KR101388228B1 - 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유로 부직포를 성형한 후, 이를 열반응시켜 부직포에 엘라스틱을 부여하는 것이다.
이를 위한 본 발명의 부직포 및 그 제조방법은 녹는 점이 35∼100℃인 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 혼합하고, 상기 혼합된 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 카딩 및 워터펀칭하여 부직포로 제조한 후, 상기 부직포에 열반응을 시켜 상기 부직포에 엘라스틱이 부여되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포 및 그 제조방법{ELASTIC NON-WOVEN FABRIC USING PVA FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEROF}

본 발명은 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유로 부직포를 성형한 후, 이를 열반응시켜 부직포에 엘라스틱을 부여하는 것이다.

부직포는 천연섬유, 화학섬유, 유리섬유, 금속섬유 등 각종 섬유를 상호 간의 특성에 따라, 엉키게 하는 시트 모양의 웹(Web)을 형성하고, 이를 기계적 또는 물리적 방법으로 결합시켜 만든 평면구조의 섬유구조체라고 정의할 수 있다.

최근에 와서는 우리산업과 생활주변에 부직포가 광범위하게 소비되고 있으며, 부직포 용도와 특성 및 기능이 실수요자에게 알려지기 시작하면서 부직포를 이용한 다양한 용도가 창출되고 있다.

특히, 응용분야 확대 연구가 국내업계에서 선진국과 같이 활발히 진행되므로 다기능성 첨단 부직포제품이 속속 선보이고 있는 추세로 한국 내에서도 활발히 진행되므로, 다기능성 첨단 부직포제품의 활발한 기술진척이 급속히 이루어지고 있다.

의료 시장에 적용되는 부직포 제품은 수술용 가운, 마스크 등의 착용 제품 외에 수술용 드레이프, 패드, 드레싱, 필터 소재뿐만 아니라, 내부 장기의 재생을 위해 삽입하는 조직 지지체로도 활용되고 있으며, 화장품 시장에서는 마스크 팩의 형태로 활용되고 있다.

한편, 팩이란 피부에 영향을 줄 수 있는 물질을 원하는 부위에 사용하여 일정시간 방치함으로써 피부에 원하는 효과를 볼 수 있도록 한 것이다. 팩은 피부에 수분을 공급 유지시키는 보습작용, 피부오염물질을 흡착, 제거하는 청정작용 및 혈액순환 촉진작용 등을 수행하므로써 피부를 건강하고 아름답게 가꾸어주는 주요 화장품으로 오래 전부터 사용해 오고 있다. 이러한 팩 화장품은 얼굴뿐만 아니라 목, 어깨, 팔, 다리 등의 국소용 또는 신용으로 사용될 수 잇는데, 젤리상, 페이스트상, 분말상으로 사용되는 필 오프 타입(peel-off type), 크림상, 점토상, 젤리상, 에어졸로 사용되는 티슈오프타입(tissue-off type) 및 워시 오프 타입(wash- off type), 고화 후 벗겨내는 박리타입, 부직포 젤, 부직포 함침형 도포타입 등의 형태로 다양하게 제조되고 있다.

이들 각각은 서로 장단점을 가지고 있기 때문에 제품을 제형화하는 연구자들은 다양한 소비자의 기호에 따라 적당한 형태의 제형을 선정하여 이들의 단점을 보완하고 있다.

그러나 현재의 마스크팩 들은 단순히 피부에 영양을 공급하는 데에만 초점을 맞춰 개발되었는 바, 피부에 탄력을 주거나 긴장감을 주는 등의 제품은 개발되지 않고 있다.

한국공개특허공보 제10-2009-0120535호 한국공개특허공보 제10-2004-0081306호

따라서 본 발명은 상기한 종래의 마스크팩 등이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유로 부직포를 성형한 후, 이를 열반응시켜 부직포에 포함된 폴리비닐알코올을 적절히 녹임으로써, 부직포에 엘라스틱을 부여하는 것을 목적으로 한다.

