KR101066705B1 - 김서림/눈부심 방지 조성물을 함유하는 안면마스크 - Google Patents

김서림/눈부심 방지 조성물을 함유하는 안면마스크 Download PDF

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알리 야히아오위
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가빈 맥도날드
에릭 스테인도르프
조엘 브로스틴
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 김서림 및 눈부심을 저감시키기 위해 안면마스크에 도입되는 코팅 조성물에 관한 것이다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 안면마스크는 본 발명의 코팅 조성물이 도포된 적어도 한쪽 표면을 갖는 투명 기재로부터 제조된 가리개 또는 차양을 함유한다. 본 발명의 발명자들은, 예기치 못하게, 에틸 히드록시에틸셀룰로스와 같은 하나 이상의 수용성 유기 중합체를, 김서림 및 눈부심을 단순하지만 효과적인 방식으로 저감시키는 코팅 조성물의 주요 성분으로서 사용할 수 있음을 발견하였다.
안면마스크, 김서림, 눈부심, 수용성 유기 중합체, 셀룰로스 에테르

Description

김서림/눈부심 방지 조성물을 함유하는 안면마스크{FACEMASKS CONTAINING AN ANTI-FOG/ANTI-GLARE COMPOSITION}
보호용 안면마스크를 사용하는 것은 많은 건강 관리 및 기타 관련 활동에서 일반적인 일이 되고 있다. 안면마스크의 주요 목적은 흡기 및 호기되는 공기로부터 유해 물질을 여과하는 것이다. 그러나, 의료용 안면마스크를, 액체 분출물로부터 착용자를 보호하는데에도 사용할 수 있다. 이러한 마스크들은 튀어오른 액체로부터 눈을 보호하도록 부착된 투명 플라스틱 차양을 포함할 수 있다. 또다르게는, 자립형(stand-alone) 투명 안면 가리개를 여과 마스크와 함께 착용할 수도 있다.
안면 가리개, 또는 차양이 부착된 보호용 안면마스크를 의료용 및 산업용으로 사용하는 것과 관련하여 꾸준히 제기되는 문제 중 하나는, 차양 또는 가리개의 김서림이다. 착용자에 의해 호기되는 따뜻하고 습한 공기는 사용자의 코 또는 입에 근접하게 위치한 상대적으로 차가운 표면 상에서 응축될 것이다. 응축된 액체 방울은 안경알, 안면마스크 및 기타 보호용 가리개와 함께, 과학 설비용 접안렌즈, 예를 들면 내시경 및 현미경을 김서리게 하거나 혼탁하게 만들 것이다. 이러한 김서림 또는 혼탁은, 보호용 마스크 내에 함유된 높은 농도의 수증기가 안면마스크를 관통하거나 안면마스크 주위를 지나면서, 마스크에 근접하게 위치한 보다 차가운 안경알 상에서 응축할 때, 초래된다. 예를 들면 미국특허 제 4,635,628 호, 제 4,419,993 호, 제 3,890,966 호, 및 제 3,888,246 호에 기술된 바와 같이, 이러한 김서림 문제를 해결하기 위한 다양한 기술이 제시되었다.
그럼에도 불구하고, 이러한 많은 해결책들이 눈부심 문제를 해결하는데에는 실패하였다. 눈부심은 광선이 입사된 표면으로부터 원치않게 광선이 경면반사하는 것이다. 예를 들면 무균실에서 작업하는 사람 및 장시간의 복잡한 외과 수술을 수행하는 의료인은, 장시간 동안 안면마스크를 착용한 후에, 종종 이러한 반사 및 눈부심으로 인한 눈의 긴장감 및 피로감을 호소한다. 눈부심으로 인한 눈의 피로감은 특히, 착용자의 안면을 보호 및(또는) 차폐하기 위한 안면마스크 또는 기타 보호 장비를 착용한 상태로 정밀한 과학 설비, 예를 들면 현미경 및 내시경을 사용하는 경우에 심해진다. 투명 차양 또는 가리개를 제조하는데 사용되는 많은 시판용 투명 필름(예를 들면, 폴리에스테르)은 얇은 마감재로 코팅되어 있지만, 광학적 성질에 미치는 마감재의 영향은 미미하다.
따라서 안면마스크의 김서림 및 눈부심을 저감시키기 위한 다양한 기술이 제시되어 왔다. 예를 들면, 베어드(Baird) 등의 미국특허 제 5,813,398 호에는 착용자에 의해 호기된 공기가 여과체를 통해 안경알 및(또는) 접안렌즈를 김서리게 하는 것을 방지하는 유체 불투과성 필름층이 안면마스크 상부에 배치되어 있는, 여과체를 갖는 안면마스크가 기술되어 있다. 바람직하게는, 유체 불투과성 필름층으로부터 임의의 눈부심을 실질적으로 저감 및(또는) 제거하는 부직물 층이 유체 불투과성 필름층 상에 위치한다. 또한 스콜츠(Scholz) 등의 미국특허 제 5,585,186 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,723,175 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,753,373 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,873,931 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,997,621 호 및 스콜츠 등의 미국특허 제 6,040,053 호에는, 일반적으로, 다공질 무기 금속 산화물 네트워크의 고체 입자를 사용하여 반사 방지성을 부여하고 매우 특수한 계면활성제를 사용하여 김서림 방지성을 부여하는 코팅 조성물이 기술되어 있다. 유감스럽게도, 안면마스크의 김서림 및 눈부심을 저감시키려는 이러한 기술은 여전히 만족스럽지 못하다. 예를 들면, 반사 방지용의 한 코팅 성분(예를 들면, 다공질 무기 금속 산화물) 및 김서림 방지용의 또다른 코팅 성분(예를 들면, 계면활성제)을 사용하는 것은 지나치게 복잡하고 비용이 많이 드는 일이다. 계면활성제/고체 입자 분산액과 관련된 또다른 문제는 시간이 경과함에 따라 배합물이 불안정해진다는 점인데, 이는 제품의 광학적 성질에 악영향을 미칠 수 있다.
현재로서는, 안면마스크의 김서림의 유해 효과를 제거함과 동시에 눈부심을 저감시키는 개선된 기술이 필요하다.
발명의 요약
본 발명의 한 실시양태에 따라, 투명 폴리에스테르 차양 또는 가리개와 같은 기재를 포함하는 안면마스크가 개시된다. 하나 이상의 유기 중합체를 주요 성분으로서 포함하는 코팅이 기재의 적어도 한쪽 표면 상에 존재한다. 예를 들면, 특정 실시양태에서, 코팅은 에틸 히드록시에틸 셀룰로스와 같은 알킬 히드록시알킬 셀룰로스 에테르를 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 투명 기재를 포함하는 안면마스크의 제 조 방법이 개시된다. 이 방법은 수성 조성물을 투명 기재의 적어도 한쪽 표면에 도포함을 포함한다. 수성 조성물은 물과 하나 이상의 수용성 유기 중합체의 혼합물을 포함한다. 수성 조성물을 건조시켜 투명 기재 상에 코팅을 형성하는데, 여기서 수용성 유기 중합체(들)는 코팅의 주요 성분을 구성한다.
