KR102300140B1 - 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크에 관한 것으로서, 호흡시 공기가 통과되며 공기중 이물이 여과되도록 하는 여과부; 여과부의 일측에 마련되는 금속재의 와이어; 여과부의 양단에 각각 연결되는 착용끈; 및 착용시 여과부의 일측에 마련되는 가이드부;를 포함하고, 가이드부는, 와이어에 인접하여 위치되고, 비닐 또는 PE(polyethylene)을 포함하는 비통기성(non-Breathable) 소재로 구성되며, 측방으로 연장되도록 형성되어 여과부의 내측으로 접힘으로써 호흡시 공기가 측방으로 가이드되도록 하는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크가 제공된다.

Description

김서림 방지 구조를 포함하는 마스크{MASK COMPRISING ANTIFOGGING STRUCTURE}

본 발명은 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크에 관한 것이다.

마스크는 공기 중에 부유하는 입자 또는 불쾌하거나 독성인 가스로부터 사용자의 호흡기관을 보호하는 데에 사용된다. 마스크는 작업 현장이나 의료기관 등에서 주로 사용되었으나, 근래에는 황사, 미세먼지 및 생활보건을 목적으로 일반인에게도 널리 사용되고 있다. 마스크는 공기 중에서 미세먼지, 황사 또는 기타 유해 물질이 사용자의 호흡기관으로 유입되는 것을 걸러주는 목적으로 사용된다. 이러한 마스크는 여과기능에 따라 국내에서는 일반적으로 KF80, KF94, KF99로 구분된다. 그러나 고성능의 여과기능을 가진 마스크를 착용했음에도 얼굴과의 밀착이 제대로 이루어지지 않아 마스크와 얼굴 사이의 공간으로 공기가 통하게 되는 경우가 많다. 이를 개선하기 위해 종래에는 금속재 와이어를 마스크에 삽입하여 사용자의 코와 코 주변부의 형태에 대응되도록 밀착시킬 수 있는 구조를 선보이고 있으나, 사용자가 호흡을 하는 과정에서 밀착이 제대로 이루어지지 않아 날숨이 위로 배기되는 경우가 여전히 발생한다. 이러한 경우 안경이나 고글을 착용하고 있는 사용자의 경우 렌즈에 김서림이 발생하여 시야확보를 저해할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 렌즈에 코팅처리를 하는 기술이 개시되고 있으나 이는 온도나 습도의 영향을 많이 받고 유지시간이 짧다는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제 20-0492617 호 (2020. 11. 05)

본 발명의 일 실시예는 마스크 착용시 호흡과정에서 발생하는 날숨이 마스크의 상방으로 배기되면서 안경이나 고글에 김서림을 발생시키는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크에 관한 것으로서, 호흡시 공기가 통과되며 공기중 이물이 여과되도록 하는 여과부; 여과부의 일측에 마련되는 금속재의 와이어; 여과부의 양단에 각각 연결되는 착용끈; 및 착용시 여과부의 일측에 마련되는 가이드부;를 포함하고, 가이드부는, 와이어에 인접하여 위치되고, 비닐 또는 PE(polyethylene)을 포함하는 비통기성(non-Breathable) 소재로 구성되며, 측방으로 연장되도록 형성되어 여과부의 내측으로 접힘으로써 호흡시 공기가 측방으로 가이드되도록 하는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크가 제공된다.

그리고, 가이드부는, 여과부로부터 연장되고, 연장이 시작되는 제1단부 및 연장방향의 단부인 제2단부를 포함하고, 제1단부로부터 상기 제2단부로 연장될수록 선형적으로 두께가 얇아질 수 있다.

또한, 가이드부는 와이어와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.

또한, 여과부의 내측에 배치되는 프레임을 더 포함하고, 프레임은, 가로방향으로 서로 이격된 제1세로프레임, 제2세로프레임과 제3세로프레임을 포함하는 세로프레임; 및 세로방향으로 서로 이격된 제1가로프레임, 제2가로프레임과 제3가로프레임을 포함하는 가로프레임을 포함하고, 선택적으로 가로프레임 중 적어도 하나 및 세로프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 김서림 방지 구조를 할 수 있다.

또한, 프레임은, 접철될 수 있도록 프레임의 연장선 상의 접철부에 마련된 회동부; 및 접철에 의해 서로 맞닿는 지점에 서로 결합되는 제1결합부 및 제2결합부를 포함할 수 있다.

또한, 착용끈은, 여과부의 내부를 단부측에서 경유하며 연장되고, 내부를 경유하는 경로에서 탄성권취부에 권취되어 경유되고, 탄성권취부는 착용끈을 탄성적으로 견인하여 착용끈에 기 결정된 장력을 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상방으로 배기되는 공기를 측방으로 안내하여 마스크 착용시 호흡과정에서 발생하는 날숨이 마스크의 상방으로 배기되면서 안경이나 고글에 김서림을 발생시키는 것을 방지하는 마스크를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트는 천연 식물로부터 유래된 항균 기능이 우수한 성분을 포함함으로써 우수한 항균성능을 제공하고, 항균 성분을 섬유에 견고하게 고정시킴으로써 항균 기능이 오랜 기간 지속되는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 나타낸 도면으로서 도 1(a)는 마스크의 미착용시 가이드부가 접히지 않은 상태를 나타내는 도면이고, 도 1(b)는 마스크의 착용시 가이드부가 접힌 상태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 사용자가 착용한 상태를 도시한 것으로, 도 2(a)는 착용시 마스크의 측면측 단면을 나타낸 것이고, 도 2(b)는 공기를 안내하는 안내구조를 확대한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 및 프레임을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타낸 도면으로서, 도 4(a)는 회동부, 제1결합부, 제2결합부의 위치를 도시한 제1세로프레임을 정면측에서 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 제1세로프레임의 회동상태를 측면측에서 나타낸 도면이며, 도 4(c)는 제1결합부 및 제2결합부 간의 결합을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이격공간을 경유하는 제1유로 및 호흡공간으로부터 외부로 배기되는 제2유로를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이격부재 및 이격공간을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성권취부를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 코팅 형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 고수분 전이 작용을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 코팅층의 다양한 실시형태를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 나타낸 도면으로서 도 1(a)는 마스크(100)의 미착용시 가이드부(120)가 접히지 않은 상태를 나타내는 도면이고, 도 1(b)는 마스크(100)의 착용시 가이드부(120)가 접힌 상태를 나타내는 도면이다.

도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크(100)(이하, 마스크)는 여과부(110), 가이드부(120), 와이어(160) 및 착용끈(101)을 포함한다. 여과부(110)는 공기가 통과되면서 공기중 이물이 걸러지는 여과기능을 수행하는 것으로서, 기 결정된 여과력을 지닌 소재일 수 있다. 예를 들면, kf80, kf94, kf99이나 이에 상응하는 여과력을 지닌 소재(예를 들면, 폴리프로필렌)일 수 있다. 여과부(110)는 양단에 연결부(105)가 마련될 수 있다. 연결부(105)는 착용끈(101)이 여과부(110)와 연결될 수 있도록 연결부위를 형성한 것이다.

