KR20230083029A - 나노섬유 미용시트의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

실시예의 나노 섬유 미용시트의 제조 방법은, PVA(polyvinyl alcohol) 또는 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 증류수에 용해시키는 공정과, 상기 PVA 또는 PVP가 용액된 용액에 첨가제를 첨가하는 공정과, 상기 첨가제가 첨가된 용액에 미용 물질을 첨가하는 공정과, 상기 첨가제 및 미용 물질이 첨가된 용액을 전계 방사하여 나노 섬유를 제조하는 공정을 포함하고, 상기 첨가제는 NaCl인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 첨가제는 NaCl과 함께 PEG(poly Ethlyene Glycol) 또는 실리카(Silica)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

나노섬유 미용시트의 제조 방법{Cosmetic sheets made of nanofibers and method for manufacturing the Same}

본 발명은 나노섬유 미용시트에 관한 것으로서, 특히, 나노 섬유의 두께 제어가 가능한 첨가제를 이용하여 용해도 조절이 가능하고 피부 안정성이 크게 개선되는 미용시트의 제조 방법에 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 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.

그러나, 기존에 제안된 나노섬유의 미용시트들은 플라즈마 처리등에 의한 공정비용 상승이 요구되는 문제와, 다층 구조들로 인한 피부 효능의 저감 문제등이 제기되고 있다.

(특허문헌 1) KR10-2011-080066 A

본 발명은 나노 섬유의 제조시 첨가제로서 PEG(poly Ethlyene Glycol)를 사용하여 가교제 역할을 수행하도록 하면서, PVA(polyvinyl alcohol) or PVP(Polyvinylpyrrolidone)와 첨가하는 비율에 따라 나노 섬유의 두께를 제어할 수 있도록 함으로써, 용해도 조절이 가능하고 피부 안정성이 크게 향상시킬 수 있는 미용시트 및 이의 제조 방법을 제안하고자 한다.

또한, 나노 섬유의 뚜께를 제어하기 위한 물질로서, NaCl을 첨가하여 용해도 조절이 용이해지고 우수한 피부 흡습성을 발휘할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

실시예의 나노 섬유 미용시트의 제조 방법은, PVA(polyvinyl alcohol) 또는 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 증류수에 용해시키는 공정과, 상기 PVA 또는 PVP가 용액된 용액에 첨가제를 첨가하는 공정과, 상기 첨가제가 첨가된 용액에 미용 물질을 첨가하는 공정과, 상기 첨가제 및 미용 물질이 첨가된 용액을 전계 방사하여 나노 섬유를 제조하는 공정을 포함하고, 상기 첨가제는 NaCl인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 첨가제는 NaCl과 함께 PEG(poly Ethlyene Glycol) 또는 실리카(Silica)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 NaCl은 PVA 또는 PVP 대비 1~20% 중량비로 첨가되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 PVA 또는 PVP는 상기 증류수에 대해 10% 중량비로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 제조 방법에 의해서, 미스트를 얼굴에 뿌리고 본 실시예의 나노 섬유로 이루어진 마스크팩을 붙인 뒤 다시 미스트를 뿌리게 되면, PVA 물질은 녹게 되고 PVA 나노 섬유에 함유하고 있던 기능성 미용 물질들이 피부의 진피속으로 흡수가 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 나노섬유 미용시트를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 전계 방사 장치의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 6은 PVA 용액에 PEG 첨가제를 넣지 않은 경우와 PEG 첨가제의 양을 달리하면서 첨가하여 제조한 나노 섬유의 SEM 사진이다.
도 7은 본 실시예에 따라 첨가제를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우의 수분 흡수율을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 PVA 용액에 NaCl을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우를 비교하기 위한 SEM 사진이다.
도 9 내지 도 11은 PVA 용액에 NaCl 첨가제를 첨가하지 않은 경우와 첨가 양을 달리가 제조한 나노 섬유의 SEM 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 나노섬유 미용시트를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

먼저, 제 1 실시예의 제조 방법의 경우, 증류수에 PVA(Poly Vinylacohol) 또는 PVP(Poly Vinyl Pyrrolidone)을 용해시켜 PVA 용액(또는 PVP 용액)을 제조한다(S100). 이때, 증류수에 대비 PVA의 중량비는 7~15%를 갖도록 하며, 바람직하게는 10%중량비가 되도록 한다. 예를 들어, 10L 증류수에 1kg PVA를 넣어 녹인다.

