CN115262235B - 一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，由以下原料制备而成：凝香微胶囊、粘胶纤维、丙烯酸酯粘合剂、整理剂；所述凝香微胶囊为以植物精油和单甘脂为芯材，以酪蛋白、抗性糊精和介孔纳米微球的复合材料为壁材，包裹芯材，得到的微胶囊结构，所述微胶囊的尺寸在0.8‑1.5μm之间。本发明产品为持久留香的水刺非造布，产品手感柔软，只要用手轻轻触碰，能够释放各种香味因子，让使用者感到舒适。本发明提供的为凝香型微胶囊所用原料均为生物友好的材料，制得产品无毒无害。

Description

一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水刺布技术领域，具体涉及一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料及其制备方法。
背景技术
非织造布具有透气、柔软、质轻、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉等特点。如采用聚丙烯(PP)粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺网、热压卷取连续一步法生产而成。水刺非织造布是非织造布中的一种，是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，使纤维相互缠结在一起，从而使纤网得以加固而具备一定强力，得到的织物即为水刺非织造布。
传统水刺非织造布抗静电能力差，抗菌性较差，为了不改变非织造布的性能的情况下增加非织造布的强力，采用水刺的方法提高非织造布的力学性能，但还需要进一步提高水刺非织造布的抗静电性能和抗菌性能，因此，有必要提出一种复合水刺非织造布。
香味除了具有掩盖异味外，如舒缓紧张情绪、解除压力、催人兴奋等越来越受到人们的重视。随着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。但目前现有技术中，凝香型的水刺布由于只是简单的涂布，容易被洗去，香味无法持久。
微胶囊技术是利用高分子材料将固体、液体或气体包封形成微小粒子的保护技术，可以在保留芯材原有特性提下实现缓释或持久保存。但单一的高分子材料存在机械性能差、热稳定性较低等缺点。采用新型材料改性微胶囊壁材，强化壁材性能，提高微胶囊稳定性成为本领域的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料及其制备方法，具有良好的抗衰老的效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，由以下原料制备而成：凝香微胶囊、粘胶纤维、丙烯酸酯粘合剂、整理剂；所述凝香微胶囊为以植物精油和单甘脂为芯材，以酪蛋白、抗性糊精和介孔纳米微球的复合材料为壁材，包裹芯材，得到的微胶囊结构，所述微胶囊的尺寸在0.8-1.5μm之间。
进一步地，所述介孔纳米微球为介孔纳米二氧化硅。
进一步地，介孔纳米微球、抗性糊精、酪蛋白酸钠的质量比为2-5:20-30:10-20。
进一步地，所述植物精油选自茶树精油、玫瑰精油、薰衣草精油、柠檬精油、丁香精油、薄荷精油、百里香精油、迷迭香精油中的至少一种；优选地，精油组合物和单甘脂质量比为10-15:0.5-1。
作为本发明的进一步改进，所述凝香微胶囊的制备方法如下：
S1.介孔纳米二氧化硅的制备：将正硅酸烷基酯溶于有机溶剂中，得到油相；将表面活性剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将水相加入油相中，高速乳化，调节溶液pH值为8-9，反应3-5h，离心，干燥，得到介孔纳米二氧化硅；
S2.植物精油的制备：将茶树精油、玫瑰精油、薰衣草精油、柠檬精油、丁香精油、薄荷精油、百里香精油、迷迭香精油中的至少一种进行混合均匀，得到植物精油；
S3.改性介孔纳米二氧化硅的制备：将步骤S1制得的介孔纳米二氧化硅的制备加入含有阴离子乳化剂的水溶液中，调节pH值为3.5-4.5，加热搅拌反应4-6h，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔纳米二氧化硅；
S4.芯材溶液的制备：将步骤S2制得的植物精油组合物、单甘脂加入乙醇水溶液中，加热搅拌溶解，调节pH值为6.8-7.2，得到芯材溶液；