한편, 여과부(110)에는 와이어(160)와 가이드부(120)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 와이어(160)는 마스크(100) 착용시 사용자의 콧등 부분에 대응되도록 위치되고, 콧등 표면 형상에 대응되도록 임의로 사용자에 의해 성형될 수 있다. 와이어(160)는 금속재로, 여과부(110)에 마련된 삽입부(160a)에 인입될 수 있다. 삽입된 와이어(160)는 외측으로 비노출 될 수도 있다.

또한, 가이드부(120)는 윙타입으로 여과부(110)에 추가연장될 수 있다. 여기서 윙타입이란, 여과부(110)에 일단이 연결되고, 타단은 자유단으로 형성되어, 상기 일단을 중심으로 회동될 수 있는 연결방식을 의미한다. 가이드부(120)는 와이어(160)와 인접한 위치에 배치되며, 사용자로부터 마스크(100)의 바람직한 착용예시로서 와이어(160)와 중첩되도록 위치될 수 있다. 이는 도 1(a)와 같은 상태에서 도 1(b) 와 같은 상태로 접는 방향(FD)을 따라 접힌 상태를 의미한다.

가이드부(120)는 마스크의 상단중앙에 위치되어 양측방으로 연장될 수 있다. 연장된 가이드부(120)에 의해 마스크(100) 내에서 공기는 상기 측방을 따라 안내될 수 있다. 따라서, 호흡시 기존배기경로(E1)와 같이 마스크(100)의 상방으로 일부 배기되던 공기가 가이드부(120)에 안내되어 측방으로 안내되고, 결국 여과부(110)를 통해 외부로 배기되게 된다. 마스크(100)의 여과성능이 뛰어날수록 사용자의 날숨 때 마스크 내압이 더 증가할 수 있는데, 이 때 기존배기경로(E1)를 따라 공기가 배기될 수 있다. 이러한 배기는 마스크와 함께 안경이나 고글과 같은 렌즈류를 착용한 사용자의 렌즈에 김서림이 발생하게 하고 김서림으로부터 일시적으로 시야확보를 못하게 될 수 있다. 따라서, 가이드부(120)를 마련함으로써 공기가 배기되는 방향을 구조적으로 유도하여 호흡시 흡기 및 배기, 특히, 배기가 여과부(110)를 통해 이루어지도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 사용자(1)가 착용한 상태를 도시한 것으로, 도 2(a)는 착용시 마스크(100)의 측면측 단면을 나타낸 것이고, 도 2(b)는 공기를 안내하는 안내구조(B)를 확대한 도면이다.

도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 마스크(100) 착용시 마스크(100) 내에 호흡공간(S)이 마련될 수 있다. 호흡공간(S)에 위치된 공기는 날숨에 의해 마스크(100) 내압이 증가하면 와이어(160)와 코(N) 사이로 공기가 배기될 수 있으며, 적어도 공기압이 작용할 수 있다. 공기압의 작용은 공기이동경로를 차단하지 못하면 배기되도록 하는데, 이때 공기의 이동경로를 우회시키고 코(N) 및 코(N) 주변부와의 접촉을 유지하도록 가이드부(120)가 위치될 수 있다.

한편, 가이드부(120)는 여과부(110)의 단부로부터 연장이 시작되어 타단으로 연장될 수 있다. 여기서, 여과부(110)와 결합되는 상기 일단은 제1단부(120a)라하고, 연장된 방향의 단부인 상기 타단을 제2단부(120b)라 할 때, 제1단부(120a)는 여과부(110)와의 보다 견고한 결합을 위해 제2단부(120b)보다 두껍게 마련될 수 있다. 또한, 제2단부(120b)는 코(N)와의 접촉이 용이하기 위해 제1단부(120a)보다 얇게 형성될 수 있다. 이러한 형상에 의해 제1단부(120a)로부터 제2단부(120b)까지 연장되는 방향으로 갈수록 점차 얇아질 수 있고, 바람직하게는 선형적으로 얇아질 수 있다. 즉, 연장거리에 정비례하여 두께가 감소될 수 있다.

또한, 사용자(1)가 마스크(100) 착용시에는 가이드부(120)가 전술한 접는 방향(FD)으로 접힌 상태일 수 있다. 이러한 상태에서는 가이드부(120)의 적어도 일부가 와이어(160)와 중첩될 수 있다. 이러한 배치에 의해 와이어(160)에 의해 코(N)에 접촉상태를 유지할 때도 가이드부(120)를 코(N) 방향으로 밀착시킬 수 있고 특정 요인에 의해 와이어(160)를 코(N)에 밀착시킬 수 없는 비접촉 상태인 경우에도 기아드부(120)가 코(N)와의 접촉상태를 유지하여 배기(BA)를 우회시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어(160) 및 프레임을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 마스크(100)는 적어도 2개 이상의 형상유지구조를 포함할 수 있다. 그 중 적어도 하나는 사용자의 코에 대응되어 위치되는 와이어(160)이고, 나머지는 프레임일 수 있다. 여기서 프레임은 가로 및 세로 방향 중 적어도 하나 이상의 방향으로 형성되는 구조물을 의미한다.

우선, 와이어(160)는 마스크(100)의 상부에 위치될 수 있다. 와이어(160)는 사용자의 코에 직접 또는 간접적으로 접촉되어 기 결정된 형상을 유지시켜줄 수 있다. 여기서 간접적으로 접촉되는 것은 여과부(110)에 인입되어 외측으로 노출되지 않아 사용자의 코에 여과부(110)를 통해 접촉되는 것을 의미한다. 즉, 와이어(160)는 여과부(110)의 외측에 접착되어 연결될 수도 있고, 적어도 일부가 여과부(160)에 인입되도록 마련될 수 있다.

또한, 와이어(160)는 상기 기 결정된 형상을 유지시키기 위해 소정의 탄성복원력을 지닌 소재일 수 있다. 예를 들면, 금속재 또는 수지재를 포함하는 소재일 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니지만, 기 결정된 소성변형의 영역에 진입하여 상기 소성변형의 영역 내에서 탄성복원력이 발생될 수 있는 소재인 것이 바람직하다. 이는 사용자에 따라 상이한 표면형상을 가진 코에 대응되도록 변형시킨 후 변형된 형상을 기준으로 탄성복원력에 의해 상기 변형된 형상이 유지되는 것을 용이하도록 하기 위함이다.

나아가, 프레임은 일 예로서, 제1세로프레임(210), 제2세로프레임(220) 및 제3세로프레임(230)을 포함하는 세로프레임 및 제1가로프레임(240), 제2가로프레임(250) 및 제3가로프레임(260)을 포함하는 가로프레임을 포함한다. 이는 위치별로 다양하게 프레임이 형성될 수 있는 것을 몇 가지 예시로 표현한 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 세로프레임은 도시된 마스크(100)를 기준으로 세로방향으로 마련될 수 있다. 선택적으로 적용가능한 세로프레임은 바람직하게는 적어도 중심에 위치된 제1세로프레임(210)을 포함할 수 있다. 이는 사용자가 호흡하기 위해 호흡공간(S)을 확보하기 용이한 위치일 수 있기 때문이며 이와 동일한 이유로 가로프레임에서는 중앙에 위치한 제1가로프레임(240) 또는 제2가로프레임(250)이 위치될 수 있다. 물론, 하나 이상의 각 프레임이 연결된 형상으로 선택적인 적용이 가능하다.

