KR20160027318A - 미용시트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 미용시트는 수용성 고분자 물질과 기능성 물질을 함께 전기방사하여 나노섬유 웹 형태로 형성되고 수분에 의해 용융되는 미용층과, 상기 미용층에 분리 가능하게 부착되어 상기 미용층을 얼굴에 부착하고 야외활동을 할 때 상기 미용층의 수분을 유지하는 보습 유지층로 구성되어, 미용시트를 얼굴에 부착하고 야외 활동을 할 때 미용층이 피부에 흡수되는 동안 수분이 마르는 것을 방지할 수 있고, 미용층이 전부 얼굴에 흡수되어 없어지면 보습 유지층이 얼굴에서 분리되므로 사용이 편리하다.

Description

미용시트 및 그 제조방법{Cosmetic Sheets and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 피부에 부착시 물 등의 수분에 의하여 녹음으로써 영양물질을 효과적으로 피부에 흡수시키는 미용시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 일반적인 미용시트는 부직포상에 천연 추출물, 단백질, 비타민 등의 영양 물질을 포함하는 에센스를 함유시켜, 미백, 주름개선, 수분공급, 피부 트러블 완화, 피부 탄력 부여, 항균 등의 기능을 가지도록 제조되어 왔다.
하지만, 종래의 미용시트는 부직포를 기반으로 제조되므로 피부와 접촉하는 계면에서 충분한 밀착이 이루어지지 않아 유효성분을 피부의 깊은 곳까지 충분히 전달할 수 없었으며, 과량의 에센스를 첨가하여 피부와의 접착력이나 부착력을 향상시켜왔다.
따라서 종래 미용시트를 부착하고 활동하는데 미용시트 자체의 자중에 의한 흘러내림과 초과된 에센스의 흘러내림에 의해 사용이 불편하고, 불쾌한 느낌을 초래하였으며, 에센스가 낭비되는 단점도 있었다. 또한 미용시트를 착용하게 되면 일상적인 활동이 어렵게 되는 경우도 많아 착용시간 내내 누워있게 되기도 한다.
이러한 단점을 해결하기 위해 최근에는 하이드로겔 미용시트가 많이 사용되고 있다. 하이드로겔 미용시트는 착용감이 우수하여 일상적인 활동이 가능하기는 하나 두께가 두꺼워 밀착성에 한계가 있을 뿐만 아니라 착용 시간이 지난 후에는 별도로 떼어 내어야 하는 불편함이 있었다.
최근, 직경 1㎛ 미만의 나노섬유를 형성하는 방법으로 전기방사에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 전기방사 방법에 의해 제조된 나노섬유는 제조와 동시에 3차원 세공구조를 갖는 적층구조로 형성됨으로써 각종 필터용 소재, 투습방수 기능을 활용한 초경량 기능성 의류, 기공 특성 및 거대 표면적을 이용한 바이오 메디컬용 소재, 후처리 과정을 통한 무기소재 및 탄소재료 등 산업용, 의료용 분야를 포함하여 다양한 분야에 적용이 가능하다.
특히, 미용분야에 있어 나노섬유는 기존 부직포에 비해 월등히 큰 피부 접촉면적을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 상온, 상압에서 방사가 가능하여 각종 기능성 물질을 방사용액에 혼합하여 방사와 동시에 기능성 물질이 탑재된 나노섬유 형태로 제조가 가능하게 되었다.
종래의 미용시트는 한국 공개특허 10-2011-080066호에 개시된 바와 같이, 부직포상에 2중층의 나노섬유층을 형성하고, 상기 2중층의 나노섬유층 상에 플라즈마로 표면 처리한 피부 미용시트를 제안하고 있다. 그러나 이 기술은 부직포상에 나노섬유층을 복합화하는 공정과 플라즈마 처리 등의 2차 공정을 포함하여 공정비용이 상승할 뿐만 아니라, 부직포가 부가되어 있어 미용시트를 착용하고 활동하는데 불편함을 초래하는 문제가 있다.
또한, 부직포와 나노섬유층을 복합화 하는데 화학적 접착제 등을 사용한 라미레이션, 열접합 또는 초음파 본딩 등의 공정이 필요하게 되고, 접착제 등을 사용하지 않을 경우 기능성 에센스나 수분 등에 의해 부직포와 나노섬유층 간의 박리가 일어날 가능성도 있다.
