KR101879119B1 - 복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기 담지체 상에 피부 유용 성분을 담지한 기능성 무기 미립자를 포함하는 복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 피부 보습제 등의 피부 유효 성분을 지속적으로 방출할 수 있는 신개념의 섬유를 제공할 수 있다.

Description

복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법{FUNCTIONAL COSMETIC FIBER AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원사 내에 피부 보습 성분 등의 피부 유용 성분이 포함되어 있는 복합기능성 코스메틱 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

기술의 발달로 합성섬유도 천연 섬유에 필적하는 물성을 갖도록 개량되어 다양한 기능성의 합성섬유가 이용되고 있다. 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르는 많은 우수한 특성을 가지고 있어 섬유용으로는 물론 산업용으로도 광범위하게 이용되고 있다.

최근 폴리에스테르 섬유업계에서는 고부가가치를 갖는 차별화 소재의 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 폴리에스테르가 갖는 단점을 개선하고 새로운 장점을 개발하려는 노력의 일환으로, 폴리에스테르 중합물의 기존 성분을 다른 성분으로 변경하고 개질 하거나, 특수한 첨가제를 첨가해서 용도를 확대하기 위한 많은 연구들이 수행되고 있다.

국내 특허 제0695455호는 아로마 테라피 효과를 나타내는 아로마 마이크로캡슐을 직물 또는 편물의 표면에 고착시킨 것을 개시하고 있다.

국내특허공개 제2011-0100009호는 섬유원단의 적어도 일면에 홍삼성분 함유 캡슐을 포함하는 바인더 조성물을 원단에 코팅하는 홍삼 성분 함유 가공섬유를 개시하고 있다.

이와 같이 기존의 기능성 원단은 일반적으로 기능성 성분을 포함하는 유기물로 구성되는 마이크로 캡슐을 직물의 표면에 고정시킨 것들이 대부분이다. 그러나 이러한 마이크로 캡슐은 장기간의 사용 또는 세탁으로 인해 원단으로부터 탈락될 가능성이 높아 그 기능성을 오래 유지할 수 없고, 이러한 마이크로캡슐은 대부분 유기물로 구성되어 온도에 민감하고 변형이 쉽게 일어나, 방사 과정에서 고온과 압력에 견딜 수 없기 때문에 원사 속에 투입하는 것이 곤란하다.

한편, 피부 미용에 효과가 있는 성분을 포함하는 섬유가 개발된다면 매우 유리할 것이나, 기존에는 부직포 원단에 피부 유용 성분을 함침시킨 것만이 존재하고, 섬유 자체에 피부 보습 성분 등의 성분이 포함된 섬유는 아직 개발되지 않았다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 피부에 도움이 되는 성분이 원사 내에 존재하는 복합기능성 코스메틱 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 섬유의 방사 시 압출기의 압력과 온도에 견딜 수 있는 무기 담지체를 이용함으로써 피부 유용 성분을 직접 섬유에 포함시키고, 원사의 단면을 편평하게 하여 피부에 닿는 면적을 확대시킨 복합기능성 코스메틱 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피부에 피부보습 성분 등을 방출하여 그 효능을 상당 기간 동안 유지시킬 수 있고, 세탁이나 염가공 후에도 기능성 성분을 그대로 유지할 수 있는 복합기능성 코스메틱 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 무기 담지체 상에 피부 유용 성분을 담지한 기능성 무기 미립자를 포함하는 복합기능성 코스메틱 섬유에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 무기 담지체로는 제올라이트계 또는 실리카계가 포함될 수 있다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Natural Moisturizing Factor; NMF), 히알루론산, 비타민 E, 1,3-부틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글루코스, 우레아, 솔비톨, 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기 이온성분, 트리글리세라이드(triglyceride), 미네랄 오일, 실리콘, 스쿠알렌(squalene), 세라마이드(ceramides), 콜레스테롤(cholesterol), 왁스 및 레시틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 피부 보습 성분을 포함할 수 있다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원적외선 방출 물질을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 무기 담지체 상에 피부 유용 성분을 담지한 기능성 기능성 무기 미립자와 폴리에스테르를 용융혼합하여 폴리에스테르 마스터 배치 칩(Master Batch chip)을 제조한 후, 일반 폴리에스테르 칩과 혼합하여 방사하고, 냉각시키는 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유에 의하면, 피부 유용 성분이 압력과 온도에 견딜 수 있는 무기 담지체에 담지되어 원사 내에 잔존하기 때문에, 피부 유용 성분의 유지 및 성분 유효 기간이 개선될 수 있다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 편평사 단면을 가질 경우에, 피부와 닿는 면적이 확대되어 효과가 배가될 수 있고, 원적외선 방출 물질을 포함하여 피부를 활성화시키고 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시킴으로써 피부의 항상성을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 피부 유용 성분이 무기 담지체에 담지되어 원사 내에 혼입되기 때문에, 잦은 세탁 시에도 효능의 균일성과 지속성이 유지될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법은 방사작업성이 우수하다.

