KR102223442B1

KR102223442B1 - 항균 마스크 제조용 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크

Info

Publication number: KR102223442B1
Application number: KR1020200080643A
Authority: KR
Inventors: 김민영; 구홍림; 구희락
Original assignee: (주)우성에프앤티; 주식회사 케이원
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-03-08

Abstract

본 발명은 항균 마스크 제조용 원단(50) 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크(100)에 관한 것으로, 구체적으로는 유통되는 공기 중 및 마스크에 부착된 병원체를 살균 또는 멸균함으로써 위생적으로 사용이 가능하고, 또한, 내부의 습도조절기능에 의해 장시간 착용시 발생할 수 있는 피부 트러블 및 세균 증식을 방지하여 2차 감염을 예방하는 항균 마스크 제조용 원단(50) 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크(100)에 관한 것이다.

Description

항균 마스크 제조용 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크 { An antibacterial mask fabric and antibacterial mask using the same }

본 발명은 3층 구조의 편물로 제조되는 항균 마스크 제조용 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크에 관한 것으로, 구체적으로는 항균성이 우수하여 장시간 착용이 가능하고, 착용자의 날숨에 포함된 수분의 배출이 용이한 항균 마스크 제조용 원단 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크에 관한 것이다.

최근 지구의 기후 변화로 자주 발생되는 황사 등 자연적인 대기 환경의 악화와, 경제 발전에 따른 급격한 도시화에 의한 대기 오염 등으로 발생하는 분진 또는 바이러스 등의 세균 등으로부터 건강을 보호하기 위하여 마스크의 착용이 필요한 경우가 자주 발생하고 있다.

또한 최근에는 신종 코로나 바이러스 감염증 등으로 인해 마스크 착용이 일상화되고, 이에 따라 상기 마스크의 착용 빈도와 착용 시간이 늘어나고 있다.

이러한 마스크는 공기 중에 부유하는 분진 또는 바이러스 등의 세균으로부터 착용자의 호흡기(respiratory system)를 보호하거나, 또는 착용자의 호흡기로부터 주변으로 방출되는 분비물 을 차단하기 위하여 착용자의 안면에 착용하게 된다.

마스크에 대한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0080544호(2019년 07월 08일)에는 세균 또는 곰팡이와 접촉하여 사멸시킬 수 있는 무기질 항균제를 함유시켜 방사하여 제조되는 항균부직포를 이용하여 제조되는 방진기능을 가진 항균 마스크가 개시되어 있고, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0410468호(2006년 03월 09일)에는 마스크의 겉감 과 안감섬유에 항균, 소취 기능이 뛰어난 광촉매와 은을 코팅 부착하여 마스크 사용자가 착용후 호흡시 광촉매와 은나노의 이중 항균작용을 통해 호흡시 공기중 바이러스의 감염을 예방하고 오랜 시간 착용으로 인한 악취제거 효과를 발휘하는 항균 마스크가 개시되어 있다.

상기와 같은 종래기술에 따른 항균 마스크는 항균성을 부여하기 위해 무기 항균제를 코팅하거나 또는 섬유 표면에 은나노 입자와 이산화티타늄(TiO₂) 등의 광촉매를 침지시켜 제조하므로, 상기 무기 항균제 등의 입자가 재사용 및 반복 세탁 시에 탈락되어 항균 효과가 감소되는 문제점을 갖는다.

또한, 착용자가 착용하는 마스크의 내부는 고온이며, 호흡과정에서 발생하는 날숨에 포함된 수분으로 인하여 항상 습도가 높은 상태가 된다. 이러한 마스크 내부의 고온다습한 환경은 피부로부터 노폐물과 땀 등의 배출을 촉진하게 되고, 상기와 같이 배출되는 노폐물과 땀 등은 화장품 등의 이물질이 뒤섞여 피부의 모공을 막게 됨에 따라 피부 트러블을 유발하게 된다. 또한 마스크 내부의 높은 습도는 세균 증식을 발생시켜 2차 감염을 일으키게 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유통되는 공기 중 및 마스크에 부착된 병원체를 살균 또는 멸균이 가능하고, 또한 마스크 내부의 습도조절기능을 갖는 항균 마스크 제조용 원단(50) 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크(100)를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50)은, 외부를 향하는 외피층(51); 착용자의 안면과 접촉하는 안면접촉층(53); 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착하는 중간루프층(55)을 포함하는 3층 구조의 편물(45)로 구성되되, 상기 외피층(51)의 외측면에는 편발수코팅층(60)이 형성되고, 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)은 폴리에스테르 DTY사로 제조되고, 상기 폴리에스테르 DTY사는 단사섬도가 0.5 ~ 5 데니어인 것이 바람직하다.

