CN108914389A - 一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法 - Google Patents

一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，属于护肤用品技术领域。本发明利用同轴静电纺丝法制备了的面膜基材，添加蒙脱土提高纤维直径的均匀度，在一定浓度范围内纤维的断裂强力，吸湿保湿性均有一定的提高，蒙脱土是一种由纳米厚度的表面负电的硅酸盐片层靠静电作用堆叠而成的土状矿物，吸水后可形成凝胶，有效地锁住水分，具有较好的保水性，利用蒙脱土这种性能将其与具有生物相容性的海藻纤维素通过同轴法静电纺丝和水刺工艺相结合制成一种面膜材料；本发明采用壳聚糖纤维‑海藻纤维‑竹莱赛尔纤维的复合纤维去制备面膜材料，使其具有良好的吸水、保水性能，因此制备的面膜材料具有高吸湿保水功能性。

Description

一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，属于护肤用品技术领域。
背景技术
面膜是一种极具代表性的护肤用品，经过前些年资本与市场的融合，已经从美容院里的奢侈品，变成了日常肌肤护理的快速消费品。近代以来，随着科技的进步，市场上出现了颗粒状、乳膏状的面膜。颗粒状面膜需要加水或者其他营养液，调制成膏状，涂敷在面部。因此，可统称涂抹式面膜。另一类为膜贴式面膜，是指将一定厚度的非织造布或者其他形式的膜布，制成符合脸型大小的面膜基布，配以合适的营养液，使用时直接敷在面部即可。
日常护肤品往往是功能型的，只能针对性解决肌肤问题。而面膜独有的特性，能使其同时解决肌肤的保湿、美白、控油、抗敏、去角质等问题，这一特性也是面膜迅速发展的主要原因。
近些年，面膜行业得到了快速发展，其中，以水刺非织造布为基材的面贴式面膜比例逐渐增大。水刺非织造布具有良好的力学性能、吸液性能，配合营养液，可以做成具有透明性的隐形面膜，使其受到越来越多人去青睐。
面贴式面膜的方便快捷，使得面膜基布已经成为水刺非织造布的一个重要应用。面膜基布用纤维往往采用诸如黏胶这样的亲肤、可降解型纤维素纤维，而海藻纤维作为一种新型的纤维素纤维，具备优良的亲肤可降解性能，在高性能医用敷料行业已有广泛应用，将其推广至水刺面膜基布领域有着不错的前景。
面膜的研究起源于医学领域，最初是为了提高伤口的治疗效果，减少伤口泡痕。后来发现，面膜不仅能用于伤口治疗，还具有清洁、美白、滋养、去角质等功效，逐渐推广至美容领域。
海藻纤维，作为一种新型可再生纤维素纤维，其具有高吸湿性、良好的生物相容性和可降解性、抗静电性、自阻燃性等，已在医疗卫生领域有了广泛应用。但有关水刺法制备海藻纤维面膜的研究报道并不多见。因此，研究水刺法制备海藻纤维面膜的性能，有助于海藻纤维及其面膜的市场推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有面膜基布的吸湿保水和锁水性差的问题，提供了一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）配制质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液，将质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡20～30h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为40%～50%；
（2）将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，超声并离心分离后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布；将得到的基布进行水刺加固、挤压脱水、烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。
步骤（1）所述的海藻酸钠溶液为将海藻酸钠溶于去离子水中，静置2～3h，再搅拌3～4h，制成质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液。
步骤（1）所述的凝固浴为氯化钙水溶液，浓度为3～5%，温度为35～45℃。
步骤（2）所述的蒙脱土与去离子水的质量比为1∶2。
步骤（2）所述的超声并离心分离为在功率为600～800W下超声1～2h，在转速为5000～7000r/min下离心分离5～10min。
步骤（2）所述的复合纤维为壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合。
步骤（2）所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-3.00～-5.00KV，正压23.00～25.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为20～25cm，温度为50～60℃。
步骤（2）所述的水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为1.5～3bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15～35bar，70～80bar，40～50bar。
步骤（2）所述的挤压脱水为采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为1.8-3.2MPa/cm2，轧余率为70-90%。
步骤（2）所述的烘干为在温度为120～140℃的烘筒中烘干。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用同轴静电纺丝法制备了的面膜基材，添加蒙脱土会提高纤维直径的均匀度，在一定浓度范围内纤维的断裂强力，吸湿保湿性均有一定的提高，蒙脱土是一种由纳米厚度的表面负电的硅酸盐片层靠静电作用堆叠而成的土状矿物，表面极性大，层间表面含水，具有较好的吸水性，蒙脱土吸水后可形成凝胶，有效地锁住水分，具有较好的保水性，利用蒙脱土这种性能将其与具有生物相容性的海藻纤维素通过同轴法静电纺丝和水刺工艺相结合制成一种面膜材料；
（2）本发明采用壳聚糖纤维-海藻纤维-竹莱赛尔纤维的复合纤维去制备面膜材料，壳聚糖纤维来源广泛，具有良好的抗菌性、生物相容性、生物活性和生物可降解性，可加工20～40g/m2的产品，保证强度并且不掉毛，其产品柔软透气、吸湿卫生，海藻纤维是通过将海藻酸盐制成溶液，然后采用湿法纺丝方法制成的纤维，它是一种资源丰富、低碳环保、天然可降解、良好亲和人体皮肤的功能性保健材料，而且具有高吸湿透气性以及良好的生物相容性，竹莱赛尔纤维表面光滑，纵向有沟槽、枝节，使其具有良好的吸水、保水性能，因此制备的面膜材料具有高吸湿保水功能性。
具体实施方式
将海藻酸钠溶于去离子水中，静置2～3h，再搅拌3～4h，配制成质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液，将质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡20～30h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴为氯化钙水溶液中，凝固浴浓度为3～5%，凝固浴温度为35～45℃，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为40%～50%；按质量比1∶2将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，在功率为600～800W下超声1～2h，在转速为5000～7000r/min下离心分离5～10min后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，将壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合，得复合纤维，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布，将得到的基布进行水刺加固、脱水、在温度为120～140℃的烘筒中烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-3.00～-5.00KV，正压23.00～25.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为20～25cm，温度为50～60℃；水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为1.5～3bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15～35bar，70～80bar，40～50bar；挤压脱水采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为1.8-3.2MPa/cm2，轧余率为70-90%。
