KR102416748B1 - 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩, 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 마스크 팩은 합성 고분자를 함유하는 하이드로겔을 포함하여 탄성, 강도 및 신율과 같은 기계적 특성이 우수하여 얼굴에 난 수염을 모두 덮을 수 있고, 전자빔을 조사하여 가교와 동시에 멸균되기 때문에 방부제나 보존제를 넣지 않아도 세균이나 곰팡이 등에 오염되지 않는 인체 친화적인 장점이 있다.

Description

전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩, 이의 제조방법{MASK-PACK WITH EXCELLENT ELASTICITY, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리우레탄을 포함하는 시트형태의 지지층 상에 전자빔을 조사하여 하이드로겔 층이 구비되고, 턱, 볼 및 그 주위의 피부를 덮는 형상의 마스크 팩 및 이이 제조방법에 관한 것이다.

하이드로겔은 수용성 고분자가 물리적 또는 화학적 결합으로 3차원 망상구조를 이루고 있고 구조 내부에 물이 가둬져 있는 형태의 물질이다. 높은 함수율, 세포외기질(Extracelluar Matrix)과의 물리, 화학적 유사성으로 인해 생체적합성이 뛰어나서 화장품, 의료기기 등 헬스케어 분야에 광범위하게 사용되고 있다.

일반적으로 마스크 팩은 제형에 따라 크게 3가지로 분류하는데, 첫번째는 부직포를 지지체로 하여 다양한 에센스를 첨가한 제품, 두번째는 다당류에 속하는 천연고분자를 물리적으로 가교해서 제조한 하이드로겔을 이용한 제품, 세번째는 배양한 미생물이 영양분을 섭취하고 배출한 바이오 셀룰로오스를 이용한 제품이다.

그러나, 상기 제품은 남성용 비어드 마스크나 리프팅 밴드에 적용하는데 적절하지 않은데, 첫번째와 두번째의 제품군은 기계적 강도가 약하고 신율이 적기 때문에 수염을 기르는 남성의 얼굴 전체를 덮을 수 없고, 세번째 제품은 인체 피부에 비해 모듈러스(신율 대비 강도 변화)가 지나치게 높기 때문에 착용했을 때 귀 등 착용부위에 통증을 유발하고 밀착감이 떨어지는 단점이 있다.

이에, 본원 출원인은 기존의 마스크 팩 제조 기술들과 비교하여 탄성 등 기계적 물성이 우수하고 착용감이 좋은 일회용 마스크 팩과 관련된 기술로 특히 남성 수염에 보습과 영양을 공급하기 위해 착용하는 비어드 마스크(Beard Mask)와 주름개선이나 피부탄력 향상에 효과적인 리프팅 밴드에 관한 기술을 제안하려고 한다.

대한민국 등록특허 제 10-1889988호

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 신축성이 우수한 시트형태의 지지층 상에 합성 고분자 및 천연 고분자를 포함하는 하이드로겔 전구체 용액을 도포한 후 전자빔 조사에 의한 가교를 이용하여 제조한 하이드로겔을 포함하는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 항샹된 탄성과 신율을 갖는 폴리우레탄 필름, 및 상기 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나 이상으로 구성된 부직포를 포함하는 시트형태의 지지층; 및

상기 시트형태의 지지층 상에 형성되고, 합성 고분자 및 천연 고분자를 포함하는 하이드로겔 층을 포함하고,

상기 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 어느 하나 이상을 포함하고,

턱, 볼 및 그 주위의 피부를 덮는 형상의 시트이고, 상기 시트의 양단에 귀에 걸어 고정되도록 구비되는 마스크 팩을 제공한다.

또한, 본 발명은 합성 고분자 및 천연 고분자를 물에 용해시켜 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계; 제조한 하이드로겔 전구체 용액을 코팅기를 이용하여 시트형태의 지지층 상에 코팅하여 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계; 상기 하이드로겔 복합체를 턱, 뺨 및 그 주위의 피부를 덮는 형태로 재단하는 단계; 및 상기 재단된 하이드로겔 복합체에 15 내지 25kGy의 선량으로 전자빔을 조사하는 단계를 포함하고,

상기 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 하나를 포함하는 마스크 팩의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 마스크 팩은 합성 고분자를 함유하는 하이드로겔을 포함하여 탄성, 강도 및 신율과 같은 기계적 특성이 우수하여 얼굴에 난 수염을 모두 덮을 수 있고, 전자빔을 조사하여 가교와 동시에 멸균되기 때문에 방부제나 보존제를 넣지 않아도 세균이나 곰팡이 등에 오염되지 않는 인체 친화적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩의 일 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 개략적 공정도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 마스크 팩을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 마스크 팩을 에너지분산형 X선 분광(EDAX)으로 분석한 결과 그래프이다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩을 겔화율 측정하기 전후의 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩의 인장강도를 측정한 그래프이다.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명은, 향상된 탄성과 신율을 갖는 폴리우레탄 필름, 및 상기 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나 이상으로 구성된 부직포를 포함하는 시트형태의 지지층; 및

