WO2016093635A1

WO2016093635A1 - 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법

Info

Publication number: WO2016093635A1
Application number: PCT/KR2015/013506
Authority: WO
Inventors: 이원규; 윤채경; 오재원; 변철우
Original assignee: 주식회사 덕성
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-06-16
Also published as: CN107428976A; KR101599236B1

Abstract

본 발명은 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법에 관한 것으로, 배합액을 이용하여 원단을 코팅하는 코팅단계와, 상기 배합액으로 코팅된 코팅원단을 응고조에서 응고하는 응고단계와, 상기 응고조를 거친 원단을 수세조에서 수세하는 수세단계와, 상기 수세조를 거친 원단을 건조시키는 열건조단계를 거쳐 권취하는 코팅원단 제조단계와, 상기 코팅원단 제조단계를 거친 코팅원단을 버핑 롤러를 이용하여 버핑한 후 권취하는 코팅원단 버핑단계와, 버핑된 코팅원단에서 상기 원단을 박리하여 분첩용 스펀지 시트와 분리하여 권취하는 박리단계를 포함함으로써, 1일 이내의 공정시간을 통해 연속식으로 분첩용 스펀지 시트의 생산이 가능하고, 슬라이싱 대신 버핑방식을 선택함으로써 두께가 얇아져도 가공이 가능하여 다양한 크기로 분첩용 스펀지 시트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법

본 발명은 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1일 이내의 공정시간을 통해 연속식으로 스펀지 시트의 생산이 가능하고, 연속공정을 함으로써 두께를 얇게 가공할 수 있는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 분첩은 여성이 얼굴에 액상 파운데이션이나 스킨커버 등을 바를 때 사용하는 도구이다. 이러한 분첩은 신축성이 있으면서도 피부를 손상시키지 않도록 적절한 쿠션을 갖는 것이 바람직하며, 원료 물질을 발포 성형한 스펀지 형태로 제작되는 것이 일반적이다.

이와 관련된 종래의 기술로서, 한국공개특허 제1999-0075934호에는 발포공정을 반복 실시하여 더욱 조밀하고 섬세한 셀구조를 갖고, 제품의 탄력 및 쿠션이 우수하고 스펀지 분첩 및 그 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제10-1105184호에는 미세한 연속 기공을 갖는 폴리우레탄 다공질체가 개시되어 있다.

그러나, 상기 선행문헌들은 배치 방식(batch system)으로 스펀지 분첩을 제조하는 방법으로서, 예컨대 원료를 투입한 후 일정 시간 동안 반응이나 조작을 실행하고 나서 다음 공정을 진행하는 등 비연속적인 방식으로 분첩용 시트를 제조함으로써, 1회 공정시간이 매우 길게 걸리는 문제가 있다.

통상, 컴파운드 두께가 두꺼울수록 응고 시간은 이에 비례하여 길어지는데, 배치 방식의 경우에는 한 번에 두껍게 코팅을 하기 때문에 응고시간이 15일 내지 30일이 걸리게 되어, 분첩용 스펀지 시트의 제조시간이 오래 걸리고, 대량생산을 하기 위해서는 여러 대의 기계가 필요한 단점이 있었다.

그럼에도 불구하고, 기존에 배치 방식을 사용할 수밖에 없었던 이유는 배합액 점도가 200,000~400,000cps/25℃로 높아 유동성이 적어서 연속식 코팅이 어렵기 때문이며, 슬라이싱을 위하여 두께를 두껍게 제작해야 하기 때문이었다.

또한, 종래의 기술은 배치 크기에 따라 제작해야 하므로 원하는 크기의 분첩용 시트의 제작이 불가능한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 배합액의 점도를 조절하여 연속식 코팅이 가능한 조건을 확립함으로써, 배치 방식이 아닌 인라인 방식으로 분첩용 스펀지 시트를 제조할 수 있는 분첩용 스펀지 시트의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 분첩용 스펀지 시트를 원하는 크기로 제작이 가능하여 완제품의 수율을 극대화하고, 1회 공정시간이 1일 이내로 매우 짧으며, 1대의 기계로 대량생산 가능한 분첩용 스펀지 시트의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 배합액을 이용하여 원단을 코팅하는 코팅단계와, 상기 배합액으로 코팅된 코팅원단을 응고조에서 응고하는 응고단계와, 상기 응고조를 거친 원단을 수세조에서 수세하는 수세단계와, 상기 수세조를 거친 원단을 건조시키는 열건조단계를 거쳐 권취하는 코팅원단 제조단계와, 상기 코팅원단 제조단계를 거친 코팅원단을 버핑 롤러를 이용하여 버핑한 후 권취하는 코팅원단 버핑단계와, 버핑된 코팅원단에서 상기 원단을 박리하여 분첩용 스펀지 시트와 분리하여 권취하는 박리단계를 포함하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법이 제공된다.

