KR102126098B1 - 항균성 화장용 브러시 모재, 그 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량% 및 무기 입자가 은을 함유하는 가용성 유리 0.8~0.1 중량%의 폴리에스테르계 수지 필라멘트로, 표면에 요철이 형성된 항균성 화장용 브러시 모재, 그 모재를 사용한 화장용 브러시 및 그 제조방법.

Description

항균성 화장용 브러시 모재, 그 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시 및 그 제조방법{Bristle for antibacterial cosmetic brush, and antibacterial cosmetic brush obtained using said bristle and process for producing same}

본 발명은 폴리에스테르계 수지 필라멘트를 사용한 항균성 화장용 브러시 모재(毛材), 그 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 폴리에스테르계 수지의 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(이하「PTT」라 한다.) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(이하 「PBT」라 한다.)를 포함하는 수지 조성물에 은 함유 가용성 유리를 함유하는 필라멘트를 알칼리 처리에 의해 그 표면을 조면(粗面)으로 한 항균성 화장용 브러시 모재, 그리고 그 모재를 사용한 사용감이 우수하고 또한 화장료의 포함성(긁어냄성과 보유성), 전착성(轉着性)이 우수한 항균성 화장용 브러시 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 화장용 브러시의 모재에는 다람쥐털, 말의 털, 산양모 등의 수모(獸毛)가 사용되고 있으며, 이들 수모는 피부에 닿는 느낌이 좋은, 즉 사용감이 좋고 또한 포함성 및 전착성이 양호하다고 말하여지고 있다. 다람쥐털의 화장용 브러시는 수모의 화장용 브러시의 최고급품으로서 소비자로부터 높은 평가를 얻고 있다. 그런데, 수모는 상기 이점을 가지고 있지만 천연 자원이기 때문에 그 공급량에 한계가 있다는 등의 결점이 있어, 이에 최근 들어서는 수모의 대체품으로서 합성 섬유로 만들어진 화장용 브러시 모재가 제안되어 있다.

예를 들면 특허문헌 1에는 표면에 오목부를 설치한 화장용 브러시 모재가 제안되어 있다. PBT 100 중량부와 평균 입자경이 0.5~1.0 ㎛인 실리카, 탈크, 은 제올라이트 등의 무기 분체의 5~15 중량부를 혼합하여 용융 방사하고, 그 얻어진 필라멘트를 5~6배로 연신함으로써 그 표면에 상기 무기 분체가 매몰되어 오목부가 형성된다. 그 필라멘트를 집속하고 일정 길이로 절단해서 얻어진 섬유 집속체의 한쪽 단측을 알칼리 용액 중에 침지함으로써 상기 오목부가 확대되는 동시에, 그 한쪽 단측을 용해 감량시켜 테이퍼 형상으로 형성한 화장용 브러시 모재가 제안되어 있다. 상기 오목부가 형성된 필라멘트를 사용한 화장 브러시용 브러시 모재는 그 필라멘트 표면에 알칼리 처리에 의해 확대된 오목부가 수모의 큐티클과 동일한 작용을 함으로써 수모와 동등한 포함성 및 전착성을 갖는 것이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 2에는 PTT의 표면에 요철을 설치한 브러시 모재가 제안되어 있다. 이 PTT의 브러시 모재는 PBT의 브러시 모재에 비해 알칼리 처리액에 침지해서 가수분해하는 데에 통상의 가수분해의 3배 이상의 시간이 필요하여, 가수분해되기 어렵기 때문에 테이퍼 형성의 생산성이 떨어져 고비용이 된다는 문제를 가지고 있었다. 이에 상기 브러시 모재는 그 선단부를 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분으로 하기 위해 PTT를 용융 방사하고, 그 얻어진 필라멘트를 5~6배로 연신한 필라멘트를 집속한 길이방향의 한쪽 끝의 10~20 ㎜ 정도를 아민 촉매 함유 알칼리 처리액에 침지해서 110~130℃에서 1~2시간 처리함으로써, 상기 필라멘트에 알칼리 처리로 선단부에 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성하는 동시에 그 표면에 1~20 ㎛의 요철을 형성할 수 있게 되었다.

그리고 특허문헌 2에 있어서의 화장용 브러시 모재의 실시예 1, 2의 PTT 필라멘트의 섬도는 80 dtex와 100 dtex이다. 그리고 상기 알칼리 처리액으로서 수산화나트륨, 가수분해 촉진 촉매, 침투제 및 올리고머 용해제로 이루어지는 처리액의 사용에 의해 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면에 5~50 ㎛의 간격으로 또한 1~20 ㎛의 미세한 요철을 갖는 브러시 모재를 얻을 수 있고, 그 알칼리 처리 후에 벤질암모늄 클로라이드계 화합물이나 나프토퀴논계 화합물의 가열 수용액에 의해 후처리함으로써 항균성을 부여할 수 있는 것이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).

