CN105456056A - 包含水溶性聚氨酯的面膜用水凝胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含水溶性聚氨酯的面膜用水凝胶组合物，更详细而言，涉及一种包含水溶性聚氨酯而使弹性和通气性提高的水凝胶组合物，其特征在于，以组合物总重量为基准，包含水溶性聚氨酯0.01至5.0重量％、天然高分子凝胶剂0.4％至5.0重量％、赋予皮肤美容功能的功能性化妆成份1.0至60.0重量％、电解质0.1至1.0重量％、作为可塑剂的多元醇10.0至30.0重量％、保存剂及此外包括水的溶剂。本发明的水凝胶组合物作为预先制造成脸状或片形态并流通的美容面膜，由于获得提高的弹性，无需追加的粘合成份，对皮肤的附着性卓越，可以长时间保持形态，提高通气性，无需担心刺激皮肤，能够使皮肤有用成份容易地传递给皮肤。

Description

包含水溶性聚氨酯的面膜用水凝胶组合物
技术领域
本发明涉及水凝胶组合物，更详细而言，涉及一种提高凝胶的弹性特性、具有通气性的包含水溶性聚氨酯的面膜用水凝胶组合物。
背景技术
水凝胶作为含有大量水分的具有高含水特性的物质，如医学、制药、假体及隐形眼镜等，其应用领域呈现多样化趋势。近来，不仅是伤口敷料、药物传递介质，而且在化妆品领域还被用作把保湿、营养供应、改善皱纹、美白等多样效能传递给皮肤的用途。
一般而言，含有天然高分子凝胶剂的水凝胶通过助液成型、加工、包装等多种工序而生产，只以天然高分子凝胶剂实现，弹性性能和对压缩的抵抗力弱，需要在高温下压缩成型，因而存在生产效率低的缺点。为了克服这种缺点而进行了不懈研究，希望通过多种天然及合成高分子的组合，提高凝胶强度，提高生产效率。另外，水凝胶含有大量水分，通气性低，长时间涂布时，发生皮肤软化的问题。
普通的聚氨酯有弹性，具有优秀的通气性，但在水中为不溶性，作为化妆品，在含有皮肤有效成份中占众多部分的水溶性有效成份方面存在制约；只由水溶性聚氨酯材料本身构成的凝胶，可以含有水溶性有效成份，但皮肤附着性下降，与由天然高分子凝胶剂构成的凝胶相比，存在不亲和皮肤、不环保的问题。
因此，为了克服这种问题，要求一种在可以大量含有皮肤有效成份、附着力优秀的高含水水凝胶中改善通气性和弹力的水凝胶组合物。
发明内容
发明要解决的技术问题
为了克服这种以往的问题，本发明旨在提供一种水凝胶组合物及其制造方法，使因聚氨酯材料的多孔性结构而赋予的通气性能和弹力与水凝胶接轨，从而具有得到提高的弹性和通气性。
用于解决的问题的技术手段
为达成这种目的，本发明提供一种含有水溶性聚氨酯和包含卡拉胶的天然高分子物质的水凝胶组合物。
一般而言，所谓聚氨酯，是指在分子链内含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的高分子。聚氨酯中包含的氨基甲酸酯基团借助于异氰酸酯(-NCO)与醇(-OH)间的反应而生成。
聚氨酯生成反应式
作为使本发明中使用的聚氨酯实现水溶性化的方法，一般有自我乳化法和强制乳化法。其中，自我乳化法是利用离聚物(Ionomer)水溶性聚氨酯，在分子中导入阴离子(Anion)或阳离子(Cation)等离子性官能基，无需乳化剂便能够实现水中分散，
(1)作为阴离子(Anion)形态，使由异氰酸酯和多元醇合成的聚氨酸预聚物(prepolymer)与氨基烷基磺酸盐(aminoalkanesulfonate)的水溶液反应，使生成的水溶性聚氨酯或聚氨酸预聚物(prepolymer)与具有羟基(Hydroxyl)的酸反应后，用氢氧化钠(NaOH)进行中和而生成水溶性聚氨酯；
