KR101074359B1 - Filter media of facial mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노섬유 웹들이 적층된 구조인 안면 마스크용 여과재료에 관한 것으로서, 나노섬유들로 이루어진 나노섬유 웹들이 2층 이상으로 적층된 다층구조를 갖고, 마스크 제조시 최내층을 이루는 나노섬유 웹(L1)으로 부터 마스크 제조시 최외층을 이루는 나노섬유 웹(Ln) 방향으로 갈수록 (ⅰ) 상기 나노섬유 웹들 내에 형성된 미세공극의 평균크기와 (ⅱ) 상기 나노섬유 웹을 이루는 나노섬유의 평균직경이 순차적으로 증가하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a filtration material for a face mask having a structure in which nanofiber webs are laminated, and having a multilayer structure in which nanofiber webs made of nanofibers are laminated in two or more layers, and forming an innermost layer when manufacturing a mask. From (L 1 ) toward the nanofiber web (Ln) forming the outermost layer in the manufacture of the mask (i) the average size of the micropores formed in the nanofiber webs and (ii) the average of the nanofibers forming the nanofiber web It is characterized in that the diameter increases sequentially.
본 발명은 크기가 큰 미세먼지부터 순차적으로 여과하기 때문에 호흡에 필요한 공극을 충분히 확보할 수 있어 호흡이 용이하고 동시에 안면 마스크의 수명을 연장하고, 나노섬유들로 이루어져 미세먼지 및 세균의 포집효율도 뛰어나다.Since the present invention filters large sized fine dust sequentially, it is possible to secure sufficient voids for breathing, so it is easy to breathe, and at the same time extends the life of the face mask, and is composed of nanofibers, the efficiency of collecting fine dust and bacteria outstanding.
안면 마스크, 여과재료, 나노섬유, 웹, 적층, 미세공극, 미세먼지 Face mask, filtration material, nanofiber, web, lamination, micro-pores, fine dust
Description
본 발명은 안면 마스크용 여과재료에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 서로 다른 평균직경의 나노섬유로 이루어진 나노섬유 웹들이 일정한 순서로 적층되어 안면 마스크의 사용 수명이 길고, 호흡이 용이하며, 미세먼지 및 세균의 포집효과도 뛰어난 안면 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a filtration material for a face mask, and more particularly, nanofiber webs composed of nanofibers of different average diameters are laminated in a certain order, so that the face mask has a long service life, easy to breathe, fine dust and The facial mask is also excellent in the effect of collecting bacteria.
미세먼지 특히, 황사는 0.1~2.5㎛의 평균직경을 가지며 사람의 호흡기내로 흡입될 경우 각종 폐질환 등을 일으킨다.Fine dust, especially yellow sand, has an average diameter of 0.1 ~ 2.5㎛ and causes various lung diseases when inhaled into the human respiratory system.
최근 황사 현상이 심해지고, 산업발전으로 유해한 산업상 작업현장이 늘어남에 따라 세균 및 미세먼지를 차단할 목적으로 사용되는 안면 마스크의 수요가 늘어나는 추세이다.Recently, as the yellow dust phenomenon is increasing and industrial development increases the number of harmful industrial workplaces, the demand for face masks used for the purpose of blocking bacteria and fine dust is increasing.
종래 안면 마스크용 여과재료는 평균직경이 1,000㎛를 초과하는 통상적인 천연 또는 합성 섬유들로 이루어진 부직포 또는 이들의 적층체가 널리 사용되어 왔으나, 상기 여과재료는 내부에 존재하는 미세공극이 세균 및 미세먼지를 포집하기에 는 너무 커서 세균 및 미세먼지의 포집효과가 떨어지는 문제가 있었다.Conventionally, the filtration material for face masks has been widely used nonwoven fabrics or laminates thereof made of conventional natural or synthetic fibers having an average diameter of more than 1,000 µm, but the filtration material has micropores present therein such as bacteria and fine dust. Too large to collect the problem of falling bacteria and fine dust collection effect.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안면 마스크용 여과재료로 평균직경이 1,000nm 이하인 섬유(이하 "나노섬유"라고 한다) 또는 초극세사로 이루어진 부직포나 이들의 웹(Web)들이 적층된 적층체도 사용되어 왔었다.In order to solve the above problems, fibers having an average diameter of 1,000 nm or less (hereinafter referred to as "nano fibers") or non-woven fabrics made of ultra-fine fibers or laminates of webs thereof have been used as filtration materials for face masks. .
