KR102278363B1 - 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크 - Google Patents

천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크에 관한 것으로서, 본 발명의 일면에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 일면에 발수층이 형성된 제1원단을 준비하는 단계, 천연라텍스, 노화방지제, 황, 올레인산, 산화아연, 가황촉진제 및 응고제를 혼합 및 교반하여 라텍스혼합물을 제조하는 단계, 제1원단의 일면에 라텍스혼합물을 1 내지 2mm의 두께로 도포하는 단계, 도포된 라텍스혼합물에 일면에 발수층이 형성된 제2원단을 합지하여 반제품을 제조하는 단계, 반제품을 열처리하여 라텍스층을 형성하는 단계 및 열처리된 반제품을 상온까지 냉각하여 마스크용 원단을 완성하는 단계를 포함한다.

Description

천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크{MASK FABRIC USING NATURAL LATEX AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND MASK APPLYING THE SAME}
본 발명은 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크 본체에 라텍스를 구비하여 통기성을 갖되 먼지를 차단할 수 있고, 외부물질에 의한 마스크 본체의 오염을 방지할 수 있는 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크이다.
일반적으로, 코와 입을 감싸서 먼지, 타액 등의 유해물질로부터 호흡기를 보호하기 위해 마스크를 사용하고 있다.
마스크는 코와 입을 감싸는 마스크 본체와 마스크 본체가 코와 입을 감싼 상태를 유지할 수 있도록 양측 귀 혹은 후두부에 걸 수 있는 걸이끈으로 구성된다.
종래 기술에 따른 마스크 본체는 부직포나 면으로 이루어지는 것이 일반적이었다.
하지만, 마스크 본체가 부직포나 면으로 이루어질 경우 별도의 필터를 구비하지 않아 먼지를 효과적으로 거를 수 없고, 부직포나 면이 침 등의 외부물질에 오염되면 세균이 증식할 위험이 있었다.
이를 해결하기 위해 별도의 먼지 차단용 필터 및 항균성 필터 등을 마스크 본체에 구비하여 기능성을 부여한 마스크가 안출되었으나, 마스크 본체에 복수 개의 기능을 부여하고자 할 때 각 기능에 대응되는 필터를 각각 구비하여야 하는 불편함이 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 기능성이 부가된 마스크 본체는 일정 기간 이상 사용 시 필터의 기능이 저하되거나 심할 경우 그 기능을 잃어 호흡기를 보호하기 위해 새 마스크를 구비해야 하거나 마스크 본체에 구비된 필터를 교체해야 하는 불편함이 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0482747호, 2017.02.22.자 등록
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스크에 먼지 차단 및 항균성을 포함하는 기능성을 부가하고 일정 기간 이상 사용하여 마스크의 기능성이 저하하면 세탁하는 것을 통해 기능성을 회복할 수 있도록, 라텍스층이 구비되는 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크에 관한 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단은 발수층이 일면에 형성된 제1원단, 천연라텍스를 포함하고 일면이 제1원단의 일면에 천연라텍스의 접착력에 의해 접착되는 라텍스층 및 발수층이 일면에 형성되고 일면이 라텍스층의 타면에 천연라텍스의 접착력에 의해 접착되는 제2원단을 포함한다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 일면에 발수층이 형성된 제1원단을 준비하는 단계, 천연라텍스, 노화방지제, 황, 올레인산, 산화아연, 가황촉진제 및 응고제를 혼합 및 교반하여 라텍스혼합물을 제조하는 단계, 제1원단의 일면에 라텍스혼합물을 1 내지 2mm의 두께로 도포하는 단계, 도포된 라텍스혼합물에 일면에 발수층이 형성된 제2원단을 합지하여 반제품을 제조하는 단계, 반제품을 열처리하여 라텍스층을 형성하는 단계 및 열처리된 반제품을 상온까지 냉각하여 마스크용 원단을 완성하는 단계를 포함한다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크는 마스크에 천연라텍스를 이용한 라텍스층을 구비함으로써 복수 개의 필터를 구비할 필요없이 마스크에 먼지 차단 및 항균성을 포함하는 기능성을 부가할 수 있다.
