CN110004510A - 一种玉石粘胶纤维及面膜基布的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玉石粘胶纤维，属于面膜基布领域，其特征在于，制备工艺为，将纤维素纺丝液与纳米玉石粉末以质量比为15‑25:1混合，采用湿法纺丝工艺制得；所述纳米玉石粉末是以玉石为原料的纳米玉石微胶囊结构，以及面膜基布的制备工艺，以如上所述玉石粘胶纤维或其与其他面膜基布纤维的混合物为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布；能够将湿法纺丝的玉石纤维用于面膜基布的制造中，提高使用者对面膜基布的使用体验。

Description

一种玉石粘胶纤维及面膜基布的制备工艺

技术领域

本发明涉及面膜基布技术领域，具体涉及一种玉石粘胶纤维及面膜基布的制备工艺。

背景技术

目前，市场上的玉石纤维的制造方式通常是在熔融纺丝的过程中将纳米玉石粉末熔入到纺丝熔体之中，经纺丝加工而制成。其熔体纺丝的纤维基本都是以化学纤维为主，如涤纶、锦纶、丙纶等，玉石粘胶纤维基本没有，该类化学纤维无法满足对保湿性要求较高的面膜基布等的需求。这是由于粘胶纤维本身是通过湿法纺丝的工艺制成的，而湿法纺丝的工艺里面通常伴随着化学反应，会有酸与碱的介入；而玉石里通常含有铝、镁、铁等碱性金属，它们的氧化物属于碱性氧化物，在酸性条件下会发生化学反应。因此，将玉石直接加入纺丝液中进行湿法纺丝，会破坏玉石本身的结构，并且不利于湿法纺丝的进行，采用湿法纺丝制备玉石纤维技术难度很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够满足湿法纺丝工艺且不影响玉石优良性能的玉石粘胶纤维及面膜基布的制备工艺，能够将湿法纺丝的玉石纤维用于面膜基布的制造中，提高使用者对面膜基布的使用体验。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种玉石粘胶纤维，其特征在于，其制备工艺如下：将纤维素纺丝液与纳米玉石粉末以质量比为15-25:1混合，采用湿法纺丝工艺制得；所述纳米玉石粉末是以玉石为原料的纳米玉石微胶囊结构。

进一步的，所述纳米玉石微胶囊的制备过程如下：将玉石粉末与明胶乳液以质量比1:1-3进行共混，然后通过超声包埋处理，最后经喷雾干燥制得。

通过喷雾干燥的方法，将纳米玉石粉末分散在明胶溶液之中，再通过喷雾装置将溶液以细微液滴的形式喷入高温干燥介质中，依靠细小的雾滴与干燥介质之间的热量交换，将溶剂快速蒸发使囊膜快速固化制取以明胶为壁材、玉石粉末为芯材的微胶囊。

进一步的，所述明胶乳液为质量分数为0.5-2%的明胶水溶液与表面活性剂的均质混合物，表面活性剂占明胶水溶液的质量分数为0.05-0.15%。

进一步的，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、失水山梨醇脂肪酸酯或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的至少一种。

进一步的，所述超声包埋处理是指将玉石粉末与明胶乳液的混合物以300-500W的超声波包埋30-60min。

进一步的，所述玉石粉末粒径在100-300nm。具体地：向玉石中加入2-5倍质量数的去离子水，用纳米高速搅拌球磨机在300-600rpm下研磨3-5h后制成粒径100-300nm的玉石粉末。

进一步的，所述喷雾干燥过程在干燥室中进行，其参数如下：干燥室充满氮气，氮气的空气流量在400-450L/h之间，干燥室入口温度为70-90℃，干燥室内的雾化器的转速控制在4000-6000rpm，进料速率控制在90-110kg/h。

