KR101811273B1

KR101811273B1 - 개선된 폴리우레탄 마스크 팩재 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101811273B1
Application number: KR1020150141225A
Authority: KR
Inventors: 김원일
Original assignee: 주식회사 원바이오젠; 김원일
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-12-20
Also published as: KR20170041589A; CN106565929A; CN106565929B

Abstract

본 발명은 미세다공성 폴리우레탄 폼 구조의 마스크 팩재에 관한 것으로, 특히 프리폴리머를 이용하여 제조공정이 개선되면서도 폼의 기공 균일성이 향상되고 사용감이 우수하며 curl 현상이 발생되지 않는 폴리우레탄 마스크 팩재 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, (a) 폴리올과 다이올 및 산화방지제가 포함된 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 60℃에서 합성하여 25℃에서 점도 6,000~12,000cps의 폴리우레탄 프리폴리머를 얻는 단계; (b) 상기에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에, 발포조성물을 50~150 중량부로 가하고 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 만드는 단계; (c) 상기 (b)에서 만든 발포 혼합액을 이형지 위에 도포하여 시트상의 미세다공성 폴리우레탄 폼층을 얻는 단계; (d) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼층의 상부에 투습방수성의 폴리우레탄 필름을 합지하는 단계; 및 (e) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼층의 하부에 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따라 얻어진 폴리우레탄 마스크 팩재는, 기존 폴리우레탄 팩재에 비해 기공이 균일하고 사용감이 좋으며, 밀도, 인장강도, 신장율 등 팩재의 물성과 기능성이 우수하다.

Description

개선된 폴리우레탄 마스크 팩재 및 그의 제조 방법{Improved Polyurethane Mask Pack and Method for Making Same}

본 발명은 미세다공성 폴리우레탄 폼 구조의 마스크 팩재에 관한 것으로, 특히 프리폴리머를 이용하여 제조공정이 개선되면서도 폼의 기공 균일성이 향상되고 사용감이 우수하며 curl 현상이 발생되지 않는 폴리우레탄 마스크 팩재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

팩이란 원래 패키지(Package), 즉 포장하다 또는 둘러싸다란 뜻에서 유래된 말로서 주로 마스크(Mask)란 말로 통용되고 있는데 우리나라에서는 두 가지가 거의 같은 의미로 사용되고 있다. 팩을 분류하면, 크게 필-오프(Peel-off) 타입, 워시-오프(Wash-off) 타입, 티슈-오프(Tissue-off) 타입, 패취(Patch) 타입, 분말 타입 등이 있다. 이들 모두 각각의 장단점이 있지만 그 중에서도 패취(Patch) 타입은 사용상의 편리성 때문에 보편적으로 널리 사용되고 있다. 패취(Patch) 타입은 다시 지지체인 팩재로 부직포나 종이를 사용하는 형태와 하이드로겔(Hydrogel)을 사용하는 형태로 나눌 수 있다.

부직포나 종이 형태의 마스크 팩재는 가격이 저렴한 장점이 있으나 공기가 쉽게 통과하기 때문에 팩을 하는 기본적인 목적, 즉 팩으로 얼굴에 덮어 일시적으로 외기를 차단함으로써 피부의 표면에서 끊임없이 증발하고 있는 수분이 팩과 피부 사이에 체류되어 각질을 부드럽게 하고 팩의 유효성분이 쉽게 흡수되도록 하며, 또한 피부 표면에서 수분이 증발되지 못해 피부의 온도가 높아지고 발한작용이 왕성해지면서 노폐물이나 모혈 속에 끼어있던 때 등이 팩에 흡수되어 나오게 하는 등의 팩의 기본적인 사용 목적이 효과적으로 달성될 수 없다. 아울러 부직포의 경우는 섬유상 구조로 인한 린트(Lint) 때문에 부착감이 좋지 못한 단점도 있다.

하이드로겔(Hydrogel) 형태의 마스크 팩재는 종이 및 부직포 형태의 마스크 팩재의 단점을 해결할 수 있고 피부에의 부착감도 우수하나 가격이 비싸 종이 및 부직포 형태의 마스크 팩재를 대체하여 일반적으로 사용되기는 어렵다는 문제가 있다.

