KR20170114231A - 자당을 포함하는 폴리우레탄 필름 및 이를 이용한 화장용 도포구의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자당을 포함하는 폴리우레탄 필름 및 핫멜트필름을 이용한 화장용 도포구(퍼프(puff), 분첩) 제조방법에 관한 것으로서, 화장용 도포구 제조방법은 폴리우레탄 필름 제조단계; 핫멜트필름(HMF)을 40~140℃의 챔버(chamber)에 통과시켜 표면을 녹이는 용융단계; 및 롤러를 이용하여 폴리우레탄 필름을 핫멜트필름(HMF)에 접합하는 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자당을 포함하는 폴리우레탄 필름 및 이를 이용한 화장용 도포구의 제조방법{POLYURETHANE FILM COMPRISNG SUCROSE AND MANUFACTURING METHOD OF COSMETIC PUFF USING THE SAME}
본 발명은 자당을 포함하는 폴리우레탄 필름 및 이를 이용한 화장용 도포구(퍼프(puff), 분첩)의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 널리 이용되고 있는 파운데이션(foundation) 등과 같은 고형 화장품이나 선 블록(sun block) 등과 같은 액체 화장품은, 피부를 보호하는 동시에 화사하게 하며 주름을 개선하는 등의 효과를 위해 사용된다. 이때 사용자는 퍼프(puff)에 화장품을 묻힌 후 피부에 바르는 방식을 사용할 수 있다.
퍼프(puff)는 부직포 등과 같은 원단 기재상에 폴리우레탄 수지를 도포하여 폴리우레탄 필름을 제조하고, 이를 이용하여 제조할 수 있는데, 일반적으로 폴리우레탄 필름을 제조하기 위해서는 건식법 및 습식법이 사용된다.
먼저 건식법은 이형지 위에 건식 피막용 폴리우레탄을 도포한 후, 적정온도에서 가온 건조하여 경화시키고, 상기 경화된 이형지에 접착용 폴리우레탄을 도포하고 원단과 합포한 다음 가온 건조하여 이형지에 경화된 폴리우레탄 피막과 원단 기재를 접착시키고 나서 이형지를 박리시켜 제조하는 방법으로써, 제조공정이 비교적 간단하다는 장점이 있으나, 건식법 특유의 표면 특성, 투습성의 부족 및 볼륨감의 상실 등의 문제가 있었다.
이에 비하여 습식법은 폴리우레탄 수지용액에 부직포 등과 같은 여러 가지 원단 기재를 함침시켜 폴리우레탄 수지를 상기 원단 기재 내부에 침투시킨 다음 응고조에서 상기 폴리우레탄 수지를 응고시키고, 상기 응고된 함침포 위에 습식 은면코팅용 폴리우레탄을 적당량 도포한 후 이를 다시 응고조에서 응고시키고, 상기 원단 기재에 남아 있는 잔여 용제를 수세한 후, 건조시켜 제조하는 방법으로써, 건식법의 문제점을 극복할 수 있다는 장점이 있으나, 통기성 및 유연성을 구현하는 데에는 어려움이 있었다.
이에 본 출원인은 대한민국 등록특허공보 제10-1490140호(2015.01.30 등록공고)에서 폴리우레탄 수지 조성물과 폴리비닐알콜을 혼합한 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하고, 상기 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시킨 후 상기 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 폴리비닐알콜을 제거하여 내부에 기공들이 형성된 폴리우레탄 필름 제조방법을 제시하였으나, 폴리비닐알콜만을 사용하여 폴리우레탄 필름을 제조시 기공의 형태가 불균일하게 형성되어 샌딩공정 후, 폴리우레탄 필름의 표면이 거칠어지는 문제가 발생하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1490140호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리우레탄 수지 조성물에 자당(Sucrose, C12H22O11)이 포함된 첨가제를 첨가하여 제조한 폴리우레탄 혼합액을 제조하고, 이를 사용하여 내부에 균일한 미세기공이 형성되고, 사람의 피부에 접촉시 자극이 적으며, 표면이 매끄러운 폴리우레탄 필름을 제조하고, 이를 핫멜트필름에 접합하여 화장용 도포구를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명에 따른, 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름은, 폴리우레탄 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.01 내지 2 중량부의 자당을 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 자당을 0.01 내지 1 중량부로 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 겉보기 밀도가 125 kg/m3 내지 220 kg/m3일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 폴리비닐알콜 및/또는 무수망초를 더 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 단면에 0.1 ㎟ 당 10.00 ㎛ 내지 40.00 ㎛의 직경을 가지는 기공을 30개 이상 내지 50개 이하로 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 인열 강도가 0.3 N 내지 3.0 N일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 인장력이 150 N/㎠ 내지 700 N/㎠일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름은 신장률이 220% 내지 550%일 수 있다.
본 발명은 또한, 화장용 도포구의 제조방법으로서, 상기 폴리우레탄 필름을 제조하는 제조단계; 핫멜트필름(HMF)을 40~140℃의 챔버(chamber)에 통과시켜 표면을 녹이는 용융단계; 및 롤러를 이용하여 상기 폴리우레탄 필름을 핫멜트필름(HMF)에 접합하는 접합단계;를 포함하는 화장용 도포구 제조방법을 제공한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름의 제조단계는, 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물과 자당(Sucrose, C12H22O11)을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계; 상기 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계; 상기 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계; 상기 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계; 상기 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계; 상기 첨가제가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계; 및 표면의 무기공층을 제거하는 샌딩(sanding)단계를 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에, 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에, 표면에 2차원의 문양을 형성하는 인쇄단계; 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에, 표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계; 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리우레탄 필름의 제조단계는, 상기 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물과 자당을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계; 상기 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계; 상기 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계; 상기 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계; 상기 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계; 상기 첨가제가 제거된 응고된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계; 표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계; 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 혼합액 제조단계에서, 상기 폴리우레탄 혼합액은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1~2000 중량부의 자당을 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 혼합액 제조단계에서, 상기 첨가제는 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜을 추가로 포함하고, 상기 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1~100 중량부로 혼합될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 응고단계는, 상기 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재를 유기용제가 0.1~10 wt% 포함된 응고액에 침지시켜 응고시키고, 상기 응고액의 온도는 30~70℃일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 수세단계는, 응고된 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재를 50~100℃의 물에 함침하여 잔존 유기용제 및 첨가제를 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리우레탄 필름에 일정량의 첨가제를 잔존하도록 하여, 제조 과정에서 수세 횟수를 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있고, 수세 과정에서 폴리우레탄 필름의 표면이 손상되는 것을 방지하여, 촉감 및 인열 강도가 우수한 폴리우레탄 필름을 제공할 수 있다.
