摘要 隨著人們對美的追求,麵膜除了種類日趨多樣外,麵膜基材也逐漸升級換代,以滿足人們對精華液的高吸收度和對麵膜基材的高舒適度要求。基於不同的加工工藝,各類麵膜基材帶給人的舒適程度略有差異,這主要取決於其拉伸性能和對氣體、水蒸氣的滲透性能。試驗表明,麵膜基材的加工方法、致密性、孔徑、結構、成分配比都會對上述性能產生影響,因此建議製造企業加強相關研究和質量控製。
關鍵字 麵膜基材、舒適性、抗拉強度、氣體透過率、水蒸氣透過率
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  自2012年起,麵膜逐漸成為繼乳霜、化妝水和護手霜之後的第四大基本護膚品,成為個人日常護膚步驟的一部分。麵膜分為以乳、膏、凝膠狀的塗抹型和載體型麵膜。後者是指以麵膜基布承載營養成分,敷於麵部的麵膜種類,相較前者,載體型麵膜采用獨立包裝幹淨衛生,浸泡式敷麵大大提高了護膚成分對皮膚的滲透量和滲透深度,護膚效果顯著。

麵膜基材的加工工藝

  目前,麵膜基材以非織造布和生物纖維為主,二者在加工工藝方麵存在較大的差異。非織造布麵膜基材采用一種或幾種不同纖維或聚合物,經準備-成網-粘合-烘燥-後整理-成卷包裝製成非織造材料[1],詳細如圖1,使用的原料多為棉、粘膠、天絲、聚乙烯、木漿纖維等。諸工藝中機械成網、紡粘法成網、水刺加固法等應用最廣。水刺法是利用高壓多股微細水流噴射纖網,使纖網中的纖維發生運動、位移、穿插、纏結和抱合,繼而重新排列,使纖網得以加固[2]。紡粘法是利用化纖紡絲的方法,將高聚物紡絲、牽伸、鋪疊成網,最後經針刺、水刺、熱軋或者自身粘合等方法加固形成非織造材料。

  生物纖維是近年來新興的麵膜基材,是由某種微生物自然發酵的纖維素製成,其中比較典型的是葡糖醋杆菌,具有最高的纖維素生產能力,能在靜態培養的環境下高效的把葡萄糖分子聚合起來,形成生物纖維凝膠膜[3]。該麵膜基材呈3D立體交錯結構,遠小於皮膚毛孔的千萬納米級別的纖維既可以促進營養成分的迅速導入,又能緊貼於麵部深淺紋理,使敷麵效果大幅提升,如今已經成功應用於諸多知名麵膜製造企業。

圖1 麵膜基材相關加工工藝

麵膜基材的舒適度

  理想的麵膜基材應具備良好的持水性、優異的貼合度和極佳的舒適度,但因加工工藝的不同,不同麵膜基材通常在上述方麵表現出較大的差異化,其中舒適度的影響最甚。舒適度涉及到基材的拉伸強度和靈活性,及透氣透濕性。麵膜加工過程中,基材需由完整的卷材拉伸裁切為麵部模型,而在使用過程中,又需根據麵部輪廓做靈活的拉伸調整,使之與麵部緊密貼合並保持完整無損,故要求麵膜基材縱橫向具有一定的拉伸性能,即在一定的拉力下擁有合適的尺寸形變。

  另外,良好的透氣不透濕性也是麵膜基材舒適度的重要指標。皮膚基底層的母細胞不斷的從細胞間質中吸收營養和氧氣,複製分裂分子,形成角質蛋白至成為死皮脫落,構成了皮膚日常的新陳代謝。期間,供基底母細胞吸收的氧氣一小部分來自血液,其餘主要通過皮膚的自身呼吸獲得。因此,透氣良好的麵膜基材才能保持皮膚與氧氣正常接觸,獲得舒適的體驗。

  於此同時,為了獲得更好敷麵效果,麵膜基材應最大限度的吸收、承載精華液,這一性能除了與麵膜基材自身帶液性有關,還受到基材水蒸氣透過率的影響。麵膜的使用時間一般在15-20分鍾,期間不可避免的發生精華液蒸發、麵膜基材變幹的情況,此時具有較強水蒸氣阻隔的麵膜基材能有效的鎖住精華液,降低其蒸發速率,從而提高護膚效果。

不同加工工藝對麵膜基材舒適度的影響

  為了進行麵膜基材影響因素分析,筆者選取了6種麵膜基材,每種3個試樣共18個試樣分別進行抗拉強度、氣體透過率和水蒸氣透過率的測試。測試儀器為XLW(PC)智能電子拉力機、TQD-G1透氣度測試儀和W3/060水蒸氣透過率測試係統。參照GB/T 24218.3-2010 《紡織品非織造布試驗方法 第3部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定》、GB/T5453-1997《紡織品 織物透氣性測試》、YY/T 0471.2-2004《接觸性創麵敷料試驗方法第2 部分:透氣膜敷料水蒸氣透過率》進行試驗。結果如表1。

