KR102274952B1 - 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트에 있어서, 스펀본드 부직포의 기재층 및 상기 기재층 상하면에 천연섬유로 구성된 스펀레이스 부직포의 표지층으로 구성되되, 상기 스펀본드 부직포는 폴리에스테르, 올레핀, 나일론, PLA 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 천연섬유는 면섬유, 셀룰로오스섬유, 대나무섬유, 펄프섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트에 관한 것이다.

Description

3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트 및 이의 제조방법{3-Layer Structured Water Entangled Nonwoven Mask Pack Sheet And Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 3 층상구조 수교락 마스크 팩 시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 마스크 팩 시트에 사용되는 스펀본드방식의 합성섬유 및 상하면의 수교락에 의한 천연섬유로 된 3 층상구조 수교락 부직포 및 이의 제조방법이다.
현대사회는 배기가스, 유해 화학물질, 오존층의 파괴 등으로 자외선, 수질오염 등에 의한 활성산소가 대량으로 발생하고 있고, 이러한 활성산소는 인체에 침투하여 여러 가지 부작용을 일으키며, 특히 색소변화, 피부노화 등의 주요인으로 알려지고 있다.
또한, 근래에는 야외에서의 레저활동이 증가하고 있는데, 이러한 야회에서의 레저활동 중에는 신체 피부가 상기한 오염원 등에 더욱 쉽게 직접적으로 노출되기 때문에 피부훼손 및 피부노화가 피할 수 없는 실정이어서 야외 레저활동을 보다 적극적이고 쾌적하게 즐기고자 하는 추세에 부정적인 영향을 미치고 있다.
이러한 문제를 개선하고자 얼굴 형태로 시트를 구성한 미용 패드가 다수 개발되어 공급되고 있다. 이러한 미용 패드는 얼굴을 덮어 팩의 안쪽 면에 피부미용에 유익한 성분으로 조성된 기능성 팩액이 피부에 스며들게 하도록 하여 피부에 보습효과를 주고 잔주름을 예방 및 치료를 행할 수 있도록 하고 있다.
특히 마스크팩은 피부 적용시 유연성과 밀착감이 우수하면서, 사용 시에 찢어지지 않는 다층 구조로 구성된 것이 일반적이다.
부직포(non woven fabric)는 천과 같이 경사와 위사를 이용하여 짜지 않고, 일정한 굵기와 길이를 가진 섬유를 카딩(carding) 공정을 이용하여 얇고 넓게 펼친 후, 여러 겹으로 겹쳐서 니들펀칭 또는 수류결합 등의 물리적수단으로 결합시키거나 케미칼 본딩에 의한 화학적 수단으로 결합시킨 펠트(felt)를 말한다
부직포의 제조공정에 따른 분류로 먼저 고압 수류로 섬유를 교락시켜, 기계적으로 결합하는 방식의 스펀레이스, 방사에 의해 직접 결합하며 주로 자기접착으로 결합하는 방식의 스펀본드, 바인더가 없는 초극세섬유로 제조되는 멜트브로우, 특수바늘로 웹을 교략하여 결합하는 방식의 니들펀치, 마지막으로 실로 재봉하여 만들어지는 스티치본드 방식의 부직포로 나눌 수 있다. 멜트브로우 방식의 부직포는 유연성이 우수한 이점이 있다.
부직포는 천연섬유에서부터 화학섬유까지 다양한 섬유들이 이용되고 있지만, 일반적으로 사용하고 있는 것은 면, 레이온, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 나일론 등이며, 그 외 아크릴, 비닐론, 유리섬유, 펄프, 탄소섬유 등도 사용되고 있다.
면이나 레이온은 니들 펀치(needle punch), 케미컬 본드(chemical bond), 스펀레이스(spunlace)법 등이 이용되며, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 나일론 필라멘트는 주로 스펀 본드(spun-bond), 폴리에스테르, 폴리프로필렌 스테이플(staple)은 니들 펀치, 나일론 스테이플은 케미컬 본드, 아크릴은 니들 펀치, 비닐론, 유리섬유, 펄프는 주로 습식을 하고 있다.
