KR20200051028A - 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수용성 초극세 멤브레인으로 구성된 미용시트는, 기존의 부직포 미용시트에 비하여 피부 접촉 면적이 월등히 넓은 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성되어 매우 우수한 수분 및 유효성분 흡수 능력을 제공할 수 있으며, 피부미용액에 포함된 수분에 용해되어 필름층을 형성함으로써 수분 및 유효성분의 흡수력을 더욱 향상시키며, 사용 후 제거가 용이한 것을 특징으로 한다.

Description

수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트

본 발명은 미용시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성되어 피부미용액에 포함된 수분에 용해되어 필름층을 형성함으로써 수분과 유효성분의 흡수력을 향상시키고 사용 후 제거가 용이한 미용시트에 관한 것이다.

종래의 일반적인 미용시트는 부직포상에 각종 기능성 유효성분을 포함한 피부미용액(또는 에센스, 미스트 등)을 함유시켜 미백, 주름개선, 수분공급 등의 기능을 제공하도록 제조되었다. 그러나 부직포 미용시트는 부직포로 제조되어 피부와 충분히 접촉되기 어렵고 수분과 유효성분의 증발이 용이하여 수분과 유효성분이 피부로 충분히 전달되기 어려울 뿐만 아니라 피부미용액 건조 과정에서 피부에 대한 부착 상태 유지가 어려운 문제점이 있다.

이러한 부직포 미용시트의 단점을 보완하기 위하여 하이드로겔 미용시트가 개발되었다. 하지만, 하이드로겔 미용시트는 착용감이 우수하여 일상적인 활동이 가능할 정도이나, 이 역시 두께가 두꺼워 밀착성에 한계가 있을 뿐만 아니라 착용시간이 경과한 후에는 이를 제거하는데 불편함이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존의 부직포 미용시트에 비하여 피부 접촉 면적이 월등히 넓은 초극세섬유 멤브레인을 이용하여 미용시트를 제조함으로써 매우 우수한 유효성분 흡수 능력을 제공할 수 있는 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은 수용성 고분자 물질을 전기방사하여 초극세섬유 멤브레인을 형성함으로써, 피부미용액에 용해되어 건조되면서 탄력성 투명 필름층을 형성하여, 유효성분의 흡수능력을 극대화하고, 우수한 착용감을 제공하며, 착용 후 제거가 용이하며, 미용시트를 착용한 상태에서 야외활동이 가능케 하며, 간단한 색조화장까지 가능케 하며, 미세먼지로부터 피부를 보호하는 효과까지도 제공할 수 있는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제공하는 것이다.

또한 일반적인 마스크 팩은 대부분 마스크 시트와 에센스의 기능이 별도의 목적으로 개발되어져 왔으나 본 발명에 적용된 시트는 마스크 시트에 사용되는 수용성 고분자 성분을 피부 미용액에 사용하여 마스크 시트의 밀착력과 유효성분의 흡수력을 높일 수 있을 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트는, 적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 대해 피부미용액에 포함된 수용성 유효성분이 5 중량% 내지 20 중량% 포함된 제1 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 전기방사하여 형성된 제1 초극세섬유 레이어; 및 상기 제1 초극세섬유 레이어 위에 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질이 용해된 제2 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 전기방사하여 형성되되, 상기 제 1 초극세섬유 레이어와 함께 10 gsm(gram per square meter) 내지 50 gsm 평량으로 일체화되어 3차원 미세기공 구조를 갖는 초극세섬유 적층구조를 구성하는 제2 초극세섬유 레이어를 포함할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질에서 상기 적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 포함된 수용성 고분자 물질과 동일한 종류의 수용성 고분자 물질의 비율은 50 중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어는, 상기 피부미용액의 수분에 함께 용해되어, 10μm 내지 25μm의 두께를 갖되 상기 피부미용액과 융화된 하나의 탄력성 투명 필름층을 형성하며 건조된다. 이때, 상기 제1 초극세섬유 레이어에 포함된 수용성 유효성분은, 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때 상기 피부미용액과 상기 제1 초극세섬유 레이어 사이의 화학적 결합력을 높여 상기 투명 필름층의 형성에 기여하며, 상기 피부미용액의 유효성분이 상기 투명 필름층 하부로 안정적으로 안착되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기 피부미용액은, 전체 유효성분에 비하여, 상기 적어도 하나의 제1 및 제2 수용성 고분자 물질에 포함된 수용성 고분자 물질이 0.5 중량% 내지 5 중량% 포함될 수 있다. 이때, 상기 피부미용액에 포함된 수용성 고분자 물질은, 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때, 상기 피부미용액과 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어 사이의 화학적 결합력을 증가시켜 상기 투명 필름층의 형성에 기여하면서 상기 투명 필름층의 투명도를 높이는 것을 특징으로 한다.

