微膠囊技術誕生于20世紀50年代,最初應用于無碳復寫紙的生產。近年來,已成功地應用于文化用品、醫藥衛生、農藥、液晶檢測器件等行業。隨著人們環保意識的加強,作為無公害的技術,已在染整行業得到了成功的應用。
所謂微膠囊技術,就是將細小的液滴或固體微粒包裹于高分子薄膜中,制成直徑很?。?00um以下)的微膠囊,固著到織物上的技術。如將染化料、整理劑等制成微膠囊,固著到織物上,在加工或使用過程中,在外部壓力、摩擦、PH值、酶、溫度、燃燒等刺激下,由于微膠囊的破裂或通過微膠囊壁的擴散作用,使被包裹的染化料或整理劑釋放出來,從而達到預期的染整效果。如將含有香料或殺菌劑等藥物微膠囊用粘合劑固著到織物上,就賦予織物香味或殺菌等功能,并具有一定的持久性。對于一些不耐洗的藥物,利用微膠囊技術,可獲得耐洗的效果。
微膠囊由囊心和囊膜兩部分組成,其外形呈球形、腎形、谷粒形或其他形狀,直徑一般在500um以下。微膠囊是一門新技術,在染整加工中得到了應用,有利于節水、節能,屬于環保型的染整技術,故發展很快,目前主要應用于以下三方面:
微膠囊染料或涂料是指芯材為染料或顏料的微膠囊,壁材為各種天然或合成高分子物質。膠囊大小一般為10~200um,其形狀為球形或多面體。染料類別根據應用對象而定,包括分散、酸性、陽離子、還原、活性及油溶性染料等,也可以是顏料,制造方法主要為相分離法和界面聚合法,也可采用其他方法制造。
這是一種特殊的多色雪花狀花紋的印花方法,采用的染料有分散、酸性、陽離子和活性染料等。由于染料貯存在膠囊中,故在向纖維轉移和上染固著后,呈現出微細的雪花顆粒狀顏色。采用類似的方法還可制得酸性和堿性染料的微膠囊,可分別用于滌綸、棉、腈綸、錦綸和羊毛等產品上,采用簡單的工藝便可獲得多色印花效果,并有很好的重現性。若用于雙面多色點印花也可得到新穎的印花效果。

采用微膠囊技術將染料和溶劑制成微膠囊,再加工成轉移印花紙,在轉移印花時通過壓力、高溫或熱濕的作用,使微膠囊破裂,在溶劑的作用下,使染料轉移到織物上并固著在纖維上。該法不僅發揮了溶劑染色溫度低、勻染性好、上染速度快等特點,而且溶劑用量少、成本低、加工方便。
使用具有介電性能的壁材(高比電阻的高分子物,如乙烯樹脂)將染料顆粒(由高介電常數液體、染料及助劑制成溶液或懸浮體)封閉起來,在靜電場的作用下,將染料轉移到織物上,以達到染色或印花的目的。但必須使用特殊的方法才能使織物上的染料固著在纖維上,即在封閉成微膠囊之前,先將染料分散在一種具有高介電常數的溶液中,這樣可大大提高染料顆粒向電極移動的準確性,從而可獲得較清晰的花紋。采用這種染色和印花工藝,不僅工藝簡單,精細度高,而且不需要進行后處理,可獲得常法不能得到的效果。
它有兩種方法:一種是用有機溶劑等介質代替水制成微膠囊,然后通過一定的方法加工,使微膠囊中的染料轉移到纖維或織物上,并發生上染和固著,這就是轉移印花;另一種是不用溶劑,在制成染料微膠囊后,通過染料升華,發生氣相轉移和固著。如可通過制成磁性染料微膠囊,在磁力場作用下使磁性染料微膠囊先吸附到纖維或織物表面,然后通過加熱升華,使染料對纖維上染并固著在纖維上,殘留的微膠囊則可通過物理方法使其從織物上分離,完成整個染色過程。在染色全過程中,不需要用水,真正做到了無水染色。
