KR20210034576A - 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드 - Google Patents

보습성분을 방출하는 샤워기 헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 샤워기 헤드에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 샤워기 헤드를 통해 방출되는 물에 보습성분이 함유되도록 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드에 관한 것이다.

Description

보습성분을 방출하는 샤워기 헤드{Shower head having function of moisturizing component release}
본 발명은 샤워기 헤드에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 샤워기 헤드를 통해 방출되는 물에 보습성분이 함유되도록 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드에 관한 것이다.
최근에는 피부건강과 미용에 대한 관심이 급증하면서 각종 화장품류와, 미용팩에 대한 수요와 개발이 급증하고 있으며, 이에 더불어 욕조에 사용할 수 있는 입욕제에 대한 관심도 늘어나는 추세에 있다.
상기 입욕제는 보습이나 피부에 유익한 성분을 포함하며, 욕조에 담긴 물에 투입 시 상기 성분들이 용해 또는 분산됨에 따라서 욕조에 담군 신체의 피부에 상기 유익한 성분들이 흡수되거나 피부 표면을 덮도록 도와주는 제품이다. 그러나 상기 입욕제는 반드시 욕조의 사용을 전제하는데, 매일 욕조를 이용해 반신욕을 하거나 목욕을 하는 것은 매우 불편하고 번거로운 일이며, 목욕시간도 연장됨에 따라서 실제 욕조를 이용한 목욕을 하는 인구는 적은 편이다.
이에 대부분의 인구는 샤워기를 통해 머리를 감거나 세신을 하며, 이에 따라서 가정집 욕실 대부분은 샤워기를 구비하고 있는데, 샤워기는 단순히 물만을 토출하는 기구임에 따라서 피부에 보습이나 유익한 성분을 제공하기 위해서는 샤워 중이나 샤워 후에 해당 성분을 갖는 제품을 피부에 적용시켜야 하는 불편함이 있다.
이에 따라서 샤워기를 통해 토출되는 물을 통해 피부에 유익한 보습성분을 제공받을 수 있도록 하는 샤워기에 대한 개발이 시급한 실정이다.
공개특허공보 제10-2015-0026013호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 샤워 중 피부에 유익한 보습성분을 제공해줄 수 있는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 샤워기 헤드로 유입되는 물의 흐름 방해를 최소화해서 토출되는 물의 유량이나 유속의 저하를 방지하며, 냉수나, 40℃ 수준의 열수를 이용하는 경우에도 보습성분의 방출 기한을 최대한 연장시켜 오랜기간 성능을 유지할 수 있는 샤워기 헤드를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 하부에 물이 유입되는 유입호스가 연결되고 내부에 제1유로가 형성된 손잡이부, 내부에 상기 제1유로와 연결되는 제2유로가 형성되며 일단은 상기 손잡이부와 연결되고, 타단은 유입된 물이 토출되는 토출구가 형성된 헤드부, 및 일면이 상기 제1유로 내주면 상에 접하고 타면은 상기 제1유로를 통해 유입된 물이 타면을 따라 흐르도록 제1유로 내부에 장착되며, 물이 흐르는 동안 보습성분을 방출시키는 방출부재를 포함하는 보습성분을 방출하는 사워기 헤드를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 방출부재는 보습성분을 함유한 가교층과 상기 가교층 상부에 배치된 소수성의 다공성 섬유웹층을 포함하는 시트 형태의 부재이며, 상기 제1유로를 통해 유입된 물이 상기 소수성의 다공성 섬유웹층을 따라 흐를 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 소수성의 다공성 섬유웹층은 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리설폰 중 어느 하나 이상의 화합물로 형성된 부직포일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 소수성의 다공성 섬유웹층은 두께가 1.5 ~ 2.5㎜이며, 평량이 200 ~ 300g/㎡일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 보습성분을 함유한 가교층은 다관능 히드록시기 화합물 및 2관능 아크릴계 화합물을 포함하는 가교성 화합물 100 중량부에 대해 잔탄검으로 이루어진 겔화 화합물 15 ~ 20 중량부를 포함하여 가교된 겔매트릭스와, 상기 겔매트릭스 내부에 함유된 보습성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린 및 2-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어지며, 상기 2관능 아크릴계 화합물은 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린과 2-메틸-1,3-프로판디올이 1: 0.3 ~ 0.5 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시에에 의하면, 상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린 및 2-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어지며, 상기 2관능 아크릴계 화합물은 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트이고, 상기 보습성분은 수평균분자량 450 ~ 800인 폴리에틸렌글리콜일 수 있다.