또한, 첨가제로서 인체에 무해한 자당을 사용하여, 자당이 폴리우레탄 필름에 잔존하더라도 사람의 피부에 자극이 적고, 촉감이 우수하므로, 인체에 접촉 가능성이 높은 제품에 더욱 효과적인 폴리우레탄 필름을 제공할 수 있다.
폴리우레탄 수지 조성물에 첨가제를 혼합하여 제조한 폴리우레탄 혼합액을 사용하여 폴리우레탄 필름을 제조하고, 이어서 샌딩공정을 포함한 다양한 추가공정을 선택적으로 적용함으로써 매끄러운 표면을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리우레탄 필름 내 형성된 균일한 미세기공으로 인하여 통기성과 유연성이 향상된 화장용 도포구를 제공할 수 있는 등의 효과를 가진다.
또한, 첨가제의 함량을 조절하여 미세기공의 크기 및 밀도를 임의로 조절할 수 있어 제품의 용도에 따라 다양한 종류의 화장용 도포구를 제조할 수 있고, 스펀지의 일면 또는 양면에 폴리우레탄 필름을 겹친 후 실링하여 양면 사용이 가능한 화장용 도포구를 제조할 수 있다.
또한, 폴리우레탄 필름과 핫멜트필름을 접합함으로써 화장액 사용량을 절감할 수 있는 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 도포구 제조방법에 의해 제조된 화장용 도포구를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 화장용 도포구를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 도포구 제조방법에서 폴리우레탄 필름과 핫멜트필름을 접합하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 도포구 제조방법에서 폴리우레탄 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 도포구의 제조방법에서 도포, 응고 및 수세 단계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 필름의 단면을 촬영한 사진이다.
도 7은 도 6의 사진에 각각의 기공들의 크기를 표시한 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하 상기 본 발명의 하나의 실시예에 따른 폴리우레탄 필름의 제조방법을 단계별로 상세히 살펴본다.
하나의 구체적인 실시예에서, 폴리우레탄 필름 제조단계는 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물과 자당(Sucrose, Sugar powder, C12H22O11)을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계; 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계; 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계; 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계; 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계; 첨가제가 제거된 응고된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계; 및 건조된 폴리우레탄 혼합액을 이용하여 폴리우레탄 필름을 제조하고, 제조된 폴리우레탄 필름 표면의 무기공층을 제거하는 샌딩(sanding)단계를 포함한다. 즉, 건조된 폴리우레탄 혼합액(이하 폴리우레탄 혼합물이라고도 한다.)으로 폴리우레탄 필름을 제조하고, 샌딩단계를 통해 폴리우레탄 표면의 무기공층을 제거함으로써 균일한 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있다.
상기 혼합액 제조단계는 기공을 형성하기 위하여 폴리우레탄 수지 조성물에 자당(Sucrose, Sugar powder, C12H22O11)을 포함하는 첨가제를 혼합하는 단계로서, 상기 폴리우레탄 수지 조성물은 폴리우레탄 수지 100 중량부, 계면활성제 1~6 중량부, 유기용제 30~70 중량부 및 안료 3~10 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 폴리우레탄 혼합액은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 자당 1~2000 중량부를 포함할 수 있다.
폴리우레탄 수지 조성물에 첨가되는 첨가제는 기공 형성을 위한 것으로, 기존에는 상기 첨가제로 폴리비닐알콜을 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나 상기 폴리비닐알콜은 유기용제인 DMF를 흡수하는 성질과 온도 상승에 의해 팽창되는 효과가 나타나, 응고 단계에서 후도를 유지시키는 장점은 있으나, 기공의 크기를 증가시킬 뿐만 아니라 응고 및 수세 단계에서 녹기 시작하는 폴리비닐알콜의 미끄러운 성질 때문에 작업 공정상 장애가 발생하는 현상이 발생하여 합성피혁 제조시 기공의 분포가 균일하지 않으며 표면이 거칠다는 문제가 있다.
또한, 첨가제로 사용가능한 물질로 무수망초(무수 황산나트륨)를 예로 들 수 있으나, 무수망초는 화학적염으로 폴리우레탄 필름에 잔존하여 사람의 피부에 직접 접촉하는 경우 자극 및 피부 트러블을 유발할 가능성이 있다.
자당은 인체에 무해한 물질로 합성피혁 또는 필름에 일부 잔존하더라도 사람의 피부에 자극을 주는 등의 악영향을 미치지 않으므로, 사람의 피부에 접촉 가능성이 높은 합성피혁 또는 필름의 첨가제로서 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
단, 이는 자당 이외에 다른 물질이 첨가제로서 포함되는 것을 배제하는 취지는 아니며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 첨가제는 자당(Sucrose, Sugar powder, C12H22O11)이 단독으로 사용되거나, 자당(Sucrose, Sugar powder, C12H22O11) 이외에 폴리비닐알콜 및/또는 무수망초 등의 다른 물질이 혼합되어 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 계면활성제는 상기 폴리우레탄 수지 조성물 내에 첨가제가 균일하게 분산되도록 하는 것으로서, 이후 수세단계에서 고품질의 미세기공이 형성되도록 함과 동시에 응고 단계에서 유기용제 및 첨가제가 폴리우레탄 혼합액으로부터 효율적으로 제거되도록 하는 역할을 하게 된다.