顏料微膠囊著色劑染色和印花。顏料著鐸劑是由顏料、有機溶劑和粘合劑作為芯材,熱塑性或熱固性高分子物為壁材組成的微膠囊,這是一種含有機溶劑的顏料微膠囊。所制得的著色劑可用于各種纖維織物的染色和 印花。
變色材料是指對光、熱、濕以及壓力等因素敏感的一種染料,受到這些因素作用后顏色會發生可逆或不可逆變化。變色染料用于染色和印花需要將染料制成微膠囊的形式,這是因為:一些變色染料對纖維沒有親和力,只有加工成微膠囊后靠粘合劑固著在纖維上;另一些變色染料只有封閉在微膠囊中才能維持變色的條件產生變色效應;還有一些變色染料需要防止外界因素的作用,也需要制成微膠囊的形態。在應用于染色和印花的變色染料中,以熱變色染料為最重要,故稱為熱敏變色染料,也有可逆和不可逆兩類。按其結構又可分為無機和有機兩類,其中以有機類效果最好。有機熱敏變色染料也有多種結構,它們通常是一些結合質子能顯色的物質,當受熱達到一定溫度后,隨著環境介質中質子濃度的變化,這種染料的結構隨之也發生變化,從有色(或一種顏色)變成無色(或另一種顏色)。這種染料變色后是可逆的,當達到某一溫度后,顏色消失或由一種顏色變成另一種顏色,而當溫度低于這一溫度后,又會顯出原來的顏色。
微膠囊技術在織物功能整理加工中也有廣泛的應用,并可獲得常規整理方法無法得到的結果。這包括阻烯、防皺、防縮、拒水、拒油、抗靜電、柔軟、抗菌、殺蟲、香氣以及某些特殊的整理。利用微膠囊技術不僅可以獲得傳統的各種功能整理的效果,而且還可以獲得傳統功能整理無法獲得的效果。如用于具有特殊醫療效果的香氣醫療整理、針織物的脫毛整理以及軍事中應用的防毒和消毒整理等。
為了提高抗菌和殺蟲整理劑的耐用性和相容性,或者使其便于整理加工,通常將抗菌和殺蟲劑制成微膠囊后進行應用。其方法是將抗菌劑(或殺蟲劑)和癸二酰氯混溶后,在高速攪拌下慢慢滴入含已二胺和二氨基苯及碳酸鈉的水溶液,使上述抗菌劑(或殺蟲劑)分散顆粒界面發生縮聚反應,形成聚酰胺壁材,芯材為抗菌劑(或殺蟲劑)。制成的微膠囊可以直接應用,也可以經過洗滌、過濾后再應用。改變壁材的組成和厚度,可以控制微膠囊抗菌劑(或殺蟲劑)的釋放速度,延長耐用時間。應用時可通過涂層加工,或與粘合劑等一起應用,使微膠囊固著在織物上。如果耐用期不需要很長,也可浸軋織物,使微膠囊破裂,抗菌劑(或殺蟲劑)滲入織物后,立即起抗菌或殺蟲作用。
另外,可將高效除臭劑的草藥Armur cork制成微膠囊應用于長筒襪后,其藥性可保持很長時間。如采用由維生素C和海草浸漬物制成的微膠囊整理后的長筒襪,在穿著過程中可幫助皮膚保持潤濕,有較好的醫療價值。日本利用艾蒿提取物制成的微膠囊,處理固著在錦綸織物上,可使錦綸織物具有保濕性、抗菌防臭等功能,對濕疹、痱子等皮炎和皮膚過敏癥具有醫療價值,可用來制作運動衣、內衣等服裝。當微膠囊數量為200萬個/m2以上時,可耐家用洗衣機洗滌50次以上。利用艾蒿和日本的扁柏植物提取物制成的微膠囊處理棉織物,具有治療過敏皮炎,抑制騷癢癥的功能,可用于制作睡衣,并有較好的耐洗滌性能。還有一種由含驅蟲劑的微膠囊處理的婦女內衣,當穿著者遭到昆蟲侵襲時,織物受到人體壓迫而產生磨擦,立刻使大量微膠囊破裂,加速了驅蟲劑的釋放。微膠囊還可用于耐洗和持久性的衛生整理和香氣整理等。