그리고, 호흡공간(S)을 확보하기 용이한 이유로 제1세로프레임(210), 제1가로프레임(240) 및 제2가로프레임(250)이 배치되는 것과는 달리, 제2세로프레임(220), 제3세로프레임(230) 및 제3가로프레임(260)은 착용끈(101)을 통해 사용자가 착용시에 사용자의 얼굴에 밀착력을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. 이는 마스크(100) 착용시에 제2세로프레임(220), 제3세로프레임(230) 및 제3가로프레임(260)이 사용자의 양 볼 및 턱을 따라 형성되어 호흡공간(S)과 외부 공간 간의 구획을 보다 견고하게 유지시키는 기능을 할 수 있게 된다. 나아가, 프레임은 마스크(100)의 여과부(160) 내측에 결합이 고정적으로 이루어질 수도 있으나, 선택적으로 탈착이 가능하도록 결합될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타낸 도면으로서, 도 4(a)는 회동부(211), 제1결합부(212), 제2결합부(213)의 위치를 도시한 제1세로프레임(210)을 정면측에서 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 제1세로프레임(210)의 회동상태를 측면측에서 나타낸 도면이며, 도 4(c)는 제1결합부(212) 및 제2결합부(213) 간의 결합인 결합부(C)를 나타낸 도면이다.

전술한 프레임은 접철가능한 구조를 포함할 수 있다. 상기 구조를 도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)를 통해 바람직한 예로 설명하자면, 제1세로프레임(210)에 상기 구조가 마련될 수 있다. 상기 구조는 회동부(211), 제1결합부(212) 및 제2결합부(213)를 포함하는 것이며, 각각의 구성은 제1세로프레임(210)의 연장선 상에 마련될 수 있다.

구체적으로, 회동부(211)는 제1세로프레임(210)의 중앙에 위치될 수 있고, 회동부(211)를 중심으로 제1바디(210a) 및 제2바디(210b)가 양측으로 구분되고, 제1바디(210a) 및 제2바디(201b)에 제1결합부(212) 및 제2결합부(213)가 각각 마련될 수 있다. 제1결합부(212) 및 제2결합부(213)의 경우 회동부(211)로부터 동일한 간격을 두고 위치되어 제1바디(210a) 및 제2바디(201b)가 접철시에 서로 대응되어 결합될 수 있다. 제1결합부(212)가 볼형으로 돌출된 형상으로 형성되면, 제2결합부(213)는 그에 대응되는 볼형의 홈으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1결합부(212) 및 제2결합부(213)가 소재의 탄성을 통해 제1세로프레임(210)의 접철과 해제를 수행할 수 있다.

이러한 접철은 마스크(100)를 접히도록 변형시킬 수 있다. 즉, 제1세로프레임(210)이 마스크(100)의 중앙에 세로방향으로 위치되므로, 회동부(211)가 제1세로프레임(210)의 중앙에 위치되면 가로방향으로 형성된 임의의 중심선을 기준으로 접힐 수 있다. 물론, 이러한 접철구조는 제1세로프레임(210)에 형성되는 것을 예로 하였으나 제2가로프레임(250)에 마련되는 것 또한 가능하다.

경우에 따라서는 복수개의 세로프레임 및 복수개의 가로프레임 중 하나 이상의 프레임에 마련되는 경우 각각의 세로프레임 또는 각각의 가로프레임에 상기 접철구조가 마련될 수 있다. 이러한 접철구조에 의해 마스크(100)를 내측 또는 외측으로 접철가능하며, 도 4에 도시된 예시의 경우 내측으로 마스크(100)가 접히게 되는 예시를 개시한 것이다. 이러한 경우 사용자의 입과 코를 가리는 여과부(110)의 내측 부분이 내측으로 접히게 되어 위생적인 보관이 가능하다. 물론, 외측으로 접히게 되는 경우에는 여과부(110)에 흡착된 먼지 등의 물질이 마스크(100)를 보관 하는 중에 대기로 흩날리는 것을 방지할 수 있다,

한편, 제1세로프레임(210)을 포함한 프레임은 만곡되어 형성됨으로써, 입과 코의 전방부분에 호흡공간(S)을 형성시킬 수 있다. 제1세로프레임(210)의 만곡형상은 프레임 간의 구조 및 착용끈(101)의 탄성적인 견인 중 적어도 착용끈(101)의 탄성적인 견인에 의해 유지될 수 있다. 상기 호흡공간(S)의 형성에 대하여 이하의 도 5를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이격공간(310a)을 경유하는 제1유로(F1) 및 호흡공간(S)으로부터 외부로 배기되는 제2유로(F2)를 나타낸 도면이다,

도 5를 참조하면, 마스크(100)는 차단층(300)을 더 포함할 수 있다. 차단층(300)은 여과부(110)와 연결되어, 마스크(100) 내부로 흡입되는 공기의 경로 중 여과부(110)를 경유하고 차단층(300)에 도달할 수 있다. 즉, 공기의 흡입방향을 기준으로 후측에 마련될 수 있다. 상기 차단층(300)은 여과부(110)와 이격부재(310)를 통해 연결될 수 있다. 이격부재(310)는 차단층(300)으로부터 복수 개 연장되어, 여과부(110)의 내측면과 기 결정된 이격거리를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 이격거리의 형성에 의해 이격공간(310a)이 형성된다. 이격공간(310a)은 마스크(100) 내측으로 공기가 흡입되는 경로가 될 수 있다. 여기서 차단층(300)은 공기가 통기불가한 구성으로 차단층(300)의 내부에 박막형태로 비닐 또는 종이가 매입되거나 섬유직조의 밀도가 극단적으로 높아 통기불가능한 상태 등의 구성일 수 있다.

여기서, 여과부(110)에는 좌우측 양단에 인접한 부분에 개폐부(330)가 마련될 수 있다. 구체적으로는 상기 양단에 인접한 부분은 이격공간(310a) 내에서 제1유로(F1)와 간섭되지 않도록 측부에 마련되는 것이 바람직하다. 개폐부(330)는 차단층(300)에 형성된 통기부(320)와 마주하도록 배치될 수 있다. 상기 개폐부(330)는 일방으로의 공기흐름만을 허용하는 구성으로서, 이하에서 보다 구체적으로 후술하기로 한다.

구체적으로, 본 실시예에서 공기 흐름은 제1유로(F1) 및 제2유로(F2)로 구분된다. 제1유로(F1)는 사용자가 마스크(100)를 착용하고 흡입시에 흡입력에 의해 형성되는 공기 흐름이고, 제2유로(F2)는 사용자가 날숨을 쉬어 공기가 배출될 때 형성되는 공기의 흐름이라 할 수 있다. 여기서 제1유로(F1)는 제2유로(F2)와 차단층(300)에 의해 서로 다른 공기이동경로가 형성된다. 즉, 제1유로(F1)와 제2유로(F2)는 서로 다른 경로를 통해 형성될 수 있다. 나아가, 제1유로(F1)는 제2유로(F2)보다 길게 형성될 수 있다. 이러한 유로의 구간에 차이를 형성하여 열교환되는 구간을 형성함으로써 사용자(마스크(100) 착용자)는 외부환경에 의해 조성된 온도의 공기를 바로 마시지 않고 열교환구간을 거쳐 마시게 된다.