상기 초극세섬유로 구성된 미용시트는, 물보다 증발성이 높은 용매에 용해된 티타늄디옥사이드와 산화아연 용액을 상기 제2 초극세섬유 레이어 위에 분사하여 형성되는 자외선 차단을 위한 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 기능성 코팅층을 이루는 티타늄디옥사이드와 산화아연은 상기 피부미용액의 수분에 용해되어 상기 투명 필름층에 안착되어 자외선 차단 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 수용성 고분자 물질 각각은, PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid), 히알루론산(hyaluronic acid), 풀루란(pullulan), 펙틴(pectin), 아가(agar), 젤라틴(gelatin), 알긴산(algin acid), 다당류 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 상기 수용성 유효성분은, 수용성 콜라겐인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트는, 기본적으로 부직포 미용시트에 비하여 피부 접촉 면적이 월등히 넓은 초극세섬유 멤브레인을 이용하여 미용시트를 제조함으로써 매우 우수한 유효성분 흡수 능력을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명은 수용성 고분자 물질을 전기방사하여 초극세섬유 멤브레인을 형성함으로써, 건조과정에서 피부미용액에 용해되어 탄력성 투명 필름층을 형성하여 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

① 탄력성 투명 필름층이 유효성분의 증발을 막아 유효성분의 피부 흡수능력을 극대화할 수 있다.

② 탄력성 투명 필름층이 피부에 밀착되어 우수한 착용감을 제공할 수 있다.

③ 유효성분의 피부흡수가 완료된 다음에도 탄력성 있는 필름층을 유지하므로 착용 후 제거가 용이하다.

④ 탄력성 투명 필름층이 피부에 밀착되어 있어 미용시트를 착용한 상태에서 야외활동이 가능케 하며, 간단한 색조화장까지도 가능케 한다.

⑤ 탄력성 투명 필름층이 미세먼지로부터 피부를 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제조하는 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 미용시트 제조방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 미용시트의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 미용시트 제조방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 미용시트의 현미경 사진을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 피부미용액과 함께 사용하는 과정을 나타내는 실제 사진들이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트가 피부미용액에 반응하여 투명한 탄력성 투명 필름으로 변화하는 것을 나타내는 사진들이다.
도 6은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 사용하여 피부의 미세먼지를 제거하는 과정을 나타내는 사진들이다.
도 7은 도 6에 따라 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 피부에서 제거한 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제조하는 다른 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예 1과 비교예 1에 따른 각각의 미용시트의 사용 후 제거된 투명 필름층의 형태를 보여주는 사진들이다.
도 10은 본 발명에 따른 미용시트의 활용예를 나타내는 사진들이다.
도 11은 본 발명에 따른 미용시트의 수분 또는 유효성분 함유 능력을 시험하기 위한 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명과 본 발명의 동작상 또는 기능상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제조하는 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.

적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 대해 피부미용액의 수용성 유효성분이 5 중량% 내지 20 중량% 포함된 제1 방사용액과 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질이 용해된 제2 방사용액을 제조한다(S100). 여기서 피부미용액에는 통상적으로 사용되는 액체 형태의 에센스, 분무형태로 사용하는 미스트 등일 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 및 제2 방사용액은 용매에 대한 수용성 고분자 물질은 10 중량% 내지 70 중량% 정도가 바람직하다. 수용성 고분자 물질이 10 중량% 미만이면 낮은 농도로 인하여 방사용액이 드랍성향이 강해 전기방사시 초극세섬유를 형성하기 어렵고, 수용성 고분자 물질이 70 중량%를 초과하면 고분자 물질 함량이 높아 방사 불량으로 초극세섬유를 형성하기 어렵기 때문이다.

상기 제1 및 제2 수용성 고분자 물질 각각은 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid), 히알루론산(hyaluronic acid), 풀루란(pullulan), 펙틴(pectin), 아가(agar), 젤라틴(gelatin), 알긴산(algin acid), 다당류 중 적어도 하나일 수 있다. 이들은 물에 용해되어 하나로 뭉쳐지면서 투명한 막을 형성하는 성질을 가진 것들이다. 그리고 상기 피부미용액에 포함된 수용성 유효성분으로는 수용성 콜라겐이 대표적인 예일 수 있다.

상기 제1 및 제2 방사용액이 준비되면, 상기 제1 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 전기방사하여 제1 초극세섬유 레이어를 형성한다(S110). 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 제1 레이어를 형성하기 위한 상기 제1 방사용액에는 피부미용액에 포함된 유효성분이 수용성 고분자 물질 대비 5 중량% 내지 20 중량% 포함되어 있는데, 이는 피부미용액에 반응하여 수용성 고분자 물질의 필름화될 때 필름층 형성에 기여하고 피부미용액의 유효성분이 필름층에 안정적으로 안착하는데도 기여한다. 이에 대해서는 향후 보다 구체적으로 살펴본다.