도 1는 본 발명에 의해 제조된 복합기능성 코스메틱 섬유에 포함되는 무기 담지체에 유효성분이 담지된 기능성 무기 미립자의 전자현미경 사진이다.
도 2는 무기 담체에 담지된 유효성분의 TGA 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시에 사용 가능한 혼합용융방사장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 복합기능성 코스메틱 편평사의 전자현미경 사진이다.

이하에서 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서 “편평사”라 함은 원형 단면을 일자로 늘여 놓아 하나 이상의 요철 구조를 갖는 단면 형태를 갖는 사를 의미한다. 상기 편평사 모양에는 삼산, 사산 또는 오산 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 하나의 양상은 무기 담체 상에 피부 유용 성분을 담지한 기능성 기능성 무기 미립자를 포함하는 복합기능성 코스메틱 섬유에 관한 것이다.

또한 원사의 단면을 편평으로 하여 일반사보다 피부에 닿는 면적을 넓게 하여 피부보습효과를 향상시킬 수 있고, 이때의 편평사의 이형도는 3 이상을 적용한다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 단사 섬도가 0.5 ~ 3 데니어로 원사 내 피부보습이나 기타 유효성분이 원사 내 잔존하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 무기 담지체는 피부에 적용 시 지속적으로 피부보습성분 등의 피부 유용 성분을 지속적으로 방출하는 담지체로서, 평균입경이 10 내지 1,000 nm, 바람직하게는 100 내지 300 nm인 무기 담지체로서, 이러한 무기 담지체에 피부보습성분이 담지된다.

무기 담지체에 담지되는 피부보습성분들로는 무기 담지체에 담지될 수 있는 피부보습성분들이라면 모두 사용이 가능한데, 예를 들어 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Natural Moisturizing Factor; NMF), 히알루론산, 비타민 E, 1,3-부틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글루코스, 우레아, 솔비톨, 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기 이온성분, 트리글리세라이드 (triglyceride), 미네랄 오일, 실리콘, 스쿠알렌(squalene), 세라마이드(ceramides), 콜레스테롤(cholesterol), 왁스, 레시틴 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 피부보습성분의 함량은 무기 담지체의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량% 담지될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.

피부보습성분 외에, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다양한 유효성분을 더 첨가할 수 있음은 물론이다.

전술한 피부보습성분이 담지된 담지체는 다음과 같은 방법으로 제조하는 것이 바람직한데, 이에 한정되지 않는다.

먼저, 피부보습성분을 에탄올에 용해시켜 피부보습성분 용액을 준비한다. 이어서, 준비된 피부보습성분 용액에, 무기 담지체를 침지시키고 교반하여 피부보습성분 용액이 충분히 무기 담지체에 담지될 수 있도록 한다.

이어서 상기 전 단계의 결과물을 필터링하여 피부보습성분 용액이 담지된 무기 담지체를 수거한 다음, 에탄올을 휘발시켜 제거한다. 에탄올은 끓는 점이 낮으므로 물을 사용함에 따른 피부보습성분의 손실을 최소화하며 피부보습성분을 무기 담지체에 담지시킬 수 있는 매개체가 된다.