일본국 특허공개 제2008-109990호 공보 일본국 특허공개 제2006-141991호 공보

특허문헌 1, 2의 폴리에스테르계 수지 필라멘트로 이루어지는 화장용 브러시 모재는 알칼리 처리에 의해 필라멘트의 한쪽 단측에 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성하는 것이다. 특허문헌 1의 PBT 필라멘트는 PBT에 5~15 중량부의 무기 분체를 혼합하여 5~6배로 연신하기 때문에 연신 공정에서 연신 속도, 온도 등의 관리를 엄격히 행하지 않으면 필라멘트가 절단될 우려가 있고, 또한 알칼리 처리에 의해 필라멘트의 표면에 오목부가 형성되어 있기 때문에 브러시 모재가 그 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분 도중의 오목부끼리 대향하는 영역에서 절단될 우려가 있다.

그리고 특허문헌 2의 PTT 필라멘트 화장용 브러시 모재의 섬도는 80 dtex(88.52 ㎛(비중을 1.30으로 계산))와 100 dtex(98.97 ㎛(비중을 1.30으로 계산))이다. 이들 굵기의 필라멘트를 고온도에서 아민 촉매 함유 알칼리 처리액에 침지해서 1~2시간 처리함으로써 그 필라멘트의 표면에 5~50 ㎛ 정도의 간격으로 1~20 ㎛의 요철을 설치하고, 그 후에 벤질암모늄 클로라이드계 화합물 등의 가열 수용액에 의해 항균 처리를 행하고 있다. 이 때문에 상기 화장용 브러시 모재는 다람쥐털의 사용감이 얻어지는 최고급품으로서 제품화되어 있지만, 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분 형성 처리와 그 후의 항균 처리에 시간이 걸리고 PBT 필라멘트에 비해 생산성이 떨어지는 동시에 각종 처리액을 준비할 필요가 있어 저렴한 가격으로 제조할 수 없는 문제가 지적되어 있다. 또한 다람쥐털과 같이 45~65 ㎛ 정도의 가는 것을 제작하면 테이퍼 형상 도중의 오목부끼리 대향하는 영역에서 절단되어 브러시 모재의 제작은 곤란하다는 지적이 있다.

이에 본 발명의 과제는 상기 실정을 감안해서 이루어진 것으로, 알칼리 처리액에 아민 촉매를 사용하는 경우가 없고, 또한 그 후에 벤질암모늄 클로라이드계 화합물 등의 가열 수용액에 의해 항균 처리를 행하는 경우가 없는 항균성 화장용 브러시 모재를 제조하는 것이다. 또한 폴리에스테르계 수지 필라멘트를 사용해서 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면에 요철부가 형성되고, 그 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분 도중의 영역에서 절단되는 경우가 없는 항균성 화장용 브러시 모재를 제공하는 것이다. 그리고 이 브러시 모재를 사용한, 저렴한 가격으로 제조할 수 있고, 다람쥐털을 포함하는 수모의 화장용 브러시와 유사한 사용감을 가지며, 또한 파우더 등의 화장료의 포함성 및 전착성이 양호한 항균성 화장용 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명자 등은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 폴리에스테르계 수지의 PTT와 PBT를 포함하는 수지 조성물에, 물에 가용성인 은 함유 가용성 유리가 함유된 화장용 필라멘트를 알칼리 처리액에 침지함으로써, 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분(先細部)의 표면 전면에 다수의 요철부가 형성되는 것, 또한 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분 도중의 영역에서 절단되지 않는 것, 또한 PTT와 PBT의 배합 비율로 신장 탄성률(%)과 영률(N/㎟)이 변화하는 것을 발견하고 본 발명의 화장용 브러시 모재를 완성하였다. 게다가 그 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시가 다람쥐털을 포함하는 수모의 화장용 브러시와 동일하게 사용감이 좋고, 또한 파우더 등의 화장료의 포함성 및 전착성이 양호한 것을 발견하였다. 그리고 본 발명은 항균성 화장용 브러시 모재, 그 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시 및 그 제조방법을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은 아래와 같은 것이다.

청구항 1 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 무기 입자를 함유하는폴리에스테르계 수지제 필라멘트로 이루어지고 테이퍼 형상으로 형성된 끝이 가느다란 부분을 구비한 항균성 화장용 브러시 모재로서, 폴리에스테르계 수지제 필라멘트는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량% 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량%를 포함하는 수지 조성물이고, 무기 입자가 은을 함유하는 가용성 유리 0.8~0.1 중량%이며, 끝이 가느다란 부분은 표면 전면에 요철부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 상기 은 함유 가용성 유리에 포함되는 은 농도가 1.0~4.0 중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 상기 필라멘트의 굵기가 50~150 ㎛인 것을 특징으로 한다.

청구항 4 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 상기 항균성 화장용 브러시 모재가 정균 활성치(bacteriostatic potency) 2.2~6(JIS L 1902-1998(ISO 20743))의 범위의 값인 것을 특징으로 한다.

청구항 5 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분에 이어진 모재의 동체부(胴體部)에 은 함유 가용성 유리가 볼록 형상으로 노출되어 있는 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 상기 항균성 화장용 브러시 모재의 형상이 직선 형상 또는 컬 형상인 것을 특징으로 한다.