상기 제1 초극세섬유 레이어가 형성되면, 상기 제2 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 상기 제1 초극세섬유 레이어 위에 전기방사하여 제2 초극세섬유 레이어를 형성한다(S110). 이때, 상기 제2 초극세섬유 레이어는 상기 제1 초극세섬유 레이어와 함께 10 gsm(gram per square meter) 내지 50 gsm 평량으로 일체화되어 3차원 미세기공 구조를 갖는 초극세섬유 적층구조를 구성한다.

초극세섬유의 직경이 700nm 이하인 경우, 피부미용액과 반응해서 녹는 시간이 수 초 이내로 지극히 짧아 사용함에 있어 불편하며, 초극세섬유 적층구조를 구성하는데 있어 생산시간이 길어져 생산성이 떨어져 원가상승의 요인이 되고, 초극세섬유의 직경이 1500nm 이상인 경우, 피부미용액과 반응하여 녹는 시간이 수 분 이상으로 길어져 착용성이 매우 나빠지는 결과를 나타낼 수 있다.

이상에서 살펴본 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어의 방사는, 방사용액을 정량펌프를 사용하여 방사노즐로 이송하고, 고전압 조절장치의 약 2kV 내지 100kV의 전압 차이를 이용하여 방사노즐의 방사용액을 방사하여 이루어질 수 있다. 이때, 방사노즐과 집전판까지의 거리는 5cm 내지 50cm 범위에서 조절하여 사용하는 것이 적당하다.

한편, 상기 제1 및 제2 방사용액에 포함된 수용성 고분자 물질은 서로 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 그러나 전기방사 과정에서 레이어들의 접촉 부분의 일체화 정도를 보장하기 위하여, 상기 제2 방사용액에 포함된 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질에서 상기 제1 방사용액에 포함된 상기 적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 포함된 수용성 고분자 물질과 동일한 종류의 수용성 고분자 물질의 비율은 50 중량% 이상인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 서로 물리적/화학적 물성이 동일 또는 유사할수록 화학적 결합력이 높아질 수 있기 때문이다. 또한, 레이어 형성과정에서 방사되는 초극세섬유의 직경도 다를 수 있으나 레이어들의 접촉 부분의 일체화를 높이기 위하여 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다.

레이어들의 접촉 부분의 일체화를 높이기 위하여, 상기 제2 초극세섬유 레이어의 전기방사는 상기 제1 초극세섬유 레이어 방사가 이루어진 다음 상기 제1 초극세섬유 레이어가 건조되는 도중에 이루어짐이 바람직하다. 예컨대, 상기 제2 초극세섬유 레이어 방사는, 상기 제1 초극세섬유 레이어 전체에 대한 방사가 완료된 다음 그 위에 이루어질 수도 있고, 상기 제1 초극세섬유 레이어 방사 노즐 다음에 뒤따르는 노즐에 의하여 연속적으로 이루어질 수도 있다.

상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 일체화된 미용시트가 제조되면, 상기 제조된 미용시트를 건조하고, 상기 건조된 미용시트를 캐리어 필름과 합포한 다음, 캐리어 필름과 합포된 미용시트를 적당한 사이즈로 절단하여 포장하면 최종 미용시트 제품이 완성된다(S130).

도 2는 도 1에 도시된 미용시트 제조방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 미용시트(100)의 구조를 나타내는 개념도이다. 도 3은 도 1에 도시된 미용시트 제조방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 미용시트의 현미경 사진을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 상기 미용시트(100)는 수용성 고분자 물질의 일종인 PVA와 수용성 콜라겐을 전기방사하여 형성된 제1 초극세섬유 레이어(110)와 상기 제1 초극세섬유 레이어(110) 위에 수용성 고분자 물질인 PVA를 전기방사하여 형성된다. 참고로 상기 레이어들(110 및 120) 중에서 피부에 접촉되는 레이어는 수용성 콜라겐이 함유된 제1 레이어(110)이다.

상기 제1 및 제2 레이어는 동일한 종류의 수용성 고분자 물질인 PVA를 포함하고 있으므로 레이어 간의 일체화가 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제1 초극세섬유 레이어에는 피부미용액에 포함된 수용성 콜라겐이 포함되어 있는데, 이는 피부미용액과의 화학적 결합력을 증가시키는 역할을 할 수 있다.

