維生素E微膠囊在紡織品上的應(yīng)用研究

智海輝，姚國萍，鄭今歡,b

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018)

維生素E微膠囊在紡織品上的應(yīng)用研究

智海輝a，姚國萍a，鄭今歡a,b

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018)

采用維生素E微膠囊對(duì)真絲和棉織物進(jìn)行功能整理，通過對(duì)整理織物的柔軟性、斷裂強(qiáng)力、白度、耐洗性和毛效等指標(biāo)的測(cè)定，研究了黏合劑種類和用量、柔軟劑種類、焙烘溫度對(duì)整理效果的影響。確定了適宜的工藝條件為：VE 40 g/L，黏合劑a 50～60 g/L，柔軟劑CGF 30 g/L，焙烘條件：真絲為130～140 ℃/40 s，棉為160 ℃/40 s。應(yīng)用上述工藝成功制備了維生素E護(hù)膚紡織品。

維生素E微膠囊；功能整理；紡織品

維生素E，簡(jiǎn)稱VE，是一種常用的藥品兼營養(yǎng)保健品，其諸多生理功能已被人們很好認(rèn)識(shí)，如顯著的抗氧化作用，消除體內(nèi)自由基等[1]，若將它通過一定的方法整理到紡織品上，制成具有維生素E緩釋功能的營養(yǎng)紡織品，不僅能拓寬維生素E的應(yīng)用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品附加值，同時(shí)也順應(yīng)現(xiàn)代消費(fèi)者的健康生活理念，滿足人們對(duì)保健功能紡織品的需求，因此將會(huì)深受很多注重健康和愛美人士的歡迎[2]。

本研究利用VE微膠囊對(duì)紡織品進(jìn)行功能整理，制定出一套合理的維生素E微膠囊功能整理工藝，賦予了紡織品護(hù)膚保健功能，提高產(chǎn)品附加值，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料和儀器

試驗(yàn)材料：絹/粘單面平紋織物，市售02全真絲練白雙縐，半漂棉布。

試驗(yàn)藥品：VE微膠囊(變性淀粉為壁材)(浙江新和成股份有限公司，有效載量為50 %)，丙烯腈類黏合劑a、丙烯酸類黏合劑b、丙烯腈類黏合劑c(上海譽(yù)輝化工有限公司)，高濃滑彈整理劑TF-431(浙江傳化有限公司)，柔軟劑CGF(浙江科峰化工有限公司)，無水乙醇(AR)。

試驗(yàn)儀器：P-AO軋車(杭州三錦科技有限公司)，M-6連續(xù)式定型烘干機(jī)(杭州三錦科技有限公司)，DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)，BS210S電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)，DSHZ-300A旋轉(zhuǎn)式恒溫振蕩器(太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠)，索氏提取器(杭州米克化工儀器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 整理工藝

整理液制備：按工藝配方稱量黏合劑和柔軟劑，分別加入適量水溶化好后混合攪拌成均勻乳液；然后在機(jī)械攪拌的條件下，將稱量好并用適量水分散好的VE微膠囊乳液緩慢加入預(yù)先化好的含有黏合劑和柔軟劑的乳液中，加完后繼續(xù)攪拌15 min制成整理液。注意控制總的用水量，確保溶液中各組分的含量。

浸軋工藝：織物準(zhǔn)備→浸軋整理液(二浸二軋)→預(yù)烘(80 ℃，60 s)→烘焙(真絲：130～140 ℃，40 s；棉：160 ℃，40 s)→清洗。

1.2.2 織物上VE的定量測(cè)試方法[3]

1.2.2.1 VE質(zhì)量濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確稱取250.00 mg VE油酸酯置于100 mL容量瓶中，加無水乙醇稀釋至刻度。然后逐步稀釋，配置成：0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.20、0.30、0.40 mg/mL的不同質(zhì)量濃度溶液，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其在最大吸收波長(285±1) nm處的吸光度，作VE質(zhì)量濃度與吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表1和圖1。

表1 VE質(zhì)量濃度與吸光度值Tab.1 VE concentration-absorbency

由圖1可知，在VE質(zhì)量濃度小于0.45 mg/mL時(shí)，VE的質(zhì)量濃度與其最大吸收波長處的吸光度成線性關(guān)系，如式(1)，符合朗伯-比爾定律。

圖1 VE質(zhì)量濃度與吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 VE concentration-absorbency standard curve