또한 부직포에 엘라스틱이 부여됨으로써, 부직포의 강도가 개선되어 화장품용 마스크 팩은 물론, 거즈, 붕대 등의 의약외품으로의 다양한 활용이 가능하도록 하며, 마스크 팩으로의 활용시 피부에 긴장감 및 탄력성을 부여하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포는, 수용 가능 온도가 35∼100℃인 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유가 혼합되어 이루어지되, 상기 폴리비닐알코올 섬유는 수용성 액체와의 열반응을 통해 엘라스틱이 부여된 상태인 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 수용성 액체와의 열반응은 상기 부직포에 35∼100℃의 물을 가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 수용성 액체와의 열반응은 상기 부직포를 마스크 팩용 에센스와 함께 밀봉한 후, 여기에 열을 가하여 밀봉된 내부의 온도가 35∼100℃가 되도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부직포는 폴리비닐알코올 섬유 10~60중량%와 면 섬유 40~90중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부직포는 마스크 팩, 거즈 또는 붕대 중 어느 하나로 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법은, 수용 가능 온도가 35∼100℃인 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 카딩 및 워터펀칭하여 부직포로 제조하는 단계와, 상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계는, 상기 부직포에 35∼100℃의 물을 가해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계는, 상기 부직포에 마스크 팩용 에센스를 투입하여 밀봉하는 단계와, 상기 밀봉된 부직포에 열을 가하여 상기 밀봉된 내부의 온도가 35∼100℃가 되도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부직포는 폴리비닐알코올 섬유 10~60중량%와 면 섬유 40~90중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 열반응을 통해 부직포 내의 폴리비닐알코올 섬유가 녹아 부직포에 엘라스틱이 부여됨으로써, 마스크 팩으로의 활용시 피부에 단순히 영양만을 주는 것이 아닌 피부에 긴장감 및 탄력성을 부여하도록 하고, 상기 긴장감 및 탄력성으로 인해 주름개선에도 유용하도록 하는 효과가 있다.

또한 부직포의 강도가 개선되어 화장품용 마스크 팩은 물론, 거즈, 붕대 등의 의약외품으로의 다양한 활용이 가능하도록 하여, 부직포의 수요가 증대되도록 하는 효과가 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 부직포는 마스크 팩 등의 화장품, 붕대, 거즈 등의 의약외품에 사용될 수 있는 것으로, 항균, 보습, 재생 등을 목적으로 하는 제품에의 활용을 제한하지 않는다.

본 발명의 부직포는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유와 면 섬유가 혼합되어 이루어지는 데, 수용성 액체와의 열반응을 통해 상기 부직포 내 PVA 섬유가 일부 녹아 부직포 전체에 엘라스틱, 즉 텐션이 부여된 상태인 것이 특징이다. 이때 상기 PVA 섬유는 수용 가능(수용성 액체에 녹는) 온도가 35∼100℃인 것만을 이용한다.

이는 상기 PVA가 물 또는 수용성 액체에 녹는 온도가 높지 않고, 수용 가능 온도를 가진 액상과의 반응에 의해 일부가 용해되면, 면 섬유와 함께 구성된 부직포에 손쉽게 엘라스틱이 부여되는 것을 이용한 것이다.

즉, 상기 열반응은 상기 부직포에 PVA의 수용 가능 온도인 35∼100℃의 액체를 가하여 이루어진다. 이때 상기 액체는 물일 수도 있고 마스크 팩용 에센스일 수도 있으며, 열을 가해 일정 온도(수용 가능 온도)에 달해 있는 액체를 가할 수도 있고, 액체를 먼저 가한 후 이에 열을 가하여 PVA의 수용 가능 온도가 될 수도 있는 것으로 이를 제한하는 것은 아니다.

따라서 상기 부직포에 35∼100℃의 물을 가하여 엘라스틱을 부여할 수도 있고, 상기 부직포와 마스크 팩용 에센스를 함께 포장한 후 이에 열을 가하여 내부 온도가 35∼100℃ 정도가 되도록 할 수 있는 것이다.

즉, 상기한 열반응의 과정을 통해 부직포에 엘라스틱을 부여함으로써, 부직포로 마스크 팩 등을 제조했을 경우, 긴장감 및 탄력성을 주게되고, 상기 탄력성으로 인해 주름개선에 유용하게 이용될 수 있다. 또한 거즈, 붕대 등으로 활용했을 경우에도, 엘라스틱으로 인해 그 사용성이 우수하게 되는 것이다.

따라서 상기한 엘라스틱 부직포를 마스크 팩은 물론, 창상치료제 및 피부질환치료제 등에 적용시켜 그 활용성을 더욱 높일 수 있는 것이다.

이하 본 발명의 엘라스틱 부직포의 제조방법에 대해 설명하면서 본 발명의 부직포에 대해서도 좀더 상세히 설명한다.

