JP2022016243A

JP2022016243A - 二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク

Info

Publication number: JP2022016243A
Application number: JP2020184098A
Authority: JP
Inventors: ウォンパク，カ; Ka-Won Pak
Original assignee: Loesstech Co Ltd
Current assignee: Loesstech Co Ltd
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2022-01-21
Also published as: EP3936210A1; KR102442197B1; KR20220006429A; US20220008765A1; CN113925239A

Abstract

【課題】抗菌及び脱臭効果に非常に優れた二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを提供することにある。
【解決手段】二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク１０は、着用者の口及び鼻のいずれか一つ以上を覆うマスク本体１００と、使用者の耳にかかるように一対が前記マスク本体の両側にそれぞれ具備され、両端部が前記マスク本体の上部と下部にそれぞれ結合する固定紐２００とを含み、前記マスク本体は、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクに関する。

最近、新型コロナウイルス、微細状物質、黄砂、環境汚染などの影響だけでなく、ファッションアイテムとしてのマスクの使用率が急増している。大部分のマスクは、使い捨てで製作されることが多いが、現実的に毎日マスクを交替することはコストの面で負担となる。

現在は、マスクをいつでもどこでも毎日着用することが勧告されているが、マスクを買いにくい状況やマスクの費用さえ負担な理由により、使い捨てマスクを数回使用する場合が多い。

マスクは、着用者の呼気による湿度及び口元、口の中についた食べ物などにより、細菌などが繁殖しやすい環境を提供するだけでなく、口腔疾患、胃腸疾患及び食べ物による口臭がマスクに滲み、使い捨てマスクを数回使用することは、むしろ健康を損なったり不快感をもたらす。

そこで、マスクに抗菌及び脱臭機能を付与することで、長期間マスクを着用しても細菌の繁殖及び悪臭を防止することができ、マスクの寿命を延長させることができる抗菌脱臭マスクが必要である。

一方、二酸化チタンは、無機物光触媒として、抗菌及び脱臭効果に優れ、多様な分野で使用されているが、最近、二酸化チタンが免疫系を低下させる可能性があるという一部の意見及び研究が出ている。このような意見及び研究は未だ検証されてはいないが、現在、ナノ粒子単位で使用されている二酸化チタンをそのまま使用することは憚られる状況である。

従って、人体に吸入可能性が全くないように二酸化チタンを適用する技術も必要な実情である。

本発明の目的は、抗菌及び脱臭効果に非常に優れた二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを提供することにある。

本発明の他の目的は、寿命が延長された二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを提供することにある。

本発明のまた他の目的は、着用者に二酸化チタン粒子の吸入可能性の全くない二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを提供することにある。

本発明の上記及びその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成されることができる。

本発明の一つの観点は、二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクに関する。

一具体例によると、前記二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクは、着用者の口及び鼻のいずれか一つ以上を覆うマスク本体と、使用者の耳にかかるように一対が前記マスク本体の両側にそれぞれ具備され、両端部が前記マスク本体の上部と下部にそれぞれ結合する固定紐とを含み、前記マスク本体は、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層を含む。

前記マスク本体は、裏地と、前記裏地上に形成されるフィルターと、前記フィルター上に形成される表地とを含むことができ、前記抗菌脱臭層は、フィルターの表地方向上に形成されるか、表地のフィルター方向上に形成されることができる。

前記フィルター及び表地は、一部以上が超音波接着することができる。

前記マスク本体は、裏地と、前記裏地上に形成されるフィルターと、前記フィルター上に形成される中間材と、前記中間材上に形成される表地とを含むことができ、前記抗菌脱臭層は、中間材の表地方向上に形成されることができる。

前記中間材及び表地は、一部以上が超音波接着することができる。

前記二酸化チタン粒子は、表面にベントナイト及びモンモリロナイトのいずれか一つ以上を媒介として黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び石灰粒子が付着したものであることができる。

前記黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び石灰粒子の平均粒径（Ｄ５０）と前記二酸化チタンの平均粒径（Ｄ５０）は、０．１：１乃至０．３：１であることができる。