상기 코팅원단 제조단계에서, 상기 원단은 불소계 화합물에 의해 발수처리가 되도록 전처리하는 전처리 단계와, 전처리된 원단을 히팅 롤러를 이용하여 열처리를 하는 열처리 단계를 거친 후 코팅되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열처리 단계는 200℃ 내지 220℃로 상기 히팅 롤러를 가열하여 전처리된 상기 원단이 히팅 롤러를 통해 이송되면서 열처리될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 배합액은 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액(Solvent Type Polyurethane Resin), 비이온계 계면활성제, 소포제, 용제(Solvent), 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 배합액은 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액(Solvent Type Polyurethane Resin) 10 내지 40중량%와, 소포제 0.01 내지 8중량%와, 비이온계 계면활성제 0.1 내지 13중량%와, 용제(Solvent) 2 내지 20중량%을 포함할 수 있으며, 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질로서, 예를 들어, 무기염(Inorganic Salt) 20 내지 80중량%을 포함할 수 있다.

상기 배합액은 배합액 점도가 30,000~60,000cps/40~50℃ 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배합액은 상기 무기염을 제외한 원료가 배합되어 교반되는 교반단계와, 상기 교반단계에서 교반하면서 무기염을 투입하는 단계와, 필요에 따라 토너를 투입한 후 교반하는 단계와, 진공 탈포를 진행하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

한편, 상기 응고단계는 40℃ 내지 60℃ 온도의 물이 담긴 응고조에서 30분 내지 60분 동안 응고시킬 수 있다.

또한, 상기 수세단계는 60℃ 내지 80℃ 온도의 물이 담긴 수세조에서 1시간 내지 2시간 동안 수세시킬 수 있다.

본 발명에서는 상기 수세단계와 열건조단계 사이에 다수의 맹글 롤러 또는 초음파를 이용하여 물을 짜주기 위한 맹글단계가 더 포함될 수 있다.

이때, 상기 열건조단계는 60℃ 내지 70℃ 온도에서 20분 내지 40분 동안 건조시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 배합액의 점도를 조절하여 연속식 코팅이 가능한 조건을 확립함으로써, 배치 방식이 아닌 인라인 방식으로 분첩용 스펀지 시트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 분첩용 스펀지 시트를 원하는 크기로 제작이 가능하여 완제품의 수율을 극대화하고, 1회 공정시간이 1일 이내로 매우 짧으며, 1대의 기계로 대량생산 가능한 효과가 있다.

즉, 컴파운드 두께가 두꺼울수록 응고 시간은 이에 비례하여 올라가는데, 배치 방식의 경우에는 한번에 두껍게 코팅하기 때문에 응고시간이 15~30일로 길지만 연속식 코팅 방식의 경우에는 제품 두께만큼 코팅하기 때문에 응고시간을 30~60분으로 줄일 수 있다.

이와 같은 본 발명은 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질, 예를 들어, 무기염의 배합비율, 첨가제 및 용제, 배합액의 온도 조절을 통해 코팅시 배합액의 점도를 조절, 연속식 코팅이 가능한 조건을 확립하고, 슬라이싱 대신 버핑방식을 선택함으로써 두께가 얇아져도 가공 가능하여 다양한 크기의 분첩용 스펀지 시트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 코팅원단 제조단계를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 코팅원단 버핑단계를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 박리단계를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법을 나타내는 순서도이다.

도 5는 일반적인 습식 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진이다.

도 6은 일반적인 건식 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진이다.

도 7 내지 도 8은 발포제가 사용된 건식 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진이다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 배합액을 이용하여 제조된 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도 1은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 코팅원단 제조단계를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 코팅원단 버핑단계를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법의 박리단계를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법은 기존의 배치 방식에서 벗어나, 연속식으로 분첩을 제조할 수 있는 인라인(In line) 방식의 제조방법이며, 이를 구현하기 위해 본 발명은 무기염의 배합비율, 첨가제 및 용제, 배합액의 온도 조절을 통해 코팅시 배합액의 점도를 조절, 연속식 코팅이 가능한 조건을 확립하였다.