또한, 상기 중간루프층(55)은 폴리에스테르 DTY사와 도전성 나일론사 및 폴리우레탄 탄성사로 구성되고, 상기 폴리에스테르 DTY사의 단사섬도는 0.5 ~ 5 데니어이고, 도전성 나일론사의 단사섬도는 3 ~ 5 데니어이고, 폴리우레탄 탄성사는 3 ~ 5 데니어이며, 상기 항균 마스크 제조용 원단(50)에서 상기 외피층(51)은 30 ~ 35 중량%이고, 안면접촉층(53)은 30 ~ 35 중량%이고, 중간루프층(55)은 30 ~ 40중량%로 구성되고, 상기 중간루프층(55)은 폴리에스테르 DTY사 35 ~ 40중량%와 도전성 나일론사 35 ~ 40중량% 및 폴리우레탄 탄성사 22 ~ 27중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 도전성 나일론사는 나일론사의 표면에 구리가 피막된 것이며, 상기 도전성 나일론사에 피막된 구리 피막은 상기 도전성 나일론사의 총 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%이며, 상기 항균 마스크 제조용 원단(50)의 두께는 1.0 ~ 2.0 mm이고, 평량은 350 ~ 400 g/m²인 것이 바람직하며, 상기 편발수코팅층(60)에 사용되는 불소계 발수제는 C6계 또는 C8계의 불소제 발수제로 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산을 포함하고, 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물을 포함하며, 상기 편발수코팅층(60)의 코팅두께는 0.5 ~ 10 ㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)는, 상기 항균 마스크 제조용 원단(50)으로 제조되는 안면부(80); 상기 안면부(80)의 양측에 천공되어 착용자의 귀에 체결될 수 있도록 형성된 체결공(85):을 포함하며, 상기 안면부(80)와 체결공(85)은 하나의 원단에 일체로 형성되며, 상기 안면부(80)가 돌출되도록 중앙부에 봉제부(90)가 구비될 수 있고, 상기 일체형 항균 마스크(100)는

3층 구조의 편물(45)을 제조하는 단계(S100); 상기 3층 구조의 편물(45)의 일측면에 편발수코팅층(60)을 형성하는 단계(S200); 상기 편발수코팅층(60)이 형성된 3층 구조의 편물(45)을 건조하는 단계(S300); 상기 건조된 3층 구조의 편물(45)을 후처리하여 항균 마스크 제조용 원단(50)을 제조하는 단계(S400); 및 상기 항균 마스크 제조용 원단(50)을 재단하는 단계(S500);를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)는 공기 중에 포함된 바이러스 등의 병원체를 살균함으로써 위생적으로 사용이 가능하여, 상기 일체형 항균 마스크(100)의 착용시간이 증대되는 효과를 갖는다. 또한 항균 마스크 제조용 원단(50)에 포함된 도전성 나일론사의 전도성으로 인하여 대전 방지성을 부여함으로써 정전기 등의 발생을 억제하는 효과를 갖는다. 특히, 일체형 항균 마스크(100) 내부의 습도가 증가하는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 장시간 착용시 발생할 수 있는 피부 트러블 및 세균 증식을 방지하여 2차 감염을 예방하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 일체형 일체형 항균 마스크(100)의 모식도이고,
도 2는 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 착용도이고,
도 3은 본 발명에 따른 편발수코팅장치의 개략도이며,
도 4는 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50) 및 이를 이용한 일체형 항균 마스크(100)에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 착용도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편발수코팅장치의 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 외부를 향하는 외피층(51); 착용자의 안면과 접촉하는 안면접촉층(53); 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착하는 중간루프층(55)을 포함하는 3층 구조의 편물(45)로 구성되되, 상기 외피층(51)의 외측면에는 편발수코팅층(60)이 형성되는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50)을 구성하는 3층 구조의 편물(45)은 외부를 향하는 외피층(51)과 착용자의 안면에 밀착되는 안면접촉층(53) 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착시켜 주는 중간루프층(55)으로 이루어지며, 상기 3층 구조의 편물(45)은 더블라셀(Double Raschel) 공정 등을 이용하여 제조될 수 있다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 더블라셀(Double Raschel) 공정으로 제조되는 3층 구조의 편물(45)은 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 구비되는 외피층(51)과 하부에 구비되는 안면접촉층(53) 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)의 중간에 구비되어 결착하는 중간루프층(55)으로 연결된 3층 구조의 입체구조를 지니고 있다. 따라서 상기 3층 구조의 편물(45)의 중간에 중간루프층(55)이 일정하게 배열되어 공간을 형성함에 따라 신축성과 쿠션감이 우수하고, 특히 먼지나 오물 등의 제거가 용이한 특징을 갖는다.