进一步的，所述纤维素纺丝液是将纤维素酯溶于溶剂制得，其中纤维素酯的质量分数为6-8%；所述纤维素酯采用醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、硝化纤维素、羧甲基纤维素酯、纤维素乙酰乙酸酯、纤维素酯接枝丙烯酸酯、纤维素醋酸邻苯二甲酸酯、纤维素乙酸丁酸琥珀酸酯中的一种或两种以上组合，所述溶剂采用NMMO或碱金属氧化物基纤维素溶剂，优选氢氧化钠/水体系、氢氧化锂/尿素/水体系、氢氧化钠/尿素/水体系或氢氧化钠/硫脲/水体系。

及一种面膜基布的制备工艺，其特征在于，以如上所述的玉石粘胶纤维或其与其他面膜基布纤维的混合物为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布。

进一步的，所述其他面膜基布纤维可采用粘胶纤维、莱赛尔纤维或铜氨纤维中的至少一种。

进一步的，水刺加工过程中水温控制在60-90℃。

利用纳米玉石微胶囊的壁材明胶是一种不溶于冷水但溶于热水的蛋白质混合物，此时通过调整面膜基布无纺布织造中水刺的工艺，通过提高水刺中水的温度，将壁材明胶溶解掉，使得里面的有效物质纳米玉石粉末释放出来。

本发明的有益效果是：

1.通过微胶囊包覆技术，制得以明胶为壁材、玉石为芯材的纳米玉石微胶囊，然后与纤维素纺丝液共混并经湿法纺丝制得玉石粘胶纤维，能够实现玉石粘胶纤维的湿法纺丝，易于制备，且未对玉石本身性能造成影响，利用玉石富含人体所需的多种微量元素，如锌、铁、铜、锰、镁、钴、硒、铬、钛、锂、钙、钾、钠等，有利于充分发挥玉石自身优势，玉石与粘胶的结合，扩大玉石纤维的适用范围；

2.以本发明工艺制得的玉石粘胶纤维为主要原料用于制备面膜基布无纺布，结合面膜布的水刺工艺并调整水刺温度，能够实现纳米玉石微胶囊在后续水刺工艺过程中壁材溶解以及有效物质纳米玉石粉末的释放，应用于面膜基布中，玉石特殊的分子结构可以吸收和释放远红外线，能和人体细胞产生共振吸收，从而达到改善循环、剌激细胞再生、酶活性提高、生理功能恢复等保健作用。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种玉石粘胶纤维，其制备工艺如下：

准备原料玉石粉末：向玉石中加入2倍质量数的去离子水，用纳米高速搅拌球磨机在300rpm下研磨5h后制成粒径300nm左右的玉石粉末；

制备明胶乳液：向质量分数为0.5%的明胶水溶液中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，并将混合物置于均质机中均质，制成均匀的明胶乳液，其中，十二烷基硫酸钠占明胶水溶液的质量分数为0.05%；

制备纳米玉石微胶囊：将上述原料玉石粉末与明胶乳液以质量比1:1进行共混，然后以300W的超声波包埋60min，最后经喷雾干燥制得。其中，所述喷雾干燥过程在干燥室中进行，其参数如下：干燥室充满氮气，氮气的空气流量在400L/h左右，干燥室入口温度为70℃，干燥室内的雾化器的转速控制在4000rpm，进料速率控制在90kg/h左右。

湿法纺丝：将纤维素纺丝液与上述制得的纳米玉石微胶囊以质量比为15:1混合，采用湿法纺丝工艺制备玉石粘胶纤维；其中，所述纤维素纺丝液是将醋酸纤维素溶于溶剂NMMO制得，其中醋酸纤维素的质量分数为6%。

本实施例的面膜基布的制备工艺，以100%上述制得的玉石粘胶纤维为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布；其中，水刺加工过程中水温控制在60℃左右。

