CN110452401A - 一种吸水的膜材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于膜材料领域，公开了一种吸水的膜材料，包含凝胶海绵和纤维；所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：葡甘聚糖0.05‑4份，卡拉胶0.2‑6份，刺槐豆胶0.1‑0.8份，黄原胶0.01‑0.5份，氯化钾0.1‑1.2份，柠檬酸0.01‑1.5份，甘油0.1‑5份，己二醇0.01‑0.1份，水2‑10份；所述纤维为聚丙烯纤维。本发明所述膜材料的吸水倍率高达19.4，抗拉强度高达0.25MPa，膜材料的伸长率高达167.62％。本发明所述膜材料可应用于面膜、卫生巾、医药敷料领域。

Description

一种吸水的膜材料及其制备方法
技术领域
本发明属于膜材料领域，特别涉及一种吸水的膜材料及其制备方法。
背景技术
应用于面膜领域的膜材料具有天然、无载体，肤感良好的优点，但也存在一些缺陷，例如在制备面膜过程中，所述膜材料还要吸附液态有效物质(例如精华液)，但现有技术中的膜材料对精华液等液态有效物质的吸附量小，不利于保持面膜功效的长久性。另外，现有技术中所述膜材料机械性能较差，抗拉伸能力弱，易破损，进一步限制了膜材料的应用。
因此，提供一种吸附能力强，机械性能好，特别是抗拉伸性能好的膜材料，有利于扩大膜材料的应用领域和提高含有膜材料的产品的性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种吸水的膜材料及其制备方法。本发明所述膜材料的吸水能力强，吸水倍率高达19.4，抗拉强度高达0.25MPa，膜材料的伸长率高达167.62％。
一种吸水的膜材料，包含凝胶海绵和纤维，所述纤维内置于凝胶海绵中。
所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
优选的，所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
优选的，所述卡拉胶为K型和/或I型卡拉胶。
优选的，所述水为去离子水。
优选的，所述纤维为聚丙烯纤维。所述纤维不仅限于聚丙烯纤维，还可为其他纤维。
优选的，所述聚丙烯纤维的长度大于10mm；进一步优选的，所述聚丙烯纤维的长度为50-300mm。
优选的，所述膜材料中，凝胶海绵的厚度为0.1-1mm。
优选的，所述膜材料中，所述纤维的厚度为0.1-0.5mm。
一种吸水的膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，将水、柠檬酸、氯化钾和甘油混合，然后加热，保温，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热，保温，再降温，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热，向料液中输入气体，制得发泡液，备用；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机中，成型机含有挤出模头(挤出模头的数量可为一个或多个)，发泡液从成型机的挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，再经过挤出模头时，挤出模头再一次挤出发泡液，涂布在纤维上，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体进行破泡处理，然后干燥，制得所述膜材料。
具体的，一种含纤维的膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，加入水、柠檬酸、氯化钾和甘油，然后加热至50-70℃，保温30-50分钟，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热至80-100℃，保温1-3小时，再降温至60-80℃，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热至40-90℃，通过发泡机(由佛山市雅路斯工业设备有限公司提供，型号为A1000)向料液中输入空气，发泡机的泵速为500-5000转/分钟，料液的流速为5-200L/H，制得发泡液；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机(由佛山市锋拓模具机械有限公司提供，型号为1200)中，成型机至少含有2个挤出模头，发泡液从成型机的第一挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，经过第二挤出模头时，第二挤出模头再一次挤出发泡液，涂布在纤维上，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体置于破泡机(由东莞市力铖机械设备有限公提供，型号为LC600-9)中，破泡机对膜材料粗体表面的气泡进行破泡处理，然后干燥，制得所述膜材料(所述膜材料含有凝胶海绵和纤维)。
优选的，步骤(2)中发泡液的密度为0.1g/cm3-1.0g/cm3。
优选的，步骤(2)中通过发泡机向料液中输入空气的流量为0-2000L/H。
优选的，步骤(3)中通过成型机的骨架模头加入纤维。
优选的，步骤(3)中从挤出模头挤出发泡液时，发泡液的温度为30-70℃。
优选的，步骤(4)中破泡机的破泡辊采用纵横网纹辊。
优选的，步骤(4)中破泡时膜材料粗体的温度控制在5-50℃。
优选的，步骤(4)中膜材料粗体在破泡机中的输送速度为1m/min-30m/min。
优选的，步骤(4)中的干燥是在40-60℃下保持60-120分钟。
刺槐豆胶的加入，可显著改善本发明所述膜材料的性能。黄原胶的加入能使膜材料的肤感变得更加柔软。
本发明所述膜材料可应用于面膜、妇女卫生巾中。
通过向本发明所述膜材料凝胶海绵涂覆精华液即可制得面膜。