상기 시트형태의 지지층 상에 형성되고, 합성 고분자 및 천연 고분자를 포함하는 하이드로겔 층을 포함하고,

상기 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함하고,

턱, 볼 및 그 주위의 피부를 덮는 형상의 시트이고, 상기 시트의 양단에 귀에 걸어 고정되도록 구비되는 마스크 팩을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩은 도 1에 나타낸 바와 같이, 양단이 길이방향으로 절개되어 상,하측에 각각 제1 및 제2 시트부(A,B)가 구비된 마스크 팩 본체; 상기 마스크 팩 본체의 중앙에 개방형으로 구비되는 입술부(12); 상기 제1 시트부(A) 측에 구비되는 제1 귀걸이용 절개부(11); 및 상기 제2 시트부(B) 측에 구비되는 제2 귀걸이용 절개부(21)를 포함할 수 있다.

여기서 마스크 팩 본체는 피부 및 수염에 보습 및 영양을 공급하기 위해 사용자의 얼굴부위에 밀착되는 것으로 양단이 길이방향으로 절개되어 상,하측에 각각 제1 및 제2 날개부(10,20)가 구비된다.

상기 마스크 팩의 제1 시트부(A)의 중앙측에는 입술부(12)가 구비되는데, 상기 입술부(12)는 마스크 팩 본체가 사용자의 얼굴에 밀착될 때 이를 통해 원활한 호흡을 가능하게 하고, 접착성 미용성분이 입으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 상기 입술부(12) 하측에는 턱 고정부(13)가 형성되는데, 턱 고정부(13)는 마스크 팩 본체가 사용자의 턱 부위에 고정될 수 있도록 하는 것으로, 상기 제1 날개부(10) 및 제2 날개부(20)를 잡아당겨 귀 부위에 고정하는 과정에서 마스크 팩 본체가 좌, 우로 이동되지 않고 얼굴 부위에 정위치할 수 있도록 한다.

상기 제1 날개부(10)는 마스크 팩 본체의 상측 양단에 구비하는데, 사용자 얼굴의 볼, 인중 및 턱에 밀착 위치된 마스크 팩 본체를 1차적으로 잡아당겨 귀 부위에 고정시키는 역할을 하는 것으로, 제1 날개부(10)의 단부에는 귀에 고정될 수 있도록 제1 귀걸이용 절개부(11)가 구비된다.

이러한 제1 날개부(10)는 양측 부위가 잡아당겨진 상태로 귀 부위에 고정되어 양측 볼과 턱 부위에 수분 및 영양을 공급하는데 있어 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 제2 날개부(20)는 마스크 팩 본체의 하측 양단에 구비하는데, 사용자의 하부 턱에 밀착 위치된 마스크 팩 본체를 2차적으로 잡아당겨 귀 부위에 고정시키는 역할을 하는 것으로, 제2 날개부(20)의 단부에는 귀에 고정될 수 있도록 제2 귀걸이용 절개부(21)가 구비된다.

이러한 제2 날개부(20)는 양측 부위가 잡아당겨진 상태로 귀 부위에 고정되어 하부 턱에 수분 및 영양을 공급하는데 있어 턱 부위를 힘있게 감싸주어 안정적으로 고정될 수 있고, 동시에 사용자의 얼굴을 리프팅하는 역할을 한다.

또한, 제1 날개부(10)와 제2 날개부(20)에 의해 마스크 팩 본체가 얼굴에 힘있게 밀착 고정될 뿐만 아니라, 입술부(12) 및 턱 고정부(13)에 의해 마스크 팩 본체가 얼굴에서 이동되지 않게 해줌으로써 마스크 팩을 착용한 상태에서도 자유로운 활동이 가능하게 된다. 또한, 얼굴에 난 수염을 모두 덮을 수 있고 최소 30분 이상 착용하더라도 마르거나 착용부위가 아프지 않아 착용감이 우수한 마스크 팩을 제공할 수 있다.

상기 마스크 팩 본체는 시트형태의 지지층 및 상기 시트형태의 지지층 상이 형성되는 하이드로겔 층을 포함하는 하이드로겔 복합체로 구성된다.

상기 시트형태의 지지층은 폴리우레탄 필름 및 상기 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴 중 하나 이상을 포함하는 부직포를 포함한다.

본 발명의 마스크 팩은 향상된 탄성과 신율을 갖는 폴리우레탄 필름을 포함하여 비어드 마스크 또는 리프팅 밴드로 사용시 찢어짐 없이 원하는 부위에 착용이 가능하고, 착용부위가 아프지 않아 우수한 착용감을 가질 수 있다.