상기 계면활성제는 셀 형성에 도움을 주는 셀 형성 조제 및 유기용제의 제거를 도와주는 첨가제(예를 들어, 탈 DMF 첨가제)를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제의 함량이 상기 함량범위보다 너무 크거나 작으면 응고 단계에서 셀 형성에 장애요인으로 작용할 수 있어 폴리우레탄 합성피혁의 품질을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.
한편, 상기 유기용제는 다양한 유기용제가 사용될 수 있으나, 폴리우레탄 혼합액의 응고 과정에서 제거가 쉽고 응고 속도를 증가시킬 수 있는 유기용제가 사용되는 것이 바람직하며, 일 실시예로 DMF가 사용될 수 있다. 상기 유기용제의 함량이 70 중량부를 초과할 경우 상기 폴리우레탄 혼합액의 응고시간이 길어지거나, 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제 및 유기용제를 제거하는 수세시간이 너무 길어질 수 있으며, 30 중량부 미만일 경우 상기 폴리우레탄 혼합액 내 첨가제가 충분히 분산되지 않아 폴리우레탄 합성피혁 제조시 균일한 미세기공을 얻을 수 없어 통기성과 유연성이 떨어질 수 있다.
이때, 상기 유기용제의 일부는 폴리우레탄 수지 조성물의 제조에 사용되고, 나머지는 첨가제의 희석에 각각 사용될 수 있으며, 그 비율은 1:1인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리우레탄 수지 조성물에 포함되는 안료는 폴리우레탄 합성피혁의 색을 부여하는 것으로서, 안료로 이용 가능한 물질이면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 상기 안료는 폴리우레탄 혼합액에 포함된 다른 구성물질들의 기능에 영향을 주지 않으면서 충분히 발색이 이루어질 수 있도록 폴리우레탄 수지 조성물 100 중량부에 대하여 3 ~ 10 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
이때 첨가제를 구성하는 각 성분, 즉 자당, 무수망초, 폴리비닐알콜 등의 함량 및 입자 크기를 제어하여 폴리우레탄 합성피혁의 통기성 및 유연성 정도를 조절할 수 있다.
상기 자당은 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1~2000 중량부 포함될 수 있으며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 자당은 120 mesh 망으로 거른 1 ~ 120 ㎛ 입자 크기가 95 wt% 이상 포함된 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 자당 또는 첨가제의 입자크기가 상기 범위보다 너무 크거나 작으면 응고 단계에서 셀 형성에 장애요인이 되거나, 기공의 크기에 영향을 주고, 수세 단계에서 충분히 제거되지 못하여 폴리우레탄 합성피혁의 품질을 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 자당과 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜이 함께 사용될 경우, 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1~100 중량부가 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄 혼합액에는 기공 형성시 합성피혁의 표면이 거칠어지는 것을 최소화하기 위해서 필요에 따라 표면 평활제를 1 ~ 10 중량부 더 포함할 수 있으며, 상기 합성피혁 표면의 평활도를 높일 수 있는 다양한 물질이 사용될 수 있는데 바람직한 일 실시예로 펄프가 사용될 수 있다.
혼합단계가 완료되면, 제조된 폴리우레탄 혼합액 내의 구성물질이 균일하게 분산될 수 있도록 교반과정을 거치는 것이 바람직하다.
제조된 폴리우레탄 혼합액의 응고 속도와 성형성을 최적화하고, 폴리우레탄 합성피혁 내 균일한 미세기공 형성하여 품질을 향상시키기 위해서 교반을 유지하면서 상기 폴리우레탄 혼합액 내 기포를 제거하는 탈포단계를 거칠 수 있다.
상기 탈포단계를 거친 폴리우레탄 혼합액은 기재 상에 도포하는 도포단계를 거치게 된다. 상기 기재는 직물, 부직포, 극세사 부직포 등 다양한 재질의 기재가 사용될 수 있으며, 필름을 생산하고자 하는 경우에는 옥스포드지, 나일론 다후다 등의 특수한 직물 원단을 사용할 수도 있다.
이때, 상기 기재는 필요에 따라 친수 처리된 기재 또는 친수 처리를 하지 않은 기재가 모두 사용될 수 있으며, 배합액의 점도가 너무 낮아 기재에 도포 했을 때, 기재로의 과도한 침투가 우려되는 경우에는 물과 같은 친수성 용제에 기재를 침지하여 함수율이 10 ~ 20 wt%가 되도록 친수처리하는 것이 바람직하다.
상기 친수처리된 기재의 함수율이 10 wt% 미만이면 기재에 폴리우레탄 혼합액이 지나치게 침투하게 되어 이후 박리가 어려우며, 함수율이 20 wt%를 초과하면 폴리우레탄 혼합액이 기재에 충분히 침투하기 전에 응고되어 제조공정 중 분리되는 현상이 발생될 수 있다.
상기 폴리우레탄 혼합액은 기재 상에 다양한 방법으로 도포 가능하나, 도 5에 도시된 것과 같이 나이프 오버 롤코팅 방식으로 기재 상에 0.1 ~ 10 mm 두께로 도포되는 것이 바람직하며, 제조되는 폴리우레탄 합성피혁의 쓰임에 따라 제어 가능하다.
상기 기재 상에 도포된 폴리우레탄 혼합액은 도 5에 도시된 것과 같이 응고 단계를 거치게 되는데, 구체적으로는 유기용제가 0.1 ~ 10 wt% 포함된 물을 응고액으로 사용하여 30 ~ 70℃의 온도에서 응고시키는 것이 바람직하다. 상기 유기용제는 폴리우레탄 혼합액의 제조에 사용된 유기용제와 동일한 유기용제가 사용되는 것이 바람직하며, 일 실시예로 DMF가 사용될 수 있다.
상기 응고액에 포함된 유기용제는 폴리우레탄 혼합액 내에 포함된 유기용제를 외부로 배출시키는 역할을 하며, 이는 결과적으로 전체 폴리우레탄 혼합액의 응고 속도 및 응고 정도를 결정하는 요인이 된다.