另外的，本发明所述膜材料具有良好的吸水倍率，可应用于医用的敷料中。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明所述膜材料的吸水倍率高达19.4，抗拉强度高达0.25MPa，膜材料的伸长率高达167.62％。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
实施例1
一种吸水的膜材料，包含凝胶海绵和纤维，所述纤维内置于凝胶海绵中。
所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
所述卡拉胶为K型卡拉胶。
所述纤维为聚丙烯纤维。
所述聚丙烯纤维的长度为80-100mm。
所述膜材料中，凝胶海绵的厚度为0.3mm。
所述膜材料中，所述纤维的厚度为0.1mm。
一种吸水的膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，加入水、柠檬酸、氯化钾和甘油，然后加热至55℃，保温50分钟，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热至80℃，保温2小时，再降温至60℃，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热至50℃，通过发泡机向料液中输入空气，发泡机的泵速为600转/分钟，制得发泡液；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机中，成型机含有2个挤出模头，发泡液从成型机的第一挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，经过第二挤出模头时，第二挤出模头再一次挤出发泡液，涂布在纤维上，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体置于破泡机中，破泡机对膜材料粗体表面的气泡进行破泡处理，然后干燥，制得所述膜材料。
步骤(2)中发泡液的密度为0.5g/cm3-1.0g/cm3。
步骤(2)中通过发泡机向料液中输入空气的流量为40L/H。
步骤(3)中通过成型机的骨架模头加入纤维。
步骤(3)中从挤出模头挤出发泡液时，发泡液的温度为35℃。
步骤(4)中破泡机的破泡辊采用纵横网纹辊。
步骤(4)中破泡时膜材料粗体的温度控制在20℃。
步骤(4)中膜材料粗体在破泡机中的输送速度为10m/min。
步骤(4)中的干燥是在40℃下保持120分钟。
实施例2
一种吸水的膜材料，包含凝胶海绵和纤维，所述纤维内置于凝胶海绵中。
所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
所述卡拉胶为I型卡拉胶。
所述纤维为聚丙烯纤维。
所述聚丙烯纤维的长度为100-120mm。
所述膜材料中，凝胶海绵的厚度为0.5mm。
所述膜材料中，所述纤维的厚度为0.1mm。
一种吸水的膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，加入水、柠檬酸、氯化钾和甘油，然后加热至60℃，保温40分钟，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热至90℃，保温2小时，再降温至70℃，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热至80℃，通过发泡机向料液中输入空气，发泡机的泵速为1000转/分钟，制得发泡液；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机中，成型机含有2个挤出模头，发泡液从成型机的第一挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，经过第二挤出模头时，第二挤出模头再一次挤出发泡液，涂布在纤维上，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体置于破泡机中，破泡机对膜材料粗体表面的气泡进行破泡处理，然后干燥，制得所述膜材料。
步骤(2)中发泡液的密度为0.8g/cm3-0.9g/cm3。
步骤(2)中通过发泡机向料液中输入空气的流量为30L/H。
步骤(3)中通过成型机的骨架模头加入纤维。
步骤(3)中从挤出模头挤出发泡液时，发泡液的温度为50℃。
步骤(4)中破泡机的破泡辊采用纵横网纹辊。
步骤(4)中破泡时膜材料粗体的温度控制在40℃。
步骤(4)中膜材料粗体在破泡机中的输送速度为15m/min。
步骤(4)中的干燥是在50℃下保持80分钟。
实施例3
一种吸水的膜材料，包含凝胶海绵和纤维，所述纤维内置于凝胶海绵中。
所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
所述卡拉胶为K型卡拉胶0.2份和I型卡拉胶0.3份。
所述纤维为聚丙烯纤维。
所述聚丙烯纤维的长度为120-150mm。
所述膜材料中，凝胶海绵的厚度为0.5mm。
所述膜材料中，所述纤维的厚度为0.1mm。
一种吸水的膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，加入水、柠檬酸、氯化钾和甘油，然后加热至70℃，保温50分钟，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热至100℃，保温1小时，再降温至60℃，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热至70℃，通过发泡机向料液中输入空气，发泡机的泵速为800转/分钟，制得发泡液；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机中，成型机含有2个挤出模头，发泡液从成型机的第一挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，经过第二挤出模头时，第二挤出模头再一次挤出发泡液，涂布在纤维上，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体置于破泡机中，破泡机对膜材料粗体表面的气泡进行破泡处理，然后干燥，制得所述膜材料。