그 다음, PVA 용액에 첨가제로서, 본 실시예에 따라 PEG(Polyethylene Glycol)을 첨가(S110)하며, 이때 PVA 용액과 PEG의 중량비 역시 10:1이 되도록 한다. 상기 PEG는 전기방사 부스터 역할을 수행하며, 특히, 나노 섬유의 두께를 조절할 수 있으며, PEG를 첨가하여 제조된 PVA 나노 섬유는 손으로 만져도 잘 녹지 않을 정도가 되어 취급하기가 매우 용이해진다.

그 다음, 미용에 필요한 콜라겐 등의 미용 재료를 원하는 양만큼 첨가하고(S130), 미용 재료가 첨가된 용액을 용기에 주입한 다음 니들 노즐을 통해 전계 방사 공정을 수행한다(S140).

전계 방사 공정은, 도 2에 도시된 바와 같은 전계 방사 장치(100)를 이용할 수 있으며, PEG 첨가제 및 미용 재료가 혼합되어 있는 PVA 용액(101)을 넣은 용액 탱크(102)의 하측에는 밸브(104)가 구성되고, 밸브(104)를 통해 PVA 용액(101)의 배출량을 조절해 가면서 노즐(106)을 통해 하측으로 분사되도록 한다.

그리고, 상기 노즐(106)에 전원 공급 장치(110)를 통해 전원을 인가하면서 콜렉터(108) 상에 부직포 형태로 나노 섬유층(107)이 형성되도록 한다.

본 실시예에 따라 제조된 나노 섬유와 비교예를 참고하여 좀 더 설명하여 본다.

도 3 내지 도 6은 PVA 용액에 PEG 첨가제를 넣지 않은 경우와 PEG 첨가제의 양을 달리하면서 첨가하여 제조한 나노 섬유의 SEM 사진이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, PVA 용액에 PEG 첨가제를 넣지 않은 경우 나노 섬유의 크기(평균 굵기)가 110nm 로 관찰되었으나, PVA 용액에 5% 중량비의 PEG 첨가제(0.5kg)를 넣은 경우에 도 4에 도시된 바와 같이 나노 섬유의 평균 직경이 176nm로 관찰되었다.

즉, 첨가제로서 PEG를 넣은 경우에 나노 섬유의 굵기가 증가하였으며, PEG를 PVA 용액 대비 10% 중량비로 넣은 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 213nm로 더욱 굵어지는 것을 확인할 수 있었다.

한편, PVA 용액과 함께 PVP 용액을 함께 제조하고, 그 제조된 혼합 용액에 PEG 첨가제를 넣는 경우에도, 도 6에 도시된 바와 같이, 나노 섬유의 평균 직경이 1~1.5㎛로 제조되는 것을 확인하였으며, PVA 용액과 PVP 용액을 함께 사용하더라도 PEG 첨가제에 의한 전기방사 부스터의 역할이 충분히 이루어지는 것을 확인하였다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 제조 방법을 설명하면, 앞서 도 1의 흐름도에서, 첨가제로서 PEG 대신에 NaCl을 사용하는 경우이다.

즉, 제조된 PVA 용액(S110)에 첨가제로서 NaCl을 넣어 섞는 과정을 수행한다. 상기 NaCl 역시 전기방사 부스터 역할을 수행하며, 나노 섬유의 두께를 조절할 수 있으며, NaCl를 첨가하여 제조된 PVA 나노 섬유는 손으로 만져도 잘 녹지 않을 정도가 되어 취급하기가 매우 용이해짐은 동일하다.

이때, NaCl(Sodium chloride)은 고분자(PVA 또는 PVP) 대비 1~20% 중량비로 첨가할 수 있다.

그 다음, 미용에 필요한 콜라겐 등의 미용 재료를 원하는 양만큼 첨가하고(S130), 미용 재료가 첨가된 용액을 용기에 주입한 다음 니들 노즐을 통해 전계 방사 공정을 수행하는(S140) 과정 역시 동일하다.

