KR101130788B1 - 나노섬유 층을 구비하는 안면 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안면 마스크에 관한 것으로서, 특히 세균이나 미세 먼지를 차단하는 효과가 뛰어난 안면 마스크에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 입과 코를 가리도록 형성된 보호부와, 상기 보호부를 안면에 고정시키는 고정부를 포함하며, 상기 보호부는 내피층과, 외피층과, 상기 내피층과 외피층 사이에 위치하며 나노섬유로 형성된 나노섬유 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 안면 마스크가 제공된다.
마스크, 보호부, 나노섬유, 기공, 항균
Description
본 발명은 안면 마스크에 관한 것으로서, 특히 세균이나 미세 먼지를 차단하는 효과가 뛰어난 안면 마스크에 관한 것이다.
안면 마스크는 보건위생 상 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위하여 코와 입을 가리는 물건이다. 안면 마스크는 1919년 스페인 감기 즉, 인플루엔자가 유행했을 때부터 사용되고 있다. 현재 안면 마스크는 면, 부직포, 종이 등을 소재로 하여 제조되고 있다.
종래의 안면 마스크는 비강이나 구강을 통해 찬공기를 직접 들이마시는 것을 막아 주기 때문에 감기에 걸리는 것을 어느 정도 예방해줄 수 있으나, 보통 0.1㎛ 내지 1.0㎛의 크기를 갖는 세균이나 미세 먼지에 비해 훨씬 큰 기공을 갖는 종래의 안면 마스크로는 세균이나 미세 먼지와 같은 미세 이물질을 차단하기에 한계가 있다.
본 발명의 목적은 세균 및 미세 먼지에 대한 뛰어난 차단 능력을 갖는 안면 마스크를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면,
입과 코를 가리도록 형성된 보호부와, 상기 보호부를 안면에 고정시키는 고정부를 포함하며, 상기 보호부는 내피층과, 외피층과, 상기 내피층과 외피층 사이에 위치하며 나노섬유로 형성된 나노섬유 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 안면 마스크가 제공된다.
상기 나노섬유 층은 핫멜트 시트에 전기방사된 나노섬유를 구비하는 나노섬유 접착시트가 상기 내피층 또는 외피층에 열융착되어 형성된 것일 수 있다.
상기 나노섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride) 또는 나일론 수지를 포함하는 방사용액을 전기방사하여 제조된 것일 수 있다.
상기 나노섬유는 항균물질로서 글루콘산 클로르헥시딘(CHG : Chlorhexidine gluconate) 또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드(PHMB : Polyhexamethylene biguanide)을 포함할 수 있다.
상기 나노섬유 층은 상기 내피층와 외피층 중 적어도 어느 하나와 봉제되어 결합될 수 있다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있는데, 구체적인 효과는 다음과 같다.
안면 마스크의 본체부가 미세한 기공을 갖는 나노섬유 층을 구비하기 때문에, 본 발명에 따른 안면 마스크는 세균 및 미세 먼지 등 미세 이물질에 대한 뛰어난 차단 능력을 갖는다.
그리고, 나노섬유 층이 핫멜트 시트에 의해 결합되므로 나노섬유가 부착된 상태를 잘 유지할 수 있다.
또한, 나노섬유 층의 나노섬유에 항균물질이 첨가되므로 본 발명에 따른 안면 마스크는 뛰어난 항균 효과를 갖는다.
그리고, 나노섬유 층이 내피층 또는 외피층에 봉제되므로, 본 발명에 따른 안면 마스크는 제조가 용이하고 견고하게 결합된 나노섬유 층을 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면 마스크의 사시도며, 도 2는 도 1에 도시된 안면 마스크의 본체부의 단면구조를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 나노섬유 층을 위한 나노섬유 웹의 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 안면 마스크(100)는 사람의 코와 입을 가리기에 적절한 형태 및 크기를 갖는 본체부(110)와, 본체부(110)를 안면에 안정적으로 고정시키는 고정수단(120)을 구비한다.
도 2를 참조하면, 본체부(110)는 내피층(111)과, 외피층(112)과, 내피층(111)와 외피층(112) 사이에 위치하는 나노섬유 층(113)을 구비한다. 본체부(110)를 형성하는 3개의 층(111, 112, 113)은 봉제와 같은 방법에 의해 결합될 수 있다.