S5.凝香微胶囊的制备：将步骤S3制得的改性介孔纳米二氧化硅分散在水中，加入抗性糊精和酪蛋白酸钠，加热搅拌，溶解抗性糊精和酪蛋白酸钠，得到壁材溶液，高速剪切下，缓慢加入步骤S4制得的芯材溶液，继续高速剪切5-10min，得到乳化液，喷雾干燥，得到凝香微胶囊。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述正硅酸烷基酯为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的至少一种；所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇酯、吐温-80、吐温-20中的至少一种；所述致孔剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚乙二醇辛基苯基醚；所述正硅酸烷基酯、表面活性剂和致孔剂的质量比为100：1-2：2-4；所述高速乳化条件为12000-15000r/min乳化3-5min。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中植物精油组合物为茶树精油和薄荷精油的组合物，质量比为3-5:1。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述阴离子乳化剂选自选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠中的至少一种；所述含有阴离子乳化剂的水溶液中阴离子乳化剂的含量为2-4wt％；所述加热至温度为70-80℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述植物精油组合物、单甘脂和乙醇的质量比为10-15:0.5-1：20；所述加热至温度为60-70℃；所述乙醇水溶液中乙醇浓度为50-60wt％。
单甘脂是一种乳化剂，能够促进植物精油组合物的乳化，使植物精油能够更好地被壁材包覆，并且具有更好的稳定性。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中所述改性介孔纳米二氧化硅、抗性糊精、酪蛋白酸钠和水的质量比为2-5:20-30:10-20：50；所述加热至温度为60-80℃，所述壁材溶液和芯材溶液的质量比为5-7:1；所述缓慢加入是在15-30min内加入，所述喷雾干燥的条件为进风温度120-150℃，出风温度为60-80℃，进料流量为5-12mL/min。
本发明进一步保护一种上述微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100％粘胶纤维牵伸后装入平网水刺机中，水刺后干燥制得水刺基布；
(2)将凝香微胶囊，丙烯酸酯粘合剂和整理剂加入水中，得到凝香微胶囊含量为5-10wt％的浸渍液，将步骤(1)制得的水刺基本在浸渍液中浸渍1-3h后，整理制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料。
作为本发明的进一步改进，所述凝香微胶囊，丙烯酸酯粘合剂和整理剂的质量比为5-10:1-3：2-4。
作为本发明的进一步改进，所述丙烯酸酯粘合剂为(甲基)丙烯酸羟丙酯粘合剂，所述整理剂选自水溶性聚醚硅油、羟基硅油中的至少一种。
本发明进一步保护一种上述微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料在制备洁面巾、卸妆巾、清洁湿巾中的应用。
本发明具有如下有益效果：
介孔纳米SiO2是一种具有较高的比表面积、表面活性、热稳定性以及良好的生物相容性的改性剂，其自身基团如硅氧键(-Si-O-Si-)、羟基(-OH)，以及含有空的成键轨道的硅原子等，可与酪蛋白酸钠分子上的氨基等基团结合形成氢键和配位键，从而结合形成结构致密，空间缩小的复合物，从而提高了分子材料特殊性能，包括提高机械性，生物相容性等，同时，其多孔结构在壁材上，有助于芯材的植物精油缓慢逸散释放，从而加入水刺非织造材料能长久飘香，能够起到很好的缓释植物精油的效果，长达6个月释放香味，同时具有较好的抑菌除螨效果。
本发明首先通过溶胶凝胶反应，在致孔剂的作用下，制得的介孔二氧化硅纳米微球，随后，通过阴离子乳化剂改性，在二氧化硅纳米微球表面附着长链烷基链，从而使得制得改性的纳米微球不会发生团聚。并且在加入壁材的水相溶液以及含有被包覆物质的芯材的油相溶液混合时，改性的纳米微球在油水的界面处。加强胶囊的骨架结构，使微胶囊更加稳定。在加热条件下，酪蛋白酸钠和抗性糊精形成结构致密，空间缩小的复合物，即形成稳定的壁材将植物精油和单甘脂包裹在壁材内，能够起到很好的缓释植物精油的效果。