상기 미용시트(100)의 초극세섬유 레이어만을 촬영한 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 미용시트(100)는 상기 제1 초극세섬유 레이어(110)와 상기 제2 초극세섬유 레이어(120)가 일체화되어 3차원 미세기공 구조를 갖는 초극세섬유 적층구조를 형성하고 있는 것을 알 수 있다. 상기 제1 초극세섬유 레이어(110)와 상기 제2 초극세섬유 레이어(120)를 이루는 초극세섬유는 700nm 내지 1500nm의 직경을 가지는데 미세기공은 통상 초극세섬유의 직경의 약 5배 내지 10배의 직경을 가질 수 있다.

즉, 초극세섬유 사이에 형성된 미세기공은 약 3.5μm 내지 15μm 의 직경을 가질 수 있는데, 이는 피부미용액에 포함된 유효성분 뿐만 아니라 피부에 묻은 미세먼지를 수용하기에 적합한 사이즈이다. 그러므로 본 발명에 따른 미용시트(100)는 미세기공에 포함된 유효성분은 피부에 충분히 공급해주고 피부에 묻은 미세먼지 제거에도 탁월한 효과를 발휘할 수 있다.

한편, 상기 미용시트(100)의 초극세 레이어를 보호하기 위해 합포된 폴리프로필렌 부직포와 함께 촬영한 도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 미용시트(100)를 구성하는 적층구조에서의 3차원 미세기공이 부직포 사이의 간격에 비하여 훨씬 미세하여 유효성분의 함유성능 및 미세먼지 제거 기능이 우수한 것을 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트의 제조 과정과 그에 따라 제조된 미용시트의 구조 등에 대해 살펴보았다. 이하에서는 본 발명에 따른 미용시트를 피부미용액을 이용하여 실제로 사용하는 것에 대해 살펴본다.

도 4는 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 피부미용액과 함께 사용하는 과정을 나타내는 실제 사진들이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트가 피부미용액에 반응하여 투명한 탄력성 투명 필름으로 변화하는 것을 나타내는 사진들이다. 참고로, 도 4 및 도 5에서의 미용시트는 PVA와 수용성 콜라겐이 포함된 제1 초극세섬유 레이어와 PVA가 포함된 제2 초극세섬유 레이어가 일체화되어 구성되며, 이때 제1 초극세섬유 레이어에서 수용성 콜라겐은 PVA 대비 4 중량% 함유되어 있다.

도 4의 (a)는 본 발명에 따른 미용시트를 손등에 올려 사용준비를 하는 것을 나타내며, 도 4의 (b)는 손등 위의 미용시트에 피부미용액을 투여하는 것을 나타내며, 도 4의 (c)는 미용시트가 피부미용액과 반응하여 탄력성 투명 필름층을 형성하는 것을 나타내며, 도 4의 (d)는 약 30분 사용 시간이 경과한 다음 제거된 투명 필름층을 나타낸다.

미용시트 전체를 촬영한 도 5a와 그 표면을 확대하여 촬영한 도 5b를 참조하면, 상기 미용시트에 피부미용액이 투여된 부분에서는 초극세섬유 멤브레인이 수분에 의하여 용해되어 탄력성을 갖는 투명 필름화되는 것을 알 수 있다. 그리고 미용시트 표면의 현미경 사진인 도 5c를 참조하면, 피부미용액이 투여되기 전의 미용시트에는 초극세섬유가 엉켜있는 것이 명확히 보이나 피부미용액이 투여된 이후에는 초극세섬유가 용해되어 필름화된 것을 명확히 알 수 있다.

한편, 상기 투명 필름층의 두께는 10μm 내지 25μm 범위이다. 이는, 두께가 10μm 미만이면 수분 및 유효성분에 대한 함유성능과 필름층의 탄력성 및 강도가 너무 낮아질 수 있고, 두께가 25μm를 초과하면 착용감이 저하되고 투명도가 낮아지는 문제점이 있을 수 있기 때문이다.

이하에서는 이상에서 살펴본 본 발명에 따른 미용시트의 탄력성 투명 필름층의 형성 메커니즘 및 그로 인한 효과에 대해 상세히 살펴본다.

미용시트에 피부미용액이 투여되면 상기 미용시트를 이루는 일체화된 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 의하여 용해되어 필름화되기 시작한다. 이때 상기 제 2 초극세섬유 레이어의 수용성 고분자 물질 중 적어도 50 중량% 이상은 제1 초극세섬유 레이어의 것과 동일한 종류의 것이며 모두 수용성 고분자 물질이므로 필름화되는 과정에서 양자 간의 화학적 결합력은 매우 높다. 왜냐하면, 두 레이어를 형성하는 수용성 고분자 물질의 물리적/화학적 물성의 동일성이 높기 때문이다.