엘라스틱 부직포의 제조방법은 먼저, 재료를 칭량하는 것인데 본 발명에서의 재료란 PVA 섬유와 면 섬유이다. 상기 PVA 섬유는 검화도(Degree of saponificatrion)가 88.0~98.0mol% 일 경우 수용 가능 온도가 5~100℃ 정도가 되는 데, 본 발명에서는 수용 가능 온도가 35∼100℃인 것을 이용한다. 이는 이 후 부직포를 제조하는 워터펀칭 과정에서 약 20∼30℃ 정도의 물을 가하여 워터펀칭하는 바, 워터펀칭 과정에서 PVA 섬유가 용해되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서 본 발명에서는 반드시 수용 가능 온도가 35∼100℃인 것을 사용한다.

상기 PVA 섬유는 종래 기술들을 통해 충분히 공지된 것으로, 그 종류를 제한하지 않는 바 시중에서 판매되고 있는 어떠한 것이라도 상기 수용 가능 온도의 조건만 맞다면 활용이 가능하다.

그리고 상기 재료의 칭량이 끝나면 상기 PVA 섬유와 면 섬유를 혼합하는 바, 그 혼합비는 PVA 섬유 10~60중량%와 면 섬유 40~90중량%가 되는 것이 바람직하다. 이는 상기 PVA 섬유가 10중량% 미만으로 투입되게 되면 종래 기술들의 팩제 또는 거즈와 마찬가지로 엘라스틱의 발현이 어렵고, PVA 섬유가 60중량%를 초과할 경우면 엘라스틱은 강해지나 면 섬유의 함량이 줄어 수축율이 많아 지고 단위당 생산량이 적어지므로 가격 경쟁력이 좋지 못해지기 때문이다.

상기와 같이 재료가 혼합되면, 상기 혼합된 PVA 섬유와 면 섬유를 카딩 및 워터펀칭하여 부직포로 제조한다. 상기 카딩이란 원료의 성형(부직포화)을 위한 준비 공정으로 원료 상태를 가지런히 정리해 주는 단계이며, 워터펀칭이란 고압의 물을 섬유 사이로 통과시켜 섬유가 서로 얽히게 함으로써 부직포로서 성형하는 단계이다. 상기 카딩과 워터펀칭은 부직포를 제조하는 분야에서 이미 공지된 사항이므로 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 앞서 설명하였듯이 상기 워터펀칭 시 물의 온도는 20∼30℃로 하며, 그 이상의 고온의 물을 이용하지 않도록 한다.

상기와 같이 부직포가 제조되면, 이를 롤링한다.

그리고 다음으로 수용성 액체와의 열반응을 실시하는 데, 의약외품으로 사용할 경우 35∼100℃의 물을 성형된 부직포에 가하여 부직포의 PVA가 용해되도록 함으로써 부직포에 엘라스틱을 부여한다. 이때 상기 물의 온도는 PVA 섬유의 수용 가능 온도에 따라 결정하며, 수용 가능 온도, 또는 그 온도 보다 약간 낮은 온도(약 2∼10℃, 수용 가능 온도가 35℃일 경우 33℃, 100℃ 일경우 90℃까지 가능)의 물을 가하며 그 시간은 3∼10분 정도가 되도록 한다. 상기 그 시간을 3~10분으로 하는 이유는 반응 시간이 3분 미만이 되면 충분한 엘라스틱이 부여되지 못하고 10분을 초과할 경우 PVA 섬유가 물에 완전 용해되어 엘라스틱도 전혀 부여되지 않기 때문이다. 즉, 본 발명은 PVA 섬유가 수용성 액체에 완전 용해된 상태가 아닌, 일부만이 용해되어 부직포 전체에 엘라스틱, 즉 텐션을 부여한 상태가 되도록 하는 것이다. 이때 상기 부직포에 가하는 물의 양은 제한하지 않는 데, 부피비로서 부직포와 물의 비가 1: 1~20 정도로 할 수 있다.

그리고 엘라스틱이 부여된 부직포를 규격에 맞게 슬리팅, 타공, 폴딩 등의 가공을 실시한다. 이때 상기 슬리팅, 가공 등의 공정은 필요에 따라 실시하는 것으로, 생략가능한 공정이다.

또한 마스크 팩을 제조할 경우에는, 상기 수용성 액체와의 열반응에 앞서, 먼저 부직포를 슬리팅, 타공, 폴딩 등의 가공공정을 거치도록 한 후, 상기 부직포를 마스크팩용 에센스와 함께 1차 포장하고, 이에 열을 가하여 밀봉된 내부의 온도를 수용 가능 온도가 되도록 하여 상기 PVA 섬유가 마스크팩용 에센스에 의해 일부 용해되어 텐션이 부여되도록 할 수도 있는 것으로, 그 실시형태를 제한하지 않는다. 여기서도 앞서 설명한 바와 같이, 상기 밀봉된 부직포 내의 온도가 수용 가능 온도, 또는 그 온도보다 약간 낮은 온도가 되도록 하며 그 시간은 3∼10분 정도가 되도록 한다. 이때 상기 부직포와 에센스의 혼합비는 통상의 마스크팩 제조시의 혼합비에 따르는 것으로, 예를 들면 부피비로서 부직포와 에센스의 혼합비를 1: 1~20 정도로 할 수 있다.