본 발명에 의하면, 샤워 중 피부에 유익한 보습성분을 제공할 수 있는 동시에 샤워기 헤드로 유입되는 물의 흐름 방해를 최소화해서 토출되는 물의 유량이나 유속의 저하가 방지될 수 있다. 또한, 냉수나, 40℃ 수준의 열수를 이용하는 경우에도 보습성분의 방출 기한을 최대한 연장시켜 오랜 기간 동안 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드의 분리사시도이다.
도 2는 도 2에 나타낸 방출부재의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 한편, 이하 설명되는 본 발명의 효과로서 보습성분의 용출성능 제어는 냉수뿐만 아니라 40℃ 수준의 열수를 이용하는 경우에도 보습성분의 용출성능이 제어되는 효과를 포함하는 의미이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드의 분리사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 샤워기 헤드(1)는 하부에 물이 유입되는 유입호스(500)가 연결되는 손잡이부(100)와, 일단이 상기 손잡이부(100)와 연결되고 타단은 유입된 물이 토출되는 토출구(330)가 형성된 헤드부(300)를 포함하며, 상기 손잡이부(100) 내부에는 제1유로(110)가, 상기 헤드부(300) 내부에는 제2유로(310)가 형성되어 유입호스(500)로부터 유입된 물이 헤드부(300)의 토출구(330)를 통해 외부로 토출되는데, 상기 손잡이부(100) 제1유로(110) 내부에 장착된 방출부재(130)를 통해 물이 흐르는 동안 보습성분이 방출부재(130)로부터 방출되어 물과 함께 외부로 토출될 수 있다.
상기 손잡이부(100)는 물이 유입되고 사용자가 손으로 잡기에 적합한 형상을 가지며, 일예로 하측으로 길게 연장된 형상일 수 있다. 상기 손잡이부(100) 하부에는 물이 유입될 수 있도록 유입호스(500)가 연결되고, 내부에는 유입호스(500)를 통해 유입된 물을 헤드부(300) 측으로 안내하는 제1유로(110)가 형성된다. 이때, 상기 손잡이부(100)의 재질, 크기, 형상, 상기 제1유로(110)의 직경, 제1유로(110)를 비롯한 손잡이부(100) 내부 구조 등은 공지된 샤워기 헤드(1)의 손잡이부(100)를 적절히 변형한 것일 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 헤드부(300)는 다수의 토출구(330)와, 내부에 형성되며 제1유로(110)와 연결되는 제2유로(310)를 구비한다. 이때 상기 헤드부(300)의 재질, 크기, 형상, 토출구(330)의 개수/배열형태, 상기 제2유로(310)의 직경, 제2유로(310)를 비롯한 헤드부(300) 내부 구조 등은 공지된 샤워기 헤드(1)의 헤드부(300)를 적절히 변형한 것일 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 헤드부(300)의 토출구(330)가 형성된 일단에 대향하는 타단이 손잡이부(100)와 연결되는데, 이때 상기 연결은 별도의 체결부재(150)를 통한 연결일 수 있다. 또는 손잡이부(100) 또는 헤드부(300)의 연결부분에 형성된 나사산과 이에 대응되는 나사홈을 통해 연결될 수 있다. 또는 상기 헤드부(300)와 손잡이부(100)는 일체로 성형된 것일 수도 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 손잡이부 제1유로(110) 내부에는 보습성분을 함유한 방출부재(130)가 구비된다.
상기 방출부재(130)는 일면이 상기 제1유로(110)의 내주면 즉, 내벽과 접하도록 구비되며, 상기 일면에 대항하는 타면은 제1유로(110)로 유입된 물이 흐르도록 제1유로(110) 내부에 장착된다. 이러한 구조로 장착되기 위해 상기 방출부재(130)는 일예로 내부에 일단과 타단을 연결하는 중공관이 형성된 원기둥 또는 다각기둥 형상일 수 있다. 또는 시트의 일단과 상기 일단에 대향하는 타단이 맞닿도록 말린 형상일 수 있다.