한편, 피부미용액에 포함된 유효성분은 초극세섬유 레이어들의 미세기공들로 흡수되게 된다. 이때, 수용성 고분자에 의하여 형성되기 시작하는 필름층의 최상부는 수분의 증발에 따라 가장 빠르게 경화되어 막을 형성하게 되는데, 이로 인하여 초극세섬유 레이어들의 미세기공들에 흡수되어 있는 유효성분 및 수분의 증발이 차단되어, 기존의 부직포 미용시트 대비 매우 우수한 수분 및 유효 성분의 함유성능 및 피부흡수 성능이 구현될 수 있다.

그리고 초극세섬유 레이어들을 형성하는 수용성 고분자 물질은 상기 피부미용액에도 전체 유효성분대비 약 0.5 중량% 내지 5 중량% 포함되어 있는데, 이렇게 피부미용액에 포함된 수용성 고분자 물질은 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때, 상기 피부미용액과 상기 레이어들 사이의 물리적/화학적 물성의 공통분모가 되므로 레이어들과의 화학적 결합력을 증가시켜 상기 투명 필름층의 형성에 기여할 수 있다.

그리고 상기 피부미용액에 포함된 수용성 고분자 물질은 초극세섬유 레이어들이 용해되어 형성하는 투명 필름층의 투명도를 향상시키는데에도 기여한다. 왜냐하면 필름화 과정에서 피부미용액 내부의 투명성 저해 성분이 서로 뭉치지 않고 초극세섬유 레이어들의 미세기공으로 분산 흡수되어 버리기 때문이다.

상기 제1 초극세섬유 레이어에 포함된 수용성 유효성분은, 피부미용액과의 물리적/화학적 물성의 공통분모로 작용하여, 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때 상기 피부미용액과 상기 제1 초극세섬유 레이어 사이의 화학적 결합력을 높여 상기 투명 필름층의 형성에 기여할 수 있으며, 상기 피부미용액의 유효성분이 상기 투명 필름층 하부로 안정적으로 안착되도록 유도할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 기존의 부직포 미용시트에서 시트와 피부미용액의 화학적 결합이 거의 이루어지지 않는 것과 달리, 본 발명에서는 미용시트와 피부미용액이 서로 연결된 화학적 결합체인 탄력성 투명 필름층을 형성하는 점에서 미용기능 구현의 메커니즘이 상이할 뿐만 아니라 이로 인하여 아래와 같은 탁월한 효과를 제공할 있다.

본 발명에 따른 미용시트는 탄력성 투명 필름층이 수분과 유효성분의 증발을 막아 수분과 유효성분의 피부 흡수능력을 극대화시킬 수 있고, 탄력성 투명 필름층이 피부에 밀착되어 우수한 착용감을 제공할 수 있으며, 유효성분의 피부흡수가 완료된 다음에도 탄력성 있는 필름층을 유지하므로 착용 후 제거가 용이하며, 탄력성 투명 필름층이 피부에 밀착되어 있어 미용시트를 착용한 상태에서 야외활동이 가능케 하며, 간단한 색조화장까지도 가능케 하며, 탄력성 투명 필름층이 미세먼지로부터 피부를 보호할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 사용하여 피부의 미세먼지를 제거하는 과정을 나타내는 사진들이다. 도 7은 도 6에 따라 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 피부에서 제거한 사진이다. 참고로 도 6의 미세먼지 제거에서는 미세먼지 대용으로 입자크기가 3μm 내지 7μm인 토너분말을 사용하였다.

도 6의 (a)는 손등에 미세먼지가 묻은 것을 나타내며, 도 6의 (b)는 본 발명에 따른 미용시트를 피부미용액을 투여하여 손등에 투명 필름층을 형성하는 것을 나타낸다. 도 6의 (c)는 도 6의 (b) 상태에서 약 30분이 경과한 다음 필름층을 제거하는 것을 나타내며, 도 6의 (d)는 투명 필름층이 완전히 제거되면서 손등의 미세먼지가 함께 제거된 것을 나타낸다.

그리고 피부에서 제거된 투명 필름층을 나타내는 도 7을 참조하면, 제거된 필름층에 검은 미세먼지가 흡착되어 있는 것을 알 수 있다. 이상의 과정을 살펴보면 본 발명에 따른 미용시트는 뛰어난 보습 및 유효성분 흡수 효과 뿐만 아니라 피부에 묻어있는 미세먼지를 제거하는 데에도 탁월한 효과가 있음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트를 제조하는 다른 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.

먼저, 제1 및 제2 방사용액을 제조하고 자외선 차단을 위한 기능성 코팅액을 제조한다(S200). 상기 제1 및 제2 방사용액은 도 1을 참조하여 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 이에 대해서는 설명을 생략한다. 상기 기능성 코팅액은 물보다 증발성이 높은 용매(예컨대, 에틸알콜 등)에 용해된 티타늄디옥사이드와 산화아연 용액일 수 있다.