또한, 세탁 후에도 마스크의 기능성이 유지됨에 따라 일정 기간 이상 사용하여 마스크의 기능성이 저하되면 새 마스크를 구비하거나 필터를 교환할 필요없이 마스크를 세탁하여 재사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단을 적용한 마스크의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단을 적용한 마스크 시제품의 전면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단을 적용한 마스크 시제품의 후면을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단과 그 제조방법 및 이를 적용한 마스크를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단은 제1원단(100), 라텍스층(200) 및 제2원단(300)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 제1원단 준비단계(S100), 라텍스혼합물 제조단계(S200), 도포단계(S300), 반제품 제조단계(S400), 라텍스층 형성단계(S500) 및 냉각단계(S600)를 포함한다.
먼저, 발수층이 일면에 형성된 제1원단을 준비한다(S100).
제1원단 준비단계(S100)는 발수층이 일면에 형성되고, 통기성을 갖도록 통기공이 형성되며, 두께가 0.3 내지 0.7mm인 제1원단(100)을 준비하는 것일 수 있다.
제1원단 준비단계(S100)에서 준비되는 제1원단(100)은 라텍스혼합물이 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않게 밀도를 갖는 것일 수 있다.
제1원단(100)의 두께가 0.3mm 미만이면 원단이 얇아 마스크용 원단(10)의 내구성이 떨어질 수 있고, 0.7mm를 초과하면 마스크용 원단(10)을 적용한 마스크 착용 시 착용자의 호흡이 어려울 수 있다.
바람직하게, 제1원단(100)의 두께는 0.5mm일 수 있다.
제1원단 준비단계(S100)에서 준비되는 제1원단(100)은 천연 섬유 및 합성 섬유 중 적어도 하나의 섬유로 이루어진 직물(textile)일 수 있다.
제1원단(100)의 일면에 형성된 발수층은 라텍스혼합물 도포단계(S300)에서 제1원단(100)의 일면에 도포되는 라텍스혼합물이 제1원단(100)에 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않도록 하는 것일 수 있다.
제1원단(100)의 일면에 형성된 발수층이 라텍스혼합물을 제1원단(100)에 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않도록 함에 따라 제1원단(100)에 형성된 통기공이 라텍스혼합물에 의해 차단되지 않을 수 있고, 도포된 라텍스혼합물이 제1원단(100)의 일면에 도포된 상태를 유지할 수 있다.
여기서, 제1원단(100)에 형성된 발수층은 일면에 형성된 것이라고 하였으나, 제1원단(100)의 양면 모두에 형성되는 것도 제한하지 않는다.
제1원단(100)에 형성된 발수층은 제1원단(100)을 물 100 중량부에 발수제 8 내지 10 중량부를 혼합한 발수액으로 발수 처리하여 제1원단(100)에 형성되는 것일 수 있다.
제1원단(100)을 발수 처리하는 발수액의 발수제 함량이 8 중량부 미만이면 제1원단(100)에 형성되는 발수층의 발수력이 약해 제1원단(100)에 라텍스혼합물 도포 시 라텍스혼합물이 제1원단(100)을 완전히 통과하여 제1원단(100)에 형성된 통기공을 차단해 제1원단(100)의 통기성이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라, 라텍스층(200)의 형성에 어려움이 있을 수 있다.
제1원단(100)을 발수 처리하는 발수액의 발수제 함량이 10 중량부를 초과하면 제1원단(100)의 발수성이 강해 라텍스혼합물이 제1원단(100)에 일정깊이로 침투하지 못할 뿐만 아니라, 제1원단(100)에 도포된 상태를 원활하게 유지하지 못할 수 있다.
천연라텍스 12000 내지 16000 중량부, 노화방지제 70 내지 80 중량부, 황 310 내지 380 중량부, 올레인산 90 내지 110 중량부, 가황촉진제 50 내지 70 중량부, 산화아연 180 내지 220 중량부 및 응고제 15 내지 25 중량부를 혼합 및 교반하여 라텍스혼합물을 제조한다(S200).
라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 제조되는 라텍스혼합물은 라텍스층 형성단계(S500)에서 응고 및 경화되어 항균성을 가지고, 통기성을 가지되 먼지는 차단하는 미세기공이 형성된 라텍스층(200)을 형성하는 것일 수 있다.