1세대 시트 마스크로 분류되는 부직포 팩은 레이온과 폴리프로필렌을 혼방한 부직포에 스킨, 에센스 등 액상을 도포한 제품이다. 그러나 혼방 소재로 인해 피부 자극 문제와 단층 구조로 인한 흡수력의 한계가 있었다.
이후 부직포를 면으로 교체한 2세대 면 마스크팩이 등장했다. 합성 혼방인 레이온 대신 천연섬유로 알려진 순면을 사용해 피부 자극을 최소화한 것이 특징으로 흡수성과 밀착력 또한 부직포보다 개선되었으나 단층 구조로 인한 흡수력의 한계와 사용시 에센스가 흘러내리는 문제가 여전히 지적되었다.
한국 등록특허공보 제10-0820073호는 다층 셀룰로오스 구조를 이용한 부직포 및 이를 이용한 부직포 마스크에 관한 것으로, 셀룰로오스 파이버를 중간흡수층으로하고 양 외측면을 셀룰로오스 시트로 라미네이팅한 다층의 셀룰로오스 구조를 이용함으로써 높은 흡수력과 보습력을 가지고 유연성으로 피부와의 밀착감이 우수한 부직포 및 부직포 마스크가 개시되어 있다. 그러나 셀룰로오스의 다층 구조로서 밀착감과 흡수력은 우수한 장점이 있으나 사용과정에서 찢어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 천연섬유의 피부 밀착성 및 부드러운 촉감을 갖는 부직포 마스크 팩 시트를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명은 중간층의 합성섬유 스펀본드 부직포에 의한 형태유지성, 흡수율 및 수분 지속성에 효과적인 마스크 팩 시트를 제공하는 데 있다.
본 발명은 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트에 있어서, 스펀본드 부직포의 기재층 및 상기 기재층 상하면에 천연섬유로 구성된 스펀레이스 부직포의 표지층으로 구성되되, 상기 스펀본드 부직포는 폴리에스테르, 올레핀, 나일론, PLA 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 천연섬유는 면섬유, 셀룰로오스섬유, 대나무섬유, 펄프섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 수교락 부직포 마스크 팩 시트에는 피부유효성분이 포함된 것에 특징이 있는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 기재층 및 표지층의 중량비는 10~90 대 90~10인 것에 특징이 있는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트를 제공한다.
또한 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트 제조방법에 있어서, 폴리에스테르, 올레핀, 나일론, PLA　 수지 조성물의 섬유를 이용한 스펀본드 부직포의 기재층을 제조하는 단계; 상기 스펀본드 부직포를 가운데 층으로 하여 천연섬유를 이용하여 일정한 두께로 상하면에 위치시키고 수교락방법으로 스펀레이스 부직포의 표지층을 제조하는 단계; 및 건조단계를 포함하는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트 제조방법를 제공한다.
본 발명인 부직포 마스크 팩 시트는 중간층 합성섬유 부직포를 이용하여 피부밀착성이 우수하며, 또한 천연섬유 부직포를 추가하여 피부에 부드러운 촉감이 발현가능하다.
또한 본 발명은 중간층의 합성섬유 부직포는 화장료의 건조방지 효과가 있으며 또한 부직포의 구조적 특성상 통기성 효과가 있다.
또한 본 발명은 합성섬유 부직포와 천연섬유 부직포의 결합방식이 접착제를 사용하지 않는 친환경 특징이 있다.
도 1은 본 발명인 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트의 단면에 관한 개념도이다.
도 2는 본 발명인 마스크 팩 부직포 중 합성섬유 부직포 제조에 사용되는 스펀본드방사설비의 개념도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 층상구조의 수교락 부직포 마스크 팩 시트에 관한 것이다. 보다 자세히 살펴보면, 본 발명은 합성섬유 스펀본드 부직포의 기재층(10) 및 상기 기재층(10) 상하면에 천연섬유로 구성된 스펀레이스 부직포의 표지층(20)이 3개 층으로 적층된 구조이다.
상기 천연섬유는 면섬유, 셀룰로우스섬유, 대나무섬유, 펄프섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하며 상기 기재층(10)에 표지2l0)의 접착방법은 스펀레이스 공정상 수교락에 의해 접착이 된다.