위와 같은 종래 팩재에 대한 대안으로 폴리우레탄 폼을 이용한 마스크 팩재가 개발되었다. 본 출원인은 미세다공성 폴리우레탄 폼 구조의 폴리우레탄 마스크 팩재를 개발하여 관련기술을 대한민국 등록특허공보 제10-0711182호 "폴리우레탄 마스크 팩재 및 그의 제조 방법"으로 특허 받은 바 있다. 이 특허의 폴리우레탄 마스크 팩재는 사용감이 좋고 흡수도, 보유도 등의 기능성이 우수하여 위와 같은 기존 팩재의 문제를 많이 해소할 수 있다. 그러나 상기 특허에 개시된 수분산폴리우레탄은 기공 크기가 일정하지 않은 문제점이 있었다. 또, 제조공정이 복잡하여 생산성이 낮은 문제가 있어 제조공정에 대한 개선 또한 요구되었다. 이밖에도 마스크 팩용 지지체인 팩재의 이상적인 조건은 피부의 보습 환경을 유지하고, 미용액 담지능이 우수하여 손실이 없어야 하며, 미용액이 피부로 원활히 흡수될 수 있어야 하고, 피부에 자극이 없으며, 사용이 용이하고, 나아가 경제성까지 갖춰야 한다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-0711182 1. 대한민국 등록특허공보 10-1126191 3. 대한민국 공개특허공보 10-2004-0025293 4. 대한민국 공개특허공보 10-2015-0032461 5. 대한민국 등록특허공보 10-1519854

본 발명은 기존의 폴리우레탄 마스크 팩재를 개선하여 보다 사용감과 기능성이 좋고 경제성이 있는 폴리우레탄 마스크 팩재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 본 발명은 미세다공성 폴리우레탄 폼 구조의 폴리우레탄 마스크 팩재로서, 사용감이 향상되고 밀도, 인장강도, 신장률 등의 팩재의 기본적인 물성과 기능성이 우수한 폴리우레탄 마스크 팩재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 기존 수분산 제조방법에 비해 공정이 개선되어 생산성이 향상되는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명에서는 폼의 기공 균일성을 향상시키고 생산성을 높이기 위해 수분산 방법 대신 프리폴리머를 이용한다. 그러나 프리폴리머 방법으로 제조한 마스크팩재는 기공의 균일성이 좋고 공정 효율이 높은 반면 팩재의 가장 자리가 말리는 컬 현상이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명에서는 천공된 폴리우레탄 필름을 이용하여 이러한 문제 또한 해결함으로써 개선된 폴리우레탄 마스크 팩재를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는,

(a) 폴리올과 다이올 및 산화방지제가 포함된 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입, 반응시켜 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머를 얻는 단계;

(b) 탈이온수 60∼120 중량부; 가교제 0.5∼40 중량부; 및 계면활성제 1∼10 중량부를 포함하는 발포조성물을, 상기 (a)에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에, 50∼150 중량부로 가하고 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 만드는 단계;

(c) 상기 (b)에서 만든 발포 혼합액을 이형지 위에 도포하여 시트상의 미세다공성 폴리우레탄 폼층을 얻는 단계; 및

(d) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼층의 상부와 하부에 각각 투습방수성의 폴리우레탄 필름과 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법을 제공한다.

상기 (d)의 합지하는 단계는, 폴리우레탄 폼 층이 택성이 있는 상태에서 투습방수성의 폴리우레탄 필름과 천공된 폴리우레탄 필름을 각각 상부와 하부에 합지시킨 후 열풍건조시키는 것이 바람직하다.

상기 폴리올은, 바람직하게는 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 500∼6,000인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체로서 에틸렌옥사이드 함량이 20%∼90% 이다.

상기 다이올은 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,3-부탄디올; 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.

상기 이소시아네이트는 이소포론디이소시아네이트; 2,4-톨루엔디이소시아네이트; 2,6-톨루엔디이소시아네이트; 메틸렌디페닐이소시아네이트로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 상기와 같은 제조방법으로 얻어진,

점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머와 발포조성물의 혼합액을 발포시켜 얻어진, 두께 0.01㎜∼5㎜, 기공의 평균 직경 20∼500㎛, 기공의 개방율 30∼80%인 미세다공성의 폼층과;

상기 폼층의 상부에 합지된, 투습방수성의 폴리우레탄으로 이루어지고 두께가 5∼50㎛인 투습방수성 폴리우레탄필름 층과;

상기 폼층의 하부에 합지된, 두께 5∼50㎛의 천공된 폴리우레탄필름 층;을 포함하는 폴리우레탄 마스크 팩재를 제공한다.

본 발명에서 "천공된 폴리우레탄 필름"은 다수의 관통공이 수직형성된 폴리우레탄 필름으로 정의된다.