본 발명에 따르면, 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)은 폴리에스테르 DTY(Draw textured yarn)사로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 구성하는 폴리에스테르 DTY사는 단사섬도가 0.5 ~ 5 데니어인 것이 바람직하다.

즉, 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 구성하는 폴리에스테르 DTY사의 단사섬도가 0.5 ~ 5 데니어인 경우에 3층 구조의 편물(45)의 표면적이 크고, 이때 섬유의 조직 내부에 형성되는 모세관 현상에 의해 착용자의 날숨에 포함된 수분을 안면접촉층(53)으로부터 외피층(51)으로 신속하게 전달하여 외부로 발산할 수 있게 된다.

한편, 상기 중간루프층(55)은 폴리에스테르 DTY사와 도전성 나일론사 및 폴리우레탄 탄성사로 구성되는 것이 바람직하다.

이때 상기 중간루프층(55)을 형성하는 폴리에스테르 DTY사의 단사섬도는 0.5 ~ 5 데니어이고, 도전성 나일론사의 단사섬도는 3 ~ 5 데니어이고, 폴리우레탄 탄성사는 3 ~ 5 데니어인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 외피층(51)은 전체 항균 마스크 제조용 원단(50) 대비 30 ~ 35 중량%으로 포함되고, 상기 안면접촉층(53)은 30 ~ 35 중량%으로 포함되며, 중간루프층(55)은 20 ~ 30중량%로 포함되며, 상기 편발수코팅층(60)은 5 ~ 10 중량%로 구성되는 경우에 수분의 배출과 마스크의 여과성의 측면에서 가장 우수하다. 특히 중간루프층(55)에 포함된 도전성 나일론사에 의해 항균성이 발현되어 제조되는 일체형 항균 마스크(100)의 위생적인 사용이 가능하게 된다.

상기 중간루프층(55)은 폴리에스테르 DTY사와 도전성 나일론사 및 폴리우레탄 탄성사로 구성되되, 상기 폴리에스테르 DTY사는 35 ~ 40 중량%로 포함되고, 도전성 나일론사는 35 ~ 40 중량% 로 포함되며, 폴리우레탄 탄성사는 22 ~ 27 중량%로 포함되는 것이 특히 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50)은 폴리에스테르 DTY사로 구성되는 외피층(51)과 안면접촉층(53) 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)의 중간에 구비되되 폴리에스테르 DTY사와 도전성 나일론사 및 폴리우레탄 탄성사로 구성되는 중간루프층(55)이 적층되어 상호간에 유기적인 상호작용으로 항균성이 우수하며, 특히 착용자의 호흡으로부터 배출되는 수분을 배출하는 특성이 매우 우수하다.

본 발명에 따르면, 상기 중간루프층(55)에 포함되는 도전성 나일론사는 표면에 구리가 피막되어 도전성을 갖는다. 즉, 상기 도전성 나일론사는 나일론사의 표면에 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 무전해 도금법 등에 의해 구리 피막이 형성된다.

본 발명에 따른 도전성 나일론사는 섬유의 표면에 피막된 구리 성분에 의해서 전도성이 발현되어 정전기 등의 발생을 방지할 수 있으며, 특히 항균성을 부여하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 도전성 나일론사의 표면에 피막된 구리 성분은 상기 도전성 나일론사의 총 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%인 것이 특히 바람직하다.

상기와 같이 3층 구조의 편물(45) 형태로 제조되는 본 발명의 항균 마스크 제조용 원단(50)의 두께는 1.0 ~ 2.0 mm 이며, 특히 원단의 평량은 350 ~ 400 g/m²인 것이 특히 바람직하다.

상기와 같이 두께와 평량을 갖는 경우에 일체형 항균 마스크(100)의 제조시 착용자의 안면과 마스크 간의 유격이 발생하지 않고 밀착력을 높힐 수 있게 된다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 3층 구조의 편물(45)은 이후에 편발수 코팅공정을 통해 상기 외피층(51)의 외측면에 편발수코팅층(60)을 형성함으로써, 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)를 제조할 수 있는 항균 마스크 제조용 원단(50)을 제조하게 된다. 상기와 같이 외피층(51)의 외측면에 편발수코팅층(60)이 형성됨으로써 착용자의 날숨에 포함된 수분의 발산특성이 한층 개선될 수 있다.