청구항 7 발명의 항균성 화장용 브러시는 청구항 1의 항균성 화장용 브러시 모재를 사용한 것을 특징으로 한다.

청구항 8 발명의 항균성 화장용 브러시는 리퀴드 브러시, 립 브러시또는 네일 케어 브러시인 것을 특징으로 한다.

청구항 9 발명의 항균성 화장용 브러시의 제조방법은, 무기 입자를 함유하는 폴리에스테르계 수지제 필라멘트로 이루어지고 테이퍼 형상으로 형성된 끝이 가느다란 부분을 구비한 항균성 화장용 브러시 모재로서, 폴리에스테르계 수지제 필라멘트는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량% 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량%, 무기 입자가 은을 함유하는 가용성 유리 0.8~0.1 중량%인 수지 조성이며, 선단부는 표면 전면에 요철부를 구비하여 이루어지는 항균성 화장용 브러시 모재의 제조방법으로서, 수지 조성물을 방사기로 용융, 혼련하고 압출해서 방사구로부터 가열 연신에 의해 4~5배의 연신을 행하여 필라멘트를 제조하는 공정, 상기 필라멘트를 다발로 집속해서 소정 길이로 절단하는 공정, 절단한 한쪽 끝을 수산화나트륨 수용액으로 알칼리 처리를 행해서 선단부에 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성하는 동시에 당해 끝이 가느다란 부분의 표면에 요철부를 형성하는 공정, 그 후에 수세하고 건조를 행하는 공정, 및 브러시 모재를 모속(毛束) 보유 부재에 매설하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 폴리에스테르계 수지인 PTT 70.0~90.0 중량% 및 PBT 29.2~9.9 중량%에, 그 수지에 비해 열전도율이 약 5배 큰 은 함유 가용성 유리를 0.8~0.1 중량%의 범위에서 함유시킴으로써, 알칼리 처리된 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면 전면에 은 함유 가용성 유리의 용해 촉진작용을 시켜 1~2 ㎛의 요철부를 형성하였다. 이 때문에 아민 촉매 및 벤질암모늄 클로라이드계 화합물 등의 가열 수용액을 사용하지 않고 종래의 알칼리 처리액을 사용하는 것만으로 저렴한 가격으로 제조할 수 있다. 그리고 상기 항균성 화장용 브러시 모재는 상기 PTT와 PBT에 은 함유 가용성 유리를 상기 배합으로 함으로써, 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분 도중의 영역에서 절단되는 경우가 없어 다람쥐털과 같이 45~65 ㎛ 정도의 가는 것을 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 항균성 화장용 브러시는 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면 전면에 1~2 ㎛의 요철부가 형성되어 있어 수모의 표면 형상과 유사하기 때문에 파우더 등의 화장료의 포함성 및 전착성이 양호하다. 그리고 다람쥐털과 같이 45~65 ㎛ 정도의 굵기의 모재를 사용해서 제조된 항균성 화장용 브러시는 다람쥐털의 화장용 브러시 모재와 동일하게 사용감이 매우 우수하다. 또한 종래부터 무대용 화장에 사용되는 판브러시의 굵기는 강성의 강함이 필요하기 때문에 약 150 ㎛로 굵은 것이 사용되고 있지만, 본 발명의 항균성 화장용 브러시는 PBT를 25 중량% 이상의 배합 비율로 하면 약 150 ㎛로 굵고 강성이 강한 브러시를 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 항균성 화장용 브러시는 항균성 화장용 브러시 모재의 PTT와 PBT의 배합 비율을 변경함으로써, 이를 사용하는 얼굴의 부위, 화장료의 상태에 따라 각종 화장용 브러시, 예를 들면 리퀴드 브러시, 립 브러시, 네일 케어 브러시, 파운데이션 브러시, 파우더 브러시, 섀도 브러시, 치크 브러시, 하이라이트 브러시 또는 컨실러 브러시 등을 제조할 수 있다.

그리고 본 발명의 항균성 화장용 브러시는 상기 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면에 은 함유 가용성 유리를 가지고 있기 때문에 항균 효과가 우수하다. 예를 들면 립글로스를 입술에 도포하는 립 브러시는 입술에 부착되어 있던 식품 등의 오염물이 브러시 모재에 옮겨져 용기에 들어가 용기 속에서 잡균이 번식하여 악취를 발생시키는 것으로 알려져 있는데, 은 이온이 잡균의 번식을 억제함으로써 우수한 방취 효과가 얻어진다.

도 1은 레이저 현미경으로 촬영한 다람쥐털 선단부의 1000배의 표면 사진이다.
도 2는 레이저 현미경으로 촬영한 다람쥐털 동체부의 1000배의 표면 사진이다.
도 3은 레이저 현미경으로 촬영한 실시예 5의 필라멘트 선단부의 1000배의 표면 사진이다.
도 4는 레이저 현미경으로 촬영한 실시예 5의 필라멘트 동체부의 1000배의 표면 사진이다.
도 5는 레이저 현미경으로 촬영한 비교예 2의 필라멘트 선단부의 1000배의 표면 사진이다.
도 6은 레이저 현미경으로 촬영한 비교예 2의 필라멘트 동체부의 1000배의 표면 사진이다.