본 발명의 기타 특성 및 양태는 이후에 보다 상세하게 논의된다.
그의 최상의 양태를 포함하여 본 발명은 해당 분야의 숙련자들에게, 더욱 특히는 첨부된 도면을 참고하는 명세서의 나머지 부분에서 완전하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따라 제조될 수 있는 안면마스크의 도면이다.
본 발명의 명세서 및 도면에서 반복적으로 사용되는 도면 부호는 본 발명의 동일하거나 유사한 양태 또는 요소를 나타낸다.
지금부터는 본 발명의 다양한 실시양태가 상세하게 기술될 것이며, 이러한 실시양태의 하나 이상의 예가 예시된다. 각 예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 제한하려는 것은 아니다. 실제로, 해당 분야의 숙련자라면, 본 발명의 범주 또는 개념에서 벗어나지 않게 다양한 변경양태 및 변형양태가 고안될 수 있다는 것을 명백히 알 것이다. 예를 들면, 한 실시양태의 일부로서 예시 또는 기술된 양태를 또다른 실시양태에서 사용하여 또다른 추가의 실시양태를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 "청구의 범위" 및 그의 균등물에 속하는 이러한 변경양태 및 변형양태를 포함한다.
일반적으로, 본 발명은 김서림 및 눈부심을 저감시키기 위한 코팅 조성물을 함유하는 안면마스크에 관한 것이다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 안면마스크는 여과체와 함께 사용되는 차양 또는 가리개를 함유한다. 또다르게는, 안면마스크는 자립형 가리개 또는 차양일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 차양 또는 가리개는 본 발명의 코팅 조성물이 도포된 적어도 한쪽 표면을 갖는 투명 기재로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물이 도포된 투명 기재는 여러가지 상이한 물질로부터 제조될 수 있다. 이러한 물질의 예는 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리카르보네이트; 알릴디글리콜카르보네이트; 폴리아크릴레이트, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트; 폴리스티렌; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 셀룰로스 아세테이트 부티레이트; 유리; 그의 조합 등을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 특정 실시양태에서, 투명 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 제조된다. 투명 기재는 이러한 물질로 된 필름, 시트, 패널(panel) 또는 패인(pane)의 형태를 가질 수 있고, 블로잉, 캐스팅, 압출, 사출성형 등과 같은 임의의 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 하나 이상의 수용성 유기 중합체를 포함한다. 본 발명의 발명자들은, 예기치 못하게, 이러한 수용성 유기 중합체를 김서림과 눈부심을 동시에 저감시키는 코팅 조성물의 주요 성분으로서 사용할 수 있다는 것을 발견하였다. 눈부심을 최소화하기 위해서, 수용성 유기 중합체는 투명 기재의 굴절률의 제곱근과 거의 같은 공칭 굴절률을 갖는 것으로 선택할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시양태에서는, 코팅의 수용성 유기 중합체는 1.0 내지 1.7, 몇몇 실시양태에서는 1.2 내지 1.4, 몇몇 실시양태에서는 1.25 내지 1.36의 평균 굴절률을 가질 수 있는데, 이러한 굴절률은 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 기재의 굴절률의 제곱근과 거의 같다. 1.7의 굴절률을 갖는 폴리에스테르 필름 상의 1층 코팅의 경우, 이 코팅의 이상적인 굴절률은, 폴리에스테르 필름의 굴절률의 제곱근인 1.3이다.
투명도, 저감된 김서림 및 저감된 눈부심과 같은 원하는 특징을 달성할 수 있는 임의의 다양한 수용성 유기 중합체가 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에서 적합한 것으로 밝혀진 수용성 유기 중합체의 한 부류는 다당류 및 그의 유도체이다. 다당류는 양이온성, 음이온성, 비이온성 및(또는) 양쪽성일 수 있는 반복 탄수화물 단위를 함유하는 중합체이다. 한 특정 실시양태에서는, 예를 들면, 다당류는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및(또는) 양쪽성 셀룰로스 에테르이다.
비이온성 셀룰로스 에테르를, 예를 들면, 해당 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 방식으로, 예를 들면 알칼리 셀룰로스를 에틸렌 옥사이드 및(또는) 프로필렌 옥사이드와 반응시킨 후, 메틸 클로라이드, 에틸 클로라이드 및(또는) 프로필 클로라이드와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 비이온성 셀룰로스 에테르 및 그의 제조 방법은 예를 들면 본원에서 전문이 참고로 인용된 라슨(Larsson) 등의 미국특허 제 6,123,996 호, 카리슨(Karison)의 미국특허 제 6,248,880 호 및 보스트롬(Bostrom) 등의 미국특허 제 6,639,066 호에 기술되어 있다. 비이온성 셀룰로스 에테르의 몇몇 적합한 예는 수용성 알킬 셀룰로스 에테르, 예를 들면 메틸 셀룰로스 및 에틸 셀룰로스; 히드록시알킬 셀룰로스 에테르, 예를 들면 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시프로필 히드록시부틸 셀룰로스, 히드록시에틸 히드록시프로필 셀룰로스, 히드록시에틸 히드록시부틸 셀룰로스 및 히드록시에틸 히드록시프로필 히드록시부틸 셀룰로스; 알킬 히드록시알킬 셀룰로스 에테르, 예를 들면 메틸 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸 히드록시프로필 셀룰로스, 에틸 히드록시에틸 셀룰로스, 에틸 히드록시프로필 셀룰로스, 메틸 에틸 히드록시에틸 셀룰로스 및 메틸 에틸 히드록시프로필 셀룰로스 등을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 코팅 조성물에 사용되기에 바람직한 비이온성 셀룰로스 에테르는 에틸 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸에틸 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸에틸 히드록시에틸 히드록시프로필 셀룰로스 및 메틸 히드록시프로필 셀룰로스이다. 이러한 실시양태에서, 히드록시에틸기는 전형적으로 히드록시알킬기의 총 개수의 30％ 이상을 구성하며, 에틸 치환체의 개수는 전형적으로 알킬 치환체의 총 개수의 10％ 이상을 구성한다.
적합한 비이온성 셀룰로스 에테르의 특정 예는 0.8 내지 1.3의 에틸 치환도(DS) 및 1.9 내지 2.9의 히드록시에틸 몰치환도(MS)를 갖는 에틸 히드록시에틸 셀룰로스이다. 에틸 치환도는 반응한 각각의 무수글루코스 단위 상에 존재하는 히드록실기의 평균 개수인데, 이것은 0 내지 3 일 수 있다. 몰치환도는 각각의 무수글루코스 단위와 반응한 히드록시에틸기의 평균 개수이다. 이러한 에틸 히드록시에틸 셀룰로스는 약 1.33의 굴절률을 갖는데, 이러한 굴절률은, 약 140 나노미터의 두께로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재(공칭 굴절률 = 1.64) 상에 코팅되면, 눈부심 방지 표면을 제공할 수 있다.
