KR101539000B1 - 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법 - Google Patents

자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크 팩의 제조과정에서 발열패치가 산화되어 발열하는 것을 최소화할 수 있는 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치는 발열패치를 공급하는 패치공급수단; 상기 발열패치의 하부에 비통기성 시트를 접착하는 제1접착수단; 질소분위기로 조성되는 제1챔버; 상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치에 식염수를 분사하는 식염수 분사수단; 상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치의 상부에 비통기성 시트를 접착하여 상기 발열패치를 밀봉하는 제2접착수단; 상기 발열패치의 상부와 하부에 접착된 상기 비통기성 시트를 소정형태로 절단하는 제1커팅수단; 상기 비통기성 시트에 의해 밀봉된 상기 발열패치에 외피와 내피를 접착하는 제3접착수단; 및 상기 내피와 외피를 소정형태로 절단하여 파우치에 삽입하고 실링하는 포장모듈;을 포함한다.

Description

자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법{MASK PACK MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크 팩의 제조과정에서 발열패치가 산화되어 발열하는 것을 최소화할 수 있는 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
장시간 컴퓨터, 모바일 디스플레이, 자동차 운전, 독서 등에 집중하여 사용하는 눈의 피로와 이로 인한 눈물의 증발로 안구 건조가 일어나고 있는데, 이러한 눈의 피로 회복을 위해 패치를 전자레인지로 가열하여 눈 부위에 적용하는 온찜질 패치와, 패치를 냉장고에 보관한 후 눈 부위에 적용하는 냉찜질 패치 등이 소개되고 있다.
그러나 온찜질 패치의 경우 적정온도로의 가열이 어려워 화상 등의 위험이 있고, 지속적으로 일정온도를 유지할 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 파채들은 눈 부위를 온열찜질하거나 냉찜질하는 것으로서, 수분을 공급하지 않기 때문에 안구 건조 등에는 전혀 효과를 보지 못한다.
자가 발열재의 경우 발열재의 형태를 유지하기 위해 티슈나 부직포 등의 보조수단을 이용하지만 외부의 충격이나 사용자의 부주의에 의해 분리되면 눈에 들어갈 수도 있다.
시중에 판매되고 있는 자가발열 패드가 안구 중앙에 위치하여 발열하므로 열에 약한 각막에 화상을 입을 수 있다.
한편, 본 출원인은 특허출원 제10-2013-0135881호에서 철분말과, 탄소분말과, 아쿠아 슬러쉬(acua slush)와, 고분자물질(polyvinyl alcohol)과, 황토분말과, 펄프를 증류수와 혼합하여 자가발열 조성물을 개시한 바 있다.
상기 철분말은 아래의 반응식 (1)과 같이 공기 중의 산소와 반응하여 열이 발생된다.
2Fe + 3O2 → Fe2O3 + heat (1)
이러한 자가발열 조성물을 이용하여 발열패치를 제조할 수 있고, 이러한 발열패치를 이용하여 마스크 팩을 제조할 수 있는 것이다.
그런데, 마스크 팩 제조과정에서 발열패치가 공기 중에 노출되지 않도록 하는 것이 매우 중요하다. 만약, 제조과정에서 발열패치가 공기 중에 노출되면 산소와 반응하게 되어 발열이 시작된다. 이와 같이 제조과정에서 이미 발열 반응이 일어나면 사용하고자 할 때는 발열반응이 저조하여 제기능을 발휘하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마스크 팩의 제조과정에서 발열패치가 산화되어 발열하는 것을 최소화할 수 있는 자가발열 마스크팩 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치는 발열패치를 공급하는 패치공급수단; 상기 발열패치의 하부에 비통기성 시트를 접착하는 제1접착수단; 질소분위기로 조성되는 제1챔버; 상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치에 식염수를 분사하는 식염수 분사수단; 상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치의 상부에 비통기성 시트를 접착하여 상기 발열패치를 밀봉하는 제2접착수단; 상기 발열패치의 상부와 하부에 접착된 상기 비통기성 시트를 소정형태로 절단하는 제1커팅수단; 상기 비통기성 시트에 의해 밀봉된 상기 발열패치에 외피와 내피를 접착하는 제3접착수단; 및 상기 내피와 외피를 소정형태로 절단하여 파우치에 삽입하고 실링하는 포장모듈;을 포함한다.