즉, 이를 상세히 살펴보면, 편발수 코팅공정은 원단 전체를 발수제로 처리하는 방식과는 달리 원단의 일측면 만을 발수처리하는 가공방법으로서, 원단에 대하여 발수 기능과 함께 흡수 기능을 모두 부여할 수 있는 특성을 갖는다.

즉, 원단의 일측면에 형성된 편발수코팅층(60)은 원단의 표면층과 착용자의 피부 사이에 발수층이 형성되어 상기 편발수코팅층(60)의 간극이 배수구의 역할을 하여 흡수기능이 뛰어나고 건조속도가 빠르며 표면층으로의 수분전이력을 증가시키게 된다. 이에 따라 기체 상태의 수분 입자를 용이하게 외부로 배출할 수 있게 된다.

즉, 편발수코팅층(60)이 형성된 원단의 표면에서는 수분을 공기 중으로 빠르게 배출하게 되므로 속건성 효과를 발휘할 수 있게 된다. 또한, 상기 편발수코팅층(60)은 수분이 원단의 내측으로 흡수되는 것을 방지하여 주므로 부분적인 발수효과를 발휘하게 된다.

그리고 상기 편발수코팅층(60)이 형성되지 않은 원단의 이면층은 수분을 적극적으로 흡수하여, 상기 편발수코팅층(60)이 형성된 원단의 표면층으로 이동시키게 된다.

이에 따라 착용자의 날숨에 포함된 수분은 편발수코팅층(60)이 형성되지 않은 안면접촉층(53)에서 빠르게 흡수하여 상기 편발수코팅층(60)이 형성된 외피층(51)으로 이동하게 된다. 상기와 같이 편발수코팅층(60)이 형성된 외피층(51)에서 수분을 공기 중으로 빠르게 배출하게 됨으로써, 일체형 항균 마스크(100) 내부의 습도가 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 편발수 코팅공정에 의해 외피층(51)의 외측면에 형성되는 편발수코팅층(60)은 0.5 ~ 10 ㎛의 높이로 형성될 수 있다.

상기와 같이 편발수코팅층(60)이 형성됨으로써, 마스크 착용자의 날숨에 포함된 수분이 상기 외피층(51)으로 신속히 이동되어 확산된 후 대기로 증발되므로, 상기 마스크의 내부가 항상 수분이 없는 건조한 상태를 유지하게 되어 쾌적성과 착용감을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 제조되는 항균 마스크 제조용 원단(50)은 이후에 통상의 제조공정을 거쳐 일체형 항균 마스크(100)로 제조될 수 있다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 항균 마스크(100)에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)는 도 1과 같이 일체형 항균 마스크(100)로 제조되는 것이 바람직하고, 특히 안면부(80)와 체결공(85)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 안면부(80)는 착용자의 안면 즉, 입과 코를 차폐하여 공기 중에 부유하는 분진 또는 바이러스 등의 세균으로부터 착용자의 호흡기(respiratory system)를 보호하거나, 또는 착용자의 호흡기로부터 주변으로 방출되는 분비물을 차단하게 된다.

또한, 상기 안면부(80)는 도 2에 되된 바와 같이 착용자의 안면의 대부분을 차폐함에 따라, 착용자의 안면을 향해 조사되는 자외선을 차단하고 겨울철에 추위를 막아주는 것도 가능하다.

상기 안면부(80)는 위에서 설명한 항균 마스크 제조용 원단(50)으로 제조됨에 따라 탄성과 신축성이 우수하고, 이에 따라 착용자의 안면에 밀착성이 우수하게 된다. .

이때, 안면부(80)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 봉제부(90)가 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기와 같이 안면부(80)의 중앙에 수직으로 봉제부(90)가 형성됨으로써, 착용시 착용자의 콧등을 중심으로 절곡되어 콧등을 감싸도록 돌출됨으로써 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 기밀 유지력을 더욱 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)에는 도 1에 도시된 바와 같이 체결공(85)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 체결공(85)은 상기 안면부(80)의 양측에 관통하도록 형성되어 착용자의 귀에 체결됨으로써 상기 안면부(80)를 착용자의 얼굴에 밀착하여 고정시키는 역할을 한다.

