KR101604830B1 - 향기가 유지되는 핫팩 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향기가 유지되는 핫팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 철분, 소금, 물, 활성탄 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제로 이루어진 발열제와 상기 발열제를 유출되지 않게 담고 있는 통기성 부직포 및 상기 발열제를 담고 있는 통기성 부직포를 감싸서 외부 공기를 차단할 수 있는 외부 포장재로 이루어진 휴대용 핫팩에 있어서, (a) 상기 활성탄 기공에 향기 캡슐을 흡착시킨 향기 활성탄; 및 (b) 상기 질석 또는 톱밥의 수분 흡수제에 알코올, 에센스 아로마 오일 및 물로 이루어진 향기 수용액을 침전시켜서 제조한 향기 수분 흡수제;가 더 포함되어 이루어지는 향기가 유지되는 핫팩을 제공함으로써, 일반 소비자에게 핫팩 제품에 대한 상품가치 및 기호도를 높일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

향기가 유지되는 핫팩 및 이의 제조방법{AROMA HOTPACK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 향기가 유지되는 핫팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핫팩의 발열 시간 동안 향기가 지속적으로 배출될 수 있도록, 향기 캡슐이 흡착된 활성탄과 향기 수용액이 흡착되어 건조된 질석 또는 톱밥을 철분, 소금 및 물과 함께 포함되어 이루어진 핫팩 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 핫팩(Hot Pack)은 내부 발열제의 화학 작용에 의해 스스로 발열하여 추운 겨울에 사용자의 신체(특히, 손이나 발 등)를 따뜻하게 해주는 일종의 휴대용 제품을 말한다.

핫팩은 철분, 활성탄, 수분흡수제, 소금, 수분 흡수제 등이 일정 비율로 혼합된 발열 혼합물과 발열 혼합물을 내포할 수 있는 부직포 및 발열 혼합물과 이를 내포하고 있는 부직포 내에 외부 공기의 유입을 차단할 수 있는 외부 포장재로 구성된다.

이때, 외부 포장 상태에서는 외부 공기가 차단되어 발열 혼합물이 안정한 상태로 유지되지만, 외부 포장 상태에서 발열 혼합물을 내포한 부직포가 외부로 노출되면 부직포 사이로 공기가 발열 혼합물 내로 유입되면서 비활성 상태인 철분과 수분이 반응하여 활성화되고, 활성화된 철이 산화되면서 발열 반응이 일어나 일정시간 동안 따뜻한 온도가 유지된다. 이때, 소금은 철이 녹스는데 촉진하는 역할을 하고 활성탄은 외부 공기를 빠른 속도로 흡수하여 철과 공기와 반응하는 것을 촉진한다.

한편, 아로마테라피(Aromatherapy)는 심신의 건강을 증진시키거나 질병을 예방할 수 있는 대체 요법으로서, 향기가 후각기관을 통해 신체 내로 흡수되면 혈액순환기능, 소화기 기능 등의 신진대사, 심리적, 신경적 작용 등에 긍정적인 효능을 제공하는 것으로 알려져 있다.

하지만, 통상적으로 아로마테라피는 향(香)의 확산을 위해서는 일정 온도 이상을 유지하는 방향(芳香)의 수단이 필요한 경우가 있으며, 이의 실례로는 방향 초를 들 수 있다. 하지만, 방향 초는 외부 환경에서는 수행하기 어려운 문제점이 있다.