将海藻酸钠溶于去离子水中，静置2h，再搅拌3h，配制成质量分数为4%的海藻酸钠溶液，将质量分数为4%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡20h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴为氯化钙水溶液中，凝固浴浓度为3%，凝固浴温度为35℃，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为40%；按质量比1∶2将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，在功率为600W下超声1h，在转速为5000r/min下离心分离5min后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，将壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合，得复合纤维，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为5%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布，将得到的基布进行水刺加固、脱水、在温度为120℃的烘筒中烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为5%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-3.00KV，正压23.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为20cm，温度为50℃；水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为1.5bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15bar，70bar，40bar；挤压脱水采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为1.8MPa/cm2，轧余率为70%。
将海藻酸钠溶于去离子水中，静置2h，再搅拌3h，配制成质量分数为7%的海藻酸钠溶液，将质量分数为7%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡25h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴为氯化钙水溶液中，凝固浴浓度为4%，凝固浴温度为40℃，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为45%；按质量比1∶2将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，在功率为700W下超声1h，在转速为6000r/min下离心分离8min后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，将壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合，得复合纤维，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为6%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布，将得到的基布进行水刺加固、脱水、在温度为130℃的烘筒中烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为6%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-4.00KV，正压24.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为22cm，温度为55℃；水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为2.0bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，25bar，75bar，45bar；挤压脱水采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为2.5MPa/cm2，轧余率为80%。
将海藻酸钠溶于去离子水中，静置3h，再搅拌4h，配制成质量分数为10%的海藻酸钠溶液，将质量分数为10%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡30h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴为氯化钙水溶液中，凝固浴浓度为5%，凝固浴温度为45℃，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为50%；按质量比1∶2将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，在功率为800W下超声2h，在转速为7000r/min下离心分离10min后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，将壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合，得复合纤维，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为7%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布，将得到的基布进行水刺加固、脱水、在温度为140℃的烘筒中烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为7%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-5.00KV，正压25.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为25cm，温度为60℃；水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为3bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，35bar，80bar，50bar；挤压脱水采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为3.2MPa/cm2，轧余率为90%。
对照例：苏州某公司生产的面膜基布。
将实例及对照例的面膜基布进行检测，具体检测如下：
吸湿性能：（1）回潮率测试：根据国家标准GB/T6503-2008，在YG747型八篮恒温烘箱中进行测试。（2）吸水率测试：根据EDANA标准，称取5g干纤维，完全浸没蒸馏水中60s后取出，悬挂120s后称取湿重，根据公式计算吸水率。
卷曲性能：根据国家标准GB/T14338-2008，用YG362纤维卷曲弹性仪测试纤维卷曲的卷曲性能。
力学性能：根据国标GB/T14337-2008，在YG005E型单纤维强力仪上进行测试。
具体检测结果如表1。
表1性能表征对比表
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
回潮率/% 16.41 16.53 17.12 2.94
吸水率/% 1263 1260 1198 247
卷曲数/个 6 6 5 12
卷曲率/% 7.4 6.5 5.1 13.2
断裂强度/cN/dtex 2.42 1.23 1.51 3.81
断裂伸长率/% 12.16 11.20 11.63 22.58
由表1可知，本发明制备的面膜基布具有良好的吸湿保水性和锁水性。