보다 구체적으로, 제1유로(F1)는 여과부(110)를 통해 마스크(100) 내측으로 유입되게 되며, 마스크(100)의 여과부(110)를 통해 내측으로 유입되면서 먼지 등의 이물이 여과될 수 있다. 여과된 공기는 이격공간(310a)으로 유입되게 된다. 이격공간(310a)으로 유입된 공기는 들숨에 의한 흡입력에 의해 이격공간(310a)으로부터 호흡공간(S)으로 개방되는 통기부(320)를 통해 호흡공간(S)으로 유입되게 된다.

이러한 제1유로(F1)의 경로는 마스크(100) 외측 중앙부를 통해 차단층(300)의 양단부에 위치한 통기부(320)를 경유하여 호흡공간(S)으로 유입되게 된다. 따라서, 도시된 도 5를 기준으로 제1유로(F1)는 측방으로 이동하는 구간을 포함하게 된다.

한편, 제2유로(F2)는 다음과 같다. 코나 입을 통해 내뱉어진 날숨에 의해 공기가 호흡공간(S)으로 배출되게 된다. 배출된 공기는 통기부(320)와 개폐부(330)를 경유하여 외부로 배기되게 된다. 여기서 개폐부(330)는 마스크(100)의 내부압력이 마스크(100) 외부압력보다 높아지면 개방되는 밸브 기능을 수행하며 여과부(110)의 외측면으로부터 탄성적으로 폐쇄상태를 유지하고 있는 구성일 수 있다. 따라서, 여과부(110)를 기준으로 외부의 압력이 내부의 압력보다 높은 경우에는 폐쇄상태를 유지하고 내부의 압력이 외부의 압력보다 높은 경우에는 개방될 수 있다. 즉, 개폐부(330)는 마스크(100)에서 일방으로의 공기흐름만을 허용할 수 있다. 물론, 후자의 경우 압력차가 개폐부(330)의 탄성을 초과하는 경우에 해당한다.

이는 마스크(100) 착용자의 날숨이 발생하는 경우 마스크(100) 내부압력이 증가하므로, 상기 개폐부(330)가 개방되는 조건을 만족할 수 있다. 따라서, 날숨 시에 개방되어 공기를 배기할 수 있다.

전술한 제1유로(F1) 및 제2유로(F2)는 구조와 압력 차이에 의해 형성되는 유로의 변화를 유도하는 것으로서 배기되는 공기는 외부로 바로 배출되고, 유입되는 공기는 이격공간(310a)을 경유하게 된다. 이러한 구조는 예를 들어, 유입되는 공기가 차가운 겨울의 경우, 호흡공간(S)에 있는 공기와 마스크(100) 외측에 있는 공기의 온도차가 커서 마스크(100) 내측에 수분이 발생할 수 있다. 수분이 마스크(100) 내표면에 맺히는 경우 호흡이 보다 불편해질 수 있으므로, 온도차를 완화시켜 수분발생을 감소 또는 방지할 수 있도록 이격공간(310a)이 형성되는 것이다. 즉, 온도구배를 완화하는 것으로서, 이격공간(310a)에서 사전에 열교환이 1차적으로 이루어지고, 호흡공간(S) 내에서 2차적인 열교환이 이루어지므로 온도차에 의한 수분발생율을 저하시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이격부(A) 측을 도시한 것으로서 이격부재(310) 및 이격공간(310a)을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 이격부재(310)는 별도의 부재로 형성되어 차단층(300)과 여과부(110)의 내측면 사이에 개재되어 이격공간(310a)을 형성시킬 수도 있으나, 차단층(300)이 여과부(110)와 동일한 소재인 경우 이격부재(310)는 차단층(300)으로부터 연장되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연장이란, 서로 마주하도록 배치된 차단층(300)과 여과부(110) 사이에 개재되도록 연장되는 것을 의미하며, 바람직하게는 차단층(300)과 여과부(110)에 양단이 각각 직교하도록 배치되어 연장되는 것을 의미한다. 또한, 전술한 배치와 동일하게 복수 개의 이격부재(310)가 배치되어 차단층(300)과 여과부(110) 사이의 이격공간(310a)을 지속적으로 유지시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성권취부(400)를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 마스크(100)는 탄성권취부(400)를 더 포함할 수 있다. 탄성권취부(400)는 착용끈(101)의 일부가 권취되도록 연결되어 착용끈(101)의 인출 및 인입을 탄성적으로 구현할 수 있도록 한다. 탄성권취부(400)는 코일스프링의 탄성력을 통해 사용자가 마스크(100)를 착용하기 위해 착용끈(101)을 당겨 탄성권취부(400)로부터 인출시키면 탄성권취부(400)로부터 인출된 착용끈(101)은 탄성복귀되기 위해 기 결정된 견인력을 착용끈(101)에 발생시킬 수 있다. 이로써, 착용끈(101)은 사용자의 귀나 머리 등에 지속적인 견인력을 발생하여 마스크(100)의 착용상태를 유지할 수 있다.

나아가 탄성권취부(400)는 여과부(110)의 양단부 각각에 마련될 수 있고, 도시된 도 7과 같이 단부측에 착용끈(101)이 인입될 수 있다. 여기서, 탄성권취부(400)는 소정 곡률로 만곡된 중공형 폴(pole)(미도시)을 마련하여 마스크(100) 양단부가 탄성에 의해서 형태가 변형되지 않도록 유지시킬 수도 있다. 또한, 상기 폴의 기능을 제2세로프레임(220) 및 제3세로프레임(230)이 대체할 수도 있다.

하기에서는 본 발명에 따른 마스크용 원단 섬유시트의 항균 처리에 의한 항균 기능에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 '섬유시트'라 함은 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.

도 8은 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 코팅 형태를 모식적으로 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 고수분 전이 작용을 모식적으로 나타낸 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트의 코팅층의 다양한 실시형태를 나타낸 도면이다.

도 8에 나타난 바와 같이 마스크용 원단 섬유시트(1000) 일면에 음각 형상의 요철구조를 형성시키는 제1 코팅층(2000)이 형성되어 코팅층을 통해 고수분 전이성과 원적외선 방사성을 제공한다.

상기와 같이 기능성을 갖는 상기 제1 코팅층(2000)은 원적외선 방사물질, 발포제, 발수제와 바인더를 포함할 수 있다.

상기 제1 코팅층(2000)은 원적외선 방사 및 고수분 전이기능이 원활히 발휘될 수 있도록 상기 마스크용 원단 섬유시트(1000) 일면에 조절되어 코팅될 수 있다.

상기 제1 코팅층(2000)이 상기 마스크용 원단 섬유시트(1000) 일면에 표면적 30% 미만으로 형성되면 원적외선 방사 및 고수분 전이기능의 기능성이 저하될 수 있으며, 상기 마스크용 원단 섬유시트(1000) 일면에 표면적 90%를 초과하면 마스크용 원단 섬유시트의 촉감 및 물성을 저하시키고 코팅층이 박리될 수 있으므로 상기 마스크용 원단 섬유시트(1000) 일면에 표면적 30~90%에 도포되는 것이 바람직하다.