이에, 대한민국 실용신안 공고 제 20-0318968호는 별도의 가열기구나 전원 없이 사용이 가능하므로 사용장소나 시간에 구애받지 않고 아무데서나 언제라도 원할 때 편리하게 사용할 수 있도록 부직포 주연부에 마이크로 방향제를 도포한 테이프를 접착하여 커버지를 피복하고 포대의 표면에는 마이크로 방향제가 함유된 인쇄잉크로 각종 문자나 그림을 인쇄한 핫팩을 개시하고 있다. 하지만, 향기 물질이 부직포 외면에 도포되어 향기가 지속적으로 유지되지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외부 공기 유입으로 인해 발열되는 핫팩의 발열 시간 동안 향기가 지속적으로 배출될 수 있도록, 향기 캡슐이 흡착된 활성탄과 향기 수용액이 흡착되어 건조된 질석 또는 톱밥을 철분, 소금 및 물과 함께 포함되어 이루어진 핫팩의 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 철분, 소금, 물, 활성탄 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제로 이루어진 발열제와 상기 발열제를 유출되지 않게 담고 있는 통기성 부직포 및 상기 발열제를 담고 있는 통기성 부직포를 감싸서 외부 공기를 차단할 수 있는 외부 포장재로 이루어진 휴대용 핫팩에 있어서, (a) 상기 활성탄 기공에 향기 캡슐을 흡착시킨 향기 활성탄; 및 (b) 상기 질석 또는 톱밥의 수분 흡수제에 알코올, 에센스 아로마 오일 및 물로 이루어진 향기 수용액을 침전시켜서 제조한 향기 수분 흡수제; 가 포함되어 이루어지는 향기가 유지되는 핫팩을 제공한다.

또한, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 향기 캡슐을 물에 분산시킨 다음, 활성탄에 흡착시킨 후 건조하여 향기 활성탄을 제조하는 단계; (b) 질석 또는 톱밥의 수분 흡수제를알코올, 에센스 아로마 오일 및 물을 유화시켜서 제조한 향기 수용액에 침전시켜서 향을 흡착시킨 후 건조하여 향기 수분 흡수제를 제조하는 단계; 및 (c) 철분, 소금, 물, 활성탄 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제에 상기 (a) 단계에서 제조된 향기 활성탄과 (b) 단계에서 제조된 향기 흡수제를 첨가한 발열체를 통기성 부직포에 담고 밀봉하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 발열체를 밀봉된 통기성 부직포를 외부 공기를 차단할 수 있는 외부 포장재에 넣고 밀봉하는 단계;로 이루어지는 향기가 유지되는 핫팩의 제조방법을 제공한다.

이상과 같이, 본 발명은 핫팩 사용 시 발열 기간이 유지되는 동안 대한 지속적으로 사람에게 아로마 테라피 효능을 가지는 향기의 발산을 가능하게 하고, 또한향기 발산 안정성을 지속적으로 유지시킬 수 있어, 일반 소비자에게 핫팩 제품에 대한 상품가치 및 기호도를 높일 수 있는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 향기가 유지되는 핫팩 및 이의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 외부 포장재나 부직포 표면에 인쇄를 통해 향기를 발생시키는 종래 핫팩과는 달리 부직포 안에 내포된 발열 혼합물을 구성하는 물질 중 활성탄에는 향기 캡슐을 흡착시키고, 질석이나 톱밥 등의 수분 흡수제에는 에센스 오일 등과 같은 향기 성분을 물에 유화시킨 향기 유화액을 흡착시켜서 발열 시 열에 의한 직접적이고 지속적인 휘발 효과에 의하여 핫팩을 사용할 때까지 향기가 유지되는 핫팩을 개발한 것이다.

이때, 본 발명에서는 외부 포장 상태에서는 외부 공기가 차단되어 발열 혼합물이 안정한 상태로 유지되지만, 외부 포장 상태에서 발열 혼합물을 내포한 부직포가 외부로 노출되면 부직포 사이로 공기가 발열 혼합물 내로 유입되면서 비활성 상태인 철분과 수분이 반응하여 활성화되고, 활성화된 철이 산화되면서 발열 반응이 일어나 일정 시간 동안 따뜻한 온도가 유지된다. 이때, 소금은 철이 녹스는데 촉진하는 역할을 하고 활성탄은 외부 공기를 빠른 속도로 흡수하여 철과 공기와 반응하는 것을 촉진한다. 또한 수분 흡수제는 수분을 함유하고 있어 철, 공기와 함께 반응하여 열 발생과 더불어 녹 생성을 빠르게 하는 주요 성분으로 이용되며, 규석 또는 톱밥 등은 첨가된 물을 보유하면서 열이 빨지 식지 않도록 단열재의 역할을 한다.

본 발명에 있어서, 상기 '향기 성분' 과 ' 향기캡슐'은 당업자에게 통용되는 다양한 성분들을 사용할 수 있는데, 예컨대 알데히드(aldehyde), 에테르(ether), d에스테르(ester), 케톤(keton), 알코올(alcohol) 등의 탄화수소 타입의 화합물 또는 식물유래 천연 향의 에센스 아로마 오일을 사용할 수 있다.