라텍스혼합물 제조단계(S200)은 제1혼합물 제조단계(S210), 교반단계(S220) 및 응고제 혼합단계(S230)를 포함하는 것일 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)은 천연라텍스 12000 내지 16000 중량부, 노화방지제 70 내지 80 중량부, 황 310 내지 380 중량부, 올레인산 90 내지 110 중량부, 가황촉진제 50 내지 70 중량부 및 산화아연 180 내지 220 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 것일 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 천연라텍스는 고무나무의 껍질에 상처를 내면 흘러나오는 천연고무액을 농축한 고무원액일 수 있고, 물 35 내지 45 중량부에 라텍스 고형분 55 내지 65 중량부가 분산된 에멀전(emulsion)일 수 있으며, 바람직하게 물 40 중량부에 라텍스 고형분 60 중량부가 분산된 것일 수 있다.
한편, 천연라텍스는 자체적으로 항균성을 갖는 물질로, 이를 이용하여 라텍스층(200)을 제조하면 별도의 항균성 물질 첨가 없이 마스크용 원단(10)이 항균성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 마스크용 원단(10) 및 이를 적용한 마스크(20)는 화학물질의 첨가를 최소화함으로써, 화학물질의 냄새 및 유해성을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 천연라텍스의 라텍스 고형분 함량이 55 중량부 미만이면 라텍스 고형분의 함량이 적어 라텍스혼합물 발포 시 형성되는 라텍스층(200)이 밀도 있게 형성되지 못하여 라텍스층(200)의 미세먼지 차단성이 떨어질 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 천연라텍스의 라텍스 고형분 함량이 65 중량부를 초과하면 천연라텍스의 점도가 높아 공정상의 어려움이 있을 수 있고, 라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 밀도가 커짐에 따라 라텍스층(200)의 통기성이 저하되어 착용자가 마스크용 원단(10)을 적용한 마스크(20) 착용 시 호흡에 어려움을 느낄 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 노화방지제는 라텍스층(200)이 노화 및 산화되는 것을 방지하기 위해 첨가되는 것으로, 통상적으로 사용가능한 물질을 모두 사용할 수 있고, 노화방지제의 첨가량이 70 중량부 미만이면 라텍스층(200)이 노화 및 산화되는 것을 방지하는 효과가 떨어질 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 황(sulfur)은 라텍스층 형성단계(S500)에서 천연라텍스를 가황(vulcanization)함으로써 라텍스혼합물을 경화시켜 라텍스층(200)을 형성하기 위해 첨가하는 것으로, 황의 첨가량이 310 중량부 미만이면 천연라텍스의 가황이 완전히 일어나지 않아 라텍스층(200)의 형성에 어려움이 있을 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 올레인산(oleic acid)은 교반단계(S220)에서 제1혼합물을 교반함으로써 제1혼합물에 기포가 형성되도록 하기 위해 발포제로서 첨가되는 것일 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 올레인산의 첨가량이 90 중량부 미만이면 교반단계(S220)에서 제1혼합물 교반 시 제1혼합물에 기포가 충분히 형성되지 않을 수 있고, 첨가량이 110 중량부를 초과하면 교반단계(S220)에서 제1혼합물에 기포가 과하게 형성될 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 가황촉진제는 천연라텍스의 황에 의한 가황을 촉진하기 위한 것으로, 고무 제조 시 통상적으로 사용되는 사용되는 물질을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 1,3 - Diphenylguanidine일 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 가황촉진제의 함량이 50 중량부 미만이면 천연라텍스의 황에 의한 가황 시간이 오래 걸려 마스크용 원단(10)의 생산성이 떨어질 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 산화아연은 가황촉진제와 함께 천연라텍스의 황에 의한 가황을 촉진하기 위한 것으로, 바람직하게, 활성아연화(Active Zinc Oxide)일 수 있다.
한편, 활성아연화는 일반적인 산화아연의 비표면적(3~5m2/g)보다 상대적으로 비표면적(60 내지 90m2/g)이 커 화학적 반응성이 뛰어나 라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스혼합물에 첨가된 천연라텍스의 가황을 보다 효과적으로 촉진시켜 마스크용 원단(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
제1혼합물 제조단계(S210)에서 산화아연의 첨가량이 180 중량부 미만이면 라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스혼합물에 첨가된 천연라텍스의 가황 시간이 오래 걸려 마스크용 원단(10)의 생산성이 떨어질 수 있다.