(2)作为阳离子(Cation)形态，把由异氰酸酯和多元醇合成的聚氨酸预聚物(prepolymer)，利用具有3级氨基的扩链剂进行高分子化，把分子中的3级氨基用4级化剂进行阳离子化(cation)而制造水溶性聚氨酯，或使聚氨酸预聚物(prepolymer)与具有羟基(Hydroyxyl)的3级氨基反应，用4级化剂进行水溶化，或用酸水溶液进行中和而制造水溶性聚氨酯；
(3)如果使重亚硫酸盐附加于聚氨酸预聚物(prepolymer)的异氰酸酯(isocyanate)基，使异氰酸酯(isocyanate)基进行嵌段(block)化，那么，借助于嵌段化的磺酸盐(blockedsulfonate)基的亲水性，制造在水中溶解或分散的水溶性聚氨酯；
(4)作为非离子型水性聚氨酯树脂原料的多元醇(polyol)成份，使用诸如聚乙二醇的水溶性多元醇(polyol)，制造水溶性聚氨酯。
另外，还有强制乳化方法，把由异氰酸酯和多元醇合成的聚氨酯或聚氨酸预聚物(prepolymer)，使用乳化剂，利用机械性剪断力强制乳化，制造水溶性聚氨酯。
本发明中使用的水溶性聚氨酯的代表性特征如下。
①拉伸强度、撕裂强度、耐磨损性、回弹性等机械性质优秀。
②形成三维网状结构，从而耐溶剂性、耐碱性、耐酸性等耐化学药品性优秀。
③由于聚氨酯结构，柔软性、弹性等优秀。
④耐热性、耐寒性、耐气候性等抗老化性强。
⑤不含有机溶剂，因而环保，对人体无害。
⑥具有多孔性泡沫的结构形态，因而具有通气性。
本发明人欲利用如上所述特征中的水溶性聚氨酯的三维网状结构，提高通气性能和弹力，从而克服以往水凝胶具有的问题。
本发明中含有的水溶性聚氨酯按所述组合物总重量基准可以含有0.01～5.0重量％。聚氨酯与天然高分子凝胶剂的混合比率可按1:1.3～1:20的比率混合，当为1:1.3比率以下时，会因聚氨酯材料的溶融混合与凝胶的硬度问题而发生困难，当为1:20以上时，聚氨酯的特性在水凝胶中表现微弱，水凝胶改善效果无法达到预期。
另外，包含卡拉胶的天然高分子凝胶剂按重量基准可以含有0.4～5.0重量％。所述天然高分子物质混合2种以上使用，具有使凝胶强度上升的效果，优选比率构成3:7至7:3的比率，更优选构成4:6～6:4的比率。
另外，为了提高天然高分子物质的撕裂强度，可以使用电解质。这是因为电解质与所述天然高分子物质形成交联(Crosslinking)。此时使用的电解质可以使用氯化钾、氯化镁、氯化钠、氯化钙中的1种，特别是优选使用0.1～0.5重量％的氯化钾。
另外，作为皮肤有用成份，可以含有具有改善皱纹、美白、保湿、营养供应功能的成份，例如腺苷、熊果苷、透明质酸、甘油、丁二醇、胶原蛋白、马齿苋提取物、生育酚乙酸酯、乙二胺四乙酸二钠、乙基己二醇、辛酸甘油酯等成份1种以上，但不局限于此。
本发明涉及一种改善了弹性和通气性的面膜用水凝胶组合物，按组合物总重量基准，含有水溶性聚氨酯0.01至5.0重量％、天然高分子凝胶剂0.4至5.0重量％、电解质0.1至1.0重量％、皮肤有效成份1.0至60.0重量％、作为可塑剂的多元醇10.0至30.0重量％、保存剂及包括水的溶剂。
另外，本发明的特征在于，所述水溶性聚氨酯及天然高分子凝胶剂的混合比率按重量比为1:1.3至1:20。
另外，本发明的特征在于，所述天然高分子凝胶剂由卡拉胶及其之外1种以上的天然高分子凝胶剂构成，混合比率按重量比为3:7至7:3。