더욱이, 2중층 구조의 나노섬유를 방사하는데 있어 코어/쉘 형태로 방사하여 코어 부분은 폴리우레탄 등으로 하고, 피부와 접촉하는 쉘 부분은 생분해성 고분자를 이용하여 피부와의 트러블을 최소화하려 했으나 독성 용매의 사용으로 인해 잔류용매를 100% 제거하지 않을 경우 잔류용매에 의한 2차 오염의 문제를 가지고 있다.
특히, 상기 종래기술에서 사용한 대부분의 생분해성 고분자는 소수성 특성으로 인해 플라즈마 공정을 통해 친수화 처리하는 것이 반드시 필요하므로 공정비용의 상승은 물론 방사시 탑재된 기능성 물질의 변질을 야기할 수 있는 문제점도 아울러 가지고 있다.
특허문헌 1: 한국 공개특허 10-2011-080066호
따라서, 본 발명의 목적은 수용성 고분자와 기능성 물질을 함께 전기방사하여 얻어진 나노섬유 웹을 사용함으로써, 수분에 의해 용융되면서 유효성분이 피부에 효과적으로 흡수될 수 있는 미용시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 수용성 고분자의 가교도를 조절하여 수분이나 미스트에 의해 용융되는 속도를 조절할 수 있어 유효성분의 성질에 따라 유효성분이 피부에 전달되는 속도를 조절할 수 있는 미용시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수분에 의해 용융되는 미용층과 수분에 강한 보습 유지층을 상호 적층하여 미용시트를 얼굴에 부착하고 야외 활동을 할 때 미용층이 피부에 흡수되는 동안 수분이 마르는 것을 방지할 수 있는 미용시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 미용층이 수분에 의해 용융되면서 없어지고 미용층과 보습 유지층은 수분에 의해 상호 부착되므로 미용시트를 부착하고 야외활동을 중 수분에 의해 미용층이 녹으면 보습 유지층이 얼굴에서 분리되므로 사용이 편리한 미용시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 미용시트는 수용성 고분자 물질과 기능성 물질을 함께 전기방사하여 나노섬유 웹 형태로 형성되고 수분에 의해 용융되는 미용층과, 상기 미용층에 분리 가능하게 부착되어 상기 미용층을 얼굴에 부착하고 야외활동을 할 때 상기 미용층의 수분을 유지하는 보습 유지층을 포함한다.
상기 보습 유지층은 폴리우레탄 필름으로 형성될 수 있다.
상기 보습 유지층은 수분에 의해 상기 미용층에 부착되어 상호 분리 가능한 형태를 가질 수 있다.
상기 보습 유지층에는 디자인을 아름답게 하는 디자인 인쇄층이 일체로 형성될 수 있다.
상기 보습 유지층은 자외선 차단 성능을 가질 수 있도록 자와선 차단제가 포함될 수 있다.
상기 미용층은 수용성 고분자 물질, 기능성 물질 및 가교제를 함께 용매에 용해한 방사용액을 전기방사하여 직경 1㎛ 미만의 나노섬유를 형성하고, 상기 나노섬유를 축적하여 미세기공을 가지는 나노섬유 웹으로 제조되고, 상기 나노섬유의 함량(평량)은 5-50gsm(gram per square meter) 범위로 설정되고, 피부에 부착시 수분에 의해 상기 나노섬유 웹은 서서히 녹으면서 피부에 흡수되어 제거될 수 있다.
상기 수용성 고분자 물질로는, PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid)으로 구성되는 고분자 물질 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 기능성 물질로는 피부 미백에 도움을 주는 성분, 피부 주름 개선에 도움을 주는 성분, 자외선 차단을 도와주는 성분, 산화방지 성분, 피부와 모발 컨디셔닝 성분 및 항균 성분 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 구성될 수 있다.
또한, 기능성 물질로는 수용성 콜라겐, 식물성 플라티나, 토코페롤, 자일리톨 및 식물성 추출물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있ㅇ며, 이러한 기능성 물질의 첨가 함량은 수용성 고분자 대비 0.5~50wt.% 범위인 것이 바람직하다.
상기 용매는 물이나 알코올, 또는 이들의 혼합용매가 사용될 수 있다.