实施例2

本实施例一种玉石粘胶纤维，其制备工艺如下：

准备原料玉石粉末：向玉石中加入3倍质量数的去离子水，用纳米高速搅拌球磨机在450rpm下研磨4h后制成粒径200nm左右的玉石粉末；

制备明胶乳液：向质量分数为1%的明胶水溶液中加入表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯，并将混合物置于均质机中均质，制成均匀的明胶乳液，其中，失水山梨醇脂肪酸酯占明胶水溶液的质量分数为0.1%；

制备纳米玉石微胶囊：将上述原料玉石粉末与明胶乳液以质量比1:2进行共混，然后以400W的超声波包埋45min，最后经喷雾干燥制得。其中，所述喷雾干燥过程在干燥室中进行，其参数如下：干燥室充满氮气，氮气的空气流量在420L/h左右，干燥室入口温度为80℃，干燥室内的雾化器的转速控制在5000rpm，进料速率控制在100kg/h左右。

湿法纺丝：将纤维素纺丝液与上述制得的纳米玉石微胶囊以质量比为20:1混合，采用湿法纺丝工艺制备玉石粘胶纤维；其中，所述纤维素纺丝液是将醋酸丙酸纤维素溶于溶剂氢氧化钠/水体系制得，其中醋酸丙酸纤维素的质量分数为7%；

本实施例的面膜基布的制备工艺，以上述制得的玉石粘胶纤维与莱赛尔纤维的混合物为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布。水刺加工过程中水温控制在75℃左右。

实施例3

本实施例一种玉石粘胶纤维，其制备工艺如下：

准备原料玉石粉末：向玉石中加入5倍质量数的去离子水，用纳米高速搅拌球磨机在600rpm下研磨3h后制成粒径100nm左右的玉石粉末；

制备明胶乳液：向质量分数为2%的明胶水溶液中加入表面活性剂高碳脂肪醇聚氧乙烯醚，并将混合物置于均质机中均质，制成均匀的明胶乳液，其中，高碳脂肪醇聚氧乙烯醚占明胶水溶液的质量分数为0.15%；

制备纳米玉石微胶囊：将上述原料玉石粉末与明胶乳液以质量比1:3进行共混，然后以500W的超声波包埋30min，最后经喷雾干燥制得。其中，所述喷雾干燥过程在干燥室中进行，其参数如下：干燥室充满氮气，氮气的空气流量在450L/h左右，干燥室入口温度为90℃，干燥室内的雾化器的转速控制在6000rpm，进料速率控制在110kg/h左右。

湿法纺丝：将纤维素纺丝液与上述制得的纳米玉石微胶囊以质量比为25:1混合，采用湿法纺丝工艺制备玉石粘胶纤维；其中，所述纤维素纺丝液是将硝化纤维素溶于溶剂氢氧化钠/硫脲/水体系制得，其中硝化纤维素的质量分数为8%。

本实施例的面膜基布的制备工艺，以上述制得的玉石粘胶纤维与铜氨纤维的混合物为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布。水刺加工过程中水温控制在90℃左右。

对比例1

同实施例1，所不同的是，直接以300nm的玉石粉末替代原纳米玉石微胶囊加入到纺丝液中进行湿法纺丝。

试验结果显示，该方案下的玉石纤维湿法纺丝失败。这是由于玉石不耐酸，而纺丝过程中因有酸液的进入，使其与玉石里的成分发生反应，反应后的成分具有水溶性，导致纤维纺出之后玉石的成分不会存在纤维内部，无法成功纺出玉石粘胶纤维。

对比例2

同实施例1，所不同的是，以壳聚糖替代明胶。制成壳聚糖包覆的纳米玉石粉末的微胶囊，再进行湿法纺丝。虽然可以成功纺出纳米玉石粘胶纤维，但是由于壳聚糖不具有水溶性，在无纺布加工的过程中无法将壳聚糖包覆的玉石粉末释放出来，其释放方式只能通过壳聚糖生物相容以及生物可降解的特性，通过作用于皮肤上缓慢释放。然而，通过此类壁材制成的纳米玉石纤维面膜基布，其释放过程十分缓慢，导致其功效性远不如上述所说的使用明胶作为壁材进而制作的纳米玉石纤维面膜基布。