상기와 같이, 체결공(85)이 안면부(80)의 양측에 형성됨으로써, 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)는 일체형으로 제공될 수 있다.

즉, 일체형 항균 마스크(100)의 착용시 상기 일체형 항균 마스크(100)를 착용자의 안면에 밀착하기 위하여 별도의 이어밴드를 구비하는 것이 아니라, 하나의 원단 자체에 안면부(80) 및 체결공(85)이 함께 형성됨으로써 본 발명의 일체형 항균 마스크(100)가 제공될 수 있는 것이다.

이에 따라, 일체형 항균 마스크(100) 착용시 도 2에 도시된 바와 같이 착용자의 안면 노출 부위를 최소화할 수 있으므로, 특히 여과성을 높힐 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)는 안면부(80)의 전면에 착용자가 선호하는 캐릭터 이미지 등을 인쇄하여 사용자에게 심미적 만족감을 줄 수 있다. 또한, 상기 일체형 항균 마스크(100)는 안면부(80)의 전면에 군용 위장무늬를 인쇄하여, 군인들 안면 위장용으로 활용되는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)의 제조방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)를 제조하기 위하서는 우선 더블라셀 경편기를 이용하여 더블라셀 공정으로 본 발명에 따른 3층 구조의 편물(45)을 제조하는 단계를 포함한다(S100).

상기 S100 단계에서는, 외부를 향하는 외피층(51)과, 착용자의 안면과 접촉하는 안면접촉층(53) 및 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착하는 중간루프층(55)으로 구성되는 3층 구조의 편물(45)을 제조하게 된다.

상기와 같이 더블라셀 공정으로 제조되는 3층 구조의 편물(45)은 다음과 같이 제조될 수 있다. 즉, 편직기로는 통상의 2열 침상을 갖는, 이른바 더블라셀 경편기를 사용하며, 바람직하게는 실 공급구가 다수 개 있고, 동시에 복수 가닥의 실을 공급할 수 있는 피더(feeder)가 있는 더블라셀 경편기를 용하는 것이 바람직하다.

상기 더블라셀 경편기의 게이지는 사용 목적에 따라 적절하게 선정하는 것이 바람직하지만, 통상 20 내지 30 게이지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 3층 구조의 편물(45)의 제조시 외피층(51)과 안면접촉층(53)에 사용되는 원사는 폴리에스테르 DTY사를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 폴리에스테르 DTY사의 굵기는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 단사섬도가 0.5 내지 5 데니어인 것이 바람직하다.

특히, 외피층(51)과 안면접촉층(53)의 조직은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 더블라셀 경편기의 하나의 침상에 의해 형성되는 편조직인 것이 바람직하며, 예를 들면 평편(plain knitting)의 기본 조직, 터크편, 부편(float knitting), 하프 카디건편(half cardigan stitch), 레이스편, 첨사편 등의 변화 조직 등으로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 3층 구조의 편물(45)은 상부에 구비되는 외피층(51)과 하부에 구비되는 안면접촉층(53)을 결합하여 구성된 다층 경편물로서, 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)이 경편 구조로 이루어지고, 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착하는 중간루프층(55)을 형성하는 폴리에스테르 DTY사와 도전성 나일론사 및 폴리우레탄 탄성사를 사용하여 제조될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 3층 구조의 편물(45)의 상부에 구비되는 외피층(51)과 하부에 구비되는 안면접촉층(53)은 경편 구조로서, 상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)에 중간루프층(55)을 형성하여 연결함으로써 제조될 수 있다.

상기 S100 단계에서 제조된 3층 구조의 편물(45)은 이후에 상기 외피층(51)의 외측면에 편발수 코팅공정을 통해 편발수코팅층(60)을 형성하게 된다(S200).

상기 S200 단계는 상기 3층 구조의 편물(45)의 외피층(51)의 외측면에 편발수코팅층(60)을 형성함으로써, 착용자의 날숨에 포함되는 수분을 외부로 빠르게 방출하게 된다.

상기와 같이, S200 단계를 통해 외피층(51)의 외측면에 편발수코팅층(60)를 형성하게 되면, 편발수코팅층(60)이 형성되지 아니하여 발수능이 구비되지 않은 부분 즉 안면접촉층(53)을 통하여 착용자의 날숨에 포함된 수분이 먼저 흡수된다. 이때 편발수코팅층(60)이 형성되어 발수능이 구비된 부분에 의하여 모세관 현상이 발생하고 이에 의하여 편발수코팅층(60)이 형성된 외피층(51)으로 흡수된 수분은 외부로 빠르게 방출되므로 일체형 항균 마스크(100)의 착용시 쾌적함을 향상시킬 수 있다.

