隨著溫度升高,香氣物質(zhì)釋放也隨著加快,屬于緩釋型或熱敏型微膠囊。封閉型微膠囊正常情況下香氣物質(zhì)很少釋放,一般是在受壓或摩擦下囊壁破裂而釋放香氣,屬于壓敏型微膠囊。
目前,芳香整理的工藝主要采用浸軋法、噴霧法和浸漬法等。浸軋法和噴霧法適合非織造布的連續(xù)作業(yè)整理。浸軋的工藝流程是:香料微膠囊的制備配制浸漬液一非織造布浸漬→軋布→預(yù)烘→焙烘。室內(nèi)及裝飾用非織造布,如床單、被罩、窗簾、地毯等可以用薰衣草、春黃菊、肉桂等香味微膠囊進(jìn)行整理,有助于消除疲勞、提高睡眠。芳香型非織造布產(chǎn)品具有調(diào)理肌膚、緩解壓力、治療疾病等藥理功效。
來(lái)源: 印染在線
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