또한 상기 발열패치 공급수단은, 상기 발열패치가 복수개 적층되어 있는 트레이와, 상기 트레이의 최하부에 위치된 발열패치를 밀어서 공급하는 슬라이더를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 포장모듈은, 질소분위기로 조성되는 제2챔버; 상기 제2챔버의 내부에 구비되며, 상기 내피와 외피를 소정 형태로 커팅하는 제2커팅수단; 상기 제2커팅수단에 의해 소정 형태로 커팅된 마스크 팩을 버(burr)로부터 분리하여 상기 파우치에 공급하는 이형수단; 및 상기 파우치에 질소를 충진하는 질소충진수단;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제2커팅수단에는 상기 발열패치의 상부에 접착된 비통기성 시트에 적어도 1 이상의 홀을 타공하는 타공핀이 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 내피의 일측에 귀에 걸 수 있도록 홀이 형성된 귀걸이시트를 접착하는 제4접착수단;이 더 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 마스크 팩 제조방법은 1) 발열패치를 공급하는 단계; 2) 상기 발열패치의 하부에 비통기성 시트를 접착하는 단계; 3) 질소분위기에서 상기 발열패치에 식염수를 분사하는 단계; 4) 질소분위기에서 상기 발열패치의 상부에 비통기성 시트를 접착하여 상기 발열패치를 밀봉하는 단계; 5) 상기 비통기성 시트에 의해 밀봉된 상기 발열패치에 외피와 내피를 접착하는 단계; 6) 상기 내피와 외피를 소정형태로 절단하여 마스크 팩을 제조하는 단계; 및 7) 상기 마스크 팩을 파우치에 삽입하고 실링하는 단계;를 포함한다.
또한 상기 4)단계와 5)단계 사이에, 상기 발열패치의 상부와 하부에 접착된 상기 비통기성 시트를 소정형태로 절단하는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다.
또한 상기 7)단계 전에, 질소분위기에서 상기 발열패치의 상부에 접착된 비통기성 시트에 적어도 1 이상의 홀을 타공하는 것이 바람직하다.
또한 상기 7)단계는 상기 파우치에 질소를 충진하는 것이 바람직하다.
또한 상기 5)단계 후에, 상기 내피의 일측에 귀에 걸 수 있도록 홀이 형성된 귀걸이시트를 접착하는 단계가 더 부가되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 마스크 팩의 제조과정에서 발열패치가 산화되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
특히, 발열반응이 일어나는 공정에 대해서만 국한하여 질소분위기의 챔버 내부에서 공정을 진행하기 때문에 챔버의 면적을 최소화할 수 있어 설비비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 아이 마스크 팩을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 팩의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치를 나타낸 것이다.
도 4 내지 7은 본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치의 요부를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 실시예로서 아이 마스크 팩(100)을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 발열제 조성물을 건조하여 사각 형태로 형성한 발열패치(101)와, 상기 발열패치(101)의 상부와 하부에 각각 상층커버(108)와 하층커버(104)가 적층되어 있다.
상기 상층커버(108)는 상기 발열패치(101)의 상부에 비통기성 시트(105)와, 내피(106)와, 귀걸이시트(107)가 순차적으로 적층되어 있다. 상기 귀걸이시트(107)는 귀에 걸 수 있도록 홀이 형성되어 있다.
또한 상기 하층커버(104)는 상기 발열패치(101)의 하부에 비통기성 시트(103)와, 외피(102)가 순차적으로 적층되어 있다.
상기 상층커버(108) 및 하층커버(104)의 비통기성 시트(105,103)는 발열패치(101)가 공기에 노출되지 않도록 밀봉하기 위한 것이다. 따라서 폴리에틸렌(PE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등으로 형성할 수 있으며, 또는 종이나 부직포 등에 위 폴리에틸렌 필름 또는 핫멜트를 합지한 것도 적용 가능하다.
본 실시예에서 상기 외피(102) 및 내피(106)는 부직포, 종이, 비닐, 가죽, 천 등으로 형성된다.