구체적으로 본 발명에서 사용하는 향기 성분, 즉 방향(芳香) 성분은 사람에게 편안하거나 정신을 맑게 해 줄 수 있는 꽃, 과일 또는 나무(테르펜류 등) 향 등을 사용하는데, 실례로 장미, 아카시아, 솔, 라벤더, 레몬, 오렌지, 로즈마리, 멘톨, 캐모마일 향 등의 아로마 테라피 등에 사용되는 향을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 향기 캡슐은 활성탄의 기공에 흡착되어 고정될 수 있는 크기의 캡슐을 사용한다. 바람직하게는 향기 마크로 캡슐을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 향기 캡슐은 고상 또는 액상의 향기 성분을 복합 코아세르베이션(complex coacervation), In-situ 중합법(In-situ polymerization), 분무 건조법 (spray drying), 원심 압출법(centrifugal extrusion), 계면중합법(interfacial polymerization), 상분리법(Phase separation) 등의 공지 방법을 이용하여 고분자 수지(우레아-포름알데히드 또는 멜라민-포름알데히드 수지 등)를 캡슐화한 향기 캡슐을 사용하거나 상업적으로 판매되고 있는 액상 또는 분말 타입의 향기 캡슐을 사용한다. 하지만, 본 발명의 목적에 부합되는 것이라면 상술한 방법 이외의 방법으로 제조된 향기 캡슐을 사용해도 무방하다.

본 발명에서 사용하는 부직포는 폴리에스터 또는 나일론 등의 재질로 제조된 부직포를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 향기가 유지되는 핫팩의 바람직한 제조 공정은 다음과 같다. 하지만, 본 발명의 목적에 부합되는 것이라면 하기 제조 공정에 본 발명의 권리가 국한되지 않는다.

제 1 공정 : 향기 캡슐 활성탄 제조

본 공정은 액상 또는 분말의 향기 캡슐을 활성탄에 흡착시키는 단계이다. 이때, 액상인 경우에는 점성을 희석하여 유동성을 개선하고 활성탄의 기공으로 잘 흡착시키기 위하여 향기 캡슐을 희석 용매(알코올 또는 물)에 첨가하여 희석한 향기 캡슐 용액에 활성탄을 침지하고 꺼낸 후 건조하여 향기 캡슐 활성탄을 제조하고, 분말인 경우에는 유화제과 용매(알코올 또는 물)에 향기 캡슐 분말을 분산시킨 향기 캡슐 분산액에 활성탄을 침지하고 꺼낸 후 건조하여 향기 캡슐 활성탄을 제조한다.

제 2 공정 : 향기 수분 흡수제 제조

본 공정은 오일리(oily)한 향기 성분(에센스 아로마 오일)을 용매(알코올 또는 물)에 넣고 필요에 따라 유화제(SLS, Tween-80 등)를 첨가하여 향기액을 제조하고, 상기 향기액에 질석(vermiculite) 또는 톱밥을 넣고 침지시킨 다음, 건조하여 칩(chip) 형태의 향기 수분 흡수제를 제조한다.

제 3 공정 : 발열제 봉입

본 공정은 철분 55~65 중량%, 소금 2~8 중량%, 물 5~10 중량%, 활성탄 10~15 중량% 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제 3~6 중량%에 상기 향기 캡슐 활성탄 5~15 중량% 및 상기 향기 수분 흡수제 5~15 중량%를 삼면이 바느질된 부직포에 봉입한다.

이때, 상기 활성탄과 수분 흡수제는 상술한 핫팩 내 역할과 본 발명에 따른 지속적인 향기 발산을 위하여 통상의 활성탄과 수분 흡수제와 상기 제 1공정과 2공정의 향기 캡슐 활성탄과 향기 수분 흡수제를 혼합하여 사용한다. 즉, 핫팩 내에서 본연의 역할을 수행할 수 있는 충분한 양의 활성탄과 수분 흡수제에 향기 효과를 지속적으로 나타낼 수 있는 향기 캡슐 활성탄과 향기 수분 흡수제를 추가로 포함한다. 그리고, 통상의 수분 흡수제에는 물을 흡착시킨 것을 발열제 내의 다른 필수성분과 함께 투입한다.

