CN110946768B - 生物纤维干面膜及其干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种生物纤维干面膜的干燥方法，包括：步骤一，酸性离子脱除步骤；步骤二，膜厚控制步骤；步骤三，面膜成型步骤；以及步骤四，射频干燥步骤。通过上述方法制成的生物纤维干面膜，具有含水率6‑10％、拉伸强度约为5.3‑5.4MPa、褐变度变化率低于8％、以及复水率达25‑30％等物理特征。

Description

生物纤维干面膜及其干燥方法

技术领域

本发明涉及生物纤维面膜的干燥技术。

背景技术

生物纤维面膜水分含量超过80-90％，含水率远高于不织布、棉布等，因此生物纤维面膜的生物相容性高，与皮肤的服贴度较其他材质面膜高。但生物纤维面膜本身高含水率的特征也衍生了容易滋生细菌的问题。除此之外，生物纤维面膜若搭配玻尿酸、多醣液等较为粘稠的精华液时，面膜本身高含水率导致不易携带该类型精华液，每片面膜所携带的精华液浓度较难以控制达到预期。

热风干燥是目前处理生物纤维面膜的加工技术之一，主要利用热空气经由对流及热传导至物体内部。热风干燥第一阶段为自由水扩散至面膜表面而蒸发去除，第二阶段则会因为面膜表面吸收热能，导致组织变性，甚至发生褐变或是组织硬化的现象，严重影响面膜的产品品质，也导致生物纤维面膜更不易于携带精华液。

发明内容

本发明的目的是在提供一种生物纤维面膜的干燥方法。

本发明技术特征一种生物纤维干面膜的干燥方法，包括：

步骤一，酸性离子脱除步骤，将一生物纤维初膜的pH值降至6.7-7.2；

步骤二，膜厚控制步骤，排除该生物纤维初膜的自由水，并将膜厚缩减至0.30-0.35cm；

步骤三，面膜成型步骤，通过切割冲型将该生物纤维初膜切割冲型成一面膜形状；

步骤四，射频干燥步骤，将该面膜置于一真空射频干燥系统中进行干燥，使其干燥为含水率6-10％的干面膜；真空射频干燥系统操作条件为温度：30-60℃，功率：3-5W，频率：30-40MHz，射频层板间距为13-17cm。干燥所需时间：38-42秒。

射频干燥的最佳操作条件为温度为40℃，功率为5W，频率40MHz，射频层板间距为为15cm。干燥所需时间为40秒。

一种如上述方法所制成的生物纤维干面膜，该干面膜含水率6-10％、拉伸强度约为5.3-5.4MPa、褐变度变化率低于8％、以及复水率达25-30％。

本发明有益效果在于：

以本发明的方法所干燥的干面膜，含水率低可抑制微生物增加、面膜褐变度变化率低无褐斑、拉伸强度高、复水率高对精华液有良好的携带性。

以前述所设定的射频干燥最佳条件与60℃热风干燥进行比较。由结果可得知，在同样温度以及处理时间下，射频干燥的干燥速率会优于热风干燥。更快降低面膜水分含量到8％，维持纤维结构完整性。