또 하나의 방법은 물리적인 방법으로 소수성 담지체에 유효성분을 투입하여 압력과 온도를 적용하여 담지체의 미세 구멍으로 밀어 넣는 방법도 있다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 원적외선 방출 물질을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 원적외선 방출 물질은 4~20 ㎛의 파장 영역에서 강한 원적외선 방출 효과가 있는 결정성 무기 광물을 사용할 수 있다.

본 발명에서 언급하는 "4~20 ㎛의 파장 영역에서 강한 원적외선 방출 효과가 있는 결정성 무기광물"이라는 용어는, FT-IR 분광분석기로 4~20 ㎛의 파장 영역에서의 분광방사율을 측정하였을 때 0.9 이상의 방사율이 측정되는 결정성 무기광물을 의미한다. 원적외선은 가시광선 보다 강한 열작용을 하여 방사에너지가 직접적, 순간적으로 열에너지로 전환된다. 원적외선은 건선, 아토피성 피부염 등과 같은 피부 질환의 치료에 이용되어 왔으며, 불면증 환자에 대한 수면 유도 효과, 피부의 혈액 순환 촉진 효과 등이 보고되어 있다.

본 발명에서 원적외선 방출 물질의 예로는 맥반석, 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.

토르말린은 피부 순환을 촉진해주는 기능을 한다. 토르말린의 음이온과 미약한 전류가 피부에 닿아 상승효과를 내므로 피부 미용에 매우 효과적이다. 또한, 원적외선을 방출해 피부를 활성화시켜 주므로, 미용과 피부 건강 유지에 우수하다.

옥은 인체에 유리한 다량의 미네랄 원소를 함유하고 있으며, 원적외선 방출 효과가 높다. 옥으로부터 방출된 원적외선은 피부 수분 및 물질의 순환을 촉진시켜 주기 때문에 피부가 건강해지고 생기가 있도록 도와준다.

자수정은 규칙적인 파장을 발산해 심신의 안정에 탁월한 효과가 있다. 자수정으로부터 발출되는 원적외선은 생체 활성 에너지를 부여해 준다. 자수정은 또한 피부 보호력을 지니고 있어 피부 트러블을 케어해 주는 역할을 한다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 단면이 편평한 편평사로 제조될 수 있다. 상기 편평사 모양의 이형단면은 삼산, 사산, 오산 또는 육산 모양으로 형성될 수 있다. 이러한 복합기능성 코스메틱 섬유의 이형도는 3 이상이다. 이형도가 3 이상이 되어야 원사의 단면이 편평해서 일반사 보다 피부에 닿는 면적을 넓게 하여 피부 보습 효과 등을 극대화할 수 있다.

본 발명의 복합기능성 코스메틱 섬유는 피부 유용 성분을 포함하는 기능성 무기 미립자의 평균입도는 0.3 내지 2.0 ㎛이고, 이러한 기능성 무기 미립자를 0.1~5 중량%의 함량으로 포함하고, 단사섬도가 0.5~3 데니어이다. 최종 섬유내 기능성 무기 미립자가 0.1 중량% 미만이면 피부보습 성능의 저하를 가져오고, 5.0 중량% 초과 시는 기능성의 향상은 크지 않고 방사작업성 및 물성 저하가 크게 되어 기능성 무기 미립자의 농도를 최적화하는 것이 필요하다.

본 발명의 다른 실시예는 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 마이크로 캡슐과 같은 유기물을 사용하는 것이 아니라 내열성이 우수하고 변형이 쉽게 일어나지 않는 무기 담지체를 이용하여 원사를 제조하는 것으로, 제올라이트계 또는 실리카계 담체를 담체로 하여 피부보습에 유용한 성분을 담지하고, 그 담지물을 원사 내에 0.1% ~5중량%으로 혼합 첨가하고, 원적외선 물질을 추가로 투입하여 복합기능성을 갖는 코스메틱 섬유를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에서는 무기 담지체에 피부에 도움이 되는 성분이 담지된 기능성 무기 미립자를 함유하는 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 일반 폴리에스테르 칩과 혼합 용융하여 방사한다. 방사 시 이형단면 방사구금을 사용하여 방사할 수 있다.