즉, 편발수코팅층(60)이 형성되지 않은 안면접촉층(53)을 통하여 착용자의 날숨에 포함된 수분이 빠르게 흡수되고, 또한 상기 외피층(51)에 형성된 편발수코팅층(60)에 의한 모세관 현상과 삽투압 현상에 의하여 상기 안면접촉층(53)을 통해 흡수된 수분은 빠르게 이동하여 배출된다.

이에 따라 착용자의 날숨에 포함된 수분을 외부로 조속히 확산 및 방출시킴으로써 마스크의 내부에 지속적인 쾌적성이 유지될 수 있고, 또한 장시간 착용시 발생할 수 있는 피부 트러블 및 세균 증식을 방지하여 2차 감염을 예방할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 편발수코팅층(60)를 형성하기 위해 사용되는 편발수 조성물(75)은, 발수제 2 ~ 5 중량%와, 증점제 5 ~ 10 중량%와, 증점보조제 0.1 ~ 0.5 중량%와, 등유 1 ~ 3 중량% 및 잔부의 물로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 편발수 조성물(75)에 포함되는 발수제는 발수성분을 구비함으로써 상기 안면접촉층(53)을 소수성화할 수 있다. 상기 발수제는 불소계 발수제, 실리콘계 발수제 및 우레탄계 발수제 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 C6계 또는 C8계의 불소제 발수제로 플루오르알킬아크릴레이트 공중합물을 포함하고, 상기 실리콘계 발수제는 폴리디메틸실록산을 포함하며, 상기 우레탄계 발수제는 블록이소시아네이트 공중합물을 포함할 수 있다.

상기 발수제의 함량이 편발수 조성물(75)의 중량 대비 2 중량% 미만이면, 상기 안면접촉층(53)을 소수성화하는 데 충분하지 않고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 상기 용매로 사용되는 물과의 혼합성이 너무 저하되어 상기 발수제가 상기 안면접촉층(53)에 불균일하게 코팅되는 문제가 있다.

또한, 상기 증점제는 상기 편발수코팅층(60)가 소정의 패턴으로 구비될 수 있도록, 상기 편발수 조성물(75)의 유동성을 제어하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 증점제는 폴리에틸렌 글라이콜 디스테아레이트 (Poly(ethylene glycol)distearate), 디에틸렌 글라이콜 (Diethylene glycol) 중 어느 하나 이상일 수 있다.

상기 증점제가 편발수 조성물(75)의 중량 대비 5 중량% 미만이면 상기 편발수 조성물(75)을 상기 원단(110) 상에 코팅하고 건조하는 과정에서 패턴화된 형태의 경계가 없어져 문제가 되고, 10 중량%를 초과하면 상기 편발수 조성물(75)의 점도가 너무 높아서 패턴의 두께, 폭 등의 형상을 제어하기 어렵다는 문제가 있다.

상기 증점보조제는 편발수 조성물(75)의 증점효과를 증가시켜주고, 코팅 작업성을 개선하는 효과를 갖는 것으로써, 이는 메틸셀룰로오스가 바람직하다. 상기 증점보조제가 편발수 조성물(75)의 중량 대비 0.1 중량% 미만인 경우에는 증점효과가 불량하며, 0.5 중량%를 초과하는 경우에는 상기 편발수 조성물(75)이 고점도화되어 작업성이 나빠지고 수분증발 속도가 지연되어 건조시간이 길어지는 단점이 있다.

본 발명에서 증점보조제인 메틸셀룰로오스는 바람직하게는 순도가 98% 이상이고 겉보기 비중이 250 ∼ 350 g/ℓ 이며, 2% 수용액 점도가 12,000∼18,000 cps인 것이 특히 바람직하다.

또한 상기 편발수 조성물(75)에 포함되는 등유(kerosene)는 원유로부터 분별증류하여 얻는 끓는점의 범위가 180 ~ 250 ℃인 석유로서, 편발수 조성물(75)의 중량 대비 1 ~ 3 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 등유는 상기 발수제와 증점제 등의 유화성을 개선함으로써, 상기 편발수 조성물(75)의 조제를 용이하게 하고, 이후에 건조속도를 개선하게 된다. 특히 상기 등유는 편발수 조성물(75)에 포함되어 편발수 코팅단계(S200)에서 상기 안면접촉층(53)의 내면에 코팅된 상기 편발수 조성물(75)이 상기 안면접촉층(53)의 내부로 확산 및 침투하는 것을 방지하게 된다.

