KR102307459B1 - 마스크용 원단 - Google Patents

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KR102307459B1
KR102307459B1 KR1020200101661A KR20200101661A KR102307459B1 KR 102307459 B1 KR102307459 B1 KR 102307459B1 KR 1020200101661 A KR1020200101661 A KR 1020200101661A KR 20200101661 A KR20200101661 A KR 20200101661A KR 102307459 B1 KR102307459 B1 KR 102307459B1
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Abstract

마스크용 원단이 개시된다. 상기 마스크용 원단은 항균처리된 원사가 편직되어 형성되는 외측면, 천연섬유 또는 재생섬유로 형성되는 내측면 및 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 상기 외측면과 상기 내측면 사이를 엮으면서 편직되어 형성되는 필터층을 포함할 수 있다.

Description

마스크용 원단{Fabric for mask}
본 발명은 마스크용 원단에 관한 것으로, 특히 원단 자체로 3중 차단필터의 기능을 할 수 있어 먼지, 분진, 바이러스 등을 차단할 수 있는 마스크용 원단에 관한 것이다.
먼지나 분진을 필터링하거나 최근 비말을 통해 전염되는 코로나19 바이러스(COVID-19)와 같은 바이러스 등을 필터링하기 위하여 다양한 마스크가 출시되고 있다. 먼지 및 바이러스를 차단하기 위하여 현재 사용되는 마스크는 필터가 장착되어 있거나 비말 등의 침투를 방지할 수 있는 원단을 이용하고 있다.
그러나 이와 같은 마스크는 사용 후 기공이 미세먼지로 막히거나 외측면에 바이러스가 묻게 되어 재사용할 수 없으므로 일회용으로 사용된 후 버려지게 되어 심각한 환경문제를 야기하게 된다. 또한, 이와 같은 마스크를 세탁하는 경우 필터 기능이 거의 없어지게 되어 마스크를 사용하여도 미세먼지 또는 바이러스를 필터링할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 마스크나 의복 등에 적용하여 먼지, 분진, 바이러스 등을 차단할 수 있고 재사용이 가능한 기능성 원단에 대한 개발의 필요한 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원단 자체로 3중 차단필터의 기능을 할 수 있어 먼지, 분진, 바이러스 등을 차단할 수 있는 마스크용 원단을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크용 원단은 원사가 편직되어 형성되는 외측면, 천연섬유 또는 재생섬유로 형성되는 내측면 및 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 상기 외측면과 상기 내측면 사이를 엮으면서 편직되어 형성되는 필터층을 포함할 수 있다.
상기 외측면은 비말, 액체 또는 미세먼지가 침투되지 않는 간격으로 상기 원사가 편직되어 있고, 상기 필터층의 원사, 상기 외측면의 원사 및 상기 내측면의 원사는 동일한 간격으로 편직되어 있을 수 있다.
상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사가 상기 외측면과 상기 내측면을 사이를 엮어 하이게이지로 편직되고, 상기 필터층의 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사가 상기 외측면 또는 내측면에 엮어져 상기 외측면 또는 상기 내측면과 상기 필터층을 연결하거나, 상기 외측면의 원사 또는 상기 내측면의 원사가 상기 필터층에 엮어져 상기 외측면 또는 상기 내측면과 상기 필터층을 연결할 수 있다.
상기 구리코팅된 원사 또는 상기 은코팅 원사는 상기 마스크용 원단의 총 중량 중 15% 내지 38%를 차지할 수 있다.
상기 외측면은, 천연섬유와 합성섬유가 함께 편직되고, 외측에 항균처리, 발수코팅 및 정전기 방지 가공 중 적어도 하나가 되어 있을 수 있다.