보다 구체적인 예로, 상기 기능성 코팅액은 제1 및 제2 초극세섬유 레이어에 포함된 수용성 고분자 물질 대비 3 중량% 내지 10 중량% 비율로, 티타늄디옥사이드와 산화아연이 에틸알콜에 4 중량% 내지 10 중량%의 농도로 용해된 용액일 수 있다. 이때, 티타늄디옥사이드와 산화아연의 비율은 1:1 비율이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 방사용액과 기능성 코팅액이 준비되면, 제1 방사용액과 제2 방사용액을 전기방사하여 제1 및 제2 초극세섬유 레이어를 형성한다(S210 및 220). 이 두 공정은 도 1에서의 S110 및 S120 단계와 동일 또는 유사할 수 있어, 이에 대한 상세설명은 생략한다.

S210 및 S220 단계가 수행되어 미용시트가 제조된 다음에는, 상기 제2 초극세섬유 레이어 위에 상기 기능성 용액을 분사하여 기능성 코팅층을 형성한다(S230). 이때, 상기 기능성 용액은 물에 비하여 증발성이 높은 알콜과 같은 용매에 용해되어 있어 기능성 물질의 일부는 초극세섬유 멤브레인에 흡수되고 그 나머지는 상기 제2 초극세섬유 레이어 위에 코팅층을 형성하게 된다.

상기 기능성 코팅층이 형성된 다음에는, 미용시트를 건조시켜 캐리어 시트에 합포한 다음 이를 적당한 사이즈로 절단하여 포장함으로써 최종 제품이 완성된다(S240). 이러한 공정은 도 1에서의 S130 단계와 동일 또는 유사할 수 있다.

도 8에 따라 제조된 미용시트에 피부미용액이 투여되면, 상기 기능성 코팅층을 이루는 티타늄디옥사이드와 산화아연은, 상기 미용시트가 투명 필름화되는 과정 중에, 상기 피부미용액의 수분에 용해되어 상기 투명 필름층에 안정적으로 안착되어 자외선 차단 기능을 수행할 수 있다.

한편, 이와 같이, 자외선 차단을 위한 기능성 코팅층을 형성하여 코팅층이 피부미용액에 용해되어 기능성 물질이 수용성 고분자 내에 안착하여 자외선 차단 기능을 수행하는 메커니즘은 초극세섬유 레이어 형성용 방사용액에 자외선 차단물질을 섞어 방사하는 경우에 비하여 향상된 자외선 차단 효과를 제공할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 미용시트의 필름화 과정에서 기능성 물질이 필름층 내에 골고루 분산되는 것이, 자외선 차단물질이 수용성 고분자 물질과 함께 전기방사된 상태에서 미용시트가 피부미용액의 수분에 용해되어 필름화되는 과정에서 초극세섬유에서 빠져나와 필름층에 분산되는 것보다 용이하기 때문이다.

이하에서는 본 발명에 따라 제조된 다양한 형태의 미용시트의 실시예들에 대해 살펴본다.

<실시예 1>

수용성 고분자 물질인 PVA를 이용하여 평량 20 gsm으로 약 700nm 직경의 초극세섬유로 전기방사하여 제1 및 제2 초극세섬유 레이어를 형성하여 미용시트를 제조하되, 상기 제1 초극세섬유 레이어에는 피부미용액에 포함된 유효성분인 수용성 콜라겐이 PVA 대비 4 중량% 포함된 방사용액의 전기방사에 의하여 형성되었다.

아래의 표 1은 실시예 1에 따른 미용시트의 두께 및 사용효과를 부직포를 이용한 타사의 다양한 미용시트들과 비교한 것이다.

표 1을 참조하면, 실시예 1에 따른 미용시트의 두께는 10~25 마이크로미터로 그 두께가 95 마이크로미터 내지 120 마이크로미터에 이르는 부직포를 이용한 타사의 미용시트에 비하여 매우 얇은 것을 알 수 있다. 그리고 이러한 두께 차로 인하여 타사의 부직포를 이용한 미용시트의 전광선투과율이 19.4% 내지 41%인 반면, 실시예 1에 따른 미용시트의 전광선투과율이 94.5%에 이르는 것을 알 수 있다. 참고로, 전광선 투과율은 시편에 조사된 광량에 대한 시편을 투과한 광량을 의미한다.