아울러, 상기 붕대, 거즈 등을 제조할 경우에도 마스크 팩과 같이 먼저 슬리팅, 타공, 폴딩 공정을 거친 후 물과 함께 포장하고, 이에 열을 가하여 붕대, 거즈 등을 제조할 수도 있는 것으로 이를 제한하지 않는다. 또한 창상치료제 등으로 사용될 경우, 치료액을 투입하여 PVA 섬유를 일부 용해시킬 수도 있음은 당연하다.

하기 표 1은 PVA 섬유의 수용 가능 온도에 따른 엘라스틱 부여 시간을 나타낸 자료이다. 이때 수용성 용액으로는 물을 사용하였으며, 하기 표 1과 같은 온도의 물을 직접 가하였다. 그리고 면 섬유와의 혼용률은 1:1 중량비로 하였으며, 부직포의 두께는 약 1mm로 하였다.

PVA 섬유의 수용 가능 온도에 따른 엘라스틱 부여 온도 및 시간조건

온도	PVA 완전 용해 온도 및 시간	텐션 부여 온도 및 시간
PVA(40℃)	40℃ 10분 초과	38℃~40℃ 10분이하
PVA(60℃)	60℃ 10분 초과	57℃~60℃ 10분이하
PVA(70℃)	70℃ 10분 초과	66℃~70℃ 10분이하
PVA(80℃)	80℃ 10분 초과	74℃~80℃ 10분이하
PVA(90℃)	90℃ 10분 초과	82℃~90℃ 10분이하
PVA(100℃)	100℃ 10분 초과	90℃~100℃ 10분이하

그리고, 최종적으로 제조된 부직포를 실링 및 포장한다.

본 발명에서 상기와 같이 제조된 엘라스틱 부직포는, 부직포 내에 PVA 섬유의 수용성 액체와의 열반응을 통해 엘라스틱이 부여되었기 때문에, 우수한 텐션을 가지게 되므로 마스크 팩으로의 사용시 긴장감 및 탄력성을 부여할 수 있고, 이로 인해 주름개선에 유용하게 사용될 수 있으며, 의약외품으로의 사용시에도 우수한 사용감을 가져올 수 있는 것이다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 부직포는 마스크팩, 의약외품 등에 사용될 수 있을 뿐 아니라, 부직포가 적용될 수 있는 모든 분야에 활용할 수 있는 제품으로서, 그 활용을 제한하지 않는다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

1. 부직포를 구성함에 있어서,
   상기 부직포는 수용 가능 온도가 35∼100℃인 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유가 혼합되어 이루어지되,
   상기 폴리비닐알코올 섬유는 수용성 액체와의 열반응을 통해 엘라스틱이 부여된 상태인 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수용성 액체와의 열반응은 상기 부직포에 35∼100℃의 물을 가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수용성 액체와의 열반응은 상기 부직포를 마스크 팩용 에센스와 함께 밀봉한 후, 여기에 열을 가하여 상기 밀봉된 내부의 온도가 35∼100℃가 되도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부직포는 폴리비닐알코올 섬유 10~60중량%와 면 섬유 40~90중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 부직포는 마스크 팩, 거즈 또는 붕대 중 어느 하나로 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포.
6. 수용 가능 온도가 35∼100℃인 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 혼합하는 단계와,
   상기 혼합된 폴리비닐알코올 섬유와 면 섬유를 카딩 및 워터펀칭하여 부직포로 제조하는 단계와,
   상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계는,
   상기 부직포에 35∼100℃의 물을 가해 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포의 제조방법.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 부직포를 수용성 액체와 열반응시켜 엘라스틱이 부여되도록 하는 단계는,
   상기 부직포에 마스크 팩용 에센스를 투입하여 밀봉하는 단계와,
   상기 밀봉된 부직포에 열을 가하여 상기 밀봉된 내부의 온도가 35∼100℃가 되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포의 제조방법.
9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부직포는 폴리비닐알코올 섬유 10~60중량%와 면 섬유 40~90중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 섬유를 이용한 엘라스틱 부직포의 제조방법.