1.2.2.2 織物上VE百分含量的測(cè)定

采用索氏萃取法提取織物上的VE。具體方法如下：先精確稱取剪碎的整理織物樣品(1.000 0±0.000 2)g，用濾紙包覆，然后放入索氏提取器中用無水乙醇(250 mL)對(duì)其進(jìn)行萃取，12 h后將萃取液取出冷卻，倒入250 mL容量瓶中用無水乙醇定容，用紫外分光光度儀(UV-2550)測(cè)定最大吸收波長下(285±1)nm的吸光度A，根據(jù)VE質(zhì)量濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算萃取液中VE的質(zhì)量濃度Y，再求得織物中維生素E的百分含量，計(jì)算公式如(2)：

式(2)中：Y為萃取液中維生素E的質(zhì)量濃度，mg/mL；V 為萃取液體積，mL；W為織物質(zhì)量，g。

1.3 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 柔軟性能測(cè)試

織物柔軟性能用彎曲長度來表示，按GB/T 18318－2001《紡織品 織物彎曲長度的測(cè)定》測(cè)定。

1.3.2 拉伸斷裂強(qiáng)力測(cè)試

拉伸強(qiáng)力按GB/T 3923.2－1998《紡織品 織物拉伸性能 第2部分：斷裂強(qiáng)力的測(cè)定 抓樣法》測(cè)定。

1.3.3 白度測(cè)試方法

白度按GB/T 8424.2－2001《紡織品 色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》測(cè)定。

1.3.4 整理織物耐洗性能測(cè)試

按照FZ/T 73023－2006《抗菌針織品》洗滌標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑WOB 2 g/L，浴比1∶50，水溫(40±3)℃，將試樣投入振蕩水浴鍋中振蕩，洗滌5 min，取出、清洗、晾干，此為一個(gè)循環(huán)，將織物洗滌若干次，自然晾干，測(cè)定處理后的織物上VE的剩余百分含量。

1.3.5 毛效測(cè)試方法

滴水法：將水滴從一定高度(1 cm)滴至試樣表面，測(cè)定液滴剛好落在布上至液滴鏡面剛好消失的時(shí)間。在不同的位置測(cè)定7次，并去掉最大值和最小值后取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 VE微膠囊乳液對(duì)真絲織物整理工藝研究

2.1.1 黏合劑種類對(duì)真絲織物柔軟性能的影響

按照1.2.1整理工藝，分別選取在0、10、30、50 g/L用量下的黏合劑a、b、c，整理后織物的彎曲長度如表2所示。

表2 真絲織物彎曲長度 cmTab.2 Silk fabric bending length

織物的柔軟性能可用彎曲長度表征，彎曲長度越小，手感越好。由表2可知，經(jīng)整理后織物的彎曲長度均有不同程度增加。在相同質(zhì)量濃度條件下，黏合劑a的彎曲長度最小，且隨著黏合劑a質(zhì)量濃度的增加，彎曲長度變化不是很明顯。因?yàn)槲⒛z囊與織物沒有親和力，需要通過黏合劑實(shí)現(xiàn)其在后者上的黏著，但黏合劑在織物表面成膜會(huì)影響其手感，黏合劑不同，成膜性能不同，對(duì)手感的影響也不一致。綜上可知，黏合劑a更適用于對(duì)織物的整理。

2.1.2 黏合劑種類對(duì)真絲織物耐洗牢度的影響

針對(duì)3種不同的黏合劑a、b和c，應(yīng)用整理液配方：黏合劑質(zhì)量濃度30 g/L，VE微膠囊質(zhì)量濃度30 g/L，整理真絲織物。對(duì)整理樣洗滌8次，測(cè)定洗滌后的織物樣品上VE殘留百分含量，比較黏合劑種類對(duì)整理織物耐洗牢度的影響，結(jié)果如表3所示。

表3 洗滌前后真絲織物上VE含量 %Tab.3 VE content on soaped fabric

由表3可知：在洗滌8次后，黏合劑a整理的樣品上VE相對(duì)剩余含量為58.51 %，而黏合劑b、c整理樣分別為50.00 %、51.95 %，說明黏合劑a的耐洗牢度優(yōu)于其他兩種黏合劑。這是因?yàn)椴煌ず蟿┑某赡ば阅懿煌?，黏合劑成膜性的好壞同時(shí)也會(huì)影響到整理后織物的耐洗性能。結(jié)果表明，黏合劑a更適用于織物的整理。