내피층(111)은 사용자가 마스크(100)를 착용했을 때 피부와 직접 닿는다. 내피층(111)으로는 천연섬유, 합성섬유 및 부직포 등 다양한 소재가 사용될 수 있는데, 거즈와 같이 피부에 자극이 적고 통기성이 우수한 면직물로 이루어지는 것이 바람직하다.
외피층(112)은 사용자가 마스크(100)를 착용했을 때 피부와 닿지 않고 외부로 노출된다. 외피층(112)은 내피층(111)과 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 경우에 따라 외피층(112)을 기계적 강도가 높은 나일론과 같은 소재로 형성하여 나노섬유 층(113)의 손상방지 효과를 더욱 높일 수도 있다.
나노섬유 층(113)은 내피층(111)과 외피층(112)의 사이에 위치한다. 나노섬 유 층(113)은 섬유 직경이 평균 50 내지 1,000 nm인 섬유로 형성된 나노섬유를 포함한다. 나노섬유 층(113)에는 미세한 기공이 형성되어 세균이나 미세 먼지가 통과하는 것을 막는다. 나노섬유 층(113)에 형성된 기공의 크기는 직경 0.05㎛ 내지 0.1㎛인 것이 바람직하다. 나노섬유 층(113)에 형성된 기공의 크기가 직경 0.1㎛ 이상이면, 대부분의 세균이나 미세 먼지의 크기가 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 것을 고려할 때 세균과 미세 먼지에 대한 충분한 차단 효과를 얻기 힘들다. 또한, 나노섬유 층(113)에 형성된 기공의 크기가 직경 0.05㎛이하이면, 착용자가 호흡에 불편함을 느낄 수 있다. 나노섬유 층(113)은 항균물질인 글루콘산 클로르헥시딘(CHG : Chlorhexidine gluconate) 또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드(PHMB : Polyhexamethylene biguanide)가 첨가된 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride) 또는 나일론으로 형성될 수 있다. 나노섬유 층(113)이 항균물질을 포함하므로 항균 효과가 더욱 향상된다. 그러나, 본 발명은 나노섬유 층(113)의 소재를 이것으로 제한하는 것은 아니다. 나노섬유 층(113)은 아래에서 설명되는 방식으로 제조되는 나노섬유 접착시트를 적당한 크기로 재단한 후, 내피층(111) 또는 외피층(112)에 열융착하여 형성된 것이다. 이후, 나노섬유 층(113)은 내피층(111)과 외피층(112) 중 어느 하나에 봉제되어 결합되거나, 내피층(111) 및 외피층(112)에 함께 봉제되어 결합될 수 있다.
이하, 나노섬유 층(113)으로 사용될 수 있는 나노섬유 접착시트가 제조되는 과정의 일 예로서, 전기방사를 이용한 나노섬유 접착시트의 제조방법을 상세히 설 명한다. 전기방사에 의하면 방사노즐과 컬렉터 사이에 형성된 방사공간에 수십 kV의 고전압을 인가하여 방사노즐로부터 컬렉터 쪽으로 방사되는 방사용액이 방사공간에서 신장되어 나노섬유가 형성된다. 도 3에는 상향식 전기방사를 이용하는 나노섬유 제조장치(200)가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 나노섬유 제조장치(200)는 방사용액을 보관하는 방사용액 탱크(미도시)와 방사용액의 일정한 공급을 위한 계량펌프(미도시)와 방사용액을 토출하는 다수의 방사노즐(202a, 202b, 202c, 202d)이 배열된 노즐블록(102)과, 방사노즐(202a, 202b, 202c, 202d)의 위에 위치하는 컬렉터(203)와, 방사노즐(202a, 202b, 202c, 202d)와 컬렉터(203)의 사이에 형성된 방사공간에 고압의 전기를 인가하는 전압발생장치(미도시)를 포함한다.