도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치(1)를 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 마스크 팩 제조장치(1)는 패치 공급수단(10), 제1접착수단(20), 제1챔버(C), 식염수 분사수단(30), 제2접착수단(40), 제1커팅수단(50), 제3접착수단(60), 제4접착수단(80) 및 포장모듈(90)을 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 패치 공급수단(10)은 전 공정에서 생산된 발열패치(101)가 복수개 적층되어 수납된 트레이(11)와, 상기 트레이(11)의 최하단에 위치된 발열패치(101)를 밀어서 공급하는 슬라이더(12)를 포함한다. 상기 슬라이더(12)는 에어실린더 등 구동수단에 의해 전후진하는 구성요소이다.
상기 발열패치(101)는 공지의 요소로서, 예를 들어 본 출원인이 특허출원 제10-2013-0135881호을 통해 개시한 철분말과, 탄소분말과, 아쿠아 슬러쉬(acua slush)와, 고분자물질(polyvinyl alcohol)과, 황토분말과, 펄프를 증류수와 혼합하여 제조된 발열패치일 수 있다.
상기 슬라이더(12)는 상기 발열패치(101)를 제1접착수단(20)의 하부로 공급하며, 상기 발열패치(101)의 하부에는 비통기성 시트(103)가 공급되어 있다.
상기 제1접착수단(20)은 상부작업대(22)와 하부작업대(21)를 포함하는데, 상기 상부작업대(22)가 하강한 상태에서, 상기 하부작업대(21)가 상승하면서 발열패치(101)의 하부에 비통기성 시트(103)를 열접착한다. 상기 하부작업대(21)에는 열접착을 위해 열원이 구비된다.
이와 같이 하부에 비통기성 시트(103)가 접착된 발열패치(101)는 공기에 노출되지 않도록 질소분위기로 조성된 제1챔버(C)로 반입된다. 제1챔버(C) 내부에는 식염수 분사수단(30)과, 제2접착수단(40)이 구비된다.
상기 식염수 분사수단(30)은 상기 발열패치(101)에 소정량의 식염수를 분사하는 구성요소이다. 상기 식염수 분사수단(30)에는 식염수를 공급하는 모터와, 식염수를 분사하는 노즐과, 상기 노즐에 장착되어 분사량을 조정하는 밸브가 구비된다.
또한 상기 제2접착수단(40)은 발열패치(101)의 상부에 공급된 비통기성시트(105)를 발열패치(101)와, 발열패치(101)의 하부에 기 접착된 비통기성시트(103)에 접착하기 위한 것으로서, 역시 상부작업대(41)와 하부작업대(42)로 구성되어 이들의 승하강에 의해 비통기성시트(105)가 열접착되는 것이다.
이와 같이 식염수 분사수단(30)과 제2접착수단(40)이 제1챔버(C) 내부에 구비된 것은 마스크 팩 제조과정에서 발열반응을 억제하기 위함이다. 보다 구체적으로 설명하면, 발열패치(101)에 식염수가 도포된 상태에서 산소와 반응하면 곧바로 발열이 시작된다. 따라서 식염수의 도포는 산소가 없는 질소분위기의 제1챔버(C) 내부에서 행하는 것이고, 제2접착수단(40)을 통해 식염수가 도포된 발열패치(101)가 비통기성 시트(103,105)에 의해 완전히 밀봉되는 것이다.
상기 제1챔버(C)의 산소농도를 측정하는 산소측정기가 구비되고, 소정농도 이상의 산소가 검출되면 경고하는 알람수단이 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같이 알람이 울리면 질소충진량을 조정해야 한다.
이와 같이 밀봉된 발열패치(101)는 대기중에 있어도 산소와 반응하지 않기 때문에 발열이 진행되지 않는다.
다음으로 도 3 및 도 5를 참조하면, 발열패치(101)의 상부와 하부에 비통기성시트(103,105)가 접착되어 밀봉한 다음, 제1커팅수단(50)에 의해 비통기성시트(103,105)를 소정 형태로 재단한다.
이와 같이 재단된 후 밀봉된 발열패치(101)는 하방으로 낙하하고, 비통기성시트(103,105)의 버(burr)는 와인딩릴(R1)에 회수된다.