(열가소성 수지)

화장용 브러시 모재에 사용하는 폴리에스테르계 수지로서는 유연성, 탄성 회복성, 내수성의 물성면에서 PTT 및 PBT를 혼합한 수지 조성이 사용된다. 전술한 바와 같이, PTT의 화장용 브러시 모재는 PBT의 화장용 브러시 모재에 비해 알칼리 처리액에 침지해서 가수분해하는 데에 3배 이상의 시간이 필요하기 때문에, 알칼리 처리액으로 가수분해하기 쉬운 PBT를 배합해서 필라멘트로 한다. 그리고 PTT 필라멘트는 폴리에스테르의 형태 안정성과 나일론의 부드러움을 겸비하고 있는데, 그 부드러움이 역으로 결점이 되어 단단함을 필요로 하는 화장용 브러시 모재에는 적합하지 않다고 말하여지고 있다. 또한 PBT 필라멘트는 염색이 용이하고, 가공사로 한 경우의 신축 특성이 우수하여 PTT 필라멘트보다 단단한 것으로부터 각종 화장용 브러시가 실용화되어 있다. 이에 PTT 필라멘트의 부드러움을 보완하기 위하여 PTT에 PBT를 배합한 필라멘트를 제작한다.

필라멘트의 전체 조성을 100 중량%으로 하여 PTT와 PBT는 70.0~90.0：29.2~9.9의 배합이다.

(은 함유 가용성 유리)

은 함유 가용성 유리는 물에 가용성이다. 필라멘트의 전체 조성을 100 중량%으로 하여 은 함유 가용성 유리는 0.8~0.1 중량%가 배합되는 것이 바람직하다. 또한 은 함유 가용성 유리에 포함되는 은 농도는 1.0~4.0 중량%의 범위에 있는 것이 바람직하다.

평균 입경이 1~10 ㎛이고 은 농도가 1.4, 2.0, 3.0 중량%인 3종류의 은 함유 가용성 유리가 일본에서 시판되고 있다. 이 은 함유 가용성 유리는 일반적으로 「은 유리」라 불리고 있어, 표에 나타낼 때에는 이 은 유리로 표시한다.

은 농도가 1.4 중량%인 은 함유 가용성 유리로 배합률이 0.1 중량% 미만이면 가수분해가 촉진되지 않아 적합하지 않다. 배합률이 0.8 중량%를 초과하면 가수분해 공정에서 필라멘트가 절단되는 상황이 발생하기 때문에, 상기 수지에 은 함유 가용성 유리를 배합률 0.1~0.8 중량%의 범위에서 배합하는 것이 바람직하다. 또한 가수분해 공정에서 필라멘트가 절단되는 것을 억제하기 위해 평균 입경이 1 ㎛인 것이 바람직하다.

또한 은 함유 가용성 유리의 열전도율은 배합 소재에 따라 1.40 W/m·K를 중심으로 한 폭을 가진 값이다. 실시예에서 사용한 은 함유 가용성 유리의 경우는 1.40 W/m·K의 값인 것이다.

(항균성 화장용 브러시 모재의 제조방법)

다음으로, 본 발명의 항균성 화장용 브러시 모재의 제조방법을 설명한다.

항균성 화장용 브러시 모재의 필라멘트는 PTT 펠릿과 PBT 펠릿 및 은 함유 가용성 유리 분말, PTT 펠릿과 은 함유 가용성 유리 함유 PBT 펠릿(그 반대도 가능), 또는 PTT 분말, PBT 분말 및 은 함유 가용성 유리 분말을 균일하게 분산되도록 교반해서 방사기의 호퍼에 투입하여 용융, 혼련하고 압출해서 방사구로부터 방사하고 3단의 가열 연신에 의해 4~5배의 연신을 행하여 약 76 ㎛의 필라멘트를 제조한다. 그리고 상기 필라멘트를 하나로 모아 원기둥 형상으로 집속해서 소정 길이로 절단한다. 절단한 한쪽 끝을 수산화나트륨 수용액으로 알칼리 처리를 행한다. 그 후 수세하고 건조를 행한다.

또는 상기 필라멘트에 기어 크림프법 등에 의해 크림프 가공을 실시하고 그 필라멘트를 원기둥 형상으로 집속해서 소정 길이로 절단한다. 절단한 한쪽 끝을 수산화나트륨 수용액으로 알칼리 처리를 행한다. 그 후 수세하고 건조를 행한다.