另外，本发明的特征在于，所述水溶性聚氨酯包含异氰酸酯与多元醇及使得合成的聚氨酯能内部乳化的自我乳化性成份的缩合生成物。
另外，本发明的特征在于，所述水溶性聚氨酯是使用乳化剂，使由异氰酸酯和多元醇合成的聚氨酯或聚氨酸预聚物(prepolymer)利用机械性剪断力强制乳化的水溶性聚氨酯。
另外，本发明的特征在于，所述天然高分子凝胶剂含有卡拉胶(CarrageenanGum)及包含的作为天然高分子物质的选自由黄原胶(XanthanGum)、肉桂胶(CassiaGum)、结冷胶(GellanGum)、刺槐豆胶(LocustBeanGum)、琼脂、褐藻胶、甘露聚糖(Mannan)、瓜尔豆胶(GuarGum)、泊洛沙姆(Pluroinc)、果胶(Pectin)及纤维素构成的组的1种或2种以上。
另外，本发明的特征在于，所述电解质是从氯化钾、氯化镁、氯化钠及氯化钙选择的1种以上的电解质。
另外，本发明的特征在于，所述皮肤有效成份含有具有包括改善皱纹、皮肤美白、水份供应、营养供应及改善皮肤弹力在内的皮肤美容功能的1种以上成份。
不仅如此，本发明涉及一种水凝胶面膜制造方法，包括：
a)按组合物总重量基准，混合水溶性聚氨酯0.01至5.0重量％、天然高分子凝胶剂0.4至5.0重量％、电解质0.1至1.0重量％、皮肤有效成份1.0至60.0重量％、作为可塑剂的多元醇10.0至30.0重量％、保存剂及包括水的溶剂而制造混合液的步骤；
b)把所述a的混合液在70～90℃下加温溶融而制造凝胶混合物的步骤；
c)所述溶融的凝胶混合物在比普通水凝胶的凝胶成型温度更低的45～60℃下放入成型模具而制造凝胶状的水凝胶成型体的步骤。
发明效果
本发明的水凝胶组合物含有包括卡拉胶的1种或2种以上的天然高分子而形成凝胶，添加电解质，从而能够提高撕裂强度。进而，包含水溶性聚氨酯，从而能够获得具有提高的弹性和通气性的水凝胶。
另外，本发明的水凝胶组合物含有聚氨酯材料，从而能够降低成型加工时的温度条件，因而具有增大生产效率的优点。一般而言，天然高分子水凝胶在60～65℃左右实现成型，但含有水溶性聚氨酯的水凝胶可以在50～55℃左右进行成型，能够提高生产效率。
附图说明
图1是天然高分子卡拉胶与肉桂胶不同混合比率下的水凝胶压缩强度图表。
图2是不同氯化钾含量下的水凝胶的压缩强度图表。
图3是不同水溶性聚氨酯含量下的凝胶弹性图表。
图4是空气透过度的相对比较图表。
图5是弹力相对比较图表。
具体实施方式
下面举出具体实施例，更详细地说明本发明的构成。对于在本发明所属技术领域已经公知、与本发明无直接关联的技术内容，省略不必要的说明，以便更明确地传递本发明要实现的核心内容。但是，本发明的范围并非根据实施例的记载而限定，这是本发明所属技术领域的技术人员不言而喻的。
<实施例1～5及比较例1～2>
为了决定天然高分子凝胶剂卡拉胶与其它天然高分子凝胶剂的混合比率，进行了下述实施例及比较例实验。
本实施例1～5和比较例1～2分别在0.2～0.8重量％范围内调整卡拉胶与肉桂胶的混合比率，并在75℃下搅拌30分钟，制造了水凝胶组合物。
【表1】
针对所述组成的水凝胶组合物的状态，测量并确认了压缩强度。
凝胶强度利用Instron5569(Instronco.USA)在常温下测量。用于测量的试片的厚度为5.0mm，直径为10mm，每种试料制造3个试片进行测量。测量时，丁字头(Crosshead)速度为10mm/min.，测量了试片实现50％变形时的压缩强度。