상기 외측면은 폴리에스터, 나일론, 합성섬유 또는 재생섬유로 이루어진 원단이고, 상기 내측면은 유칼립투스 나무 추출물 또는 천연목재펄프 로 만든 텐셀(tencel)원단, 대나무 펄프에서 추출한 셀룰로오즈로 만든 밤부(bamboo)원단, 닥나무 추출물로 만든 원단 또는 대마추출물로 만든 원단이며, 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사는 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 합성섬유 또는 재생섬유에 구리 또는 은이 코팅된 원사일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단은 외측면에 발수기능과 항균기능을 부가하여 화학적 필터의 효과를 가지게 하고, 내측면은 자연유래 소재의 화학적 기능을 이용하여 필터효과를 가지며, 내측면과 외측면 사이를 엮으면서 편직되는 필터층은 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사를 이용하여 항바이러스 효과 및 필터 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다. 기존의 구리코팅 원사가 함유된 마스크용 원단의 경우 구리나 산화구리, 산화방지구리를 원단의 외측면(겉면)에 부분적으로 결합되는 형식을 취하고 있으나, 이 경우 균이나 바이러스가 구리 부분에 닿지 않으면 죽지 않고 원단을 통과하므로 항균력이 현저하게 낮아지는 단점이 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단은 내측면과 외측면 사이를 구리코팅 원사를 이용하여 엮음으로써 일부분에만 구리코팅 원사가 결합되는 것이 아니라 내측면과 외측면 사이에 구리코팅 원사를 이용한 필터층이 형성되므로 기존의 마스크 원단에 비하여 항균력이 매우 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명의 마스크용 원단의 외측면에는 항균처리된 원사가 편직됨으로써 세균, 바이러스 등이 마스크 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있고, 필요에 따라 외측면에 발수코팅까지 하여 비말이나 액체, 미세먼지, 세균 등을 더욱 강력하게 차단할 수 있으며, 외측면에 정전기 방지 가공을 함으로써 합성섬유를 사용하는 경우도 먼지나 오염물질이 달라붙지 않도록 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 마스크용 원단의 내측면은 텐셀(tencel)원단 또는 밤부(bamboo)원단과 같은 천연섬유 또는 재생섬유로 형성됨으로써 항염, 항알러지 효과를 얻을 수 있고 우수한 통기성과 흡습기능을 가지며 피부에 직접 접촉하더라도 피부 트러블이나 구취로 인한 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단의 외측면이다.
도 2는 도 1의 마스크용 원단의 내측면이다.
도 3은 도 1의 마스크용 원단의 필터층을 설명하기 위한 절단면을 100배 확대한 사진이다.
도 4는 종래 마스크용 원단의 절단면을 100배 확대한 사진이다.
도 5는 도 1의 마스크용 원단의 내측면을 100배 확대한 사진이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단에 대한 소취성 및 항균성 시험성적서이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단에 KF80 필터를 결합한 후 분진포집효율을 측정한 시험성적서이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단의 외측면이고, 도 2는 도 1의 마스크용 원단의 내측면이다. 