따라서, 상기 유기용제의 함량이 상기 함량 범위를 초과하거나 미달하는 경우 유기용제의 제거가 잘 이루어지지 않아 전체적인 응고 속도가 느려지고 결과적으로 균일한 미세기공 형성이 어려워질 수 있다.
한편, 상기 응고가 진행되는 동안, 상기 응고액의 온도가 30 ~ 70℃로 유지되도록 제어하는 것이 중요하다. 상기 응고액의 온도가 70℃를 초과할 경우 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제가 급격히 녹기 시작하면서, 폴리우레탄 혼합액 내부에 기공이 너무 크게 형성되거나 불규칙하게 형성되며, 온도가 30℃ 미만일 경우 응고 속도가 현저히 느려질 수 있다.
상기 응고된 폴리우레탄 혼합액은 이후 첨가제를 제거하는 수세단계를 거치게 되는데, 상기 수세단계에서는 잔존 유기용제를 제거함과 동시에 응고된 폴리우레탄 혼합액 내 첨가제를 제거할 수 있다. 상기 첨가제가 폴리우레탄 혼합액 내에 잔존하는 경우 제조된 폴리우레탄 필름의 표면이 미끌미끌한 감촉을 나타내게 되므로, 이러한 경우에는 필름의 표면에서 미끌미끌한 감촉이 제거될 때까지 수세단계를 반복하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 필름에 존재하는 첨가제를 완벽하게 제거하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소모되므로, 일정량의 첨가제가 필름에 잔존하도록 하여 공정 효율성을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리우레탄 필름은 폴리우레탄 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.01 내지 2 중량부의 첨가제를 포함 할 수 있다.
본 발명에서 확인한 바에 따르면, 상기 폴리우레탄 필름에 존재하는 첨가제를 상기 범위 미만으로 제거하기 위하여 수세를 반복하는 경우에는 폴리우레탄 필름의 표면이 손상되어 촉감 및 인열 강도가 저하되는 문제가 발생하였다.
특히, 상기 첨가제 중에서 자당은 인체에 무해한 물질로 필름에 일부 잔존하더라도 사람의 피부에 자극을 주는 등의 악영향을 미치지 않으므로, 사람의 피부에 접촉 가능성이 높은 필름의 첨가제로서 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
이때, 상기 수세단계는 도 5에 도시된 것과 같이 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재를 50 ~ 100℃의 물이 함유된 수세조에 함침시켜 이루어질 수 있으며, 이때 상기 수세조의 온도가 50℃ 미만일 경우 폴리비닐알콜 및 무수망초의 충분한 제거가 이루어지기 어렵다.
상기 수세단계를 거친 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재는 후가공 과정 등을 거쳐 합성피혁으로 사용되거나 또는 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재로부터 기재만 분리제거함으로써 폴리우레탄 필름으로 사용할 수도 있다.
한편, 수세 단계를 거친 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재는 마지막으로 건조단계를 거치게 되며, 일 실시예로 응고된 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재의 수분을 100 ~ 130℃에서 6 ~ 10 m/min 속도로 제거할 수 있다. 이때, 건조 온도가 상기 온도 범위를 초과하는 경우 폴리우레탄 또는 안료의 변형이 발생할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름은, 폴리우레탄 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.01 내지 2 중량부의 자당을 포함할 수 있다.
상세하게는, 상기 자당을 0.01 내지 1 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 폴리우레탄 필름은 자당 외에, 폴리비닐알콜 및/또는 무수망초와 같은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
상기 샌딩(sanding)단계는 건조된 폴리우레탄 혼합액(폴리우레탄 혼합물)이 도포된 기재에서 기재를 제거함으로써 폴리우레탄 필름을 제조하고, 제조된 폴리우레탄 필름 표면의 무기공층을 제거하여 기공이 형성되어 있는 표면층을 형성하는 단계이다.
상기 샌딩단계는 기공을 표면층으로 오픈시킴으로써, 폴리우레탄 필름을 도포구에 사용하는 경우, 화장액이 잘 스며들 수 있을 뿐만 아니라 잘 배출될 수 있도록 한다. 샌딩단계는 입도(mesh) 150~250방의 연마지(사포)를 이용하여 수행할 수 있고, 가장 좋은 품질의 화장용 도포구를 생산하기 위해 입도 220방의 연마지를 사용하는 것이 바람직하다. 샌딩단계는 제품의 상태에 따라 2~4회 반복하여 수행할 수 있고, 3~10m/min의 속도로 진행하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 첫 번째 샌딩단계는 8~10m/min의 속도로 표면의 무기공층을 일부 제거하고, 2~4회의 샌딩단계는 제품의 상태를 확인하면서 수행하되, 속도를 서서히 낮추어 3~6m/min의 속도로 제조되는 화장용 도포구의 표면을 부드럽게 하고, 일정한 기공이 표면에 노출되도록 작업을 시행 및 마무리한다. 일반적으로, 샌딩단계를 통해 균일한 미세기공이 형성된 투과성 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있고, 이를 이용하여 화장용 도포구를 제조할 수 있다.
하나의 구체적인 실시예에서, 폴리우레탄 필름 제조단계(도 4 참조)는, 샌딩(sanding)단계 이후에, 무기공층이 제거된 폴리우레탄 필름을 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 발수제 처리된 폴리우레탄 필름을 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다. 즉, 샌딩단계 이후에 추가공정을 통하여 투과성 폴리우레탄 필름의 성능을 개선할 수 있다.