도 3에 도시된 나노섬유 제조장치(200)를 이용하여 나노섬유를 제조하기 위하여, 먼저 용융점이 다른 두 가지 이상의 고분자 수지를 용매에 녹여 방사용액을 만든다. 본 실시예에서는 방사용액이 항균물질인 글루콘산 클로르헥시딘(CHG : Chlorhexidine gluconate) 또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드(PHMB : Polyhexamethylene biguanide)가 첨가된 폴리비닐리덴 플루오라이드플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride) 또는 나일론을 포함하는 것으로 설명한다. 다음, 방사용액을 방사공간에 전기방사하여 핫멜트 시트(206) 상에 나노섬유를 형성한다. 핫멜트 시트(206) 상에 나노섬유가 집속되어 나노섬유 웹(207)이 형성되고, 핫멜트 시트(206)와 나노섬유 웹(207)은 결합되어 나노섬유 접착시트를 형성한다. 나노섬유 접착시트는 구동 롤러(204a, 204b)에 의해 구동되는 이송 벨트(205)에 의해 이송되며 권취장치(208)에 의해 권취된다. 제조 과정에서 나노섬유 웹(207)은 열처리를 통해 나노섬유 웹(207)에 형성된 기공의 크기가 조절될 수 있다. 이 때, 열처리 온도는 적어도 한 종류의 고분자 수지가 완전히 용융되는 온도 이상의 온도를 선택한다. 상기와 같은 방법의 예로 제조된 나노섬유 접착시트는 적절한 크기로 절단되어 도 2에 도시된 나노섬유 층(113)으로 사용된다. 핫멜트 시트(206)는 열에 의해 접착성을 나타내고 냉각시 다시 고화되어 접착력을 유지하는 시트로서 접착용으로 많이 사용되고 있다. 본 발명에서는 핫멜트 시트(206)로서, 핫멜트 직물 또는 바이콤포넌트 타입 부직포를 포함하는 핫멜트 부직포가 사용되는데, 예를 들어 폴리에스터계의 핫멜트 직물, 폴리우레탄계 핫멜트 부직포 또는 폴리아미드계 핫멜트 부직포가 사용될 수 있다. 핫멜트 시트(206)는 이후 열융착 시에 나노섬유 웹(207)에 형성된 기공이 적절히 유지될 수 있도록 형성되어야 한다. 핫멜트 시트(206)에 의해 나노섬유가 마스크(100)의 내피층(111) 또는 외피층(112)에 견고하게 결합된다. 도 3를 통해 나노섬유 접착시트의 제조 방법을 설명하였으나, 이는 본 발명에 사용되는 나노섬유 층의 제조를 위한 하나의 예이며 본 발명의 나노섬유 층이 상기와 같은 방법에 의해 제조된 것으로 제한되는 것은 아니다.
고정수단(120)은 제1 걸림끈(120a)과 제2 걸림끈(120b)을 구비한다. 제1, 제2 걸림끈(120a, 120b)은 양쪽 귀에 각각 걸 수 있도록 보호부(110)의 양쪽에 각각 마련된다. 두 걸림끈(120a, 120b)는 귀에 걸린 상태로 보호부(110)가 안면의 정위 치에서 밀착될 수 있도록 적절한 길이로 형성된다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면 마스크의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안면 마스크의 본체부의 단면도이다.
도 3은 도 2의 나노섬유 층을 위한 나노섬유 웹 부재의 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 안면 마스크 110 : 보호부
111 : 내피층 112 : 외피층
113 : 나노섬유 층 120 : 고정부
Claims (5)
- 입과 코를 가리도록 형성된 보호부와,상기 보호부를 안면에 고정시키는 고정부를 포함하며,상기 보호부는 내피층과, 외피층과, 상기 내피층과 외피층 사이에 위치하며 나노섬유로 형성된 나노섬유 층을 구비하고,상기 나노섬유 층은 섬유직경이 50 내지 1,000 nm인 나노섬유가 부착된 핫멜트 시트에 전기방사된 나노섬유를 구비하는 나노섬유 접착시트가 상기 내피층 또는 외피층에 열융착되어 형성되며,상기 핫멜트 시트는 폴리에스터계 핫멜트 직물, 폴리우레탄계 핫멜트 부직포 또는 폴리아미드계 핫멜트 부직포로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 안면 마스크.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 나노섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride) 또는 나일론 수지를 포함하는 방사용액을 전기방사하여 제조된 것을 특징으로 하는 안면 마스크.
- 청구항 1에 있어서,상기 나노섬유는 항균물질로서 글루콘산 클로르헥시딘(CHG : Chlorhexidine gluconate) 또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드(PHMB : Polyhexamethylene biguanide) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 안면 마스크.
- 청구항 1에 있어서,상기 나노섬유 층은 상기 내피층와 외피층 중 적어도 어느 하나와 봉제된 것을 특징으로 하는 안면 마스크.
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