전술된 바와 같이, 양이온성 셀룰로스 에테르도 본 발명에서 사용되기에 적합할 수 있다. 적합한 양이온성 셀룰로스 에테르는 4차 암모늄-개질된 셀룰로스 에테르, 예를 들면 미국 뉴저지주 파시파니 소재의 크로다 인코포레이티드(Croda Inc.)에서 각각 크로다셀(Crodacel) QL, 크로다셀 QS 및 크로다셀 QM이라는 상표명으로 시판되고 있는, 라우르디모늄 히드록시에틸 셀룰로스, 스테아르디모늄 히드록시에틸 셀룰로스 및 코코디모늄 히드록시에틸 셀룰로스를 포함할 수 있다. 기타 적합한 양이온성 셀룰로스 에테르는, 예를 들면 본원에서 전문이 참고로 인용된, 알바카리스(Albacarys) 등의 미국특허 제 6,338,855 호에 기술되어 있다.
전술된 바와 같은 셀룰로스 에테르 외에도, 다양한 기타 다당류가 본 발명에서 수용성 유기 중합체로서 사용되기에 적합하다. 예를 들면 폴리글루코사민 및 그의 유도체가 본 발명에서 사용될 수 있는 다당류의 또다른 적합한 부류를 구성한다. 폴리글루코사민은 다당류 주쇄 내에 아민 작용기를 갖는 글루코스 단량체 단위이다. 폴리글루코사민의 몇몇 예는 키틴, 키토산 및 폴리글루코사미노글리칸(N-아세틸글루코사민과 다양한 글리칸 당(예를 들면 히아루론산, 콘드로이틴, 헤파린, 케라탄 및 데르마탄)의 공중합체)을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 키토산은 키틴의 탈-아세틸화에 의해 수득된 폴리글루코사민으로서, 더욱 특히는 β-1,4-글루코사민과 N-아세틸-β-1,4-글루코사민의 랜덤 공중합체이다. 키토산은 보통 수-불용성이지만, 본 발명의 코팅 조성물에서 특히 유용한 많은 유기 및 무기 산과 반응하여 수용성 염을 형성한다. 이러한 수용성 키토산 유도체의 몇몇 예는 아실 키토산, 카르복시알킬 키토산, 카르복시아실 키토산, 데옥시글리시트-1-일 키토산, 히드록시알킬 키토산 또는 그의 염을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 특정 예는 키토산의 피롤리돈 카르복실산염(키토산 PCA), 키토산의 글리콜산염(키토산 글리콜레이트), 키토산의 락트산염(키토산 락테이트) 및 키토산의 모노숙신아미드(키토산 모노숙신아미드 또는 키토사나이드)를 포함한다.
전술된 바와 같은 수용성 유기 중합체를 함유하는 용액의 점도는 일반적으로 용액 내의 중합체 및(또는) 기타 성분의 농도에 따라 달라질 수 있다. 대부분의 실시양태에서, 예를 들면, 수용성 유기 중합체를 함유하는 용액의 점도는, 12 rpm 및 20℃에서 브룩필드(Brookfield) 점도계 LV형으로 측정시, 약 5 내지 약 10,000 센티포이즈이고, 또다른 실시양태에서는 약 10 내지 약 7,000 센티포이즈이다. 코팅 조성물의 도포를 용이하게 하기 위해서는, 보다 낮은 점도, 예를 들면 약 50 내지 약 1,000 센티포이즈, 몇몇 실시양태에서는 약 150 내지 약 350 센티포이즈의 점도가 때때로 바람직할 수 있다. 수용성 유기 중합체를 때때로 가교결합시킴으로써, 취급을 용이하게 하도록 수화를 지연시키거나 가용화 속도를 보다 잘 제어할 수 있다. 예를 들면, 글리옥살과 같은 가교제를, 건조 중합체의 100 중량부를 기준으로, 약 0.05 내지 약 2 중량부의 양으로 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라, 수용성 유기 중합체가, 탁월한 광학적 성질을 갖는 코팅 조성물을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 발명자들은, 예기치 못하게, 수용성 유기 중합체를 주요 성분으로서 사용함으로써 이러한 탁월한 광학적 성질을 달성할 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 수용성 유기 중합체는 투명 기재 상에 존재하는 코팅의 약 50 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 75 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 90 중량％ 이상을 구성한다. 특정 실시양태에서는, 예를 들면 에틸 히드록시에틸 셀룰로스와 같은 비이온성 셀룰로스 에테르가 투명 기재 상에 존재하는 코팅의 주요 성분을 구성한다. 따라서, 결과물 코팅이 단순하지만 효과적인 방식으로 제조될 수 있다.
수용성 유기 중합체가 주요 성분으로 사용될 수 있지만, 기타 성분도 여러가지 상이한 이유로 코팅 조성물에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 전문이 참고로 인용된, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,585,186 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,723,175 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,753,373 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,873,931 호, 스콜츠 등의 미국특허 제 5,997,621 호 및 스콜츠 등의 미국특허 제 6,040,053 호에 기술된 다양한 성분들(예를 들면, 계면활성제)이 코팅 조성물에 사용될 수 있다. 그러나 이러한 성분들이 사용되는 경우, 그 양은 최적의 양립성 및 비용-효과를 보장하도록 최소화되는 것이 보통 바람직하다. 따라서, 예를 들면, 계면활성제(비이온성, 음이온성, 양이온성 및(또는) 양쪽성)는, 투명 기재 상의 코팅 내에, 코팅의 약 10 중량％ 미만, 몇몇 실시양태에서는 약 5 중량％ 미만, 몇몇 실시양태에서는 약 1 중량％ 미만의 양으로 함유되는 것이 보통 바람직하다.
다양한 필름-가공조제도 코팅을 제조하는데에 사용될 수 있다. 이러한 필름-가공조제의 예는 "블로킹(blocking)" 또는 코팅끼리 들러붙는 것을 억제하는 입자이다. 이러한 입자는, 개별적인 또는 응집체 형태의, 코팅 표면으로부터의 돌출로 인한 블로킹을 억제할 수 있다. 블로킹 방지 입자의 형상 및(또는) 크기는 일반적으로 다양할 수 있다. 전형적으로, 블로킹 방지 입자는, 투명 기재 상의 코팅 내에, 코팅의 약 10 중량％ 미만, 몇몇 실시양태에서는 약 5 중량％ 미만, 몇몇 실시양태에서는 약 1 중량％ 미만의 양으로 존재한다. 블로킹 방지 입자는 평판, 로드(rod), 원반, 바(bar), 관, 구, 불규칙 형상 등의 형태를 가질 수 있다. 또한 블로킹 방지 입자의 평균 크기(예를 들면, 직경)는 약 0.1 나노미터 내지 약 1,000 마이크론, 몇몇 실시양태에서는 약 0.1 나노미터 내지 약 100 마이크론, 몇몇 실시양태에서는 약 1 나노미터 내지 약 10 마이크론일 수 있다. 예를 들면 약 1 마이크론 내지 약 1,000 마이크론, 몇몇 실시양태에서는 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론, 몇몇 실시양태에서는 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 평균 크기를 갖는 "마이크로입자"가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 약 0.1 내지 약 100 나노미터, 몇몇 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 50 나노미터, 몇몇 실시양태에서는 약 10 내지 약 20 나노미터의 평균 크기를 갖는 "나노입자"가 사용될 수 있다.