본 발명에서 부직포에 봉입되는 철분, 소금 및 물 등의 혼합 비율은 발열 시간과 촉매 역할을 위해 당업자가 사용하는 배합 비율을 따르되, 보다 바람직하게는 약 10~14시간 동안 45~70℃의 발열 온도가 유지될 수 있도록 철분은 전체 발열제 총 중량 기준으로 55~65 중량%가 되도록 사용하는데, 이는 최저 사용량 미만을 사용할 경우 상술한 발열 시간이나 온도를 유지할 수 없고 최고 사용량을 초과할 경우에는 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용할 수 없기 때문에 상술한 사용 범위를 사용하는 것이 바람직하고, 상술한 소금과 물의 사용범위는 철분의 산화반응을 촉진하기 위하여 촉매제로서 사용하는 상술한 소금과 물의 사용범위는 최소 사용량 미만을 사용할 경우 충분한 촉매 효과가 저감되고 초과하는 경우에는 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용할 수 없기 때문에 상술한 사용 범위를 사용하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명에서 핫팩은 심하게 흔들어 격렬한 산화 반응을 유도하거나 산소 함량이 높은 공기에 노출되는 등 외부 환경 조건에 따라 발열 온도와 발열 시간은 변동될 수 있다.

마찬가지로 활성탄과 수분 흡수제도 상술한 역할을 충분하게 수행하기 위해서는 전체 발열제 총 중량 기준으로 활성탄 10~15 중량% 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제 3~6 중량%를 사용하는 데, 이는 최저 사용량 미만을 사용할 경우 충분한 촉매 및 단열 효과가 저감되고 최고 사용량을 초과할 경우에는 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용할 수 없기 때문에 상술한 사용 범위를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 질석 또는 톱밥의 수분 흡수제의 경우 두 성분을 모두 사용하는 경우에는 질석과 톱밥을 중량 기준으로 1:1 내지 2:1로 사용하는 것이 바람직하나 본 발명의 권리가 이에 국한되는 것은 아니며, 혼합 비율은 필요에 따라 당업자가 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 향기 캡슐 활성탄은 5~15 중량%가 되도록 혼합하고, 향기 수분 흡수제는 전체 수분 흡수제 중량 기준으로 5~15 중량%가 되도록 혼합한다. 이는 전체 활성탄과 수분 흡수제 사용량 기준에서 향기 캡슐 활성탄과 향기 수분 흡수제가 최저 사용량 미만을 사용할 경우에는 향 성분이 충분하지 못해 지속적인 향기 발산 효과가 저감되고 15 중량%를 초과하는 경우에는 통상 핫팩의 발열 유지 시간과 향기 지속 시간 균형에서 향기 지속 효과를 더 오래 유지할 필요가 없고 다른 필수 구성성분을 충분하게 사용할 수 없기 때문에, 상술한 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 향기 캡슐 활성탄은 주로 발열 온도(약 60~ 70℃) 또는 외부 자극에 의해 향기 휘발이 지속적이고 강하게 발생되고 향기 수분 흡수제에서는 은은하게 지속적으로 향기가 휘발하는 역할을 한다.

제 4 공정 : 외부 포장

제 3 공정에 따라 발열제가 봉입된 부직포는 공기를 차단할 수 있는 투명 내지는 불투명 비닐류 포장지(PP, PE 등)에 넣고 봉입한다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예로써 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 돕기 위한 것이지, 이들을 통하여 본 발명을 한정하고자 하는 것임은 아니다.

[실시예]

1. 향기캡슐 활성탄 제조

E사(대한민국) 피톤치드 마이크로캡슐 슬러리(액상)을 30 %(v/v)의 농도로 30%(v/v)의 에탄올 용액에 희석한 다음, 분말 활성탄을 침전시키고 서늘한 곳에서건조하여, 본 발명에 따른 향기캡슐 활성탄을 수득하였다.

