KR101981965B1 - 생분해성 pla 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법 및 그 제품 - Google Patents

생분해성 pla 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법 및 그 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일회용으로 사용되는 클렌징 패드에 관한 것으로, 인체 및 환경에 해롭지 않은 식물유래 PLA(Poly Lactic Acid) 소재를 활용해 제조함으로써 폐기 시 자연 분해되어 환경을 보호할 수 있는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드에 관한 것이다.
본 발명의 클렌징 패드 제조방법은, 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계; 수용성 HPMC 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계; 제2 단계의 혼합액에 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계; 제3 단계의 혼합액에 PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계; 제1 단계의 PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 제5 단계; 디핑된 PLA 부직포를 열풍 챔버를 통해 건조하는 제6 단계; PLA 부직포를 엠보싱 처리하는 제7 단계; 제7 단계의 엠보싱된 PLA 시트, 제6 단계의 평면 PLA 시트, 면, 면으로 제조된 거즈를 한 겹이상 겹친 후 일정한 모양 및 크기로 프레스 컷팅한 다음 열 융착하는 제7 단계; 를 포함한다.

Description

생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법 및 그 제품{PLA CLEANSING PAD AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 일회용으로 사용되는 클렌징 패드에 관한 것으로, 인체 및 환경에 해롭지 않은 식물유래 PLA(Poly Lactic Acid) 소재를 활용해 제조함으로써 폐기 시 자연 분해되어 환경을 보호할 수 있는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드에 관한 것이다.
일반적으로 사용의 편리성과 위생성의 장점으로 사용되는 일회용 클렌징 패드는 화학 합성계(PP, PE, PET 등) 부직포 또는 순면(Cotton)에 접착성을 부여하기 위해 화학 합성계 부직포를 합포하고, 열 융착하여 일정한 모양의 제품을 생산된다.
하지만, 이러한 일회용 클렌징 패드는 습식 타입으로 제조과정이 복잡하고 보관상 부패 방지를 위해 인체에 유해한 방부재(Antiseptic)를 첨가하였으며, 폐기시 환경오염과 온실가스(CO2) 저감 정책에 따라 유럽 및 국내에서 일회용품 사용 규제가 가속화되는 추세이이므로 이를 대체할 수 있는 생분해성 소재의 클렌징 패드 대체가 시급한 실정이다.
생분해성 소재 특성상 수분흡수율이 0.15중량%이므로 기능성 성분들이 흡착 및 점착이 어려워 그동안 개발되지 않았다.
KR 등록특허공보 제10-1375774호(2014.03.12) KR 등록특허공보 제10-1783247호(2017.09.27)
이에, 본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 환경규제를 받지 않는 생분해성 소재를 이용하여 제조하되 기능성 성분의 점착 및 흡착이 이루어지고, 사용 시 물을 묻히면 거품과 각종 기능성 성분을 통해 세정과 함께 각질제거 및 보습이 이루어지는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법 및 그 제품을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법은,
생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계;
수용성 HPMC(Hydroxy Propyl Methyl Cellulose) 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계;
제2 단계의 혼합액에 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계;
제3 단계의 혼합액에 PHA(Poly hydroxy Acid)성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계;
제1 단계의 PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 제5 단계;
디핑된 PLA 부직포를 열풍 챔버를 통해 건조하는 제6 단계;
PLA 부직포를 엠보싱 처리하는 제7 단계;
제7 단계의 엠보싱된 PLA 시트, 제6 단계의 평면 PLA 시트, 면, 면으로 제조된 거즈를 한 겹이상 겹친 후 일정한 모양 및 크기로 프레스 컷팅한 다음 열 융착하는 제7 단계; 를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계는,
스크류 온도 230℃ ~ 250℃, 다이스 온도 220℃ ~ 230℃로 하여 장섬유 부직포를 생산하되, 2개의 압착롤 온도는 140℃ ~ 150℃로 압착하여 중량이 40g/㎡ ~ 80g/㎡ 되도록 함을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용성 HPMC 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계는,
정제수 99중량% ~ 99.9중량%에 HPMC 0.1중량% ~ 1중량%를 정제수 온도 30℃ ~ 50℃에서 용융시킴을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계는,
코코넛 오일 150g, 정제수 54g, 가성소다 44g, 정제수 44g, 설탕 9g으로 300g의 식물성 페이스트를 제조한 후 정제수 300g을 혼합하여 고형분 50중량%에 식물성 계면 활성제를 제조함을 특징으로 한다.