前記平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子は、二酸化チタン形成用組成物で形成されることができ、前記二酸化チタン形成用組成物は、平均粒径（Ｄ５０）１μｍ以下の二酸化チタン粒子８５乃至９５重量％及びマグネシウム５乃至１５重量％を含むことができる。

前記二酸化チタン粒子は、平均粒径（Ｄ５０）１μｍ以下の二酸化チタン粒子８５乃至９５重量％及びマグネシウム５乃至１５重量％を混合する段階と、前記混合物をチューブ炉内にＨ_２／Ａｒ雰囲気で５００℃乃至５５０℃で４時間乃至６時間加熱する段階と、１．０Ｍ塩化水素（ＨＣｌ）溶液で１１時間乃至１３時間の間撹拌する段階と、水で洗浄して酸を除去する段階と、乾燥する段階とで製造されることができる。

本発明の他の観点は、抗菌脱臭パッドに関する。

一具体例によると、前記抗菌脱臭パッドは、スパンボンドを含む中間材層と、前記中間材層上に平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層とを含むことができる。

本発明は、抗菌及び脱臭効果に非常に優れ、寿命が延長され、着用者に二酸化チタン粒子の吸入可能性の全くない二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを提供する効果を有する。

本発明の一具体例による二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを簡単に図示したものである。図１のマスク本体Ｓ－Ｓ’断面の一具体例を図示したものである。図１のマスク本体Ｓ－Ｓ’断面の他の具体例を図示したものである。本発明の他の具体例による二酸化チタン粒子を簡単に図示したものである。本発明の一具体例による抗菌脱臭パッドを簡単に図示した断面である。

以下では、添付の図面を参照して、本出願の具体例をさらに詳しく説明する。しかし、本出願に開示された技術は、ここで説明する具体例に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。

但し、ここで紹介される具体例は、開示された内容が徹底でかつ完全になるように、そして当業者に本出願の思想が充分に伝達できるようにするために提供されるものである。図面で各装置の構成要素を明確に表現するために上記構成要素の幅や厚さなどのサイズを多少拡大して示した。また、説明の便宜のために構成要素の一部のみを図示することもあるが、当業者であれば構成要素の残りの部分に対しても容易に把握できるであろう。

全体的に図面を説明する際に観察者の視点から説明し、一要素が他の要素の上部または下部に位置すると言及される場合、これは、上記一要素が他の要素の上部または下部に直ぐ位置するか、またはそれらの要素の間に追加の要素が介在されることができるという意味をいずれも含む。また、当該分野で通常の知識を有する者であれば、本出願の技術的思想を逸脱しない範囲内で本出願の思想を多様な他の形態で具現することができるであろう。そして、複数の図面上で同一の符号は実質的に互いに同一の要素を指称する。

一方、本出願で述べる単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味でない限り、複数の表現を含むと理解されるべきであり、「含む」または「有する」などの用語は、記述する特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせに存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されるべきである。

また、本明細書において、範囲を表す「Ｘ乃至Ｙ」は「Ｘ以上、Ｙ以下」を意味する。

明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとすると、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とすると、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク
図１を参考して、本発明の一具体例による二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを説明する。図１は、本発明の一具体例による二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクを簡単に図示したものである。

本発明の一具体例によると、前記二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク１０は、着用者の口及び鼻のいずれか一つ以上を覆うマスク本体１００と、使用者の耳にかかるように一対が前記マスク本体の両側にそれぞれ具備され、両端部が前記マスク本体の上部と下部にそれぞれ結合する固定紐２００とを含み、前記マスク本体１００は、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層を含む。

前記マスク本体１００は、着用者の口及び鼻のいずれか一つ以上を覆い、ウイルス、微細状物質、黄砂及び飛沫などを遮断する役割をする。本発明のマスク本体１００は、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層を含む。

前記二酸化チタン粒子は、無機物光触媒として、抗菌及び脱臭効果に非常に優れている。しかし、これまでの二酸化チタン粒子は、ナノサイズの粒子で適用されており、かかる二酸化チタン粒子をマスクに適用する場合、着用者に吸入される恐れが大きいという問題がある。二酸化チタンは、食品添加物として使用されるほどに非常に安定し生物学的に無害な物質として知られているが、最近、免疫系を低下させる可能性があるという研究結果が出て、二酸化チタンの吸入可能性は人々に拒否感を与えている。