상기 발수제 처리단계는 물에 발수제를 첨가하여 제조한 수성 발수액에 샌딩단계를 거쳐 제조된 폴리우레탄 필름을 침지한 후, 건조하는 단계이다. 발수제 처리단계를 통해 폴리우레탄 필름에 발수성을 부여할 수 있고, 화장액이 흡수되는 시간과 흡수되는 양을 조절할 수 있다. 발수제는 불소계와 실수콘계 발수제를 모두 사용할 수 있지만, 환경오염을 방지하는 측면에서 실리콘계 발수제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 발수제는 수성 발수액에 0.1~30중량% 포함되는 것이 바람직하고, 적절한 발수도를 형성하여 화장용 분첩용으로 사용하기 위한 목적을 달성한다는 측면에서 실리콘 발수제가 8~15중량% 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
유연제 처리단계는 물에 유연제를 첨가하여 제조한 유연액에 발수제 처리된 폴리우레탄 필름을 침지한 후 건조하는 단계로서, 폴리우레탄 필름에 유연성을 부여하고, 유연제를 코팅함으로써 제품 표면에 물성이 안정화되는 효과를 얻기 위한 것이며, 이를 통해 실링(sealing) 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 유연제는 계면활성제계 유연제와 실리콘계 유연제를 사용할 수 있고, 유연제는 유연액에 0.5~3중량% 포함되는 것이 바람직하다.
하나의 구체적인 실시예에서, 폴리우레탄 필름 제조단계(도 4 참조)는, 샌딩(sanding)단계 이후에, 무기공층이 제거된 폴리우레탄 필름 표면에 2차원의 문양을 형성하는 인쇄단계; 표면에 문양이 형성된 폴리우레탄 필름을 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 발수제 처리된 폴리우레탄 필름을 유연제에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계;를 포함할 수 있다. 즉, 샌딩단계 이후에 추가공정을 통하여 균일한 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있다. 이하 전술하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
상기 인쇄단계는 샌딩단계를 거쳐 제조된 화장용 도포구(무기공층이 제거된 폴리우레탄 필름)의 표면에 무늬를 전사시킴으로써 2차원의 문양을 형성하는 단계이다. 인쇄단계는 제품의 질(quality), 즉, 화장액의 발림성 및 부드러운 촉감은 유지하면서, 화장용 도포구의 표면에 다양한 문양을 부여함으로써 시각적으로 호감도를 높이는 효과를 제공한다. 하나의 예에서, 인쇄단계는 그라비아 인쇄롤에 새겨진 문양에 인쇄액을 바른 후, 제품 표면으로 문양을 전사시킬 수 있고, 작업속도는 5~15m/min으로 수행하는 것이 바람직하며, 건조 온도는 70~120℃를 유지하는 것이 바람직하다. 보다 효과적으로 2차원의 문양을 형성하기 위해서는 10m/min의 작업 속도로 수행하고, 80~100℃에서 건조하는 것이 더욱 바람직하다.
하나의 구체적인 실시예에서, 폴리우레탄 필름 제조단계(도 4 참조)는, 샌딩(sanding)단계 이후에, 무기공층이 제거된 폴리우레탄 필름 표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계; 표면에 문양이 형성된 폴리우레탄 필름을 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 발수제 처리된 폴리우레탄 필름을 유연제에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다. 즉, 샌딩단계 이후에 추가공정을 통하여 균일한 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있다. 이하 전술하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
상기 엠보싱(embossing)단계는 샌딩단계를 거쳐 제조된 무기공층이 제거된 폴리우레탄 필름의 표면에 양각, 음각의 입체적인 3차원의 문양을 형성하는 단계로서, 엠보싱단계는 제품의 질(quality), 즉, 화장액의 발림성 및 부드러운 촉감은 유지하면서, 화장용 도포구의 표면에 양각과 음각을 형성하여 표면에 변화를 주고, 이를 통해 시각적으로 호감도를 높이는 효과를 제공한다. 엠보싱단계는 금속롤에 새겨진 문양을 제품의 표면에 성형시키는 공정으로 금속롤의 표면 온도 및 제품과 금속롤의 간격 및 작업 속도를 조절하는 것이 중요하다. 금속롤의 표면 온도는 60~150℃인 것이 바람직하고, 제품과 금속롤의 간격은 제조되는 화장용 도포구의 두께의 50~100%로 하는 것이 바람직하다. 즉, 폴리우레탄 필름과 원단을 결합하여 화장용 도포구를 1mm로 제조하는 경우, 금속롤과 화장용 도포구의 간격은 0.5~1mm인 것이 바람직하다. 또한, 작업속도는 1~8m/min으로 수행하는 것이 바람직하다. 보다 효과적인 3차원의 문양을 형성하기 위하여 금속롤의 표면온도는 70~75℃로 유지하고, 금속롤과 제품(화장용 도포구)의 간격은 제품 두께의 80%로 하며, 작업속도는 3~5m/min인 것이 더욱 바람직하다.
하나의 구체적인 실시예에서, 폴리우레탄 필름 제조단계(도 4 참조)는, 폴리우레탄 수지 조성물과 자당을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계; 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계; 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계; 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계; 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계; 첨가제가 제거된 응고된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계; 건조된 폴리우레탄 혼합액을 이용하여 폴리우레탄 필름을 제조하고, 제조된 폴리우레탄 필름 표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계; 표면에 문양이 형성된 폴리우레탄 필름을 발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및 발수제 처리된 폴리우레탄 필름을 유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계를 포함할 수 있다. 또는, 건조단계 이후에 발수제 처리단계 및 유연제 처리단계만 추가적으로 수행할 수 있다. 즉, 일반적인 샌딩단계를 제외하고, 폴리우레탄 필름 제조 후 엠보싱단계, 발수제 처리단계, 유연제 처리단계를 선택적으로 수행하여 균일한 미세기공이 형성된 비투과성 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있다. 각 단계에 대한 설명은 전술하여 중복되므로, 여기에서는 생략하도록 한다.
이와 같이 제조된 폴리우레탄 필름을 사용하여 화장용 도포구를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 도포구 제조방법은 폴리우레탄 필름 제조단계; 핫멜트필름(HMF)을 40~140℃의 챔버(chamber)에 통과시켜 표면을 녹이는 용융단계; 및 롤러를 이용하여 폴리우레탄 필름을 핫멜트필름(HMF)에 접합하는 접합단계;를 포함한다. 폴리우레탄 필름의 제조단계는 상기에서 살펴본 바와 동일하다. 또한, 도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 화장용 도포구의 제조방법에 의해 제조된 화장용 도포구가 개략적으로 도시되어 있다.