본 발명에 따라 얻어진 폴리우레탄 마스크 팩재는, 기존 폴리우레탄 팩재에 비해 부착감이 좋고 기공이 균일하면서도 Curl 현상이 없고, 밀도, 인장강도, 신장율 등 팩재의 물성과 기능성이 모두 우수하다. 특히, 프리폴리머를 이용하여 기공이 균일하면서도 천공된 필름층이 폼층 하부의 피부 접촉면에 형성됨으로써 컬 현상을 없애는 동시에 미용액의 담지력이 증가되고, 피부와의 부착감 및 부착력이 향상된다. 본 발명의 제조방법은 폼의 기공 균일성을 높이면서도 제조공정이 단순하여 생산성을 향상시킬 수 있으므로, 저렴한 비용으로 대량 생산이 가능하다.

도 1은 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재를 얼굴 모양대로 펀칭한 마스크 팩재의 실제 사진이다.
도 3은 본 발명의 폴리우레탄 프리폴리머의 SEM 사진이다.
도 4는 천공된 폴리우레탄 필름 층이 없는 비교예에서 Curl 현상이 나타난 마스크팩재의 사진이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재의 구성과 제조방법을 설명한다. 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재는 위에서부터 투습방수성 폴리우레탄필름 층; 미세다공성의 폼층; 천공된 폴리우레탄필름 층을 포함한다. 도 1은 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재의 단면 모식도이다.

미세다공성의 폼층

폼층(20)은 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머와 발포조성물의 혼합액을 발포시켜 얻어지며, 바람직하게는 두께 0.01㎜∼5㎜, 기공의 평균 직경이 20∼500㎛, 기공의 개방율이 30∼80%이다. 폼층은 미용액을 담지하게 되며, 피부에 직접 접촉되거나 천공된 폴리우레탄 필름의 관통공을 통해 피부에 접촉하게 된다.

폼층(20)은 크게 폴리우레탄 프리폴리머의 제조 단계, 발포 혼합액의 제조 단계, 발포 성형시켜 시트상의 폼층을 얻는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다.

1. 폴리우레탄 프리폴리머의 제조

폴리올과 다이올 및 산화방지제가 포함된 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입, 반응시켜 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 폴리우레탄 프리폴리머의 구체적인 제조예는 다음과 같다. 먼저 폴리올, 다이올을 투입하여 교반 속도 150 rpm정도로 교반하면서 60℃까지 승온시킨 후 30분 동안 교반하고, 그런 다음 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 질소 분위기하에서 NCO 함량(%)이 이론치에 도달할 때까지 반응시킨다.

상기 폴리올로는 예를 들어, 폴리프로필렌옥사이드글리콜; 폴리에틸렌옥사이드글리콜; 폴리테트라메틸렌에테르글리콜; 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체; 폴리테트라하이드로퓨란/에틸렌옥사이드 공중합체; 폴리테트라하이드로퓨란/프로필렌옥사이드 공중합체; 폴리부틸렌카보네이트글리콜; 폴리헥사메틸렌카보네이트글리콜; 폴리카프로락톤글리콜; 폴리에틸렌아디페이트; 폴리부틸렌아디페이트; 폴리네오펜틸아디페이트; 폴리헥사메틸렌아디페이트 등이 단독으로 또는 2종 이상 같이 사용될 수 있다.

본 발명의 폼층을 제조하기 위해 사용하는 폴리우레탄 프리폴리머는 바람직하게는 친수기가 도입된 친수성 폴리우레탄 프리폴리머이다. 가장 바람직하게는, 폴리올로 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 500∼6,000인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체로 에틸렌옥사이드 함량이 20%∼90%인 것을 사용하는 것이 좋다.

상기 이소시아네이트로는 방향족, 지방족 및 지환족 이소시아네이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 2,4-톨루엔디이소시아네이트; 2,6-톨루엔디이소시아네이트; 메틸렌디페닐디이소시아네이트; 1,5-나프탈렌디이소시아네이트; 토리딘디이소시아네이트; 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트; 이소포론디이소시아네이트; 크시렌디이소시아네이트; 시클로헥실렌-1,4-디이소시아네이트; 리신디이소시아네이트; 테트라메틸렌-크실렌디이소시아네이트를 단독 또는 2종 이상 같이 사용할 수 있다. 바람직하게는 이소포론디이소시아네이트; 2,4-톨루엔디이소시아네이트; 2,6-톨루엔디이소시아네이트; 메틸렌디페닐이소시아네이트 등을 사용한다.