블로킹 방지 입자는 일반적으로 코팅의 바람직한 광학적 성질에 악영향을 크게 미치지 않는 물질로부터 제조된다. 적합한 블로킹 방지 입자의 몇몇 예는 무기 입자(예를 들면, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 산화마그네슘, 이산화티탄, 산화철, 산화아연, 산화구리 등); 유기 입자(예를 들면, 폴리스티렌, 옥수수 전분 등); 광물 입자(예를 들면, 활석); 및 그의 조합을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 알루미나 나노입자가 본 발명의 몇몇 실시양태에서 사용될 수 있다. 몇몇 적합한 알루미나 나노입자는, 본원에서 전문이 참고로 인용된, 안도(Ando) 등의 미국특허 제 5,407,600 호에 기술되어 있다. 또한, 시판되고 있는 알루미나 나노입자의 예는, 예를 들면, 니산 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Nissan Chemical Industries Ltd.)에서 입수가능한 알루미나졸(Aluminasol) 100, 알루미나졸 200 및 알루미나졸 520을 포함한다. 또다르게는, 또다른 실시양태에서는, 실리카 나노입자, 예를 들면 역시 니산 케미칼에서 입수가능한 스노우텍스(Snowtex)-C, 스노우텍스-O, 스노우텍스-PS 및 스노우텍스-OXS가 사용될 수 있다. 스노우텍스-OXS 입자는 예를 들면, 4 내지 6 나노미터의 입자 크기를 갖고, 약 509 ㎡/g의 표면적을 갖는 분말이 되도록 건조될 수 있다. 또한 알루미나-코팅된 실리카 입자, 예를 들면 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 니산 케미칼 아메리카(Nissan Chemical America)에서 입수가능한 스노우텍스-AK, 또는 미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 그레이스 데이비슨(Grace Davidson)에서 입수가능한 루독스(Ludox) CL 입자가 사용될 수 있다.
코팅 조성물을 투명 기재에 도포하는 작업을 용이하게 하고 최적의 투명도를 보장하기 위해서, 코팅 조성물을 전형적으로는 수용액으로서 제조한다. 예를 들면 전술된 하나 이상의 성분을 물과 혼합하여, 투명 기재에 도포될 수 있는 용액을 제조한다. 이러한 용액은 예를 들면, 약 75 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 90 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 96 중량％ 이상의 물을 함유할 수 있다. 용액에 첨가되는 성분의 양은, 원하는 두께, 사용되는 도포 방법의 습식 픽-업(wet pick-up) 및(또는) 사용되는 기타 성분의 양에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 수용액 내 수용성 유기 중합체의 양은 일반적으로 약 0.01 내지 약 5 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 1 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.2 내지 약 0.75 중량％이다. 또한, 블로킹 방지 입자는 수용액의 약 0.001 내지 약 0.5 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.01 내지 약 0.1 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.02 내지 약 0.08 중량％를 구성할 수 있다. 계면활성제와 같은 기타 성분도 마찬가지로 수용액의 약 0.001 내지 약 0.5 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.01 내지 약 0.1 중량％, 몇몇 실시양태에서는 약 0.02 내지 약 0.08 중량％를 구성할 수 있다.
수용액을, 임의의 통상적인 기술, 예를 들면 바, 롤, 나이프, 커튼, 프린트(예를 들면, 로토그라비야), 분무, 슬롯-다이 또는 딥-코팅 기술을 사용하여 투명 기재에 도포할 수 있다. 코팅 조성물을 여러 표면에 도포할 경우에는, 각 표면을 순차적으로 또는 동시에 코팅할 수 있다. 투명 기재의 균일한 코팅 및 습윤을 보장하기 위해서, 코팅 전에 기재를 코로나 방전, 오존, 플라스마 또는 화염 처리 방법을 사용하여 산화시킬 수 있다. 몇몇 실시양태에서는, 투명 기재에 코팅 조성물을 균일하게 도포하는 작업을 용이하게 하기 위해서, 투명 기재에 전처리제를 도포할 수도 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서는, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)와 같은 프라이머를 투명 기재에 도포한다. 전형적으로, 프라이머는 투명 기재의 광학적 성질에 큰 영향을 미치지 않는다.
결과물 코팅의 평균 두께는 눈부심을 최소로 하는 것으로 선택될 수 있다. 구체적으로, 입사광선 파장의 1/4과 같은 두께를 갖는 1층 광학 코팅은, 공기-코팅 경계면 및 코팅-기재 경계면으로부터, 서로 180˚의 위상차이가 나는 반사를 초래함으로써, 상쇄간섭을 유발하고 총 반사율을 저감시킬 것이라고 알려져 있다. 따라서, 입사하는 가시광선의 파장이 약 200 내지 1000 나노미터이기 때문에, 본 발명의 코팅의 평균 두께는 전형적으로 약 50 내지 250 나노미터이다. 또한, 인간의 눈이 최대 사진-광학(photo-optic) 반응을 보이는 파장이 550 나노미터이기 때문에, 평균 코팅 두께는 바람직하게는 약 140 나노미터이다. 그러나, 본 발명의 코팅은 1층에만 국한되는 것은 아니며 다층을 함유할 수도 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 해당 분야의 숙련자라면, 상이한 파장의 광선의 반사를 최소화하는 굴절률 및 두께를 갖도록 최적화됨으로써, 보다 넓은 스펙트럼의 광선에 대해 눈부심 방지성을 더욱 향상시키는 각각의 층들로 이루어진 2층을 사용할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 또한, 평균 코팅 두께는 바람직하게는 균일하지만, 실제로는 코팅 상의 특정 지점에서의 코팅 두께는 또다른 지점에서의 코팅 두께와 크게 상이할 수 있다. 이러한 두께의 변동은, 뚜렷하게 상이한 영역에 걸쳐 상관되는 경우, 코팅의 광대역 반사 방지성에 기여하기 때문에, 실제로 유리할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물을 기재의 투명한 표면 중 한면 또는 양면 모두에 도포할 수 있다. 코팅은 안면마스크에 사용되는 경우, 일반적으로 적어도 투명 기재의 착용자-대향 표면에 존재한다. 또한, 코팅은 투명 기재의 표면 전체를 덮을 수 있거나, 안면 가리개 내의 눈과 바로 인접한 부분과 같은, 일부의 표면 만을 덮을 수 있다. 코팅된 기재를 건조시킴으로써, 코팅으로부터 물을 제거할 수 있다. 예를 들면, 코팅된 기재를 약 20 내지 약 150 ℃, 몇몇 실시양태에서는 약 50 내지 약 120 ℃, 몇몇 실시양태에서는 약 100 내지 약 110 ℃의 오븐에서 건조시킬 수 있다. 수용성 유기 중합체는, 일단 건조되면, 코팅의 약 50 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 75 중량％ 이상, 몇몇 실시양태에서는 약 90 중량％ 이상을 구성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 코팅 조성물은 본 발명에서 설명된 방식으로 투명 기재에 도포되면, 김서림 및 눈부심을 저감시킨다. 김서림 방지성은, 투명도를 크게 저감시킬 수도 있는 물방울의 형성을 억제하는 코팅의 성질에 의해 발현된다. 예를 들면, 인간의 호흡으로 인해 생긴 수증기는, 코팅된 기재 상에서, 물방울이 아닌 얇고 균일한 수막(water film)의 형태로서 응축되는 경향이 있다. 이러한 균일한 막은 기재의 등명도 또는 투명도를 크게 저감시키지 않는다. 마찬가지로, 눈부심의 저감은 코팅된 기재의 투광률 및 탁도를 통해 입증된다. 코팅된 기재를 통한 투광률은 광선의 입사각도 및 파장에 따라 달라지고, 본원에서 전문이 참고로 인용된, "투명 플라스틱의 탁도 및 투광률(Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)"이라는 제목의 ASTM D1003을 사용하여 측정된다. 투광률이 증가한다는 것은 그에 상응하게 눈부심이 저감된다는 것을 의미한다. 본 발명의 대부분의 실시양태에서, 코팅된 기재는, 550 나노미터의 파장에서, 코팅되지 않은 기재에 비해, 약 3％ 초과, 몇몇 실시양태에서는 약 5％ 초과, 몇몇 실시양태에서는 약 8％ 초과의 수직 입사광선의 투광률의 증가를 나타낸다.