도 3는 도 2에 나타낸 방출부재의 단면도이다.
도 3를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 방출부재(130)는 보습성분을 함유한 가교층(131)과 상기 가교층(131) 상부에 배치된 소수성의 다공성 섬유웹층(133)을 포함하는 시트 형태의 부재일 수 있고, 이때 상기 보습성분을 함유한 가교층(131)이 제1유로(110)의 내주면에 접하고, 상기 다공성 섬유웹층(133)을 따라 물이 흐를 수 있도록 제1유로(110) 내부에 장착될 수 있다.
샤워기 헤드(1) 내부에 기능성 물질을 포함시켜 기능성 물질이 외부에 방출되도록 설계할 때, 물이 흐르는 유로 내부를 기능성 물질이 포함된 물질로 충진시켜 제조할 경우 물의 흐름을 방해해서 헤드부(300)를 통해 토출되는 물의 양이 적거나, 낮은 수압으로 물이 토출되어 샤워 시간이 연장되고, 세정제의 세정이 용이하지 않은 등 사용에 매우 불편한 문제가 있다. 특히 샤워 시 샤워기에서 토출되는 물의 수압은 피부를 마찰 또는 압력을 줘서 마사지나 지압효과를 발현하며, 샤워 시 이와 같은 느낌을 받기를 원하는 인구가 많음을 고려할 때 매우 바람직하지 못하다. 또한, 샤워기 내부에 물의 흐름이 방해되면서 내부 압력이 증가하여 샤워기의 손상 등을 야기시킬 수 있어서 더욱 바람직하지 못하다. 더불어, 기능성 물질을 유로 상에 물과 직접 접합하도록 배치시킬 경우 기능성 물질이 빠른 시간에 다량 용출됨에 따라서 오랜 기간 기능성 물질의 방출을 기대하기 어려운 문제가 있다.
이에 본 발명은 샤워기 내부 물의 흐름을 방해하지 않도록 방출부재(130)를 유로 내벽을 따라 배치시킨다. 또한, 보습성분이 물과 직접 접촉하여 과다 용출되는 문제를 해결하기 위해 보습성분을 함유한 층 상에 다공성의 섬유웹층(133)을 더 구비한다. 이를 통해 유로를 통과하는 물이 직접 보습성분을 함유한 층에 접하지 않고 섬유웹층(133)을 통과한 후 보습성분을 함유한 층에 접촉하며, 물과 접촉 후 용출된 보습성분이 다시 다공성의 섬유웹층(133)을 통과하여 유로를 흐르는 물과 섞임에 따라서 보습성분의 과도 용출을 방지하고 보습성분의 용출량을 적절히 제어함으로써 장시간 보습성분이 용출되도록 하는데 보다 유리할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 다공성 섬유웹층(133)은 소수성의 재질로 형성시키며, 상기 소수성은 일예로 접촉각이 70 ~ 100°수준을 의미한다. 만일 이보다 접촉각이 커질 경우 다공성 섬유웹층(133) 표면을 따라 흐르는 물이 내부로 침투하기 어려워 보습성분의 용출이 현저히 낮아질 수 있고, 접촉각이 70° 미만으로 작아질 경우 물의 침투가 용이하여 보습성분의 용출량이 증가하고 이를 제어하기 곤란할 수 있다. 상기 다공성 섬유웹층(133)은 이러한 접촉각을 만족시키는 재질의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로 폴리설폰 및 폴리비닐리덴플루오라이(PVDF) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 적절한 수준의 보습성분의 용출이 가능한 측면에서 폴리설폰을 사용할 수 있다.
또한, 상기 소수성의 다공성 섬유웹층(133)은 이들 재질의 섬유들이 비정형으로 적층되어 형성된 부직포일 수 있다. 또한, 바람직하게는 두께가 1.5 ~ 2.5㎜이며, 평량이 200 ~ 300g/㎡일 수 있고, 이를 통해 소수성의 특성과, 적절한 내부 유로가 확보되어 보습성분의 용출과 방출이 목적하는 수준으로 제어될 수 있다. 만일 두께가 1.5㎜ 미만이면서 평량이 200g/㎡ 미만일 경우 보습성분의 과다용출이 문제될 수 있다. 또한, 만일 평량이 300g/㎡를 초과할 경우 위의 두께범위를 만족해도 보습성분의 용출과 방출이 어려워질 수 있는 우려가 있다. 또한, 두께가 2.5㎜를 초과할 경우에 위의 범위의 평량을 갖는 경우에도 보습성분의 용출과 방출이 어려워질 수 있는 우려가 있다.