상기 가교제(cross-linking agent, co-cross-linking agent)로는 TSA(para-toluene sulfonic acid), 폴리우레아-co-포름알데히드(poly(urea-co-formaldehyde), TMPTMA(tri-methylopropane trimethacrylate), DVB(Divinylbenzene), N-(1-하이드록시-2,2-디메톡시에틸)아크릴아미드 (N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide), N,N.- 메틸렌비스아크릴아미드(N,N.- Methylenebisacrylamide), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Ethylene glycol diacrylate), 디(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 보론산(boric acid), 글루타 알데하이드(glutaraldehyde) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 미용시트는 코팩으로 사용될 수 있다.
상기 미용시트는 눈밑에 부착되어 눈밑 주름 및 다크서클을 제거하는 아이패치로 사용될 수 있다.
상기 미용층에는 미용시트를 피부에 부착할 때 떼어내는 릴리스 필름이 부착되고, 상기 미용층 또는 상기 릴리스 필름에는 이들을 쉽게 떼어 낼 수 있도록 하기 위한 분리 손잡이가 형성될 수 있다.
상기 보습유지층에는 보습 유지층과 미용층 사이를 용이하게 분리할 수 있도록 하는 분리 손잡이가 형성될 수 있다.
본 발명의 미용시트 제조방법은 수용성 고분자 물질, 기능성 물질 및 가교제를 물, 알코올 또는 이들의 혼합용매에 함께 용해하여 제조된 방사용액을 전기 방사하여 미세기공을 갖는 나노섬유 웹 형태의 미용층을 형성하는 단계와, 상기 미용층이 서서히 녹으면서 피부에 흡수될 수 있도록 상기 미용층을 가교화 처리하는 단계와, 상기 미용층의 일면에 무기공 타입 보습유지층을 적층하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 미용시트는 수용성 고분자와 기능성 물질을 함께 전기방사하여 얻어진 나노섬유 웹을 사용함으로써, 수분에 의해 용융되면서 유효성분이 효과적으로 피부에 흡수될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 미용시트는 수용성 고분자의 가교도를 조절하여 수분이나 미스트에 의해 용융되는 속도를 조절할 수 있어 유효성분의 성질에 따라 유효성분이 피부에 전달되는 속도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 미용시트는 수분에 의해 용융되는 미용층과 수분에 강한 보습 유지층을 상호 적층하여 미용시트를 얼굴에 부착하고 야외 활동을 할 때 미용층이 피부에 흡수되는 동안 수분이 마르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 미용시트는 미용층이 수분에 의해 용융되면서 없어지고 미용층과 보습 유지층은 수분에 의해 상호 부착되므로 미용시트를 부착하고 야외활동을 중 수분에 의해 미용층이 녹으면 보습 유지층이 얼굴에서 분리되므로 사용이 편리하다.
또한, 본 발명의 미용시트는 나노섬유 웹을 사용함으로써, 비교적 가격이 비싼 기능성 물질이 함유된 경우에도 나노섬유 웹의 특성상 비표면적이 크기 때문에 소량의 기능성 물질만 포함되어도 미용효과를 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미용시트의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 미용시트가 얼굴에 부착된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 미용시트가 얼굴에 부착된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 미용시트가 얼굴에 부착된 사시도이다.
도 5는 본 발며의 미용시트의 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.
도 6은 본 발명에 의해 제조된 PVA 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 완전 가교처리된 PVA 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 PVP 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진이고, (b)는 (a)의 나노섬유의 직경 분포를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라 기능성 물질이 탑재된 PVP 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진이다.
도 10은 본 발명에 의해 제조된 PVA/PVP 복합 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진이다. (a) 배율 100배, (b) 5,000배
도 11은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 PVA/PVP 나노섬유 웹의 가열 캘린더링시 접촉시간에 따라 물에 용해되는 정도를 나타낸 사진이다. 접촉시간; (a) 3초, (b) 10초, (c) 30초
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미용시트의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 미용시트의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미용시트(100)는 수용성 고분자와 기능성 물질을 함께 전기방사하여 나노섬유 웹 형태로 형성되고 수분에 의해 용융되는 미용층(10)과, 미용층(10)에 적층되고 수분에 강한 물질로 형성되며 보습 유지기능을 갖는 보습 유지층(20)을 포함한다.