또한, 상기 PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계는,
제3 단계의 혼합물에 PHA, 콜라겐, 히알루론산, 비타민C, 알부틴, 펩타이드, 호호바오일, 코엔자임Q10, 시어버터, 식물추출물, 알로에 베라, 린덴 외 기능성 화장품 원료 1종 이상을 10ppm ~ 1000ppm을 추가로 첨가하여 혼합함을 특징으로 한다.
또한, 상기 PHA는 글루코노락톤, 글루코헵토노락톤, 말토바이오닉애씨드, 락토바이오닉애씨드 중 어느 하나임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법 및 그 제품은 PLA 소재를 활용해 제조함으로써 일회용품 규제 대상에서 제외될 수 있으며, 인체 및 환경에 해롭지 않고 사용 시 편리하고, 피부와 유사한 PH농도의 PLA(PH:6.5) 소재로 화학 합성계 소재보다 피부 자극을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 건식 타입이므로 방부재를 사용할 필요가 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일회용 건식 클렌징 패드 제조과정을 도시한 공정도.
이하, 본 발명에 따른 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일회용 건식 클렌징 패드 제조과정을 도시한 공정도로서, 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계; 친수성 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계; 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계; PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계; PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 제5 단계; 열풍 챔버를 통해 건조하는 제6 단계; 제6 단계에서 건조된 시트지를 엠보싱 처리하는 제7 단계; 제6 단계 및 제7 단계의 시트지를 컷팅하여 열 융착하는 제8 단계; 를 포함한다.
[제1 단계] 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 단계
PLA 스판본딩 부직포는 스크류 온도 230℃ ~ 250℃, 다이스 온도 220℃ ~ 230℃로 하여 장섬유 부직포를 생산하되, 2개의 압착롤 온도는 140℃ ~ 150℃로 압착하여 중량이 40g/㎡ ~ 80g/㎡ 되도록 한다.
이때, 40g/㎡ 이하의 부직포는 패드로 사용 시 얇아서 사용이 어렵고, 80g/㎡ 이상이면 브리틀한 특성으로 인해 피부에 자극을 줄 수 있으므로 바람직하게는 60g/㎡의 PLA 스판본딩 부직포를 사용한다.
여기서 상기 생분해성 PLA 부직포는 스판본딩 또는 스판레이스 또는 PLA 단섬유와 면을 혼합한 스판레이스를 사용할 수도 있음을 밝혀둔다.
[제2 단계] HPMC를 정제수에 용융시키는 단계
정제수 99중량% ~ 99.9중량%에 HPMC(Hydroxy Propyl Methyl Cellulose) 0.1중량% ~ 1중량%를 정제수 온도 30℃ ~ 50℃에서 용융시킨다.
이때, HPMC가 1중량% 이상이면 졸 상태에서 겔 상태로 되어 문제되고, 0.1중량% 이하이면 PLA 부직포에 점착 및 흡착성이 떨어져 기능이 저하될 수 있다.
또한, 정제수 온도는 30℃이하이면 용융시간이 길어지거나 겔 상태가 될 수 있다.
[제3 단계] 식물성 계면 활성제를 첨가하는 단계
식물성 계면 활성제를 제2 단계에 첨가하여 세정력 증가와 거품이 발생하도록 한다.
상기 식물성 계면 활성제는 코코넛 오일 150g, 정제수 54g, 가성소다 44g, 정제수 44g, 설탕 9g으로 300g의 식물성 페이스트를 제조한 후 정제수 300g을 혼합하여 고형분 50중량%에 식물성 계면 활성제를 제조하여 사용하거나, 기존의 식물성으로 이루어져 있는 계면 활성제를 고형분 비율로 조정하여 사용할 수 있다.
