使用納米孔徑半透膜控制香熏精油釋放速度的方法

專利名稱：使用納米孔徑半透膜控制香熏精油釋放速度的方法
技術領域：
本發明創造屬于衛生熏香和空氣消毒技術領域，具體涉及使用納米孔徑半透膜控制香 熏精油釋放速度的方法。
背景技術：
很多中草藥具有殺菌或抗菌作用，所以常用其制造熏香進行防病驅除室內異味。用植 物藥材和天然芳香植物制作的熏香，不僅有一定的抗菌作用，還可以使空氣清新，愉悅身 心，因而很受歡迎。
香熏，就是在具有香植物花朵和樹脂中，提煉所蘊育的精純本質，即精油，并藉由最 重要的嗅覺和觸覺反應，來恢復身體和精神的平衡。不同類型的香熏有不同的作用，例如 玫瑰香熏可以消除情緒郁結，通經止痛，山茶香熏能增強人體免疫功能，以適應外界環境 對人體的刺激和破壞。松木香熏能舒緩因感冒及咽喉充血、水腫帶來的不適，并能促進血 液循環。蒼艾香熏油是具有氣味清香、抗菌力強等作用。
近年來，伴隨著香薰的興起和使用，熏療法迅速風靡大江南北。香薰大致可分為直接 吸入法、沐浴法、蒸薰法、按摩法、冷敷法、熱敷法等，由于這些使用方法不能對精油的 揮發速度和使用量進行有效控制，造成高價值的精油的大量浪費。因此，人們研究出聚合 物浸泡法，凝膠法、微膠囊法等精油緩慢釋放方法。盡管這些緩慢釋放方法具有一定緩慢 釋放精油的效果，但是，這些方法存在釋放量不穩定和可控性差等問題。

發明內容
本發明的目的主要針對現有技術的缺點，提供一種使用納米孔徑半透膜控制香熏精油 釋放速度的方法，本發明以巴西甜橙、擰檬、香茅、薰衣草等天然精油為對象，針對傳統 香熏方法中精油揮發速度快，不易控制等問題，根據半透膜孔徑不同和精油的揮發溫度不 同控制香熏精油的釋放速度，旨在提出一種快速、可控釋放香熏精油的方法。本發明對于 精油高效利用，節約資源，促進衛生熏香和空氣消毒等領域技術進步，推動膜可控釋放技 術應用和發展，具有十分重要的經濟價值和實際意義。 本發明的目的通過以下技術方案來實現
一種使用納米孔徑半透膜控制香熏精油釋放速度的方法，具體包括以下步驟
(1) 采用平均孔徑為50 100納米、面積為2 100平方厘米的半透膜將香熏精油
封裝在體積為5 1000毫升的容器中；
(2) 保持在30 6(TC條件下，使得香熏精油以揮發性氣體狀態透過具有納米孔徑 的半透膜，達到對香熏精油釋放速度的控制。通過半透膜的納米孔徑的大小和加熱溫度
的不同，進行精油透過半透膜的釋放速度的控制，每日精油的揮發率0.2 10%。從而實現
3對香熏精油的可控釋放。
所述容器為有機塑料或玻璃容器，容器底部或側邊具有加熱裝置和溫度控制裝置。 所述半透膜為經過改性的高分子聚合物膜，所述高分子聚合物膜包括PVC (聚氯乙烯)
膜、PE (聚乙烯)膜、PP (聚丙烯)膜、PS (聚苯乙烯)膜、PES (聚醚砜)膜或PVDF (聚偏氟乙烯)膜。
所述改性是將高分子聚合物膜經過拉伸成孔，拉伸速率是膜進料運行速率的2 3倍， 拉伸速率為8 12cm/s，再采用2。/。質量的鹽酸浸泡20min后，3%質量的甘油浸泡30min，在 1200r/min條件下離心5min脫溶劑，50°C真空干燥2h后形成具有納米孔徑的改性高分子 聚合物膜。
所述的香熏精油為天然精油，包括巴西甜橙、檸檬、香茅或薰衣草。 本發明的方法具有的優點及有益效果 (1)本發明通過半透膜孔徑不同，并結合精油的揮發溫度不同，對封裝于密閉容器中的 香熏精油的釋放進行有效地控制，每日精油的釋放率為0.2 10%。
(3)本發明根據精油的不同化學結構，選用與精油作用不同的材質膜，可獲得不同的揮 發速度。
(5) 本發明采用不同加熱溫度控制精油的揮發速度，揮發溫度30 6(TC，最佳溫度為 40 50°C。
(6) 本方法是一種簡單可行、有效地可控釋放香熏精油方法。


圖1為可控香熏精油釋放裝置；
其中l、密閉容器；2、半透膜；3、精油；4、加熱裝置；5、溫控裝置和電源
圖2為本發明方法和對照實驗中香熏精油的揮發率變化曲線的比較；
圖3為不同溫度下香熏精油的揮發率隨時間的變化曲線；
圖4為不同半透膜控制香熏精油的揮發率隨時間的變化曲線；。
圖5為不同膜面積控制香薰精油的揮發率隨時間的變化曲線；
圖6為在較高溫度下半透膜控制香薰精油的揮發率隨時間的變化曲線。
具體實施例方式
實施例l
不同時間下半透膜可控釋放香熏精油