Claims (10)

1.一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）配制质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液，将质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液进行过滤、并在真空下脱泡20～30h，得混合均匀的纺丝原液，在纺丝原液中加入取代度为0.872的羧甲基纤维素钠并进行过滤、再放入凝固浴，再经过拉伸、水洗、卷绕、干燥后得到海藻纤维，纤维的拉伸率为40%～50%；
（2）将蒙脱土与去离子水混合均匀，得悬浮液，超声并离心分离后，去上层清液，即为蒙脱土溶液，用0.2mol/L乙酸溶液配置质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，用同轴法静电纺丝处理，得基布；将得到的基布进行水刺加固、挤压脱水、烘干后，得所述复合纤维水刺面膜基布。
2.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的海藻酸钠溶液为将海藻酸钠溶于去离子水中，静置2～3h，再搅拌3～4h，制成质量分数为4%～10%的海藻酸钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的凝固浴为氯化钙水溶液，浓度为3～5%，温度为35～45℃。
4.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的蒙脱土与去离子水的质量比为1∶2。
5.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的超声并离心分离为在功率为600～800W下超声1～2h，在转速为5000～7000r/min下离心分离5～10min。
6.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的复合纤维为壳聚糖纤维、海藻纤维和竹莱赛尔纤维按照25%∶50%∶25%的比例进行混合。
7.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的同轴法静电纺丝处理条件为皮层速度2.4mL/h，芯层速度0.3mL/h，外层纺丝液为质量分数为5%～7%的复合纤维-乙酸溶液，内层纺丝液为蒙脱土溶液，负压-3.00～-5.00KV，正压23.00～25.00KV，推进速率0.1mm/min，针头与接收器之间的距离为20～25cm，温度为50～60℃。
8.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的水刺加固采用4道水刺加工，预湿水压为1.5～3Bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15～35Bar，70～80Bar，40～50Bar。
9.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的挤压脱水为采用双辊轧机对水刺加固后的所述基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为1.8-3.2MPa/cm2，轧余率为70-90%。
10.根据权利要求1所述的一种复合纤维水刺面膜基布的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的烘干为在温度为120～140℃的烘筒中烘干。
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