纳米纤维面膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及护肤用品领域，具体涉及一种纳米纤维面膜及其制备方法。

背景技术

随着年龄增长，皮肤逐渐衰老、水分流失速度加快、皱纹增多。为了保持肌肤的弹性与活力，减少皱纹的产生，肌肤需要补充大量的养分。传统面膜存在与皮肤贴合度较差、营养液吸收不充分和容易滴水等问题，难以给使用者带来舒适的体验。静电纺丝纳米纤维速溶面膜是一种特殊类型的面膜，它由静电纺丝技术制备而成，并具有在接触水或其他溶剂时迅速溶解的特性可以提供方便、快速和高效的护肤体验。

然而，目前的静电纺丝面膜以高聚物作为纳米纤维的分子骨架，亲肤性还有待提升。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出一种纳米纤维面膜及其制备方法，旨在解决目前的静电纺丝面膜以高聚物作为纳米纤维的分子骨架，亲肤性还有待提升的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种纳米纤维面膜，所述纳米纤维面膜包括纳米纤维层和接收基材，所述纳米纤维层包括纳米纤维骨架，所述纳米纤维骨架为普鲁兰多糖；或者，所述纳米纤维骨架包括天然多糖和水溶性高聚物，所述天然多糖包括普鲁兰多糖、水溶性壳聚糖、淀粉、明胶中的至少一种，所述水溶性高聚物包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

可选地，所述天然多糖和所述水溶性高聚物的质量比为(1：9)～(4：6)。

可选地，以质量百分比计，所述纳米纤维层包括：10％～30％的所述纳米纤维骨架，1％～20％的功效成分，0.1％～1％的表面活性成分，余量为去离子水。

可选地，所述功效成分包括保湿成分、美白成分、抗衰成分中的至少一种。

可选地，所述保湿成分包括角鲨烷、透明质酸、神经酰胺、可溶性胶原中的至少一种；和/或，所述美白成分包括熊果苷、烟酰胺、光甘草定、苯乙基间苯二酚、乙酰基六肽-8、抗坏血酸中的至少一种；和/或，所述抗衰成分包括视黄醇、茶多酚、氨基酸、寡肽、胶原蛋白肽中的至少一种。

可选地，所述表面活性成分包括聚乙二醇、甘露醇聚醚-20、葡萄糖酸醛酸酯中的至少一种。

可选地，所述接收基材包括网眼布、无纺布、熔喷布、离型纸和离型膜中的至少一种。

为了实现上述目的，本发明还提出一种上述纳米纤维面膜的制备方法，包括以下步骤：混合天然多糖、功效成分、表面活性成分，或混合天然多糖、功效成分、表面活性成分和水溶性高聚物，并加入去离子水搅拌，得到纺丝前驱液；将所述纺丝前驱液加入至静电纺丝设备中，在接受基材上进行静电纺丝，然后烘干，得到纳米纤维面膜。

可选地，在“将所述纺丝前驱液加入至静电纺丝设备中，在接受基材上进行静电纺丝，然后烘干，得到纳米纤维面膜”的步骤中，所述静电纺丝设备设定的电压为16kV-18kV；和/或，所述静电纺丝设备设定的滑动速度为0.8-1.2mm/s；和/或，所述静电纺丝设备设定的自动供液速度为0.8-1mL/h。

可选地，所述静电纺丝设备设定的湿度小于50％；和/或，所述静电纺丝设备设定的温度为小于50℃。

本发明的有益效果：本发明提供的纳米纤维面膜是由纳米直径非常细小的丝组成的膜，把一种连续的纺丝液在电场里面通过拉伸让水分挥发，留下固态的纳米纤维膜。当纳米纤维面膜的纳米纤维骨架由天然多糖和水溶性高聚物共同组成，天然多糖和水溶性高聚物同为线性和长链结构的聚合物，容易通过静电纺丝等方式交织，通过纤维抵抗拉力和水化网络结构抵抗压力应力，具备一定的物理力学特性，形成纳米纤维网链。当纳米纤维骨架由普鲁兰多糖单独作为纳米纤维骨架，普鲁兰多糖是由α-1,4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α-1,6糖苷键聚合而成的直链状多糖，形成纳米纤维骨架的纤维直径均匀，规整性更好，晶粒尺寸均一，且普鲁兰多糖粘度高，溶于水时具有良好的粘附性，相对于与聚合物混纺形成的纳米纤维面膜更加亲肤。