하나의 구체적인 실시예에서, 핫멜트필름(HMF)은 PET(polyethylene terephthalate) 필름에 HMF액을 도포하여 제조할 수 있고, 다양한 종류의 핫멜트필름을 사용할 수 있으나, 폴리우레탄 핫멜트필름을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 핫멜트필름은 0.01~0.3mm의 두께로 제조하는 것이 바람직하다. 핫멜트필름은 제조되는 화장용 도포구에서 투과성 폴리우레탄 필름과 스펀지 사이에 위치하여 폴리우레탄 필름에 스며든 화장액이 스펀지로 이동하는 것을 차단하는 역할을 한다. 즉, 핫멜트필름이 0.01mm 미만일 경우, 핫멜트필름을 제조하기 힘들고, 화장액이 스며드는 현상을 효과적으로 차단할 수 없으며, 0.3mm 초과하는 경우, 제조되는 화장용 도포구의 두께가 두꺼워서 상품성이 떨어진다.
핫멜트필름과 폴리우레탄 필름을 접합(합포)하는 과정은 핫멜트필름(HMF)을 40~140℃의 챔버(chamber)에 통과시켜 표면을 녹이는 용융단계와 롤러를 이용하여 폴리우레탄 필름을 핫멜트필름(HMF)에 접합하는 접합단계로 이루어지는데, 이때 접합(합포) 공정의 효율성 향상(합포 과정의 바람직한 속도는 3~13m/min)을 위하여 챔버의 숫자가 많을수록 유리하다. 바람직하게는, 2~4개인 것이 좋다(도 3 참조).
챔버가 1개인 경우, 챔버의 온도를 120~140℃로 유지한 채로 3~5m/min의 속도로 핫멜트필름을 이동시키면서 표면을 용융하고, 이어서 롤러로 폴리우레탄 필름을 접합할 수 있다. 챔버가 2개인 경우, 첫 번째 챔버는 예열 기능을 수행하고, 두 번째 챔버는 용융 기능을 수행한다. 즉, 첫 번째 챔버는 80~100℃로 유지하고, 두 번째 챔버는 120~140℃를 유지한 채로 핫멜트필름을 5~8m/min의 속도로 이동시키면서 표면을 용융하고, 이어서 롤러로 폴리우레탄 필름을 접합할 수 있다.
또한, 챔버가 3개인 경우, 첫 번째와 두 번째 챔버는 예열 기능을 수행하고, 세 번재 챔버는 용융 기능을 수행한다. 즉, 첫 번째 챔버는 60~80℃로 유지하고, 두 번째 챔버는 80~100℃로 유지하며, 세 번째 챔버는 120~140℃로 유지한 채로 핫멜트필름을 8~10m/min의 속도로 이동시키면서 표면을 용융하고, 이어서 롤러로 폴리우레탄 필름을 접합할 수 있다. 챔버가 4개인 경우, 첫 번째에서 세 번째 챔버는 예열 기능을 수행하고, 네 번째 챔버는 용융 기능을 수행한다. 즉, 첫 번째 챔버는 40~60℃로 유지하고, 두 번째 챔버는 60~80℃로 유지하고, 세 번째 챔버는 80~100℃로 유지하며, 네 번째 챔버는 120~140℃로 유지한 채로 핫멜트필름을 10~13m/min의 속도로 이동시키면서 표면을 용융하고, 이어서 롤러로 폴리우레탄 필름을 접합할 수 있다.
폴리우레탄 필름이 접합된 핫멜트필름은 스펀지의 일면 또는 양면에 겹치게 배치한 후, 실링작업을 통해 화장용 도포구를 제조할 수 있다(도 1 참조). 종래의 화장용 도포구(도 2 참조)는 스펀지와 비투과성 폴리우레탄 필름을 접착제로 붙인 후 24 시간동안 가교하고, 이어서 투과성 폴리우레탄 필름을 반대면에 접착제로 합지한 후 24 시간동안 가교한 후에 실링작업을 하였다. 그러나, 본 발명은 폴리우레탄 필름을 접합한 핫멜트필름을 스펀지에 접착제를 사용하여 붙일 필요가 없고, 스펀지와 겹쳐 놓은 상태에서 실링작업을 할 수 있게 되었다.
이때, 폴리우레탄 필름은 투과성 폴리우레탄 필름 또는 비투과성 폴리우레탄 필름을 사용할 수 있다(폴리우레탄 필름에 대한 설명은 후술함). 일반적으로 투과성 폴리우레탄 필름은 화장액을 흡수하게 한 후, 얼굴 등 피부에 도포하는 역할을 하고, 비투과성 필름의 경우, 사용자가 파지하는 부분이 된다. 투과성 폴리우레탄이 접합된 핫멜트필름을 스펀지의 양면에 겹치게 하여 실링할 경우 양면이 모두 이용가능한 화장용 도포구를 생산할 수도 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[제조예 : 폴리우레탄 혼합액의 제조]
고형분이 30 wt% 포함된 폴리우레탄 수지(ISW-516W, 일삼) 100 중량부, 셀형성조제인 유연성향상제 4 중량부(LS-640F, LSTM) 및 버핑향상제 1 중량부(LS-D530N, LSTM), 탈 DMF제 0.4 중량부(LS-050,LSTM), 안료 7.5 중량부(일삼, 삼보, 대보)를 DMF(정제DMF) 30 중량부에 투입하여 폴리우레탄 수지 조성물을 제조하였다.