이와 같은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법은 크게, 코팅원단을 제조하는 코팅원단 제조단계(도 1)와, 코팅원단을 버핑하는 코팅원단 버핑단계(도 2)와, 버핑된 코팅원단을 박리하여 권취하는 박리단계(도 3)로 이루어진다.

먼저, 코팅원단을 제조하는 코팅원단 제조단계는 도 1에서 보는 바와 같이, 권취롤러(10)에 권취된 원단을 전처리조(20)에서 전처리하는 전처리 단계(S100)와, 히팅 롤러(30)를 이용하여 열처리를 하는 열처리 단계(S110)와, 본 발명에 따른 배합액을 이용하여 원단을 코팅하는 코팅단계(S120)와, 코팅원단을 응고조(50)에서 응고하는 응고단계(S130)와, 상기 응고조(50)를 거친 원단을 수세조(60)에서 수세하는 수세단계(S140)와, 물을 짜주기 위한 맹글단계(S150)와, 원단을 건조시키는 열건조단계(S160)로 이루어진다.

여기서, 원단은 상기 배합액으로 코팅할 때 지지체의 역할을 하는 것으로, 후술할 박리단계에서는 상기 원단에서 스펀지를 박리하여 제품을 생산하며, 이때 박리가 잘 이루어지도록 상기 원단에는 전처리 단계(S100)를 거친다. 상기 전처리 단계는 불소계 화합물이 수용된 전처리조(20)에 원단이 일정시간 동안 침지되었다가 나올 수 있도록 구성하며, 인라인으로 원단이 이동할 수 있도록 상기 전처리조(20)에 롤러를 설치하여 원단을 이동시킨다.

이와 같이, 전처리된 원단을 사용하지 않으면 박리단계에서 제품을 박리시킬 때 박리 강도가 강하여 제품이 뜯겨지는 일이 발생하므로, 반드시 전처리 단계를 거치는 것이 바람직하다.

이후, 전처리가 완료된 원단은 히팅 롤러(30)를 이용하여 열처리를 하는 열처리 단계(S110)를 거친다. 상기 열처리 단계는 200℃ 내지 220℃로 상기 히팅 롤러(30)를 가열하여 전처리된 상기 원단이 히팅 롤러(30)를 통해 이송되면서 열처리되도록 구성한다. 이때, 도 1에서는 상하로 구성된 히팅 롤러(30) 사이에 원단이 지나가는 것으로 도시하였으나, 열처리의 효과를 적절하게 낼 수 있도록 상기 히팅 롤러(30)는 다수개가 구비될 수 있다.

본 출원인이 수차례 실험한 결과, 전처리 후 원단에 열처리를 할 때는 대략 210℃의 온도가 바람직하였으며, 열처리 온도가 200℃ 미만일 경우에는 열처리 효과가 미미하였고, 열처리 온도가 220℃를 초과하는 경우에는 열처리가 너무 강하게 되어 원단에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

이후, 배합액을 40 내지 50℃를 유지하면서 원단에 코팅하는 코팅단계(S120)를 거친다.

본 발명에 있어서, 상기 배합액은 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액(Solvent Type Polyurethane Resin), 비이온계 계면활성제, 소포제, 용제(Solvent), 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질, 예컨대 무기염(Inorganic Salt)을 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 상기 배합액은 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액(Solvent Type Polyurethane Resin) 10 내지 40중량%와, 소포제 0.01 내지 8중량%와, 비이온계 계면활성제(Nonionic Surfactant) 0.1 내지 13중량%와, 용제(Solvent) 2 내지 20중량%와, 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질로서, 무기염(Inorganic Salt) 20 내지 80중량%을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 무기염은 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질 중 하나의 예로서 첨가되며, 상기 무기염 이외에도 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질로서, 황산나트륨, 염화나트륨, 염화칼슘, PVA 등이 사용될 수 있다.

여기서, 상기 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액은 솔벤트가 70% 내외, 고형분이 30% 내외가 함유된 수지용액을 사용하는 것이 가장 적절한 것으로 본 출원인이 확인하였다.