상기의 다이올 화합물로는 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,3-부탄디올; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 트리에틸렌글리콜; 디에틸렌글리콜; 테트라에틸렌글리콜; 디프로필렌글리콜; 디부틸렌글리콜; 네오펜틸글리콜; 1,4-시클로헥산디메탄올; 2-메틸-1,3-펜탄디올 등을 단독으로 또는 2종 이상 같이 사용할 수 있다. 바람직하게는 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,4-부탄디올 중 어느 하나 또는 이들을 2종 이상 같이 사용한다. 다이올 화합물은 프리폴리머에서 쇄연정제(Chain Extender)로 작용하여 프리폴리머의 분자량을 높이게 되고 하드세그먼트(Hard segment)의 함량을 높여 기계적 물성을 증가시키는 역할을 한다.

이밖에도 폴리우레탄 프리폴리머의 제조에는 알려진 공지의 첨가제가 더 부가될 수 있다. 이러한 첨가제에는 특히 산화방지제가 포함된다. 산화방지제로는, 예를 들어, 페닐-베타-나프탈아민; 시스테인염산염; 디부틸히드록시톨루엔; 노르디히드로구아자레트산; 부틸히드록시아니솔; 인산; 시트르산; 아스코르브산; 에리소르브산; 갈산프로필, Ciba Specialty Chemicals사의 IRGANOX 1010; IRGANOX 1035; IRGANOX 1076; IRGANOX 1330; IRGANOX 1425WL; IRGANOX 3114; IRGANOX B215; IRGANOX B220; IRGANOX B225; IRGANOX B561; IRGANOX B313; IRGANOX B501W; IRGANOX B900; IRGANOX B1411; IRGANOX B1412; IRGANOX PS800; IRGANOX PS802; IRGAFOS P-EPQ 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 인산; 시트르산; 디부틸히드록시톨루엔; 부틸히드록시아니솔; IRGANOX 1010; IRGANOX 1035; IRGANOX 1076; IRGANOX 1330 중 어느 하나 또는 2종 이상을 같이 사용한다. 산화방지제는 폴리우레탄 프리폴리머 전체 중량의 0.05∼5 중량% 범위에서 첨가될 수 있다.

위와 같은 조성과 방법으로 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 프리폴리머를 얻는다. 본 발명의 일 실시예에서 얻어진 폴리우레탄 프리폴리머의 SEM 사진은 도 3과 같다. 기공의 균일도가 좋고, 셀과 셀 사이를 연결해주는 포어(pore)가 발달해 있음을 확인할 수 있다. 기존의 수분산 제조방법이 수분산 폴리우레탄 용액을 만든 후 다음의 발포 혼합액의 제조 단계에서 계면활성제를 가해 기계적으로 발포시킨 후 점증제를 사용하여 별도로 일정 범위로 점도를 조절하는 것과 달리, 본 발명에서는 이렇게 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 프리폴리머를 얻은 후 다음 단계에서 발포조성물과 고속으로 혼합한 후 바로 발포시킴으로써, 공정이 단순하면서도 기공의 균일도가 좋고 포어가 발달한 폼층을 얻을 수 있다.

2. 발포 혼합액의 제조

(1) 발포조성물

먼저, 물, 가교제, 계면활성제 등을 혼합하여 발포제로 사용할 발포조성물을 제조한다. 발포조성물은 탈이온수 60∼120 중량부; 가교제 0.5∼40 중량부; 계면활성제 1∼10 중량부를 포함한다. 필요에 따라 안료, 약물, 보습제 등을 더 포함할 수 있다.

가교제로는 글리세린; 트리메틸올프로판; 1,2,4-부탄트리올; 솔비톨 등을 단독으로 또는 2종 이상 같이 사용할 수 있다. 가교제는 폴리우레탄 폼 형성시 가교 반응을 통해 폼의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하게 된다.

계면활성제로는 공지의 계면활성제가 알려진 용도와 방법에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 블록 공중합체인 바스프사의 F-68; F-87; F-88; F-108; F-127과, 실리콘계 계면활성제로 L-580; L-603; L-688; L-5420; SZ-1703; L-6900; L-3150; Y-7931; L-1580; L-5340; L-5333; L-6701; L-5740M; L-3002; L-626 등을 사용할 수 있다.

(2) 발포 혼합액

상기 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에, 위에서 제조한 발포 조성물 50∼150 중량부를 고속으로 교반하여 발포 혼합액을 만든다.