상기 시트형태의 지지층은 폴리우레탄 필름 상에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나로 구성된 부직포가 적층된 구조일 수 있다.

상기 부직포의 두께는 0.1mm 내지 1mm 또는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.

구체적으로, 상기 부직포는 부직포 내에 캐비티가 구비되고, 상기 캐비티는 부직포의 단면을 기준으로 상하로 형성되되 상하 중 어느 하나는 닫힌 구조일 수 있다. 상기와 같은 구조의 부직포를 포함하여 하이드로겔 층이 형성되었을 때 부직포 하단부로 흘러내리지 않으면서도 부직포 사이로 공기는 통과할 수 있다.

또한, 상기 부직포는 플라즈마를 이용한 표면 처리하여 극성이 부여된 것일 수 있다. 이와 같이 플라즈마 표면 처리된 부직포는 표면에 극성이 부여되어 하이드로겔 층과의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 하이드로겔 층은 시트형태의 지지층의 일면에 형성되되, 합성 고분자 및 천연고분자를 포함한다. 구체적으로, 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함한다.
상기와 같은 합성 고분자는 전자빔 조사 시 고분자가 가교되면서 하이드로 겔을 형성한다.
즉, 상기 합성 고분자는 전자빔 가교 가능한 고분자로 구비할 수 있으며, 5 내지 10 MeV 크기의 에너지를 갖는 전자빔을 15 kGy 내지 25 kGy의 조사선량으로 조사하여 가교시킬 수 있다.

상기와 같은 천연 고분자는 하이드로겔 전구체 용액의 점도를 향상시켜 프리-겔(pre-gel)을 형성하여 하이드로겔 층 형성 시 균일한 모양을 형성하도록 한다.
즉, 상기 천연 고분자는 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위해 사용된다.

예를 들어, 상기 하이드로겔 층은 시트형태의 지지층 상에 형성되되, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난 및 로커스트빈 검을 포함할 수 있다.

상기와 같이 합성고분자를 포함하는 경우 시트형태의 지지층에 하이드로겔 층이 침투된 형태일 수 있고, 천연고분자를 포함하는 경우 시트형태의 지지층 표면에 하이드로겔 층이 코팅된 형태일 수 있다. 상기 카라기난은 카파카라기난일 수 있고, 이를 포함하여 상온에서 적절한 강도를 갖는 물리적 겔을 형성할 수 있다.

또한, 상기 하이드로겔 층은 전자빔 조사에 의해 시트형태의 지지층과 그라프팅 결합되어 내구성 및 강도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 하이드로겔 층은 하기 화학식 1과 같이 전자빔 조사에 의해 가교된 폴리비닐피롤리돈(PVP)일 수 있다.

[화학식 1]

상기 하이드로겔 층의 두께는 두께는 0.5mm 내지 10mm 또는 0.5mm 내지 5mm일 수 있다.

상기 하이드로겔 층은 서양장미꽃, 창포, 상백피, 병풀, 녹차, 쑥, 의이인 및 천궁 중 어느 하나 이상의 추출물을 더 포함할 수 있다. 상기 하이드로겔 층에 상기와 같은 추출물을 포함하여 턱 및 볼 부분의 피부에 수분 및 영양을 공급할 뿐만 아니라 수염에도 수분 및 영양을 공급할 수 있다.

본 발명의 마스크 팩은 상기와 같은 하이드로겔 층을 포함하여 피부 및 수염에 보습과 영양분을 제공하고 햇빛과 더위에 지친 피부에 쿨링감을 줄 수 있다.

본 발명의 마스크 팩은 폴리우레탄을 포함하는 시트형태의 지지층 상에 하이드로겔 층을 형성한 후 전자빔을 조사하여 가교시켜 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 마스크 팩의 인장강도는 1000 kPa 내지 2500 kPa, 1200 kPa 내지 2400 kPa 또는 1200 kPa 내지 2300 kPa일 수 있다.

또한, 본 발명은, 합성 고분자 및 천연 고분자를 물에 용해시켜 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계;

제조한 하이드로겔 전구체 용액을 코팅기를 이용하여 시트형태의 지지층 상에 코팅하여 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계;

상기 하이드로겔 복합체를 턱, 뺨 및 그 주위의 피부를 덮는 형태로 재단하는 단계; 및

상기 재단된 하이드로겔 복합체에 15 내지 25kGy의 선량으로 전자빔을 조사하는 단계를 포함하고,

상기 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함하는 마스크 팩의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 팩은 도 2에 나타낸 바와 같이, 하이드로겔 전구체 용액 제조 단계(S100); 하이드로겔 복합체 제조 단계(S200); 재단하는 단계(S300); 밀봉 포장하는 단계(S400); 및 전자빔을 조사하는 단계(S500)로 이루어질 수 있다.

상기 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계(S100)는 합성 고분자 및 천연 고분자를 물에 용해시켜 하이드로겔 층을 제조하기 위한 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계이다.

