CN109825949A - 一种全固态功能性纳米纤维膜的制备及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料科学与化妆品领域，公开了一种全固态功能性纳米纤维膜的制备及应用。该制备方法包括以下步骤：将水溶性高分子聚合物、功效成分和水混合得纺丝组分液1；将非水溶性高分子聚合物和无水乙醇混合得纺丝组分液2；纺丝组分液1和纺丝组分液2混合，调节其pH得纺丝液，然后进行静电纺丝即得目标产物；本发明的全固态功能性纳米纤维膜由非水溶性高分子聚合物和水溶性高分子聚合物复合制成，使用过程中，水溶性高分子聚合物组遇水瞬间溶解，功效小分子快速吸收，使用方便且节约大量时间；非水溶性高分子附着在网眼布上，可以利用高分子链相互缠绕的原理防止水溶性高分子聚合物溶解后附着或渗透进入皮肤，安全方便。

Description

一种全固态功能性纳米纤维膜的制备及应用

技术领域

本发明属于材料科学与化妆品领域，特别涉及一种全固态功能性纳米纤维膜的制备及应用。

背景技术

随着社会的不断发展，人们越来越重视皮肤保养与美容，面膜行业也迎来了迅猛的发展。目前，面膜在整个化妆品市场中占据最大份额，其中，纤维类膜布占了面膜的70％以上。面膜按照成品可分为压缩型面膜和非圧缩型面膜，非圧缩型面膜即传统面膜，使用方法为，洁面后，取出补水面贴，并揭去保护膜，依面形覆盖于脸部，15～20分钟后除下，待皮肤吸收2～3分钟后，以清水洗净；压缩型面膜是为了携带方便对非压缩型面膜的改进，大小像五毛钱硬币一样，使用时，将压缩面膜置于容器中，用化妆水(自制水)注满容器，面膜纸吸收水分，膨胀开来，很快形成脸型一样大小的面膜纸，轻轻地敷在面部，静待10～15分钟面膜干透后，从下而上剥离，涂少许润肤霜即可。

一款好的面膜，面膜布的选择十分重要，面膜布的选择主要从三个方面考虑，即膜布密度、服帖感和材质。选择较厚的面膜纸，较厚的面膜纸可以将精华液或营养成分相对锁定住；面膜与脸部的服帖程度取决于面膜上的材质和剪裁刀数；面膜的材质会影响面膜使用的舒适感和效果，按照材质分类分为蚕丝、全棉、涤纶、混纺、天丝、生物纤维等，天然纯棉质地的面膜是近年来最流行的材质，合成纤维材质次之，生物纤维面膜纸最好，混纺面膜纸最次。稍厚、有分量的面膜纸能吸收足量的保湿精华，对肌肤“加压密封”的包裹效果更好。

综上，压缩面膜和非压缩面膜在使用过程中都会出现“湿哒哒”的现象，而且使用过程复杂，敷贴时间较长。面膜布的锁水性和舒适性是影响传统面膜布选择的重要因素。因此有必要研发出一种不需要考虑膜布锁水功能的固态面膜。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种全固态功能性纳米纤维膜的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的全固态功能性纳米纤维膜。

本发明再一目的在于提供上述全固态功能性纳米纤维膜的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水溶性高分子聚合物、功效成分和水混合，完全溶解得到纺丝组分液1；

(2)将非水溶性高分子聚合物和无水乙醇混合，完全溶解后得到纺丝组分液2；

(3)将得到的纺丝组分液1和纺丝组分液2混合，分散均匀后调节其pH＝5.9～6.5，即得纺丝液；

(4)将纺丝液进行静电纺丝，纺丝结束后将所得纺丝膜烘干即得全固态功能性纳米纤维膜；

步骤(1)中所述的水溶性高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，其可以为所述功效成分的载体；

步骤(1)中所述的功效成分包含铁皮石斛提取精华、水解咖啡黄葵提取物、二肽二氨基丁酰苄基酰胺二乙酸盐、乙酰基八肽-3、棕榈酰寡肽、棕榈酰三肽-8、三肽-1铜、分子量小于等于400000的透明质酸钠中的至少一种；