2.1.3 黏合劑a質(zhì)量濃度對(duì)真絲織物耐洗性能和柔軟性能的影響

為了確定合適的黏合劑a質(zhì)量濃度，選取黏合劑a質(zhì)量濃度分別為30、40、50、60 g/L整理織物，然后均洗滌4次，耐洗性能結(jié)果如表4所示。并設(shè)計(jì)黏合劑a在15、20、25、30、40、50、60 g/L質(zhì)量濃度下處理織物，黏合劑質(zhì)量濃度對(duì)織物柔軟性能的影響見圖2。

表4 洗滌4次后真絲織物上VE剩余百分含量 %Tab.4 The residual percentage content of VE on fabrics after soaping 4 times

從表4可以看出，在質(zhì)量濃度低于40 g/L時(shí)，織物洗滌4次后，VE的剩余百分含量低于75 %，在質(zhì)量濃度超過50 g/L后，耐洗效果較好，能達(dá)到75 %以上。因此，黏合劑a的質(zhì)量濃度至少應(yīng)選取50 g/L。由圖2可知：在一定范圍內(nèi)，隨著黏合劑質(zhì)量濃度的提高，織物彎曲長度變化不是很明顯，對(duì)織物的手感影響不大。又因隨著黏合劑質(zhì)量濃度適當(dāng)提高有利于整理織物的耐洗牢度，同時(shí)也能使織物在最大程度上保留原來的手感。因此，綜合考慮成本、手感和耐洗性能等，確定黏合劑的適宜質(zhì)量濃度為50～60 g/L。

圖2 黏合劑a質(zhì)量濃度對(duì)真絲織物彎曲長度的影響Fig.2 Effect of the dosage of binder a on bending length of silk fabric

2.1.4 焙烘溫度對(duì)真絲織物柔軟性能和拉伸斷裂強(qiáng)力的影響

設(shè)計(jì)烘焙溫度100、110、120、130、140、150 ℃整理真絲織物，測(cè)定織物彎曲長度和拉伸斷裂強(qiáng)力，其結(jié)果分別見圖3和圖4。

圖3 焙烘溫度對(duì)真絲織物彎曲長度Fig.3 Effect of baking temperature on bending length of silk fabric

從圖3可以看出，隨著焙烘溫度的提高，真絲織物彎曲長度不斷增加，織物柔軟性下降，這說明溫度的提高可促進(jìn)黏合劑成膜。但考慮到真絲織物不耐高溫的特點(diǎn)，需要考慮其對(duì)織物強(qiáng)度的影響。由圖4可知，隨著溫度的提高，織物的拉伸斷裂強(qiáng)力逐步增加，說明隨溫度提高黏合劑成膜性提高，纖維間移動(dòng)阻力增加，一定程度上提高了其斷裂強(qiáng)力。但是當(dāng)焙烘溫度超過130 ℃后，斷裂強(qiáng)力呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在140 ℃時(shí)，斷裂強(qiáng)力由401.5 N下降到396.5 N，而在150 ℃時(shí)下降更多，斷裂強(qiáng)力為371.3 N。這是由于纖維間移動(dòng)阻力增加和熱脆損提高的綜合作用結(jié)果。綜合考慮織物的柔軟性能和強(qiáng)度，應(yīng)該控制焙烘溫度在130～140 ℃為宜。

圖4 焙烘溫度對(duì)真絲織物拉伸斷裂的影響強(qiáng)力的影響Fig.4 Effect of baking temperature on tensile breaking strength of silk fabric

2.1.5 柔軟劑對(duì)整理織物毛效的影響

在整理液中分別加入柔軟劑TF-431、CGF，前者為非親水型，后者為親水型柔軟劑，比較整理樣與原樣的毛效，再通過上述整理工藝，確定柔軟劑對(duì)棉織物毛效的影響，結(jié)果如表5所示。

表5 整理織物的毛效 sTab.5 Capillary effect of fabrics

經(jīng)過TF-431、CGF柔軟劑處理，真絲織物和棉織物柔軟性能都有所提高，但由表5可以看出，與原樣相比，真絲織物中未加柔軟劑和加柔軟劑TF-431的整理樣的毛效較差，失去織物的原有親水性能，而使用CGF后，整理織物的毛效有較大的提高，能達(dá)到甚至超過原樣的毛效。這可能是因?yàn)門F-431不具有提高親水性能的作用，故可以選用柔軟劑CGF。棉織物所得趨勢(shì)與真絲整理時(shí)基本一致，且柔軟劑CGF的柔軟效果較好，所以也可以選用柔軟劑CGF。