本产品采用100％粘胶纤维经水刺工艺制得基布，再采用丙烯酸酯粘合剂,通过浸渍法将凝香微胶囊黏附在水刺非织造布上,制得持久留香的水刺非造布。产品手感柔软，只要用手轻轻触碰，能够释放各种香味因子，让使用者感到舒适。本发明提供的为凝香型微胶囊所用原料均为生物友好的材料，制得产品无毒无害，可广泛用于制作各种洁面巾、卸妆巾，清洁湿巾等卫生用材。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为制备例1制得的凝香微胶囊的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1
一种凝香微胶囊的制备方法如下：
S1.介孔纳米二氧化硅的制备：将100重量份正硅酸烷基酯溶于200重量份有机溶剂中，得到油相；将1重量份吐温-80和2重量份聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯溶于100重量份水中，得到水相；将水相加入油相中，12000r/min乳化3min，调节溶液pH值为8，反应3h，3000r/min离心15min，70℃干燥2h，得到介孔纳米二氧化硅；
S2.植物精油组合物的制备：将茶树精油和薄荷精油混合均匀，质量比为3:1，得到植物精油组合物；
S3.改性介孔纳米二氧化硅的制备：将步骤S1制得的介孔纳米二氧化硅的制备加入含有2wt％十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，调节pH值为3.5，加热至温度为70℃，搅拌反应4h，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔纳米二氧化硅；
S4.芯材溶液的制备：将10重量份步骤S2制得的植物精油组合物、0.5重量份单甘脂加入20重量份50wt％乙醇溶液中，加热至60℃，搅拌溶解，调节pH值为6.8，得到芯材溶液；
S5.凝香微胶囊的制备：将2重量份步骤S3制得的改性介孔纳米二氧化硅分散在50重量份水中，加入20重量份抗性糊精和10重量份酪蛋白酸钠，加热至70℃，搅拌，得到抗性糊精和酪蛋白酸钠溶解的壁材溶液，壁材溶液和芯材溶液的质量比为5:1，高速剪切下20min内加入步骤S4制得的芯材溶液，加入完毕后继续高速剪切10min得到稳定的乳液，喷雾干燥，条件为进风温度120℃，出风温度为60℃，进料流量为5mL/min，得到凝香微胶囊。图1为制得的凝香微胶囊的SEM图，由图可知，微胶囊的直径在0.8-1.5μm之间。
制备例2
一种凝香微胶囊的制备方法如下：
S1.介孔纳米二氧化硅的制备：将100重量份正硅酸烷基酯溶于200重量份有机溶剂中，得到油相；将2重量份吐温-20和4重量份聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯溶于100重量份水中，得到水相；将水相加入油相中，15000r/min乳化5min，调节溶液pH值为9，反应5h，3000r/min离心15min，70℃干燥2h，得到介孔纳米二氧化硅；
S2.植物精油组合物的制备：将茶树精油和薄荷精油混合均匀，质量比为5:1，得到植物精油组合物；
S3.改性介孔纳米二氧化硅的制备：将步骤S1制得的介孔纳米二氧化硅的制备加入含有4wt％十八烷基磺酸钠的水溶液中，调节pH值为4.5，加热至温度为80℃，搅拌反应6h，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔纳米二氧化硅；
S4.芯材溶液的制备：将10重量份步骤S2制得的植物精油组合物、1重量份单甘脂加入20重量份60wt％乙醇溶液中，加热至70℃，搅拌溶解，调节pH值为7.2，得到芯材溶液；
S5.凝香微胶囊的制备：将5重量份步骤S3制得的改性介孔纳米二氧化硅分散在50重量份水中，加入30重量份抗性糊精和20重量份酪蛋白酸钠，加热至70℃，搅拌，得到抗性糊精和酪蛋白酸钠溶解的壁材溶液，壁材溶液和芯材溶液的质量比为7:1，高速剪切下20min内加入步骤S4制得的芯材溶液，加入完毕后继续高速剪切10min得到稳定的乳液，喷雾干燥，条件为进风温度150℃，出风温度为80℃，进料流量为12mL/min，得到凝香微胶囊。
制备例3
一种凝香微胶囊的制备方法如下：