对比例3

同实施例1，所不同的是，以海藻酸钠替代明胶。制成海藻酸钠包覆的纳米玉石粉末的微胶囊，再进行湿法纺丝。虽然可以成功纺出纳米玉石粘胶纤维，但是由于海藻酸钠不具有水溶性，在无纺布加工的过程中无法将海藻酸钠包覆的玉石粉末释放出来，其释放方式只能通过海藻酸钠生物相容以及生物可降解的特性，通过作用于皮肤上缓慢释放。然而，通过此类壁材制成的纳米玉石纤维面膜基布，其释放过程十分缓慢，导致其玉石的功效性远不如上述所说的使用明胶作为壁材进而制作的纳米玉石纤维面膜基布。

本发明制得的玉石粘胶纤维面膜基布无纺布的中玉石的含量≥4%，远红外线放射率≥85%，抑菌率≥99%，断裂强度≥2.3cN/dtex，断裂伸长率≥10%。

对本发明制得的玉石粘胶纤维面膜基布无纺布进行元素分析，其面膜基布无纺布含有的元素含量如下表所示：

元素	含量	单位
			铝（Al）	≥36	mg/kg
钙（Ca）	≥600	mg/kg
			铁（Fe）	≥26	mg/kg
钾（K）	≥40	mg/kg
			镁（Mg）	≥101	mg/kg
钠（Na）	≥13	mg/kg
			硅（Si）	≥81	mg/kg

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种玉石粘胶纤维，其特征在于，其制备工艺如下：将纤维素纺丝液与纳米玉石粉末以质量比为15-25:1混合，采用湿法纺丝工艺制得；所述纳米玉石粉末是以玉石为原料的纳米玉石微胶囊结构。

2.根据权利要求1所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述纳米玉石微胶囊的制备过程如下：将玉石粉末与明胶乳液以质量比1:1-3进行共混，然后通过超声包埋处理，最后经喷雾干燥制得。

3.根据权利要求2所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述明胶乳液为质量分数为0.5-2%的明胶水溶液与表面活性剂的均质混合物，表面活性剂占明胶水溶液的质量分数为0.05-0.15%。

4.根据权利要求3所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、失水山梨醇脂肪酸酯或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚的至少一种。

5.根据权利要求2所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述超声包埋处理是指将玉石粉末与明胶乳液的混合物以300-500W的超声波包埋30-60min。

6.根据权利要求2或5所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述玉石粉末粒径在100-300nm。

7.根据权利要求2所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述喷雾干燥过程在干燥室中进行，其参数如下：干燥室充满氮气，氮气的空气流量在400-450L/h之间，干燥室入口温度为70-90℃，干燥室内的雾化器的转速控制在4000-6000rpm，进料速率控制在90-110kg/h。

8.根据权利要求1所述的玉石粘胶纤维，其特征在于，所述纤维素纺丝液是将纤维素酯溶于溶剂制得，其中纤维素酯的质量分数为6-8%；所述纤维素酯采用醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、硝化纤维素、羧甲基纤维素酯、纤维素乙酰乙酸酯、纤维素酯接枝丙烯酸酯、纤维素醋酸邻苯二甲酸酯、纤维素乙酸丁酸琥珀酸酯中的一种或两种以上组合，所述溶剂采用NMMO或碱金属氧化物基纤维素溶剂。

9.一种面膜基布的制备工艺，其特征在于，以权利要求1-8所述的玉石粘胶纤维或其与其他面膜基布纤维的混合物为原料，依次经开松、梳理、铺网制成纤维网，之后进行水刺加工制得面膜基布无纺布。

10.根据权利要求9所述的面膜基布的制备工艺，其特征在于，所述其他面膜基布纤维可采用粘胶纤维、莱赛尔纤维或铜氨纤维中的至少一种，水刺加工过程中水温控制在60-90℃。