다음으로 상술한 다공성 섬유웹층(133)과 적층되는 상기 보습성분을 함유한 가교층(131)은 겔매트릭스와 상기 겔매트릭스 내부에 함유된 보습성분을 포함할 수 있다.
상기 겔매트릭스는 보습성분을 함유할 수 있는 통상적인 겔매트릭스 일 수 있으나, 보습성분의 용출 조절과 물에 접촉되는 환경에서의 내구성, 적정한 형상을 유지할 수 있는 형상유지성 등을 고려하여 바람직하게는 다관능 히드록시기 화합물 및 2관능 아크릴계 화합물을 포함하는 가교성 화합물 100 중량부에 대해 잔탄검으로 이루어진 겔화 화합물 15 ~ 20 중량부를 포함하여 가교된 매트릭스 일 수 있다.
상기 다관능 히드록시기 화합물은 적어도 2개 이상의 히드록시기를 함유한 화합물인 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 글리세린과 2-메틸-1,5-펜탄디올을 포함할 수 있고, 보다 바림직하게는 이들 2종의 디올만으로 이루어지질 수 있고, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리하며 후술하는 다관응 아크릴계 화합물 중 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트와의 상승작용을 통해 본 발명의 목적에 달성하기에 보다 유리할 수 있다. 또한, 보다 더 바람직하게는 상기 글리세린과 2-메틸-1,5-펜탄디올은 1: 0.3 ~ 0.5 중량비로 이루어질 수 있으며, 만일 글리세린 중량기준 2-메틸-1,5-펜탄디올이 0.3 배 미만의 중량으로 포함되는 경우 보습성분의 과다 용출이 우려되며, 2-메틸-1,5-펜탄디올이 0.5배를 초과하여 포함될 경우 오히려 용출이 억제되거나 보습성분의 함침량이 적어서 물에 섞여 샤워기 외부로 토출되는 보습성분 함량이 매우 적어지는 우려가 있다.
또한, 상기 2관능 아크릴계 화합물은 일예로 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,12-도데세인디올(dodecanediol) 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 시클로헥산-1,4-디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)디아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 다관능 히드록시기 화합물의 바람직한 일예인 글리세린과 2-메틸-1,5펜탄디올과의 상승된 효과 및 상술한 소수성의 다공성 섬유웹층(133)과의 접합력 측면에서 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트를 단독으로 사용할 수 있고, 이를 사용하는 것이 다른 종류의 2관능 아크릴계 화합물을 사용하는 것에 대비해 매우 유리할 수 있다.
상술한 다관능 히드록시기 화합물과 2관능 아크릴계 화합물은 1: 2.5 ~ 4 중량비, 보다 바람직하게는 2.5 ~ 3.0 중량비로 포함될 수 있으며, 이를 통해 다공성 섬유웹층(133)과의 적절한 점착력을 유지할 수 있어서 사용 중 다공성 섬유웹층(133)의 부분분리나 박리를 방지할 수 있고, 보습성분의 방출, 용출을 제어하기 유리할 수 있다. 만일 다관능 히드록시기 화합물에 대해 2관능 아크릴계 화합물이 2.5배 미만의 중량으로 포함되는 경우 보습성분의 용출이 과다하게 발생할 수 있고, 다공성 섬유웹층(133)과의 접합력이 감소해 계면 분리가 빈번할 수 있으며, 분리된 계면으로 침투되는 물의 양이 증가할 경우 보습성분의 유출이 더욱 가속화되는 우려가 있다. 또한 만일 다관능 히드록시기 화합물에 대해 2관능 아크릴계 화합물이 4.0배 초과의 중량으로 포함되는 경우 보습성분의 함침량이 현저히 적어질 수 있고, 수분에 대한 저항성이 반대로 생성되어 보습성분의 용출이 매우 어려워질 수 있는 우려가 있다.