본 발명의 실시예의 방법에서는 기능성 무기 미립자와 폴리에스테르를 용융혼합하여 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 제조하고, 이어서 얻어진 마스터 배치 칩과 일반 폴리에스테르 칩을 혼합한 후 방사한다. 방사 후 노즐 보온히터를 구비하는 냉각장치를 이용하여 냉각시켜 복합기능성 코스메틱 섬유를 제조한다.

본 발명에서 피부보습제와 같은 피부에 유용한 성분이 담지된 기능성 무기 미립자는 제올라이트 담지체 비타민 E가 담지된 기능성 무기 미립자 5 내지 20 중량부와 알킬 셀루솔브계 용제 1종 또는 2종의 유기용매 100 중량부, 폴리 메틸 메타아크릴레이트(분산제 1) 1 내지 2 중량부 및 또는 마그네슘, 칼슘 라우릴레이트(분산제 2) 5 내지 115 중량부를 혼합하여, 35℃ 이하의 온도에서 고점도 분산기인 로타리 링 밀링기를 이용하여 입경이 100 nm 이하가 되도록 5시간 교반하여 분산액을 제조한다. 이어서 상기의 분산액을 110℃에서 스프레이 드라이(spray dry)타입형 건조기를 이용하여 과립형 분말화한다. 이러한 분말화된 기능성 무기 미립자는 전자현미경으로 측정 시 보통, 50 ㎛ 이하의 평균 입도를 갖는다. 이를 다시 에어 제트밀(air jet mil)을 이용하여 분쇄하여 평균입경이 0.5 ㎛ 이하의 분말을 제조한다.

마스터 배치 칩 제조 시에는 점도 저하에 따른 방사작업성 및 물성 저하를 개선시키기 위해 고점도(고유점도 0.70~0.80 dl/g)의 폴리에스테르 칩을 이용하고 평균입경이 0.5 ㎛ 이하인 기능성 무기 미립자 10~30중량% 혼합하여 260~300℃에서 싱글익스트루더 또는 트윈익스트루더로 용융 혼합하여 마스터 배치 칩(Master Batch chip)을 제조한다.

마스터 배치 칩 상에서 전자현미경 측정 시 평균 입도 0.5 ㎛ 이하였던 무기 담지체는 0.05 ~ 0.1 ㎛ 이하의 평균 입도를 지닌다. 이는 분산제 1 및 분산제 2에 의하여 용융압출되는 과정에서 이차 분산되었음을 의미하며, 이는 단사섬도 3 데니어급 이하의 하이멀티 필라멘트사를 제조하기 위해서는 반드시 확보해야 되는 기초 물성이다.

기능성 무기 미립자의 크기가 0.05 ㎛ 보다 작으면 기능성 저하가 발생하고, 분산성 확보가 어려우며, 0.2 ㎛ 보다 커지면 방사작업성, 특히 단사섬도 1 데니어급 이하의 세섬도 방사작업성에 문제가 발생한다.

본 발명에서 상기 기능성 무기 미립자는 평균입경 이하의 입자를 갖는 미립자가 전체 입자 대비 수평균분포상 50 내지 65%인 것이 바람직하다. 기능성 무기 미립자 혼합시 입자크기의 산포도는 분산성에 직접적인 영향을 미친다. 무기물 담지체 중 평균입경 이하의 입자 크기를 갖는 입자가 너무 많으면 미립자들의 응집에 따른 방사작업성 저하 및 압력상승 문제가 발생할 수 있다. 한편, 평균입경 이하의 크기를 가진 무기입자의 분포가 너무 적으면 분자간의 인력으로 인해 응집화 현상이 매우 빠르게 발생하고, 이에 따라 방사작업성이 크게 저하된다. 따라서 응집현상을 방지하기 위해서는 평균입경 이하의 크기를 가진 기능성 무기 미립자의 분포가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 실시에 사용 가능한 혼합용융방사장치의 개략도이다. 도 2를 참고하면, 혼합용융 단계에서는 무기물 담지체에 피부 유용 성분을 담지한 기능성 무기 미립자를 함유하는 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 마스터 배치 칩 사일로(2)를 통해서 공급하고, 폴리에스테르 사일로(1)로 일반 폴리에스테르 칩을 공급하여, 이들을 별도의 계량혼합 공급장치(3)를 이용하여 균일하게 혼합하고, 익스트루더(5)에 투입하여 용융한다. 익스트루더(5)에는 융융된 재료를 방사노즐로 보내기 위해 펌프(4)가 연결되고, 익스트루더(5) 다음에는 열에 의해 폴리머 재료를 용융시키는 폴리머 멜팅 펌프(6)가 설치된다.