2. 향기 수분 흡수제 제조

E사(대한민국) 편백나무 오일을 10%(v/v)의 농도로 30%(v/v)의 에탄올 용액과 1%(v/v)의 Tween-80의 유화제로 이루어진 용매에 유화시킨 다음, 1:1로 혼합된 질석과 톱밥을 침전시키고 서늘한 곳에서 건조하여, 본 발명에 따른 향기 수분 흡수제를 수득하였다.

3. 본 발명의 핫팩 제조

하기 표 1에 나타난 혼합 비율로 핫팩을 제조하였다. 물은 비중을 1.0으로 하여 계산하였다.

성분명		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교예
철분		55	55	58	65	55	58	68
활성탄		12	10	10	15	12	10	12
물		6	10	5	5	6	5	6
수분 흡수제	질석	2	3	6	2	2	6	7
	톱밥	2	-	-	1	2	-	-
소금		8	2	6	2	8	6	7
향기캡슐 활성탄		5	15	10	5	15	-	-
향기 수분 흡수제		10	5	5	5	-	15	-
총합(%)		100	100	100	100	100	100	100

[실험예]

상기 실시예에서 제조한 핫팩의 발열 지속 시간에 따른 향기 배출 효과를 확인하기 위하여, 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 향기 배출 효과는 핫팩의 발열 시점인 40℃ 이상에서부터 40℃ 이하가 되는 시점까지 지속적으로 배출되는 향기의 자각 정도를 초기 시점의 발향 정도를 기준으로 후기 시점에서 느껴지는 후각의 정도를 우수(○), 보통(△), 나쁨(×)으로 나누어 20명(남 12명, 여 8명)의 패널 테스트를 수행하였다.

상술한 결과를 보아, 본 발명은 약 10~14시간 동안 발열 시간이 지속되는 동안 향기가 지속적으로 배출되는 효과를 확인하였다. 또한 외부 조건에 따라 향기 캡슐 활성탄과 향기 수분 흡수제를 단독으로 사용하는 것보다는 같이 사용하는 것이 향 강도와 지속 효과가 우수한 것으로 나타났다.

한편, 핫팩의 부직포에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 함침되어서 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 효과를 꾀할 수 있다.

이 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 패션플라워 오일(Passion flower oil) 50중량%, 시다우드 오일(Cedarwood oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

기능성 오일 중 패션플라워 오일(Passion flower oil)은 브라질, 오스트레일라, 멕시코 등지에서 자라는 다년생초에서 얻어지는 오일로서, 진통, 항울, 심리적 스트레스해소, 불안증 해소 등에 좋은 효과가 있다.

시다우드 오일(Cedarwood oil)은 cedrol, cadinene 등의 화학적 성분을 함유하며, 호흡기 질환, 스트레스 완화, 항울증, 신경통, 근육통, 통증완화 등의 질환 치료에 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 핫팩의 부직포에 함침되므로 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 기여하는 역할을 한다.

Claims (4)

1. 철분 55~65 중량%, 소금 2~8 중량%, 물 5~10 중량%, 활성탄 10~15 중량% 및 질석 또는 톱밥에서 적어도 1종이 선택된 수분 흡수제 3~6 중량%로 이루어진 발열제와 상기 발열제를 유출되지 않게 담고 있는 통기성 부직포 및 상기 발열제를 담고 있는 통기성 부직포를 감싸서 외부 공기를 차단할 수 있는 외부 포장재로 이루어진 휴대용 핫팩에 있어서,
   (a) 상기 활성탄 기공에 향기 캡슐을 물에 분산시킨 다음, 활성탄에 흡착시킨 후 건조하여 수득한 향기 활성탄 5~10%; 및
   (b) 상기 질석 또는 톱밥의 수분 흡수제를 알코올, 에센스 아로마 오일 및 물을 유화시켜서 제조한 향기 수용액에 침전시켜서 향을 흡착시킨 후 건조하여 수득한 향기 수분 흡수제 5~10 중량%가 더 포함되어 이루어지며;
   상기 핫팩의 부직포에는 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 함침되되, 상기 방향제 물질과 상기 기능성 오일의 혼합 비율은 방향제 물질 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 상기 기능성 오일은, 패션플라워 오일(Passion flower oil) 50중량%, 시다우드 오일(Cedarwood oil) 50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 향기가 유지되는 핫팩.
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