미용층(10)에는 미용시트(100)를 피부에 부착할 때 떼어내는 릴리스 필름(40)이 부착된다. 여기서, 상기 미용층(10) 또는 상기 릴리스 필름(40)에는 도 2 에 도시된 바와 같이, 이들을 쉽게 떼어 낼 수 있도록 하기 위한 분리 손잡이(41)가 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 분리 손잡이(13)는 릴리스 필름(40)에 형성되는 것이 좋다.
이러한 미용시트(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 얼굴 전체에 부착되는 한 장의 마스크 팩 형태로 형성될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 얼굴 사이즈에 맞게 부분적으로 분리된 제1미용팩(110) 및 제2미용팩(120) 형태로 형성될 수 있다.
또한, 미용시트(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 코의 외면에 감싸지게 부착되어 코의 피지제거 및 코의 미용기능을 수행하는 코팩으로 사용될 수 있다.
또한, 미용시트(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 눈밑에 부착되어 눈밑 주름제거, 다크서클을 제거하는 아이패드로 사용될 수 있다.
미용시트는 이러한 종류 이외에, 미용팩으로 사용될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
보습 유지층(20)은 외관이 고급스러운 느낌을 주고 미용시트를 부착한 상태로 야외활동을 할 때 미용층의 수분이 빠르게 마르는 것을 방지하는 보습 유지기능을 할 수 있는 폴리우레탄 필름으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 보습 유지층(20)에는 미용시트(100)를 부착하고 야외활동 중 자외선을 차단할 수 있도록 자외선 차단제가 포함되어 자외선 차단기능을 수행할 수 있다.
보습 유지층(20)의 표면에는 디자인을 아름답게 할 수 있는 디자인 패턴층(30)이 일체로 형성될 수 있다.
보습 유지층(20)은 미용층(10)에 분리 가능하게 부착된다. 즉, 실내에서만 사용할 경우 보습 유지층(20)을 미용층(10)에서 분리하여 미용층만 얼굴에 부착하여 사용하고, 미용시트를 부착하고 야외활동을 할 경우에는 보습 유지층이 부착된 미용시트를 얼굴에 부착하여 사용한다.
보습 유지층(20)에는 미용층(10)과 보습 유지층(20) 사이를 분리할 때 보습 유지층(20)을 용이하게 떼어낼 수 있도록 하기 위한 분리 손잡이(13)가 형성될 수 있다.
보습 유지층(20)은 미용층(10)의 수분에 의해 미용층(10)에 부착된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 미용층(10)이 얼굴에 전부 흡수되어 없어지면 보습 유지층(20)은 얼굴에서 분리된다.
이와 같은 본 발명의 미용시트(100)는 보습 유지층(20)이 구비되어 미용시트를 부착한 상태로 야외활동을 할 때 유효성분이 피부에 흡수되는 동안 수분이 빠르게 마르는 것을 방지할 수 있다.
즉, 자전거, 조깅, 산책 등 야외에서 활동할 때 태양의 자외선으로부터 얼굴을 보호하기 위해 보호커버를 얼굴에 쓰거나, 자외선 차단제를 얼굴에 바르고 활동을 하게 되는데, 본 발명의 미용시트를 얼굴에 부착한 상태로 야외활동을 하게 되면 미용층(10)이 얼굴에 흡수되면서 미용기능을 수행함과 동시에 보습 유지층(20)이 자외선으로부터 얼굴을 보호하는 기능을 수행하게 된다.
미용층(10)은 친수성 고분자와 기능성 물질을 용매에 용해하여 방사용액을 제조한 후, 방사용액을 전기방사하여 섬유직경 1㎛ 미만인 나노섬유를 형성하고, 이 나노섬유를 축적하여 미세기공을 가지는 나노섬유 웹 형태로 형성한다.
본 발명에 적용되는 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
미용층(10)은 수용성 고분자를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 블렌드(blend) 방사할 수 있으며, 이때 용매는 사용하는 고분자에 대해 상용성을 갖는 물이나 알코올 등을 선택하여 단독 내지는 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고 미용층(10)을 제조할 때 수용성 고분자의 가교화를 위해 방사용액에 가교제를 혼합한다. 일반적으로 고분자 물질을 용해할 때 가열 교반하면서 방사용액을 제조하고 상온으로 냉각한 후 가교제를 첨가하여 방사용액이 가교화 반응이 일어나지 않는 범위에서 가교제를 투입하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 미용층(10)을 제조할 때에도 방사용액 제조시 가교제의 투입은 수용성 고분자를 물이나 알코올에 용해하고 기능성 물질을 첨가한 후 최종 단계에서 실시하는 것이 바람직하다. 첨가되는 가교제의 함량은 고분자 대비 0.1wt.%-2wt.%의 범위가 바람직하며, 가교화는 열풍, 열처리 캘린더링, UV조사 등의 방법을 사용할 수 있고, 사용 목적에 따라 가교제의 함량과 가교시간을 조절할 수 있다.