본 발명의 폴리에스테르 방사 섬유에는 기타의 원적외선 방사 세라믹, 분산 조제, 폴리머 친화조제, 산화방지제, 안정제, 난연제, 착색제, 항균제, 자외선 흡수제 등의 개질제 및 기능성을 부여하는 첨가제들을 첨가하여 사용하여도 좋다.

상기와 같이 무기물 담체를 함유하는 폴리에스테르 마스터배치 칩과 일반 폴리에스테르 칩을 혼합 용융한 후에는 스핀 블록(7)에 장착된 이형방사구금에 의해 방사한다. 이형단면 방사구금을 사용함으로써, 삼산, 사산, 오산 등과 같은 편평사로 만들 수 있다.

냉각단계는 혼합 용융된 폴리머를 방사노즐(8)에 의해 방사한 후 냉각장치(9)를 통과시켜 냉각시키는 단계이다. 사용 가능한 하나의 냉각장치는 환상 배출형 냉각장치(ROQ: Rotational Outflow Quenching)(9-2)를 사용하고 노즐 보온 히터(9-1)가 부착되어 있는 것을 사용할 수 있다. 본원발명의 용융방사단계는 도 2의 환상 배출형 냉각장치(ROQ: Rotational Outflow Quenching)(9-2)를 사용할 수 있다.

섬유 연신단계에서는 상기 냉각된 폴리머를 제1 고뎃 롤러(11) 및 제2 고뎃 롤러(12)를 이용하여 연신하여 단사 섬도가 0.5 내지 1 데니어이고, 5 내지 20 ㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사율이 0.88 이상인 복합기능성 코스메틱 섬유를 제조한다. 즉, 제1 고뎃 롤러(11)와 제2 고뎃 롤러(12) 사이에서 소정의 연신비로 연신하여 방사직접연신법 (Spin-Draw Yarn)으로 방사할 수도 있고, 연신하지 않고 부분배향사 (Partially oriented yarn)로 제조하여 추가 연신이나 가연 공정을 통하여 연신사 또는 가연사를 제조할 수도 있다. 이때 균일한 연신을 위해 제1 고뎃 롤러 이전에 집속 오일링 장치(10)에 의해 오일링 할 수 있다. 방사직접연신법(SDY) 또는 부분배향사(POY) 제조 공법에 의해 제조된 원사(14)는 권취 장치(13)에 권취된다. 언급한 바와 같이 부분배향사는 추가로 별도의 연신이나 가연 공정을 거쳐 최종 연신사나 가연사로 제조되어 권취된다.

이하에서 실시예에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

제올라이트(소수성)에 피부보습에 유용한 비타민 E를 담지하는 간단한 방법으로 소수성 제올라이트를 80 중량부에 비타민 E를 20중량부로하여 일차적으로 믹서를 이용하여 소수성 제올라이트의 표면 및 미세기공으로 들어갈 수 있도록 믹싱을 하여주고, 2차적으로 압력 용기에 투입하여 100 ~ 140℃사이에서 일정압력을 주어 비타민 E의 유효성분이 좀 더 쉽고 많은 양이 미세 기공으로 들어갈 수 있도록 유효성분의 미립자를 제조한다.

얻어진 무기 담지체에 비타민 E가 담지된 기능성 무기 미립자의 전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다.