상술한 가교성 화합물과 함께 잔탄검으로 이루어진 겔화화합물이 구비되며, 잔탄검은 상술한 바람직한 일예의 가교성 화합물과 함께 보습성분의 용출 제어에 보다 상승된 효과를 발현할 수 있다. 이때 잔탄검 이외의 다른 종류, 일예로 카라기난, 글루코만난과 같은 겔화 화합물이 사용되는 경우 상승된 효과를 발현하기에 부족하고, 용출제어가 곤란하며, 가교층(131)과 다공성 섬유웹층 간 계면에서의 접합성도 저하될 우려가 있다.
상기 잔탄검인 겔화화합물은 가교성 화합물 100 중량부에 대해 15 ~ 20 중량부로 포함될 수 있으며, 만일 15 중량부 미만으로 잔탄검이 사용되는 경우 보습성분의 함침량이 현저히 저하될 수 있으며, 수분의 접촉을 통한 보습성분의 용출이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 만일 잔탄검이 20 중량부를 초과할 경우 물과 접촉 시 과도하게 물을 함유하여 보습성분의 용출이 더욱 증가할 수 있고, 만일 함량이 더욱 증가할 경우 오히려 물을 함유하려는 특성이 강해져 용출된 보습성분의 방출이 적어짐에 따라서 샤워기를 통해 토출되는 보습성분의 함량이 현저히 저하될 수 있다.
상기 겔매트릭스는 상술한 가교성 화합물과 겔화 화합물을 혼합한 뒤 이들을 반응시켜 형성되며, 적절한 가교반응을 유도하기 위해 중합개시제가 더 포함될 수 있고, 상기 중합개시제는 공지된 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 일예로 상기 중합개시제는 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니토릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄), 디메틸-2,2-아조비스(2-메틸 프로피오네이트) 등의 아조계 중합 개시제; 벤조일퍼옥시드, t-부틸 히드로퍼옥시드, 디-t-부틸 퍼옥시드, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, 디쿠밀퍼옥시드, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로도데칸 등의 퍼옥시드계 중합 개시제를 들 수 있다. 상기 중합개시제는 가교성 화합물 100 중량부에 대해 0.1 ~ 10 중량부를 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 가교 반응은 광 또는 열을 통해 수행될 수 있는데, 열을 통해 수행되는 경우에 대해 일예로 설명하면, 약 50 ~ 90℃의 온도범위에서 1 ~ 15시간 반응시켜 제조할 수 있으나, 구체적인 조건은 사용하는 화합물들의 구체적 종류에 따라 적절히 변경될 수 있다. 반응을 통해 가교반응이 완료된 가교층(131)은 소정의 두께를 갖는 층으로 구현될 수 있고, 일예로 압출코팅을 통해 가교층(131)을 형성시킬 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이후 압출된 가교층(131)을 5 ~ 25℃ 온도로 냉각시킬 수 있고, 이를 통해 구현된 층 모양을 적절히 유지할 수 있다. 이후 가교층(131)이 후술하는 보습성분을 원활히 흡수할 수 있도록 가교층(131)을 다시 40 ~ 60℃ 온도범위의 열풍을 가하거나, 자연상태에서 건조시키는 건조공정을 수행할 수 있다. 건조시간은 건조온도, 가교층(131) 두께 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
상기 보습성분은 건조된 가교층(131)을 보습성분이 함유된 용액에 침지시키는 것을 통해 가교층(131)에 함유시킬 수 있다. 이때 상기 보습성분이 함유된 용액은 보습성분이 적절한 용매, 일예로 물에 용해된 것일 수 있다. 또한, 상기 보습성분은 공지된 보습제로서 알려진 것들을 적절히 사용할 수 있으며, 일예로 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 솔비톨, 히알루론산 등을 1 종 이상 포함할 수 있다. 다만, 저분자량일 경우 용출이 과다할 우려가 있으므로 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 수평균분자량이 450 ~ 800인 것을 사용할 수 있으며, 이를 통해 가교층(131)에 함침성도 우수하고, 사용 시 용출이 적절히 제어되기에 유리할 수 있다. 만일 수평균분자량이 450 미만일 경우 함침성은 좋으나 용출이 과다할 수 있고, 수평균분자량이 800을 초과하는 경우 함침성이 반대로 저하될 우려가 있다.