纳米纤维面膜有多孔的结构，纳米纤维层分布有纳米孔洞，具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点，能够有效地将活性成分捕获在纤维内或它们的网孔内，易吸水且可以快速溶解。当纳米细丝遇水后，会变成纳米颗粒，并在皮肤表面上形成仿生隐形高效紧致膜，能提升皮肤含水量、紧致度和光泽度，且具有固态无防腐、深层渗透、速溶吸收、紧密贴合的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1制备得到的纳米纤维面膜的扫描电子显微镜图。

图2为本发明实施例2制备得到的纳米纤维面膜的扫描电子显微镜图。

图3为本发明实施例3制备得到的纳米纤维面膜的扫描电子显微镜图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所述领域的通常含义。

随着年龄增长，皮肤逐渐衰老、水分流失速度加快、皱纹增多。为了保持肌肤的弹性与活力，减少皱纹的产生，肌肤需要补充大量的养分。传统面膜存在与皮肤贴合度较差、营养液吸收不充分和容易滴水等问题，难以给使用者带来舒适的体验。静电纺丝纳米纤维速溶面膜是一种特殊类型的面膜，它由静电纺丝技术制备而成，并具有在接触水或其他溶剂时迅速溶解的特性可以提供方便、快速和高效的护肤体验。

然而，目前的静电纺丝面膜以高聚物作为纳米纤维的分子骨架，亲肤性还有待提升。

为解决上述问题，本发明提出所述纳米纤维面膜包括纳米纤维层和接收基材，所述纳米纤维层包括纳米纤维骨架，所述纳米纤维骨架为普鲁兰多糖；或者，所述纳米纤维骨架包括天然多糖和水溶性高聚物，所述天然多糖包括普鲁兰多糖、水溶性壳聚糖、淀粉、明胶中的至少一种，所述水溶性高聚物包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

纳米纤维面膜是由纳米直径非常细小的丝组成的膜，它把一种连续的纺丝液在电场里面通过拉伸让水分挥发，留下固态的纳米纤维膜。纳米纤维面膜是多孔的结构，分布有纳米孔洞，具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一性高、长径比大等优点，能够有效地将活性成分捕获在纤维内或它们的网孔内，易吸水且可以快速溶解。当纳米细丝遇水后，会变成纳米颗粒，并在皮肤表面上形成仿生隐形高效紧致膜，能提升皮肤含水量、紧致度和光泽度，且具有固态无防腐、深层渗透、速溶吸收、紧密贴合等特点。

在一些实施例中，纳米纤维面膜的纳米纤维骨架由天然多糖和水溶性高聚物共同组成。天然多糖和水溶性高聚物同为线性和长链结构的聚合物，容易通过静电纺丝等方式交织，通过纤维抵抗拉力和水化网络结构抵抗压力应力，具备一定的物理力学特性，形成纳米纤维网链，也即纳米纤维骨架。

在一些实施例中，纳米纤维面膜的纳米纤维骨架由普鲁兰多糖单独作为纳米纤维骨架。普鲁兰多糖是由α-1,4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α-1,6糖苷键聚合而成的直链状多糖，形成纳米纤维骨架的纤维直径均匀，规整性更好，晶粒尺寸均一，且普鲁兰多糖粘度高，溶于水时具有良好的粘附性，相对于与聚合物混纺形成的纳米纤维面膜更加亲肤。

进一步地，所述天然多糖和所述水溶性高聚物的质量比为(1：9)～(4：6)。不同聚合物的质量比影响纤维直径、均匀程度及粘连等形貌特点，在上述比例范围内形成的纳米纤维面膜纤维的形态良好。