본 발명에 따른 상기 편발수 조성물(75)은 상기 발수제, 증점제, 증점보조제 및 등유와 함께 잔부의 물을 포함하여 제조된다.

상기와 같은 조성비로 제조되는 편발수 조성물(75)은 점도가 8,000 ~ 10,000 cps 인 것이 특히 바람직하다. 상기 편발수 조성물(75)의 점도가 8,000 ~ 10,000 cps 인 경우에 S200 단계의 작업성이 우수하고, 편발수코팅층(60)의 두께를 균일하고 박막 즉, 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께로 코팅할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 편발수 코팅단계 즉, S200 단계를 수행하기 위한 편발수 코팅장치의 개략도이다.

본 발명에 따른 상기 편발수 코팅장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상,하부 롤러(70, 72)와 상기 상하부 롤러를 구동하기 위한 구동모터(미도시)를 구비한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터를 구동하여 상, 하부 롤러(70, 72)를 회전시키되, 상기 하부롤러(72)는 시계 방향으로 회전하고, 상부롤러(70)는 반시계 방향으로 회전시킨다. 상기와 같이 회전되는 상, 하부 롤러(70, 72)의 사이로 원단(45)이 공급되고, 이때 편발수 조성물(75)은 상기 3층 구조의 편물(45)의 외피층(51)의 외측면에 인날됨으로써 편발수코팅층(60)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 편발수코팅층(60)의 코팅두께는 0.5 ~ 10 ㎛인 것이 특히 바람직하다.

도 3과 같이, 상기 상, 하부 롤러(70, 72)를 이용하여 편발수 조성물(75)의 인날시 3층 구조의 편물(45)의 인날속도는 20 ~ 40 m/분 인 것이 바람직하다. 상기 인날속도가 20 m/분 미만인 경우에는 인날속도가 너무 느려 생산성이 떨어지고, 인날속도가 40 m/분을 초과하는 경우에는 3층 구조의 편물(45)의 표면에 인날된 편발수 조성물(75)이 번져 원하는 패턴을 얻을 수 없게 된다.

상기와 같이 S200 단계에서 편발수코팅층(60)이 형성된 3층 구조의 편물(45)은 이후에 챔버 내에서 열풍을 가하여 건조시키는 단계(S300)를 거치게 된다.

상기 S300 단계가 완료된 3층 구조의 편물(45)은 이후에 큐어링 및 폭출하는 후처리 단계(S400)를 거치게 된다.

상기 S400 단계에서는 상기 3층 구조의 편물(45)의 외피층(51)의 외측면에 형성된 편발수코팅층(60)의 결합을 보다 견고하도록 텐터를 통하여 큐어링을 수행할 수 있다. 또한, 상기 후처리 단계(S400)에서는 상기 3층 구조의 편물(45)의 형태 안정성을 부여하고, 상기 3층 구조의 편물(45)의 폭과 중량을 조절하기 위하여 폭출처리를 함께 수행할 수 있다.

상기 후처리 단계(S400)에서 수행하는 큐어링은 120 ℃ 내지 190 ℃의 스팀으로 1분 내지 3분 동안 처리할 수 있다. 상기 후처리 단계(S500)시 처리온도가 120℃ 미만인 경우에는 상기 3층 구조의 편물(45)의 외피층(51)과 상기 편발수코팅층(60)의 결합이 충분하게 수행되지 못하여 수세 단계에서 상기 편발수 조성물(75)이 탈리되는 현상이 발생할 수 있다.

또한 상기 후처리 단계(S400)시 처리온도가 190 ℃ 를 초과하는 경우에는 상기 편발수코팅층(60)이 녹는 등의 형상이 발생할 수 있으며, 과도한 에너지 소모에 의해 경제성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 후처리 단계(S400)시 처리시간이 1분 미만인 경우에는 상기 큐어링이 충분히 수행되지 않아 문제되고, 3분을 초과하는 경우에는 불필요한 에너지 낭비에 의하여 공정효율을 저하시키게 된다.

또한, 상기 후처리 단계(S400)에서 사용되는 스팀의 압력은 1.2 ~ 3.0 ㎏f/㎡ 인 것이 바람직하다.

상기 후처리 단계(S400)를 마친 후에 본 발명에 따른 항균 마스크 제조용 원단(50)의 제조가 완료된다.