3. 폼층의 발포 성형

상기에서 얻은 발포 혼합액을 이형지 위에 일정한 두께로 도포하고 발포 성형시켜 시트상의 미세 다공성 폼층을 형성한다. 예를 들면, 폴리우레탄 발포 혼합액을 코팅 게이지 등을 이용하여 이형지 위에 일정한 두께로 도포한다. 이때 이형지는 이형성을 부여할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있다. 도포 후 열풍 건조시켜 미세다공성의 폴리우레탄 폼층을 얻는다.

투습방수성 폴리우레탄 필름 층

투습방수성 폴리우레탄 필름 층(10)은 투습성과 방수성이 있는 폴리우레탄 필름으로 이루어진 두께가 5∼50㎛인 필름 층으로, 상기 폼층의 상부에 합지되어 공기와 접촉하는 팩재의 외측을 형성하게 된다.

투습방수성 폴리우레탄 필름 층은 바람직하게는 수지 100 중량부에 메틸에틸케톤 20∼70 중량부, 디메틸포름아미드 5∼30 중량부를 가하여 교반한 다음 기포를 제거하고 이형지에 도포한 후 건조시키는 방법으로 제조될 수 있다. 이때 필요에 따라 상기 폴리우레탄 수지에 안료 1∼10 중량부가 더 첨가될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 진공 교반 탈포기로 탈포하여 기포를 제거하였다. 이렇게 기포가 제거된 폴리우레탄 용액을 코팅 게이지 등을 이용하여 무광 이형지 위에 일정한 두께로 도포한 후 건조시키면 무공형의 폴리우레탄 필름 층이 얻어진다.

천공된 폴리우레탄필름 층

천공된 폴리우레탄 필름 층(30)은 다수의 관통공이 수직형성된 폴리우레탄 필름으로, 두께 5∼50㎛ 이며, 상기 폼층의 하부에 합지되어 피부와 접촉하는 층을 형성하게 된다. 이때 다수의 관통공이 수직형성된 폴리우레탄 필름은, 바람직하게는 대한민국 등록특허공고 제10-1414020호에 기재된 방법으로 얻을 수 있다.

천공된 폴리우레탄 필름 층(30)은 폼층(20) 미용액을 담지하는 폼층(20) 하부에서 폼층을 지지하는 역할을 함으로써 폼층의 미용액 담지력을 증가시키게 되며, 폴리우레탄 마스크재에서 발견되는 말리는 현상을 억제하는 역할을 하게 된다. 또한, 미용액이 담지된 폼층이 직접 피부에 접촉될 경우 부착력이 떨어지고 부착감도 좋지 않은 문제가 있는데, 본 발명의 마스크 팩재는 천공된 필름 층이 피부에 접촉하게 됨으로써 피부와의 부착력이 향상되고 부착감도 좋아지게 된다.

합지

상기 폴리우레탄 폼층(20)의 상부와 하부에 각각 폴리우레탄 필름 층(10)과 천공된 필름 층(30)을 합지한다. 이때 바람직하게는 별도로 접착제나 점착제 등을 사용하지 않고, 상기 폴리우레탄 폼 층이 경화(Curing)되기 전의 택(Tack)성이 있는 겔 상태에서 합지시킬 수 있다. 그러나 본 발명의 합지 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 점착제 또는 접착제를 사용하거나 압력을 가하는 공지의 합지 방법도 사용 가능하다. 합지는 폼 층이 택(Tack)성이 있는 겔 상태에서 상하부에 폴리우레탄 필름 층과 천공된 필름 층을 동시에 합지하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 순차적으로 하는 것도 가능하다. 본 발명의 합지는 상부와 하부를 동시에 하는 것과 순차적으로 하는 것을 모두 포함한다.

상기 합지 과정을 거쳐 얻어진 마스크 팩재를 얼굴 모양대로 펀칭하면 실제 사용할 수 있는 폴리우레탄 마스크 팩재가 된다. 도 2는 본 발명의 폴리우레탄 마스크 팩재를 얼굴 모양대로 펀칭한 마스크 팩재의 실제 사진이다.

[ 실시예 ]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<폴리우레탄 프리폴리머의 합성>

다음 표 1의 조건과 방법으로 폴리우레탄 프리폴리머를 합성하였다. 도 3은 얻어진 폴리우레탄 프리폴리머의 SEM 사진이다.

[표 1]

<투습방수성 폴리우레탄의 합성>

다음 표 2의 조건과 방법으로 투습방수성 폴리우레탄을 합성하였다.