结果，比较例1的粘性低，凝胶形成困难，无法表现出凝胶的特性，比较例2的凝胶强度过高，附着力下降，作为面膜凝胶的使用感低下。卡拉胶与肉桂胶的比率为3:7～7:3的比率时合适，特别是比率为5:5时，在使用感及使用便利性上表现出最佳强度。可知：卡拉胶的含量越增加，凝胶的强度也越增加，但在作为水凝胶的使用感方面，最优选含有5:5的比率。
<实施例6～10及比较例3～4>
为了决定优选的电解质含量，进行了下述实施例和比较例的实验。
本实施例6～10和比较例3～4使肉桂胶与卡拉胶分别既定地保持0.5重量％，使氯化钾变化为0.09～1.1重量％，并在75℃下搅拌30分钟，制造了水凝胶组合物。
【表2】
针对所述组成的水凝胶组合物的状态，测量并确认了压缩强度。
凝胶强度利用Instron5569(Instronco.USA)在常温下测量。用于测量的试片的厚度为5.0mm，直径为10mm，每种试料制造3个试片进行测量。测量时，丁字头(Crosshead)速度为10mm/min.，测量了试片实现50％变形时的压缩强度。
结果，比较例3与实施例6相比，强度低，发生凝胶破烂撕裂的现象，比较例4的凝胶的硬度高，表现出作为水凝胶的附着性能下降的倾向。可知：氯化钾的量越增加，凝胶的强度也越增加，在凝胶的强度和作为水凝胶的使用感方面，优选含有0.1～1.0重量％，其中，最优选含有0.2重量％的氯化钾。
<实施例11～14及比较例5～6>
为了确认水溶性聚氨酯的优选含量比率，进行了下述实施例和比较例的实验。
本实施例11～14和比较例5～6在精制水中，既定地保持肉桂胶0.5重量％、卡拉胶0.5重量％、氯化钾0.2重量％，在0.009～5.5％重量范围内调整水溶性聚氨酯，并在75℃下搅拌30分钟，制造了水凝胶组合物。
【表3】
确认了所述制造的水凝胶组合物的凝胶弹性特性。
凝胶弹性利用Instron5569(Instronco.USA)在常温下测量。用于测量的试片的厚度为5.0mm，直径为10mm，每种试料制造3个试片进行测量。测量时，丁字头(Crosshead)速度为10mm/min.，确认了试片实现30％变形后去除压力时恢复到原状时的测量结果值。
结果，在比较例5中，显示出弹性值微弱增加，在比较例6中，凝胶的硬度高，凝胶上大量形成气泡，难以构成凝胶形态，在实施例12中，表现出最佳弹性值。另外可知：水溶性聚氨酯与天然高分子凝胶剂的混合比率优选为1:1.3至1:20范围。
测量利用实施例11～14及比较例5～6制造的水凝胶pH值，结果可知，水溶性聚氨酯不同含量下的pH范围为5.78～6.01，随着水溶性聚氨酯含量的增加，显示出稍稍上升的倾向，但其增加幅度不大，符合通常的化妆品pH范围。
<实施例15及比较例7>
为了确认改善的通气性和弹力，进行了下述实施例和比较例的实验。
本实施例15混合水溶性聚氨酯1.0重量％、卡拉胶和肉桂胶各0.5重量％、氯化钾0.2重量％、皮肤有效成份25.0重量％、甘油20.0重量％、保存剂及香料等，在75℃下搅拌30分钟，制造了水凝胶组合物。
比较例7除实施例15中的水溶性聚氨酯材料外，制造了水凝胶组合物。
【表4】
实施例15 比较例7
水溶性聚氨酯 1.0 -
卡拉胶 0.5 0.5
肉桂胶 0.5 0.5
氯化钾 0.2 0.2
皮肤有效成份 25.0 25.0
甘油 20.0 20.0
PEG-60氢化蓖麻油 0.2 0.2
香料 适量 适量
保存剂 适量 适量
精制水 至100 至100
相对比较了所述制造的两种水凝胶的通气性。