이어서, 첨가제로서 자당(sugar powder) 200중량부를 DMF 25중량부에 투입하여 희석한 후 상기 폴리우레탄 수지 조성물에 혼합하여 폴리우레탄 혼합액(제조예 1)을 제조하고, 첨가제로서 자당(sugar powder) 100중량부 및 무수망초(무수황산나트륨, 덕산약품) 100중량부를 DMF 25중량부에 투입하여 희석한 후 상기 폴리우레탄 수지 조성물에 혼합하여 폴리우레탄 혼합액(제조예 2)를 제조하였으며, 첨가제로서 폴리비닐알콜(P-05S, 동양에버컴) 30중량부를 DMF 25중량부에 투입하여 희석한 후 상기 폴리우레탄 수지 조성물에 혼합하여 폴리우레탄 혼합액(제조예 3)을 제조하였다.
[실시예 1]
제조예 1의 폴리우레탄 혼합액을 50℃에서 교반한 후, 2시간 가량 탈포하였다. 이어서, 기재로서 OXFORD지를 사용하여, 기재 상에 나이프 오버 롤 코팅 장치를 통해 폴리우레탄 혼합액을 3.5 mm 두께로 도포하였다.
폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재는 DMF가 4.8 wt% 포함된 55℃ 온도의 응고조에서 응고과정을 거친 후, 70℃ 온도의 수세조에 함침시켜 잔존 유기용제 및 첨가제를 제거하였다.
수세조를 통과한 제조예 1이 도포된 기재는 120℃ 온도에서 7 m/min 속도로 건조시켜 폴리우레탄 필름을 제조하고, 220 입도의 연마지를 사용하여 필름 표면의 무기공층을 제거하였다. 이때 샌딩작업은 총 4회 실시하였으며, 첫 번째 샌딩작업은 10m/min으로, 2~4번째 샌딩작업은 5m/min으로 수행하고, 기재를 박리하여 폴리우레탄 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제조예 1의 폴리우레탄 혼합액 대신 제조예 2의 폴리우레탄 혼합액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 제조예 1의 폴리우레탄 혼합액 대신 제조예 3의 폴리우레탄 혼합액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 필름을 제조하였다.
실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 폴리우레탄 필름을 비교해 본 결과, 비교예 1의 폴리우레탄 필름은 필름 내 기공의 형태가 불균일하게 형성되어 있어, 샌딩(sanding)작업 후 표면이 거칠어짐을 확인할 수 있었고, 실시예 1 및 2의 폴리우레탄 필름은 기공의 형태가 미세하고 균일하게 형성되어 있어, 샌딩 작업 후 표면이 매끄러움을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 실시예 1 및 2의 폴리우레탄 필름은 필름 내에 미세기공이 균일하게 형성되어 있어 통기성 및 유연성이 우수하여 여러가지 용도로 다양하게 사용할 수 있으며, 특히, 화장용 도포구에 적합하게 사용될 수 있다.
첨가제로서 자당을 사용한 실시예 1 및 2의 폴리우레탄 필름은 품질이 매우 우수하였으며, 특히 품질이 우수한 실시예 1의 폴리우레탄 필름의 구체적인 함량 및 물성을 확인하였다.
액체 크로마토그래피-증기화 광산란 검출기(HPLC-ELSD: High Performance Liquid Chromatograph-Evaporative Light-Scattering Detector)를 이용하여 실시예 1의 폴리우레탄 필름 내의 자당의 함량을 측정한 결과 폴리우레탄 필름 전체 중량을 기준으로 약 0.9 wt%의 자당이 함유되어 있었다. 이와 같이 인체에 무해한 자당을 일정량 포함하는 폴리우레탄 필름은 피부접촉 시 피부자극이 덜하고, 촉감이 우수하며, 인열 강도가 향상될 수 있다.
실시예 1의 폴리우레탄 필름을 가로 100 mm, 세로 100 mm 크기로 절단한 샘플의 무게 및 두께를 측정하여, 겉보기 밀도를 계산한 결과, 겉보기 밀도가 125 kg/m3 내지 220 kg/m3로 측정되었다. 폴리우레탄 필름의 겉보기 밀도는 필름 전체의 부피 대비 기공이 차지하는 부피의 비율을 판단하는 중요한 기준으로 볼 수 있다. 일반적인 습식 폴리우레탄 필름의 겉보기 밀도가 약 400 kg/m3인 점을 고려할 때, 실시예 1의 폴리우레탄 필름은 기공이 차지하는 부피의 비율이 높고, 이로 인해 필름의 유연성 및 통기성이 우수함을 알 수 있다.
실시예 1의 폴리우레탄 필름의 단면을 관찰한 결과 0.1 ㎟ 당 10.00 ㎛ 내지 40.00 ㎛의 직경을 가지는 기공을 30개 이상 내지 50개 이하, 상세하게는 35개 이상 내지 45개 이하, 더욱 상세하게는 38개 이상 내지 43개 이하로 포함하여 단면의 기공 크기가 균일하게 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이 균일한 크기의 기공을 가짐으로써, 폴리우레탄 필름의 유연성 및 촉감이 더욱 향상됨을 확인할 수 있었다.
도 6 및 도 7은 실시예 1의 폴리우레탄 필름의 단면을 촬영한 사진이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 폴리우레탄 필름 0.1 ㎟의 영역이 표시되어 있고, 특히 도 7은 상기 영역 내에 존재하는 기공들의 크기가 각각 기재되어 있다.
측정기(LRX-5K, LLOYD사)를 이용하여 실시예 1의 폴리우레탄 필름의 인열 강도를 측정하였다. 가로 150 mm, 세로 75 mm, 두께 1.1 mm의 크기로 절단한 폴리우레탄 필름 샘플의 가로 방향 일측 단부의 중간 지점을 약간 절개하고, 측정기의 클램프에 장착하였다. 클램프를 300 mm/min의 속도로 이동시키면서, 샘플의 가로 방향 75 mm 지점까지 찢어짐이 발생하는 동안 작용하는 힘을 관측하였다. 이와 같이 측정한 결과, 실시예 1의 폴리우레탄 필름은 0.3 N 내지 3.0 N의 우수한 인열 강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
측정기(LRX-5K, LLOYD사)를 이용하여 실시예 1의 폴리우레탄 필름의 인장력 및 신장률을 측정하였다. 가로 150 mm, 세로 2.54 cm, 두께 1.1 mm의 크기로 절단한 폴리우레탄 필름 샘플을 측정기의 클램프에 장착하였다. 클램프를 300 mm/min의 속도로 이동시키면서 샘플이 끊어질 때의 힘 및 길이를 측정하여 인장력 및 신장률을 측정하였다. 이와 같이 측정한 결과, 실시예 1의 폴리우레탄 필름은 150 N/㎠ 내지 700 N/㎠의 우수한 인장력을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 신장률은 220% 내지 550%임을 확인할 수 있었다.