S1.介孔纳米二氧化硅的制备：将100重量份正硅酸烷基酯溶于200重量份有机溶剂中，得到油相；将1.5重量份吐温-80和3重量份聚乙二醇辛基苯基醚溶于100重量份水中，得到水相；将水相加入油相中，13500r/min乳化4min，调节溶液pH值为8.5，反应4h，3000r/min离心15min，70℃干燥2h，得到介孔纳米二氧化硅；
S2.植物精油组合物的制备：将茶树精油和薄荷精油混合均匀，质量比为4:1，得到植物精油组合物；
S3.改性介孔纳米二氧化硅的制备：将步骤S1制得的介孔纳米二氧化硅的制备加入含有3wt％十六烷基苯磺酸钠的水溶液中，调节pH值为4，加热至温度为75℃，搅拌反应5h，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔纳米二氧化硅；
S4.芯材溶液的制备：将10重量份步骤S2制得的植物精油组合物、0.5重量份单甘脂加入20重量份55wt％乙醇溶液中，加热至65℃，搅拌溶解，调节pH值为7，得到芯材溶液；
S5.凝香微胶囊的制备：将3.5重量份步骤S3制得的改性介孔纳米二氧化硅分散在50重量份水中，加入25重量份抗性糊精和15重量份酪蛋白酸钠，加热至70℃，搅拌，得到抗性糊精和酪蛋白酸钠溶解的壁材溶液，壁材溶液和芯材溶液的质量比为6:1，高速剪切下20min内加入步骤S4制得的芯材溶液，加入完毕后继续高速剪切10min得到稳定的乳液，喷雾干燥，条件为进风温度135℃，出风温度为70℃，进料流量为9mL/min，得到凝香微胶囊。
对比制备例1
与制备例3相比，步骤S4中未加入单甘脂。
对比制备例2
与制备例3相比，未进行步骤S3，即未对介孔纳米二氧化硅进行阴离子表面活性剂的改性。
测试例1
将制备例1-3和对比制备例1-2制得的凝香微胶囊置于37℃，5％CO2条件下的稳定性培养箱中放置6个月，第1、3、6月取出称量质量，计算质量损失率(％)，结果见表1。
表1
本发明制备例制得的凝香微胶囊具有良好的缓释效果。对比制备例1中没有加入单甘脂，壁材容易降解使得植物精油快速挥发，质量损失大。对比制备例2中介孔纳米微球没有经过阴离子乳化剂改性，在微胶囊的制备过程中，容易成团，制得的壁材不均匀，容易部分降解而使得质量损失率增大。
实施例1
本实施例提供一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将50重量份100％粘胶纤维牵伸后装入平网水刺机中，水刺后干燥制得水刺基布；
(2)将5重量份制备例1制得的凝香微胶囊，1重量份丙烯酸羟丙酯粘合剂()，2重量份水溶性聚醚硅油(204硅油，粘度1000m Pa.s)加入100重量份水中，得到浸渍液，将步骤(1)制得的水刺基本在浸渍液中浸渍3h后，整理制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料。
实施例2
本实施例提供一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将70重量份100％粘胶纤维牵伸后装入平网水刺机中，水刺后干燥制得水刺基布；
(2)将5重量份制备例2制得的凝香微胶囊，3重量份丙烯酸酯粘合剂，2重量份水溶性聚醚硅油加入100重量份水中，得到浸渍液，将步骤(1)制得的水刺基本在浸渍液中浸渍3h后，整理制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料。
实施例3
本实施例提供一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将60重量份100％粘胶纤维牵伸后装入平网水刺机中，水刺后干燥制得水刺基布；
(2)将5重量份制备例3制得的凝香微胶囊，2重量份丙烯酸酯粘合剂，2重量份水溶性聚醚硅油加入100重量份水中，得到浸渍液，将步骤(1)制得的水刺基本在浸渍液中浸渍3h后，整理制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料。
对比例1
与实施例3相比，凝香微胶囊由对比制备例1制得，其他条件均不改变。
对比例2
与实施例3相比，凝香微胶囊由对比制备例2制得，其他条件均不改变。
测试例1
将实施例1-3以及对比例1-2制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料进行性能测试，结果见表2。
按照GB/T 21295-2014服装理化性能的技术要求方法进行检测。
表2
由上表可知，本发明制得的水刺复合无纺布具有良好的力学性能。