本発明の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクは、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を適用することにより、着用者に吸入される可能性が全くないという長所がある。前記二酸化チタン粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、０．２ｍｍ乃至２ｍｍ、具体的に０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍ、さらに具体的に０．７ｍｍ乃至１．２ｍｍで適用することができる。前記粒径範囲において、二酸化チタン粒子の抗菌脱臭効果が充分に発揮されながらも、着用者に吸入される恐れがなく、マスクの使用中に二酸化チタン粒子が重力によってマスクの下に集まる現象を最小化することができる。

前記平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を製造する方法については、後述する。

前記固定紐２００は、マスク本体１００を着用者の顔に固定するために設けられたもので、着用者の耳にかかる部分である。かかる固定紐２００は、マスク本体１００の横方向の両側にそれぞれ具備され、マスク本体１００と連結されることができる。

具体的に、本発明における固定紐２００は、閉曲線状、例えばリング状で具備されることで例示される。また固定紐２００は、伸縮性のある材質で形成されることができる。このような固定紐２００をその長さ方向に引っ張った時に、固定紐２００を引っ張る前の状態（以下、基本状態という）より長さが増加されることができる。

この時、固定紐２００の長さが増加することに対応して、固定紐２００の太さは減少することができる。即ち、固定紐２００は、固定紐２００を引っ張った時に基本状態より太さが減少しながら長さが増加することができる伸縮性材質で形成される。

前記固定紐２００は、固定紐結合部３００、Ａ、Ｂによってマスク本体１００と連結することができる。即ち、固定紐結合部は、固定紐２００と連結して固定紐２００をマスク本体１００に連結させることができる。

前記固定紐結合部は、固定紐２００の個数に対応する個数で設けられる。本実施例では、マスク本体１００の横方向の両側に一つずつ、即ち、一対の固定紐２００が具備され、固定紐結合部もマスク本体１００の横方向の両側に一つずつ、即ち、一対が具備されることができる。（Ａ、Ｂ）

前記固定紐結合部３００は、固定紐が通る移動通路が基本状態である固定紐２００の太さより狭い幅（例えば、断面積比が１：０．８乃至１：０．９）で形成されるようにマスク本体１００に結合することができる。即ち、固定紐結合部３００は、マスク本体１００との間に形成された空間の幅が基本状態である、固定紐２００の長さ方向で引っ張られていない状態である固定紐２００の太さより狭い幅で形成されるようにマスク本体１００に結合することができる。

以下では、図２を参考して、一具体例による本発明のマスク本体１００の構成をさらに詳しく説明する。図２は、図１のマスク本体Ｓ－Ｓ’断面の一具体例を図示したものである。

図２を参考すると、一具体例によるマスク本体１００は、裏地１０７と、前記裏地１０７上に形成されるフィルター１０５と、前記フィルター１０５上に形成される表地１０１とを含むことができ、前記抗菌脱臭層１０３は、フィルター１０５の表地１０１方向上に形成されるか、表地１０１のフィルター１０５方向上に形成されることができる。

前記裏地１０７及び表地１０１は、不織布として、スパンボンドを適用することができ、例えば、２０ｇのスパンボンド乃至４０ｇのスパンボンドを適用することができる。

前記フィルター１０５は、ウイルス、微細状物質、黄砂及び飛沫のいずれか一つ以上を遮断することができるものであれば制限なく適用することができるが、例えば、ｍｂフィルター３０ｇｓｍ及びｍｂフィルター４０ｇｓｍのいずれか一つ以上を含むことができる。

前記抗菌脱臭層１０３は、二酸化チタン粒子が分散している層を意味し、前記二酸化チタン粒子は、フィルター１０５の表地１０１方向上に形成されるか、表地１０１のフィルター１０５方向上に形成されることができる。前記フィルター１０５及び表地１０１は、表面に微細な繊維が絡まれ、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子が別途の媒介体がなくても固定されることができる。具体的に、固定力を改善させるために、可塑性粘土を媒介体として適用することができ、例えば、ベントナイト及びモンモリロナイトのいずれか一つ以上を適用することができる。