또한, 상기 배합액의 조성비에서, 상기 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액을 40중량％를 초과해서 함유하면 수지부분이 많기 때문에 부드럽지 못해서 바람직하지 못하고, 상기 솔벤트형 폴리우레탄 수지용액을 10중량％ 미만 함유하면 기공이 크게 발생될 뿐만 아니라, 기공이 크고 불규칙적으로 형성되어 화장품이 균일하게 묻지 않으므로 화장을 자연스럽게 할 수 없어서 바람직하지 못하다.

또한, 상기 비이온계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 폴리옥시프로필렌 글리콜 알킬 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 솔비탄 알킬 에테르, 솔비탄 알킬 에스테르, 글리세롤 에톡시레이티드 중 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 소포제는 실리콘계 소포제, 비실리콘계 소포제, 광물유 아크릴계 코폴리머 소포제 중 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 배합액의 조성비에서, 상기 소포제를 0.01중량% 미만 함유하면 기포가 많이 발생하고, 8중량%를 초과해서 함유하면 제품응고 속도가 느려지는 문제점이 발생한다. 그리고 상기 비이온계 계면활성제를 13중량%를 초과해서 함유하면, 기공지지력이 약하게 되어 바람직하지 못하고, 상기 비이온계 계면활성제를 0.1중량% 미만 함유하면, 기공형성 시간이 길어져서 바람직하지 못하다. 그리고, 상기 용제를 20중량%를 초과해서 함유하면 유동성이 너무 크고, 상기 용제를 2중량% 미만 함유하면 유동성이 떨어져서 바람직하지 못하다.

상기 용제는 디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸피로리돈과 같이 물과 친화성이 좋은 용제가 사용될 수 있지만, 추후 회수 사용을 고려하면 디메틸포름아마이드를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 무기염(Inorganic Salt)이 80중량%을 초과하면 다른 성분이 부족하고 유동성이 떨어져서 점도가 높게 나와 연속식 코팅이 어려우므로 바람직하지 못하고, 무기염이 20중량% 미만이면 유동성이 너무 크고 제품이 부드럽지 않으므로 바람직하지 못하다. 본 발명에서의 무기염은 황산나트륨, 염화칼슘, 염화나트륨 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 무기염은 입자의 크기도 매우 중요한데, 본 발명에서는 50 내지 150㎛의 입자를 적용하여 시트의 배합액을 제조함으로써, 연속식으로 코팅할 수 있는 최적의 점도를 가진 배합액을 만들 수 있다.

이와 같은 배합액은 호퍼(42)를 통해 토출되며, 상기 호퍼(42)와 코팅 롤러(40)는 적당한 간격으로 이격되어 있어서, 상기 호퍼(42)와 코팅 롤러(40) 사이를 지나는 원단에 적당한 두께로 코팅된다.

본 발명은 상기 배합액을 이루는 무기염, 첨가제 및 용제의 배합비율을 상술한 비율로 하고, 배합액의 온도를 대략 40℃로 유지함으로써, 배합액의 점도를 조절할 수 있게 되어 연속식 코팅이 가능하게 된다. 상술한 배합액의 조성비율을 통해 상기 배합액은 배합액 점도가 30,000~60,000cps/40~50℃로 될 수 있다.

이와 같은 상기 배합액을 제조하기 위해서는, 상기 무기염을 제외한 원료가 배합되어 교반되는 교반단계와, 상기 교반단계에서 교반하면서 무기염을 투입하는 단계와, 필요에 따라 토너를 투입한 후 교반하는 단계와, 진공 탈포를 진행하는 단계로 진행될 수 있다. 여기서, 토너는 조색을 위한 것으로, 경우에 따라 투입하지 않거나 원하는 색상을 위해 그 양을 가감하여 투입할 수 있다.

상기 배합액으로 코팅된 원단은 응고조(50)에 투입된다. 상기 응고단계는 40℃ 내지 60℃ 온도의 물이 담긴 응고조(50)에서 30분 내지 60분 동안 응고시킬 수 있다.

통상, 종래의 배치 방식의 경우에는 한 번에 두껍게 코팅하기 때문에 응고시간이 15~30일로 길지만 본 발명의 연속식 코팅 방식의 경우에는 제품 두께만큼 코팅하기 때문에 응고시간을 30~60분으로 줄일 수 있다. 따라서, 1회 공정시간이 1일 이내로 줄어들어 빠른 택타임으로 고객수요에 맞춰 제품을 생산할 수 있으며, 대량 생산이 용이하다.