상기 필라멘트의 한쪽 끝을 알칼리 처리액에 침지함으로써 이 필라멘트 표면 상에 있는 은 함유 가용성 유리가 상기 알칼리 처리액으로 용해되어, 이 알칼리 처리액에 접촉하는 표면적이 확대됨으로써 가수분해가 촉진된다. 이 은 함유 가용성 유리의 용해에 의한 가수분해의 촉진작용을 아래에서 「용해 촉진작용」이라 한다. 그 한쪽 단측에 선단방향으로 테이퍼 형상의 형상을 갖는 요철부가 출현한 영역을 「테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분」이라 칭하고, 원기둥 형상으로 집속된 필라멘트에 상기 수산화나트륨 수용액을 모세관 현상에 의해 빨아 올려 상기 수지의 가수분해에 의해 피복되어 있는 은 함유 가용성 유리를 피복하는 수지의 피막이 용해 제거된다. 이 모세관 현상과 용해작용에 의해 상기 필라멘트 동체의 표면에도 볼록부가 출현하고, 이 영역을 「동체부(胴體部)」라 칭한다. 또한 은 함유 가용성 유리는 방사에 의해 표면에 수지 피막이 형성된 상태가 되어 있어 은 유리 가용성 유리가 입자상으로 점재하고, 게다가 수지 피막이 형성되고 싱크 마크 등 수지 수축작용도 있어 볼록 형상으로 점재해 있다. 모세관 현상에 의해 빨아 올려진 소량의 알칼리제에 의해 수지 피막 부분만이 제거되어 동체부의 표면에는 은 유리가 노출되어 볼록 형상이 된다.

따라서 본 발명의 항균성 화장용 브러시 모재는 표면 전면에 요철부가 형성되어 있는 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 영역과 동체부의 영역에는 볼록부가 형성되어 있다. 상기 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 선단은 원추 형상으로, 그 원추 형상을 형성하는 기단(基端)의 굵기가 작을수록 피부에 닿는 느낌이 우수하다. 이 굵기는 기본적으로 필라멘트 동체부의 굵기와 같다.

그리고 본 발명의 항균성 화장용 브러시는 상기 은 함유 가용성 유리의 용해 촉진작용에 의한 요철부의 영역을 갖는 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분으로 파운데이션 등의 화장료를 도포한다.

(항균성 화장용 브러시 모재의 형상)

항균성 화장용 브러시 모재의 형상은 직선 형상과 컬 형상의 2종류가 있다. 그 형상이 직선 형상인 것은 리퀴드 브러시, 립 브러시 또는 네일 케어 브러시에 사용되어, 리퀴드상의 화장료를 도포하는 데에 사용된다. 그 형상이 컬 형상인 것은 파운데이션 브러시, 파우더 브러시, 섀도 브러시, 치크 브러시, 하이라이트 브러시 또는 컨실러 브러시에 사용되어 분말상의 화장료를 도포하는 데에 사용된다. 상기 컬을 부여시키는 가공 방법으로서는 기어 크림프법이 작업성의 관점에서 일반적으로 사용되고 있다.

(항균성 화장용 브러시의 제조방법)

본 발명의 항균성 화장용 브러시의 제조방법은 수지를 배합, 방사, 알칼리 처리, 모재 매설의 공정을 거친다.

폴리에스테르계 수지의 배합 공정은 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량%를 포함하는 수지 조성물에 은 함유 가용성 유리 0.8~0.1 중량%를 배합하는 공정이다. 방사 공정은 이 배합된 수지를 방사기로 용융, 혼련하고 압출해서 방사구로부터 가열 연신에 의해 4~5배의 연신을 행하여 필라멘트를 제조하는 공정이다. 알칼리 처리 공정은 방사된 필라멘트를 원기둥 형상으로 집속해서 소정 길이로 절단하고, 절단한 한쪽 끝을 수산화나트륨 수용액으로 알칼리 처리를 행하고 그 후에 수세하고 건조가 행해지는 공정이다. 이 알칼리 처리에 의해 그 선단부의 선단방향으로 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분이 형성되는 동시에 그 표면에 요철부가 형성된다. 또는 집속할 때에 상기 필라멘트에 크림프 가공을 실시하고 그 필라멘트를 집속해서 소정 길이로 절단하는 것도 가능하다. 모재의 매설 공정은 상기 알칼리 처리한 브러시 모재를 모속 보유 부재에 매설해서 화장용 브러시로 형성하는 공정이다.

실시예

PTT 펠릿(SORONA J2240 Semi-Dull；Du Pont 제품), PBT 펠릿(TORAYCOM 1401X06 도레이 제품) 및 은 함유 가용성 유리(PG721ST 고아 글래스 제품)를 혼합 교반하여 균일하게 한다. 또는 PTT 분말(SORONA J2240 Semi-Dull；Du Pont 제품), PBT 분말(TORAYCOM 1401X06 도레이 제품) 및 은 함유 가용성 유리(PG721ST 고아 글래스 제품)를 교반하여 균일하게 분산한다.

균일하게 혼합된 수지를 방사기의 호퍼에 투입하여 270℃에서 용융하고 250℃에서 혼련하여 압출해서 방사구로부터 방사하고 3단의 가열 연신에 의해 4~5배의 연신을 행하여 약 76 ㎛의 필라멘트를 제조하였다. 이 필라멘트의 표면은 입자상 은 유리가 있는 부분은 볼록 형상으로 점재하고 그 표면은 얇은 수지 피막이 형성되어 있는 상태이다.