먼저 기재층(10)에 대해 살펴보면, 폴리에스테르, 올레핀, 나일론, PLA 섬유 및 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 상기 올레핀 섬유의 조성물은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지이되, 상기 폴리에틸렌 수지는 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE),선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 중 어느 하나 또는 2개 이상이 혼합될 수 있다.
또한 기재층(10)에 올레핀 섬유의 조성물대비 폴리올레핀 엘라스토머(PolyOlefin Elastomer) 0.1~10중량%를 마스터배치로 추가할 수 있으며, 기재층(10)의 신율을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명인 마스크 팩용 기재층(10)에 사용되는 장섬유 탄성부직포를 제조하는 스펀본드 방사설비에 관한 개념도를 나타내는 도면이다. 상기 스펀본드 방사설비(100)를 이용한 부직포 공정은 고분자를 연속 필라멘트로 직접 방사하는 공정을 포함하고, 임으로 예열하여 적층하고 웹을 현성하는 공정과 섬유간의 결합을 증진시키고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어지는 것이 특징이다.
폴리올레핀 수지를 스펀본드 기기를 이용하여 스펀본드 부직포를 제조하기 전에, 원료 용융 시 도징(Dosing) 투입부 막힘 문제 및 익스트루더(110)에서 수분에 의한 가수분해 현상을 줄이기 위해 원료를 건조해야 한다. 제습건조기나 진공건조기를 이용하여 80℃ 온도에서 3시간 결정화시킨 후, 잔류 수분을 제거하기 위해 110℃에서 10시간 건조를 실시하였다.
건조된 폴리올레핀 수지를 익스트루더(110)에서 용융시킨 후 방사기(120)의 필터장치를 거쳐 방사노즐을 통하여 연속적인 필라멘트로 방사한다. 방사된 필라멘트는 냉각챔버로 이동되면 필라멘트는 챔버를 통과할 때 냉각기류가 필라멘트를 가로질러 유입되어 용융된 필라멘트는 고화된다. 스펀본드 부직포의 제조공정에서 연신은 전형적인 섬유방사에 이용되는 고데트 방법과 달리 고속기류가 필라멘트에 평행하게 공급되어 개개의 필라멘트를 연신하게 되므로 단일 공정에 의해 필라멘트의 연신과 냉각이 이루어진다.
이후에 방사된 필라멘트 섬유는 컨베이어 밸트(130)에 집적된 후 닙 롤러(Nip roller)(140)에서 1차로 압착된 후 켈린더(150) 롤에서 130℃ 이상, 180℃ 이하 온도로 2차 압착이 이루어진다. 상기 압착에 의해 부직포의 집속성이 부여된 후 권취기(160)에 감겨 장섬유 탄성부직포가 제조된다.
다음은 상기 폴리올레핀 스펀본드 부직포인 기재층(10)의 상하면에 천연섬유를 수교락에 의해 결합시키는 스펀레이스 공정을 통해서 천연섬유의 부직 웹을 쌓아 부직포를 제조한다.
상기 천연섬유는 면섬유, 셀룰로오스섬유, 대나무섬유, 펄프섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 셀룰로오스섬유는 라이오셀, 레이온, 면 및 마로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
스펀레이스 제조공정은 상기 기재층(10) 상하면에 개섬된 천연섬유를 공급하고 강력한 제트 수류를 분사하여 상기 기재층(10) 상하면의 천연섬유가 쌓이면서 동시에 기재층(10)이 몰드가 되는 수류결합된 부직포 시트를 조성하게 된다. 수류결합법에 제조되는 천연섬유 층은 기재층(10)인 스펀본드 부직포의 선택에 따라 부직포에 분포되는 통기공의 크기를 선택할 수 있다. 이로써 우수한 흡수성과 벌키성을 가지게 된다.
따라서 마스크 팩으로 사용시에 기재층(10)은 피부유효성분을 다량 함유할 수 있어 장시간 피부에 촉촉한 상태로 부착하여 사용할 수 있어 미용 팩의 효과를 높일 수 있게 된다.