도 3은 도 1의 마스크용 원단의 필터층을 설명하기 위한 절단면을 100배 확대한 사진이고, 도 4는 종래 마스크용 원단의 절단면을 100배 확대한 사진이며, 도 5는 도 1의 마스크용 원단의 내측면을 100배 확대한 사진이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단은 외측면(110), 내측면(120) 및 필터층(130)을 포함할 수 있다. 외측면(110)은 원사가 편직되어 형성될 수 있다. 상기 원사는 항균처리, 발수코팅 및 정전기 방지 가공 중 적어도 하나가 되어 있을 수 있다. 예를 들어, 항균처리된 원사를 이용함으로써 외측면에서 세균, 바이러스 등이 마스크 내부로 침투하는 것을 방지하여 세균흡착 및 확산을 방지할 수 있다. 상기 원사는 비말, 액체 또는 미세먼지가 침투되지 않는 간격으로 편직되어 있을 수 있다. 다른 예로, 상기 외측면에 발수코팅이 되어 있음으로써 비말이나 액체, 미세먼지, 세균 등을 더욱 강력하게 차단할 수 있다. 또한, 상기 외측면에 정전기 방지 가공을 함으로써 합성섬유를 사용하는 경우도 먼지나 오염물질이 달라붙지 않도록 할 수 있다. 또는, 상기 외측면에 정전기 발생 가공을 함으로써 외측면의 외측에 오염물질이 달라붙도록 할 수도 있다. 상기 외측면은 합성섬유만으로 형성될 수도 있고, 천연섬유만으로 형성될 수도 있고, 합성섬유와 천연섬유가 함께 편직되어 형성될 수도 있다. 상기 외측면이 합성섬유만으로 형성되거나 합성섬유와 천연섬유가 함께 편직되어 형성되는 경우, 합성섬유는 빨리 건조되고 구김이 생기지 않으며 형태유지성이 뛰어난 반면 흡습성이 떨어져 대전성이 심하므로 먼지나 오염물질, 바이러스 등이 외측면(110)에 달라붙어 내측으로 침투할 가능성이 높다. 따라서 본 발명에서는 외측면(110)에 정전기 방지 가공을 함으로써 먼지나 오염물질, 바이러스 등이 내측으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외측면(110)을 합성섬유와 천연섬유를 함께 편직함으로써 대전성을 낮춤으로써 먼지나 오염물질, 바이러스 등이 내측으로 침투하는 것을 방지할 수도 있다. 외측면(110)은 폴리에스터, 나일론, 합성섬유 또는 재생섬유로 이루어진 원단일 수 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 다른 재질의 원단일 수도 있다.
내측면(120)은 천연섬유 또는 재생섬유로 형성될 수 있다. 내측면(120)은 사용자의 피부에 직접 닿는 면으로 민감한 피부보호를 위하여 천연섬유 또는 재생섬유로 형성될 수 있다. 예를 들어, 내측면(120)은 유칼립투스 나무 추출물 또는 천연목재펄프 로 만든 텐셀(tencel)원단, 대나무 펄프에서 추출한 셀룰로오즈로 만든 밤부(bamboo)원단, 닥나무 추출물로 만든 원단 또는 대마추출물로 만든 원단일 수 있다. 다만, 본 발명의 내측면(120)이 텐셀원단, 밤부원단 등으로 한정되는 것은 아니며, 천연섬유 또는 재생섬유라면 다른 다양한 원단일 수도 있다. 천연섬유 또는 재생섬유의 경우 흡습성이 합성섬유보다 크므로 내측면(120)에 배치하는 경우 착용자의 호흡으로부터 발생하는 습기를 내부에서 흡수하여 세균의 번식을 막을 수 있다. 예를 들어, 텐셀원단은 건조 상태에서나 습윤상태에서 모두 높은 강력을 가지며 건조 상태의 강력은 폴리에스테르 섬유의 약 85% 수준이며 면섬유의 1.5배 ~ 2배 정도이다. 또한, 텐셀원단은 모듈러스(modulus)가 매우 높아 물이 젖은 상태에서도 수축이 적으므로 물 세탁시 수축이 거의 일어나지 않고, 흡습성이 커 착용자의 호흡으로부터 발생하는 습기를 내부에서 흡수하며 항균성을 가지고 있으므로, 사용자의 피부에 닿는 면인 내측면(120)에 사용하기 매우 적합한 소재이다.