または、二酸化チタンの固定のために、前記フィルター１０５及び／または表地１０１上に二酸化チタン粒子を分散塗布した後、０．１Ｊ乃至０．５Ｊのエアガンまたはガスガンでエアまたはガスを噴射して固定力を高めることができる。

または、二酸化チタン粒子をエアハンドガンまたはエアスプレーガンで前記フィルター１０５及び／または表地１０１に噴射して抗菌脱臭層１０３を形成させることで、二酸化チタン粒子の固定力を改善させることができる。

具体例において、前記二酸化チタン粒子が形成されたフィルター１０５または表地１０１は、別途予め製作されてマスク製造工程に使用されることができ、この場合、工程性がさらに改善されるという効果がある。

また、前記フィルター１０５及び表地１０１は、一部以上が超音波接着１４０されることができる。この場合、前記フィルター１０５と表地１０１との間に含まれている二酸化チタン粒子（抗菌脱臭層）の固定力をさらに改善させることができる。図１は、超音波接着１４０が非常に一部分のみ形成されると図示されているが、二酸化チタン粒子の固定力を改善するために格子状で超音波接着させることができ、例えば、一辺の長さが８ｍｍ乃至１２ｍｍである格子状で超音波接着させることができる（図示せず）。

以下、図３を参考して、他の具体例による本発明のマスク本体１００の構成をさらに詳しく説明する。図３は、図１のマスク本体Ｓ－Ｓ’断面の他の具体例を図示したものである。

図３を参考すると、他の具体例によるマスク本体１００は、裏地１０７と、前記裏地１０７上に形成されるフィルター１０５と、前記フィルター１０５上に形成される中間材１０９と、前記中間材１０９上に形成される表地１０１とを含むことができ、前記抗菌脱臭層１０３は、中間材１０９の表地１０１方向上に形成されることができる。

前記裏地１０７、フィルター１０５及び表地１０１は、前記一具体例の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクと実質的に同一である。

前記中間材１０９は、不織布として、スパンボンドを適用することができ、例えば、２０ｇのスパンボンド乃至４０ｇのスパンボンドを適用することができる。

前記抗菌脱臭層１０３は、前記中間材１０９の表地１０１方向上に形成されることができ、この場合、中間材１０９及び抗菌脱臭層１０３は、別途の抗菌脱臭パッドに予め製作されて、マスク製造工程に使用されることができる。前記抗菌脱臭層１０３の二酸化チタン粒子を中間材１０９上に固定形成させる方法は、上記一具体例の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクと実質的に同一であり、抗菌脱臭パッドで別途製作してマスクを製造する場合、ウイルス、微細状物質、黄砂及び飛沫の遮断力がさらに改善され、二酸化チタン粒子が着用者に吸入されることをさらに効果的に防止することができる。

この場合も、また、前記フィルター１０５及び表地１０１は、一部以上が超音波接着１４０されることができ、具体的な事項は、上記一具体例の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクと実質的に同一である。

以下では、図４を参考して、本発明の他の具体例による二酸化チタン粒子を説明する。図４は、本発明の他の具体例による二酸化チタン粒子を簡単に図示したものである。

他の具体例の二酸化チタン粒子は、平均粒径（Ｄ５０）０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子１０３１の表面上に黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び／または石灰粒子１０３３が付着したものであることができる。前記黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び／または石灰粒子１０３３は、抗菌及び脱臭効果をさらに改善させる役割と共に二酸化チタン粒子がマスクから離脱することを防止することができるという効果がある。

この時、前記黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び石灰粒子１０３３の平均粒径（Ｄ５０）と前記二酸化チタンの平均粒径（Ｄ５０）は、０．１：１乃至０．３：１であることができる。前記平均粒径比範囲で粒子表面の屈曲によって二酸化チタン粒子の離脱が少なく、着用者に吸入されることを基本的に防止することができる。

前記黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び／または石灰粒子１０３３は、可塑性粘土を媒介として二酸化チタン１０３１に付着することができ、例えば、前記可塑性粘土は、ベントナイト及びモンモリロナイトのいずれか一つ以上を含むことができる。前記可塑性粘土は、塑性工程を経ることなく乾燥工程だけでも二酸化チタンと前記黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び石灰粒子を互いに固定させることができ、このような可塑性粘土は、人体に全く害のない物質である。