상기와 같이 나노섬유들로 이루어진 안면 마스크용 여과재료는 내부에 존재하는 미세공극이 작아 세균 및 미세먼지를 포집하는 효율은 우수하나, 마스크 사용시 높은 압력 손실로 인해 호흡이 불편하여, 세균 및 미세먼지를 그의 크기 순서대로 차례로 포집하는 기능이 결여되어 짧은 사용시간에도 불구하고 미세공극이 쉽게 막혀 착용자의 호흡을 곤란하게 하고 사용 수명이 단축되는 등의 문제가 있었다.As described above, the filtration material for the face mask made of nanofibers has excellent efficiency of collecting bacteria and fine dust due to small micropores present therein, but it is inconvenient to breathe due to high pressure loss when using a mask, and thus, bacteria and fine dust. There is a problem that the lack of the ability to collect in order of their size, the micropores are easily blocked despite the short use time, making the wearer's breathing difficult and the service life shortened.
한편, 호흡이 불편한 문제 등을 해결하기 위해서 압축 공기를 공급하는 장치가 부착된 안면 마스크도 제안된 바 있으나, 장치가 복잡하고 사용이 불편한 문제 등이 있었다.On the other hand, in order to solve the problem, such as breathing inconvenient face mask with a device for supplying compressed air has been proposed, there was a problem that the device is complicated and inconvenient to use.
본 발명의 목적은 마스크의 외층으로부터 내층으로 갈수록 크기가 큰 미세먼지부터 순차적으로 여과하는 기능을 구비하여 호흡이 용이함과 동시에 마스크의 사용수명이 연장되며, 미세먼지 및 세균의 포집효율도 뛰어난 안면 마스크용 여과재료를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is a facial mask having a function of sequential filtering from the large dust to the inner layer from the outer layer of the mask to facilitate breathing and to extend the useful life of the mask, and to have excellent dust and bacteria collection efficiency. It is for providing a filtering material for.
본 발명에 따른 안면 마스크용 여과재료는 나노섬유들로 이루어진 나노섬유 웹들이 2층 이상으로 적층된 다층구조를 갖고, 마스크 제조시 최내층을 이루는 나노섬유 웹(L1)으로 부터 마스크 제조시 최외층을 이루는 나노섬유 웹(Ln) 방향으로 갈수록 (ⅰ) 상기 나노섬유 웹들 내에 형성된 미세공극의 평균크기와 (ⅱ) 상기 나노섬유 웹을 이루는 나노섬유의 평균직경이 순차적으로 증가하는 것을 특징으로 한다.The face mask filtration material according to the present invention has a multilayer structure in which nanofiber webs made of nanofibers are laminated in two or more layers, and the mask is manufactured from a nanofiber web (L 1 ) forming an innermost layer during mask manufacture. (I) the average size of the micropores formed in the nanofiber webs and (ii) the average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber web are sequentially increased toward the outer nanofiber web (Ln). .
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명에 있어서 나노섬유는 단사섬도가 1,000nm 이하인 섬유를 의미하는 용어로 사용되며, 나노섬유 웹은 상기 나노섬유들로 이루어진 웹(Web)을 의미하는 용어로 사용된다.In the present invention, a nanofiber is used as a term meaning a fiber having a single yarn fineness of 1,000 nm or less, and a nanofiber web is used as a term meaning a web made of the nanofibers.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 나노섬유 웹(L1, L2....Ln)들이 2층 이상으로 적층된 다층구조의 적층체 이다.As shown in FIG. 1, the present invention is a multilayer structure in which a plurality of nanofiber webs (L 1 , L 2 ... Ln) are stacked in two or more layers.
적층된 층수는 2~6층인 것이 바람직하나, 본 발명에서는 이를 특별하게 한정하는 것이 아니며, 용도에 따라 적합하게 선택된다.It is preferable that the number of laminated layers is 2-6 layers, but it does not specifically limit in this invention, It is suitably selected according to a use.
