KR102168589B1 - 쿨링 시트 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 수용성을 갖고 청량감과 쿨링감을 지속시킬 수 있는 쿨링 시트 제조 장치 및 방법을 개시한다. 개시된 방법은 원단 롤을 준비하는 단계와, 물에 알긴산과 염화암모늄을 소정의 비율로 혼합한 후 교반시켜 침지액을 준비하는 단계와, 준비된 침지액을 침지조에 채운 후 원단 롤의 원단을 침지액에 침지시키는 단계와, 침지조를 거친 원단에 포함된 용액량을 조절하는 단계와, 침지액이 묻은 원단을 건조시키는 단계와, 건조된 원단을 와인딩하여 쿨링 시트 원단 롤을 완성하는 단계를 포함한다. 또한 개시된 장치는 원단이 감긴 원단 롤러와, 상기 원단 롤러에 감긴 원단을 풀어 생산라인으로 이송하기 위한 복수의 이송 롤러와, 소정 비율의 알긴산과 염화암모늄의 수용액이 담긴 침지조와, 상기 침지조를 통과한 원단의 용액량을 조절하는 맹글 롤러와, 상기 맹글 롤러를 통과한 원단을 건조시키기 위한 건조실과, 상기 건조된 원단을 감아 쿨링 시트 원단 롤을 완성하기 위한 권취 롤러를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 물에 잘 녹는 염화암모늄을 쿨링제로 사용하므로 수용성 엣센스를 사용하는 마스크팩이나 클린징 티슈, 스포츠 타올 등 다양한 제품에 사용되어 청량감과 쿨링감을 제공할 수 있고, 특히 알긴산에 의해 염화암모늄이 피부에 남는 것을 방지할 수 있으며, 냉감의 지속시간을 향상시킬 수 있다.

Description

쿨링 시트 제조 장치 및 방법{Apparatus and method for manufacturing cooling sheet}

본 발명은 쿨링 시트 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염화암모늄과 알긴산을 이용하여 쿨링 시간을 지속시킬 수 있는 쿨링 시트 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 피부에 접촉하여 시원한 느낌을 주는 천연 또는 합성 원료의 다양한 쿨링제(coolant compound)가 사용되고 있는데, 가장 널리 알려진 종래의 쿨링제로는 주로 멘톨(menthol)이 사용되고 있다.

멘톨(menthol)은 한 개의 고리로 이루어진 모노테르펜에 속하는 알코올이며 박하의 잎이나 줄기를 수증기로 증류하여 얻는다. 박하뇌(薄荷腦)라고도 하고, 천연으로는 좌회전성인 L-멘톨이 박하유의 주성분으로서 존재하나 최근에는 합성 L-멘톨을 얻을 수 있으며, 의약품·과자·화장품 등에 첨가제로 쓰인다.

이러한 멘톨은 고유의 민트향과 시원한 청량감을 주는 휘발성 성분으로서 에탄올·에테르·클로로폼에는 잘 녹으나 물에는 거의 녹지 않고, 마스크팩 등의 제품에 사용할 경우 휘발성이 강하므로 청량감 및 쿨링감이 급속히 사라지는 문제점이 있다.

한편, 수용성 젤은 지용성 젤이나 현탁액, 크림종류와 달리 첨가성분이 피부에 쉽게 흡수될 수 있고, 바르고 난 후 끈적임이 없을 뿐 아니라 물에 쉽게 씻겨져 마스크 팩이나 클린징 티슈 등에 사용될 수 있다. 이러한 수용성 젤에 청량감을 주기 위해서는 멘톨을 사용할 필요가 있는데, 멘톨은 비수용성 또는 난수용성으로서 물에 잘 녹지 않기 때문에 수용성 제품에는 사용하기 어려운 문제점이 있다.

KR 10-0697941 B1 KR 10-1080444 B1 KR 10-2019-0005061 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 수용성을 갖고 청량감과 쿨링감을 지속시킬 수 있는 쿨링 시트 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예는 수용성을 갖고 청량감과 쿨링감을 지속시킬 수 있는 쿨링 시트 제조 방법을 개시한다.

상기 개시된 방법은 원단 롤을 준비하는 단계와, 물에 알긴산과 염화암모늄을 소정의 비율로 혼합한 후 교반시켜 침지액을 준비하는 단계와, 준비된 침지액을 침지조에 채운 후 원단 롤의 원단을 침지액에 침지시키는 단계와, 침지조를 거친 원단에 포함된 용액량을 조절하는 단계와, 침지액이 묻은 원단을 건조시키는 단계와, 건조된 원단을 와인딩하여 쿨링 시트 원단 롤을 완성하는 단계를 포함한다.

상기 침지액은 염화암모늄과 알긴산의 비율이 5:1인 것이다.

본 발명의 다른 실시예는 수용성을 갖고 청량감과 쿨링감을 지속시킬 수 있는 쿨링 시트 제조 장치를 개시한다.