[표 2]

<투습방수성 폴리우레탄 필름의 제조>

상기 표 2에서 제조한 투습방수성 폴리우레탄 수지 100중량부에 메틸에틸케톤 50 중량부, 디메틸포름아미드 15 중량부, 안료 5 중량부를 혼합, 교반하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하였다. 제조된 폴리우레탄 혼합액을 무광이형지에 두께 게이지를 이용하여 일정한 두께로 도포한 다음 100℃ 열풍건조기에서 30분동안 건조시켜 무광이형지의 한 면에 투습방수성의 폴리우레탄 필름을 형성시켰다.

<천공된 폴리우레탄 필름의 제조>

대한민국 등록특허공보 제10-1414020호에 기재된 방법에 따라 다수의 천공핀이 수직형성된 천공기로 폴리우레탄 필름을 천공시켜 천공된 폴리우레탄 필름을 얻었다.

<발포조성물의 제조>

다음 표 3의 조건으로 발포 조성물을 제조하였다.

[표 3]

<미용액 처방예>

다음 표 4의 조성으로 미용액을 제조하였다.

[표 4]

<제조예 1>

(1) 상기 실시예에서 제조한 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부와 발포 조성물 80 중량부를 3,000rpm으로 10초 동안 교반한 후 OPP 이형지 위에 공급하여 폼층을 형성하였다.

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 소정의 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 투습방수성의 폴리우레탄 필름 제조예에서 제조한 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에 상기 천공된 폴리우레탄 필름의 제조예에서 얻은 천공된 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 10㎛이고, 폼층의 두께는 0.5mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다. 도 1은 제조된 마스크 팩재의 단면을 모식도로 나타낸 것으로 천공된 필름층(30) 하부에 이형지가 결합되어 있다. 도 2는 이렇게 얻어진 마스크 팩재를 얼굴 모양대로 펀칭한 사진다.

제조된 폴리우레탄 마스크 팩재의 물성을 다음에 예시된 방법에 의하여 측정하였으며, 측정된 실험 결과는 하기 표 5 및 6에 나타내었다.

물성 측정

① 기계적 물성(인장강도, 신장율)

만능시험기(Universial Test Machine, Instron)를 이용하여 로드셀(Load Cell) 50N, 시편의 폭은 12㎜, 시편의 길이(Gauge Length)는 100㎜, 크로스헤드의 속도(Cross Head Speed)는 100㎜/min로 하여 측정하였다.

② 미용액 흡수도(%)

제조된 폴리우레탄 마스크팩재를 5cm×5cm의 크기로 취하여 상온에서 24시간 동안 방치한 후 초기무게(A)를 측정하고 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 표 4의 조성으로 제조된 미용액에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아낸 후 무게(B)를 측정하였다. 최종적으로 다음 식을 이용하여 계산하였다.

흡수도(%) = (B-A)/A × 100

③ 미용액 보유도(%)

제조된 폴리우레탄 마스크팩재를 5cm×5cm의 크기로 취하여 상온에서 24시간 동안 방치한 후 초기무게(A)를 측정하고 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 표 4의 조성으로 제조된 미용액에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아낸 후 유리판 위에 펼쳐서 붙이고, 다시 36∼38℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건의 항온 항습기에 2시간 동안 보관한 다음 무게(B)를 측정하였다. 최종적으로 다음 식을 이용하여 계산하였다.

보유도(%) = (B-A)/A × 100

④ 투습도

항온항습기를 이용하여 ASTM E 96-94(Desiccant Method)에 의거하여 측정하였으며, 이때 항온항습기의 온도는 37℃로 하였고 상대 습도는 80%로 하였다.

⑤ 미용액 함침 후의 외관 상태

제조된 폴리우레탄 마스크팩재를 표 4의 미용액 처방예에 따라 제조된 미용액에 함침 시킨 후의 외관 상태를 관찰하였다.

⑥ 피부 보습력

제조된 폴리우레탄 마스크팩재를 5cm×5cm의 크기로 취하여 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 표 4의 조성으로 제조된 미용액에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아내고 팩제로 사용하였다. 이 팩제를 성인 남녀 30명을 선발하여, 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 2시간을 대기시킨 후 팔의 하박부에 팩제를 덮고 피부 보습력을 비교하였다. 팩제 처리 전과, 팩제를 덮은 후 30분, 1시간이 지난 후에 코니오미터(C+K사, 독일)로 피부 수분량을 측정한 후 평균을 내었다.

