面膜、湿巾用非织造材料湿水形变性能的发展现状

面膜、湿巾用非织造材料湿水形变性能的发展现状

高博文，郝景标，陈杨，张建鹏，吴佳艺

诺斯贝尔化妆品股份有限公司，广州中山

摘要：随着生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对于各种卫生护肤产品的要求也越来越高，特别是应用于面膜、湿巾中的水刺非织造材料备受人们的关注。水刺非织造材料在使用过程中容易发生形变，这会对面膜、湿巾产品的生产以及使用会造成比较严重的影响，基于这样一个原因，对水刺非织造材料的耐形变性能展开分析就显的尤为重要。主要阐述了水刺非织造材料为什么会发生形变，以及对面膜、湿巾等产品会造成哪些影响。提出了一些关于如何有效防止水刺非织造布形变的影响或者如何合理利用水刺非织造材料的这种形变的方法。

关键词：卫生护肤产品、面膜、湿巾、水刺非织造布、形变性能、有效防止、合理利用

引言：水刺非织造材料作为基材应用于面膜、湿巾时，基材都是保持在湿水的状态下，这样一来，水刺非织造材料的基本单元纤维就会发生溶胀和相互滑移，这种物理状态的变化就会导致基材在生产或者产品使用过程中发生形变。这样一来，产品不仅不满足最初设计的尺寸要求，而且也会影响消费者的体验。因次本文主要从水刺非织造材料的纤维来源、生产工艺等方面分析纤维发生溶胀和相互滑移的原因；阐述基材发生形变对护肤产品有什么样的利害关系，最终提出怎么解决水刺非织造材料发生形变对产品造成的影响。对指导企业生产水刺非织造材料类护肤品及湿巾等有着重要的参考价值。

1.水刺非织造材料作为基材应用时发生形变的原因

面膜、湿巾等产品属于美妆产品。美妆产品应用的水刺非织造材料大多采用天然纤维或者再生纤维素纤维[1]。这些纤维的特点都是易吸水且发生溶胀，溶胀以后更容易发生滑移从而导致材料发生形变。

1.1生产水刺非织造材料的纤维原料因素

1.1.1原料纤维的力学性质

纤维及其制品在加工和使用过程中都要受到各种类型的外力作用。纤维是组成非织造材料的基本单元，其力学性质对非织造材料的形变有很大影响。其中最为直接的力学性能指标为纤维的弯曲刚度[2]。

材料的弯曲刚度决定材料弯曲变形的能力。纤维的弯曲刚度越大，则不易产生弯曲变形，同时在强力作用下形变以后也不容易恢复到原来状态；反之则相反。纤维材料在制成水刺非织造材料过程中，会在水刺压力作用下缠结、抱合在一起。湿水以后如果纤维的弯曲刚度小，则会发生恢复到原来形态的趋势。这样一来纤维之间就会发生滑移，从而导致材料发生形变。几种纤维的弯曲刚度如表1所示：

表1：几种纤维的相对弯曲刚度

由表1看出，天然纤维以及化学再生纤维素纤维相对弯曲刚度一般都偏小，因此这些纤维的水刺非织造材料湿水以后就容易发生形变；化学合成纤维相对会好一点。我们面膜湿巾产品大多数都是天然纤维以及化学再生纤维素纤维，因此更容易发生形变。

1.1.2原料纤维表面的摩擦性质

纤维的摩擦性质是指纤维与纤维之间，或者纤维与其他物质表面接触并发生相对运动时的行为。对于非织造材料的成形，更是靠纤维表面的摩擦性能，使纤维可以在无任何粘结剂的帮助下，仅靠纤维间的纠缠和摩擦使其成型并具有很好的力学强度。即便对于添加粘结剂的非织造材料摩擦作用仍起着作用，只是对象换为纤维与粘结剂。因此我们用摩擦系数来表征这一摩擦性质。