한편, 보습성분을 함유한 가교층(131)의 두께는 0.5㎜ ~ 10㎝일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 보습성분이 함유된 가교층(131)과 소수성의 다공성 섬유웹층(133)은 각각 제조된 것을 합지시켜 제조할 수 있다. 또는 보습성분이 함유된 가교층(131) 상에 소수성의 섬유형성성분이 용해된 방사용액을 전기방사하여 형성시킬 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
기공도 55%, 두께 2㎜ 및 평량 250g/㎡인 폴리술폰(PS) 재질의 부직포를 준비했다. 또한, 하기와 같이 가교층(131)인 겔매트릭스를 준비한 뒤, 이들을 서로 합지하였고, 합지된 방출부재를 농도가 60중량%이고, 수평균분자량이 700인 폴리에틸렌글리콜 수용액에 침지시켜 가교층(131)의 최종 두께가 1㎝인 하기 표 1과 같은 방출부재(130)를 제조하였다. 이후 제조된 방출부재(130)를 시중에 판매중인 샤워기 헤드(1)의 제1유로(110) 내부에 장착하여 샤워기 헤드(1)를 제조하였다.
이때, 상기 방출부재(130)는 먼저 다관능성 히드록시기 화합물로서 글린세린과 2-메틸-1,5-펜탄디올을 1:3의 중량비로 혼합하고, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트를 다관능성 히드록시기 화합물고 1:3의 중량비가 되도록 혼합한 뒤, 이와 같은 가교성 화합물 100 중량부에 대해 잔탄검 15중량부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴를 0.5중량부 혼합하였다. 이후 에틸아세테이트 용매와 혼합하여 교반하면서 60℃에서 5시간 반응시켰다. 이후 제조된 겔매트릭스 조성물을 압출시켜 시트 형상으로 제조한 뒤 40℃ 열풍으로 건조시켜 겔매트릭스를 제조하였다.
<실시예 2 ~ 8>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 다공성 섬유웹의 재질, 두께 및 평량을 변경하여 하기 표 1과 같은 방출부재(130)를 구비한 샤워기 헤드(1)를 제조하였다.
이때 실시예 7은 다공성 섬유웹의 재질을 폴리비닐리덴플루오라이드(PDVF)로 변경하였다.
<실험예1>
실시예 1 ~ 9에 따른 샤워기 헤드(1)에 대해서 하기의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
1. 보습성분의 용출특성
용출특성은 온도가 32℃인 열수를 샤워기헤드의 제1유로(110)로 유입시키되, 분당 5L로의 유량으로 계속 통과시켜 샤워기 헤드(1)를 통해 배출되는 물에 포함된 보습성분의 농도를 평가 시작 후 1시간, 1일 경과 했을 때 측정하였고, 실시예1에서의 1시간 경과했을 때 농도를 100으로 기준해서 나머지 실시예들의 1시간 경과 뒤 농도와 1일 경과 뒤 농도를 상대적인 백분율로 나타내었다.
2. 접합성
보습성분 용출특성 평가 시 1일 경과 후 방출부재(130)를 탈거하여 가교층(131)과 다공성 섬유웹층(133) 간의 계면을 광학현미경으로 관찰했고, 관찰결과 계면 접합이 양호한 경우 ○, 부분분리가 발생한 경우 △, 박리가 발생한 경우 ×로 나타내었다.
기공도 재질 두께 평량 보습성분 농도(%) 접합성
1시간 1일
실시예1 55% PS 2 250 100 94 ○
실시예2 52% PS 1.5 250 105 91 ○
실시예3 55% PS 1 300 127 68 △
실시예4 55% PS 1 200 199 0 ×
실시예5 55% PS 2.5 250 91 90 ○
실시예6 51% PS 3 250 70 66 ○
실시예7 54% PVDF 2 243 75 71 ○
실시예8 없음 344 0 -
표 1을 통해 확인할 수 있듯이, PVDF 재질을 사용한 실시예 7의 경우 보습성분 농도가 1일 경과 후에도 1시간 경과 때와 대비했을 때 비슷하게 유지되어 장기간 사용이 가능할 것으로 보이나, 방출량에 있어서 실시예1 보다 적어서 실시예1이 보습성분의 용출 및 방출 측면에서 더 유리한 것을 확인할 수 있다.