步骤(1)中所述的水溶性高分子聚合物、功效成分和水质量比为0.5～6：0.002～3：70～80；

步骤(2)中所述的非水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇缩丁醛、醇溶性聚氨酯和醇溶性聚丙烯酸酯中的至少一种；

步骤(2)中所述的非水溶性高分子聚合物和无水乙醇的质量比为0.1～2：15～20；

步骤(3)中所述的纺丝组分液1和纺丝组分液2的用量满足纺丝组分液1和纺丝组分液2的质量比为18:1～1:18。

步骤(4)中所述的静电纺丝中的接收基底为网眼布，所述网眼布网眼形状不限，网眼大小为70目～7目，更佳为50目～20目；

优选的，步骤(4)中所述的静电纺丝中的接收基底材质包含锦纶、棉纶、涤纶、氨纶、蚕丝中的一种或多种，克重为10～100g；

步骤(4)中所述的静电纺丝设备为针式或钢丝式静电纺丝设备，针式静电纺丝设备的纺丝条件为：接收距离15～24cm，纺丝电压9～15KV，湿度30～55％；钢丝式静电纺丝设备的纺丝条件为：接收距离15～24cm，纺丝电压25～55KV，湿度35～50％。

步骤(4)中所述的烘干温度根据其中的功效成分进行设定，一般设定为20～45℃。

一种由上述方法制备得到的全固态功能性纳米纤维膜。

上述的全固态功能性纳米纤维膜通过切割成不同形状即可作为面膜、眼膜、手膜、脚模、鼻膜、医用敷料及其他敷料等，因此上述的全固态功能性纳米纤维膜可应用在面膜、眼膜、手膜、脚模、鼻膜、医用敷料及其他敷料领域，尤其是在可溶或渐溶面膜和眼膜方面的应用。

当上述的全固态功能性纳米纤维膜作为面膜使用时，使用方法为：先将面部打湿，直接敷上本发明所制备的全固态功能性纳米纤维膜，膜料中水溶性高分子聚合物瞬间溶解，立即释放功效成分，让皮肤快速吸收；或者是先敷上本发明所制备的全固态功能性纳米纤维膜，再进行喷水，膜料中水溶性高分子聚合物瞬间溶解，立即释放功效成分，让皮肤快速吸收。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料本身为固态纳米纤维，不含任何防腐剂。

(2)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料由非水溶性高分子聚合物和水溶性高分子聚合物复合组分制成，使用过程中，非水溶性高分子附着在网眼布上，可以利用高分子链相互缠绕的原理防止水溶性高分子聚合物溶解后附着或渗透进入皮肤，安全方便；

(3)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料遇水后水溶性高分子聚合物组分瞬间溶解，功效小分子快速吸收，使用方便，使用可以节约大量时间。

(4)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料能将功效成分劈裂成纳米分子，更易吸收。

(5)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料在使用过程中，速溶过程可视化，具有超强的视觉效果。

(6)本发明制备的全固态功能性纳米纤维膜料以网眼布为衬底，不用考虑面膜布的锁水性。

附图说明

图1为实施例1和实施例2制备的膜在光学显微镜下放大100倍观察到的形貌图，其中(a)代表实施例1中制备的膜1，(b)代表实施例2制备的膜2。

图2为实施例1制备的膜放大50倍后纳米纤维膜层与接收基底层的形貌图。

图3为实施例1制备的膜1的抗皱效果图。

图4为实施例2制备的面膜2的舒敏修复实验结果图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。

实施例1

称取73.6g无菌去离子水于250mL锥形瓶中，放入磁力搅拌子，将锥形瓶置于磁力搅拌器上，开启搅拌器，逐渐加入2.0g聚氧化乙烯(分子量600000)粉末，2.0g铁皮石斛提取精华(酶解-发酵法制备)，然后加入0.1g分子量为6000的透明质酸钠粉末，0.1g分子量为20～40w的透明质酸钠粉末，0.1g乙酰基八肽-3粉末，0.1g二肽二氨基丁酰苄基酰胺二乙酸盐粉末，25℃继续搅拌至粉末完全溶解，得到纺丝组分液1；称取2.0g醇溶性聚氨酯(PU3514，佛山三升贸易有限公司)粉末溶解在20g无水乙醇中，搅拌使之充分溶解，得到纺丝组分液2；最后将纺丝液组分液1和2混合在一起，充分搅拌后，使用柠檬酸调节pH值为5.9～6.5，得到纺丝液1，使用单针式纺丝设备进行纺丝，接收基材为35目锦纶网眼布，纺丝时间2h(纺丝电压12KV，接收距离21cm，湿度50％)，得到膜1，40℃烘干，使用模切设备切割得到面膜1。