필터층(130)은 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 외측면(110)과 내측면(120) 사이를 엮으면서 편직되어 형성된다. 즉, 본 발명의 경우 외측면(110)을 형성하기 위한 원사, 내측면(120)을 형성하기 위한 원사, 필터층(130)을 형성하기 위한 원사가 3개의 바늘에 각각 연결되어 3개의 바늘의 움직임에 따라 엮이면서 편직되어 편성물이 형성되고, 각각의 원사는 해당하는 위치에서 원단을 형성하게 되어 3개의 층을 이루면서 하나의 원단을 형성하게 된다. 필터층(130)은 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 외측면(110)과 내측면(120) 사이를 촘촘하게 엮으면서 편직되므로 필터층(130)에서는 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 바이러스를 살균하는 효과가 강하게 발생된다. 예를 들어, 필터층(130)의 원사, 외측면(110)의 원사 및 내측면(120)의 원사는 동일한 간격으로 편직됨으로써, 외측면(110)과 내측면(120) 사이에 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 촘촘하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사는 본 발명에 따른 마스크용 원단의 총 중량 중 15% 내지 38%를 차지할 수 있다. 현재 판매되고 있는 구리코팅 원사가 포함된 마스크는 대부분 2% 내지 7% 정도의 구리코팅 원사를 포함하고 있으며, 편직 형태 또한 겉면에 일정 간격을 두고 일자로 편직되는 것이 일반적이다. 이 경우 바이러스가 구리코팅 원사에 접촉하지 않고 구리코팅 원사 사이의 빈 공간으로 침투하는 경우 바이러스 살균 효과는 발생하지 않으므로 구리코팅 원사가 매우 촘촘하게 형성이 되어야 바이러스 살균 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 4의 종래의 마스크 원단의 절단면(230)을 보면 구리코팅 원사(밝은 파란색으로 보이는 부분)가 거의 포함되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 겉면에 구리코팅 원사를 일부 편직한 것이 아니라, 외측면(110)과 내측면(120)을 연결해주도록 매우 촘촘하게 구리코팅 원사를 편직하면서 필터층(130)을 형성함으로써 바이러스 살균 효과를 극대화할 수 있다. 도 3에서 백색으로 보이는 외측면(110)과 내측면(120) 사이에 구리코팅 원사를 편직하여 형성된 필터층(130)(은색으로 보이는 부분)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 상기 구리코팅 원사는 상기 은코팅 원사로 대체될 수도 있으며, 상기 구리코팅 원사와 상기 은코팅 원사는 거의 유사한 효과를 가진다.
또한, 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 외측면(110)과 내측면(120)을 사이를 엮어 하이게이지로 편직될 수 있다. 그리고, 필터층(130)의 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사가 외측면(110) 또는 내측면(120)에 엮어져 외측면(110) 또는 내측면(120)과 필터층(130)을 연결할 수 있다. 또는, 외측면(110)의 원사 또는 내측면(120)의 원사가 필터층(130)에 엮어져 외측면(110) 또는 내측면(120)과 필터층(130)을 연결할 수도 있다. 즉, 필터층(130)와 외측면(110)을 연결하는 방법으로 필터층(130)의 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사가 외측면(110)과 필터층(130) 사이를 엮음으로써 필터층(130)과 외측면(110)이 연결될 수 있고, 필터층(130)와 내측면(120)을 연결하는 방법으로 필터층(130)의 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사가 내측면(120)과 필터층(130) 사이를 엮음으로써 필터층(130)과 내측면(120)이 연결될 수 있다. 또한, 필터층(130)와 외측면(110)을 연결하는 방법으로 외측면(110)의 원사가 외측면(110)과 필터층(130) 사이를 엮음으로써 필터층(130)과 외측면(110)이 연결될 수 있고, 필터층(130)와 내측면(120)을 연결하는 방법으로 내측면(120)의 원사가 내측면(120)과 필터층(130) 사이를 엮음으로써 필터층(130)과 내측면(120)이 연결될 수 있다. 이와 같이, 외측면(110) 및 내측면(120)의 원사를 이용하여 필터층(130)과 외측면(110), 내측면(120)을 연결하는 경우 상기 구리코팅 원사 또는 상기 은코팅 원사의 양을 최소화할 수 있으며, 상기 구리코팅된 원사 또는 상기 은코팅된 원사는 상기 마스크용 원단의 총 중량 중 15%만 차지하여도 원하는 효과를 얻을 수 있다. 