將PVC膜經過拉伸成孔，拉伸速率是運行速率的2倍，拉伸速率為8cm/s，再采用2% 質量分數的鹽酸浸泡20min后，3%質量分數的甘油浸泡30min，在12000r/min條件下離心 5min脫溶劑，50t真空干燥2h后，形成具有納米孔徑的改性PVC膜，膜平均孔徑50nm。 采用可控香熏精油釋放裝置，不同時間下控制天然檸檬精油的釋放，對比容器開口處 有半透膜和無半透膜條件下精油揮發率。具體評價指標是測定檸檬精油的揮發率，揮發率 (釋放率)=(原有重量一揮發后重量)/原有重量，精油重量釆用精密電子天平進行準確 稱量。如圖1，實驗采用圓柱形的PE容器，容器體積為50ml并在側面表面進行面積為2cm X5 cm的長方形開口，加入精油重量5g，試驗溫度恒定在40°C。半透膜為具有納米孔徑 的改性PVC膜，膜平均孔徑50nm，采用熱溶膠粘住面積為2cmX5 cm的長方形開口。對照 實驗采用同樣容器，在面積為2cmX5 cm的長方形開口處不粘貼半透摸，其它條件同帖半 透膜實驗一致。
從圖2可知，半透膜能夠很好地控制香熏精油的揮發率。香熏精油在沒有半透膜(開 口)的容器中，第一天的揮發率就達到94%以上，三天后幾乎釋放完全；而在半透膜控制 釋放精油的情況下，檸檬精油第一天的揮發率才0.2%，三天過后揮發率才1.7%。因此，半 透膜能夠控制香精油的釋放。 實施例2
不同溫度下半透膜可控釋放精油
將PP膜經過拉伸成孔，拉伸速率是運行速率的3倍，拉伸速率為12cm/s，再釆用2% 質量分量分數的鹽酸浸泡20min后，3%質量分數的甘油浸泡30min，在12000r/min條件下 離心5min脫溶劑，50°C真空干燥2h后，形成具有納米孔徑的改性PP膜，膜平均孔徑lOOnra。
采用圖1的可控香熏精油釋放裝置，以絲柏和巴西甜橙精油為對象，進行不同溫度下 半透膜控制香熏精油的可控釋放。實驗采用圓柱形的PE容器，容器體積為50ml并在側面 表面進行面積為2cmX5 cm的長方形開口，加入精油重量5g，溫度分別恒定在45'C和50 °C。半透膜為具有納米孔徑的改性PP膜，膜平均孔徑100nm，采用熱溶膠粘住面積為2cm X5 cm的長方形開口。
如圖3所示，對于同一種半透膜，不同溫度下同一種香熏精油釋放有明顯差異；在相 同溫度下，不同香熏精油揮發速率是不同的。9天后，在溫度為50'C時，絲柏、巴西甜橙 的最終揮發率分別為15.8%和7.4%;而在45'C時，其揮發率分別為9. 653%和3. 5%， 5CTC 時絲柏第一天揮發率為8%。隨著溫度的升高，香精油的揮發速率加快；盡管如此，和不加 膜控制香精袖釋放相比，即使是在5(TC下，香精油的揮發速率也明顯變緩。因此，通過控 制不同的溫度，采用半透膜進行香精揮發速率的控制。 實施例3
不同半透膜控制香熏精油的釋放
對于同一種香熏精油，在同一溫度下采用不同孔徑的半透膜，香熏精油的揮發速率也 有明顯差異，可進行控制香熏精油的釋放。采用圖1的可控香熏精油釋放裝置，以巴西甜 橙和檸檬草精油為對象，進行不同半透膜孔徑控制香熏精油的可控釋放。實驗采用圓柱形 的PE容器，容器體積為500ml并在側面表面進行面積為2cmX5 cm的長方形開口，加入 精油重量5g，溫度恒定在45'C。半透膜分別采用改性PP膜(膜平均孔徑100mn)和改性 PVC膜(膜平均孔徑50nm)，分別采用熱溶膠粘住面積為2cmX5 cm的長方形開口。
從圖4中可知，采用兩種不同的膜控制香精油的揮發，其揮發速率有明顯差異。由于 香精油的化學結構不同，因此，不同的膜對其揮發成分的滲透性不同。對檸檬草而言，改 性PVC膜(膜平均孔徑50nm)對其的滲透性能比較好，最終揮發率為7.6%;而對巴西甜橙則較差，為3.7%。所以，針對不同的香精油，可采用不同的膜來控制其釋放速度。 實施例4
不同膜面積半透膜可控釋放精油
采用不同膜面積的可控香熏精油釋放裝置，以巴西甜橙精油為對象，進行不同膜面積 下半透膜控制香熏精油的可控釋放。實驗采用圓柱形的PE容器，容器體積為5ml并在側 面表面進行面積為2cmX5 cm、 lcmX2 cm的長方形開口，加入精油重量2g，溫度分別恒 定在30'C。半透膜為實施例2的改性PP材料，膜平均孔徑100nm，采用熱溶膠粘住面積為 2cmX5 cm、 lcmX2 cm的長方形開口。