이와 같이 제조된 식물성 계면 활성제는 HPMC가 용융된 정제수에 0.5중량% ~ 2중량%를 추가 첨가하여 혼합한다.
여기서 식물성 계면 활성제의 첨가가 0.5중량% 이하이면 건식 타입으로 물을 묻힌 후 사용시 세정력이 약할수 있고, 2중량% 이상이면 과다한 거품으로 인해 세정력은 증가하나 세정 후 세척시에 물 낭비가 될 수 있다.
여기서 식물성 페이스트에 정제수 혼합에 비율을 증가시켜 고형분의 중량을 다르게 할 수도 있음을 밝혀둔다.
[제4 단계] PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 단계
제3 단계의 혼합물에 PHA(Poly hydroxy Acid), 콜라겐, 히알루론산, 비타민C, 알부틴, 펩타이드, 호호바오일, 코엔자임Q10, 시어버터, 식물추출물, 알로에 베라, 린덴 외 기능성 화장품 원료 1종 이상을 10ppm ~ 1000ppm을 추가로 첨가하여 혼합한다.
여기서 PHA는 글루코노락톤, 글루코헵토노락톤, 말토바이오닉애씨드, 락토바이오닉애씨드 등과 같이 각질 제거 성분이 이용되고, 또는 젖산 칼슘을 사용할 수도 있다.
그리고 RPM 10 ~ 20으로 토탈 중량%가 1000g일 때, 10분 이상 충분하게 교반한다. 10분 이하이면 기능성 화장품 원료와 식물성 계면 활성제가 분리 되거나 분산성이 저하되어 품질이 나쁠 수 있다.
[제5 단계] PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 단계
제1 단계의 PLA 부직포를 제4 단계의 혼합액에 디핑하여 혼합액이 PLA 부직포에 충분히 흡착되도록 하고, 2개의 일반 고무롤로 디핑된 PLA 부직포를 통과시키며 압착한다.
이때, PLA 부직포 60g/㎡일 때 혼합액 처리 후 중량은 70g/㎡ ~ 75g/㎡가 되도록 2개의 압착롤 속도 및 압력을 조절하여 생산한다.
[제6 단계] 열풍 챔버를 통해 건조하는 단계
챔버 온도 60℃ ~ 100℃, 분당 10m ~ 15m의 속도로 열풍을 가하여 PLA 부직포가 수축되지 않도록 건조한다.
[제7 단계] 엠보싱 처리하는 단계
제6 단계에서 제조된 기능성 PLA 부직포를 지름 1mm ~ 2mm, 높이 0.2mm ~ 0.5mm의 엠보싱이 되도록 2 개의 포리싱롤을 통과시킨다.
이때, 엠보싱 롤의 온도는 100℃ ~ 130℃로 생산한다. 여기서 엠보싱 롤의 온도가 100℃ 이하이면 엠보싱이 약하게 성형되고, 130℃ 이상이면 엠보싱 롤에 PLA 부직포가 달라붙어 생산이 어려워진다.
생산 속도는 분당 15m ~ 20m로 엠보싱 롤의 온도에 따라 생산 속도의 차이는 있을 수 있다.
상기 엠보싱 처리단계는 생략될 수 있음을 밝혀둔다.
[제8 단계] 컷팅 및 열 융착하는 단계
제6 단계의 PLA 시트와 면, 그리고 면으로 제조된 거즈를 한 겹 이상 겹치거나, 제7 단계의 엠보싱된 PLA 시트, 제6 단계의 평면 PLA 시트, 면, 면으로 제조된 거즈를 한 겹이상 겹친다. 이와 같이 겹친 후 일정한 모양 및 크기로 프레스 컷팅한 다음 온도 130℃ ~ 150℃로 열 융착하여 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드의 제조를 완료한다.