이 필라멘트를 직경 5 ㎝의 원기둥 형상으로 집속해서 길이 6 ㎝로 절단하였다.

필라멘트 집속의 한쪽 끝을 12 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액에 120℃에서 침지하고 경시적으로 그 침지한 필라멘트 집속인 침지부를 서서히 끌어올려 최고 120분간 침지하였다. 상기 필라멘트 집속의 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 선단이 가수분해에 의해 5~10 ㎛의 굵기가 되도록 침지시간의 조정을 행하였다.

상기 필라멘트 집속의 침지부 상방의 필라멘트는 상기 수산화나트륨 수용액을 모세관 현상에 의해 빨아 올려 상기 필라멘트 표면의 은 함유 가용성 유리의 볼록부를 피복하는 수지를 용해 제거해서 볼록부가 산재하는 동체부를 형성하였다. 이 동체부는 필라멘트를 집속하는 강약을 조정함으로써 그 폭을 임의로 변경할 수 있다. 이어서 수세 건조해서 항균성 화장용 브러시 모재를 얻었다.

약 76 ㎛의 필라멘트를 알칼리 처리에 의해 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성할 때에 은 함유 가용성 유리가 불균일하게 배합되어 있으면 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분이 그 불균일 배합된 부분으로부터 절단되는 경우가 있기 때문에, PTT 분말, PBT 분말 및 은 함유 가용성 유리 분말을 균일하게 혼합 교반해서 방사기의 호퍼에 투입하는 것이 중요하다. 3성분을 혼합 교반할지, 2개의 성분을 먼저 혼합하고 나중에 나머지 성분을 첨가 혼합할지는 임의이다.

(실시예 1~9)

상기한 용융 방사에 의한 제조방법으로 이하 실시예 1~9에 나타내는 은 함유 가용성 유리의 3종류의 함유율이 다른 항균성 화장용 브러시 모재를 제조하였다.

표 1에 구체적으로 나타낸다. 은 함유 가용성 유리 0.1 중량%를 배합한 실시예 1~3, 은 함유 가용성 유리 0.5 중량%를 배합한 실시예 4~6, 은 함유 가용성 유리 0.8 중량%를 배합한 실시예 7~9이다. 상기된 제조방법으로 3종류의 은 함유 가용성 유리를 배합한 필라멘트를 상기의 조건으로 4~5배로 연신해서 굵기 약 76 ㎛의 필라멘트를 제조하였다. 이들 필라멘트에 상기한 알칼리 처리를 실시하여 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성하였다.

(비교예 1~4)

비교예 1은 100 중량% PTT 필라멘트에 상기 알칼리 처리를 실시하였다. 비교예 2는 99 중량% PTT에 1 중량% 은 함유 가용성 유리를 배합하였다. 비교예 3은 100 중량% PBT 필라멘트에 상기 알칼리 처리를 실시하였다. 비교예 4는 99 중량% PBT에 1 중량% 은 함유 가용성 유리를 배합하였다.

이들 필라멘트에 상기 알칼리 처리를 실시하여 동체부 및 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성한 것이다.

또한 비교예의 PTT 및 PBT는 실시예에서 사용한 수지, 그리고 비교예의 은 함유 가용성 유리도 실시예에서 사용한 것을 사용하고 있다.

다음으로, 다람쥐털의 표면, 상기 항균성 화장용 브러시 모재인 필라멘트(실시예 5)의 표면 및 비교예 2의 필라멘트의 표면을 레이저 현미경(VK-8710 VK Analyzer(키엔스 제조))으로 촬영한 1000배의 사진을 도 1~도 5에 나타낸다.

도 1은 레이저 현미경으로 촬영한 다람쥐털 선단부의 1000배의 표면 사진이다. 선단부의 선단의 굵기는 7 ㎛이며 그 표면에 요철부가 다수 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 2는 레이저 현미경으로 촬영한 다람쥐털 동체부의 1000배의 표면 사진이다. 동체부의 굵기는 25 ㎛이며 그 표면에 링 형상의 요철부가 다수 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 3은 레이저 현미경으로 촬영한 실시예 5의 필라멘트 선단부의 1000배의 표면 사진이다. 선단부의 선단의 굵기는 5 ㎛이며 그 표면에 요철부가 무수히 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 4는 레이저 현미경으로 촬영한 실시예 5의 필라멘트 동체부의 1000배의 표면 사진이다. 동체부의 굵기는 45 ㎛이며 그 표면에 요철부가 다수 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

도 5는 레이저 현미경으로 촬영한 비교예 2의 필라멘트 선단부의 1000배의 표면 사진이다. 선단부의 선단의 굵기는 53 ㎛이며 선단부가 도중에 파단되어 있는 것을 알 수 있다.