상기 제1 코팅층(2000)의 원적외선 방사물질은 분자구조와 원자의 진동 등에 따른 고유의 에너지를 가지고 있어, 우리 몸에 에너지를 전달하고, 이 에너지는 우리 몸의 근육에 자극을 주고, 혈액순환을 도우며, 혈액 속의 산소 함량을 증가시키고, 우리 몸의 활력을 증가시키는 작용을 하게 된다.

이와 같은 원적외선은 근육층까지 에너지를 전달하여 근육의 움직임을 활성화시키고, 근육의 피로도를 감소시키는 기능을 발현하게 된다.

상기 원적외선 방사물질로는 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘, 및 산화철로 이루어지는 1종 이상의 원적외선을 방사하는 무기물이 사용될 수 있다.

상기 무기물은 원적외선 방사하며, 인체에 유익한 기능을 가지고 있다. 상기 산화규소는 피부모공 속 노폐물과 과잉피지를 제거하는 기능을 가지며, 상기 마그네슘은 노폐물의 배설 촉진, 콜라겐 결합에 작용을 도우며, 상기 알루미나는 혈액순환 개선하며, 상기 나트륨은 생체내의 삼투압, 수분조절을 원활하게 하는 기능을 가지며, 상기 칼슘은 신체의 해독작용을 돕고, 상기 산화철 콜라겐 결합에 작용을 한다.

또한, 상기 원적외선 방사물질인 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘, 산화철의 기능이 서로 원활히 이루어지기 위해서는 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘, 산화철은 상기 원적외선 방사물질에 각각 0.5 중량% 이상씩 포함되는 것이 바람직하다.

상기 발수제는 땀과 같은 수분을 흡수하지 않고 밀어내는 성질을 갖는 비친수성 수지로 특별히 제한되지 않으며, 의류에 섬유제품에 사용될 수 있는 모든 발수제를 사용할 수 있다.

상기 마스크용 원단 섬유시트(1000)에 형성되어 요철구조를 형성하는 제1 코팅층(2000)은 발수제가 포함되어 도 9에서와 같이 코팅층에 땀과 같은 수분이 접하게 되면 코팅층에 포함된 발수제로 인해 코팅층에 흡수되지 않고 코팅층이 형성되지 않은 마스크용 원단 섬유시트(1000)로 밀려나게 된다.

상기 제1 코팅층(2000)에서 밀려난 땀과 같은 수분은 마스크용 원단 섬유시트(1000)에서 흡수되어 피부에 접해지는 제1 코팅층(2000)은 항상 건조한 상태를 유지하게 되어 쾌적성이 유지된다. 따라서, 본 발명의 항균 기능이 향상된 마스크용 원단 섬유시트는 제1 코팅층(2000)이 피부와 접해지도록 사용되는 것이 바람직하다.

상기 발수제로는 불소계 발수제, 실리콘계 발수제, 아크릴계 발수제, 폴리에틸렌계 발수제, 폴리프로필렌계 발수제, 폴리아미드계 발수제, 폴리에스테르계 발수제, 및 폴리메틸계 발수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 가공성이 우수한 불소계 발수제, 실리콘계 발수제, 아크릴계 발수제를 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 발수제는 가공성을 높이기 위해 용매, 증점제 등을 같이 사용할 수 있다.

상기 발포제로는 상기 원적외선 방사물질과 발수제를 포함하는 제1 코팅층(2000)을 부풀어 오르게 하여 섬유시트를 요철구조로 만드는 것으로 상기 발포제는 섬유제품에 사용되는 어떠한 발포제도 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 발포제로는 실리콘 발포제, 폴리우레탄 발포제, 폴리스티렌 발포제, 폴리에틸렌 발포제, 폴리염화비닐 발포제, 및 폴리아크릴계 발포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.

상기 원적외선 방사물질, 발수제, 발포제는 바인더와 같이 혼합되어 제1 코팅층(2000)을 형성한다.

상기 바인더로는 섬유제품에 사용되는 바인더는 어느 것이나 사용할 수 있으며, 일예로 아크릴계 바인더, 실리콘계 바안더, 폴리우레탄계 바인더 등이 제한 없이 사용될 수 있다. 상기의 바인더 중 피부자극이 거의 없고 사용이 쉬운 아크릴계 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 원적외선 방사물질, 발수제, 발포제, 바인더로 형성되는 제1 코팅층(2000)은 원적외선 방사물질 100 중량부를 기준으로, 발포제 150~250 중량부, 발수제 25~50 중량부, 바인더 250~350 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원적외선 방사물질은 코팅층의 총 중량의 약 10~20 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 원적외선 방사물질의 함량이 10 중량% 미만이면 원적외선 방사량이 미흡할 수 있으며, 20 중량%를 초과한다고 해서 원적외선 방사량이 크게 증가되지 않으므로 경제성이 떨어질 수 있다.

상기 발포제의 함량은 상기 원적외선 방사물질 100 중량부를 기준으로 150 중량부 미만이면 섬유시트의 요철구조가 미미하여 고수분 전이기능이 떨어질 수 있으며, 250 중량부를 초과하면 코팅층이 섬유시트와의 부착력이 저하되어 이탈할 수 있으므로 상기 발포제는 150~250 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발수제의 함량은 상기 원적외선 방사물질 100 중량부를 기준으로 25 중량부 미만이면 코팅층의 발수기능이 미흡하여 고수분 전이기능이 떨어질 수 있으며, 50 중량부를 초과하면 발수제의 기능이 함량에 비해 효과가 상승되지 않으므로, 25~50 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바인더의 함량은 상기 원적외선 방사물질 100 중량부를 기준으로 250 중량부 미만이면 코팅층의 부착력이 미흡하여 코팅층이 섬유시트에서 이탈할 수 있으며, 350 중량부를 초과하면 부착력이 크게 상승하지 않고 섬유시트의 촉감이 저하될 수 있으므로 250~350 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 제1 코팅층(2000)에는 섬유시트의 심미감을 높이기 위해 일반 안료 또는 감온변색안료가 더 포함될 수 있다.

상기 마스크용 원단 섬유시트(1000)이 염색될 경우 코팅층은 마스크용 원단 섬유시트와 같은 색이나 또는 다른 색의 일반 안료를 더 포함시켜 본 발명의 마스크용 원단 섬유시트의 디자인적 요소를 고려할 수 있다.

또한, 심미성을 더욱 높이기 위해 코팅층에 감온변색안료를 더 포함시킬 수 있다.

상기 감온변색안료는 특정 온도 범위에서 색이 발현되거나 없어지는 안료로서, 열을 흡수하면 화합물의 구조가 변하여 발색 또는 소색되며, 열을 차단시키면 다시 원래의 화합물 구조로 되돌아오게 되어 소색 또는 발색되는 가역성으로 일반적으로 이러한 감온변색안료의 원료 물질은 전자공여성 정색성 유기 화합물로 전자를 방출하는 도너(donor)와 전자를 받아들이는 억셉터(acceptor)로 이루어져 있다.