상기 피부 유효성분은 당 업계에 공지된 것들이 사용될 수 있으며, 구체적으로 예를 들어, 아데노신, 알부틴, 히아루론산, 글리세린, 부틸렌글라이콜, 마린콜라겐, 마치현추출물, 토코페릴아세테이트, 디소듐이디티에이, 에칠헥산디올, 비타민, 불가리안 장미오일, 모란 뿌리 추출물, 포도씨 오일, 캐비아, 달팽이 점액, 알로에, 해남감자 추출물, 꿀, 인삼 추출물, 아사이베리 추출물, 당나귀유 및 글리세릴카프릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
상기 천연섬유 부직포인 표지층(20)은 두께가 0.01~2㎜로 형성되는데 상기 두께보다 얇은 경우 미용 에센스와 같은 유효성분의 충분한 함유가 어렵고, 상기 두께보다 두꺼운 경우 너무 두꺼워지고 유연성이 떨어져 피부에 밀착감이 떨어진다.
본 발명에 따른 3 층상 구조의 부직포 마스크 팩 시트는 두께가 0.01~2㎜로 형성되는 개재층(10) 및 두께가 0.01~1㎜로 형성되는 표지층(20)인 것을 특징으로 하는데, 상기 두께보다 얇은 경우 제조가 어렵고, 상기 두께보다 두꺼운 경우 너무 두꺼워져 피부에 밀착감이 떨어진다
또한 상기 기재층(10) 및 표지층(20)의 중량비는 10~90 대 90~10인 것에 특징이 있다. 기재층(10) 및 표지층(20)으로써 각각의 특징을 보유하는 마스크 팩 시트를 유지하기 위해서는 최소한 각각의 층의 구성이 10중량비 이상이 필요하다.
또한 기재층(10) 및 표지층(20)이 결합된 마스크 시트의 중량은 40~70gsm이 바람직하다. 70gsm초과일 경우 단위면적당 중량이 너무 커서 즉 부직포의 밀도가 큰 것을 의미하여 구성 섬유간 공극이 줄어들어 수분함량이 낮아질 수 있다.
반면에 50gsm 미만일 경우 부직포의 밀도가 낮아서 공극이 큰 특징으로 특히 기재층(10)의 공극은 마스크 팩 시트에 함침된 피부 유효성분 속의 수분이 쉽게 건조될 수 있기 때문이다.
층상구조의 수교락 부직포 마스크 팩 시트 제조방법은 폴리에스테르, 올레핀, 나일론, PLA　 수지 조성물의 섬유를 이용한 스펀본드 부직포의 기재층을 제조하는 단계; 상기 스펀본드 부직포를 가운데 층으로 하여 천연섬유를 이용하여 스펀레이스 부직포의 표지층을 제조하는 단계; 및 건조단계를 포함하는 층상구조의 수교락 부직포 마스크 팩 시트 제조한다. 스펀레이스 공정에서 수교락 압력을 3~7kgf/cm2, 더욱 바람직하게는 4~7kgf/cm2 부여하고, 건조온도를 100℃ 조건에서 한다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 반드시 한정되는 것으로 해석되어 져서는 아니된다.
실시예 1
도면 1과 같은 구조를 갖는 통상의 스펀본드 방사 설비(100)에서 용융온도(Tm) 182℃, 고유점도(IV) 1.53인 LLDPE/HDPE수지(5:5 중량비) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 추가 3%를 원료 투입구(110)에 투입하여 방사 압출기 온도 230℃에서 스펀본드 방사를 진행하였다.
다수의 방사구금을 통해 방사된 필라멘트를 컨베이어 밸트(130)상에 적층하여 50g/m2 중량의 장섬유 탄성부직포인 기재층(10)을 제조하였다.
이렇게 제조된 기재층(10) 상하면에 면섬유를 카딩하여 웹으로 1.0mm 적층 후 스펀레이스 공정에서 5kgf/cm2 수교락 압력을 부여하고, 110℃에서 30분간 건조를 실시하여 상기 기재층(10) 일면에 적층된 표지층(20)이 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트를 제조하였다. 상기 기재층(10)과 표지층(20)의 중량비는 50 대 50이며 마스크 팩의 중량은 45gsm이다.