또한, 탁도는 물질 내에서의 광선의 광각산란의 척도이다. 탁도는, 본 발명에서 전문이 참고로 인용된, "투명 플라스틱의 탁도 및 투광률(Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)"라는 제목의 ASTM D 1003-61의 절차 A에 따라, BYK 가드너 "헤이즈 가드 플러스(Haze Gard Plus)" 장치(미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 BYK-가드너 유에스에이(BYK-Gardner USA))를 사용하여 측정될 수 있다. 탁도는, 광선이 시편을 통과할 때, 입사광선으로부터 평균 25도를 초과하여 편향된 투과광선의 백분율로서 정의된다. 탁도는 통상적으로 시편의 "유백도(milkiness)" 또는 "콘트라스트 손실"이라고도 칭해진다. 코팅된 기재의 탁도(％)와 코팅되지 않은 기재의 탁도(％)의 차로서 표현되는 탁도차가 음의 값을 갖는다는 것은 탁도가 저감됨을 의미한다. 본 발명의 대부분의 실시양태에서, 탁도 차는 0％ 미만, 몇몇 실시양태에서는 약 -1 내지 약 -0.001 ％, 몇몇 실시양태에서는 약 -0.5 내지 약 -0.01％이다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 코팅된 투명 기재는 안면마스크에서 특히 유용하다. 이와 관련해서, 코팅된 투명 기재를 함유할 수 있는 안면마스크의 다양한 실시양태가 보다 상세하게 기술될 것이다. 예를 들면, 여과체(32)에 부착된 차양(30)을 포함하는 안면마스크(20)의 한 실시양태가 도 1에 도시되어 있다. 차양(30)은 착용자(22)의 눈 및 안면의 기타 부분을 흩뿌려지거나 튀어오른 액체로부터 보호하도록 설계되어 있다. 안면마스크(20)를 착용자(22)의 코 및 입에 고정시키는데 사용되는 한 쌍의 귀걸이식 루프(ear loop)(36)(그 중 하나만 도 1에 도시되어 있음)가 여과체(32)의 각각의 양쪽 측부 가장자리(40)에 부착되어 있다. 경우에 따라서는, 수술용 고정끈(tie) 또는 머리띠가 귀걸이식 루프(36) 대신에 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 차양(30)은 전술된 바와 같은 투명 기재로부터 제조되고, 여과체(32)의 너비를 가로질러 착용자(22)의 눈 너머로 연장되도록 하는 치수를 갖는다. 차양(30)의 두께는 붕괴를 방지하기에 충분히 뻣뻣하면서도 휘어지기에 충분히 가요성이도록 하는 범위에서 다양할 수 있다. 몇몇 실시양태에서는, 차양(30)의 두께는 약 0.001 내지 약 1 밀리미터, 몇몇 실시양태에서는 약 0.01 내지 약 0.5 밀리미터, 몇몇 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 0.2 밀리미터이다. 특정 실시양태에서, 차양(30)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 제조되고, 약 0.114 밀리미터의 두께를 갖는다. 경우에 따라서는, 본 발명의 코팅 조성물은, 안면마스크(20)에 혼입되기 전 및(또는) 후의 차양(30)의 적어도 한쪽 표면에 도포될 수 있다. 결과물 코팅은, 차양(30)에 도포시, 착용자(22)에 의해 호기된 공기가 차양(30)에 김서리게 하는 것을 억제할 수 있다. 코팅은 착용자(22)의 눈의 긴장감 또는 피로감을 유발할 수도 있는 눈부심이 차양(30)에 의해 유발되는 것을 최소화할 수도 있다. 많은 외과 수술 과정 및 무균실 작업의 경우, 안면마스크로부터 유래된 눈부심은, 접안렌즈를 갖는 과학 설비(도시되지 않음), 예를 들면 현미경, 내시경 또는 정밀 기기용 레이저 조준장치를 사용하는 작업을 방해할 수도 있다.
전술된 바와 같이, 안면마스크(20)는 차양(30)에 부착된 여과체(32)를 포함한다. 여과체(32)는 액체가 착용자(22)의 코 및 입으로 흘러들어가는 것을 저지하도록 설계되어 있다. 여과체(32)는 해당 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들면 도 1에 도시된 실시양태에서, 여과체(32)는, 부분적으로는 상부 가장자리(24), 양쪽 측부 가장자리(40)(그 중 하나만 도 1에 도시되어 있음) 및 저부 가장자리(44)에 의해 한정되는, 일반적으로 직사각형인 구조를 갖는다. 여과체(32)는 또한 착용자(22)의 코 및 입을 효과적으로 덮는 여러 개의 주름(34)을 갖는다. 여과체(32)는 외부 표면(46) 및 내부 표면(도시되지 않음)을 포함한다. 주름(34)은 여과체(32)로 하여금 바깥쪽으로 주름지게 하여 착용자(22)의 안면의 전체적인 굴곡에 용이하게 들어맞도록 한다. 주름(34)은 서로 협력하여, 착용자(22)가 호흡하는 동안, 여과체(32)의 주변부와 이와 인접한 착용자(22) 안면 부위 사이에 형성된 유체 밀봉부가 손상되지 않게, 여과체(32)가 확장 및 수축할 수 있게 한다. 매우 유독한 세균 및 화학약품에 관한 관심이 높아짐에 따라, 안면마스크의 착용자는 안면마스크의 주변부와 이와 인접한 착용자 안면 부위 사이에서의 임의의 유체 소통을 방지하는데 특히 유의하고 있다.