실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 폴리우레탄 필름을 이용하여 화장용 도포구를 제조하였다.
[실시예 3]
그라비아 인쇄롤을 이용하여 10m/min의 속도로 실시예 1에서 제조된 폴리우레탄 필름 표면에 문양을 전사하고, 90℃에서 건조하였다. 이어서 물에 실리콘계 발수제(DRYPON HD., 니카코리아)를 10중량% 첨가한 발수액에 폴리우레탄 필름을 침지한 후 건조하고, 물에 계면활성제계 유연제(카치온유연제, 원일케미칼) 3중량%를 첨가한 유연액에 폴리우레탄 필름을 침지한 후 건조하였다.
이어서 각 온도가 50℃, 70℃, 90℃, 130℃로 유지된 챔버에 10m/min의 속도로 핫멜트필름(FA-7300, ㈜아셈스, 폴리우레탄 95%)을 이동시킨 후, 롤러를 이용하여 폴리우레탄 필름을 접합하고, 이어서 스펀지 양면에 겹쳐놓은 후, 실링하여 화장용 도포구를 제조하였다.
[실시예 4]
실시예 3에서 실시예 1의 폴리우레탄 필름 대신 실시예 2의 폴리우레탄 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 화장용 도포구를 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 3에서 실시예 1의 폴리우레탄 필름 대신 비교예 1 의 폴리우레탄 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 화장용 도포구를 제조하였다.
제조된 실시예 3, 4 및 비교예 2의 화장용 도포구를 비교해 본 결과, 실시예 3 및 4의 경우, 도포구 내 기공의 형태가 미세하고 균일하게 형성어 있고, 표면이 매끄러웠으며, 핫멜트필름을 사용하여 화장액의 낭비를 크게 절감할 수 있었다. 반면, 비교예 2의 경우, 도포구 내의 기공 형태가 불균일하게 형성되어 있고, 특히 샌딩단계를 거친 후 표면이 거칠어져서, 화장액이 스펀지로 많이 흡수되어 화장액의 낭비량이 많았다. 이를 통해, 실시예 3 및 4의 화장용 도포구는 통기성 및 유연성이 우수할 뿐만 아니라 경제적이라는 것을 알 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (18)

  1. 미세기공이 형성된 폴리우레탄 필름으로서, 폴리우레탄 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.01 내지 2 중량부의 자당을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자당을 0.01 내지 1 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름은 겉보기 밀도가 125 kg/m3 내지 220 kg/m3인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  4. 제1항에 있어서, 폴리비닐알콜 및/또는 무수망초를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름은 단면에 0.1 ㎟ 당 10.00 ㎛ 내지 40.00 ㎛의 직경을 가지는 기공을 30개 이상 내지 50개 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름은 인열 강도가 0.3 N 내지 3.0 N인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름은 인장력이 150 N/㎠ 내지 700 N/㎠인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름은 신장률이 220% 내지 550%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 필름.
  9. 화장용 도포구의 제조방법으로서,
    제1항에 따른 폴리우레탄 필름을 제조하는 제조단계;
    핫멜트필름(HMF)을 40~140℃의 챔버(chamber)에 통과시켜 표면을 녹이는 용융단계; 및
    롤러를 이용하여 상기 폴리우레탄 필름을 핫멜트필름(HMF)에 접합하는 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름의 제조단계는,
    폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물과 자당(Sucrose, C12H22O11)을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계;
    상기 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계;
    상기 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계;
    상기 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계;
    상기 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계;
    상기 첨가제가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계; 및
    표면의 무기공층을 제거하는 샌딩(sanding)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에,
    발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및
    유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에,
    표면에 2차원의 문양을 형성하는 인쇄단계;
    발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및
    유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 샌딩(sanding)단계 이후에,
    표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계;
    발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및
    유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 폴리우레탄 필름의 제조단계는,
    상기 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물과 자당을 포함하는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계;
    상기 폴리우레탄 혼합액을 교반하여 기포를 제거하는 탈포단계;
    상기 기포가 제거된 폴리우레탄 혼합액을 기재상에 도포하는 도포단계;
    상기 기재상에 도포된 폴리우레탄 혼합액을 응고시키는 응고단계;
    상기 응고된 폴리우레탄 혼합액 내의 첨가제를 제거하는 수세단계;
    상기 첨가제가 제거된 응고된 폴리우레탄 혼합액을 건조하는 건조단계;
    표면에 3차원의 문양을 형성하는 엠보싱단계;
    발수액에 침지한 후 건조하는 발수제 처리단계; 및
    유연액에 침지한 후 건조하는 유연제 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합액 제조단계에서,
    상기 폴리우레탄 혼합액은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1~2000 중량부의 자당을 포함하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  16. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합액 제조단계에서,
    상기 첨가제는 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜을 추가로 포함하고,
    상기 무수망초 및/또는 폴리비닐알콜은 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1~100 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  17. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 응고단계는,
    상기 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재를 유기용제가 0.1~10 wt% 포함된 응고액에 침지시켜 응고시키고,
    상기 응고액의 온도는 30~70℃인 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
  18. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수세단계는,
    응고된 폴리우레탄 혼합액이 도포된 기재를 50~100℃의 물에 함침하여 잔존 유기용제 및 첨가제를 제거하는 것을 특징으로 하는, 화장용 도포구 제조방법.
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