그리고 표 1에서 경피 수분함유량과 경피 수분증발량은 타사의 부직포를 이용한 미용시트와 실시예 1에 따른 미용시트를 4주동안 하루에 1회 20분 동안 사용한 피시험자의 얼굴의 피부에 대해 측정한 결과이다. 표 1을 참조하면, 실시예 1에 따른 미용시트의 경피 수분함유량은 타사의 부직포를 이용한 미용시트들에 비하여 높고 경피 수분증발량은 타사의 부직포를 이용한 미용시트에 비하여 낮은데, 이는 실시예 1에 따른 미용시트는 타사의 부직포를 이용한 미용시트들에 비하여 우수한 수분흡수력 및 보습력을 제공하는 것을 의미한다. 이러한 결과를 유추할 때, 실시예 1에 따른 미용시트는 타사의 부직포를 이용한 미용시트들에 비하여 우수한 유효성분 흡수력을 제공할 수 있음을 유추할 수 있다.

참고로 경피 수분함유량의 단위는 a.u(arbitary unit)인데, 통상 30 a.u 미만이면 피부가 매우 건조한 것을 나타내고, 30 a.u 내지 40 a.u이면 피부가 건조한 것을 나태며, 40 a.u 내지 50 a.u면 보통의 피부상태를 나타내며, 50 a.u 이상이면 촉촉한 상태를 나타낸다. 이에 비추어 볼 때, 실시예 1에 따른 미용시트는 우수한 수분흡수력과 보습력을 제공하는 것을 알 수 있다.

그리고 도 4 내지 도 7은 실시예 1에 따른 미용시트를 피부미용액과 함께 사용하는 과정을 나타낸다. 표 1 및 도 4 내지 도 7을 참조하여 살펴본 바와 같이, 실시예 1에 따른 미용시트는 기존의 미용시트에 비하여 우수한 수분 및 유효성분 흡수력, 보습력을 제공하며, 탄력성 있는 투명 필름층을 형성하여 미세먼지 제거효과가 뛰어나면서도 사용후 피부에서 제거하는 것이 용이한 것을 알 수 있다.

<비교예 1>

비교예 1에 따른 미용시트는 실시예 1에 따른 미용시트와 동일한 조건으로 제조하되 전기방사되는 초극세섬유의 직경을 약 500nm로 하여 제조되었다.

도 9는 실시예 1과 비교예 1에 따른 각각의 미용시트의 사용 후 제거된 투명 필름층의 형태를 보여주는 사진들이다. 도 9를 참조하면, 약 700 nm 직경으로 전기방사된 실시예 1에 따른 미용시트 사용후 제거된 투명 필름층은 온전한 필름 형태를 유지하고 있는 반면, 약 500 nm 직경으로 전기방사된 비교예 1에 따른 미용시트 사용후 투명 필름층에는 곳곳에 구멍이 형성되어 있고 투명 필름층을 형성하지 못한 부분도 있는 것을 알 수 있다.

이는 비교예 1에 따른 미용시트는 초극세섬유의 직경이 작아, 피부미용액의 수분에 의해 빠르게 녹아 균일한 투명 필름층을 형성할 수 없음을 의미한다. 즉, 비교예 1에 따른 미용시트는 균일한 투명 필름층을 형성할 수 없어, 피부미용액의 수분이나 유효성분을 피부에 안정적이고 효과적으로 공급하는 성능이 실시예 1에 따른 미용시트에 비하여 낮을 수밖에 없다.

<실시예 2>

수용성 고분자 물질인 PVA를 이용하여 평량 20 gsm으로 제1 및 제2 초극세섬유 레이어를 형성하여 미용시트를 제조하되, 제조된 미용시트 위에 아틸알콜에 수용성 티타늄디옥사이드와 산화아연이 4 중량% 내지 10 중량% 농도로 용해된 기능성 용액(자외선 차단성분)을 분사하여 코팅층을 형성함으로써 최종적으로 미용시트를 완성하였다. 이때, 티타늄디옥사이드와 산화아연의 비는 1:1이다.

아래의 표 2는 실시예 2에 따른 미용시트의 자외선 차단 성능을 자외선 차단성분이 포함되지 않은 미용시트와 비교하여 3회에 걸쳐 테스트한 결과를 나타낸다.

표 2를 참조하면, 자외선 차단성분 미첨가시에는 자외선 차단지수(UPF)가 약 4 정도되며 자외선 투과율은 23%를 넘는 반면, 자외선 차단성분이 첨가된 실시예 2의 경우에는 자외선 차단지수가 50 이상이며 약 1% 정도의 자외선만이 투과하여 매우 우수한 자외선 차단 성능을 발휘하는 것을 알 수 있다. 참고로, 통상적으로 자외선 차단지수가 15~24 정도면 자외선이 충분히 차단되었다고 본다.

