自2014年厦门百美特生物材料科技有限公司全球率先开发出海藻纤维混纺的功能型面膜基布以来,海藻纤维面膜的概念逐渐在面膜业界传播开来,并在2015年成为面膜基布创新的热点话题之一。

海藻纤维面膜基布是功能性面膜基布,不依赖精华液,自身具有美白肌肤、吸收重金属和吸附有机色素、高吸液/高保湿、成凝胶、透明、促进皮肤细胞生长、降低过敏引起的刺痒感等卓越功能,同时是精华液的绝佳载体。

但遗憾的是,成功应用海藻纤维面膜基布的面膜产品鲜见于市场。这是比较反常的现象。

经过我们的调查和分析,与面膜厂商对海藻纤维及如何正确应用海藻纤维面膜基布缺乏足够的认知有关。

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(常规海藻纤维截面图)

海藻纤维是一种以从褐藻(典型代表:海带)中提取的线性多糖海藻酸钠为原料,以水为溶剂,氯化钙溶液为凝固液,采用独特湿法纺丝工艺制备的纤维。纤维的主要成分为不溶性的海藻酸钙。根据喷丝孔大小的不同和牵伸倍率的差异,海藻纤维的细度可从0.4旦~6.0旦不等。

海藻酸钙在含自由钠离子的溶液中,其中的部分钙离子与钠离子发生离子交换(两个钠离子置换一个钙离子),不溶性的海藻酸钙被置换成水易溶性的海藻酸钠,海藻酸钙与海藻酸钠共同构成了高分子交联共聚网络体系,吸收大量的水,形成可以保持一定形状的柔软的凝胶。

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(百美特微孔海藻纤维截面图)

由海藻纤维制成的藻酸盐敷料,是高端医用敷料的主要品类,在欧美发达国家已有近三十年的使用历史,在中国,主要在三甲医院使用,是经过证明非常安全有效的敷料材料。藻酸盐敷料可以大量吸收伤口渗出液,形成凝胶,释放钙离子,促进伤口愈合。藻酸盐敷料也是以前海藻纤维的最主要的用途。此外,康琰琰等发表的研究文献表明,海藻多糖对细胞的无毒性,及其抑制酪氨酸酶活性和抑制黑素合成的作用,具有美白肌肤的良好效果。

海藻多糖带有弱负电荷,且纤维表面的多叶片结构,很容易吸附有机色素,出色效果极为出色。

海藻纤维可以吸收生理盐水超过自身重量的12~25倍(因成分结构配比、生产工艺、纤维细度等不同而不同),形成凝胶后水分蒸发速度很低,保湿性非常强。因而海藻纤维非常适合面膜的应用场景。

海藻酸盐是海藻酸络合金属离子的产物,海藻酸和很多一价和二价的金属离子可以形成络合物。金属离子的不同,络合力有很大的差异。其中,海藻酸与钠、锂、钾、镁的络合力较低,因而海藻酸钠、海藻酸锂、海藻酸钾和海藻酸镁都可溶于水。金属离子络合力排序:铅>铜>镉>钡>钙>锌>锰,王孝华等测定了部分金属离子的络合常数,其中,铅为6.4×10^6,钙为4.5×10^5海藻酸钠与氯化钙的实验原理,锰为3.2×10^2。因而,海藻纤维在润湿状态下,可以快速吸收有害重金属离子如:铅、镉等,海藻纤维面膜具有很好的抗雾霾概念。

海藻纤维面膜应用中需要明确的几个要点

1、海藻纤维形成凝胶要依赖于自由的钠离子的存在,且需要足量才可以形成凝胶。我们的研究表明,以面密度为30克、海藻纤维含量为15%的面膜为例,需要以氯化钠计0.15克才能有明显的凝胶效果。

2、海藻酸钠的分子间作用力较弱,在结合丰富水量的状态下,受到温度、紫外线照射等共同作用下,海藻酸钠将逐步降解。根据我们的实验表明,固含量4%的海藻酸钠水溶液,在30度的室内环境中,45天内的黏度从8000cps下降到50cps左右;在65度的环境中,24小时内,黏度将下降到3000cps左右。因此,把含自由钠离子的精华液和海藻纤维面膜基布一体包装后,将会在很短的时间内产生降解,从而失去凝胶特性,严重的将导致基布溃散无法正常使用。因此,凝胶型海藻纤维面膜,精华液和基布必须采用分装的方式,在消费者使用时自行混合。

3、分装的海藻纤维面膜,要求海藻纤维可以快速成凝胶。因而,复合部分羧甲基纤维素钠(CMC)的海藻纤维具有更加明显的效果,如著名的丹麦康乐保公司生产的藻酸盐敷料就是在纤维中复合了15%的CMC以增强快速吸液性。在国内,厦门百美特可能是唯一掌握了复合CMC技术的海藻纤维厂商。已复合CMC海藻纤维面膜基布具有更快成凝胶的优势。