이후, 60℃ 내지 80℃ 온도의 물이 담긴 수세조(60)에서 1시간 내지 2시간 동안 수세시킨다.

이와 같이, 응고단계와 수세단계를 연속하여 거치면서, 상기 배합액은 발포가 이루어지어 다공성 재질의 스펀지 형태로 제조된다.

수세단계를 마친 코팅원단은 다수의 맹글 롤러(70) 또는 초음파를 이용하여 물을 짜주기 위한 맹글단계(S150)를 거치게 된다.

도 1에서는 상기 수세조(60)의 내부에 다수개의 롤러가 설치되고, 상기 수세조(60)에서 수세를 마친 코팅원단이 1차 맹글 롤러(72)을 통해 물을 짠 후, 상기 수세조(60)에 투입되었다가 2차 맹글 롤러(74)를 통해 물을 짜는 단계로 진행되어 맹글 롤러를 복수회 거치도록 구성하였다. 그러나, 상기 맹글단계는 더 많은 회차(4회 이상)로 물을 짜도록 구성할 수 있으며, 초음파를 이용하여 단계를 진행하도록 구성할 수도 있다.

한편, 이와 같이 맹글단계를 거친 코팅원단은 열건조챔버(80)에서 60℃ 내지 70℃ 온도에서 20분 내지 40분 동안 건조시키는 열건조단계를 거치게 되면서 코팅원단의 제조가 완성된다.

상기 열건조단계에서 70℃이상의 온도에서 건조시 제품이 원단에 붙어서 뜯겨지는 현상이 발생하므로, 상기 열건조챔버(80)에서의 온도는 70℃를 초과하지 않는 것이 바람직하며, 60℃ 미만일 경우에는 열건조의 효과가 미미한 단점이 있으므로 상기 열건조챔버(80)의 온도는 60℃ 내지 70℃ 가 바람직하다.

이와 같이 열건조챔버(80)를 거진 코팅원단은 롤러에 권취되어 코팅원단의 제조가 완성된다. 도면부호 90은 롤러에 권취된 코팅원단을 나타낸다.

이후, 상기 코팅원단(90)은 표면을 살짝 긁어내어 다공이 외면에 노출되도록 버핑하는 코팅원단 버핑단계(S170)을 거친다. 코팅원단 버핑단계는 코팅원단 제조단계에서 권취된 코팅원단(90)을 버핑 롤러(110)를 이용하여 버핑한 후 다시 권취한다(도면부호 120). 도면에서는 도시하지 않았지만, 버핑된 코팅원단은 수세조에서 수세하는 단계를 더 거칠 수 있다. 이 경우, 수세조에서는 60 내지 80℃ 에서 30~60분동안 수세하는 것이 바람직하다. 또한, 수세를 거친 코팅원단은 맹글 단계를 4회 정도 거친 후 박리단계로 진행된다.

버핑이 완료된 코팅원단(120)은 원단(130)과 스펀지(140)로 분리하여 권취하도록 코팅원단에서 원단을 박리하는 박리단계(S180)를 거친다. 박리 후에는 완제품을 생산하기 위해서 건조단계를 거치는 것이 바람직하다. 이는 제품에 수분을 머금고 있을 때 박리 강도가 약하기 때문에 건조 전에 박리하는 것이 보다 바람직하기 때문이며, 박리 후 건조단계를 거친다.

이 경우, 건조단계는 110 내지 130℃에서 20~40분 정도 건조시킨다.

이로써, 분첩용 스펀지 시트가 완성되며, 이와 같이 완성된 분첩은 용도에 따라 적당한 크기로 절단하여 사용할 수 있다. 즉, 본 발명은 원하는 크기로 제작이 가능하며, 완제품의 수율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법에 따르면 1회 공정시간이 1일 이내로 매우 짧으며 대량생산 가능한 분첩용 스펀지 시트를 제조할 수 있다.