구체적으로, 합성 고분자는 전자빔 가교 가능한 고분자로서 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 천연 고분자는 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위한 것으로서 카라기난, 아가, 로커스트빈검, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함한다.
상기와 같은 합성 고분자는 전자빔 조사 시 고분자가 가교되면서 하이드로 겔을 형성한다.

상기와 같은 천연 고분자는 하이드로겔 전구체 용액에 점도를 향상시켜 프리-겔(pre-gel)을 형성하여 하이드로겔 층 형성 시 균일한 모양을 형성하도록 한다.

또한, 상기 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계(S100)는 합성 고분자 1중량% 내지 10중량% 또는 1중량% 내지 5중량%; 및 천연 고분자 2중량% 내지 10중량%을 증류수에 용해시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계(S100)는 폴리비닐피롤리돈(PVP) 1중량% 내지 10중량% 또는 1중량% 내지 5중량%, 카라기난 2중량% 내지 5중량% 또는 2중량% 내지 4중량%, 및 로커스트빈 검 1중량% 내지 5중량% 또는 1중량% 내지 3중량%의 비율로 증류수에 용해시킬 수 있다.

상기 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계(S100)는 합성 고분자인 폴리비닐피롤리돈(PVP) 또는 천연 고분자인 로커스트빈 검 중 하나와 분산제인 카라기난을 증류수에 용해시켜 제조할 수 있다.

상기와 같이 합성 고분자를 첨가하는 경우 시트형태의 지지층에 코팅할 때 시트형태의 지지층 내에 하이드로겔 층이 침투될 수 있고, 천연 고분자를 첨가하는 경우 시트형태의 지지층에 코팅할 때 시트형태의 지지층 표면에 하이드로겔 층이 형성될 수 있다.

상기 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계(S100)는 서양장미꽃, 창포, 상백피, 병풀, 녹차, 쑥, 의이인 및 천궁 중 어느 하나 이상의 추출물 더 혼합할 수 있다. 상기와 같은 추출물을 포함하여 본 발명의 마스크 팩은 피부뿐만 아니라 수염에도 영양을 공급할 수 있다.

상기 전구체 용액을 제조하는 단계(S100) 이전에는 추출물을 준비하는 단계를 더 포함하고, 상기 추출물은 서양장미꽃, 병풀 및 의이인으로 이루어지며,

상기 추출물을 준비하는 단계는, 상기 서양장미꽃, 병풀 및 의이인 각각을 수세한 후 음건하고, 상기 음건된 서양장미꽃, 병풀 및 의이인을 에탄올을 이용하여 3회 이상 반복 환류하여 추출할 수 있다.

상기 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계(S200)는 코팅기를 이용하여 상기 제조한 하이드로겔 전구체 용액을 시트형태의 지지층 상에 코팅하여 하이드로겔 층을 형성하여 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계이다.

상기 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계(S200)는 롤러 코팅기를 이용하여 상기 하이드로겔 전구체 용액을 시트형태의 지지층 상에 0.1mm 내지 1mm의 두께로 코팅할 수 있고, 상기 시트형태의 지지층은 0.1mm 내지 0.5mm의 두께를 가질 수 있다.

상기 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계(S200)는 롤러 코팅기를 사용하여 코팅함으로써 하이드로겔이 시트형태의 지지층에 흡수되어 제조된 마스크 팩의 두께를 감소시킬 수 있다.

상기 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계(S200)는 폴리우레탄 필름 상에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나로 구성된 부직포를 사용할 수 있다.

상기와 같이 폴리우레탄을 포함하여 탄성을 갖는 시트형태의 지지층을 사용함으로써 착용했을 때 끊어짐이나 느슨해짐 없이 마스크 팩을 착용할 수 있다.

상기 재단하는 단계(S300)는 시트형태의 지지층 상에 하이드로겔 층이 코팅된 형태의 하이드로겔 복합체를 사용자 얼굴에 맞도록 재단하는 단계이다.

상기 재단하는 단계(S300)는 상기 하이드로겔 복합체를 턱, 뺨 및 그 주위의 피부를 덮는 형태로 재단할 수 있다.

구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 양단이 길이방향으로 절개되어 상,하측에 각각 제1 및 제2 시트부(A,B)가 구비된 마스크 팩 본체; 상기 마스크 팩 본체의 중앙에 개방형으로 구비되는 입술부(12); 상기 제1 시트부(A) 측에 구비되는 제1 귀걸이용 절개부(11); 및 상기 제2 시트부(B) 측에 구비되는 제2 귀걸이용 절개부(21)를 형성하도록 재단할 수 있다.

상기 재단하는 단계(S300)는 상기 하이드로겔 복합체를 상기 서술한 형태에 맞게 다이커팅(Die-cutting)하여 재단할 수 있다.