상기와 같이 제조된 항균 마스크 제조용 원단(50)은 이후에 재단하는 단계(S500)를 거쳐 본 발명에 따른 일체형 항균 마스크(100)를 제조하게 된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 소정 형상으로 재단된 항균 마스크 제조용 원단(50)의 양측에 체결공(85)을 천공함으로써, 일체형 항균 마스크(100)의 제조가 완료된다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 일체형 항균 마스크(100)는 구리 성분이 피막된 도전성 나일론사에 의해 공기 중에 포함된 바이러스 등의 병원체를 살균함으로써, 마스크를 장시간 위생적으로 사용이 가능하게 된다. 또한 정전기 등의 발생을 억제하는 효과를 갖는다. 특히, 마스크 내부의 습도가 증가하는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 마스크의 장시간 착용시 발생할 수 있는 피부 트러블 및 세균 증식을 방지하여 2차 감염을 예방하는 효과를 갖는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

45 : 3층 구조의 편물
50 : 항균 마스크 제조용 원단
51 : 외피층
53 : 안면접촉층
55 : 중간루프층
60 : 편발수코팅층
80 : 안면부
85 : 체결공
90 : 봉제부
100 : 일체형 항균 마스크

Claims

착용자의 코와 입을 외부와 차단하는 항균 마스크 제조용 원단(50)으로서,
두께는 1.0 ~ 2.0 mm 이고, 평량은 350 ~ 400 g/m²이며,
외부를 향하되, 폴리에스테르 DTY사로 제조되어 전체 항균 마스크 제조용 원단(50) 대비 30 ~ 35 중량%로 포함되는 외피층(51);
착용자의 안면과 접촉하되, 폴리에스테르 DTY사로 제조되어 30 ~ 35 중량%로 포함되는 안면접촉층(53); 및
상기 외피층(51)과 안면접촉층(53)을 결착하되, 0.5 ~ 5 데니어인 폴리에스테르 DTY사와 3 ~ 5 데니어인 도전성 나일론사 및 3 ~ 5 데니어인 폴리우레탄 탄성사로 구성되어 20 ~ 30 중량%로 포함되는 중간루프층(55)을 포함하는 3층 구조의 편물(45)로 구성되고,
상기 외피층(51)의 외측면에 5 ~ 10 중량%로 포함되고, 0.5 ~ 10 ㎛의 높이를 갖는 편발수코팅층(60)이 형성되되,
상기 편발수코팅층(60)을 형성하기 위한 편발수 조성물(75)은 발수제 2 ~ 5 중량%와, 증점제 5 ~ 10 중량%와, 증점보조제 0.1 ~ 0.5 중량%와, 등유 1 ~ 3 중량% 및 잔부의 물로 구성되는 것을 특징으로 하는 항균 마스크 제조용 원단(50).
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청구항 1에 있어서,
상기 도전성 나일론사는 나일론사의 표면에 구리가 피막된 것을 특징으로 하는 항균 마스크 제조용 원단(50).
청구항 4에 있어서,
상기 도전성 나일론사에 피막된 구리 피막은 상기 도전성 나일론사의 총 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 항균 마스크 제조용 원단(50).
착용자의 코와 입을 외부와 차단하기 위한 탄력 재질의 안면부(80)로서, 청구항 1, 4, 5 중 어느 한 항의 항균 마스크 제조용 원단(50)으로 제조되는 안면부(80);
상기 안면부(80)의 양측에 천공되어 착용자의 귀에 체결될 수 있도록 형성된 체결공(85):을 포함하며,
상기 안면부(80)와 체결공(85)은 하나의 원단에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 항균 마스크(100).
상부에 구비되는 경편 구조의 외피층(51)과 하부에 구비되는 경편 구조의 안면접촉층(53)을 중간루프층(55)이 결착하여 구성된 3층 구조의 편물(45)을 제조하는 단계(S100);
상기 3층 구조의 편물(45)의 일측면에 0.5 ~ 10 ㎛의 높이를 갖는 편발수코팅층(60)을 형성하는 단계(S200);
상기 편발수코팅층(60)이 형성된 3층 구조의 편물(45)을 건조하는 단계(S300);
상기 건조된 3층 구조의 편물(45)을 후처리하여 청구항 1, 4, 5 중 어느 한 항의 항균 마스크 제조용 원단(50)을 제조하는 단계(S400); 및
상기 항균 마스크 제조용 원단(50)을 재단하는 단계(S500);를 포함하는 일체형 항균 마스크(100)의 제조방법