또한 밀봉되고 재단된 발열시트(101)의 상부와 하부에는 각각 내피(106)와 외피(102)가 공급되고, 제3접착수단(60)에 의해 접착된다. 상기 제3접착수단(60)도 역시 상부작업대(61)와 하부작업대(62)의 승하강에 의해 열접착하는 것이다.
다음으로, 도 3 및 도 6을 참조하면, 견인롤러(71)에 의해 귀걸이시트(107)를 공급하면서, 홀가공기(70)를 이용하여 귀걸이시트(107)에 일정한 간격으로 귀를 걸 수 있는 홀을 타공한다.
이와 같이 홀이 타공된 귀걸이시트(107)는 상기 내피(106)의 상측으로 공급되고, 제4접착수단(80)에 의해 접착된다. 본 발명에서 제4접착수단(80)은 고주파 접착기를 적용하였다.
이와 같이 귀걸이시트(107)가 접착된 발열패치(101)는 견인롤러(93)에 의해 다음 공정으로 공급된다.
다음으로 도 3 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 포장모듈(90)은 공기에 노출되지 않도록 하기 위한 질소분위기의 제2챔버(C)와, 상기 제2챔버(C)의 내부에 구비되는 제2커팅수단과, 이형수단(95)과, 질소충진수단(94)을 포함한다.
상기 제2커팅수단(92)은 상기 내피(106)와 외피(102) 및 귀걸이시트(107) 등을 소정 형태 및 크기로 재단하기 위한 외형커팅기(92)와, 상기 외형커팅기(92)의 내부에 형성되어 발열패치(101)의 상부에 접착된 비통기성시트(105)에 홀(도 1의 'h'참조)을 타공하는 타공핀(91)이 복수개 형성된다. 상기 타공핀(91)에 의해 형성된 홀(h)의 크기 및 갯수에 따라 발열온도 및 발열시간을 용도에 맞게 조정할 수 있는 것이다. 그러나 이러한 제조과정에서 발열반응이 시작되는 것을 방지하기 위하여 질소분위기의 제2챔버(C) 내부에서 진행하는 것이다.
또한 상기 외형커팅기(92)는 내피(106)와 외피(102) 및 귀걸이시트(107)를 소정형태로 재단하여 마스크 팩(100)을 제조하지만 내피(106)와 외피(102) 및 귀걸이시트(107)의 버(burr)와 완전히 분리되지는 않는다. 이 상태로 공급된 후, 이형수단(95)이 하강하면서 버로부터 마스크 팩(100)을 분리하여 파우치(P) 내부로 삽입한다.
또한 상기 질소충진수단(94)은 파우치(P)의 내부에 대기를 질소로 치환하는 구성요소이다. 이는 파우치(P)의 내부에서 발열반응이 시작되지 않도록 하기 위함이다. 이와 같이 질소를 치환한 다음에 파우치(P)를 실링하면 마스크 팩(100)의 제조가 완성된다.
또한 내피(106)와 외피(102) 및 귀걸이시트(107)의 버는 와인딩릴(R2)에 회수된다.
한편, 본 실시예의 접착기는 열접착기나 고주파 접착기 이외에 초음파접착기로 구성할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 제조장치의 작동상태 및 마스크 팩 제조방법을 설명한다.
도 3을 참조하면, 먼저, 전 공정에서 제조된 발열패치(101)가 트레이(11)에 수납되어 있다. 이 상태에서 에어실린더를 작동시켜 슬라이더(12)가 전진하면 트레이(11)의 배출구를 통해 최하단에 위치된 발열패치(101)가 공급된다.
다음으로, 상기 발열패치(101)의 하부에 비통기성 시트(103)를 열접착한다.
다음으로, 제1챔버(C) 내부로 발열패치(101)를 반입시키고, 질소분위기에서 식염수를 도포한다.
다음으로, 질소분위기에서 상기 발열패치(101)의 상부에 비통기성 시트(105)를 접착하여 상기 발열패치(101)를 밀봉한다. 이 상태에서 비통기성시트(103,105)를 소정 형태로 재단한다.