수용성 고분자 물질은 전기방사가 가능한 물질로 합성 고분자나 천연 고분자를 사용할 수 있으며, 합성 고분자 내지는 천연 고분자를 단독 내지는 복합화하여 사용할 수도 있으나, 물이나 알코올에 용해되어 전기방사에 의해 나노섬유를 형성할 수 있는 고분자 물질이라면 특별히 제한은 없다.
이러한 수용성 고분자 물질로는, 일예로 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid)으로 구성되는 고분자 물질 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 구성될 수 있다.
기능성 물질로는 피부 미백에 도움을 주는 성분들(예를 들어, 알부틴, 나이아신아마이드, 아스코글루코사이드 등), 피부 주름 개선에 도움을 주는 성분들(예를 들어, 레티놀, 아데노신 등), 그리고 자외선 차단을 도와주는 성분들(티타늄디옥사이드 등 포함)이 될 수 있으며, 이외에 현재 산화방지, 피부와 모발 컨디셔닝, 유화안정, pH 조절 및 항균 등의 목적으로 미용시트에 사용되는 모든 성분들이 단독 또는 혼합물로서 구성될 수 있다.
또한, 기능성 물질로는 수용성 콜라겐, 식물성 플라티나, 토코페롤, 자일리톨 및 식물성 추출물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용되고, 이러한 기능성 물질의 첨가 함량은 수용성 고분자 대비 0.5~50wt.% 범위인 것이 바람직하다.
가교제(cross-linking agent, co-cross-linking agent)로는 TSA(para-toluene sulfonic acid), 폴리우레아-co-포름알데히드(poly(urea-co-formaldehyde), TMPTMA(tri-methylopropane trimethacrylate), DVB(Divinylbenzene), N-(1-하이드록시-2,2-디메톡시에틸)아크릴아미드 (N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide), N,N.- 메틸렌비스아크릴아미드(N,N.- Methylenebisacrylamide), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Ethylene glycol diacrylate), 디(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 보론산(boric acid), 글루타 알데하이드(glutaraldehyde) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
다음에서 미용시트의 제조공정을 설명한다.
친수성 고분자와 기능성 물질을 함유한 방사용액의 제조
친수성 고분자를 물이나 알콜과 같은 용매에 방사 가능한 농도로 용해하여 미용층을 형성하기 위한 방사용액을 준비한다. 방사용액의 농도는 방사시 섬유상 형태를 유지할 수 있는 농도가 적당하며, 방사용액(용매+고분자 물질)에서 고분자 물질은 약 5 - 70 wt.%의 범위가 적당하다.
고분자의 비율이 5 중량% 미만인 경우 전기방사시 나노섬유를 형성하기 보다는 낮은 농도에 기인한 드롭이 형성되어 섬유를 형성하지 못하는 경우가 많으며, 70 wt.% 초과인 경우에는 고분자의 함량이 너무 많아 방사 불량으로 나노섬유를 형성하지 못한다. 따라서, 사용하는 고분자의 종류에 따라 섬유가 형성될 수 있는 적당한 농도 범위에서 방사용액을 제조할 필요가 있다. 특히, 2 이상의 고분자를 블렌드하여 방사할 경우, 고분자와 용매는 상용성이 있어야 하며, 상분리 등이 발생하지 않는 조건을 만족할 필요가 있다. 또한, 용매는 1종 내지는 2종을 혼합하여 용매의 휘발에 대해서도 고려하면서 방사용액을 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 기능성 물질과 가교제를 혼합하여 방사용액을 제조할 경우에는 고분자 물질을 용해한 후 상온에서 기능성 물질과 가교제를 투입하여 방사용액을 제조할 필요가 있다. PVA 등을 고분자로 사용할 경우 방사용액 제조시 가열 교반하는 것이 일반적이므로 이때 가교제를 투입하면 가교화 반응이 일어나 용액을 형성하지 못하고 고형분이 형성될 우려가 있다.