제 2 실시예에 따라 첨가제로서 NaCl을 첨가한 경우에 도 7에 도시된 그래프와 같이, 수분 흡수율을 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 PVA 용액에 NaCl을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우를 비교하기 위한 SEM 사진이다. 도 9 내지 도 11은 PVA 용액에 NaCl 첨가제를 첨가하지 않은 경우와 첨가 양을 달리가 제조한 나노 섬유의 SEM 사진이다.

도 8의 (a)의 경우, PVA 용액에 NaCl을 첨가하여 제조한 용액을 이용해 나노 섬유를 제조한 경우이고, 도 8의 (b)의 경우는 NaCl을 첨가하지 않은 PVA 용액을 이용해 나노 섬유를 제조한 경우이다.

도 9 내지 도 11에 도시된 사진과 같이, NaCl을 첨가하여 전기방사 부스터로서 역할을 수행하도록 하는 경우에는 2배 정도로 직경 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었으며, NaCl이 첨가된 경우에 수분 흡수율 역시 크게 강화시킬 수 있으며 첨가 양에 따라 나노 섬유의 두께를 조절할 수 있음을 확인하였다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, PVA 용액에 NaCl을 첨가하지 않은 경우에 나노 섬유의 평균 직경이 110nm였으나, NaCl을 5%중량비 첨가한 경우(도 10)에는 나노 섬유의 평균 직경이 175nm였으며, NaCl을 10%중량비 첨가한 경우(도 11)에는 나노 섬유의 평균 직경이 220nm로 관찰되었다.

특히, NaCl을 첨가하여 제조된 PVA 나노섬유는 공기 중 습도에 의한 영향이 크게 줄어드는 것을 확인하였다. 도 8의 (a)와 (b)는 각각 공기 중에서 1시간 노출시킨 후에 찍은 SEM 사진이다. 사진에서 보듯이, 시간이 지나 공기 중의 수분이 흡수된 PVA 나노 섬유의 사진(b)은 나노 섬유가 수분을 흡수하여 뭉개지는 현상을 볼 수 있고, PVA에 NaCl을 가하여 전기방사한 나노섬유(a)는 수분을 흡수하지 낳고 유지하고 있는 것을 볼 수 있다. 이 경우 나노 마스크 시트를 만들었을 때 맨손으로 만져도 잘 녹지 않아 다루기가 매우 용이해진다.

미스트를 얼굴에 뿌리고 본 실시예의 나노 섬유로 이루어진 마스크팩을 붙인 뒤 다시 미스트를 뿌리게 되면, PVA 물질은 녹게 되고 PVA 나노 섬유에 함유하고 있던 기능성 미용 물질들이 피부의 진피속으로 흡수가 효과적으로 이루어질 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 첨가제로서 NaCl 대신에 제 1 실시예의 PEG(Polyethylene Glycol)를 사용할 수 있으며, PEG와 NaCl 대신에 실리카(Silica)를 사용하는 것도 가능하며, 이들 3가지 물질들을 적어도 2이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

응용 분야로 마스크 팩에 이용될 수 있으며, 미용 효과를 위해 콜라겐은 순수 콜라겐, 액상 콜라겐, 하이드라이즈드 콜라겐, 저분자 콜라겐 펩타이드 등을 쓸 수 있으며, 여기에 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E 등 기능성 비타민이 포함될 수 있으며, 또 히알루론산, EGF, 글루타치온 등 이 포함될 수 있고, 두 가지 이상이 복합적으로 포함할 수도 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (4)

1. PVA(polyvinyl alcohol) 또는 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 증류수에 용해시키는 공정과,
   상기 PVA 또는 PVP가 용액된 용액에 첨가제를 첨가하는 공정과,
   상기 첨가제가 첨가된 용액에 미용 물질을 첨가하는 공정과,
   상기 첨가제 및 미용 물질이 첨가된 용액을 전계 방사하여 나노 섬유를 제조하는 공정을 포함하고,
   상기 첨가제는 NaCl인 것을 특징으로 하는 나노섬유 미용시트의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 첨가제는 NaCl과 함께 PEG(poly Ethlyene Glycol) 또는 실리카(Silica)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유 미용시트의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 NaCl은 PVA 또는 PVP 대비 1~20% 중량비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 나노섬유 미용시트의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 PVA 또는 PVP는 상기 증류수에 대해 10% 중량비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노섬유 미용시트의 제조 방법.
   

Images