香氣是由揮發性香氣的物質(液體、溶液或固體狀態的香料)產生的,香氣的釋放是一個消失的過程。香氣微膠囊可以延緩釋放,提高香氣整理的質量和延長使用時間。香氣微膠囊有兩種:一種是開孔型,在囊壁上有許多微孔,不斷釋放香氣,而且香氣的釋放隨著溫度的升高而加快;另一種是封閉型的,在正常情況下微膠囊中的香氣很少釋放,但由于這種微膠囊的壁材是脆性的,在受壓或摩擦作用下容易破裂,因而釋放出香氣。這種微膠囊可以用于印花,將微膠囊加入到涂料印花色漿中一起應用,但不宜進行高溫烘干和焙燥,以免香氣大量散失。也可采用浸軋的方法,使微膠囊直接滲透到織物的內部,耐久性較好,如果再加入適量的涂料染色粘合劑,使織物內部的微膠囊固著在纖維表面,則耐久性更好。
阻燃劑對纖維沒有親和力,很難固著在纖維上,有些還是非水溶性的,需要溶解在有機溶劑中進行加工。若采用常規的方法則需要大量的溶劑,而且還有一些織物(如兩種及兩種以上纖維的混紡織物)需要采用兩種以上的阻燃劑,而這些阻燃劑又是彼此不相溶的,不能采用常規的方法一起應用。如將這些阻燃劑制成微膠囊就可克服應用上的困難,并可取得良好的效果。
在織物進行常規的防皺和拒水整理時,一般是先將整理劑制成乳液后再應用。由于有許多乳液(或懸浮液)的分散穩定性不高,常因浴中其他成分的加入而發生破乳或沉淀,影響到使用效果。若將其制成微膠囊后應用,則可大大提高分散穩定性,同時也可提高各組份的相溶性。
把拒油劑制成微膠囊后使用,不僅具有很好的分散穩定性,提高整理后的拒水效果,而且還具有良好的相容性,并可與其他整理劑同浴進行加工。在應用時只需經過浸軋,微膠囊破裂后,拒油劑就滲入織物內產生拒水作用。
使用紫外線吸收劑處理織物后,不僅使織物具有較強的吸收紫外線的能力,對人體產生良好的保護作用,而且還可提高染料的日曬牢度,但是有一些紫外線吸收劑對纖維沒有親和力,容易揮發和被洗去,如將其制成微膠囊后使用,則可大大提高使用的耐久性。
將反應性化學消毒劑包裹在半滲透聚合物的壁材中做成微膠囊,反應性化學消毒劑是不能滲透和通過壁材薄膜的,若有選擇性地讓有毒化學用劑透過進入到微膠囊內,使反應性化學消毒劑在微膠囊內部和有毒化學用劑進行反應,以達到消毒的目的。因此,反應性化學消毒劑不僅不會對人體皮膚產生有害的刺激作用,而且還可通過樹脂整理等方法牢固地固著在織物中,不會被熱、濕和光所分解。
漂白劑一般都是穩定性較差的氧化劑,在漂白的開始階段,由于濃度高、分解速度快,不僅會造成漂白劑的浪費,而且還容易造成漂白織物的過度損傷。采用漂白劑微膠囊可有效地控制漂白劑的釋放,提高其穩定性和利用率,減少織物的局部損傷。
粘合劑的種類很多,而且每種粘合劑都或多或少因其中某些組份使穩定性降低,制成微膠囊后使用可大大提高穩定性,便于使用。

這是一種不用粘合劑而固著在織物上的微膠囊,它是利用中空纖維作為微膠囊壁材的新型材料,實際上是一種具有微膠囊功能的纖維。芯材有香料、抗菌劑、阻燃劑、藥劑、除臭劑等等。