바람직하게, 제1혼합물 제조단계(S210)는 천연라텍스 14000 중량부, 노화방지제 80 중량부, 황 340 중량부, 올레인산 100 중량부, 가황촉진제 60 중량부 및 산화아연 200 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 것일 수 있다.
교반단계(S220)는 제1혼합물 제조단계(S210)에서 제조된 제1혼합물을 교반하여 4 내지 5배의 발포배율로 발포하는 것일 수 있다.
교반단계(S220)에서 제1혼합물 제조단계(S210)에서 제조된 제1혼합물을 교반하면 올레인산에 의해 제1혼합물에 복수 개의 기포가 형성되게 되고, 제1혼합물에 형성된 기포는 라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스층(200)의 오픈셀(open cell) 구조를 갖는 미세기공으로 형성될 수 있다.
교반단계(S220)에서 제1혼합물을 교반하는 것을 통해 달성되는 제1혼합물의 발포 배율이 4배 미만이면 라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 밀도가 커짐에 따라 라텍스층(200)의 통기성이 저하되어 착용자가 마스크용 원단(10)을 적용한 마스크(20) 착용 시 호흡에 어려움을 느낄 수 있다.
교반단계(S220)에서 제1혼합물을 교반하는 것을 통해 달성되는 제1혼합물의 발포 배율이 5배를 초과하면 제1혼합물에 기포가 과하게 형성되어 라텍스층 형성단계(500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 밀도가 낮아져 마스크용 원단(10) 및 이를 적용한 마스크(20)의 라텍스층(200)에 의한 먼지 차단이 효과적으로 이루어지지 않을 수 있다.
바람직하게, 교반단계(S220)는 제1혼합물 제조단계(S210)에서 제조된 제1혼합물을 교반하여 4.5배의 발포배율로 발포하는 것일 수 있다.
응고제 투입단계(S230)는 교반단계(S220)에서 기포가 형성된 제1혼합물에 응고제 15 내지 25 중량부를 혼합하여 라텍스혼합물을 제조하는 것일 수 있다.
응고제 투입단계(S230)에서 응고제는 라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스혼합물을 응고시키기 위해 첨가되는 것으로, 포름산(Formic acid) 및 아세트산(Acetic acid) 중 적어도 하나일 수 있다.
응고제 투입단계(S230)에서 응고제의 함량이 15 중량부 미만이면 라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스혼합물의 응고가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
바람직하게, 응고제 투입단계(S230)는 교반단계(S220)에서 기포가 형성된 제1혼합물에 응고제 20 중량부를 혼합하여 라텍스혼합물을 제조하는 것일 수 있다.
라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 노화방지제, 황, 올레인산, 가황촉진제, 산화아연 및 응고제의 첨가량이 전술한 각각의 상한을 초과하면 각 성분을 첨가하는 효과가 충분해 더 이상의 첨가가 의미가 없고 화학 물질의 첨가를 최소화한다는 본 발명의 취지에 어긋날 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 라텍스혼합물 제조 시 피톤치드 추출물 240 내지 320 중량부를 함께 혼합 및 교반하여 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스혼합물을 제조할 수 있다.
여기서, 피톤치드 추출물은 전나무, 구상나무, 소나무, 잣나무, 리기다 소나무, 삼나무, 편백나무, 화백나무, 향나무 및 측백나무 중 적어도 하나에 의해 추출되는 추출물일 수 있고, 바람직하게는 편백나무의 잎, 줄기, 가지 중 적어도 하나를 수증기 증류법으로 처리해 제조되는 것일 수 있다.
라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 피톤치드 추출물의 첨가량이 240 중량부 미만이면 라텍스층(200)의 항균성 향상 효과가 떨어질 수 있고, 피톤치드 추출물의 첨가량이 충분하여 더 이상의 첨가가 의미가 없고, 피톤치드의 향이 강해져 착용자가 마스크용 원단(10)을 적용한 마스크 착용 시 거부감을 느낄 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 라텍스혼합물 제조 시 피톤치드 추출물 280 중량부를 함께 혼합 및 교반하여 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스 혼합물을 제조할 수 있다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 제1혼합물 제조 시 피톤치드 추출물 280 중량부를 함께 혼합 및 교반함에 따라 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스 혼합물을 제조할 수 있다.