如圖5所示，對于同一種半透膜膜，相同溫度，不同膜面積，同一種香熏精油釋放有 明顯差異；9天后，在膜面積為lcmX2cm時，巴西甜橙的最終揮發率分別為3.26%;而膜 面積為2cmX5 cm時，其揮發率為9.08%。隨著膜面積的增大，香精油的揮發速率加快； 盡管如此，和不加膜控制香熏精油釋放相比，香熏精油的揮發速率也明顯變緩。因此，可 通過控制不同的膜面積，采用半透膜進行香精揮發速率的控制。 實施例5
溫度較高時，香薰精油的可控釋放效果
將PE膜經過拉伸成孔，拉伸速率是運行速率的2倍，拉伸速率為llmm/s，再采用2% 質量分數的鹽酸浸泡20min后，3%質量分數的甘油浸泡30min，在12000r/min條件下離心 5min脫溶劑，50。C真空干燥2h后，形成具有納米孔徑的改性PE膜，膜平均孔徑80nm。
對于同一種香熏精油，在較高溫度下采用半透膜進行可控釋放，香熏精油的揮發速率 也有明顯明顯變緩。采用圖1的可控香熏精油釋放裝置，以薰衣草為對象，考察半透膜控 制香熏精油在較高溫度下的可控釋放。實驗采用圓柱形的PE容器，容器體積為1000ml并 在側面表面進行面積為10cmX10 cm的正方形開口，加入精油重量50g，溫度分別恒定在 6(TC。半透膜分別采用改性PE膜(膜平均孔徑80nm)，分別采用熱溶膠粘住面積為10cm X10 cm的正方形開口。
從圖6中可知，在溫度6(TC條件下，采用半透膜控制香精油的揮發，其揮發速率有明 顯降低。由圖2可知，薰衣草精油在沒有半透膜(開口)的容器中，第一天的揮發率就達 到96%以上，三天后幾乎釋放完全；而在半透膜控制釋放精油的情況下，薰衣草精油的釋 放量很少，第一天揮發率7%，七天過后揮發率才22.1%。因此，在溫度較高的條件下，半 透膜也能夠控制香熏精油的釋放。
權利要求
1、一種使用納米孔徑半透膜控制香熏精油釋放速度的方法，其特征在于，具體包括以下步驟(1)采用平均孔徑為50～100nm、面積為2～100cm2的半透膜將香熏精油封裝在體積為5～1000ml的容器中；(2)保持在30～60℃條件下，使得香熏精油以揮發性氣體狀態透過具有納米孔徑的半透膜，達到對香熏精油釋放速度的控制。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述釋放速度為精油的每日揮發率0.2 10%。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述容器為有機塑料或玻璃容器，容器 底部或側邊具有加熱裝置和溫度控制裝置。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述半透膜為經過改性的高分子聚合物膜，所述高分子聚合物膜包括PVC膜、PE膜、PP膜、PS膜、PES膜或PVDF膜。
5、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述改性是將高分子聚合物膜經過拉伸成 孔，拉伸速率是膜進料運行速率的2 3倍，拉伸速率為8 12cm/s，再采用2%質量的鹽酸 浸泡20min后，3%質量的甘油浸泡30min，在12000r/min條件下離心5min脫溶劑，50°C 真空干燥2h后形成具有納米孔徑的改性高分子聚合物膜。
6、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的香熏精油為天然精油，包括巴西 甜橙、擰檬、香茅或薰衣草。
全文摘要
本發明公開了一種使用納米孔徑半透膜控制香熏精油釋放速度的方法，包括下述步驟首先采用平均孔徑為50～100nm、面積為2～100cm²的半透膜將香熏精油封裝在體積為5～1000ml的容器中；保持在30～60℃條件下，使得香熏精油以揮發性氣體狀態透過具有納米孔徑的半透膜，達到對香熏精油釋放速度的控制。本發明通過半透膜孔徑不同，并結合精油的揮發溫度不同，對封裝于密閉容器中的香熏精油的釋放進行有效地控制，每日精油的釋放率為0.2～10％，本方法是一種簡單可行、有效地可控釋放香熏精油方法。
文檔編號A61L9/015GK101502663SQ20091003786
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月12日 優先權日2009年3月12日
發明者新 王, 肖凱軍, 郭丹丹, 銀玉容 申請人:華南理工大學