통상, 분첩용 스펀지 제품의 특성은 얼굴에 맞닿는 제품이기 때문에 소프트(SOFT)한 감성(제품 밀도 0.2g/cm³이하)이 필요하고, 화장품의 내용물을 머금었다 뿜어내야 하는 특성을 갖기 위해 표면 및 단면이 서로 오픈 셀(OPEN CELL)이어야 한다. 이와 같은 특성을 위해 분첩용 스펀지 시트는 약 1.0~1.5mm의 두께가 요구된다.

이와 같은 분첩용 스펀지의 특성을 고려하여 종래의 일반적인 제품들과 본 발명을 통한 제품의 특성을 비교하면 다음과 같다.

도 5는 일반적인 습식 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진으로서, 일반적인 습식 제품은 친수성인 유기용제(예를 들면, DMF)의 삼투현상을 이용하여 PU에 녹아있는 친수성 유기용제가 물과 치환되면서 PU가 응고되는 과정 중에 생기는 기공으로써, 즉 DMF가 빠져가는 길이 기공의 모양이 된다. 응용 방법에 따라 셀(CELL)의 크기와 모양이 약간씩 변화될 수 있으며 도 5와 같이 종방향의 셀(CELL)이 형성된다.

이러한, 일반적인 습식 제품으로는 분첩용 스펀지로서 요구되는 소프트한 감성(제품 밀도 0.2g/cm³이하)이 구현되지 않고 표면이 클로즈드 셀(CLOSED CELL)에 가깝기 때문에 분첩용으로 쓰기에 부적합하다.

또한, 도 6은 일반적인 건식 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진이다.

도 6의 일반적인 건식 제품은 PU에 녹아있는 유기용제가 열에 의해 증발되며 도막이 형성되는 원리이며, 그로 인해 생성된 제품은 도 6에 나타낸 바와 같이 기공이 없는 형태이다. 기공이 없기 때문에 스펀지의 특성이 없으며 제품의 표피층(SKIN) 용도로 주로 쓰인다.

화학적 발포제 및 물리적인 발포(기포)를 사용하여 건식 제품에서도 기공을 부여할 수 있다. 과량을 발포시켜 저밀도(0.2g/cm³이하)를 구현 가능하지만 건식제품 특성상 도 7 내지 도 8과 같이 단면의 기공이 서로 이어져 있지 않은 클로즈드 셀(CLOSED CELL)의 형상을 하고 있기 때문에 화장품의 내용물을 머금기에 부적합한 구조를 이룬다.

또한, 열에 의한 응고 및 발포 구조이기 때문에 박막 아닌 높은 두께로 코팅시 상하층 열전달 차이로 인해 층별 발포크기가 일정하지 않아 고른 품질을 기대하기 힘들다.

한편, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 배합액을 이용하여 제조된 제품의 특징을 나타내는 SEM 사진으로서, 본 발명을 응용한 제품은 기공을 형성함에 있어서 수용성 무기염(예를 들면, 황산나트륨)의 유기용제에는 불용성인 특징을 사용하여 PU를 우선 응고시키고 수세조에서 응고된 PU안의 수용성 무기염을 녹아나오게 함으로써 그 모양을 CELL의 형상을 만드는 원리이다.

습식제품에 수용성 무기염을 사용하여 셀(CELL)을 형성하는 원리는 기존에 알려진 방식이지만 본 발명과 종래의 기술의 차이점은 다음과 같다.

분첩용 스펀지의 소프트(SOFT)한 감성을 위해 수용성 무기염을 PU수지분에 대해 약 400%까지 투입하게 되는데, 이 과정에서 상당한 점도상승이 일어나게 된다.(최소 200,000cps/25℃이상) 이로 인해 흐름성이 낮아지므로 종래에는 연속식 생산이 아닌 배치식 생산을 할 수밖에 없었다.

본 발명에서 연속식 생산 방법을 연구하게 된 데에는 하기와 같은 배치식 생산의 단점을 해결하기 위함이다.

즉, 종래의 배치식 제조방법은 슬라이싱을 위해 높은 두께로 생산하여 응고시간이 오래(보름 이상) 걸리고, 1회 제조 공정 시간이 길기 때문에 납기가 길고 단가가 매우 비싸며, 높은 두께로 인해 높낮이별 색 및 품질의 편차가 발생하고, 시트가 배치크기로 생산되기 때문에 제품 합포시 로스(LOSS)가 상대적으로 크다.

이에 비해, 본 발명을 응용한 제품은 연속식 생산을 가능하게 함으로써 하기와 같이 배치식 제조의 단점이 해결된다.