라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 라텍스혼합물 제조 시 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스혼합물을 제조하면 라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 항균성이 피톤치드 추출물에 의해 더욱 향상될 수 있다.
한편, 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 사용되는 천연라텍스는 유통 등의 이유로 장기간 보관 시 응고되는 것을 방지하기 위해 불가피하게 소량의 암모니아를 투입하게 된다.
천연라텍스에 투입된 암모니아는 라텍스혼합물 제조 단계(S200) 및 라텍스층 형성단계(S500)를 거치며 대부분 휘발하지만, 천연라텍스의 저장성을 높이기 위해 암모니아 투입량이 늘어날 경우 투입된 암모니아가 모두 휘발되지 않을 수 있다.
천연라텍스에 투입된 암모니아가 모두 휘발되지 않으면 라텍스층(200)에 암모니아가 일부 잔존하게 되고, 이에 따라, 라텍스층 형성단계(S500)에서 제조되는 라텍스층(200)에 악취가 발생해 착용자가 불쾌감을 느낄 수 있다.
라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 라텍스혼합물 제조 시 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스혼합물을 제조하면 천연라텍스에 투입된 암모니아가 라텍스혼합물 제조 단계(S200) 및 라텍스층 형성단계(S500)를 거치며 모두 휘발되지 않더라도 피톤치드 추출물에 의해 라텍스층(200)에서 발생하는 암모니아로 인한 악취가 소취될 수 있다.
다음으로, 제1원단(100)의 일면에 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 제조된 라텍스혼합물을 1 내지 2mm의 두께로 도포한다(S300).
도포단계(S300)에서 제1원단(100)의 일면에 라텍스혼합물을 도포하면 제1원단(100)의 일면에 형성된 발수층에 의해 라텍스혼합물이 제1원단(100)에 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않을 수 있다.
도포단계(S300)에서 제1원단(100)의 일면에 라텍스혼합물을 도포하여 라텍스혼합물이 제1원단(100)에 일정깊이로 침투하면 라텍스층 형성단계(S500)에서 침투된 라텍스혼합물이 경화되어 제1원단(100)과 라텍스층(200)이 별도의 접착제 없이 천연라텍스의 접착력에 의해 서로 접착될 수 있다.
도포단계(S300)에서 도포두께가 1mm 미만이면 라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 두께가 얇아 라텍스층(200)의 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 먼지의 차단이 어려울 수 있다.
도포단계(S300)에서 도포두께가 2mm를 초과하면 라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 두께가 굵어 마스크용 원단(10)의 통기성이 저하될 수 있다.
바람직하게, 도포단계(S300)는 제1원단(100)의 일면에 라텍스혼합물을 1.5mm 내지 2mm의 두께로 도포하는 것일 수 있다.
제1원단(100)의 일면에 도포된 라텍스혼합물에 발수층이 일면에 형성된 제2원단(300)의 일면을 합지하여 반제품을 제조한다(S400).
반제품 제조단계(S400)에서 제1원단(100)의 일면에 도포된 라텍스혼합물에 합지하는 제2원단(300)은 라텍스혼합물이 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않게 밀도를 갖는 것일 수 있다.
여기서, 제2원단(300)에 형성된 발수층은 일면에 형성된 것이라고 하였으나, 제2원단(300)의 양면 모두에 형성되는 것도 제한하지 않는다.
반제품 제조단계(S400)에서 합지되는 제2원단(300)에 형성된 발수층은 제2원단(300)을 물 100 중량부에 발수제 8 내지 10 중량부를 혼합한 발수액으로 발수 처리하여 제2원단(300)에 형성되는 것일 수 있다.
제2원단(300)을 발수 처리하는 발수액의 발수제 함량이 8 중량부 미만이면 제1원단(100)에 형성되는 발수층의 발수력이 약해 라텍스혼합물이 제2원단(300)을 완전히 통과하여 제1원단(100)에 형성된 통기공을 차단해 제2원단(300)의 통기성이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라, 라텍스층(200)의 형성에 어려움이 있을 수 있다.