상기와 같이 재단하는 경우 재단 시 가장자리부분의 올 빠짐 현상 없고, 귀에 걸어 고정하기 위한 절개부를 형성하더라도 형태 안정성을 유지할 수 있다.

상기 밀봉 포장하는 단계(S400)는 상기 재단된 하이드로겔 복합체를 외부의 오염으로부터 보호하기 위해 밀봉 포장하는 단계이다.

상기 밀봉 포장하는 단계(S400)는 알루미늄 파우치에 재단된 하이드로겔 복합체를 넣고 밀봉하여 포장할 수 있다.

상기 전자빔을 조사하는 단계(S500)는 밀봉 포장된 하이드로겔 복합체에 일정 크기의 에너지를 갖는 전자빔을 조사하여 가교시킴으로써 마스크 팩을 제조하는 단계이다.

상기 전자빔을 조사하는 단계(S500)는 밀봉 포장된 하이드로겔 복합체에 5 내지 10 MeV 크기의 에너지를 갖는 전자빔을 15 kGy 내지 25 kGy의 조사선량으로 조사하여 가교시킬 수 있다.

상기 전자빔을 조사하는 단계(S500)는 상기와 같이 전자빔을 조사하여 상기 하이드로겔 복합체의 시트형태의 지지층과 하이드로겔 층이 그라프팅 결합하여 시트형태의 지지층과 하이드로겔 층의 결합력을 증가시켜 우수한 내구성 및 강도를 나타낼 수 있다.

예를 들어, 상기 전자빔을 조사하는 단계(S500)는 전자빔 조사에 의해 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 가교된 형태일 수 있다.

구체적으로, 하기 화학식 1과 같이 전자빔 조사에 의해 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 가교시킬 수 있다.

[화학식 1]

상기 전자빔 조사단계(S500)는 상기와 같이 전자빔을 조사하여 가교함으로써 가교와 동시에 멸균되기 때문에 방부제나 보존제를 넣지 않아도 세균이나 곰팡이 등에 오염되지 않는 인체 친화적인 하이드로겔을 포함하는 마스크 팩을 제조할 수 있다.

한편, 이하에서는 상술한 단계의 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 마스크 팩에 대한 물성 특성 및 평가를 위한 테스트를 실시하였다.

테스트를 위한 실시예의 마스크 팩은 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카파카라기난(κC), 로커스트빈검(Locust Bean Gum, LBG) 및 염화칼륨(KCl)을 하기 표 1과 같이 60℃의 증류수에 용해시켜 전구체 용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 전구체 용액을 상온에서 롤러 코팅기를 이용하여 폴리우레탄이 포함된 폴리프로필렌 부직포에 약 1mm 두께로 코팅한 후 상온에서 전자빔 가속기 10 MeV Linear accelerator(8 kW, Mevex)를 사용하여 전자빔 조사 선량 0 내지 25 kGy의 조건으로 전자빔 가교 공정을 수행하여 마스크 팩 샘플을 제조하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 5
PVP(wt%)	2	2	2	2	2	0
카파카라기난(wt%)	4	4	4	4	4	2
로커스트빈 검(wt%)	-	-	-	-	-	1
KCl(wt%)	-	-	-	-	-	1
정제수(wt%)	94	94	94	94	94	96
부직포 두께 중량(g/m2)	50	50	50	50	50	50
코팅량/부직포 중량비	40	40	40	40	40	40
선량(kGy)	5	10	15	20	25	15

비교군으로서, 비교예 1은 폴리우레탄을 포함하는 폴리프로필렌 부직포이고, 비교예 2는 전자빔을 조사하지 않는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 마스크 팩 샘플을 제조하였고, 비교예 3은 코팅기 대신 어플리케이터를 사용한 것을 제외하고 실시예 3과 동일한 방법으로 마스크 팩 샘플을 제조하였고, 비교예 4는 전자빔을 조사하지 않는 것을 제외하고는 비교예 5와 동일한 방법으로 마스크 팩 샘플을 제조하였다.본 발명에 있어 마스크 팩의 형태를 확인하기 위해서, 상기 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 4 및 비교예 5의 마스크 팩을 대상으로 표면 및 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영하였으며, 그 결과를 하기 도 3 내지 도 6에 나타내었다.

도 3은 전자빔 조사 선량에 따른 마스크 팩의 특성을 비교하기 위한 것으로, 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2의 마스크 팩의 표면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.

도 3을 살펴보면, 코팅 후 조사하기 전에 용액이 원단에 단순히 스며들어 있는 것으로 보이고, 전자빔을 조사하면 가교가 되면서 표면에 코팅이 되는 것을 확인할 수 있다. 전자빔 조사 선량이 증가할수록 표면이 크랙(crack)없이 깨끗해지는 것을 볼 수 있고, 20kGy부터는 원단 섬유(filament)에 용액이 코팅이 되어 섬유의 두께가 점점 두꺼워지는 것을 볼 수 있다.