附图说明

图1为含水率6％、8％、10％干面膜拉伸强度条状图。

图2为经射频干燥和经热风烘干的干面膜拉伸强度条状图。

图3为经射频干燥和经热风烘干的干面膜复水率条状图。

图4为经射频干燥含水率2％、5％、8％、11％、14％的干面膜对玻尿酸的吸附率的折线图。

图5为经压榨和未经压榨的面膜进行射频干燥使其含水率达8％的干燥所需时间条状图。

图6为面膜厚度0.30cm、0.35cm、和0.40cm的面膜进行射频干燥使其含水率达8％的干燥所需时间条状图。

图7为射频干燥温度30℃、60℃、90℃使干面膜产生褐变率的条状图。

图8为射频功率3W、5W、7W、10W使干面膜产生褐变率的条状图。

图9为射频频率30MHz、40MHz、50MHz使干面膜产生褐变率的条状图。

图10为射频频率30MHz、40MHz、50MHz使干面膜达8％含水率的干燥所需时间条状图。

图11为射频系统层板间距10cm、15cm、20cm使干面膜达8％含水率的干燥所需时间条状图。

图12为射频系统层板间距示意图。

图13以干面膜达8％含水率为目标，射频干燥及热风烘干的干燥速率折线图。

附图标记

1：下层板；2：面膜；3：上层板；5：射频系统；D：间距。

具体实施方式

本发明生物纤维面膜的干燥方法，包括：

步骤一，酸性离子脱除步骤。以去离子水对生物纤维初膜进行漂洗，将生物纤维初膜的pH值降至6.7-7.2。因生物纤维初膜在生产过程中经醋酸菌发酵程序，因此带有高浓度酸性离子，而高浓度酸性离子耗损介电质加热能量，会使后续射频干燥步骤的操作时间延长，因此需漂洗将酸性离子从生物纤维初膜脱除。酸性离子脱除与否从生物纤维初膜的pH值表现，当pH值趋于中性，表示酸性离子几已大量脱除。

步骤二，膜厚控制步骤。以压榨机对生物纤维初膜进行挤压，排除生物纤维初膜所含的自由水，并将膜厚压缩至0.30-0.35cm。

步骤三，面膜成型步骤。通过切割冲型技术，依现有面膜形状将生物纤维初膜切割冲型成生物纤维面膜。

步骤四，射频干燥步骤。将生物纤维面膜置于真空射频干燥系统中进行干燥，使含水率降至6-10％(最佳为8％)的干面膜；真空射频干燥系统操作条件为温度：30-60℃(最佳为40℃)，功率：3-5W(最佳为5W)，频率：30-40MHz(最佳为40MHz)，射频层板间距为13-17cm(最佳为15cm)。干燥所需时间：38-42秒(最佳为40秒)。

干面膜含水率维持6-10％(最佳为8％)的重要性及必要性，以图1至图4的实验数据说明之。

如图1，分别对三个干面膜样品进行拉伸强度测试，三个干面膜含水率分别为6％、8％、10％。含水率6％的干面膜拉伸强度约为4.5-4.6MPa，含水率8％的干面膜拉伸强度约为5.3-5.4MPa，含水率10％的干面膜拉伸强度约为4.8-5MPa。此实验数据显示含水率8％的干面膜表现了较佳的拉伸强度。

如图2，将本发明的干面膜与经热风烘干的干面膜进行拉伸强度比较，热风烘干的干面膜的拉伸强度为4MPa，本发明含水率8％的干面膜的拉伸强度为5.3-5.4MPa，高于热风烘干的干面膜。不仅如此，本发明上述三种含水率的干面膜其拉伸强度均高于热风烘干的干面膜。而拉伸强度高的干面膜可以承受折迭、吮浸精华液、装袋等机械压力而不易破裂，且展开使用时较不易破裂，敷于使用者脸部可更贴合皮肤。

如图3，本发明含水率6％-10％的干面膜在复水率的表现上也优于传统热风干燥的干面膜。复水率(％)＝[(复水后湿重-干燥后干重)/(原样品湿重-干燥后干重)]×100％。较高的复水率代表干面膜具有更好的精华液携带能力。本发明含水率6％-10％的干面膜复水率为26％-27％，热风干燥的干面膜复水率为16％-19％。

如图4，物体的含水率高于13％容易使霉菌生长，而面膜产品属于高水分物体且与人体皮肤接触，因此必须抑制面膜上的微生物以增加安全系数，添加制菌剂于面膜是不佳的方案，它可能导致人体皮肤不可预期的问题，因此本发明以降低含水率来提升干面膜的制菌性。但降低干面膜含水率的同时应考量吮附精华液的能力。干面膜的含水率也可降至2％，但是面膜的精华液(玻尿酸)吮份含量并没有明显高于含水率6％-10％的面膜，而将面膜含水率降至2％，需大幅延长射频干燥时间，且可能导致干面膜褐变、皱折或抗拉强度下降等问题，因此含水率6％-10％为本发明干面膜的较佳含水量范围，而最佳为8％。

本发明步骤二膜厚控制步骤的重要性及必要性，以图5至图6的实验数据说明之。膜厚控制步骤实际上包含了两个部分，一是以压榨机排除初膜自由水，二是在压榨排除自由水的同时压缩初膜厚度至0.30-0.35cm。

如图5，压榨和未压榨的初膜以温度40℃，功率5W，频率40MHz，射频层板间距为15cm，干燥所需时间40秒进行射频干燥并达到干面膜含水率8％。经压榨步骤的初膜其射频烘干所需时间为40-41秒，未经压榨步骤的初膜其射频干燥所需时间为65-68秒。显示经压榨的初膜可大幅缩短射频干燥时间。