在一些实施例中，天然多糖与水溶性高聚物的质量比为1:1、1:2、2:1、9:4、2:3。

进一步地，以质量百分比计，所述纳米纤维层包括：10％～30％的所述纳米纤维骨架，1％～20％的功效成分，0.1％～1％的表面活性成分，余量为去离子水。

纳米纤维层的比表面积高、孔径小以及孔隙率高，功效成分能很好地附着于纤维骨架内或它们的网孔内，并且分散性优秀，各种成分可发挥协同作用，作用于皮肤上达到优异的锁水保湿、抗初老、抗皱、美白等定制功能，添加表面活性成分能够降低纳米纤维面膜的表面张力。在以上配比范围内的纳米纤维骨架、功效成分、表面活性成分能够平衡纳米纤维面膜的机械性能和护肤功能，实现快速高效的护肤。

在一些实施例中，纳米纤维面膜包括10％、15％、20％、25％或30％纳米纤维骨架。在一些实施例中，纳米纤维面膜包括5％、10％、15％或20％的功效成分。在一些实施例中，纳米纤维面膜包括0.1％、0.5％或1％的表面活性成分。

进一步地，所述功效成分包括保湿成分、美白成分、抗衰成分中的至少一种。功效成分是护肤的关键成分，根据不同的护肤需求，能够个性化添加定制，形成不同功能的纳米纤维面膜。

进一步地，所述保湿成分包括角鲨烷、透明质酸、神经酰胺、可溶性胶原中的至少一种；和/或，所述美白成分包括熊果苷、烟酰胺、光甘草定、苯乙基间苯二酚、乙酰基六肽-8、抗坏血酸中的至少一种；和/或，所述抗衰成分包括视黄醇、茶多酚、氨基酸、寡肽、胶原蛋白肽中的至少一种。在本方案中，保湿成分、美白成分、抗衰成分皆为亲肤物质，与纳米纤维骨架的亲肤优势形成亲肤性的双向增强。

进一步地，所述表面活性成分包括聚乙二醇、甘露醇聚醚-20、葡萄糖酸醛酸酯中的至少一种。在本方案中，表面活性成分为水溶性的、对皮肤护理无不良影响的物质，而且不会影响静电纺丝形成均匀的纤维。

进一步地，所述接收基材包括网眼布、无纺布、熔喷布、离型纸和离型膜中的至少一种。在一实施例中选用了无纺布，无纺布具有防潮、透气、柔韧、轻薄、阻燃、无毒无味、价格低廉的优点。

为解决上述问题，本发明还提出一种纳米纤维面膜的制备方法，包括以下步骤：

S1:混合天然多糖、功效成分、表面活性成分，或混合天然多糖、功效成分、表面活性成分和水溶性高聚物，并加入去离子水搅拌，得到纺丝前驱液；

搅拌需保证各组分混合均匀，在一些实施例中采用磁力搅拌，搅拌时长为12-24h。

S2:将所述纺丝前驱液加入至静电纺丝设备中，在接受基材上进行静电纺丝，然后烘干，得到纳米纤维面膜。

静电纺丝进行时，喷射装置中装满了充电的聚合物，在电场力和表面张力的作用下的高速震荡中，喷射流被拉细，形成纳米级的纤维。

进一步地，在“将所述纺丝前驱液加入至静电纺丝设备中，在接受基材上进行静电纺丝，然后烘干，得到纳米纤维面膜”的步骤中，所述静电纺丝设备设定的电压为16kV-18kV；和/或，所述静电纺丝设备设定的滑动速度为0.8-1.2mm/s；和/或，所述静电纺丝设备设定的自动供液速度为0.8-1mL/h。静电纺丝进行时的纺丝电压、滑动速度、供液速度、温度、湿度等条件都会影响纺丝的效果，为避免出现表面张力不均、形成珠串、纺丝滴液需要针对前驱液的成分进行纺丝参数调整。在上述纺丝电压和纺丝速度下，电压的大小与射流的电场力和溶液黏应力间的力学关系相匹配，与进样速率、湿度一同确保本方案纺丝前驱液能被均匀纺丝。