상기 개시된 장치는 원단이 감긴 원단 롤러와, 상기 원단 롤러에 감긴 원단을 풀어 생산라인에서 이송하기 위한 복수의 이송 롤러와, 소정 비율의 알긴산과 염화암모늄의 수용액이 담긴 침지조와, 상기 침지조를 통과한 원단의 용액량을 조절하는 맹글 롤러와, 상기 맹글 롤러를 통과한 원단을 건조시키기 위한 건조실과, 상기 건조된 원단을 감아 쿨링 시트 원단 롤을 완성하기 위한 권취 롤러를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 물에 잘 녹는 염화암모늄을 쿨링제로 사용하므로 수용성 엣센스를 사용하는 마스크팩이나 클린징 티슈, 스포츠 타올 등 다양한 제품에 사용되어 청량감과 쿨링감을 제공할 수 있고, 특히 알긴산에 의해 염화암모늄이 피부에 남는 것을 방지할 수 있으며, 냉감(청량감과 쿨링감)을 오래 지속시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 절차를 도시한 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 장치의 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 사용 예이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 절차를 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 기술은 멘톨을 대치할 수 있는 쿨링제로 물에 용해되면서 흡열반응을 하는 염화암모늄을 사용하되 천연 바인더로서 알긴산을 첨가하여 청량감과 쿨링감을 지속시킬 수 있고, 염화암모늄이 피부에 묻지 않도록 한 것이다.

도 1을 참조하면, 쿨링 시트의 원단이 되는 부직포나 직물, 편물 등을 준비한다(S1). 이어 침지조(Dipping Bath)에 물과 알긴산, 염화암모늄을 다음 표 1과 같은 비율로 혼합한 후 교반하여 침지를 위한 수용액(이하, 침지액이라고도 한다)을 준비한다(S2). 이때 바인더 역할을 하는 알긴산은 물에 잘 녹지 않으므로 바람직 하게는 30℃ 이상의 물에 알긴산을 넣고 교반시켜 어느정도 알긴산이 풀어진 후 염화암모늄을 넣고 교반시켜 침지액을 준비한다.

구분	물	염화암모늄	알긴산
비율	1	0.1~30%	0.02~10%

침지액의 혼합 비율은 상기 표 1과 같이 물을 기준으로 하여 염화암모늄 0.1~30%, 알긴산 0.02~10%의 중량비로 혼합한다. 이때 바람직하게 염화암모늄과 알긴산의 비율은 대략 5:1로 할 수 있다. 즉, 물 1ℓ(=1000g)일 경우에 염화암모늄 10~300g, 알긴산 2~100g으로 혼합할 수 있는데, 예컨대 염화암모늄을 100g으로 할 경우 알긴산은 20g으로 혼합할 수 있다.

염화암모늄은 암모니아의 염으로 순수한 상태에서 맑은 흰색의 수용성 결정이다. 천연으로는 화산지대나 온천지대에 존재하고, 공업적으로는 염과 암모니아소다법에 의해서 대량으로 제조된다. 북정사(北庭砂) 혹은 염안(鹽安)이라고도 하며, 화학식은 NH₄Cl이고, 보통은 무색의 정육면체 결정으로, 분자량 53.50, 비중 1.53(17℃)이다. 또한 염화암모늄은 물에 용해되면서 불안정한 상태로 되기 때문에 용해시에 에너지가 필요한 흡열반응을 하고, 따라서 용해시 대략 2~3℃ 온도가 내려가는 효과가 있다. 참고로, 물질 1몰이 다량의 물에 녹을 때 발생 또는 흡수하는 열량을 용해열이라 하는데, 고체인 염화암모늄의 용해열은 +14.7kJ/mol(흡열)이다.

알긴산(alginic acid)은 해조류에 함유되는 다당류의 일종으로서, 갈조류(Phaeophyceae, 다시마, 미역, 녹미채, 주름대황 등)로부터 알칼리 용액으로 추출하여 황산으로 처리하여 얻을 수 있다. 즉, 묽은 황산으로 씻은 갈조를 묽은 알칼리성의 더운 물에서 추출하여 추출액을 산성으로 만들면 생기는 침전이 알긴산이다. 알긴산은 2종의 우론산의 중합체로 중합도는 80이고, 분자량은 20,000~240,000 정도이다.

이와 같이 생성된 침지액은 염화암모늄의 농도에 따라 하강하는 온도를 조절할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서 침지액은 염화암모늄이 10g~300g/ℓ의 농도를 가질 수 있다.

이어 부직포 원단을 침지조의 수용액에 침지시킨 후 맹글 롤러(Mangle Roller)를 통과시키면서 원단에 함유된 용액량을 조절한다(S3,S4).

그리고 건조실에서 건조시킨 후 권취 롤러에 부직포를 감아 쿨링 시트 원단 롤을 완성한다(S5,S6).

이와 같이 완성된 쿨링 시트 원단은 마스크팩, 화장팩, 클린징 티슈, 물티슈와 같은 위생제품, 스포츠 타올, 섬유의복 등에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 원단을 사용한 제품은 휴게실 등에서 잠 깨는 용도로 사용하거나 물에 적시면 다시 시원해지므로 소포츠용품 등에 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 사용 예이다.