二酸化チタン粒子及び製造方法
前記平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子は、二酸化チタン形成用組成物で形成されることができ、前記二酸化チタン形成用組成物は、平均粒径（Ｄ５０）１μｍ以下の二酸化チタン粒子８５乃至９５重量％及びマグネシウム５乃至１５重量％を含むことができる。前記マグネシウム成分の含量が二酸化チタン粒子の粒径に影響を与えることができ、特に、上記含量範囲で二酸化チタンと前記マグネシウムは一部以上共融されることができ、工程温度を低くすることができるため、一定サイズ以上の二酸化チタン粒子が製造可能になる。また、前記マグネシウムは、可視光領域における触媒効率及びより低い電流における触媒効率を改善させる効果があり、抗菌脱臭効果がさらに改善されることができる。

前記二酸化チタン粒子は、平均粒径（Ｄ５０）１μｍ以下の二酸化チタン粒子８５乃至９５重量％及びマグネシウム５乃至１５重量％を混合する段階と、前記混合物をチューブ炉内にＨ_２／Ａｒ雰囲気で５００℃乃至５５０℃に４時間乃至６時間加熱する段階と、１．０Ｍ塩化水素（ＨＣｌ）溶液で１１時間乃至１３時間の間撹拌する段階と、水で洗浄して酸を除去する段階と、乾燥する段階とで製造されることができる。

抗菌脱臭パッド
本発明の他の観点は、抗菌脱臭パッドに関する。図５を参考すると、前記抗菌脱臭パッドは、スパンボンドを含む中間材層１０９と、前記中間材層１０９上に平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層１０３とを含むことができる。

前記中間材層１０９上に前記抗菌脱臭層１０３を形成することは、前記二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスクに記載したものと実質的に同一である。

抗菌脱臭パッドは、抗菌脱臭層１０３を中間材層１０９に先に形成させたものであり、このような抗菌脱臭パッドは、マスク製造工程をさらに単純化させることができるという長所がある。

図５では、中間材層１０９上に抗菌脱臭層１０３を形成することを例として挙げたが、表地１０１及びフィルター１０５上に抗菌脱臭層１０３を形成させた抗菌脱臭パッドを適用することもできる。

以上、本発明の具体例を説明したが、本発明は、上記具体例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造されることができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能なことが理解できるであろう。従って、以上で記述した具体例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解すべきである。

１０抗菌脱臭マスク
１００マスク本体
１０１表地
１０３抗菌脱臭層
１０３１二酸化チタン粒子
１０３３黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び／または石灰粒子
１０５フィルター
１０７裏地
１０９中間材
１４０超音波接着
２００固定紐
３００、Ａ、Ｂ固定紐結合部

Claims

着用者の口及び鼻のいずれか一つ以上を覆うマスク本体と、
使用者の耳にかかるように一対が前記マスク本体の両側にそれぞれ具備され、両端部が前記マスク本体の上部と下部にそれぞれ結合する固定紐とを含み、
前記マスク本体は、平均粒径（Ｄ５０）が０．２ｍｍ乃至２ｍｍである二酸化チタン粒子を含む抗菌脱臭層を含む、二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。
前記マスク本体は、裏地と、前記裏地上に形成されるフィルターと、前記フィルター上に形成される表地とを含み、
前記抗菌脱臭層は、前記フィルターの前記表地方向上に形成されるか、前記表地の前記フィルター方向上に形成される、請求項１に記載の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。
前記フィルター及び前記表地は、一部以上が超音波接着する、請求項２に記載の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。
前記マスク本体は、裏地と、前記裏地上に形成されるフィルターと、前記フィルター上に形成される中間材と、前記中間材上に形成される表地とを含み、
前記抗菌脱臭層は、前記中間材の表地方向上に形成される、請求項１に記載の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。
前記中間材及び前記表地は、一部以上が超音波接着する、請求項４に記載の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。
前記二酸化チタン粒子は、表面にベントナイト及びモンモリロナイトのいずれか一つ以上を媒介として黄土、炭、活性炭、白土、ゼオライト及び石灰粒子が付着した、請求項１～５のいずれかに記載の二酸化チタンを含む抗菌脱臭マスク。