4、海藻酸盐不耐中强以上的酸或碱,在中强以上的酸或碱中,海藻酸盐结构崩溃溶解。在实践中,部分厂家采用柠檬酸、苏打水或氢氧化钠(烧碱)水来演示海藻纤维面膜基布的快速凝胶特性,是误导的行为,不可取。

5、为形成凝胶并适合面膜应用场景,精华液中以添加钠离子为宜,如:食盐、乳酸钠、PCA钠、柠檬酸钠等。透明质酸钠和羧甲基纤维素钠虽然含有钠离子,但其钠离子无法电离成自由态,其溶液浸润海藻纤维,无法形成离子交换,并不能使海藻纤维形成凝胶。特别要提醒的是,苏打(碳酸钠)和烧碱(氢氧化钠)虽然可以使海藻纤维貌似形成凝胶(实质是溶解而非凝胶!),且将导致皮肤受损。不适合面膜应用。此外,硫酸钠等盐类虽然可以使海藻纤维形成凝胶,但钙离子被置换出后与硫酸根形成硫酸钙并沉淀,将会使精华液浑浊!

6、海藻纤维价格较高,海藻纤维面膜基布的价格受海藻纤维含量影响极大。我们的研究表明,考虑到凝胶效果和成本的平衡,以精华液25~30ml计算,10~20%的海藻纤维含量是比较合适。过低,凝胶效果不显;过高,则成本偏高,且造成不必要的浪费(土豪飘过)。因为凝胶效果需要相应含量的钠离子匹配,而过高的离子浓度,使用中将导致皮肤的不适(食盐等渗浓度为0.9%)。此外,产品设计中,还需要考虑精华液敷在脸上后水分蒸发,将导致浓度上升的后果。当然,配比的考量还需要海藻纤维的密度和细度,因为工艺的不同,海藻纤维的密度和细度相差极大,同样的凝胶效果,使用海藻纤维的配比也相差很多。纤维的密度越低细度越高,意味着同样重量/直径/长度的纤维,根数越多,凝胶效果就越出色。同样凝胶效果的面膜基布,所需的海藻纤维配比就越低,成本就越有竞争力。厦门百美特由于自主研发的生产技术,生产的海藻纤维具有独特的丰富微孔结构,大异于其他厂家(详见下面的电镜图对比),吸液快,凝胶快,用量省。厦门百美特是目前全球唯一量产小于1.0旦海藻纤维的厂商。

7、海藻纤维原料海藻酸钠在生产过程中,大量使用甲醛,因而有残留的风险。在制备海藻纤维的过程中,刚凝固的初生纤维含水量高达95%以上,因而纤维的干燥通常采用溶剂来萃取,在自然流动的空气中晾干或热风干燥。萃取的溶剂海藻酸钠与氯化钙的实验原理,根据各家的工艺可能不同,通常是酒精或丙酮等。其中,酒精的沸点较高,干燥时间较长,不易完全去除,且酒精通常含有少量的甲醇和甲醛,有引入甲醛等有害物质的风险。以上风险控制不当的话,甲醛在海藻纤维中残留,采用其制成的海藻纤维面膜可能会含有甲醛的风险。而丙酮的沸点较低,易于挥发干净且不含甲醛等有害物质。所以,采用高纯度丙酮萃取的海藻纤维,对于面膜产品尤为重要。

8、海藻纤维富集重金属离子的特性,使得纤维的重金属超标的风险分高。在海藻纤维生产过程中,采用氯化钙溶液作为凝固剂,而氯化钙是由天然石灰石矿转化而来,原矿中含有大量的有害重金属,在氯化钙生产过程中难以去除。氯化钙的重金属离子的去除处理是保证海藻纤维中重金属含量在限值之内的重要工艺。此外,氯离子对316以下牌号的不锈钢有严重的腐蚀作用,生产的海藻纤维中镍、铬含量容易超标。因此,海藻纤维在生产过程中需要全程使用纯化水、凝固/水洗槽采用高牌号的不锈钢、对氯化钙进行预处理才能降低海藻纤维面膜中有害重金属超标的风险,确保产品安全。

当然,如果不采用海藻纤维面膜基布的凝胶特性,则无需添加钠盐,也可以像普通天丝、铜氨纤维面膜一样采用一体包装。

⚠ 苯酚对海藻酸盐有催化降解的强烈效果,需谨慎验证,避免一体包装的面膜在保质期内基布溃散,影响使用!

综述

海藻纤维面膜具有独特而显著的功效,必将受到消费者的喜爱,具有良好的市场前景。但是,因为海藻纤维材料和生产工艺的独特性,不可以将海藻纤维面膜基布与常规的面膜基布等同视之。充分认识如何正确应用海藻纤维面膜基布和选用海藻纤维,是关系到产品成败、安全、用户体验和竞争力的基础。

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