이러한 구성 성분의 상호작용에 의해 결정상에서 색상을 낸다. 열을 가하게 되면 억셉터(acceptor)가 분리되어 상호작용이 이루어 지지 않아 색상이 없어진다.

이러한 전자공여성 정색성 유기 화합물과 전자 수용성 화합물로 이루어지며 외부 환경에 민감하며, 특히 공기 중의 산소나 습도에 매우 민감하기 때문에 저온 열가소성 수지(low temperature thermoplastic resin)등으로 코팅하여 사용하는 것이 바람직하다. 마이크로 인캡슐레이션(micro encapsulation)이라고 하는 공정을 통해 마이크로캡슐 형태로 만들어 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 감온변색안료를 제1 코팅층에 더 포함시켜 일정온도에서 코팅층의 색이 변색되어 본 발명의 마스크용 원단 섬유시트에 다양한 심미성을 부여할 수 있다.

상기 제1 코팅층에 포함되는 일반 안료 또는 감온변색안료는 코팅층의 기능성을 저해시키지 않는 범위내로 포함되어야 하므로 상기 일반 안료 또는 감온변색안료는 원적외선 방사물질 100 중량부를 기준으로 80~120 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 제1 코팅층(2000)은 도 10에서 도시된 바와 같이 다양한 형태로 섬유시트에 도포될 수 있는 것으로 도 3(a)와 같은 도트(dot) 형태, 또는 도 3(b)와 같은 줄무늬 형태, 또는 도 3(c)와 같은 격자무늬 형태로 도포될 수 있으며, 도 3의 정형적으로 디자인된 형태뿐만 아니라 물결무늬나 무정형의 패턴을 갖는 디자인 형태로도 형성될 수 있다.

본 발명에서 제2 코팅층(3000)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 코팅층(2000)을 포함하는 섬유시트(1000) 전면에 형성된다.

상기 제2 코팅층(3000)은 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 부채파초 잎 에탄올 추출물을 포함하는 항균 조성물을 포함한다.

상기 항균 조성물은 스트레리지아 잎 에탄올 추출물과 부채파초 잎 에탄올 추출물을 4:6 내지 6:4의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.

상기 스트레리지아(학명: Strelitzia nicolai, 영명: White bird of paradise)는 파초과의 백색꽃이 피며, 남아프리카 원산으로 극락조화의 한 종류이다. 흰극락조화, 야생바나나 등으로 불리는데, 극락조화들 중에서 가장 큰 종이다. 높이 12m 폭 4m까지 자라고 여러 줄기가 나와서 덤블을 이룬다. 회색의 곧은 줄기는 목질로 야자와도 비슷하며, 표면에 잎들이 떨어진 자국이 나타난다. 길고 두꺼운 잎자루로 줄기에 달리는 2m이상의 광택나는 회녹색 잎들은 같은 과인 나그네나무처럼 부채모양으로 배열된다.

본 발명자들은 상기 스트레리지아 잎 에탄올 추출물이 우수한 항균 작용을 갖는 것을 발견하였다. 상기 스트레리지아 잎 에탄올 추출물이 우수한 항균활성을 갖는 것은 하기에서 실험예에 의해서 확인되었다.

상기 스트레리지아 잎 에탄올 추출물은 스트레리지아 잎을 세절하여 에탄올로 추출하여 사용할 수 있다.

상기 부채파초(Ravenala madagascariensis)는 부채파초속(Ravenala)의 유일종이며 마다가스카르에 서식한다. 이 속은 남아프리카의 극락조화속, 남아메리카의 좁은 부채파초속과 근연속이다. 높이 10~20m 정도 자라고 줄기는 직립(直立)하며 처음에는 초본성(草本性)이나 후에는 목질화(木質化)되며 수간(樹幹)은 둥근 모양을 하고 있다. 잎이 떨어진 자리가 굵은 줄기모양으로 일어서고, 그 끝에 광택이 있는 짙은 녹색의 잎이 부채를 펼친 것같이 좌우로 퍼지므로 이 이름이 붙여졌다. 잎은 바나나잎 모양이고 혁질이며, 길이는 2.5m 정도이다. 꽃은 흰색이고 종자는 청색이다. 다량의 전분(澱粉)을 함유하고 있어 식용(食用)이 가능하다.

본 발명자들은 상기 부채파초 잎 에탄올 추출물이 우수한 항균 작용을 갖는 것을 발견하였다. 상기 부채파초 잎 에탄올 추출물의 우수한 항균활성은 하기 실험예에서 확인되었다.

상기와 같이 스트레리지아 잎 에탄올 추출물과 부채파초 잎 에탄올 추출물의 혼합물은, 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 또는 부채파초 잎 에탄올 추출물보다 현저히 우수한 항균활성을 제공하는 것이 아래 실험예에서 확인되었다.

또한, 상기 항균 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체를 더 포함할 수 있다.

[화학식 1]

상기 식에서, m과 n은 몰분율으로서,

m은 0.3 내지 0.7이고, n은 0.3 내지 0.7이며, m+n은 1이다.

상기 화학식 1로 표시되는 공중합체는 항균 조성물의 항균 성분들이 섬유 원단에 더 잘 흡착되게 하고, 이후 사용시 잘 고정되게 하는 기능을 수행한다. 그리고, 염소이온을 고정시켜 섬유시트의 내구성을 향상시키는 기능을 수행한다.

상기 화학식 1의 중합체는 중량평균분자량이 50,000 내지 300,000인 것이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 150,000 내지 250,000인 것이 사용될 수 있다.

상기 항균 조성물은 4:6 내지 6:4의 중량비로 포함된 스트레리지아 잎 에탄올 추출물과 부채파초 잎 에탄올 추출물의 혼합물을 90 내지 97 중량%로 포함하고, 상기 화학식 1로 표시되는 공중합체를 3 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.

또한, 상기 항균 조성물은 4:6 내지 6:4의 중량비로 포함된 스트레리지아 잎 에탄올 추출물과 부채파초 잎 에탄올 추출물의 혼합물을 90 내지 93 중량%, 상기 화학식 1로 표시되는 공중합체를 3 내지 7 중량%, 및 극성 유기용매 3 내지 7 중량%를 포함할 수 있다. 상기 극성 유기용매로는 예를 들어, 디메틸 포름아마이드(DMF)가 사용될 수 있다.

상기 제2 코팅층(3000)은 그램 양성균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 바실러스균(Bacillus cereus) 및 충치유발균(Streptococcus mutans); 그램 음성균인 대장균(Escherichia coli) 및 녹농균(Pseudomonas aeruginosa); 및 효모류인 칸디다균(Candida albicans) 및 비듬유발균(Malassezia furfur);에 대해 항균 활성을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 항균 조성물을 포함하는 제2 코팅층(3000)의 도포는 이 분야에 공지된 다양한 방법에 의해서 수행될 수 있다. 즉, 스프레이, 디핑 등의 방식으로 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 코팅층이 형성된 섬유시트 전면에 항균 조성물을 스프레이 하여 건조시키거나, 섬유시트를 항균 조성물에 디핑하여 항균 조성물을 함침시킨 후, 꺼내어 건조시킬 수 있다.