먼저, 원하는 제품두께로 코팅하기 때문에 응고시간 단축으로 공정시간 또한 하루로 단축된다.

또한, 1회 제조 공정 시간이 짧기 때문에 납기가 짧고 단가 또한 30%이상 저렴하고, 일정한 두께로 코팅하기 때문에 일정한 색, 품질로 생산 가능하다.

또한, 연속식 제조 제품과 합포되기 때문에 로스(LOSS)를 크게 줄여 로스의 최소화가 가능하다.

이와 같이, 무기염이 포함된 고점도 배합액의 연속식 생산이 가능하게 된 이유는 배합 및 공정 변경을 통해서이다. 우선, 고점도 배합액을 코팅 가능한 수준의 점도(30,000~60,000cps)로 맞추기 위해 계면활성제 첨가와 배합액의 적정 농도 유지를 통한 점도하락 및 코팅성 확보, 선별된 입자 크기의 수용성 무기물 첨가를 통한 일정한 기공형성 등의 조건이 충족되어야 하고, 기존제품보다 높은 두께인 1.0~1.5mm 제품의 1회 코팅을 통해 생산하기 위해 통상 습식에서 쓰이는 조건이 아닌 응고조 농도, 온도 조절 등의 조건들이 복합적으로 작용하여 조화를 이루었을 때 비로소 고른 품질의 제품 생산이 가능하다.

이와 같은 본 발명을 응용한 제품의 단면 사진은 도 9 및 도 10과 같으며 이는 일반 습식 및 발포제를 사용한 건식제품과는 다름을 알 수 있다. (무기염의 함량에 따라 다른 구조의 제품이 생산됨)

본 발명은 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법에 적용할 수 있다.

Claims

솔벤트형 폴리우레탄 수지용액(Solvent Type Polyurethane Resin) 10 내지 40중량%와, 소포제 0.01 내지 8중량%와, 비이온계 계면활성제(Nonionic Surfactant) 0.1 내지 13중량%와, 용제(Solvent) 2 내지 20중량%을 배합하여 교반하는 교반단계와, 상기 교반단계에서 교반하면서 50 내지 150㎛의 입자 크기를 갖는 물에 가용성이면서 유기용매에 불용성인 물질 20 내지 80중량%을 투입하는 단계와, 진공 탈포를 진행하는 탈포단계를 거쳐 점도가 30,000~60,000cps/40~50℃인 배합액을 제조하는 배합액 제조단계;

상기 배합액을 40 내지 50℃를 유지하면서 원단에 코팅하는 코팅단계와, 상기 배합액으로 코팅된 코팅원단을 40℃ 내지 60℃ 온도의 물이 담긴 응고조에서 30분 내지 60분 동안 응고시키는 응고단계와, 상기 응고조를 거친 원단을 수세조에서 수세하는 수세단계와, 상기 수세조를 거친 원단을 60℃ 내지 70℃ 온도에서 20분 내지 40분 동안 건조시키는 열건조단계를 거쳐 권취하는 코팅원단 제조단계;

상기 코팅원단 제조단계를 거친 코팅원단을 버핑 롤러를 이용하여 버핑한 후 권취하는 코팅원단 버핑단계; 및

버핑된 코팅원단에서 상기 원단을 박리하여 분첩용 스펀지 시트와 분리하여 권취하는 박리단계;

를 포함하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 코팅원단 제조단계에서, 상기 원단은 불소계 화합물에 의해 발수처리가 되도록 전처리하는 전처리 단계와, 전처리된 원단을 히팅 롤러를 이용하여 열처리를 하는 열처리 단계를 거친 후 코팅되는 것을 특징으로 하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법.
청구항 2에 있어서,

상기 열처리 단계는 200℃ 내지 220℃로 상기 히팅 롤러를 가열하여 전처리된 상기 원단이 히팅 롤러를 통해 이송되면서 열처리되는 것을 특징으로 하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 수세단계는 60℃ 내지 80℃ 온도의 물이 담긴 수세조에서 1시간 내지 2시간 동안 수세시키는 것을 특징으로 하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 수세단계와 열건조단계 사이에 다수의 맹글 롤러 또는 초음파를 이용하여 물을 짜주기 위한 맹글단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연속식 분첩용 스펀지 시트 제조방법.