通气性比较方法是在密封的气缸的中间，把实施例15和比较例7的水凝胶试片与能够支撑于气缸中间部的无纺布一起密封安装，气缸的一侧入口开放，另一侧入口连接于真空泵并形成真空，相对地显示仪表的真空值。各试片制造成横向*纵向为5cm*5cm、厚度0.5mm。各试片分别制造5个进行测量，显示其平均值。
其结果可以确认，实施例15与比较例7相比，空气透过度改善约29％。
相对比较了所述实施例15与比较例7中制造的两种水凝胶的弹性。
凝胶弹性利用Instron5569(Instronco.USA)在常温下测量。为了测量，试片的厚度为5.0mm，直径为10mm，每种试料制造3个试片进行测量。测量时，丁字头(Crosshead)速度为10mm/min.，确认了试片实现30％变形后去除压力时恢复到原状时的测量结果值。
其结果可以确认，实施例15与比较例7相比，弹力改善了约51％。

Claims (7)

1.一种改善了弹性和通气性的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
按组合物总重量基准，含有水溶性聚氨酯0.01至5.0重量％、天然高分子凝胶剂0.4至5.0重量％、电解质0.1至1.0重量％、皮肤有效成份1.0至60.0重量％，作为可塑剂含有多元醇10.0至30.0重量％、保存剂及包括水的溶剂，所述水溶性聚氨酯及天然高分子凝胶剂的混合比率按重量比为1:1.3至1:20。
2.根据权利要求1所述的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
所述天然高分子凝胶剂含有卡拉胶以及作为天然高分子物质的选自由黄原胶、肉桂胶、结冷胶、刺槐豆胶、琼脂、褐藻胶、甘露聚糖、瓜尔豆胶、泊洛沙姆、果胶及纤维素构成的组中的1种或2种以上，所述卡拉胶与所述天然高分子物质混合比率按重量比为3:7至7:3。
3.根据权利要求1所述的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
所述水溶性聚氨酯是包含异氰酸酯与多元醇及使得合成的聚氨酯能内部乳化的自我乳化性成份的缩合生成物。
4.根据权利要求1所述的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
所述水溶性聚氨酯是把由异氰酸酯和多元醇合成的聚氨酯或聚氨酸预聚物用作乳化剂，利用机械性剪断力强制乳化的水溶性聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
所述电解质是从氯化钾、氯化镁、氯化钠及氯化钙选择的1种以上的电解质。
6.根据权利要求1所述的面膜用水凝胶组合物，其特征在于，
所述皮肤有效成份含有具有包括改善皱纹、皮肤美白、水份供应、营养供应及改善皮肤弹力在内的皮肤美容功能的1种以上成份。
7.一种水凝胶面膜制造方法，其特征在于，包括：
a)按组合物总重量基准，混合水溶性聚氨酯0.01至5.0重量％、天然高分子凝胶剂0.4至5.0重量％、电解质0.1至1.0重量％、皮肤有效成份1.0至60.0重量％、作为可塑剂的多元醇10.0至30.0重量％、保存剂及包括水的溶剂而制造混合液的步骤；
b)把所述a的混合液在70～90℃下加温溶融而制造凝胶混合物的步骤；
c)把所述溶融的凝胶混合物在比普通水凝胶的凝胶成型温度更低的45～60℃下放入成型模具而制造凝胶状的水凝胶成型体的步骤。
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