실시예 2,3
실시예 1과 같은 기재층(10) 및 기재층(20)이 적층된 층간구조의 마스크 팩으로 표1과 같은 조건으로 제조하였다.
비교예 1
면 섬유 100%로 구성된 스펀레이스 부직포이다.
비교예 2
시중에 판매되는 레이온 100%로 구성된 부직포이다.
◎피부부착성(피부밀착성)
5cm*5cm 면적의 마스크 팩에, 엣센스를 20g 후, 젖은 마스크 팩을 5명의 얼굴에 붙인 후 마스크 팩이 피부에서 박리되는 시간을 측정하여 평균값을 구하여 평가하였다.
◎수분유지(보습성)
5cm*5cm 면적의 마스크 팩에, 엣센스를 20g 후, 20℃, 상대습도 50%의 조건에서 10g이 줄어들때 까지 걸리는 시간(분)을 기재하였다.
구분 실시예 1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2

조성물		 1. 기재층(올레핀 15gsm)
2. 표지층(면 15gsm)		 1. 기재층(올레핀 20gsm)
2. 표지층(면 20gsm)		 1. 기재층(레이온20gsm)
2. 표지층(면 20gsm)		 면섬유로만 구성된 스펀레이스 부직포 레이온섬유로만 구성된 스펀레이스 부직포
기재층의
스펀본드 방사조건		 방사온도
(℃)		 230 230 240
토출량
(g/h/min)		 0.35 0.6 0.7
냉각기류
온도(℃)		 18 18 18
기재층의 두께
(mm)		 1.0 1.2 1.5
표지층의 스펀레이스 조건(면섬유) 수교락압력
(kgf/cm2)		 5 5 5
건조온도(℃) 100 100 100
표지층의 두께
(mm)		 0.8 0.8 0.8
마스크 팩 시트의 중량 중량(gsm) 45 60 60 60 60
기재층 대 표지층의
중량비		 50 : 50 50 : 50 50 : 50
착용평가
(엣센스 20g 침지 후 20분 착용)		 피부부착성(박리시간, 분) 59.6 65.5 55.9 47.8 34.1
수분유지(분) 146.1
 165.6 110.2 94.8 66.4
실시예 1~3은 3 layer 층상구조로 기재층의 형태유지성 및 표지층과의 수분흡수력이 우수하고 특히 피부와 접촉되는 표지층이 천연섬유 면으로 구성되여 피부부착성이 우수하고 기재층의 수분보유력이 뛰어나 수분유지 시간이 오래감을 알 수 있다.
반면에 비교예 1,2는 면섬유, 레이온섬유로 구성된 스펀레이스 1개층 부직포로, 기재층의 스펀본드 부직포층이 부재되여 형태유지성이 낮고 수분보유력이 낮아 피부부착성 및 수분유지가 실시예보다 떨어짐을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
10 : 기재층 20 : 표지층
100: 스펀본드 방사설비 110: 투입구
120: 방사기 130: 네트컨베이어
140: 닙 롤러(Nip Roller) 150: 켈린더 롤러(Calender Roller))
160: 권취기

Claims (4)

  1. 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트에 있어서,
    스펀본드 부직포의 기재층 및 상기 기재층 상하면에 천연섬유로 구성된 스펀레이스 부직포의 표지층으로 구성되되,
    상기 스펀본드 부직포는 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 고밀도폴리에틸렌(HDPE)가 5:5중량비로 구성되며,
    상기 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 총중량에 폴리올레핀 엘라스토머 0.1~10중량%가 추가된 올레핀 섬유로 구성되고,
    상기 천연섬유는 면섬유, 셀룰로오스섬유, 대나무섬유, 펄프섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수교락 부직포 마스크 팩 시트에는 피부유효성분이 포함된 것에 특징이 있는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재층 및 표지층의 중량비는 10~90 대 90~10인 것에 특징이 있는 3 층상구조 수교락 부직포 마스크 팩 시트.
  4. 삭제
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