도 6은 레이저 현미경으로 촬영한 비교예 2의 필라멘트 동체부의 1000배의 표면 사진이다. 동체부의 굵기는 45 ㎛이며 그 표면에 요철부가 다수 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

그리고 실시예 1~9의 항균성 화장용 브러시 모재의 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면을 레이저 현미경(VK-8710 VK-Analyzer(키엔스 제조))에 의해 그 표면의 요철부의 높이 및 그 분포, 그리고 상기 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 선단의 굵기를 측정하였다. 그 높이, 분포 및 굵기를 표 3에 나타낸다.

비교예 1~4의 모재의 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면을 레이저 현미경(VK-8710 VK-Analyzer(키엔스 제조))에 의해 그 표면의 요철부의 높이 및 그 분포, 그리고 상기 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 선단의 굵기를 측정하였다. 그 높이, 분포 및 굵기를 표 4에 나타낸다.

표 4에서 비교예 2 및 4에서는 상기 선단이 40 ㎛의 굵기인 것이 30% 발생하였다. 이 선단의 굵기는 통상의 10배 이상의 굵기로 이상한 것이다. 필라멘트의 굵기는 약 76 ㎛로 알칼리 처리로 형성되는 상기 선단이 40 ㎛의 굵기인 것은 이상한 것이며, 화장용 브러시에 그 굵기의 것이 포함되어 있으면 그 모가 피부를 자극하는 중대한 결점이 된다.

이 이상한 굵기는 은 함유 가용성 유리를 1.0 중량% 함유시키면 알칼리 처리에 의해 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 영역에서 발생한다. 따라서 은 함유 가용성 유리를 PTT 및 PBT에 1.0 중량% 함유시키는 것은 곤란한 것을 알 수 있었다.

표 3 및 표 4의 정균 활성치는 JIS L 1902-1998(ISO 20743)의 기준에 기초한 황색포도상구균의 항균성 시험의 값이다.

표 3의 시험 결과는 황색포도상구균 측정 정균 활성치가 3.8~5.6의 범위의 값을 나타내고 있어 우수한 항균성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 상기 기준으로는 정균 활성치가 2.2 이상의 값이면 항균 방취 기준을 초과하고 있다고 판정되고 있어, 상기 정균 활성치가 3.8~5.6의 범위의 값은 그것을 훨씬 능가하는 것이다.

화장용 브러시에 있어서는 그 브러시가 피부에 닿음으로써 피부 상재균이나 수생균이 브러시에 부착되어 이들 세균이 증식함으로써 불쾌한 냄새를 발생시켜 사용자에게 있어서 긴급히 해결했으면 하는 문제로 되어 있다. 세균이 99% 살균되면 냄새는 감지되지 않게 된다. 이 세균의 99% 살균은 정균 활성치가 2.2의 값을 나타내는 것을 의미하고 있다. 그런데, 실시예 1~9의 항균성 화장용 브러시 모재는 정균 활성치가 3.8~5.6의 범위의 값을 나타내고 있어, 정균 활성치 2.2보다 단시간에 세균을 살균하여 냄새의 발생을 즉시 방지할 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예 1~9의 항균성 화장용 브러시 모재는 그 선단부의 표면 전면에 은 함유 가용성 유리의 요철부가 25~39개/㎛²의 분포 밀도로 존재하기 때문에 피부 상재균이나 수생균에 대해 항균성 및 방취성이 우수하다.

표 4의 비교예 1 및 3의 정균 활성치는 PTT 및 PBT에 은 함유 가용성 유리가 함유되어 있지 않기 때문에 0.1, 0.2의 값을 나타내고 있다. 한편 상기 은 함유 가용성 유리를 1.0 중량% 함유시킨 비교예 2 및 4는 정균 활성치가 5.6의 높은 값을 나타내 항균 효과가 우수하지만, 상기한 바와 같이 알칼리 처리로 형성되는 상기 선단에 40 ㎛의 이상한 굵기의 것이 발생하여 화장용 브러시에 그 굵기의 것이 포함된 경우에는, 그 모가 피부를 자극하는 중대한 결점이 된다.

(사용 테스트 결과)

은 함유 가용성 유리를 배합한 실시예와 비교예의 모재를 사용해서 파우더 브러시에 대해 5명의 사용 테스트의 결과를 1~5의 5단계로 평가하였다. 파우더 브러시의 평가 결과를 표 5(실시예) 및 표 6(비교예)에 나타낸다.

5단계의 평가는 「5」가 매우 우수, 「4」가 우수, 「3」이 보통, 「2」가 뒤떨어짐, 그리고「1」이 매우 뒤떨어짐으로 하여 평가하였다.

다음으로, PBT 배합량이 29.9~29.2 중량%인 실시예 1, 4 및 7, 그것이 19.9~19.2 중량%인 실시예 2, 5 및 8, 그것이 9.9~9.2 중량%인 실시예 3, 6 및 9의 물성값인 신장 탄성률(%)과 영률(N/㎟)을 계측하여 그 결과를 표 7~9에 나타낸다.