해당 분야의 숙련자들이 알고 있는 바와 같이, 여과체(32)는 임의의 여러가지 상이한 물질로부터 제조될 수 있고 임의의 수많은 원하는 층을 함유할 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 여과체(32)는 4개의 서로 다른 층들을 포함한다. 예를 들면, 여과체(32)의 외부 표면(46)을 한정하는 최외부 층은 셀룰로스 섬유를 포함하는 커버스톡층(cover stock layer)일 수 있다. 커버스톡층은 액체에 대해 내성을 갖도록 화학적으로 코팅되거나 액체 반발제와 같은 것으로 처리될 수 있다. 여과층은 커버스톡층에 인접하게 위치할 수 있다. 여과층은 예를 들면 부직 포 또는 라미네이트를 함유할 수 있다. 여과층은 공기중의 세균이 어떤 방향으로든 통과하는 것을 억제한다.
장벽층(barrier layer)은 여과층에 인접하게 위치할 수 있다. 이러한 장벽 물질의 한 예는 저밀도 폴리에틸렌이다. 장벽층은, 비교적 높은 표면장력을 갖는 액체가 통과하는 것을 억제하면서 낮은 표면장력을 갖는 기체 및 증기가 통과하는 것은 허용하는 작은 기공들을 가질 수 있다. 장벽층은 기체는 어떤 방향으로든 자유롭게 통과하도록 하면서 액체는 하나 이상의 방향으로 통과하는 것을 억제하도록 설계되어 있다. 다공질 장벽은, 악취가 나는 증기를 흡수하거나 이것과 반응하는 화합물을 함유함으로써, 증기 투과를 어느 정도 억제할 수 있다. 커버스톡층 및 여과층은, 여과체(32)에서, 튀어오르거나 흩뿌려지거나 분출될 수 있는 임의의 액체를 감속시킴으로써, 장벽층을 돕는다. 액체는 장벽 물질(34)에 도달하기 전에 이러한 2개의 외부 층을 통과해야 하므로, 액체는 더 작은 압력을 갖게 될 것이며 장벽 물질(34)은 액체의 통과를 더 잘 방지할 수 있게 될 것이다. 착용자(22)의 안면에 인접한 최내부 층은 가볍고 매우 다공질인 부직물로 이루어질 수 있다. 최내부 층은, 안면의 털, 풀린 섬유 또는 땀방울과 같은 원치않는 물질이, 여과체(32)를 통해 액체를 흡상할 수 있는 다른 층들과 접촉하는 것을 방지하도록 설계되어 있다. 최내부 층은 또한 착용자 안면과 접촉하는 안락한 표면을 제공한다.
지금까지 다양한 구조가 기술되었지만, 본 발명은 임의의 특정 안면마스크 또는 차양 구조에만 국한되는 것은 아니라는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 안면마스크는, 적어도 일부가 본 발명의 코팅 조성물로 도포된 투명 기재(때때로 자립형 "안면 가리개"라고도 칭해짐)로부터 전적으로 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 차양 및 여과체를 포함하여, 안면마스크를 형성하는데 사용되는 다양한 기타 구조 및 물질은, 본원에서 전문이 참고로 인용된 엘스버그(Elsberg)의 미국특허 제 6,664,314 호; 블랙스톡(Blackstock) 등의 미국특허 제 6,427,693 호; 보웬(Bowen) 의 미국특허 제 6,257,235 호; 리스(Reese) 등의 미국특허 제 6,213,125 호; 브런슨(Brunson) 등의 미국특허 제 6,055,982 호; 리더(Reader) 등의 미국특허 제 5,883,026 호; 베어드 등의 미국특허 제 5,813,398 호; 브런슨의 미국특허 제 5,765,556 호; 브런슨 등의 미국특허 제 5,724,964 호; 허바드(Hubbard) 등의 미국특허 제 5,704,349 호; 리스 등의 미국특허 제 5,699,792 호; 칼슨 II(Carlson II)의 미국특허 제 5,561,863 호; 허바드 등의 미국특허 제 5,150,703 호; 허바드 등의 미국특허 제 5,020,533 호; 허바드 등의 미국특허 제 4,969,457 호; 그리어-이드리스(Grier-Idris)의 미국특허 제 4,662,005 호; 싱거(Singer)의 미국특허 제 4,589,408 호; 및 허바드 등의 D327,141에 기술되어 있다.
하기 실시예를 참고하면 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있다.
시험법
하기 시험법이 실시예에서 사용된다.
코팅 두께: 본질적으로 매우 높은 공간해상도를 갖는 기계적 형상측정(profilometry) 기술인 원자현미경(Atomic Force Microscope, AFM)을 사용하여 코팅 두께를 측정한다. 코팅된 표면을 바늘 또는 기타 예리하고 뾰족한 표면으로 매우 가볍게 긁는다. 이렇게 긁음으로써, 경질 중합체 또는 유리 기재의 하부 표면을 손상시키지 않고서, 비교적 연질이면서 약한 코팅을 제거한다. 이어서, 코팅 표면과 기재 표면 사이의 높이차를 측정할 수 있도록, AFM을 사용하여 긁힌 부분 가장자리를 형상측정한다. 또다르게는, 두 표면에서의 표면조직의 변동을 평균낸다는 장점을 갖는 기형적(pixilated) 높이 데이타의 히스토그램을 사용하여 측정을 수행할 수 있다. 높은 종횡비를 갖는 팁(예를 들면 파크 인스트루먼츠 울트라레버(Park Instruments Ultralever))을 "밀착형" 이미지화 모드에서 사용한다. 원자 힘 기술은 최대 10 마이크론 내지 1 나노미터 미만의 높이 변동을 측정할 수 있다. 측정 지점을, 장착된 광학현미경에서 관찰된 광간섭을 고려하여 선택할 수 있다. 간섭색은 뉴턴 계열에 따르며, 임의의 단일 샘플에서 코팅 두께의 전체 범위 및 변동을 평가하기 위해, 코팅의 가장 얇은 영역 및 가장 두꺼운 영역을 알아내는데 사용될 수 있다.
김서림: 입에서 약 1 인치 두께 떨어진 곳에 위치한 필름에 대고 직접 호흡함으로써, 김서림을 평가한다. 김서림은, (i) 필름에 김이 전혀 서리지 않은 경우, "우수"; (ii) 김이 서리지만 2초 이내에 사라진 경우, "양호"; (iii) 김서림이 2초보다 오래 지속된 경우, "불량"이라고 평가된다. "우수" 또는 "양호"의 경우, 코팅은 "김서림 방지성"을 갖는다고 한다.