⑦ 관능시험(부착감)

제조된 폴리우레탄 마스크 팩재를 얼굴 모양대로 펀칭한 후 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 표 4의 조성으로 제조된 미용액에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아내고 마스크 팩제로 사용하였다. 성인 남녀 30명을 선발하여, 24∼26℃의 항온, 상대습도 40∼50%의 조건에서 2시간 동안 대기시킨 후 이 마스크 팩제로 얼굴을 덮고 30분 경과 후 및 제거한 다음의 사용상의 느낌 등의 관능검사를 실시하였다.

<제조예 2>

(1) 상기 실시예에서 제조한 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부와 발포 조성물 80 중량부를 3,000rpm으로 10초 동안 교반한 후 OPP 이형지위에 공급하였다.

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에는 상기 실시예에서 제조한 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 10㎛이고, 폼층의 두께는 1mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다.

<제조예 3>

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에는 상기 실시예에서 제조한 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 10㎛이고, 폼층의 두께는 5mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다.

<제조예 4>

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에는 상기 실시예에서 제조한 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 20㎛이고, 폼층의 두께는 0.5mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다.

<제조예 5>

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에는 상기 실시예에서 제조한 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 20㎛이고, 폼층의 두께는 1mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다.

<제조예 6>

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지함과 동시에 하부에는 상기 실시예에서 제조한 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 이렇게 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 20㎛이고, 폼층의 두께는 5mm, 피부접촉면의 천공된 필름층의 두께는 10㎛이었다.

<비교예 1>

(2) 상기 (1)에 따라 형성되는 폼층이 완전히 경화하지 않고 택(Tack)성이 있는 겔(Gel)상태에서 일정한 두께가 되었을 때 폼층의 상부에 상기 실시예에서 제조한 투습 방수성 필름을 일정한 두께 갭(Gap)을 두고 합지하였다. 이어서 100℃ 열풍건조기에서 3분 동안 건조시켰다. 얻어진 마스크 팩재는 투습방수성 외측 필름층의 두께가 20㎛이고, 폼층의 두께는 1mm이었다. 이렇게 폼층 하부의 천공된 필름 층 없이 얻어진 마스크 팩재는 가장자리가 심하게 말리는 Curl 현상이 나타났다. 도 4는 Curl 현상이 나타난 본 비교예의 마스크 팩재 사진이다.

<비교예 2>

(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 등록특허 10-0711182의 합성예 1에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 F-127 20wt% 수용액 10 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000rpm의 속도로 부피가 200㎖가 될 때까지 교반하였다. 이어서 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.7 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 2,000rpm으로 교반하였다. 이와 같이 제조한 액을 S/K BOR SMTM(상품명, 사피사) 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 1차로 원적외선 램프 건조기로 1분동안 건조하고 다시 2차로 100℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 미세 다공성의 폴리우레탄 폼 층을 제조하였다.

(2) 등록특허 10-0711182의 합성예 1에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부를 첨가하고 교반한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 (1)에서 제조한 미세다공성의 폴리우레탄 폼 층 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 10분 동안 건조시켜 무공형의 외측필름 층을 형성하였다. 얻어진 마스크 팩재는 무공형 외측 필름층의 두께가 30㎛이고, 폼 층의 두께는 0.4㎜이었다. 제조된 마스크 팩재는 얼굴 모양대로 펀칭(Punching)하였다.

<비교예 3>

물성비교를 위해 부직포 형태의 마스크 팩재(두께 0.5mm, 남양부직포사)를 실험에 사용하였다. 물성은 제조예 1에 예시된 방법에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5 및 6에 나타내었다.

<비교예 4>

물성비교를 위해 부직포 형대의 마스크 팩재(두께 1mm, 남양부직포사)를 실험에 사용하였다. 물성은 제조예 1에 예시된 방법에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5 및 6에 나타내었다.