제조된 파우더를 일반 폴리에스테르(고유점도 0.64 dl/g)와 용융혼합하여 무기물 함량 20 중량%의 마스터 배치 칩(Master Batch Chip)(이하 “MB칩”이라 함)을 만들고 MB칩을 일반 폴리에스테르(고유점도 0.64 dl/g)와 10:90 중량 비율로 혼합하여 섬유내 무기물 미립자의 농도가 2 중량%가 되도록 혼합하였다. 중앙 환상 배출형 냉각 장치 및 노즐 보온 히터가 장착된 도 2의 방사장치를 이용하여, 265℃에서 3,800m/분의 속도로 방사한 다음 통상의 비접촉식 가연 설비를 이용하여 가연비 1.25배로 가연하여, 평편형상의 단면 형태의 70데니어/68필라멘트의 가연사로 제조하였다. 편평사를 제조하기 위해 이형단면 방사구금을 이용하여 방사하였고, 마스터배치 칩의 공급은 도 2와 같이 용융압출기 전에 별도의 공급혼합장치를 이용하여 공급하였다. 제조된 편평사 단면 사진을 도 4에 나타내었고, 수득된 복합기능성 코스메틱 섬유의 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2 ~ 3

원사내 비타민 E를 함유한 기능성 무기 미립자의 함량을 3% 및 4%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 복합기능성 코스메틱 섬유를 제조하고, 물성, 공정성 및 기능성을 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 1

비타민 E를 유기물인 멜라민 소재의 캡슐을 담지체로하여 담지하고 실시예 1과 같은 조건으로 방사하여 원사를 제조하였다.

<물성 평가 방법>

1) 무기입자의 입자평균크기

원사 내에 투입된 피부 유용 성분을 함유하는 무기 미립자의 입자 크기 및 분포는 이미지 분석기가 장착된 전자현미경(SEM)을 이용하여 원사 단면을 10번 무작위로 촬영 후, 무기물 입자 평균 크기를 산출하였다.

2) 균제도 ( Uster % ) : 섬유의 균제도(Uster %)는 Keisokki사의 Eveness Tester를 사용하여 측정하였다.

3) 방사 작업성 : 방사작업성은 120시간 동안 방사기를 가동하여 권량기준 7kg으로 하여 전체 생산 개수에 대한 만관량(Full Cake)의 비율을 만관율로 하여 측정하였다.

4) 가연 작업성 : 가연조업성은 120시간 동안 가연기를 가동하여 권량기준 2kg으로 하여 전체 생산 개수에 대한 만관량(Full Cake)의 비율을 만관율로 하여 측정하였다.

5) 원적외선 방사율( KFIA - FI -1005): FT-IR Spectrometer를 사용하여 온도 37℃, 원적외선 방사 영역(λ=5~20 ㎛)에서 블랙바디 대비 원적외선 방사율을 측정하였다.

6) 피부 탄력 개선율, 피부 보습도 개선율, 피부 매끄러움

실시예에서 제조된 코스메틱 섬유로 패치를 제작하여 허벅지에 28일동안 붙인 후, coneometer(CM820 Courage + Khazaka electronic GmbH, Germany)를 이용하여 보습력을 측정하였고, 20대부터 60대까지 각 연령대의 50명의 참가자에 대한 설문조사를 통해 매끄러움, 피부 보습감의 여부를 판별하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
기능성 무기입자 평균크기(㎛)	2.5	2.5	2.5	2.5
마스터 배치 칩 내 기능성 기능성 무기 미립자평균크기(㎛)	1.7	1.8	2.0	2.5
원사내 기능성 기능성 무기 미립자 평균크기(㎛)	1.3	1.5	1.8	3.0
섬유 내 비타민E 함유 무기미립자 함량(ppm)	650	845	926	969
10회 세탁 후 기능성 무기 미립자 함량(ppm)	400	500	620	230
마스터배치 공급	○	○	○	○
방사 온도(℃)	265	265	265	265
방사 속도(m/분)	3,800	3,800	3,800	3,800
가연비	1.25	1.25	1.25	1.25
가연온도(비접촉식, ℃)	200	200	200	200
가연 속도(m/분)	500	500	500	500
데니어/필라멘트수	70/68	70/68	70/68	70/68
균제도(Uster %)	0.9	1.1	1.2	1.4
방사작업성(만관율,%)	97	96	96	56
가연작업성(만관율,%)	96	96	95	60
원적외선 방사율	0.886	0.888	0.888	0.865
피부 보습도 개선율(%)	12	12	12	8
피부 매끄러움	양호	양호	양호	보통