눈부심: 기재를 통한 투광률(％)을 측정함으로써, 눈부심을 평가한다. 투광률(％)은 광선의 입사각도 및 파장에 따라 달라진다. 투광률을, 가시광선 범위의 대략 중간에 해당하는 500㎚의 광선을 사용하여 측정하며, "투명 플라스틱의 탁도 및 투광률(Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)"이라는 제목의 ASTM 방법 D 1003-92에 따라, BYK 가드너 "헤이즈 가드 플러스" 장치(미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 BYK-가드너 유에스에이)를 사용하여 측정한다. 투광률 이 보다 높다는 것은 눈부심이 덜 하다는 것을 의미한다.
탁도: 탁도는 물질 내에서의 광선의 광각산란의 척도이다. 탁도를, "투명 플라스틱의 탁도 및 투광률"이라는 제목의 ASTM D 1003-61의 절차 A에 따라, BYK 가드너 "헤이즈 가드 플러스" 장치(미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 BYK-가드너 유에스에이)를 사용하여 측정한다.
실시예 1
본 발명의 코팅 조성물을 사용하여 김서림 및 눈부심을 방지하는 능력을 평가하였다. 여러가지 상이한 수용성 유기 중합체로부터 코팅 조성물을 제조하였다. 이러한 수용성 유기 중합체 중 하나가, 미국 코넥티컷주 스탬포드 소재의 악조 노벨(Akzo Nobel)에서 시판되고 있는 에틸 히드록시에틸 셀룰로스인 베르모콜(Bermocoll) E 230FQ였다. 또다른 수용성 유기 중합체는, 미국 팬실바니아주 앰블러 소재의 코그니스 코포레이션(Cognis Corporation)에서 시판되고 있는 키토산 글리콜레이트인 히다겐(Hydagen) CMF였다. 또다른 수용성 유기 중합체는 미국 뉴저지주 파시파니 소재의 크로다 인코포레이티드(Croda, Inc.)에서 입수가능한 4차 암모늄 셀룰로스 염인, 크로다셀 QM(PG-히드록시에틸 셀룰로스 코코디모늄)이었다. 마지막으로, 또다른 수용성 유기 중합체는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules, Inc.)에서 시판되고 있는 히드록시프로필 셀룰로스인 클루셀(Klucel) EF였다.
각각의 코팅 조성물 내의 성분의 유효 백분율(각각의 샘플에서 균형맞춤 성분(balance)은 물임)이 하기 표 1에 명시되어 있다.
샘플 1 내지 23의 유효 중량％
조성물 베르모콜 E
230FQ		 히다겐 CMF 클루셀 EF 크로다셀 QM 젤라틴 계면활성제 용매 입자 항균제
1 0.25 0 0 0 0 0 0 0 0
2 0.25 0.025 0 0 0 0 0 0 0
3 0.25 0.025 0 0 0 0 0.50 0.10 0
4 0.50 0.050 0 0 0 0 0 0.10 0
5 1.00 0.100 0 0 0 0 0 0 0
6 1.00 0.100 0 0 0 0 0.50 0.05 0
7 0.50 0.100 0 0.20 0 0 0 0 0
8 0.50 0 0.50 0 0 0 0 0 0
9 0 0 0.50 0 0 0 0 0 0
10 0.50 0 0 0 0 0.20 0 0 0
11 0 0.050 0 0 0.03 0 0 0.40 0
12 0.40 1.800 0 0 0 0 0 0 0
13 0 0 0 0 0 0.46 0 0 0
14 0 0 0 0 0 0.90 0 0 0
15 0 0 0 0 0 0.43 0 0.96 0
16 0.25 0 0 0 0 0.47 0 0 0
17 0.25 0 0 0 0 0 0 0 1.0
18 0.24 0 0 0 0 0.71 0 0 0
19 0 0 0.48 0 0 0 0 0.40 0
20 0 0 0 0 0 0.29 0 0 0
21 1.00 0 0 0 0 0 0 0 0
22 0.92 0 0 0 0 0.06 0 0 0
23 0.90 0 0 0 0 0.06 0 0.05 0
몇몇 샘플들은, 수용성 유기 중합체 외에도, 기타 성분을 함유하였다. 예를 들면, 샘플 10, 13 내지 16, 18, 20, 22 및 23은 하나 이상의 계면활성제를 함유하였다. 구체적으로는, 샘플 10은 0.20 중량％의 글루코폰(Glucopon) 220 UP(코그니스에서 입수가능한 알킬 폴리글리코시드)을 사용하였다. 샘플 13은 0.46 중량％의 소디움 코코일 글루타메이트(햄프셔 케미칼즈(Hampshire Chemicals)에서 입수가능한 음이온성 계면활성제)를 사용하였다. 샘플 14는 0.46 중량％의 소디움 코코일 글루타메이트(햄프셔 케미칼즈) 및 0.44 중량％의 라우릴 에틸렌디아민트리아세테이트의 나트륨염(NaLED3A)(햄프셔 케미칼즈에서 입수가능한 킬레이트화 계면활성제)를 사용하였다. 샘플 15는 0.43 중량％의 소디움 코코일 글루타메이트(햄프셔 케미칼즈)를 사용하였다. 샘플 16은 0.47 중량％의 소디움 코코일 글루타메이트(햄프셔 케미칼즈)를 사용하였다. 샘플 18은 0.30 중량％의 트리에탄올아민 코코일 글루타메이트(햄프셔 케미칼즈에서 입수가능한 음이온성 계면활성제) 및 0.41 중량％의 NaLED3A(햄프셔 케미칼즈)를 사용하였다. 샘플 20은 0.29 중량％의 슈가쿠아트(Sugaquat) S-1210(미국 테네시주 사우쓰 피츠버그 소재의 콜로니얼 케미칼 인코포레이티드(Colonial Chemical, Inc.)로부터 시판되고 있는 C18 4차 암모늄기로 2-치환된 C12 폴리글리코시드)을 함유하였다. 마지막으로 샘플 22 및 23은 각각 0.06 중량％의 슈가쿠아트 S-1210(콜로니얼 케미칼(Colonial Chemical))을 함유하였다.
또한, 샘플 3, 4, 6, 11, 19 및 23은 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 니산 케미칼 인더스트리즈 리미티드에서 시판되고 있는 콜로이드성 알루미나-코팅된 실리카 입자인 스노우텍스-AK 입자를 함유하였다. 마찬가지로, 샘플 15는 미국 일리노이주 나퍼빌 소재의 온데오 날코 캄파니(Ondeo Nalco Co.)에서 시판되고 있는 콜로이드성 실리카 입자인 날코(Nalco) 2326 입자를 함유하였다. 또한, 샘플 11은 젤라틴, 즉 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 시그마-알드리치 캄파니(Sigma-Aldrich Co.)에서 시판되고 있는, 돼지 피부에서 유래된 A형 젤라틴을 사용하였다. 샘플 3 및 6은 시그마-알드리치 캄파니에서 시판되고 있는 이소프로필 알콜 용매도 포함하였다. 마지막으로, 샘플 17은, 유기실란 쿠아트, 즉 3-(트리메톡시실릴)프로필옥타데실디메틸 암모늄 클로라이드, 및 메탄올을 함유하는 항균 물질인, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 이지스 인바이런먼츠 캄파니(Aegis Environments Co.)에서 시판되고 있는 AEM 5772를 포함하였다.