본 발명의 실시예에 따른 쿨링 시트 제조 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 부직포와 같은 원단(10)을 감고 있는 공급 롤러(110), 원단(10)을 수용액(20)에 침지시키기 위한 침지조(120), 침지조(120)를 거친 원단(10')의 용액량을 조절하기 위한 맹글 롤러(150), 건조실(130), 완성된 쿨링 시트 원단(10")을 감기 위한 권취롤러(140), 원단(10)의 이송을 위한 복수의 이송 롤러들(160)로 구성된다.

도 2를 참조하면, 공급 롤러(100)에는 부직포나 직물, 편물 등과 같은 원단(10)이 롤 형태로 감겨져 있다.

침지조(120)에는 물(26)과 알긴산(24), 염화암모늄(22)을 앞서 설명한 표 1과 같은 비율로 혼합한 후 교반하여 생성한 수용액(20)이 담겨져 있고, 맹글 롤러(150)는 침지조(120)를 거치면서 수용액(20)에 적셔진 원단(10')을 적당한 압력으로 짜 원단(10')에 함유된 용액량을 조절한다.

이와 같이 수용액에 침지된 원단(10')은 도 2의 확대도와 같이 부직포(10)의 양단에 수용액(20)이 묻어 있는 형태이다.

수용액(20)에 침지된 원단(10')은 건조실(130)에서 건조되면, 도 2의 다른 확대도면과 같이 부직포(10)의 양단에 고체 상태의 염화암모늄(22)이 알긴산 막(24)에 의해 감싸진 형태의 쿨링 시트 원단(10")이 된다.

권취 롤러(140)는 건조된 쿨링 시트 원단(10")을 감아 쿨링 시트 원단 롤을 형성한다.

맹글 롤러(150)는 침지조(120)를 거치면서 수용액(20)에 적셔진 원단(10')을 적당한 압력으로 짜 원단(10')에 함유된 용액량을 조절하고, 이송 롤러(160)는 생산라인의 필요한 위치에 배치되어 공급 롤러(110)에 감긴 원단(10)이 생산라인을 타고 이송되어 최종적으로 권취 롤러(140)에 의해 권취될 수 있게 한다.

그리고 이와 같이 완성된 쿨링 시트 원단 롤은 마스크팩, 화장팩, 클린징 티슈, 물티슈와 같은 위생제품, 스포츠 타올, 섬유의복 등에 사용될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 물(26)에 적셔 원단(10)을 피부(30)에 올려 놓거나 접촉시키면 알긴산 막(24)에 감싸진 염화암모늄(22)이 천천히 용해되면서 흡열 반응을 일의켜 주변 온도를 2 내지 3℃ 정도 낮추어 주어 피부(30)가 청량감과 쿨링감을 느끼게 하고, 이러한 흡열 반응 시간을 오래 지속시킬 수 있다.

또한 사용 후 원단(10)을 피부(30)로부터 제거할 때, 염화암모늄(22)이 알긴산 막(24)에 싸여 있으므로 염화암모늄(22)이 피부(30)에 묻지 않아 사용이 편리한 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10: 원단 10': 침지된 원단
10": 건조된 쿨링 시트 원단 20: 수용액
22: 염화암모늄 24: 알긴산 막
30: 피부 100: 쿨링 시트 제조장치
110: 공급 롤러 120: 침지조
130: 건조실 140: 권취 롤러
150: 맹글 롤러 160: 이송 롤러

Claims (3)

1. 원단이 감긴 원단 롤러와, 상기 원단 롤러에 감긴 원단을 풀어 생산라인에서 이송하기 위한 복수의 이송 롤러와, 소정 비율의 바인더와 염화암모늄의 수용액이 담긴 침지조와, 상기 침지조를 통과한 원단의 용액량을 조절하는 맹글 롤러와, 상기 맹글 롤러를 통과한 원단을 건조시키기 위한 건조실과, 상기 건조된 원단을 감아 쿨링 시트 원단 롤을 완성하기 위한 권취 롤러를 포함하는 쿨링 시트 제조 장치를 이용한 쿨링 시트 제조 방법에 있어서,
   원단 롤을 준비하는 단계;
   물에 바인더와 염화암모늄을 소정의 비율로 혼합한 후 교반시켜 침지액을 준비하는 단계;
   준비된 침지액을 상기 침지조에 채운 후 원단 롤의 원단을 침지액에 침지시키는 단계;
   상기 침지조를 거친 원단에 포함된 용액량을 상기 맹글 롤러로 조절하는 단계;
   침지액이 묻은 원단을 상기 건조실에서 건조시키는 단계; 및
   건조된 원단을 와인딩하여 쿨링 시트 원단 롤을 완성하는 단계를 포함하고,
   상기 침지액은
   물을 기준으로 염화암모늄 0.1~30중량%, 알긴산 0.02~10중량%의 비율로 혼합하되 상기 염화암모늄과 상기 알긴산의 비율을 5:1로 혼합한 것을 특징으로 하는 쿨링시트 제조방법.
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