제2원단(300)을 발수 처리하는 발수액의 발수제 함량이 10 중량부를 초과하면 제2원단(300)의 발수성이 강해 라텍스혼합물이 제2원단(300)에 일정깊이로 침투하지 못할 수 있다.
반제품 제조단계(S400)에서 제2원단(300)의 일면을 제1원단(100)의 일면에 도포된 라텍스혼합물에 합지하면 라텍스혼합물이 제2원단(300)에 일정깊이로 침투하되 제2원단(300)의 일면에 형성된 발수층에 의해 완전히 통과하여 유출되지 않을 수 있다.
반제품 제조단계(S400)에서 제2원단(300)의 일면에 라텍스혼합물이 일정깊이로 침투하면 라텍스층 형성단계(S500)에서 침투된 라텍스혼합물이 경화되는 것에 의해 별도의 접착제 없이 천연라텍스의 접착력에 의해 제2원단(300)과 라텍스층(200)이 서로 접착될 수 있다.
한편, 라텍스혼합물 제조단계(S200)에서 제조되는 라텍스혼합물은 물을 용매로 함에 따라 제1원단(100) 및 제2원단(300)의 일면에 도포되면 제1원단(100) 및 제2원단(300)의 일면에 형성된 발수층에 의해 제1원단(100) 및 제2원단(300)에 일정 깊이로 침투하되 완전히 통과하지 않을 수 있다.
반제품 제조단계(S400)에서 제조된 반제품을 125 내지 145℃의 온도와 5 내지 6kgf/cm2의 압력을 갖는 스팀으로 열처리하여 라텍스층을 형성한다(S500).
라텍스층 형성단계(S500)는 반제품 제조단계(S400)에서 제조된 반제품을 열처리하여 제1원단(100)과 제2원단(300) 사이의 라텍스혼합물을 응고 및 경화시켜 라텍스층(200)을 형성하는 것일 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 스팀의 온도가 125℃ 미만이면 라텍스혼합물의 응고 및 경화가 원활하게 이루어지지 않을 수 있고, 145℃를 초과하면 라텍스혼합물이 과가류될 수 있고, 제1원단(100)과 제2원단(300) 및 제1원단(100)과 제2원단(300) 사이의 라텍스혼합물이 열에 의해 손상을 입을 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 스팀은 라텍스혼합물의 천연라텍스의 라텍스 고형분이 응집(coagulation)되도록 하기 위해 가하는 것일 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 스팀의 압력이 5kgf/cm2 미만이면 스팀의 압력이 낮아 라텍스 고형분의 응집이 효과적으로 이루어지지 않아 라텍스층(200)의 형성이 어려울 수 있고, 6kgf/cm2을 초과하면 라텍스층(200)을 형성하기 위한 압력이 충분하고, 압력이 과할 경우 고압으로 인해 공정상 안전의 문제가 있을 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 반제품 제조 단계(S400)에서 얻어지는 반제품을 열처리하여 라텍스혼합물이 경화됨으로써, 제1원단(100)과 제2원단(300)에 일정 깊이로 투입된 라텍스혼합물도 함께 경화됨에 따라 제1원단(100) 및 제2원단(300)과 라텍스층(200)은 별도의 접착제 없이 서로 접착될 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 라텍스혼합물이 응고 및 경화됨에 따라 올레인산에 의해 라텍스혼합물에 형성된 기포가 라텍스층(200)의 미세기공으로 형성될 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)은 통기성을 갖는 동시에 먼지를 차단할 수 있도록 크기가 0.5 내지 1㎛인 미세기공이 형성된 것일 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)에 형성된 미세기공은 제1원단(100)과 제2원단(300)에 형성된 통기공과 연통할 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)의 미세기공과 제1원단(100)과 제2원단(300)의 통기공이 연통함으로써 마스크용 원단(10)의 통기성이 확보될 수 있다.
라텍스층 형성단계(S500)에서 형성되는 라텍스층(200)은 미세먼지를 차단하면서도 형성된 미세기공이 제1원단(100)과 제2원단(300)의 통기공과 연통할 수 있도록 밀도가 0.08 내지 0.09g/cm3일 수 있다.