綜合上述研究結(jié)果，即通過對(duì)整理織物柔軟性能、耐洗性能、拉伸斷裂強(qiáng)力和毛效等研究，確定適宜的真絲VE微膠囊功能整理工藝條件如下：黏合劑的種類為黏合劑a，質(zhì)量濃度為50～60 g/L；焙烘溫度為130～140 ℃，由于棉纖維的耐熱性能較好[4-5]，提高烘焙溫度至160 ℃進(jìn)行工藝整理；選用柔軟劑CGF為柔軟助劑。

2.2 VE微膠囊功能整理織物的性能研究

2.2.1 整理織物的白度

在2.1優(yōu)選工藝條件下整理不同類型的織物，對(duì)比原樣與整理樣的白度，結(jié)果參見表6。

從表6可知，對(duì)真絲雙縐、絹/粘單面平紋和棉織物進(jìn)行VE護(hù)膚整理，整理前后織物的亨特白度基本沒受到影響。

表6 織物白度Tab.6 Fabric whiteness

2.2.2 整理織物的耐洗性能

在上述工藝條件下，測(cè)定真絲織物和棉織物分別洗滌4、8次后VE的剩余百分含量，結(jié)果見表7。

表7 不同洗滌次數(shù)下織物的VE剩余百分含量 %Tab.7 The remaining percentage of VE content of fabrics after different times of washing

由表7可知，整理樣在經(jīng)過8次洗滌后，VE剩余百分含量能達(dá)到70 %，基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

3 結(jié) 論

1)經(jīng)過針對(duì)織物的VE護(hù)膚整理工藝研究，最終確定較適宜的VE微膠囊功能整理工藝條件為：VE 40g/L，黏合劑a 50～60 g/L，柔軟劑CGF 30 g/L；焙烘條件：真絲為130～140 ℃，40 s，棉為160 ℃，40 s。

2)針對(duì)真絲與棉織物的VE護(hù)膚整理，與原樣相比，整理液中未加柔軟劑和加柔軟劑TF-431的整理樣的毛效均較差，使用柔軟劑CGF后，織物的毛效有較大的提高；整理工藝對(duì)織物白度基本沒有影響；真絲織物和棉織物洗滌8次后的VE殘留百分含量均達(dá)到70 %以上，因此，上述VE護(hù)膚整理工藝適用于真絲和棉織物。

[1] BLOCK G, LANGSETH L. Antioxidant Vitamin and Disease Prevention [J].Food Technology, 1994(7): 80-84.

[2] 章漢明.我國維生素E出口面臨的問題及對(duì)策[J].時(shí)代經(jīng)貿(mào)，2008(12)：84-85.

[3] 王懷芳.維生素E護(hù)膚纖維素纖維的制備及性能研究[D].青島：青島大學(xué)，2008.

[4] 蔡再生.纖維化學(xué)與物理[M].北京：中國紡織出版社，2009.

[5] 王薇.含氟拒水整理劑WR_1在棉織物上應(yīng)用性能研究[J].染整技術(shù)，2009，31(11)：10-14，45.

Study on the application of Vitamin E microcapsules on textiles

ZHI Hai-huia, YAO Guo-pinga, ZHENG Jin-huana,b
(a. College of Materials and Textiles; b. Key laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Silk fabrics and cotton fabrics were treated with Vitamin E microcapsules. By means of the measurement of the softness, tensile breaking strength, whiteness, resistance to washing performance and capillary effect, the types and amount of binders, softener types, and baking temperature had been studied on the influence of the finishing effectiveness The optimal processing was investigated. The optimal concentration of adhesive was 50～60 g/L, the optimal concentration of softener CGF was 30 g/L, and the optimal curing conditions was 140 ℃ and 40 s (that of cotton was 160 ℃ and 40 s). Vitamin E microcapsules will be applied to cotton fabrics and silk fabrics which could be made of skin-care textiles.

Vitamin E microcapsules; Functional finishing; Textiles

TS195.5

A

1001-7003(2012)02-0011-04

2011-09-08

浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(2010C11SA 650016)；浙江理工大學(xué)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目(浙理工教(2011)56號(hào))

智海輝(1988－ )，女，2008級(jí)輕化工程專業(yè)本科生。通訊作者：鄭今歡，教授，hzzjh1968@163.com。