코팅 조성물을, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀폰(Dupont)에서 "멜리넥스(Melinex, 등록상표) 516"이라는 상표로 입수된 투명 폴리에스테르 필름에 도포하였다. 폴리에스테르 필름의 한쪽 표면만이 코팅 조성물로 도포된 샘플 및 폴리에스테르의 양쪽 표면이 코팅 조성물로 도포된 샘플을 제조하였다. 코팅을 도포하기 위해서, 각 조성물의 성분을 우선 탈이온수에 분산시켰다. 그 결과의 분산액을 45℃ 미만(또는 상온)의 온도에서 잘 혼합하였다. 투명한 용액이 수득될 때까지 혼합을 수행하였다. 이 용액을 마이어(Mayer) 막대로 필름 상에서 잡아늘임으로써, 폴리에스테르 필름을 코팅하였다. 마이어 막대 상의 홈의 크기를 조절함으로써, 코팅 두께를 조절하였다. 코팅 두께는, 건조된 코팅 필름이 청색/보라색을 띠게 하는 두께를 목표로 하였다. 약 110℃의 열풍대류오븐에서 약 1 분동안 건조를 수행하였다. 코팅을 순차적으로, 즉 한 번에 한 면씩, 도포하였다.
일단 코팅을 하고 나면, 각각의 샘플에 대해 김서림 특성, 투광률 및 탁도 차를 측정하였다. 몇몇 경우에서는, 하나의 조성물에 대해 여러 개의 샘플을 시험하고, 샘플의 평균을 기록하였다. 비교를 위해서, 여러 개의 코팅되지 않은 샘플(대조용)을 시험하였다. 시험 결과가 하기 표 2 및 3에 명시되어 있는데, 여기서 표 2는 한쪽 표면만 코팅된 샘플에 대한 결과를 보여주며, 표 3은 양쪽 표면이 코팅된 샘플에 대한 결과를 보여준다.
한쪽 표면이 코팅된 샘플의 성질
샘플 김서림 방지성 평균 투광률(％) 평균 탁도차(Δ)
1 있음 92.7 -0.14
2 있음 93.1 0.00
3 있음 92.4 -0.20
4 있음 93.9 -0.10
5 있음 91.9 -0.01
6 있음 92.7 -0.18
7 있음 92.7 -0.18
11 있음 93.5 +1.00
12 있음 93.3 +0.14
13 있음 94.0 -0.04
14 있음 93.5 +0.03
15 있음 94.3 -0.14
16 있음 93.6 -0.15
20 있음 92.3 +0.70
21 있음 94.2 -0.06
22 있음 94.3 -0.05
23 있음 94.3 +0.68
양쪽 표면이 코팅된 샘플의 성질
샘플 김서림 방지성 평균 투광률(％) 평균 탁도차(Δ)
1 있음 95.5 -0.20
2 있음 96.3 -0.15
3 있음 95.2 +0.10
4 있음 98.5 +0.13
5 있음 95.1 -0.11
6 있음 95.2 +0.13
7 있음 95.7 +1.88
8 있음 93.5 +1.07
9 있음 93.7 +0.30
10 있음 96.2 -0.15
17 있음 92.6 +0.28
18 있음 95.4 -0.12
19 있음 95.6 +0.68
대조용 샘플 중 어떤 것도 김서림 방지성을 갖지 않았다. 또한, 대조용 샘플의 투광률은 일반적으로 본 발명에 따라 제조된 샘플의 투광률보다 낮았다. 따라서, 전술된 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 대조용 샘플에 비해 저감된 김서림 및 눈부심을 달성하였다.
본 발명은 그의 구체적인 실시양태를 참고로 상세하게 설명되었지만, 해당 분야의 숙련자라면, 전술된 내용을 숙지함으로써, 이러한 실시양태에 대한 대체양태, 변형양태 및 균등양태를 용이하게 고안할 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 "청구의 범위" 및 그의 임의의 균등물에 의해서만 판단되어야 한다.

Claims (20)

  1. 투명 차양 또는 가리개를 포함하며, 이때 상기 투명 차양 또는 가리개의 적어도 한쪽 표면 상에 하나 이상의 셀룰로스 에테르를 포함하는 코팅이 존재하고, 하나 이상의 셀룰로스 에테르는 상기 코팅의 90 중량％ 이상을 구성하고, 상기 코팅은 50 내지 250 나노미터의 두께를 갖는 안면마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르가 비이온성인 안면마스크.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 비이온성 셀룰로스 에테르가 알킬 셀룰로스 에테르, 히드록시알킬 셀룰로스 에테르, 알킬 히드록시알킬 셀룰로스 에테르, 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 안면마스크.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 비이온성 셀룰로스 에테르가 알킬 히드록시알킬 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 안면마스크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 비이온성 셀룰로스 에테르가 에틸 히드록시에틸 셀룰로스를 포함하는 것인 안면마스크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르가 양이온성인 안면마스크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 셀룰로스 에테르가 4차 암모늄기로 개질된 것인 안면마스크.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이, 1.0 내지 1.7 의 굴절률을 갖는 하나 이상의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 안면마스크.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이, 1.2 내지 1.4의 굴절률을 갖는 하나 이상의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 안면마스크.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이, 1.25 내지 1.36의 굴절률을 갖는 하나 이상의 셀룰로스 에테르를 포함하는 것인 안면마스크.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이 10 중량％ 미만의 계면활성제를 포함하는 것인 안면마스크.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅이 1 중량％ 미만의 계면활성제를 포함하는 것인 안면마스크.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 투명 차양 또는 가리개가 코팅되지 않은 투명 차양 또는 가리개에 비해 3％ 초과의 수직 입사광선 투광률을 나타내는 것인 안면마스크.
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 투명 차양 또는 가리개가 코팅되지 않은 투명 차양 또는 가리개에 비해 5％ 초과의 수직 입사광선 투광률을 나타내는 것인 안면마스크.
  15. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 투명 차양 또는 가리개가 코팅되지 않은 투명 차양 또는 가리개에 비해 8％ 초과의 수직 입사광선 투광률을 나타내는 것인 안면마스크.
  16. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 투명 차양 또는 가리개의 탁도에서 코팅되지 않은 투명 차양 또는 가리개의 탁도를 뺀 차가 0％ 미만인 안면마스크.
  17. 하나 이상의 셀룰로스 에테르와 물의 혼합물을 포함하는 수성 조성물을 투명 차양 또는 가리개의 적어도 한쪽 표면에 도포하는 단계;
    상기 수성 조성물을 건조시켜, 상기 투명 차양 또는 가리개 상에 코팅을 형성하는 단계를 포함하는, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 안면마스크의 제조 방법.
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  19. 삭제
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