마지막으로, 라텍스층 형성단계(S500)에서 얻어지는 반제품을 상온까지 냉각하여 마스크용 원단(10)을 완성한다(S600).
본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법은 마스크 제조 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
마스크 제조 단계(S700)는 냉각 단계(S600)에서 얻어지는 마스크용 원단(10)을 이용하여 마스크(20)를 제조하는 단계일 수 있다.
도 3 내지 5에 마스크용 원단(10)을 이용하여 제조된 마스크(20)의 사시도 및 시제품을 나타내었으나, 이는 마스크용 원단(10)을 적용한 마스크(20)의 일 예를 나타낸 것일 뿐, 마스크용 원단(10)을 이용하여 다른 형태의 마스크(20)를 제조하는 것 역시 제한하지는 않는다.
<실시예 1>
먼저, 발수층이 일면에 형성되고 두께가 0.5mm인 제1원단(100)을 준비하였다. 제1원단(100)의 일면에 형성된 발수층은 물 100 중량부에 발수제 9 중량부를 혼합한 발수액으로 발수 처리하는 것을 통해 형성된 것이다.
천연라텍스 14000 중량부, 노화방지제 80 중량부, 황 340 중량부, 올레인산 100 중량부, 가황촉진제 60 중량부 및 산화아연 200 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하였다.여기서, 천연라텍스는 물 40 중량부에 라텍스 고형분 60 중량부가 분산된 에멀젼을 사용하였다. 제조된 제1혼합물을 교반하여 발포비율이 4.5배가 되도록 발포하였다. 발포된 제1혼합물에 응고제 20 중량부를 라텍스혼합물을 제조하였다.
제조된 라텍스혼합물을 제1원단(100)의 일면에 2mm의 두께로 도포하였다. 제1원단(100)의 일면에 도포된 라텍스혼합물에 제2원단(300)의 일면을 합지하여 반제품을 제조하였다.
제조된 반제품을 온도가 125 내지 145℃이고, 5 내지 6 kgf/cm2의 압력을 갖는 스팀으로 열처리하는 것을 통해 제1원단(100)과 제2원단(300) 사이의 라텍스혼합물을 경화시켜 라텍스층(200)을 형성하였다. 마지막으로, 열처리한 반제품을 냉각하여 마스크용 원단(10)을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 마스크용 원단(10)을 제조하였다. 단, 제1혼합물 제조 시 피톤치드 추출물 280 중량부를 함께 혼합 및 교반함으로써, 피톤치드 추출물을 더 포함하는 라텍스혼합물을 제조하였다.
<시험예>
시험예는 본 발명의 실시예에 따른 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 항균성을 확인하기 위하여 실시예 1 내지 2의 방법으로 제조된 마스크용 원단(10)의 정균감소율을 한국공업규격 KS K 0693-2016의 항균도 측정법으로 측정하였다.
구체적으로, 포도상구균(Staphylococcus aureus)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae)을 이용하여 초기 균수와 18시간 배양 후의 균수를 이용하여 정균감소율을 구한 것이다. 상기 측정은 공인기관인 FITI시험연구원에서 실시하였다.
실시예 1 내지 2의 방법으로 제조된 마스크용 원단(10)의 측정 결과를 아래 표 1에 정리하였다.
실시예 1 실시예 2

포도상구균		 접종직후 균수 1.8 x 104 1.8 x 104
18시간 후 <10 <10
정균감소율 99.9 99.9

폐렴균		 접종직후 균수 2.2 x 104 2.2 x 104
18시간 후 <10 <10
정균감소율 99.9 99.9
표 1을 참고하면, 실시예 1과 실시예 2의 방법으로 제조된 마스크용 원단(100)은 포도상구균과 폐렴균에 대해 정균감소율이 99.9 이상으로 나타났다.