对本发明实施例和对比例所得凝香型卫生用水刺非织造材料，在25±2℃，60±5RH％条件下存放6个月，实施例1-3的香味还有保留，但是对比例1和2的非织造材料，已经没有香味。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，其特征在于，由以下原料制备而成：凝香微胶囊、粘胶纤维、丙烯酸酯粘合剂、整理剂；所述凝香微胶囊为以植物精油和单甘脂为芯材，以酪蛋白酸钠、抗性糊精和介孔纳米二氧化硅的复合材料为壁材，包裹芯材，得到的微胶囊结构，所述微胶囊的尺寸在0.8-1.5µm之间；
所述凝香微胶囊的制备方法如下：
S1.介孔纳米二氧化硅的制备：将正硅酸烷基酯溶于有机溶剂中，得到油相；将表面活性剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将水相加入油相中，高速乳化，调节溶液pH值为8-9，反应3-5h，离心，干燥，得到介孔纳米二氧化硅；
S2.植物精油的制备：将植物精油混合均匀；
S3.改性介孔纳米二氧化硅的制备：将步骤S1制得的介孔纳米二氧化硅的制备加入含有阴离子乳化剂的水溶液中，调节pH值为3.5-4.5，加热搅拌反应4-6h，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔纳米二氧化硅；
S4.芯材溶液的制备：将步骤S2制得的植物精油、单甘脂加入乙醇水溶液中，加热搅拌溶解，调节pH值为6.8-7.2，得到芯材溶液；
S5.凝香微胶囊的制备：将步骤S3制得的改性介孔纳米二氧化硅分散在水中，加入抗性糊精和酪蛋白酸钠，加热搅拌，溶解抗性糊精和酪蛋白酸钠，得到壁材溶液，高速剪切下，缓慢加入步骤S4制得的芯材溶液，继续高速剪切5-10min，得到乳化液，喷雾干燥，得到凝香微胶囊；
介孔纳米二氧化硅、抗性糊精、酪蛋白酸钠的质量比为2-5:20-30:10-20；
植物精油和单甘脂质量比为10-15:0.5-1。
2.根据权利要求1所述的微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，其特征在于，所述植物精油选自茶树精油、玫瑰精油、薰衣草精油、柠檬精油、丁香精油、薄荷精油、百里香精油、迷迭香精油中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，其特征在于，步骤S1中所述正硅酸烷基酯为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的至少一种；所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇酯、吐温-20中的至少一种；所述致孔剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚乙二醇辛基苯基醚；所述正硅酸烷基酯、表面活性剂和致孔剂的质量比为100：1-2：2-4；所述高速乳化条件为12000-15000r/min乳化3-5min。
4.根据权利要求2所述的微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，其特征在于，步骤S3中所述阴离子乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠中的至少一种；所述含有阴离子乳化剂的水溶液中阴离子乳化剂的含量为2-4wt%。
5.根据权利要求2所述的微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料，其特征在于，步骤（S5）中，所述壁材溶液和芯材溶液的质量比为5-7:1；所述缓慢加入是在15-30min内加入，所述喷雾干燥的条件为进风温度120-150℃，出风温度为60-80℃，进料流量为5-12mL/min。
6.权利要求1-5任一项所述微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将100%粘胶纤维牵伸后装入平网水刺机中，水刺后干燥制得水刺基布；
（2）将凝香微胶囊，丙烯酸酯粘合剂和整理剂加入水中，得到凝香微胶囊含量为5-10wt%的浸渍液，将步骤（1）制得的水刺基布在浸渍液中浸渍1-3h后，整理制得微胶囊凝香型卫生用水刺非织造材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述凝香微胶囊，丙烯酸酯粘合剂和整理剂的质量比为5-10:1-3：2-4。
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