[표 5]

*: 조건= 37℃, 20%(EN-13726-2)

**: O= 말리는(curl)현상 있음, X = 말리는(curl) 현상 없음

[표 6]

표 5 및 6에 나타난 바와 같이, 폼의 두께가 두꺼워짐에 따라 흡수도는 증가하고 인장강도는 낮아졌다. 함침 후에는 인장강도 및 신장율이 전체적으로 떨어졌다. 또한 함침 후에 팩재의 양 옆이 말리는(Curl) 현상은 제조예들과 다른 조건은 동일하면서 천공 필름층만 없는 비교예 1에서 나타났다. 폼층에 합지되는 천공 필름층은 말리는 현상을 개선하는 것으로 평가할 수 있었다. 투습 방수성 필름층이나 폼의 두께가 두꺼워질수록 피부에 부착한 후의 피부수분량이 증가하였으며 증가폭도 높았다. 제조예 1, 2, 4, 5는 미세다공성 폼 구조와 투습방수성의 외측필름, 천공된 필름의 구조적 특징으로, 비교예 3, 4 보다 얇거나 같은 두께임에도 불구하고 흡수도 및 보유도가 월등히 높은 것으로 나타났다. 또한 관능시험에서도 대부분의 사람이 비교예 2, 3, 4의 경우 부착감이 보통이거나 좋지 않다고 응답하였으며, 피부수분량도 비교예 2, 3, 4와 비교 시 본 발명의 마스크 팩재가 우수한 것으로 나타났다.

10: 투습방수성 폴리우레탄 필름 층
20: 미세다공성의 폼층
30: 천공된 폴리우레탄 필름 층
40: 이형지

Claims

(a) 폴리올과 다이올 및 산화방지제가 포함된 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입, 반응시켜 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머를 얻는 단계;
(b) 탈이온수 60∼120 중량부; 가교제 0.5∼40 중량부; 및 계면활성제 1∼10 중량부를 포함하는 발포조성물을, 상기 (a)에서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에, 50∼150 중량부로 가하고 고속으로 혼합하여 발포 혼합액을 만드는 단계;
(c) 상기 (b)에서 만든 발포 혼합액을 이형지 위에 도포하여, 두께 0.01㎜∼5㎜, 기공의 평균 직경 20∼500㎛, 기공의 개방율 30∼80%인 시트상의 미세다공성 폴리우레탄 폼층을 얻는 단계; 및
(d) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼층의 상부에는 두께 5∼50㎛인 투습방수성의 폴리우레탄 필름을, 상기 폴리우레탄 폼층의 하부에는 두께 5∼50㎛의 천공된 폴리우레탄 필름을 합지하되, 상기 폴리우레탄 폼층이 택성이 있는 상태에서 각각 상부와 하부에 합지시킨 후 열풍건조시키는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 폴리올은 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 500∼6,000인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체로서 에틸렌옥사이드 함량이 20%∼90%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다이올은 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,3-부탄디올; 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 이소시아네이트는 이소포론디이소시아네이트; 2,4-톨루엔디이소시아네이트; 2,6-톨루엔디이소시아네이트; 메틸렌디페닐이소시아네이트로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재의 제조방법.
점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머와 발포조성물의 혼합액을 발포시켜 얻어진, 두께 0.01㎜∼5㎜, 기공의 평균 직경 20∼500㎛, 기공의 개방율 30∼80%인 미세다공성의 폴리우레탄 폼층과;
상기 폼층의 상부에 합지된, 투습방수성의 폴리우레탄으로 이루어지고 두께가 5∼50㎛인 투습방수성 폴리우레탄필름 층과;
상기 폼층의 하부에 합지된, 두께 5∼50㎛의 천공된 폴리우레탄필름 층;을 포함하며,
상기 폴리우레탄 폼층은, 폴리올과 다이올 및 산화방지제가 포함된 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입, 반응시켜 점도 6,000∼12,000cps(25℃)의 폴리우레탄 프리폴리머를 얻은 후 이 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대해 탈이온수 60∼120 중량부; 가교제 0.5∼40 중량부; 및 계면활성제 1∼10 중량부를 포함하는 발포조성물 50∼150 중량부를 가해 시트상으로 발포 성형시켜 얻은 것이고,
상기 투습방수성 폴리우레탄필름 층과 천공된 폴리우레탄필름 층은 상기 폴리우레탄 폼층이 택성이 있는 상태에서 각각 상부와 하부에 합지시킨 후 열풍건조시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재.
삭제
청구항 6에 있어서,
상기 폴리올은 2개 이상의 수산기를 갖고 분자량이 500∼6,000인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체로서 에틸렌옥사이드 함량이 20%∼90%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재.
청구항 6에 있어서,
상기 다이올은 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,3-부탄디올; 1,4-부탄디올 및 1,6-헥산디올로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재.
청구항 6에 있어서,
상기 이소시아네이트는 이소포론디이소시아네이트; 2,4-톨루엔디이소시아네이트; 2,6-톨루엔디이소시아네이트; 메틸렌디페닐이소시아네이트로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 마스크 팩재.