[테스트]
PLA 스판본딩 부직포에 식물성 계면 활성제의 점착성 및 흡착성 테스트
A. 정제수 99중량%에 HPMC 1중량% 용액에 식물성 계면 활정제 2중량%(고형분 50중량%용액)
B. 정제수 99.9중량%에 HPMC 0.1중량% 용액에 식물성 계면 활성제 2중량%(고형분 50중량% 용액)
생분해성 PLA 스판본딩 부직포 60g/㎡를 가로 50cm, 세로 50cm →15g
상기 A, B 용액에 5분동안 침전 후 챔버온도 70℃에서 10분 건조 후 점착성 및 흡착성 무게 측정.
1회 2회 3회 4회 5회 평균 흡착률
A 17.8g 18.1g 18.0g 17.9g 18.1g 17.9g 19%
B 16.1g 15.9g 16.2g 16.1g 1.8g 16.0g 7%
상기 테스트 결과 PLA 소재 특성상 수분흡수율이 0.15중량%임을 감안할 때, A 용액은 평균 19%의 흡착률을 보였으며, B 용액은 평균 7%의 흡착률로 HPMC의 함량이 높을수록 식물성 계면 활성제의 흡착률이 우수하였다.

Claims (8)

  1. 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계;
    수용성 HPMC(Hydroxy Propyl Methyl Cellulose) 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계;
    식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계;
    PHA(Poly hydroxy Acid)성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계;
    제1 단계의 PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 제5 단계;
    열풍 챔버를 통해 건조하는 제6 단계; 및
    제6 단계의 PLA 시트와 면, 그리고 면으로 제조된 거즈를 한 겹 이상 겹친 후 일정한 모양 및 크기로 프레스 컷팅한 다음 열 융착하는 제8 단계; 를 포함함을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  2. 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계;
    수용성 HPMC 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계;
    제2 단계의 혼합액에 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계;
    제3 단계의 혼합액에 PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계;
    제1 단계의 PLA 부직포를 제4 단계의 원료에 디핑(Dipping)하는 제5 단계;
    디핑된 PLA 부직포를 열풍 챔버를 통해 건조하는 제6 단계;
    PLA 부직포를 엠보싱 처리하는 제7 단계;
    제7 단계의 엠보싱된 PLA 시트, 제6 단계의 평면 PLA 시트, 면, 면으로 제조된 거즈를 한 겹이상 겹친 후 일정한 모양 및 크기로 프레스 컷팅한 다음 열 융착하는 제7 단계; 를 포함함을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 생분해성 PLA 부직포를 생산하는 제1 단계는,
    스크류 온도 230℃ ~ 250℃, 다이스 온도 220℃ ~ 230℃로 하여 장섬유 부직포를 생산하되, 2개의 압착롤 온도는 140℃ ~ 150℃로 압착하여 중량이 40g/㎡ ~ 80g/㎡ 되도록 함을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 수용성 HPMC 점착제를 정제수에 용융시키는 제2 단계는,
    정제수 99중량% ~ 99.9중량%에 HPMC 0.1중량% ~ 1중량%를 정제수 온도 30℃ ~ 50℃에서 용융시킴을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 식물성 계면 활성제를 첨가하는 제3 단계는,
    코코넛 오일 150g, 정제수 54g, 가성소다 44g, 정제수 44g, 설탕 9g으로 300g의 식물성 페이스트를 제조한 후 정제수 300g을 혼합하여 고형분 50중량%에 식물성 계면 활성제를 제조함을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 PHA성분이나 기능성 화장품 원료를 혼합하는 제4 단계는,
    제3 단계의 혼합물에 PHA, 콜라겐, 히알루론산, 비타민C, 알부틴, 펩타이드, 호호바오일, 코엔자임Q10, 시어버터, 식물추출물, 알로에 베라, 린덴 외 기능성 화장품 원료 1종 이상을 10ppm ~ 1000ppm을 추가로 첨가하여 혼합함을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 PHA는 글루코노락톤, 글루코헵토노락톤, 말토바이오닉애씨드, 락토바이오닉애씨드 중 어느 하나임을 특징으로 하는 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드 제조방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항의 방법으로 제조된 생분해성 PLA 부직포를 이용한 일회용 건식 클렌징 패드.
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