상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 복합기능성 코스메틱 폴리에스테르 원사는 보습력 증가율, 매끄러움 정도가 우수한 효과를 나타낸 것을 확인할 수 있다. 원적외선 방사 영역인 파장 5 내지 20 ㎛에서 원적외선 방사율이 높고, 세탁 10회 이후에도 원사 내 유효성분의 잔존량이 400 ppm 이상 되어 세탁견뢰도가 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다. 따라서 본 발명의 이러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 폴리에스테르 사일로 2 : 기능성 마스터 배치 칩 사일로
3 : 계량 혼합 공급장치 4, 4-1: 펌프
5 : 익스트루더 6 : 폴리머 멜팅 펌프
7 : 스핀 블록 8 : 방사 노즐
9 : 냉각 구역 9-1 : 노즐 보온 히터
9-2 : 냉각 장치 10 : 집속 오일링 장치
11, 제1 고뎃 롤러 12: 제2 고뎃 롤러
13 : 권취장치 14 : 코스메틱 원사

Claims (9)

1. 무기 담지체 상에 피부 유용 성분을 담지하여 피부에 적용 시에 피부 유용 성분을 지속적으로 방출하는 기능성 무기 미립자를 포함하고, 편평사 단면을 갖는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 무기 담지체는 제올라이트계 또는 실리카계 무기 담체인 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 피부 유용 성분은 글리세린, 아미노산, 천연보습인자(Natural Moisturizing Factor; NMF), 히알루론산, 비타민 E, 1,3-부틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글루코스, 우레아, 솔비톨, 젖산, 글루큐로닉산, 갈락토스, 프로필렌글리콜, 이소프로필 미리스테이트, 무기 이온성분, 트리글리세라이드(triglyceride), 미네랄 오일, 실리콘, 스쿠알렌(squalene), 세라마이드(ceramides), 콜레스테롤(cholesterol), 왁스 및 레시틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 피부 보습 성분인 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 복합기능성 코스메틱 섬유가 맥반석, 토르말린, 옥, 수정, 사파이어, 루비, 블러드스톤, 터키석 및 문스톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원적외선 방출 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 복합기능성 코스메틱 섬유는 이형도 3 이상의 편평사이거나, 편평사의 이형단면이 삼산, 사산, 또는 오산 모양인 편평사인 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 복합기능성 코스메틱 섬유는 단사 섬도가 0.5 내지 3 데니어인 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유.
   
7. 무기 담지체 상에 피부 유용 성분을 담지하여 피부에 적용 시에 피부 유용 성분을 지속적으로 방출하는 기능성 무기 미립자와 폴리에스테르를 용융혼합하여 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 제조한 후, 일반 폴리에스테르 칩과 혼합하여 이형단면 방사구금을 사용하여 편평사 단면을 갖도록 방사하고, 냉각시키는 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 피부 유용 성분을 포함하는 기능성 무기 미립자를 포함하는 마스터 배치 칩은 무기물 담체를 10 내지 30중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 피부 유용 성분이 담지된 기능성 무기 미립자는,
   피부 유용 성분을 에탄올에 용해시켜 제조한 피부 유용 성분 용액에, 무기 담지체를 침지시켜서 피부 유용 성분 용액을 무기 담지체에 담지시킨 후, 필터링에 의해서 피부 유용 성분 용액이 담지된 무기 담지체를 수거한 다음, 에탄올을 휘발시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 복합기능성 코스메틱 섬유의 제조방법.
   

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