步骤(2)中发泡液的密度为0.5g/cm3-0.6g/cm3。
步骤(2)中通过发泡机向料液中输入空气的流量为50L/H。
步骤(3)中通过成型机的骨架模头加入纤维。
步骤(3)中从挤出模头挤出发泡液时，发泡液的温度为40℃。
步骤(4)中破泡机的破泡辊采用纵横网纹辊。
步骤(4)中破泡时膜材料粗体的温度控制在30℃。
步骤(4)中膜材料粗体在破泡机中的输送速度为20m/min。
步骤(4)中的干燥是在40℃下保持120分钟。
对比例1
与实施例2相比，对比例1中不添加聚丙烯纤维，其余制备过程与实施例2相同。
对比例2
与实施例2相比，对比例2中制备膜材料的过程中，步骤(1)制备料液：按配方量称取各组分，然后直接将各组分混合，加热至90℃，保温2小时，制得料液。其余制备过程与实施例2相同。
对比例3
与实施例2相比，对比例3中不含刺槐豆胶，其余制备过程与实施例2相同。
对比例4
与实施例2相比，对比例4中葡甘聚糖为8份，卡拉胶0.1份，刺槐豆胶1份，其余制备过程与实施例2相同。
产品效果测试
取实施例1-3、对比例1-4制备的膜材料按照GB/T8939-2008标准进行吸水性能测试，结果如表1所示(吸水倍率用于衡量膜材料的吸水性能，吸水倍率越大表明膜材料吸水性能越好)。
表1：
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
吸水倍率 18.9 19.4 19.2 17.9 7.5 7.6 12.5
从表1中实施例1-3与对比例2-3可以看出，步骤(1)制备料液过程各组分的加入顺序和处理温度对膜材料的吸水性能影响很大。从实施例2与对比例4的结果可以看出，葡甘聚糖为、卡拉胶、刺槐豆胶的含量也影响膜材料的吸水性能。从实施例2与对比例1的结果可以看出，虽然聚丙烯纤维对膜材料的吸水性能影响不大，但也具有一定的影响。
取实施例1-3、对比例1-4制备的膜材料置于拉力机两夹具之间(两夹具之间的距离为100mm)，拉伸速度为100±10mm/min对膜材料进行拉伸，测试膜材料的抗拉强度(单位面积上的力)σ＝F/(b*d)，其中σ：抗拉强度(MPa)；F：力值(N)；b：宽度(mm)；d：厚度(mm)，也测试膜材料的伸长率：ε＝I1/I0*100％，其中ε：变形率或断裂伸长率(％)；I1:拉伸长度(mm)；I0：两夹具之间距离(mm)，测得的结果如表2所示。
表2：
从表2实施例1-3与对比例1的结果可以看出，聚丙烯纤维的存在对膜材料的抗拉强度和伸长率有非常重要的影响。从实施例2与对比例2-4的结果可以看出，凝胶海绵的组分或组分用量的改变或组分的处理方式的改变对膜材料的抗拉强度和伸长率也具有一定的影响。
另外，与实施例2相比，将其中的聚丙烯纤维用聚氯乙烯纤维替代，其余组分不变，制备方法也不变，按照上述的测试方法，结果显示用聚氯乙烯纤维制备的膜材料的吸水倍率为16.5，抗拉强度为0.15MPa，伸长率为145.72％。由此可见用聚氯乙烯纤维替代聚丙烯纤维制备的膜材料性能相对较差。
另外，与实施例2相比，将其中的I型卡拉胶用L型卡拉胶替代，其余组分不变，制备方法也不变，按照上述的测试方法，结果显示用聚氯乙烯纤维制备的膜材料的吸水倍率为18.5。
将实施例2制备的膜材料应用于卫生巾中，在相同条件下与市售的卫生巾(市售的卫生巾不同时含有葡甘聚糖、卡拉胶、刺槐豆胶)进行吸水量的测试，结果含有实施例2制备的膜材料的卫生巾的吸水量是市售的卫生巾的吸水量的5-7倍。

Claims (10)

1.一种吸水的膜材料，其特征在于，包含凝胶海绵和纤维。
2.根据权利要求1所述的膜材料，其特征在于，所述凝胶海绵，按重量份数计，由以下组分构成：
3.根据权利要求2所述的膜材料，其特征在于，所述卡拉胶为K型和/或I型卡拉胶。
4.根据权利要求1所述的膜材料，其特征在于，所述凝胶海绵的厚度为0.1-1mm。
5.根据权利要求1所述的膜材料，其特征在于，所述纤维的长度大于10mm。
6.根据权利要求1所述的膜材料，其特征在于，所述纤维为聚丙烯纤维。
7.一种膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备料液：按配方量称取各组分，将水、柠檬酸、氯化钾和甘油混合，然后加热，保温，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热，保温，再降温，加入己二醇，制得料液，备用；
(2)发泡：将步骤(1)制得的料液加热，向料液中输入气体，制得发泡液，备用；
(3)涂布：将步骤(2)制得的发泡液加入成型机中，成型机含有挤出模头，发泡液从成型机的挤出模头挤出涂布在成型机的传送带上，然后加入纤维，再经过挤出模头时，挤出模头再一次挤出发泡液，制得膜材料粗体；
(4)破泡：将步骤(3)制得的膜材料粗体进行破泡处理，然后干燥，制得如权利要求1-6中任一项所述的膜材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中按配方量称取各组分，加入水、柠檬酸、氯化钾和甘油，然后加热至50-70℃，保温30-50分钟，制得混合物A；将葡甘聚糖、卡拉胶、黄原胶和刺槐豆胶混合，制得混合物B，然后将混合物B加入混合物A中，加热至80-100℃，保温1-3小时，再降温至60-80℃，加入己二醇，制得料液。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中发泡机的泵速为500-5000转/分钟；步骤(2)中发泡液的密度为0.1g/cm3-1.0g/cm3；步骤(4)中的干燥是在40-60℃下保持60-120分钟。
10.一种根据权利要求1-6中任一项所述的膜材料的应用，其特征在于，将所述膜材料应用于面膜、卫生巾和/或敷料中。
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