이는 천연라텍스를 포함하는 라텍스혼합물로 제조된 라텍스층(200)과 피톤치드 추출물과 천연라텍스를 포함하는 라텍스혼합물로 제조된 라텍스층(200) 모두 항균성을 갖는다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 마스크용 원단, 20: 마스크
100: 제1 원단, 200: 라텍스층, 300: 제2 원단,
S100: 제1원단 준비단계, S200: 라텍스혼합물 제조단계,
S210: 제1혼합물 제조단계, S220: 교반단계, S230:응고제 투입단계
S300: 도포단계, S400: 반제품 제조단계,
S500: 라텍스층 형성단계, S600: 냉각 단계, S700: 마스크 제조 단계.

Claims (13)

  1. 발수층이 일면에 형성된 제1원단;
    천연라텍스를 포함하고 일면이 상기 제1원단의 일면에 상기 천연라텍스의 접착력에 의해 접착되는 라텍스층; 및
    발수층이 일면에 형성되고 일면이 상기 라텍스층의 타면에 상기 천연라텍스의 접착력에 의해 접착되는 제2원단;을 포함하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 라텍스층은
    상기 천연라텍스의 발포에 따라 미세기공이 형성된 것이고,
    상기 제1원단과 상기 제2원단은
    상기 미세기공과 연통하는 통기공이 형성되는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1원단과 상기 제2원단의 발수층은
    상기 천연라텍스가 상기 제1원단과 상기 제2원단에 일정깊이로 침투하되 완전히 통과하여 유출되지 않도록 하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 라텍스층은 피톤치드 추출물을 더 포함하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 라텍스층은 두께가 1 내지 2mm이고 밀도가 0.08 내지 0.09g/cm3인 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단.
  6. 발수층이 일면에 형성된 제1원단을 준비하는 단계;
    천연라텍스, 노화방지제, 황, 올레인산, 산화아연, 가황촉진제 및 응고제를 혼합 및 교반하여 라텍스혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제1원단의 일면에 상기 라텍스혼합물을 1 내지 2mm의 두께로 도포하는 단계;
    도포된 상기 라텍스혼합물에 일면에 발수층이 형성된 제2원단의 일면을 합지하여 반제품을 제조하는 단계;
    상기 반제품을 열처리하여 라텍스층을 형성하는 단계; 및
    열처리된 상기 반제품을 상온까지 냉각하여 마스크용 원단을 완성하는 단계;를 포함하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 천연라텍스는 물 35 내지 45 중량부에 라텍스 고형분 55 내지 65 중량부가 분산된 에멀전이고,
    상기 라텍스혼합물을 제조하는 단계는 상기 천연라텍스 12000 내지 16000 중량부, 상기 노화방지제 70 내지 80 중량부, 상기 황 310 내지 380 중량부, 상기 올레인산 90 내지 110 중량부, 상기 산화아연 180 내지 220 중량부, 상기 가황촉진제 50 내지 70 중량부 및 상기 응고제 15 내지 25 중량부를 혼합 및 교반하여 상기 라텍스혼합물을 제조하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 라텍스혼합물을 제조하는 단계는
    상기 천연라텍스 12000 내지 16000 중량부, 상기 노화방지제 70 내지 80 중량부, 상기 황 310 내지 380 중량부, 상기 올레인산 90 내지 110 중량부, 상기 산화아연 180 내지 220 중량부 및 상기 가황촉진제 50 내지 70 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제1혼합물을 교반하여 4 내지 5배의 발포배율로 발포하는 단계; 및
    발포된 상기 제1혼합물에 응고제 15 내지 25 중량부를 투입하는 단계;를 포함하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 라텍스혼합물을 제조하는 단계는 피톤치드 추출물 240 내지 320 중량부가 더 포함된 상기 라텍스혼합물을 제조하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 도포하는 단계는 상기 제1원단의 일면에 상기 라텍스혼합물을 1 내지 2mm의 두께로 도포하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계는 상기 반제품을 125 내지 145℃의 온도와 5 내지 6kgf/cm2의 압력을 갖는 스팀으로 열처리하여 상기 라텍스층을 형성하는 것
    인 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단의 제조방법.
  12. 제 1 내지 5항 중 어느 한 항의 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단을 적용한 마스크.
  13. 제 6 내지 11항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 천연라텍스를 이용한 마스크용 원단을 적용한 마스크.
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KR20230086228A (ko) * 2021-12-08 2023-06-15 이병수 다기능성 마스크
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