미용층 형성
전기 방사장치는 방사용액을 전기 방사하는 방사노즐과, 방사노즐에서 방사되는 초극세 섬유가닥들이 축적되어 미용층과 보습 유지층이 순차적으로 형성되는 콜렉터를 포함한다.
이러한 상태에서, 고전압 발생기를 사용하여 방사노즐에 전압을 인가하여 전기방사를 실시한다. 사용 전압은 2kV-100kV의 범위에서 방사가 가능한 전압으로 실시한다.
방사시 토출량은 홀당 0.01 - 5cc/hole·min으로 토출하여 방사하고, 방사시 온도 및 습도를 조절할 수 있는 챔버 내에서 상대습도 10 - 90%의 환경에서 방사하는 것이 바람직하다. 특히 취급성 향상을 위하여 나노섬유 웹의 평량은 5 - 50gsm의 범위가 바람직하다.
방사노즐에서 방사용액을 초극세 섬유 가닥들로 만들어 릴리스 필름(40)의 의 표면에 방사한다. 그러면 릴리스 필름(40)의 표면에 초극세 나노 섬유들이 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노섬유 웹 형태의 미용층(10)이 형성된다.
가교화 및 열압착(캘린더링)
전기방사된 나노섬유 웹이 수분이나 미스트에 의해 용융되는 시간을 조절하기 위해서는 가교화, 그리고 나노섬유 간의 결합력을 증가시키기 위해서는 열압착 공정을 수행할 필요가 있다.
가교화는 완전 가교 내지는 부분 가교를 진행하여 수분이나 미스트 등에 의해 시간에 따라 자가 용융되도록 조절한다. 가교화는 열압착 내지는 캘린더링하기 전 또는 이후에 실시할 수 있으며, 캘린더링과 동시에 가교화를 진행할 수 있다. 또한, 부분 가교를 위해서는 방사용액에 가교제의 종류와 함량과 열풍, 열처리 캘린더링, UV 조사시 시간 등을 통해서 조절할 수 있다.
이때 기능성 물질의 변질이나 파괴가 일어나지 않는 범위에서 실시하는 것이 바람직하며, 80 - 100 ℃의 범위에서 30분 이내에 실시하며, 150℃ 가열 캘린더링을 실시할 경우에는 30초 이내에 실시하여 기능성 물질의 변질과 부분 가교가 진행되는 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.
보습 유지층 적층
미용층의 일면에 보습 유지층을 적층한다. 보습 유지층은 폴리우레탄 필름으로 형성되고 미용층에 함유된 수분에 의해 미용층의 일면에 부착된다.
이때, 보습 유지층의 일면에는 디자인을 아름답게 할 수 있는 디자인 패턴층이 일체로 형성된 폴리우레탄 필름이 사용될 수 있다.
이와 같이, 미용층과 보습 유지층은 수분에 의해 상호 부착되므로 분리가 쉽고 편리하고 미용층이 수분에 의해 용융되어 없어지면 보습 유지층이 자연스럽게 얼굴에서 분리될 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 아래의 실시예들은 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
친수성 고분자로 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA)을 물(water)에 25 wt.% 되도록 한 후 80℃에서 방사용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 방사용액에 수용성 콜라겐을 PVA 대비 10wt.% 첨가하여 상온에서 교반하여 방사용액을 제조하였다. 상기 방사용액을 방사팩으로 이동하여 인가전압 25kV, 방사노즐과 집전체와의 거리 20㎝, 토출량 분당 0.05cc/g·hole이 되도록 30℃, 상대습도 60%의 방사 분위기에서 전기방사를 실시하여 나노섬유 웹을 얻었다.
얻어진 PVA 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진을 도 6에 나타냈으며, 섬유경의 분포는 약 150-350㎚, 평균 섬유경은 약 200㎚이었다. 이렇게 제조된 PVA 나노섬유 웹을 100℃ 열풍로를 이용하여 10분간 처리하여 부분 가교화를 진행하였다.
(실시예 2)
친수성 고분자로 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA)을 물(water)에 25 wt.% 되도록 하고 80℃에서 완전히 용해시킨 후, 상온에서 가교제인 TSA(para-toluene sulfonic acid)와 기능성 물질인 수용성 콜라겐을 PVA 대비 각각 2wt.%와 5wt.%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하였다.
상기 방사용액을 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 방사하여 가교제와 수용성 콜라겐이 함유된 PVA나노섬유 웹을 얻었다.