도 10은 본 발명에 따른 미용시트의 활용예를 나타내는 사진들이다. 도 10을 참조하면, 상기 미용시트는 피부미용액의 수분에 의하여 투명 필름층을 형성하므로 미용시트를 얼굴에 착용한 상태에서 야외활동이 가능케 하며, 투명 필름화된 미용시트 위에 간단한 색조화장까지 가능한 것을 알 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 미용시트의 수분 또는 유효성분 함유 능력을 시험하기 위한 테스트 결과를 나타내는 그래프이다. 참고로 본 테스트는 15cm 길이의 기존 부직포 미용시트와 본 발명에 따른 미용시트의 끝을 용기에 담아 물에 닿도록 한 상태에서 20분이 경과한 경우, 두 미용시트에서 수분을 흡수한 높이를 측정한 것이다.

도 11을 참조하면, 기존의 부직포 미용시트는 수분이 3.5cm 높이까지 흡수되나, 본 발명에 따른 미용시트에서는 수분이 8.5 cm 높이까지 흡수되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 미용시트의 흡습력이 기존의 미용시트의 2배를 넘는 것을 알 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 미용시트가 수분이 대부분을 차지하는 피부미용액의 함유능력이 뛰어난 것을 의미한다. 이를 바꾸어 말하면, 본 발명에 따른 미용시트는 기존의 부직포 미용시트에 비하여 더 뛰어난 보습능력과 유효성분 제공능력을 가질 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따른 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트는, 피부미용 산업분야에서 널리 이용될 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 대해 피부미용액에 포함된 수용성 유효성분이 5 중량% 내지 20 중량% 포함된 제1 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 전기방사하여 형성된 제1 초극세섬유 레이어; 및
   상기 제1 초극세섬유 레이어 위에 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질이 용해된 제2 방사용액을 직경 700nm 내지 1500nm의 초극세섬유로 전기방사하여 형성되되, 상기 제1 초극세섬유 레이어와 함께 10 gsm(gram per square meter) 내지 50 gsm 평량으로 일체화되어 3차원 미세기공 구조를 갖는 초극세섬유 적층구조를 구성하는 제2 초극세섬유 레이어를 포함하며,
   상기 적어도 하나의 제2 수용성 고분자 물질에서 상기 적어도 하나의 제1 수용성 고분자 물질에 포함된 수용성 고분자 물질과 동일한 종류의 수용성 고분자 물질의 비율은 50 중량% 이상인 것을 특징으로 하는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어는,
   상기 피부미용액의 수분에 함께 용해되어, 10μm 내지 25μm의 두께를 갖되 상기 피부미용액과 융화된 하나의 탄력성 투명 필름층을 형성하며 건조되며,
   상기 제1 초극세섬유 레이어에 포함된 수용성 유효성분은,
   상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때 상기 피부미용액과 상기 제1 초극세섬유 레이어 사이의 화학적 결합력을 높여 상기 투명 필름층의 형성에 기여하며, 상기 피부미용액의 유효성분이 상기 투명 필름층 하부로 안정적으로 안착되도록 유도하는 것을 특징으로 하는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피부미용액은,
   전체 유효성분에 비하여, 상기 적어도 하나의 제1 및 제2 수용성 고분자 물질에 포함된 수용성 고분자 물질이 0.5 중량% 내지 5 중량% 포함되며,
   상기 피부미용액에 포함된 수용성 고분자 물질은,
   상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어가 상기 피부미용액의 수분에 용해될 때, 상기 피부미용액과 상기 제1 및 제2 초극세섬유 레이어 사이의 화학적 결합력을 증가시켜 상기 투명 필름층의 형성에 기여하면서 상기 투명 필름층의 투명도를 높이는 것을 특징으로 하는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 초극세섬유로 구성된 미용시트는,
   물보다 증발성이 높은 용매에 용해된 수용성 티타늄디옥사이드와 산화아연 용액을 상기 제2 초극세섬유 레이어 위에 분사하여 형성되는 자외선 차단을 위한 기능성 코팅층을 더 포함하며,
   상기 기능성 코팅층을 이루는 수용성 티타늄디옥사이드와 산화아연은 상기 피부미용액의 수분에 용해되어 상기 투명 필름층에 안착되어 자외선 차단 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 수용성 고분자 물질 각각은,
   PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), 전분(starch), PAA(polyacrylic acid), 히알루론산(hyaluronic acid), 풀루란(pullulan), 펙틴(pectin), 아가(agar), 젤라틴(gelatin), 알긴산(algin acid), 다당류 중 적어도 하나를 포함하며,
   상기 수용성 유효성분은,
   수용성 콜라겐인 것을 특징으로 하는, 수용성 초극세섬유 멤브레인으로 구성된 미용시트.

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