实施例2：

称取71.69g无菌去离子水于250mL锥形瓶中，放入磁力搅拌子，将锥形瓶置于磁力搅拌器上，开启搅拌器，逐渐加入4.0g聚乙烯吡咯烷酮，2.0g铁皮石斛提取精华(酶解-发酵法制备)，然后加入0.01g棕榈酰4肽-7粉末、0.1g棕榈酰寡肽粉末、0.1g棕榈酰三肽-8粉末、0.1g三肽-1铜粉末，25℃继续搅拌至粉末完全溶解，得到纺丝组分液1；称取2.0g聚乙烯醇缩丁醛(分子量170000～250000)粉末溶解在20g无水乙醇中，搅拌使之充分溶解，得到纺丝组分液2；最后将纺丝液组分液1和2混合在一起，充分搅拌后，使用柠檬酸调节pH值为5.9～6.5，得到纺丝液2，使用单针式纺丝设备进行纺丝，接收基材为30目锦纶网眼布，纺丝时间2h(纺丝电压35KV，接收距离18cm，湿度45％)，40℃烘干，得到膜2，使用模切设备切割得到面膜2。

结果分析：

(1)光学显微镜形貌

采用蔡司Elyra 7with Lattice SIM光学显微镜对本发明实施例1和实施例2所制备得到的膜进行表征，结果如图1和图2所示，图1(a)是膜1放大100倍所观察到的形貌，纤维直径约250～300nm；图1(b)是膜2放大100倍所观察到的形貌，纤维直径约300～350nm；从图1可以看出膜1和膜2上的纳米纺丝分布都十分均匀。图2(a)是膜料1放大50倍从网眼布一侧观察到的纳米纤维膜层与接受基底层的形貌，从中可以看出纳米纺丝形成的膜与网眼布十分贴合；图2(b)是膜料1放大50倍从纳米纤维膜一侧观察到的纳米纤维膜层的形貌，从中可以看出纳米纺丝形成的膜并不是一层密封的，或者说纤维膜具有透气性。

(2)斑贴试验结果

为检测膜料引起人体皮肤不良反应的潜在可能性，分别使用膜1和膜2进行斑贴试验，样品及空白对照区按测试区域随机分布表分布于志愿者前臂曲侧区域，选用的斑试器材面积64mm²，深度1mm，样品用量约为0.0256g～0.0320g。在去除受试物斑试器后30min(待压痕消失后)、24h、48h按《化妆品卫生规范》(2007年版)皮肤封闭型斑贴试验皮肤反应分级标准观察皮肤反应，并记录观察结果。

斑贴试验结果如表1所示，膜1：1级不良反应1例，2级不良反应0例，3级不良反应0例，4级不良反应0例。膜2：1级不良反应0例，2级不良反应0例，3级不良反应0例，4级不良反应0例。依据《化妆品卫生规范(2007)》：皮肤封闭型斑贴试验结果解释：30例受试者中出现1级皮肤不良反应的人数多于5例，或2级皮肤不良反应的人数多于2例(除臭产品斑贴试验2级反应的人数多于5例)，或出现任何1例3级或3级以上皮肤不良反应时，判定受试物对人体有皮肤不良反应。因此，斑贴试验结果表明，膜1和膜2对人体皮肤无不良反应。

表1人体皮肤斑贴试验结果

(3)及时抗皱效果

选取眼尾有皱纹的测试者参加测试。实验人员将面膜1贴敷于眼尾处。使用方法：用纯净水把相应部位喷洒湿润，把面膜样品贴于相应部位至完全溶解，取下面膜基材，再喷洒一次使用部位湿润，然后轻柔按摩。拍照时间：使用前、使用后30分钟。

应用Canfield Scientific,Inc.生产的VISIA-CR对测试面膜1抗皱效果进行拍照对比。结果如图3所示，由图3明显可以看出，使用面膜1之前，眼部皱纹分别为551.01、367.54和468.47pix，使用膜130分钟之后，对应部位皱纹分别为400.72、313.18和322.08pix，表明面膜1具有很好的及时抗皱功效。