이후, 100 내지 190℃로 열처리 공정을 거칠 수 있으며, 열처리에 의해서 항균 조성물은 침구용 직물의 표면에 더 견고하게 고정될 수 있다.

이하에서, 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.

제조예 1: 스트레리지아 잎 에탄올 추출물

건조된 스트레리지아 잎을 5~10 mesh로 잘게 분쇄시켜서 스트레리지아 잎 분말을 제조하였다. 다음으로 상기 스트레리지아 잎 분말 1 kg에 60 %(v/v) 농도의 에탄올 10 L를 혼합한 후, 교반기를 이용하여 60~80℃에서 교반속도 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 추출용액을 제조하였다.

다음으로 상기 추출용액을 부직포 여과지를 이용하여 1차 여과한 뒤, 1차 여과액을 규조토필터를 사용하여 침전물이 생기지 않도록 2차 여과하였다.

회수한 2차 여과액을 농축기를 이용하여 60℃에서 감압 농축하여 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 2 kg을 수득하였다.

제조예 2: 부채파초 잎 에탄올 추출물의 제조

부채파초 잎을 세절하여 1 kg에 60 부피% 농도의 에탄올 10 L를 혼합한 후, 교반기를 이용하여 60~80℃에서 교반속도 300rpm으로 3시간 동안 교반하여 추출용액을 제조하였다.

다음으로 상기 추출용액을 부직포 여과지를 이용하여 1차 여과한 뒤, 1차 여과액을 규조토필터를 사용하여 침전물이 생기지 않도록 2차 여과하였다. 여과액을 농축기를 이용하여 60℃에서 감압 농축하여 부채파초 잎 에탄올 추출물 2 kg을 수득하였다.

제조예 3: 화학식 1의 공중합체의 합성

반응용매인 에틸벤젠에 3-[[2-(메타크릴로일옥시)에틸]디메틸아미노]프로피오네이트(3-[[2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethylammonio]propionate, CAS No.24249-95-4) 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트(3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate)를 0.5:0.5의 몰비로 첨가하고, 전체 단량체 100 중량부에 노르말 머캡탄 0.5 중량부를 혼합하여 균일하게 만들었다.

상기에서 제조한 중합용액을 10 L/hr의 속도로 20 L 반응기에 투입하면서 100℃의 온도로 중합하고, 휘발조에서 150℃의 온도로 미반응 단량체와 반응용매를 제거하고 세척, 탈수, 건조하여 중량평균분자량이 220,000인 화학식 1의 공중합체를 얻었다.

[화학식 1]

상기 식에서, m과 n은 몰분율으로서, m=0.5, n=0.5이다.

실시예 1: 항균기능이 향상된 섬유시트 제조

원적외선 방사물질 15중량%, 폴리아크릴계 발포제 30중량%, 폴리메틸계 발수제 5중량%, 아크릴계 바인더 45%, 혼화제, 분산제 등의 기타 첨가제 5중량%를 혼합하여 제1 코팅층 조성물을 제조하였다.

상기 원적외선 방사물질은 산화규소, 마그네슘, 알루미나, 나트륨, 칼슘, 산화철을 동일 중량으로 혼합하였다.

상기 제1 코팅층 조성물을 폴리에스테르 섬유 90중량%, 폴리우렌탄 섬유 10중량%로 제조되는 섬유시트 일면에 롤프린팅 방식으로 프린팅하여 육각형태의 돗트형상의 제1 코팅층을 형성하였다. 상기 제1 코팅층은 섬유시트 일면의 표면적 약 68%에 코팅하였다.

상기 제조예 1에서 제조한 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 제조예 2에서 제조한 부채파초 잎 에탄올 추출물을 1:1의 중량비로 혼합하여 제조된 항균 조성물을 제조하였다.

상기 제1 코팅층이 형성된 섬유시트를 상기 항균 조성물에 5시간 동안 담가서 항균 조성물을 코팅하고 건조시켰다. 이후, 약 110℃의 온도에서 약 40초간 열처리를 실시하여 제2 코팅층을 형성하였다.

실시예 2: 항균기능이 향상된 섬유시트 제조

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조된 제1 코팅층이 형성된 섬유시트를 사용하였다.

상기 제조예 1에서 제조한 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 제조예 2에서 제조한 부채파초 잎 에탄올 추출물을 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물 95 중량% 및 제조예 3에서 제조된 화학식 1의 공중합체를 5 중량%로 첨가하여 항균액 조성물을 제조하였다.

상기 제1 코팅층이 형성된 섬유시트를 상기 항균 조성물에 5시간 동안 담가서 항균 조성물을 코팅하고 건조시켰다. 이후, 약 110℃의 온도에서 약 40초간 열처리를 실시하여 제2 코팅층을 형성하였다.

비교예 1: 섬유시트 제조

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제1 코팅층이 형성된 섬유시트를 제조하였다. 단, 실시예 1과 달리 제2 코팅층은 형성하지 않았다.

시험예 1: 항균기능이 향상된 섬유시트의 안전성 평가

상기 제조예 1 및 2에서 제조된 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 부채파코 잎 에탄올 추출물의 안전성을 Guinea Pig를 이용한 48시간 첩포시험을 통하여 테스트하였다. 자극성 정도를 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<평가기준>

○: 비자극성(홍반 및 부종이 없음)

△: 약자극성(아주 가벼운 홍반 및 부종 발생)

×: 중증도자극성(보통의 부종 및 분명한 홍반)

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 제조예 1 및 2에서 제조된 스트레지아 잎 에탄올 추출물 및 부채파초 잎 에탄올 추출물은 피부에 안전한 것으로 확인되었다.

시험예 2: 식물 추출물의 항균활성 측정

제조예 1의 스트레리지아 잎 에탄올 추출물, 제조예 2의 부채파초 잎 에탄올 추출물, 및 상기 제조예 1의 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 제조예 2의 부채파초 잎 에탄올 추출물을 1:1의 중량비로 혼합한 추출물의 항균 활성을 측정하였다.

대표적인 식중독균(Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Escherichia coli O-157, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis, Salmonella thypimurium, Vibrio parahaemolyticus, Yersinia enterocolitica)을 사용하였다.

상기 세균류를 멸균된 TSB 배지 10㎖에 배양물에 50㎕를 접종하여 30℃에서 24±1 시간 계대배양하였다. 이 배양물의 농도는 microplate reader 흡수파장 655㎚에서 Abs 0.6±0.1이 유지되었다. 계대배양 한 실험균을 멸균증류수로 10^-3배로 희석하여 원판확산법을 실시하였다. 즉, 희석균주를 멸균면봉에 묻혀 4mm 두께의 평판배지에 확산 도말하고, 멸균된 8mm(두께 1mm) 여지를 올려 상기 제조예 1의 스트레리지아 잎 에탄올 추출물, 제조예 2의 부채파초 잎 에탄올 추출물, 및 상기 제조예 1의 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 제조예 2의 부채파초 잎 에탄올 추출물을 1:1의 중량비로 혼합한 추출물을 각각 50㎕를 주입하였다. 20분 정도 충분히 흡입시킨 후 24±1 시간 배양하고 생육환을 확인하였다.