进一步地，所述静电纺丝设备设定的湿度小于50％；和/或，所述静电纺丝设备设定的温度为小于50℃。如果湿度温度不当，水将会浓缩在纤维表面，从而影响纳米纤维形态，或是挥发溶剂可能会迅速干燥，溶剂的挥发速度可能比其从针头移出的速度快，由此导致的针头堵塞，使静电纺丝过程只能持续极短时间。

实施例1：

以质量比为20％的普鲁兰多糖、5％的烟酰胺、10％的胶原蛋白肽、0.1％的聚乙二醇、64.9％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜，接收基材为无纺布，其中纺丝电压为18kV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是0.8mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到的普鲁兰多糖/胶原蛋白肽/烟酰胺纳米纤维面膜。

实施例2：

以质量比为10％的聚乙烯醇、5％壳聚糖、1％透明质酸、0.1％的聚乙二醇、84％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜，接收基材为无纺布，其中纺丝电压为16kv，滑动速度为1mm/s，自动供液速度为1ml/h，温度＜50℃，湿度＜50。得到聚乙烯醇/壳聚糖/透明质酸纳米纤维面膜。

实施例3：

以质量比为10％的聚乙烯醇、1％的透明质酸、5％的胶原蛋白肽、0.1％的聚乙二醇、83.9％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到聚乙烯醇/透明质酸/胶原蛋白肽纳米纤维膜。

实施例4：

以质量比为30％的普鲁兰多糖、5％的熊果苷、5％的胶原蛋白肽、0.5％的聚乙二醇、59.9％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为18KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/熊果苷/胶原蛋白肽纳米纤维膜。

实施例5：

以质量比为15％的普鲁兰多糖、10％的透明质酸、5％的视黄醇、0.1％的聚乙二醇、69.9％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是0.8mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/透明质酸/视黄醇纳米纤维膜。

实施例6：

以质量比为10％的普鲁兰多糖、5％的聚乙烯醇、5％的光甘草定、0.1％的聚乙二醇、79.9％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖聚乙烯醇/光甘草定肽纳米纤维膜。

实施例7：

以质量比为10％的普鲁兰多糖、5％的神经酰胺、5％的寡肽、0.5％的葡萄糖酸醛酸酯、79.5％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/神经酰胺/寡肽纳米纤维膜。

实施例8：

以质量比为10％的普鲁兰多糖、5％的角鲨烷、5％的苯乙基间苯二酚、0.5％的葡萄糖酸醛酸酯、79.5％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/角鲨烷/苯乙基间苯二酚纳米纤维膜。

实施例9：

以质量比为20％的普鲁兰多糖、10％的神经酰胺、5％的寡肽、0.2％的葡萄糖酸醛酸酯、64.8％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为18KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是1mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/神经酰胺/寡肽纳米纤维膜。

实施例10：

以质量比为15％的普鲁兰多糖、5％的神经酰胺、5％的茶多酚、0.2％的葡萄糖酸醛酸酯、74.8％的去离子水为原料制备得到纺丝前驱液，经过单针静电纺丝设备得到纳米纤维膜。其中纺丝电压为16KV，滑动速度为1mm/s，自动供液速度是0.8mL/h，温度<50℃，湿度<50。得到普鲁兰多糖/神经酰胺/茶多酚纳米纤维膜。

进一步地，对实施例1、实施例2、实施例3制备得到的纳米纤维面膜进行5-10μm尺度结构的扫描电镜表征，结果如说明书附图中的图1-3所示。

通过以上表征，能够直观地显示出本发明提供的纳米纤维面膜的纤维直径均匀，纤维直径越均匀得到的纳米纤维面膜的纤维骨架力学性能就越好，并且形成的纳米孔洞能使功效成分更分散地附着，达到更优异的护肤效果。实施例1的纳米纤维骨架由普鲁兰多糖单独构成，普鲁兰多糖是由α-1,4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α-1,6糖苷键聚合而成的直链状多糖，形成纳米纤维面膜的纤维直径均匀，规整性更好，晶粒尺寸均一，且普鲁兰多糖粘度高，溶于水时具有良好的粘附性，摆脱了目前静电纺丝纳米纤维面膜依赖水溶性聚合物形成纳米纤维骨架的局限，能使纳米纤维面膜具有更优异的亲肤效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围。