또한, 두께가 얇은 다공성 섬유웹을 사용한 실시예3, 4의 경우 보습성분 농도가 1일 경과 후에 현저히 저하된 것을 확인할 수 있고, 접합력도 좋지 않은 것을 알 수 있다. 특히 접합력이 불량한 실시예4는 박리된 계면 사이로 물이 직접 유입됨에 따라서 보습성분의 유출이 현저히 증가된 것을 알 수 있다.
한편, 다공성 섬유웹을 구비하지 않은 실시예 8의 경우 보습성분이 초기에 다량으로 용출되어 보습성분의 지속 방출시간이 매우 짧은 것을 알 수 있다.
<실시예 9 ~ 21>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 방출부재(130)의 가교층(131) 조성 또는 보습성분의 종류를 하기 표 2 또는 표 3과 같이 변경하여 하기 표 2 또는 표 3과 같은 샤워기 헤드(1)를 제조하였다.
<실험예 2>
실시예1, 실시예 9 ~ 21에 따른 샤워기 헤드(1)에 대해서 하기의 물성을 평가하여 하기 표 2 또는 표 3에 나타내었다.
1. 보습성분 함유량
각 실시예 별 방출부재의 초기 중량(W1, g)을 측정하고, 보습용액에 함침한 뒤 중량(W2, g)을 측정한 뒤 하기의 식1을 통해 보습성분의 함유량을 백분율로 나타내었다.
Figure pat00001
상기 식1에서 W3은 방출부재 중 다공성 섬유웹의 중량(g)을 의미한다.
2. 보습성분의 용출특성
용출특성은 온도가 32℃인 열수를 샤워기 헤드(1)의 제1유로(110)로 유입시키되, 분당 5L로의 유량으로 계속 통과시켜 샤워기 헤드(1)를 통해 배출되는 물에 포함된 보습성분의 농도를 평가 시작 후 1시간, 1일 경과 했을 때 측정하였고, 실시예1에서의 1시간 경과했을 때 농도를 100으로 기준해서 실시예1의 1일 경과 후 농도 및 나머지 실시예들의 1시간 경과 뒤 농도와 1일 경과 뒤 농도를 상대적인 백분율로 나타내었다.
3. 접합성
보습성분 용출특성을 32℃ 열수에서 평가한 샤워기 헤드(1)에 대해 평가시작 후 1일 경과 후 방출부재를 탈거하여 가교층(131)과 다공성 섬유웹층(133) 간의 계면을 광학현미경으로 관찰했고, 관찰결과 계면 접합이 양호한 경우 ○, 부분분리가 발생한 경우 △, 박리가 발생한 경우 ×로 나타내었다.
실시예1 실시예9 실시예
10		 실시예
11		 실시예
12		 실시예
13		 실시예
14
가교성 화합물(X) 다관능 히드록시기
(A)		 제1화합물/제2화합물 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/미사용 미사용/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올
중량비1) 1:0.3 - - 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3
다관능 아크릴계 화합물(B) 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,8-부탄디올 디아크릴레이트 시클로헥산-1,4-디메탄올 디아크릴레이트 n-부틸아크릴레이트 불포함
A:B 중량비 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3
겔화 (Y) 종류/함량2) 잔탄검
/15		 잔탄검
/15		 잔탄검
/15		 잔탄검
/15		 잔탄검/15 잔탄검
/15		 잔탄검
/15
보습성분 PEG 700 PEG 700 PEG 700 PEG 700 PEG 700 PEG 700 PEG 700
방출부재 함침량(%) 100 76 43 65 81 122 68
용출량
(%)		 1시간 100 154 56 72 75 196 230
1일 94 16 34 69 70 0 0
접합력 1시간 ○ × ○ ○ ○ × ×
1일 ○ × ○ ○ △ × ×
실시예
15		 실시예
16		 실시예
17		 실시예
18		 실시예
19		 실시예
20		 실시예
21
가교성 화합물(X) 다관능 히드록시기
(A)		 제1화합물/제2화합물 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올 글리세린/2-메틸-1,5-펜탄디올
중량비1) 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3
다관능 아크릴계 화합물(B) 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 1,4-부탄디올 디아크릴레이트
A:B 중량비 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3
겔화 (Y) 종류/함량2) 카라기난/15 글루코만난/15 잔탄검/15 잔탄검/15 잔탄검/10 잔탄검/20 잔탄검/25
보습성분 PEG 700 PEG 700 PEG 400 PEG 900 PEG 700 PEG 700 PEG 700
방출부재 함침량(%) 81 78 145 89 77 110 128
용출량(%) 1시간 164 199 143 80 75 94 109
1일 51 45 18 76 73 90 74
접합력 1시간 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
1일 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
※표 2 및 표 3에서 1) 중량비는 제1화합물과 제2화합물의 중량비이며, 2) 함량은 X 100 중량부에 대한 Y의 중량부를 의미함.