도 1은 본 발명에 따른 안면 마스크용 여과소재의 단면 모식도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a filtration material for a face mask according to the present invention.
이들 중 L1은 마스크 제조시 최내층, 다시말해 안면부와 접촉하는 나노섬유 웹이고, Ln은 마스크 제조시 최외층, 다시말해 외기와 접촉하는 나노섬유 웹이다.Among them, L 1 is a nanofiber web in contact with the innermost layer, that is, the face part in the manufacture of the mask, Ln is a nanofiber web in contact with the outermost layer, that is, the outside air in the manufacture of the mask.
본 발명은 마스크 제조시 최내층을 이루는 상기 나노섬유 웹(L1)으로부터 마 스크 제조시 최외층을 이루는 나노섬유 웹(Ln) 방향으로 갈수록 (ⅰ) 상기 나노섬유(L1, L2....Ln) 들 내에 형성된 미세공극의 평균크기, 다시말해 나노섬유들 간에 형성된 미세공극의 평균크기와, (ⅱ) 상기 나노섬유 웹들을 이루는 나노섬유의 평균직경이 순차적으로 증가한다.The present invention is directed toward the nanofiber web (Ln) forming the outermost layer when manufacturing the mask from the nanofiber web (L 1 ) forming the innermost layer during mask manufacturing (ⅰ) the nanofibers (L 1 , L 2 .. The average size of the micropores formed in the Ln), that is, the average size of the micropores formed between the nanofibers, and (ii) the average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber webs are sequentially increased.
보다 구체적으로, 상기 최내층을 이루는 나노섬유 웹(L1)내 미세공극의 평균크기 및 나노섬유의 평균직경 보다 상기 최내층을 이루는 나노섬유 웹(L1) 바로 위에 형성된 나노섬유 웹(L2)내 미세공극의 평균크기 및 나노섬유의 평균직경이 상대적으로 더 크다.More specifically, the nanofiber web (L 2 ) formed directly on the innermost nanofiber web (L 1 ) than the average size of the micropores in the innermost nanofiber web (L 1 ) and the average diameter of the nanofibers (L 2) The average size of the micropores and the average diameter of the nanofibers are relatively larger.
또한, 상기 내층에서 두번째 층은 나노섬유(L2)내 미세공극의 평균크기 및 나노섬유의 평균직경 보다 내층에서 세번째 층인 나노섬유 웹(L3)내 미세공극의 평균크기 및 나노섬유의 평균직경이 상대적으로 더 크다.Also, the second layer in the inner layer is the average size of the micropores in the nanofiber web (L 3 ) and the average diameter of the nanofibers in the third layer in the inner layer than the average size of the micropores in the nanofibers (L 2 ). This is relatively larger.
마스크 제조시 최내층인 나노섬유 웹(L1)내 미세공극의 평균크기 P1 이라고 하고, 내층에서 두번째 층인 나노섬유 웹(L2)내 미세공극의 평균크기를 P2 라고 하고, 마스크 제조시 최외층인 나노섬유 웹(Ln)내 미세공극의 평균크기를 Pn 이라고 하면 아래와 같은 관계식 (Ⅰ)이 성립된다.Mask manufactured when the innermost layer of nano-fiber webs (L 1) as in the fine pores average size P 1, and the second layer, the nano fiber web in the inner layer (L 2) as the average size of the micropores P 2, and the mask manufacturing If the average size of the micropores in the outermost nanofiber web (Ln) is Pn, the following relational formula (I) is established.
또한, 마스크 제조시 최내층인 나노섬유 웹(L1)을 이루는 나노섬유의 평균직 경을 D1이라고 하고, 내층에서 두번째 층인 나노섬유 웹(L2)을 이루는 나노섬유의 평균직경을 D2 라고 하고, 마스크 제조시 최외층인 나노섬유 웹(Ln)을 이루는 나노섬유의 평균직경을 Dn이라고 하면 아래와 같은 관계식 (Ⅱ)이 성립된다.In addition, the average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber web (L 1 ) that is the innermost layer at the time of manufacturing the mask is referred to as D 1 , and the average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber web (L 2 ) which is the second layer in the inner layer is D 2. When the average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber web (Ln), which is the outermost layer at the time of mask manufacture, is Dn, the following relational formula (II) is established.