影响纤维表面摩擦系数从纤维本身的角度出发，其因素有表观接触面积、表面粗糙程度、表面硬度、纤维外观形态及表面附着物等。因为纤维这一摩擦系数难以准确测量，所以我们一般都用以上因素条件从宏观上分析来对比不同纤维之间的摩擦系数。众周所知在其他因素条件一样的情况下，纤维表面的摩擦系数越小，纤维之间更容易发生滑移，虽然会让非织造材料变得柔软，但是也更容易发生变形[2]。

1.2水刺非织造材料的生产工艺因素

1.2.1铺网方式

水刺非织造材料一般都是梳理成网。铺网方式严格来说分为全交叉铺网、半交叉铺网、直铺铺网这三种方式。交叉铺网纤维是纵横向排列，无论从哪个方面受力都有纤维的拉伸；直铺只是纤维的纵向排列，横向受力只有纤维之间的摩擦作用，交叉铺网和半交叉铺网只是交叉程度不一样而已。因此强力特性是：全交叉铺网＞半交叉铺网＞直铺铺网，同理容易变形程度比较为：直铺铺网＞半交叉铺网＞全交叉铺网

[3]。

1.2.2水刺工艺

水刺非织造材料顾名思义就是利用水流来使纤维抱合、纠缠从而加固为一个不可分割的整体。控制水流的大小因素有水刺道数和水刺压力。水刺道数越多，纤维之间抱合的更紧密；水刺压力越高，纤维缠结程度越高，虽然手感会偏硬，但是材料无论是干态还是湿水都不容易发生形变。我们面膜、湿巾的材料都追求柔软，因此水刺道数和压力都比较小，从而导致产品容易发生形变[4]。

1.3水刺非织造材料的二次处理工艺因素

1.3.1水刺非织造材料的后整理

非织造材料在加工过程中，由于受到外界因素的影响，会引起手感粗糙、僵硬的缺点。我们面膜湿巾等产品要求非织造材料有较好的柔软性，所以对非织造卫生材料会进行一些化学方法后整理。化学方法后整理一般是添加一些柔软性剂，添加柔软之后纤维和纤维之间的摩擦作用会变成纤维与柔软剂之间的摩擦作用[5]。而柔软剂的特点是偏流体、柔、滑因此这种摩擦作用远远小于纤维之间的摩擦作用，从而导致水刺材料更容易发生形变。例如：超纤无纺布、柔软剂特殊处理的水刺无纺布等[6]。

1.3.2产品的二次加工

随着面膜、湿巾等产品的种类增加以及化妆品行业的需求的增长，一些创新的卫生材料用品就应运而生了。例如：冻干面膜产品，它是将水刺无纺布进行表面涂液以后，进行干燥处理。使用时再次湿水；泡泡巾，也是将发泡精华液涂在水刺材料表面，进行干燥处理，使用时加水润湿。这些产品都将水刺材料进行二次湿水烘干，由于收卷张力的存在，收卷时都会使水刺材料发生收缩，从而导致最后湿水使用时发生形变。另外湿巾产品有单片湿巾和多片湿巾，如果用直铺的水刺材料去生产单片湿巾，那产品的形变就会很严重，生产多片湿巾就会好一点。

2.水刺非织造材料作为基材应用时发生形变造成的影响

2.1达不到产品最初的尺寸要求

我们面膜产品是先按一定尺寸的刀模冲裁出来，然后灌液处理制成成品。如果发生形变，成品尺寸就会和刀模尺寸不一样，同时也会和我们最处的设计尺寸不一样。湿巾产品影响更严重。湿巾产品因为包装的紧密，如果发生形变导致设计尺寸不一样，那我们湿巾产品的包装全都得更换否则无法包装。

2.2影响消费者体验感

我们面膜、湿巾产品如果发生形变会严重影响消费者体验，尤其是面膜。面膜上脸时如果发生形变那我们鼻子、嘴巴、眼睛等留白处就不会对应上，脸颊两边也会拉长到脖子附近，这样一来使用时就会特别难受。

2.3影响美观

现在美妆产品在追求实际效果的同时外观的美感也越来越受人们的重视。例如面膜在设计刀模时会有各种各样的样式，同时膜布上也会印花，按印花样式来冲裁[1]。如果发生形变，则我们的面膜样式就会发生改变，这样一来就严重影响外观效果。湿巾产品现在也追求小巧玲珑的设计，如果发生形变也会影响外观效果。