표 2 및 표 3에서 확인할 수 있듯이,
다관능 히드록시기 화합물로서 2-메틸-1,5-펜탄디올을 불포함 하는 실시예9는 접합력이 불량했고, 보습성분의 함침량도 적었으며, 초기 방출량이 과도한 것을 알 수 있다. 한편, 글리세린을 불포함 하는 실시예 10은 보습성분 초기 함침량이 현저히 낮은 것을 알 수 있다.
또한, 다관능 아크릴계 화합물로서 1,4-부탄디올 디아크릴레이트을 사용한 실시예1은 다른 종류를 사용한 실시예11 및 실시예12에 대비해 보습성분 초기함침량, 용출량 및 접합력에서 모두 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 잔탄검 대신 다른 종류의 겔화 화합물을 사용한 실시예 15 및 16은 실시예1에 대비해 보습성분 초기함침량이 현저히 적고, 그에 대비해 초기 용출량은 과도한 반면 1일 경과 후 보습성분의 농도는 현저히 적어서 잔탄검에 비해 바람직하지 못함을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 샤워기 헤드 100: 손잡이부
110: 제1유로 130: 방출부재
131: 가교층 133: 섬유웹층
150: 체결부재 300: 헤드부
310: 제2유로 330: 토출구
500: 유입호스

Claims (5)

  1. 하부에 물이 유입되는 유입호스가 연결되고, 내부에 제1유로가 형성된 손잡이부;
    내부에 상기 제1유로와 연결되는 제2유로가 형성되며, 일단은 상기 손잡이부와 연결되고, 타단은 유입된 물이 토출되는 토출구가 형성된 헤드부;
    일면이 상기 제1유로 내주면 상에 접하고, 타면은 상기 제1유로를 통해 유입된 물이 타면을 따라 흐르도록 제1유로 내부에 장착되며, 물이 흐르는 동안 보습성분을 방출시키는 방출부재;
    상기 방출부재는 보습성분을 함유한 가교층과 상기 가교층 상부에 배치된 소수성의 다공성 섬유웹층을 포함하는 시트 형태의 부재이며, 상기 제1유로를 통해 유입된 물이 상기 소수성의 다공성 섬유웹층을 따라 흐르며,
    상기 보습성분을 함유한 가교층은 다관능 히드록시기 화합물 및 2관능 아크릴계 화합물을 포함하는 가교성 화합물 100 중량부에 대해 잔탄검으로 이루어진 겔화 화합물 15 ~ 20 중량부를 포함하여 가교된 겔매트릭스와, 상기 겔매트릭스 내부에 함유된 보습성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하고,
    상기 소수성의 다공성 섬유웹층은 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리설폰 중 어느 하나 이상의 화합물로 형성된 부직포인 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소수성의 다공성 섬유웹층은 두께가 1.5 ~ 2.5㎜이며, 평량이 200 ~ 300g/㎡인 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린 및 2-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어지며,
    상기 2관능 아크릴계 화합물은 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린과 2-메틸-1,3-프로판디올이 1: 0.3 ~ 0.5 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 다관능 히드록시기 화합물은 글리세린 및 2-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어지며, 상기 2관능 아크릴계 화합물은 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트이고, 상기 보습성분은 수평균분자량 450 ~ 800인 폴리에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는 보습성분을 방출하는 샤워기 헤드.
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