본 발명은 상기 관계식 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)가 성립되기 때문에 마스크 제조시 최외층인 나노섬유 웹(Ln)에서 최내층인 나노섬유 웹(L1) 방향으로 갈수록 크기가 큰 세균 및 미세먼지를 제일 먼저 포함하고, 내층으로 갈수록 점차 크기가 상대적으로 작은 세균 및 미세먼지를 포집하게 된다.In the present invention, since the relations (I) and (II) are established, bacteria and fine dust larger in size toward the innermost nanofiber web (L 1 ) from the outermost nanofiber web (Ln) during mask manufacturing Including the first, and gradually to the inner layer is gradually collecting a relatively small bacteria and fine dust.
이로 인해 여과재료 내 미세공극의 여유가 생겨 호흡이 용이하고 마스크의 사용수명도 연장된다.As a result, there is a margin of micropores in the filtration material, which facilitates breathing and extends the service life of the mask.
상기 나노섬유 웹(L1, L2....Ln)들을 이루는 나노섬유는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스타이렌 또는 키토산 등으로 구성된다.Nanofibers constituting the nanofiber webs (L 1 , L 2 .... Ln) is composed of polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polystyrene or chitosan.
본 발명은 평균직경이 0.3㎛인 미세먼지를 95% 이상 여과효율을 발현한다. The present invention exhibits a filtration efficiency of 95% or more fine dust having an average diameter of 0.3㎛.
여과효율의 측정방법은 후술한다.The measuring method of filtration efficiency is mentioned later.
상기 나노섬유 웹(L1, L2....Ln)들 내 미세공극의 평균크기는 ASTM F-316-03 방법으로 측정한다.The average size of the micropores in the nanofiber webs (L 1 , L 2 .... Ln) is measured by the ASTM F-316-03 method.
상기 나노섬유 웹(L1, L2....Ln)들을 이루는 나노섬유의 평균직경은 30~1,000nm인 것이 바람직하며, 30nm 미만인 경우에는 나노섬유가 너무 가늘어 제조가 어려울뿐 만 아니라 호흡시 나노섬유 표면과 공기의 마찰로 인해 호흡이 곤란하게 되고, 1,000nm를 초과하면 나노섬유의 표면적이 감소하여 세균 및 미세먼지의 포집효율이 떨어질 수 있다.The average diameter of the nanofibers constituting the nanofiber webs (L 1 , L 2 .... Ln) is preferably 30 ~ 1,000nm, if less than 30nm nanofibers are too thin not only difficult to manufacture but also breathing Breathing is difficult due to friction between the surface of the nanofibers and air, and when the surface area exceeds 1,000 nm, the surface area of the nanofibers decreases, thereby reducing the collection efficiency of bacteria and fine dust.
상기 나노섬유 웹(L1, L2....Ln)내 미세공극의 평균크기는 0.05~3㎛인 것이 바람직하며, 0.05㎛ 미만인 경우에는 호흡이 곤란해지고, 3㎛를 초과하는 경우에는 미세먼지의 포집효율이 저하된다.The average size of the micropores in the nanofiber web (L 1 , L 2 .... Ln) is preferably 0.05 ~ 3㎛, if less than 0.05㎛ breathing becomes difficult, if more than 3㎛ Dust collection efficiency is lowered.
상기 나노섬유 웹(L1, L2....Ln) 각각의 두께는 1~10㎛인 것이 여과효율 향상과 배기저항성 저하에 보다 바람직하다.The thickness of each of the nanofiber webs (L 1 , L 2 ... Ln) is 1 to 10 μm, which is more preferable for improving the filtration efficiency and lowering the exhaust resistance.
다음으로는 본 발명에 따른 안면 마스크용 여과재료를 제조하는 방법 중 일례를 살펴본다.Next, look at one example of a method for producing a face mask filtration material according to the present invention.