얻어진 PVA 나노섬유는 열풍로를 이용하여 150℃에서 30분간 처리하여 완전 가교화하였으며, 표면이 가교화 진행에 따라 백색에서 황색으로 변하는 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 본 실시예에 의해 가교처리한 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진을 도 7에 나타냈으며, 도 7에서와 같이 가교처리에 의해 섬유간 융착이 일어남을 확인할 수 있었다.
(실시예 3)
친수성 고분자로 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone, PVP, K-80)을 혼합용매 에탄올(Ethanol)과 물(water) (75/25 wt.%)에 15 wt.% 되도록 하여 상온에서 용해하여 방사용액을 제조하였다. 이렇게 제조된 방사용액에 수용성 콜라겐, 히알루론산, 식물성 플라티나를 PVP 대비 각각 5wt.%씩 첨가하여 상온에서 교반하면서 가교제인 폴리우레아-co-포름알데히드(poly(urea-co-formaldehyde)를 PVP 대비 2wt.% 첨가하여 방사용액을 제조하였다.
상기 방사용액을 실시예 1과 동일한 방법으로 전기방사하여 PVP와 기능성 물질이 함유된 나노섬유 웹을 얻었다. 얻어진 나노섬유를 125℃ 열풍로에서 30분간 가교처리하여 기능성 물질이 함유된 PVP 가교 나노섬유 웹을 얻었다.
한편, 실시예 1과 동일한 방법으로, 기능성 물질이 탑재되지 않는 PVP 단독 나노섬유 웹을 제조하였고, 얻어진 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진과 직경분포를 도 8의 (a) 및 (b)에 각각 나타냈으며, 평균 섬유경은 약 70㎚이었다.
도 9에는 본 실시예에 따라 기능성 물질이 탑재된 PVP의 주사전자 현미경 사진을 나타냈으며, PVP 단독의 경우에 비해 섬유의 직경이 현저하게 증가된 것을 확인할 수 있다.
(실시예 4)
친수성 고분자로 PVA와 PVP를 50:50 wt.%로 용매 물과 에탄올 75:25wt.%의 비율로 하여 60℃의 온도에서 교반하여 방사용액을 제조하고, 제조된 방사용액을 상온으로 냉각한 후 기능성 물질로 수용성 콜라겐, 히알루론산, 식물성 플라티나, 토코페롤을 고분자 대비 각각 3wt.% 되도록 혼합하여 방사용액을 제조하였다.
상기 제조된 방사용액에 가교제 TSA를 PVA 대비 1wt.% 되도록 첨가하여 교반하여 방사용액을 제조하였다. 상기 실시예 1의 방법과 동일하게 전기방사를 하여 나노섬유의 함량이 20gsm이 되도록 실시하고 150℃로 가열된 캘린더 롤을 이용하여 접촉시간 10초가 되도록 캘린더링을 실시하여 부분 가교화 하였다.
도 10에는 본 실시예에 의한 PVA/PVP 복합 고분자에 기능성 물질이 함유된 나노섬유의 주사전자 현미경 사진을 나타냈다.(배율 × 100, × 5K) 도 10에서와 같이, 부분 가교화 및 캘린더링에 의해 나노섬유 사이에 융착이 일어난 것을 확인할 수 있다.
(실시예 5)
실시예 4에서 제조된 PVA/PVP 나노섬유 웹을 캘린더링을 통하여 가교화 정도를 측정하였다. 캘린더링 온도 150℃에서 접촉시간을 각각 3초, 10초, 30초간으로 조절하여 얻어진 PVA/PVP 나노섬유 웹의 사진을 도 11에 나타냈다.
도 11에서와 같이, 열판 캘린더링시 접촉시간을 길게 할수록 가교화 정도가 증가하는 것을 알 수 있다. 도 11의 (a)에서와 같이, 접촉시간이 짧은 경우 가교화가 진행되지 않아 나노섬유의 큰 비표면적으로 인해 물과 접촉과 동시에 나노섬유가 바로 용융되는 것을 확인할 수 있으며, 도 11의 (b), (c)에서와 같이 가교화가 진행될 경우 물과 접촉하여도 바로 용융되지 않고 수분을 흡수하는 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터, 본 발명의 나노섬유 웹으로 구성된 미용시트를 사용하는 경우 피부에 수분환경을 조성하거나 미스트를 분산한 후 미용시트를 피부에 부착함에 의해 가교화를 통해 원하는 시간 동안 유효성분을 피부에 적절하게 전달할 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.