외측면(110)과 내측면(120)에 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 엮어져 편직되어 있다는 것이 외측면(110)의 외측 또는 내측면(120)의 내측에 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 돌출되어 있음을 의미하는 것은 아니며, 외측면(110)과 내측면(120) 사이에 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 역어져 편직된 필터층(130)이 형성되어 있음을 의미한다. 도 5에 도시된 것과 같이 내측면(120)을 확대해서 보면, 내측면(120)의 아래(외측면(110) 방향)에 필터층이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사는 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 합성섬유 또는 재생섬유에 구리 또는 은이 코팅되어 있는 원사일 수 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 다른 재질에 구리 또는 은이 코팅되어 있을 수도 있다. 그리고, 상기 구리코팅은 산화방지 구리코팅 또는 산화구리 코팅일 수 있고 상기 은코팅은 산화방지 은코팅 또는 산화은 코팅일 수도 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단에 대한 소취성 및 항균성 시험성적서이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단 중 상기 필터층에 구리코팅 원사를 이용한 경우에 관한 것으로, 소취성 시험을 한 결과 67.2%가 감소하였고, 항균성은 99.9%가 감소한 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단에 KF80 필터를 결합한 후 분진포집효율을 측정한 시험성적서이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단 중 상기 필터층에 구리코팅 원사를 사용한 경우의 마스크용 원단에 KF80 필터를 결합하여 분진포집효율을 측정한 것으로, 94.2%의 분진포집효율을 나타내는 것으로 나타났으므로, 상기 마스크용 원단만으로도 분진포집효율이 14.2% 임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단을 이용하는 경우 KF80 필터를 사용하여도 KF94 필터를 사용한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다는 점에서 보다 낮은 분진포집효율을 가지는 필터를 교체해가면서 사용하는 경우 세탁을 통하여 재사용이 가능하면서도 높은 분진포집효율을 가지는 마스크와 동일한 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 6 내지 도 9에서 시험성적을 받은 원단은, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예와 같이 외측면과 내측면 사이에 구리코팅원사가 편직되어 필터층을 형성한 원단을 대상으로 하였고, 상기 마스크용 원단의 총 중량 중 구리코팅원사가 28% 포함되어 있는 원단을 대상으로 하였다. 상기 시험성적을 받은 원단은 내측면의 텐셀원단이 44%, 외측의 방수 나일론이 23%, 폴리우레탄 5%가 더 포함되어 있다.
이상에서는 마스크에 사용하는 원단인 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 마스크용 원단은 마스크에만 적용될 수 있는 것은 아니며 먼지, 분진, 바이러스 등을 차단하기 위하여 사용되는 기능성 원단, 의복용 원단, 커튼원단, 침구류 원단 등으로 사용될 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 천연섬유와 합성섬유가 함께 편직되고, 외측에 항균처리, 발수코팅 및 정전기 방지 가공 중 적어도 하나가 되어있는 외측면;
    천연섬유 또는 재생섬유로 편직되어 형성되는 것으로서 유칼립투스 나무 추출물로 만든 텐셀(tencel)원단, 대나무 펄프에서 추출한 셀룰로오즈로 만든 밤부(bamboo)원단, 닥나무 추출물로 만든 원단 또는 대마추출물로 만든 원단인 내측면; 및
    마스크용 원단의 총 중량 중 15% 내지 38%를 차지하는 구리코팅 원사 또는 은코팅 원사가 상기 외측면과 상기 내측면 사이를 엮으면서 편직되어 형성되는 필터층을 포함하고,
    상기 외측면을 형성하기 위한 원사, 상기 내측면을 형성하기 위한 원사, 상기 필터층을 형성하기 위한 원사가 3개의 바늘에 각각 연결되어 3개의 바늘의 움직임에 따라 엮이면서 편직되어 편성물이 형성되고, 각각의 원사는 해당하는 위치에서 동일한 간격으로 편직되어 원단을 형성하게 되어 3개의 층을 이루면서 하나의 원단이 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크용 원단.
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KR20200096438A (ko) * 2020-07-24 2020-08-12 (주)삼성섬유 층간 별 접결점이 불특정한 다중직 원단의 제조방법 및 이에 의한 비말 차단용 기능성 마스크

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