본 발명에 따른 안면 마스크용 여과재료는 도 3에 도시된 통상적인 전기방사들은 도 2와 같이 반복 배열한 후 동일한 컬렉터(4)에 여러번의 전기방사를 순차적으로 실시하는 방법으로 제조할 수 있다.The face mask filtration material according to the present invention can be prepared by the conventional electrospinning shown in FIG. 3 by repeating the arrangement as shown in FIG. 2 and sequentially performing a plurality of electrospinnings on the
도 2는 다층구조의 나노섬유 웹 적층체를 제조하는 전기방사 장치의 개략도이고, 도 3은 통상적인 전기방사장치의 개략도 이다.2 is a schematic diagram of an electrospinning apparatus for manufacturing a nanofiber web laminate having a multilayer structure, and FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional electrospinning apparatus.
이때, 마스크 제조시 최내층을 구성하는 나노섬유 웹(L1)을 만드는 첫번째 전기방사시에는 나노섬유의 평균직경을 제일 가늘도록 하고, 두번째 내층을 구성하는 나노섬유 웹(L2)을 만드는 두번째 전기방사시에는 나노섬유 평균직경을 첫번째 전기방사시 보다는 상대적으로 굵게하고, 마지막 전기방사시에는 나노섬유의 평균직경을 제일 굵게 한다.At this time, the first diameter of the nanofiber web (L 1 ) constituting the innermost layer during the manufacture of the mask, the thinnest average diameter of the nanofiber during the first electrospinning, and the second making the nanofiber web (L 2 ) constituting the second inner layer In electrospinning, the average diameter of the nanofibers is made relatively thicker than in the first electrospinning, and in the final electrospinning, the average diameter of the nanofibers is made thickest.
전기방사는 직경이 수십 내지 수백 ㎚인 나노섬유를 제조할 수 있는 비교적 간단한 방법으로 이미 1930년대에 독일에서 첫 선을 보였다. 그러나, 당시의 기술로는 이를 상품화하는 데에 한계가 있어 관심을 받지 못하다가 1970년대에 이르러서야 연구가 다시 시작되었다가 2000년대 이후에서야 본격적인 연구가 시작되었다.Electrospinning was first introduced in Germany in the 1930s as a relatively simple way to produce nanofibers of tens to hundreds of nanometers in diameter. However, the technology of the time was limited to commercialization of this technology, so it was not received attention, and research began again until the 1970s, and full-scale research began only after the 2000s.
전기방사는 고분자용액에 수천 내지 수만 볼트의 높은 전압을 가하여 고분자 용액으로부터 용매의 표면장력을 넘는 접선벡터의 힘이 가해져서 고분자용액으로부터 미세한 폴리머 제트가 형성되어 고분자용액에 가해진 전하와 반대의 전하를 띠는 물체를 향해 빠른 속도로 진행하게 된다. 분사된 고분자 제트는 이어 수많은 미세 섬유로 다시 분산되어 뿌려지게 되는데 이때의 미세 섬유의 직경은 수십내지 수백 나노미터의 굵기를 가진다.Electrospinning applied a high voltage of several thousand to tens of thousands of volts to the polymer solution, and the force of the tangential vector exceeding the surface tension of the solvent was applied from the polymer solution to form a fine polymer jet from the polymer solution. The band advances rapidly toward the object. The jets of polymer jets are then dispersed and scattered back into a number of fine fibers, which have a diameter of tens to hundreds of nanometers.
전기방사를 이용하면 고분자용액으로부터 수십 내지 수백 나노미터의 굵기를 가지는 나노섬유로 이루어진 도 2와 같은 나노섬유 웹을 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 고기능성 의류, 초정밀 필터, 세포배양용 소재(scaffold) 등의 고성능 제품을 얻을 수 있다.Electrospinning can be used to produce nanofiber webs as shown in Figure 2 consisting of nanofibers having a thickness of several tens to hundreds of nanometers from a polymer solution, using them for high functional clothing, ultra-precision filters, cell culture materials (scaffold). High performance products, such as) can be obtained.
상업적으로 나노섬유 웹을 제조하기 위해서 한국등록특허 제0412241호, 한국등록특허 제0422459호 및 한국공개특허 제2005-15610호 등에서는 고분자 용액을 다수의 노즐을 통해 전기방사하는 방법을 제안하고 있다.In order to commercially manufacture a nanofiber web, Korean Patent No. 0412241, Korean Patent No. 0422459, and Korean Patent Publication No. 2005-15610 propose a method of electrospinning a polymer solution through a plurality of nozzles.