10: 미용층 20: 보습 유지층
30: 디자인 패턴층 40: 릴리이스 필름
100: 미용시트

Claims (18)

  1. 수용성 고분자 물질과 기능성 물질을 함께 전기방사하여 나노섬유 웹 형태로 형성되고 수분에 의해 용융되는 미용층; 및
    상기 미용층에 분리 가능하게 부착되어 상기 미용층을 얼굴에 부착하고 야외활동을 할 때 상기 미용층의 수분을 유지하는 보습 유지층;을 포함하는 미용시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보습 유지층은 폴리우레탄 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보습 유지층은 수분에 의해 상기 미용층에 부착되어 상호 분리 가능한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보습 유지층에는 디자인을 아름답게 하는 디자인 인쇄층이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보습 유지층에는 자외선 차단 기능을 갖도록 자외선 차단제가 포함되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미용층은 수용성 고분자 물질, 기능성 물질 및 가교제를 함께 용매에 용해한 방사용액을 전기방사하여 직경 1㎛ 미만의 나노섬유를 형성하고, 상기 나노섬유를 축적하여 미세기공을 가지는 나노섬유 웹으로 제조되고,
    상기 나노섬유의 함량(평량)은 5-50gsm(gram per square meter) 범위로 설정되고, 피부에 부착시 수분에 의해 상기 나노섬유 웹은 서서히 녹으면서 피부에 흡수되어 제거되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수용성 고분자 물질로는, PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid)으로 구성되는 고분자 물질 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기능성 물질로는 피부 미백에 도움을 주는 성분, 피부 주름 개선에 도움을 주는 성분, 자외선 차단을 도와주는 성분, 산화방지 성분, 피부와 모발 컨디셔닝 성분 및 항균 성분 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기능성 물질은 수용성 콜라겐, 식물성 플라티나, 토코페롤, 자일리톨 및 식물성 추출물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 미용시트
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기능성 물질의 첨가 함량은 상기 수용성 고분자 대비 0.5~50wt.% 범위인 것을 특징으로 하는 미용시트.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 용매는 물이나 알코올, 또는 이들의 혼합용매인 것을 특징으로 하는 자가 용융형 나노섬유로 구성된 미용시트.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 가교제(cross-linking agent, co-cross-linking agent)로는 TSA(para-toluene sulfonic acid), 폴리우레아-co-포름알데히드(poly(urea-co-formaldehyde), TMPTMA(tri-methylopropane trimethacrylate), DVB(Divinylbenzene), N-(1-하이드록시-2,2-디메톡시에틸)아크릴아미드 (N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide), N,N.- 메틸렌비스아크릴아미드(N,N.- Methylenebisacrylamide), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Ethylene glycol diacrylate), 디(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 보론산(boric acid), 글루타 알데하이드(glutaraldehyde) 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미용시트.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 가교제의 함량은 상기 수용성 고분자 대비 0.1-2wt.%인 것을 특징으로 하는 미용시트.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 미용시트는 코에 부착되는 코팩으로 사용되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 미용시트는 눈밑에 부착되어 눈밑 주름 및 다크서클을 제거하는 아이패치로 사용되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 미용층에는 미용시트를 피부에 부착할 때 떼어내는 릴리스 필름이 부착되고, 상기 미용층 또는 상기 릴리스 필름에는 이들을 쉽게 떼어 낼 수 있도록 하기 위한 분리 손잡이가 형성되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 보습유지층에는 상기 보습 유지층과 상기 미용층 사이를 용이하게 분리할 수 있도록 하는 분리 손잡이가 형성되는 것을 특징으로 하는 미용시트.
  18. 수용성 고분자 물질, 기능성 물질 및 가교제를 물, 알코올 또는 이들의 혼합용매에 함께 용해하여 제조된 방사용액을 전기 방사하여 미세기공을 갖는 나노섬유 웹 형태의 미용층을 형성하는 단계;
    상기 미용층이 서서히 녹으면서 피부에 흡수될 수 있도록 상기 미용층을 가교화 처리하는 단계; 및
    상기 미용층의 일면에 무기공 타입 보습유지층을 적층하는 단계;를 포함하는 미용시트 제조방법.

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