도 4는 전자빔 조사 선량에 따른 마스크 팩의 특성을 비교하기 위한 것으로, 실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2의 마스크 팩의 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.

도 4를 살펴보면, 조사 선량이 증가할수록 하이드로겔이 코팅된 부분의 두께가 감속하는데, 이는 가교되어 당겨지는 부분이 증가해 수축되는 것으로 보인다.

도 5는 고분자 종류(합성고분자 및 천연고분자)에 따른 마스크 팩의 특성을 비교하기 위한 것으로, 실시예 3, 비교예 1, 비교예 4 및 비교예 5의 마스크 팩의 표면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.

도 5를 살펴보면, 합성고분자를 포함하는 경우(비교예 1 및 실시예 3)는 전자빔 조사 전(비교예 1)에는 용액이 원단 사이로 스며들어 부분적으로 물리적 겔을 형성하고 있는 것을 볼 수 있고, 전자빔 조사 후(실시예 3)에는 용액이 표면에 코팅되어진 것을 확인할 수 있다. 이와 비교하여 천연 고분자만을 포함하는 경우(비교예 4 및 비교예 5)은 코팅과 동시에 겔이 굳어서 전자빔 조사 전(비교예 4)에도 표면에 용액이 코팅된 것을 볼 수 있고, 이는 원단 사이로 스며들기 전에 이미 물리적 겔이 형성된 것으로 보인다. 또한, 전자빔 조사 후(비교예 5)에는 고분자 주쇄가 깨지면서 크랙(crack)이 생기며 겔이 깨지는 것을 볼 수 있다.

도 6은 고분자 종류(합성 고분자 및 천연 고분자)에 따른 마스크 팩의 특성을 비교하기 위한 것으로, 실시예 3, 비교예 1, 비교예 4 및 비교예 5의 마스크 팩의 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.

도 6을 살펴보면, 합성고분자를 포함하는 경우(비교예 1 및 실시예 3)의 경우 코팅 시 용액이 바닥까지 스며들며, 전자빔 조사 후(실시예 3)에는 용액들이 가교가 되며 위쪽으로 원단을 당기며 수축하여 두께가 얇아지는 것을 알 수 있다. 그러면서 아래 코팅이 되지 않는 공간이 생기는 것을 알 수 있다. 반면 천연고분자를 포함하는 경우(비교예 4 및 비교예 5)은 표면 주사전자 현미경 이미지에서 확인한 것과 같이 코팅과 동시에 표면에 용액이 코팅되어 전자빔 조사 전(비교예 5)과 전자빔 조사 후(비교예 4)의 마스크 팩의 두께가 유사한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 있어 코팅 방법에 따른 마스크 팩의 형태를 확인하기 위해 상기 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 3의 마스크 팩을 대상으로 표면 및 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영하였으며, 그 결과를 하기 도 7에 나타내었다.

도 7의 (a)는 코팅 방법에 따른 마스크 팩의 표면을 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지고, (b)는 코팅 방법에 따른 마스크 팩의 단면을 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 도 7을 살펴보면, 표면의 경우는 코팅 방법에 따른 이미지 차이는 없는 것을 확인할 수 있고, 단면의 경우는 코팅 방법에 따라 하이드로겔이 시트형태의 지지층에 흡수되는 두께와 코팅 후 마스크 팩의 전체적인 두께가 상이한 것을 확인할 수 있다. 실시예 3과 같이 코팅기를 이용한 경우, 롤러로 코팅하면서 전체적인 두께가 감소하는 것을 알 수 있다.

아울러, 본 발명에 있어 마스크 팩의 성분분석을 확인하기 위해서, 상기 실시예 3, 비교예 4 및 비교예 5를 대상으로 에너지분산형 X선 분광(EDAX)으로 분석하였으며, 그 결과는 도 8 내지 도 10에 나타내었다.

도 8은 실시예 3의 마스크 팩의 에너지분산형 X선 분광(EDAX)분석 결과 그래프이다. 도 8을 살펴보면, 실시예 3의 마스크 팩의 필라멘트 부분은 주로 탄소 및 산소로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 합성고분자가 확인되는 것이다. 실시예 3의 마스크 팩의 겔 부분은 탄소 및 산소는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난을 구성하는 원소이고, 황은 카라기난, 칼륨 및 염소는 카라기난에 포함되어 있는 KCl로 확인되며, 분자량이 낮은 질소는 검출이 안되는 것으로 확인된다.

도 9는 비교예 4의 마스크 팩의 에너지분산형 X선 분광(EDAX)분석 결과 그래프이다. 도 9를 살펴보면, 비교예 4의 마스크 팩의 필라멘트는 칼륨 및 염소로 구성되는 것을 확인할 수 있고, 비교예 4의 마스크 팩의 겔 부분은 탄소 및 산소는 LBG 및 카라기난을 구성하는 원소이고, 황은 카라기난, 칼륨 및 염소는 카라기난에 포함되어 있는 KCl 및 추가로 첨가한 KCl을 확인할 수 있다.