구체적으로, 상기의 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 고분자 용액을 계량펌 프(2)를 통해 고전압이 걸려있는 다수의 노즐(3)에 공급한 다음, 이를 노즐과 반대 전하를 띠는 고전압이 걸려있는 컬렉터(4)상에 위치하는 섬유기재상에 전기방사하여 나노섬유 웹을 제조한다.Specifically, in the above method, as shown in FIG. 3, the polymer solution is supplied to the plurality of
본 발명에 따른 안면 마스크용 여과재료는 여과효율이 95% 이상이고, 배기저항성이 29.0 미만으로서 여과효율이 높으면서도 배기저항성은 낮아 안면 마스크용 여과재료로 유용하다.The filtration material for a face mask according to the present invention has a filtration efficiency of 95% or more, an exhaust resistance of less than 29.0, and a high filtration efficiency and a low exhaust resistance, which is useful as a filtration material for a face mask.
일반적으로는 여과효율을 높히기 위해서는 안면 마스크용 여과재료의 전체두께 또는 밀도를 높혀야 하므로 배기저항성이 높아지는 문제가 발생되나, 본 발명에서는 이와 같은 종래의 문제점을 해소하였다.In general, in order to increase the filtration efficiency, it is necessary to increase the overall thickness or density of the face mask filtration material, so that the exhaust resistance becomes high, but the present invention solves such a conventional problem.
본 발명은 크기가 큰 미세먼지부터 순차적으로 여과하기 때문에 호흡에 필요한 공극을 충분히 확보할 수 있어 호흡이 용이하고 동시에 안면 마스크의 수명을 연장하고, 나노섬유들로 이루어져 미세먼지 및 세균의 포집효율도 뛰어나다.Since the present invention filters large sized fine dust sequentially, it is possible to secure sufficient voids for breathing, so it is easy to breathe, and at the same time extends the life of the face mask, and is composed of nanofibers, the efficiency of collecting fine dust and bacteria outstanding.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and comparative examples.
그러나, 본 발명의 권리범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example 1 One
먼저, 폴리아크릴로니트릴 수지를 디메틸포름아미드와 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해하여 극성 전기방사시 용액을 제조하였다.First, a polyacrylonitrile resin was dissolved in a mixed solvent of dimethylformamide and methyl ethyl ketone to prepare a solution during polar electrospinning.
상기와 같이 제조된 전기방사 용액을 도 3과 같은 통상의 전기방사 장치 3개가 도 2와 같이 나란히 배열된 방사장치로 각각 공급하면서, 첫번째 전기방사 장치를 통해 컬렉터(4) 상에 평균직경이 50nm인 나노섬유들을 전기방사하여 나노섬유들 간 미세공극의 평균크기가 0.2㎛인 최내층의 나노섬유 웹(L1)을 제조하였다.An average diameter of 50 nm on the
다음으로는 상기 도 3의 방사장치 중 두번째 전기방사 장치를 통해 상기 방사용액을 최내층의 나노섬유 웹(L1) 상에 평균직경이 100nm인 나노섬유들을 전기방사하여 나노섬유들간 미세공극의 평균크기가 0.8㎛인 두번째 내층인 나노섬유 웹(L2)을 제조하였다.Next, the spinning solution was electrospun onto the innermost nanofiber web (L 1 ) through the second electrospinning apparatus of FIG. 3 to electrospin nanofibers having an average diameter of 100 nm to average the micropores between nanofibers. A second inner layer of nanofiber web (L 2 ) having a size of 0.8 μm was prepared.
다음으로는 상기 도 3의 방사장치 중 세번째 전기방사 장치를 통해 상기 방사용액을 두번째 내층인 나노섬유 웹(L2) 상에 평균직경이 300nm인 나노섬유들을 전기방사하여 나노섬유들간 미세공극의 평균크기가 1.2㎛인 최외층 나노섬유 웹(Ln)을 적층시켜 본 발명에 따른 여과재료를 제조하였다.Next, through the third electrospinning apparatus of FIG. 3, the spinning solution was electrospun onto the nanofiber web L 2 , the second inner layer, with an average diameter of 300 nm and the average of micropores between nanofibers. The outermost nanofiber web (Ln) having a size of 1.2 μm was laminated to prepare a filtration material according to the present invention.