상기 추출물들의 항균활성은 여지(직경 8mm)를 포함한 투명대의 크기를 측정하여 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

㈜ ^a: ATCC American Type Culture Collection, KCTC 한국생명공학연구원 생물자원센터; KCCM (사)한국종균협회

^b: 투명대의 크기(직경mm)

상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 제조예 1에서 제조한 스트레리지아 알코올 추출물 및 제조예 2에서 제조한 부채파초 잎 추출물은 모두 전체 세균류들에 대하여 우수한 항균활성을 나타냈다.

특히, 스트레리지아 잎 에탄올 추출물 및 부채파초 잎 에탄올 추출물의 혼합 추출물은 각각의 추출물보다 훨씬 뛰어난 항균활성을 나타냈다.

시험예 3: 섬유시트의 항균활성 측정

실시예 1 및 2 및 비교예 1에서 제조된 항균 섬유시트의 항균 활성을 측정하였다.

대표적인 식중독균(Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Escherichia coli O-157, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis, Salmonella thypimurium, Vibrio parahaemolyticus, Yersinia enterocolitica)을 사용하였다.

상기 세균류를 멸균된 TSB 배지 10㎖에 배양물에 50㎕를 접종하여 30℃에서 24±1 시간 계대배양하였다. 이 배양물의 농도는 microplate reader 흡수파장 655㎚에서 Abs 0.6±0.1이 유지되었다. 계대배양 한 실험균을 멸균증류수로 10^-3배로 희석하여 원판확산법을 실시하였다. 즉, 희석균주를 멸균면봉에 묻혀 4mm 두께의 평판배지에 확산 도말하고, 실시예 1 및 2, 및 비교예 1에서 제조된 항균 섬유원단을 직경 8mm의 원으로 잘라서 올린 후, 24±1 시간 배양하고 생육환을 확인하였다.

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 항균원단의 항균활성은 항균원단(직경 8mm)을 포함한 투명대의 크기를 측정하여 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

㈜ ^a: ATCC American Type Culture Collection, KCTC 한국생명공학연구원 생물자원센터; KCCM (사)한국종균협회

^b: 투명대의 크기(직경mm)

상기 표 3에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1의 섬유시트는 제2 코팅층의 형성에 의해 전체 세균류들에 대하여 우수한 항균활성을 나타냈다.

특히, 실시예 2의 섬유시트는 화학식 1의 공중합체 화합물을 더 포함하는 제2 코팅층의 형성에 의해 전체 세균류들에 대하여 더 우수한 항균활성을 나타냈다. 이러한 결과는 화학식 1의 공중합체 화합물을 더 포함한 제2 코팅층이 형성된 실시예 2의 섬유시트는 항균 활성 성분이 상기 공중합체에 의해 원단에 더 잘 고정되어 더 우수한 항균 활성을 나타낸 것으로 생각된다.

반면, 항균 코팅층인 제2 코팅층이 형성되지 않은 비교예 1의 섬유시트에서는 항균력을 나타내는 투명대가 관찰되지 않아서, 항균 기능이 없는 것으로 확인되었다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1 : 사용자
100 : 마스크
101 : 착용끈
105 : 연결부
110 : 여과부
120 : 가이드부
120a : 제1단부
120b : 제2단부
160 : 와이어
160a : 삽입부
210 : 제1세로프레임
210a : 제1바디
210b : 제2바디
211 : 회동부
212 : 제1결합부
213 : 제2결합부
220 : 제2세로프레임
230 : 제3세로프레임
240 : 제1가로프레임
250 : 제2가로프레임
260 : 제3가로프레임
300 : 차단층
310 : 이격부재
310a : 이격공간
320 : 통기부
330 : 개폐부
400 : 탄성권취부
1000 : 섬유시트
2000 : 제1 코팅층
3000 : 제2 코팅층
A : 이격부
B : 안내구조
C : 결합부
S : 호흡공간
R : 회동방향
N : 코
F1 : 제1유로
F2 : 제2유로
E1 : 기존배기경로
E2 : 가이드경로
FD : 접는 방향

Claims (6)

1. 호흡시 공기가 통과되며 공기중 이물이 여과되도록 하는 여과부;
   상기 여과부의 일측에 마련되는 금속재의 와이어;
   상기 여과부의 양단에 각각 연결되는 착용끈; 및
   착용시 상기 여과부의 일측에 마련되는 가이드부;를 포함하고,
   상기 가이드부는,
   상기 와이어에 인접하여 위치되고, 비닐 또는 PE(polyethylene)을 포함하는 비통기성(non-Breathable) 소재로 구성되며, 측방으로 연장되도록 형성되어 상기 여과부의 내측으로 접힘으로써 호흡시 공기가 측방으로 가이드되도록 하고,
   상기 가이드부는,
   상기 여과부로부터 연장되고,
   상기 연장이 시작되는 제1단부 및 연장방향의 단부인 제2단부를 포함하고,
   상기 제1단부로부터 상기 제2단부로 연장될수록 선형적으로 두께가 얇아지며,
   상기 착용끈은,
   상기 여과부의 내부를 단부측에서 경유하며 연장되고, 상기 내부를 경유하는 경로에서 탄성권취부에 권취되어 경유되고,
   상기 탄성권취부는 상기 착용끈을 탄성적으로 견인하여 상기 착용끈에 기 결정된 장력을 유지시키고,
   상기 여과부와 호흡공간 사이에 비통기성(non-Breathable)을 지닌 차단층;
   상기 차단층이 상기 여과부와 이격거리가 유지되도록 상기 차단층으로부터 연장되는 이격부재;
   상기 이격부재의 양단 측에 마련되어 상기 이격거리에 의해 형성된 이격공간과 상기 호흡공간 간에 통기가 가능하도록 하는 통기부; 및
   상기 통기부와 마주하도록 배치되고, 외부와 상기 이격공간 사이에서 공기가 상기 이격공간으로부터 상기 외부로 이동되는 흐름만 허용하는 개폐부를 더 포함하며,
   공기가 상기 외부로부터 상기 호흡공간으로 이동되는 제1유로와 상기 호흡공간으로부터 상기 외부로 이동되는 제2유로는 서로 상이한 경로로 형성되고, 상기 제1유로가 상기 제2유로보다 길게 형성되며, 상기 제1유로는 상기 이격공간을 경유하고,
   상기 외부, 상기 이격공간 및 상기 호흡공간의 온도는 순차적으로 상승되도록 형성되고, 상기 제1유로를 통해 이동되는 공기는 상기 이격공간에서 열교환이 이루어지는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드부는 상기 와이어와 적어도 일부가 중첩되도록 배치되는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 여과부의 내측에 배치되는 프레임을 더 포함하고,
   상기 프레임은,
   가로방향으로 서로 이격된 제1세로프레임, 제2세로프레임과 제3세로프레임을 포함하는 세로프레임; 및 세로방향으로 서로 이격된 제1가로프레임, 제2가로프레임과 제3가로프레임을 포함하는 가로프레임을 포함하는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 프레임은,
   접철될 수 있도록 상기 프레임의 연장선 상의 접철부에 마련된 회동부; 및
   상기 접철에 의해 서로 맞닿는 지점에 서로 결합되는 제1결합부 및 제2결합부를 포함하는, 김서림 방지 구조를 포함하는 마스크.
6. 삭제

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