도 10은 비교예 5의 마스크 팩의 에너지분산형 X선 분광(EDAX)분석 결과 그래프이다. 도 10을 살펴보면, 비교예 5의 눈꽃같이 생긴 부분을 확인할 수 있는데, 눈꽃같이 생긴 부분은 주로 칼륨 및 염소로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있고, 이는 무기고분자들이 녹았다가 건조되면서 눈꽃 모양 결정이 형성된 것임을 알 수 있다. 비교예 5의 겔 부분은 탄소 및 산소는 LBG 및 카라기난을 구성하는 원소이고, 황은 카라기난, 칼륨 및 염소는 카라기난에 포함되어 있는 KCl 및 추가로 첨가한 KCl을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어 마스크 팩의 겔화율을 측정하기 위해서, 상기 실시예 1 내지 실시예 5의 마스크 팩을 가로 2.5cm 세로 2.5cm의 정사각형 샘플을 제조하여 무게를 측정하였다. 그런 다음 측정된 샘플을 증류수가 담긴 100mL병에 넣고, 진탕 항온수조 40℃, 60 rpm으로 24시간 동안 작동시킨 후, 샘플을 꺼내 75℃의 오븐에 넣고 일정 무게에 이를 때까지 건조시킨 후 건조된 겔의 무게를 측정한 후 하기 식 1에 의해 겔화율을 계산하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[식 1]

겔화율= (W3 - W1)/(W2 - W1) Х100

W1 : 샘플에서 시트형태의 지지층 부분 무게이고,

W2 : 오븐에 건조된 후의 무게이고,

W3 : 증류수에 Soaking해서 겔화되지 않은 잔류물을 제거한 후 오븐에 건조한 무게이다.

		W1	W2	W3	겔화율
실시예 1	5kGy-1	0.1047	0.1446	0.1048	0.2506
	5kGy-2	0.0995	0.1238	0.0995	0.0000
	5kGy-3	0.1062	0.1272	0.1064	0.9524
	평균값				0.4010
실시예 2	10kGy-1	0.1043	0.1319	0.1135	33.3333
	10kGy-2	0.1020	0.1241	0.1070	22.6244
	10kGy-3	0.1099	0.1394	0.1196	32.8814
	평균값				29.6130
실시예 3	15kGy-1	0.1042	0.1275	0.1150	46.3519
	15kGy-2	0.1082	0.1352	0.1216	49.6296
	15kGy-3	0.1019	0.1245	0.1131	49.5575
	평균값				48.5130
실시예 4	20kGy-1	0.1035	0.1315	0.1174	49.6429
	20kGy-2	0.1029	0.1234	0.1119	43.9024
	20kGy-3	0.1045	0.1326	0.1194	53.0249
	평균값				48.8567
실시예 5	25kGy-1	0.1049	0.1286	0.1192	60.3376
	25kGy-2	0.1079	0.1338	0.1239	61.7761
	25kGy-3	0.1031	0.1306	0.1207	64.0000
	평균값				62.0379

표 2를 살펴보면, 조사되는 전자빔의 선량이 증가함에 따라 겔화율이 0.4%(실시예 1)에서 62%(실시예 5)로 증가하는 것을 확인할 수 있다.이와 더불어, 비교예 1, 실시예 3 및 실시예 5의 마스크 팩을 대상으로 겔화율 측정하기 전후의 표면 및 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)을 촬영하였으며, 그 결과는 도 11 및 도 12에 나타내었다.

도 11는 비교예 1, 실시예 3 및 실시예 5의 마스크 팩을 대상으로 겔화율 측정하기 전(a)과 겔화율 측정한 후(b)의 마스크 팩 표면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다. 도 11를 살펴보면, 5kGy 조사한 실시예 3는 진탕 항온수조에서 40℃, 24시간 동안 소킹(soaking)한 후 하이드로겔이 거의 씻겨나가는 것을 확인할 수 있고, 15kGy 조사한 실시예 5는 소킹한 후에도 하이드로겔의 대부분이 많이 남아있는 것을 확인할 수 있다.