표 10은 비교예 1~4의 신장 탄성률(%)과 영률(N/㎟)을 계측한 결과를 나타내는 것이다.

PBT 배합량이 29.9~29.2 중량%인 실시예 1, 4 및 7의 신장 탄성률(%)은 78~82(%)이고 영률(N/㎟)은 3334~3434이며, PBT 배합량이 19.9~19.2 중량%인 실시예 2, 5 및 8의 신장 탄성률(%)은 83~87(%)이고 영률(N/㎟)은 3233~3333이며, PBT 배합량이 9.9~9.2 중량%인 실시예 3, 6 및 9의 신장 탄성률(%)은 88~92이고 영률(N/㎟)은 3128~3232이다.

이상의 결과로부터 신장 탄성률은 PBT의 배합 비율이 감소함에 따라 증가하고 있는 것을 알 수 있으며, 영률은 PBT의 배합 비율이 감소함에 따라 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 비교예 1(PTT 100 중량%)의 신장 탄성률은 94이고 영률은 3067이며, 비교예 3(PBT 100 중량%)의 신장 탄성률은 40이고 영률은 4047인데, PBT를 29.2 중량% 배합함으로써 비교예 1의 신장 탄성률 94를 78로까지 감소시킬 수 있고, 또한 비교예 1의 영률 3067을 3434로까지 증가시킬 수 있다

이상 기술한 PBT 배합량의 비율과 신장 탄성률 및 영률의 관계는 리퀴드 브러시, 립 브러시, 네일 케어 브러시, 파운데이션 브러시, 파우더 브러시, 섀도 브러시, 치크 브러시, 하이라이트 브러시 또는 컨실러 브러시 등의 브러시에 따른 물성을 임의로 선택하는 것이 가능한 것을 나타내고 있다.

그리고 실시예 1~9의 브러시 모재는 한쪽 끝 또는 양쪽 끝의 선단방향으로 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분이 형성되는 동시에 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분의 표면 전면에 1~2 ㎛의 요철부가 설치되어 있어 포함성, 전착성이 비교예 1(PTT 100 중량%)보다 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (9)

1. 무기 입자를 함유하는 폴리에스테르계 수지제 필라멘트로 이루어지고 테이퍼 형상으로 형성된 끝이 가느다란 부분(先細部)을 구비한 항균성 화장 브러시용 모재로서,
   폴리에스테르계 수지제 필라멘트는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량% 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량%를 포함하는 수지 조성물이고, 무기 입자가 은을 함유하는 가용성 유리 0.8~0.1 중량%이며,
   항균성 화장용 브러시 모재가 정균 활성치(bacteriostatic potency) 2.2~6(JIS L 1902-1998(ISO 20743))의 범위의 값이고,
   끝이 가느다란 부분은 표면 전면에 요철부를 구비하여 이루어지며,
   테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분에 이어진 모재의 동체부(胴體部)에 은 함유 가용성 유리가 볼록 형상으로 노출되어 있는 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 항균성 화장용 브러시 모재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 은 함유 가용성 유리에 포함되는 은 농도가 1.0~4.0 중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 항균성 화장용 브러시 모재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 필라멘트의 굵기가 50~150 ㎛인 것을 특징으로 하는 항균성 화장용 브러시 모재.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 항균성 화장용 브러시 모재의 형상이 직선 형상 또는 컬 형상인 것을 특징으로 하는 항균성 화장용 브러시 모재.
7. 제1항에 기재된 항균성 화장용 브러시 모재를 사용한 항균성 화장용 브러시.
8. 제7항에 있어서,
   리퀴드 브러시, 립 브러시 또는 네일 케어 브러시인 항균성 화장용 브러시.
9. 무기 입자를 함유하는 폴리에스테르계 수지제 필라멘트로 이루어지고 테이퍼 형상으로 형성된 끝이 가느다란 부분을 구비한 항균성 화장 브러시용 모재로서, 폴리에스테르계 수지제 필라멘트는 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 70.0~90.0 중량% 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 29.2~9.9 중량%, 무기 입자가 은을 함유하는 가용성 유리 0.8~0.1 중량%인 수지 조성이며, 끝이 가느다란 부분은 표면 전면에 요철부를 구비하여 이루어지는 항균성 화장용 브러시 모재의 제조방법으로서,
   수지 조성을 방사기로 용융, 혼련하고 압출해서 방사구로부터 가열 연신에 의해 4~5배의 연신을 행하여 필라멘트를 제조하는 공정,
   상기 필라멘트를 다발로 집속해서 소정 길이로 절단하는 공정,
   절단한 한쪽 끝을 수산화나트륨 수용액으로 알칼리 처리를 행해서 선단부에 테이퍼 형상의 끝이 가느다란 부분을 형성하는 동시에 당해 끝이 가느다란 부분의 표면에 요철부를 형성하는 공정,
   그 후에 수세하고 건조를 행하는 공정, 및
   브러시 모재를 모속 보유 부재에 매설하는 공정
   으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성 화장용 브러시의 제조방법.

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