다음으로, 비통기성 시트(103,105)에 의해 밀봉된 상기 발열패치(101)에 외피(102)와 내피(106)를 열접착한다.
다음으로, 귀걸이시트(107)에 일정간격으로 홀을 가공하여 상기 내피(106)의 상부에 공급하고 고주파 접착기(60)로 접착한다.
다음으로, 질소분위기에서 상기 내피(106)와 외피(102) 및 귀걸이시트(107)를 소정형태로 절단함과 동시에 질소분위기에서 상기 발열패치(101)의 상부에 접착된 비통기성 시트(105)에 적어도 1 이상의 홀(h)을 타공하여 마스크 팩을 제조한다.
다음으로, 제조된 마스크팩을 버로부터 분리하여 파우치(P)에 수납하고, 파우치 내부를 질소가스로 치환한 다음, 파우치를 실링하여 완성한다.
1: 제조장치
10: 패치공급수단 12: 슬라이더
20: 제1접착수단 30: 식염수 분사수단
40: 제2접착수단 50: 제1커팅수단
60: 제3접착수단 70: 홀가공기
80: 제4접착수단 90: 포장모듈

Claims (10)

  1. 발열패치를 공급하는 패치공급수단;
    상기 발열패치의 하부에 비통기성 시트를 접착하는 제1접착수단;
    질소분위기로 조성되는 제1챔버;
    상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치에 식염수를 분사하는 식염수 분사수단;
    상기 제1챔버의 내부에 구비되며, 상기 발열패치의 상부에 비통기성 시트를 접착하여 상기 발열패치를 밀봉하는 제2접착수단;
    상기 발열패치의 상부와 하부에 접착된 상기 비통기성 시트를 소정형태로 절단하는 제1커팅수단;
    상기 비통기성 시트에 의해 밀봉된 상기 발열패치에 외피와 내피를 접착하는 제3접착수단; 및
    상기 내피와 외피를 소정형태로 절단하여 파우치에 삽입하고 실링하는 포장모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열패치 공급수단은,
    상기 발열패치가 복수개 적층되어 있는 트레이와,
    상기 트레이의 최하부에 위치된 발열패치를 밀어서 공급하는 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포장모듈은,
    질소분위기로 조성되는 제2챔버;
    상기 제2챔버의 내부에 구비되며, 상기 내피와 외피를 소정 형태로 커팅하는 제2커팅수단;
    상기 제2커팅수단에 의해 소정 형태로 커팅된 마스크 팩을 버(burr)로부터 분리하여 상기 파우치에 공급하는 이형수단; 및
    상기 파우치에 질소를 충진하는 질소충진수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2커팅수단에는 상기 발열패치의 상부에 접착된 비통기성 시트에 적어도 1 이상의 홀을 타공하는 타공핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내피의 일측에 귀에 걸 수 있도록 홀이 형성된 귀걸이시트를 접착하는 제4접착수단;이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조장치.
  6. 1) 발열패치를 공급하는 단계;
    2) 상기 발열패치의 하부에 비통기성 시트를 접착하는 단계;
    3) 질소분위기에서 상기 발열패치에 식염수를 분사하는 단계;
    4) 질소분위기에서 상기 발열패치의 상부에 비통기성 시트를 접착하여 상기 발열패치를 밀봉하는 단계;
    5) 상기 비통기성 시트에 의해 밀봉된 상기 발열패치에 외피와 내피를 접착하는 단계;
    6) 상기 내피와 외피를 소정형태로 절단하여 마스크 팩을 제조하는 단계; 및
    7) 상기 마스크 팩을 파우치에 삽입하고 실링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 4)단계와 5)단계 사이에, 상기 발열패치의 상부와 하부에 접착된 상기 비통기성 시트를 소정형태로 절단하는 단계가 더 부가되는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 7)단계 전에, 질소분위기에서 상기 발열패치의 상부에 접착된 비통기성 시트에 적어도 1 이상의 홀을 타공하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 7)단계는 상기 파우치에 질소를 충진하는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 5)단계 후에, 상기 내피의 일측에 귀에 걸 수 있도록 홀이 형성된 귀걸이시트를 접착하는 단계가 더 부가되는 것을 특징으로 하는 자가발열 마스크 팩 제조방법.
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