表1 6種麵膜基材測試結果

編號 試樣 抗拉強度 MPa 氣體透過率L/(s·m2) 水蒸氣透過率g/(m2·24h)
1 生物纖維素麵膜基材 1.954 13.63 2365.68
2 滌綸/粘膠混紡水刺非織造麵膜基材(60/40) 0.567 17.03 4819.68
3 滌綸/粘膠混紡水刺非織造麵膜基材(50/50) 0.695 16.25 4303.44
4 滌綸/粘膠混紡水刺非織造麵膜基材(30/70) 1.021 11.65 3956.16
5 銅氨纖維紡粘水刺非織造麵膜基材 0.331 20.96 3590.88
6 木漿紙纖維麵膜基材 0.209 29.37 3186.72

1、拉伸性能

  拉伸性能,細分了諸多性能指標,如抗拉強度、斷裂伸長率、應力-應變曲線等,分別從不同的層麵上對拉伸性能進行細致表征。相對而言,抗拉強度在描述材料的拉伸性能方麵更具實際意義,它表示了材料在拉斷前單位麵積承受的最大應力值,能直觀的展示出被測材料耐拉斷的能力,通常用MPa表示。

試驗結果表明:

  抗拉強度方麵,無紡布麵膜基材均低於生物纖維素麵膜基材。這是由於生物纖維素麵膜基材表麵是由粗細均勻的納米纖維交織的三維網狀結構,結晶性較高,不易拉斷。相比之下,無紡布麵膜基材的纖維直徑較大,孔徑大且分布不均,纖維采用平鋪或交鋪工藝,質地疏鬆,因此強度較低,更易拉斷。

  就無紡布麵膜基材來說,工藝的不同也會對其拉伸性能有所影響。試驗顯示,抗拉強度從高到低依次為滌綸/粘膠混紡水刺麵膜基材、銅氨纖維紡粘水刺麵膜基材、木漿紙麵膜基材。這是由於滌綸/粘膠混紡水刺麵膜基材的纖維均為短纖維,經交叉鋪網工藝成網,水刺加固時,短纖維充分開鬆,利於彼此纏結和加固,故抗拉強度最高。2#試樣其銅氨纖維為長纖維,經紡絲、牽伸、鋪疊成網,呈現長絲束粘合的狀態,彼此之間牽引力較強且纏結點較少,造成水刺加固時長纖維纏結不充分,抗拉強度有所降低。3#采用的木漿纖維依靠化學粘合劑成型,纖維間不存在纏結狀態,因而抗拉強度最低。

2、氣體和水蒸氣透過性

  考慮到皮膚的呼吸需求和麵膜精華液水分的蒸發速率,麵膜基材在透氣性和透濕性方麵應具備合適的參數,總體上應保持較低的水蒸氣透過率和較高的氣體透過率,實現透氣的同時降低精華液的蒸發量。從宏觀來看,兩項性能的透過對象分別為氣體和水蒸氣,因此相應的微觀透過機理也有所不同。透氣性是指基材兩側為一定壓力條件下,單位時間內通過單位麵積基材的空氣量;而透濕性則反映了受控溫濕度條件下,24小時內每平方米基材透過的水蒸氣質量。

  試驗結果表明,在透氣性方麵,無紡布麵膜基材優於生物纖維素麵膜基材,在透濕性方麵,二者性能截然相反。兩種性能都會受到纖維密度、直徑和加工工藝的影響對於生物纖維素麵膜基材來說,其3D複合網狀結構和約為無紡布纖維直徑0.32%的納米纖維共同形成了其相對較低的透濕和透氣特性。相反,無紡布疏鬆的二維結構中布滿了大量的微孔,非常利於水蒸氣和氣體的透過。孔隙的稀疏情況和孔徑大小在基材透氣透濕性的影響方麵占有較大的比重,一般來說,結構越致密,孔徑越小,氣體和水蒸氣的滲透阻力越大。對於某些麵膜基材,還存在特殊的影響因素。如應用較廣泛的滌綸/粘膠混紡水刺麵膜基材,其纖維成分配比也會導致透氣和透濕性能的變化。表中可以看出,隨著粘膠纖維配比的提升,透氣和透濕性能逐漸降低。這是因為粘膠纖維含有大量的親水基團[—羥基(—OH)],纖網水刺後纏結點增多,質地更為緊密,氣體或水蒸氣的透過受阻。

總結

  隨著人們對美的追求,麵膜除了種類日趨多樣外,麵膜基材也逐漸升級換代,以滿足人們對精華液的高吸收度和對麵膜基材的高舒適度要求。基於不同的加工工藝,各類麵膜基材帶給人的舒適程度略有差異,這主要取決於其拉伸性能和對氣體、水蒸氣的滲透性能。試驗表明,麵膜基材的加工方法、致密性、孔徑、結構、成分配比都會對上述性能產生影響,因此建議製造企業加強相關研究和質量控製。

參考文獻:

[1]彭富兵,焦曉寧,莎仁.新型水刺美容麵膜基布[J].紡織學報,2007,28(12):51-53.

[2]蘇婷婷.纖維麵膜材料結構與性能分析及主客觀評價相關性研究[D].上海:東華大學,2015.

[3]吳旭君. 生物纖維素麵膜的製備及其功能化產品開發[D].上海:東華大學,2014.