如图6，初膜厚度对于射频干燥的影响。分别对三个初膜样品以温度40℃，功率5W，频率40MHz，射频层板间距为15cm，干燥所需时间40秒进行射频干燥，并达到干面膜含水率8％为目标。三个初膜的厚度分别为0.3cm、0.35cm、0.4cm，射频干燥所需时间分别为39-41秒、37-38秒、45-47秒。实验数据显示，膜厚控制在0.30-0.35cm可以具体缩短射频干燥所需时间。

本发明步骤四射频干燥的操作条件对于生物纤维面膜的颜色影响，以达到干面膜含水率8％为目标，以图7至图11的实验数据说明之。

图7，功率5W，频率40MHz，射频层板间距为15cm、干燥时间40秒，温度为30℃、60℃、90℃功率对于干面膜褐变度的影响。图8，温度40℃，频率40MHz，射频层板间距为15cm，干燥时间40秒，功率为3W、5W、7W、10W对于褐变度影响。图9，温度40℃，功率5W，射频层板间距为15cm，干燥时间40秒，射频频率30MHz、40MHz、50MHz对于褐变度影响。上开实验数据说明，温度高至90℃、功率高至10W、频率高至50MHz，都会使干面膜产生明显的褐变度。基于此，真空射频干燥系统较佳操作条件为温度：30-60℃(最佳为40℃)，功率：3-5W(最佳为5W)，频率：30-40MHz(最佳为40MHz)，时间：38-42秒(最佳为40秒)，可将褐变度变化率降低至8％以下，干面膜无褐斑。

如图10，射频频率对于射频干燥时间的影响，以温度40℃，功率5W，射频层板间距为15cm，及达到干面膜含水率8％为目标，射频频率30MHz干燥时间约为52-53秒，射频频率40MHz干燥时间约为41-42秒秒，射频频率50MHz干燥时间约为47-49秒。显示射频频率为40MHz可以达到最短的干燥时间。

图11，射频系统层板间距对于射频干燥生物纤维面膜的影响。以温度40℃，功率5W，频率40MHz，达到干面膜含水率8％为目标，层板间距10cm所需干燥时间为42-44秒，层板间距15cm所需干燥时间为39-40秒，层板间距20cm所需干燥时间为47-48秒。显示层板间距15cm可以达到最短的干燥时间。所述的射频系统5层板间距请参图12，层板1为射频的电源电极板，在电源电极板上放置面膜2，上层板3与下层板1的间距D即为的层板间距。

如图13，以前面所设定的射频干燥最佳条件与60℃热风干燥进行比较。由结果可得知，在同样温度以及处理时间下，射频干燥的干燥速率会优于热风干燥。更快降低面膜水分含量到8％，维持纤维结构完整性。

Claims (6)

1.一种生物纤维干面膜的干燥方法，其特征在于，包括：

步骤一，酸性离子脱除步骤，将一生物纤维初膜的pH值降至6.7-7.2；其中，该生物纤维初膜是生产过程中经醋酸菌发酵程序得到的；

步骤二，膜厚控制步骤，排除该生物纤维初膜的自由水，并将膜厚缩减至0.30-0.35cm；

步骤三，面膜成型步骤，通过切割冲型将该生物纤维初膜切割冲型成一面膜形状；

步骤四，射频干燥步骤，将该面膜置于一真空射频干燥系统中进行干燥，使其干燥为含水率6-10%的干面膜；真空射频干燥系统操作条件为温度：30-60℃，功率：3-5W，频率：30-40MHz，射频层板间距为13-17cm，干燥所需时间：38-42秒。

2.如权利要求1所述生物纤维干面膜的干燥方法，其特征在于，步骤一是以去离子水对该生物纤维初膜进行漂洗。

3.如权利要求1所述生物纤维干面膜的干燥方法，其特征在于，步骤二是以压榨机对该生物纤维初膜进行挤压。

4.如权利要求1所述生物纤维干面膜的干燥方法，其特征在于，干面膜的含水率为8%。

5.如权利要求1或4所述生物纤维干面膜的干燥方法，其特征在于，步骤四，温度为40℃，功率为5W，频率40MHz，射频层板间距为15cm，干燥所需时间为40秒。

6.一种如权利要求1的方法所制成的生物纤维干面膜，其特征在于：该干面膜含水率6-10%、拉伸强度为5.3-5.4MPa、褐变度变化率低于8%、以及复水率达25-30%。

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