2.4动态形变的紧致提拉效果

我们水刺非织造材料的湿水形变一般都是扩张形变，也有特殊的一些材料是动态收缩形变。这种材料做的面膜产品上脸时拉伸扩张，但是随着精华液的流失膜材会慢慢收缩，从而给消费者一种紧致提拉的感觉。

3.如何解决水刺非织造材料作为基材应用时发生的形变。

3.1选择合适的纤维原料

从原因分析我们得出弯曲刚度越大以及表面摩擦系数越大的纤维，做成的水刺材料越不容易发生形变。因此我们在选择水刺非织造材料时可以根据纤维类型的选择来改善这一问题。例如：搭配不同纤维种类制成的水刺材料集合两种纤维的优势[7]；对硬度要求底的产品尽可能采用弯曲刚度大、表面摩擦系数大的纤维等。当然由于某些条件的限制纤维类型等都是固定的，那就需要通过其他方法来改善材料发生形变[8]。

3.2生产工艺

生产工艺这一块主要是铺网方式和水刺参数。一般来说面膜以及单片湿巾等产品都采用交叉铺网方式的水刺非织造材料，其他类型的产品则采用直铺铺网的水刺非织造材料[9]。

水刺参数这一块主要因素是水刺道数和水刺压力。我们知道水刺道数越多、水刺压力越高纤维之间纠缠抱合程度就越高，做成的水刺无纺布就越不容易发生形变。当然这样一来我们材料的手感就会偏硬，可以适当在产品灌液过程中加一些柔软剂等成分。

3.3改变产品裁切尺寸

我们面膜产品、湿巾产品或者说所有水刺非织造材料作为基材的所有产品都会经过裁切这一过程。如果我们了解了水刺材料在湿水以后变形的规律，那我们就可以利用这一规律来进行裁切，使其发生形变后的尺寸作为我们要求的尺寸。这种解决办法最快也最有效果，而且不受其他因素的影响。例如：竖纹裁切的冻干面膜（20 cm*20 cm）再次湿水后，扩张大约为8 cm，那我们在生产产品时就在设计的基础上缩8 cm来裁切，这样消费者使用时刚好满足要求；湿巾基材一般采用直铺水刺无纺布，上机时受到牵引力的作用会收缩0.3 cm左右，因此一般会要求供应商生产基布时，幅宽会多出0.3 cm。

4.结语

现在人们对美妆产品的要求越来越高，不仅要求实际美妆效果好，而且要求外观以及动态的物理变化效果也要完美[10]。水刺非织造材料湿态形变是材料本身的一种特性，但我们只要分析出具体的原因再结合实际情况和生产经验就能生产出让消费者满意的产品。这样一来企业既能减少不必要的膜布试机，还能减少消费者的客诉，降低了企业制造的成本。

参考文献

[1] 张子薇，张淑洁，羌培华等. 贴式面膜基布的研究进展及发展趋势[J]. 国际纺织导报，2021-05.

[2] 于伟东. 纺织材料学[M]. 北京：中国纺织出版社，2006.5：99-139.

[3] 郭秉臣. 非织造材料科学与工程[M]. 北京：中国纺织出版社，20210.7：16-21.

[4] 胡善才. 水刺工艺对水刺非织造布性能的影响[J]. 非织造布，09-01.

[5] 焦晓宁，刘建勇. 非织造布后整理[M]. 北京：中国纺织出版社，2015.2：23-31.

[6] 郝景标. 一种超细纤维面膜布的制造方法[P].中国专利，2018.08.

[7] 杨煦，张月，左文静等. 我国面膜市场调研及发展现状研究[J] . 国际纺织导报，2019NO.6.

[8] 肖长发. 化学纤维概论[M] . 北京：中国纺织出版社，1997.2.

[9] 蒲松丹，李洪. 水刺非织造布对纤维原料性能的要求[J]. 产业用纺织品，19-132.

[10] 刘丽仙，蒋丽刚，申奉受等. 面膜配方技术和面膜布材质概述[J]. 日用化学品科学，38-06.

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