도 12는 비교예 1, 실시예 3 및 실시예 5의 마스크 팩을 대상으로 겔화율 측정하기 전(a)과 겔화율 측정한 후(b)의 마스크 팩 단면을 전계방사형 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다. 도 12를 살펴보면, 5kGy 조사한 실시예 3는 진탕 항온수조에서 40℃, 24시간 동안 소킹(soaking)한 후 하이드로겔이 거의 씻겨나가 원단을 잡아주고 있던 부분이 풀리며 두께가 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 25kGy 조사한 실시예 5는 소킹한 후 겔화된 부분이 씻겨 나가지 않고 대부분이 많이 남아있는 것을 확인할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 있어 마스크 팩의 인장강도를 측정하기 위해서, 상기 실시예 1 내지 실시예 5의 마스크 팩을 2.5cm(가로)×2.5cm(세로)의 직사각형으로 잘라 샘플을 준비하고, ASTM D3574에 의거하여 인장시험기에 적당한 표선거리(7~10cm)를 유지하며 위 아래 지그에 고정시킨 후 샘플을 300mm/min 속도로 잡아당겨 1분 동안의 최대 인장 하중을 측정하였고, 원하는 폭의 하중값으로 환산하여 결과값을 나타냈으며, 그 결과를 도 13에 나타내었다.

도 13은 실시예 1 내지 실시예 5의 마스크 팩의 인장강도 측정 그래프이다. 도 13을 살펴보면, 조사 선량이 증가함에 따라 인장강도가 높아지는 것을 확인할 수 있고, 모든 마스크 팩의 신율은 200% 이상을 나타낸다. 이는 선량 중가에 따라 겔화율이 높아지고 겔과 시트형태의 지지층 사이의 상용성이 좋아서 상호 보완적인 역할을 함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.

A: 제1 시트부, 10: 제1 날개부, 11: 제1 귀걸이용 절개부
12: 입술부, 13: 턱 고정부
B: 제2 시트부, 20:제2 날개부, 21: 제2 귀걸이용 절개부,
S100: 하이드로겔 전구체 용액 제조 단계
S200: 하이드로겔 복합체 제조 단계
S300: 재단하는 단계
S400: 밀봉 포장하는 단계
S500: 전자빔을 조사하는 단계

Claims (14)

1. 전자빔 조사에 의한 가교를 통해 시트형태의 지지층 상에 하이드로겔 층을 형성하는 마스크 팩에 있어서,
   탄성과 신율을 갖는 폴리우레탄 필름, 및 상기 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나 이상으로 구성된 부직포를 포함하는 시트형태의 지지층; 및
   상기 시트형태의 지지층 상에 형성되고, 전자빔 가교 가능한 합성 고분자와 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위한 천연 고분자를 포함하는 하이드로겔 층을 포함하되,
   상기 하이드로겔 층은 5 내지 10 MeV 크기의 에너지와 15 kGy 내지 25 kGy의 조사선량으로 전자빔 조사에 의한 합성 고분자의 가교를 통해 시트형태의 지지층 상에 그라프팅 결합되며,
   상기 전자빔 가교 가능한 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고,
   상기 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위한 천연 고분자는 로커스트빈검, 카라기난, 아가, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함하고,
   턱, 볼 및 그 주위의 피부를 덮는 형상의 시트이고, 상기 시트의 양단에 귀에 걸어 고정되도록 구비되는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 부직포는 부직포 내에 캐비티가 구비되고, 상기 캐비티는 부직포의 단면을 기준으로 상하로 형성되되 상하 중 어느 하나는 닫힌 구조인 것을 특징으로 하는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩.
4. 제3항에 있어서,
   상기 부직포는 플라즈마를 이용한 표면 처리하여 극성이 부여된 것을 특징으로 하는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 전자빔 가교 가능한 합성 고분자 1중량% 내지 10중량%와 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위한 천연 고분자 2중량% 내지 10중량%을 증류수에 용해시켜 하이드로겔 전구체 용액을 제조하는 단계;
   상기 제조한 하이드로겔 전구체 용액을 코팅기를 이용하여 시트형태의 지지층 상에 코팅하여 하이드로겔 층을 갖는 하이드로겔 복합체를 제조하는 단계;
   상기 하이드로겔 복합체를 턱, 뺨 및 그 주위의 피부를 덮는 형태로 재단하는 단계;
   상기 재단된 하이드로겔 복합체를 밀봉 포장하는 단계; 및
   상기 밀봉 포장된 하이드로겔 복합체에 5 내지 10 MeV 크기의 에너지와 15 kGy 내지 25 kGy의 조사선량으로 전자빔을 조사함으로써 합성 고분자의 가교를 통해 하이드로겔 층을 시트형태의 지지층에 그라프팅 결합시키는 단계; 를 포함하는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 시트형태의 지지층은 탄성과 신율을 갖는 폴리우레탄 필름, 및 상기 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중 하나 이상으로 구성된 부직포를 포함하고,
   상기 전자빔 가교 가능한 합성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 및 폴리아크릴산(PAA) 중 어느 하나 이상을 포함하고,
   상기 점도 향상에 의한 결합력 증대를 위한 천연 고분자는 로커스트빈검, 카라기난, 아가, 알긴산, 젤라틴 중 하나 이상을 포함하는 전자빔 조사에 의한 가교를 이용한 탄성이 우수한 마스크 팩의 제조방법.
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