상기와 같이 제조된 여과재료의 여과효율과 배기저항성을 측정한 결과는 표 2와 같다.The results of measuring the filtration efficiency and the exhaust resistance of the filtration material manufactured as described above are shown in Table 2.
실시예Example 2 및 2 and 비교실시예Comparative Example 1 One
나노섬유 웹(L1, L2, Ln)들 내 미세공극의 평균크기와 나노섬유의 평균직경을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 여과재료를 제조하였다.A filtration material was prepared in the same manner as in Example 1 except for changing the average size of the micropores and the average diameter of the nanofibers in the nanofiber webs (L 1 , L 2 , Ln) as shown in Table 1.
상기와 같이 제조된 여과재료의 여과효율과 배기저항성을 측정한 결과는 표 2와 같다.The results of measuring the filtration efficiency and the exhaust resistance of the filtration material manufactured as described above are shown in Table 2.
최내층인 나노섬유 웹(L1)
The innermost nanofiber web (L 1 )
(㎛)Average size of micropores
(Μm)
0.2
0.2
0.3
0.3
1.5
1.5
(㎚)Average diameter of nanofiber
(Nm)
50
50
60
60
500
500
두번째 내층인 나노섬유 웹(L2)
Second inner layer, nanofiber web (L 2 )
평균크기
(㎛)Microporous
Average size
(Μm)
0.8
0.8
0.9
0.9
0.9
0.9
평균직경
(㎚)Nanofiber
Average diameter
(Nm)
100
100
120
120
120
120
최외층인 나노섬유 웹(Ln)
The outermost nanofiber web (Ln)
평균크기
(㎛)Microporous
Average size
(Μm)
1.2
1.2
1.5
1.5
0.3
0.3
평균직경
(㎚)Nanofiber
Average diameter
(Nm)
300
300
500
500
60
60
상기 여과효율과 배기저항성은 노동부 고시 방진 마스크 검정규격 노동부 고시 제2000-15호(2000.5.8)중 안면부 여과식 마스크의 여과효율과 배기저항성 평가 방법으로 측정하였다.The filtration efficiency and the exhaust resistance were measured by the method of evaluating the filtration efficiency and exhaust resistance of the face filtration mask of the Ministry of Labor Notice No. 2000-15 (2000.5.8).
도 1은 본 발명에 따른 안면 마스크용 여과소재의 단면 모식도.1 is a schematic cross-sectional view of a filter material for a face mask according to the present invention.
도 2는 다층구조의 나노섬유 웹 적층체를 제조하는 전기방사 장치의 개략도.2 is a schematic view of an electrospinning apparatus for manufacturing a multi-layered nanofiber web laminate.
도 3은 통상적인 전기방사 장치의 개략도.3 is a schematic view of a conventional electrospinning apparatus.
도 4는 나노섬유 웹 표면의 전자현미경 사진.4 is an electron micrograph of the surface of a nanofiber web.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호설명.* Explanation of the main parts of the drawings.
a : 마스크 제조시 안면과 직접 접촉하는 최내층을 이루는 나노섬유 웹.a: Nanofiber web forming the innermost layer in direct contact with the face in the manufacture of a mask.
b : 상기 최내층인 나노섬유 웹 바로 위에 적층된 나노섬유 웹.b: Nanofiber web laminated directly on the innermost nanofiber web.
n : 마스크 제조시 외기와 직접 접촉하는 최외층을 이루는 나노섬유 웹n: Nanofiber web forming outermost layer in direct contact with outside air in mask manufacture
1 : 고분자 용액 주탱크 2 : 고분자 용액 공급탱크1: Polymer solution main tank 2: Polymer solution supply tank
3 : 노즐블록 4 : 컬렉터 5 : 전압전달로드 6 : 전압발생방치3: nozzle block 4: collector 5: voltage transfer rod 6: voltage generation
L1 : 마스크 제조시 최내층을 이루는 나노섬유 웹L 1 : Nanofiber web forming innermost layer in mask manufacturing
L2 : L1 바로 위에 적층된 나노섬유 웹L 2 : Nanofiber web laminated directly above L 1
Ln : 마스크 제조시 최외층을 이루는 나노섬유 웹Ln: Nanofiber web forming outermost layer when manufacturing mask
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