(4)舒敏修复实验结果

通过问卷及乳酸刺痛实验筛选合适的皮肤敏感的人群，受试者连续使用面膜2样品28天，使用方法为：每天使用目标样品一次。期间每14天回访一次。在使用样品前、使用样品后14天、28天进行皮肤角质层水分含量、皮肤经皮水分流失、皮肤血红素和皮肤酸碱度的测量，并采集面部图像分析。在使用样品前、使用样品后28天各进行乳酸刺痛实验，比较乳酸刺痛阀值。该实验共招募志愿者12名，其中2人中途退出，有效志愿者为10名且数据有效。测试共进行了4周，在使用样品前后均检测皮肤水分含量、皮肤水分流失量、皮肤血红素、皮肤颜色-红度a*值及乳酸刺痛值，比较其区别，测试数据取平均值。

应用德国CK生产的皮肤弹性测试仪MPA580对膜进行测试，其中使用德国CKCorneometer CM825皮肤水分测试探头测试皮肤水分，使用德国CK Tewameter TM300皮肤水分流失测试探头测试皮肤水分流失，使用德国CK Mexameter MX18皮肤色素测试探头测试皮肤血红素值。测试结果如图4所示，使用面膜2样品4周后，皮肤水分含量有明显的增加，皮肤水分流失明显下降，皮肤血红素值有明显的减少，皮肤红度a*有明显的减少，志愿者对乳酸刺痛的痛阈提高。由此可以得出，面膜2样品具有较好的舒敏修复功效。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将水溶性高分子聚合物、功效成分和水混合，完全溶解得到纺丝组分液1；

(2)将非水溶性高分子聚合物和无水乙醇混合，完全溶解后得到纺丝组分液2；

(3)将得到的纺丝组分液1和纺丝组分液2混合，分散均匀后调节其pH＝5.9～6.5，即得纺丝液；

(4)将纺丝液进行静电纺丝，纺丝结束后将所得纺丝膜烘干即得全固态功能性纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的水溶性高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

步骤(1)中所述的功效成分包含铁皮石斛提取精华、水解咖啡黄葵提取物、二肽二氨基丁酰苄基酰胺二乙酸盐、乙酰基八肽-3、棕榈酰寡肽、棕榈酰三肽-8、三肽-1铜、分子量小于等于400000的透明质酸钠中的至少一种；

步骤(1)中所述的水溶性高分子聚合物、功效成分和水质量比为0.5～6：0.002～3：70～80。

3.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的非水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇缩丁醛、醇溶性聚氨酯和醇溶性聚丙烯酸酯中的至少一种；

步骤(2)中所述的非水溶性高分子聚合物和无水乙醇的质量比为0.1～2：15～20。

4.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的纺丝组分液1和纺丝组分液2的用量满足纺丝组分液1和纺丝组分液2的质量比为18:1～1:18。

5.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的静电纺丝中的接收基底为网眼布，所述网眼布网眼形状不限，网眼大小为70目～7目；

步骤(4)中所述的静电纺丝中的接收基底材质包含锦纶、棉纶、涤纶、氨纶、蚕丝中的一种或多种，克重为10～100g。

6.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的静电纺丝设备为针式或钢丝式静电纺丝设备，针式静电纺丝设备的纺丝条件为：接收距离15～24cm，纺丝电压9～15KV，湿度30～55％；钢丝式静电纺丝设备的纺丝条件为：接收距离15～24cm，纺丝电压25～55KV，湿度35～50％。

7.根据权利要求1所述的全固态功能性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的烘干温度为20～45℃。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的全固态功能性纳米纤维膜。

9.根据权利要求8所述的全固态功能性纳米纤维膜在面膜、眼膜、手膜、脚模、鼻膜、医用敷料领域中的应用。

10.根据权利要求9所述的全固态功能性纳米纤维膜在面膜、眼膜、手膜、脚模、鼻膜、医用敷料领域中的应用，其特征在于当作为面膜使用时，使用方法为：先将面部打湿，直接敷上切割后的全固态功能性纳米纤维膜；或者是先敷上切割后的全固态功能性纳米纤维膜，再进行喷水。