KR102397497B1 - 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크 - Google Patents

기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크 Download PDF

Info

Publication number
KR102397497B1
KR102397497B1 KR1020210040052A KR20210040052A KR102397497B1 KR 102397497 B1 KR102397497 B1 KR 102397497B1 KR 1020210040052 A KR1020210040052 A KR 1020210040052A KR 20210040052 A KR20210040052 A KR 20210040052A KR 102397497 B1 KR102397497 B1 KR 102397497B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solution
antibacterial
chitosan
material layer
mask
Prior art date
Application number
KR1020210040052A
Other languages
English (en)
Inventor
이종득
오대근
백우현
Original Assignee
이종득
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이종득 filed Critical 이종득
Priority to KR1020210040052A priority Critical patent/KR102397497B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102397497B1 publication Critical patent/KR102397497B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1192—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres with antimicrobial agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01—Deodorant compositions
    • A61L9/014—Deodorant compositions containing sorbent material, e.g. activated carbon
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/77—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof
    • D06M11/79—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof with silicon dioxide, silicic acids or their salts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • D06M15/05—Cellulose or derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2400/00—Functions or special features of garments
    • A41D2400/36—Deoderising or perfuming
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/13—Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

본원은 상기 종래의 기능성 마스크 제품이 고가여서 소비자가 매일 사용하기에 부담스러운 문제를 해결하기 위해 저가의 마스크를 제공하되, 인체친화적 원료를 사용하여 미세먼지 흡착기능, 항균기능, 탈취기능을 갖는 안면보호용 마스크를 제공하고자 하는 기술이다
본원은 미세먼지 흡착기능 및 항균기능을 부여하기 위해 양전하의 기능을 갖는 키토산을 희석된 산(Acid)에 용해시켜 키토산이 포함된 용액을 준비하고, 상기 키토산 용액에 은나노 용액을 공급하여 항균성 양전하의 기능성 키토산 용액을 얻고, 고속회전하는 회전판에 기능성 키토산 용액과 염기성 수용액을 함께 공급시켜 중화되면서 항균성을 갖고 양전하를 유지하는 키토산 미세섬유를 얻어 제1소재층로 사용되고, 항균기능 및 탈취기능을 부여하기 위하여 황토 60±10 중량부, 일라이트 30±5 중량부, 슝기트 10±2 중량부 비율로 포함되어 황토혼합물을 이루고 황토혼합물과 닥나무 펄프추출액이 1 : 1~2 중량비율로 혼합된 함침액을 거쳐 건조된 제2소재층으로 사용되어 제1여과층, 제1소재층, 제2소재층이 포함되는 적층구조를 이루어 미세먼지 흡착기능, 항균기능, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면마스크를 특징으로 한다.

Description

기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크{Ultrafine dust adsorption filter material composition method and mask manufacturing method with orther function}
본 발명은 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크 관련 기술이다.
본원 기술은 안면보호 마스크의 최외곽층을 형성하는 제1여과층과 미세먼지류의 흡착기능을 부여하며 항균성을 확보하도록 제공되는 제1소재층과 원적외선 방사 기능, 항균 및 흡착기능을 수행하도록 제공되는 제2소재층을 포함하여 제공되는 안면보호용 마스크 관련 기술이다.
최근에 유행성 독감이 변이하여 새로운 코로나바이러스로 전염되면서 세계적 관심을 갖게 되면서 얼굴 가리개로서의 마스크(Mask)는 하나의 생활필수품이 되었고, 더욱 대한민국의 봄은 공기 중의 미세먼지나 황사 등의 영향으로 인해 큰 어려움을 겪고 있는 실정이다.
일반적으로, 마스크는 면직물이나 부직포 등으로 제조한 마스크 본체와, 상기 마스크 본체의 양측에 결합되고 귀에 걸기 위한 고정 부재(고리 끈)를 갖는 구조로 제공되는바, 최근에는 중국으로부터 유래된 황사 및 미세먼지의 증가로 마스크의 필터작용을 강화시키기 위한 수단으로, 대한민국 등록특허 제10-0912233호에는 안면덮개부와, 중앙영역에 통공이 형성되어 있는 지지판과 상기 통공을 둘러싸도록 지지판의 판면으로부터 기립 형성된 폐루프단면 형태의 지지벽부와 상기 지지벽부의 종단개구를 덮기 위한 밀폐영역과 상기 밀폐영역의 일 측연부로부터 연장 형성된 고정영역으로 구획되고 상기 밀폐영역이 상기 지지벽부의 종단면에 안착되도록 상기 고정영역을 통해 상기 지지판에 고정되는 가요성 재질로 제작되는 밸브판과 일 영역에 안내공이 형성되어 있고 상기 밸브판을 둘러싸도록 상기 지지판에 고정되는 보호캡을 구비한 호기밸브를 갖는 마스크가 제시되어 있다.
또한, 마스크에 필터 작용 이외에 항균능(살균능) 및 탈취능(소취능) 등의 다른 기능성을 부가시키기 위한 기술로 등록실용신안 제20-0389464호에는 부직포에 나노크기의 은(Ag)을 일정량 도포하여 항균 기능을 갖는 위생마스크를 제공하고자 하는 기술이 제시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0724780호에는 β-아세틸프로피온산과 Ag 금속염 및 친수성 고분자 물질 폴리비닐알콜(PVA)와 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 물을 혼합하여 항균 및 탈취기능을 갖는 마스크 제품을 얻고자 하는 기술 등 마스크 관련 기술이 100여종 공개특허 기술이 제시되어 있다.
그러나 상기와 같이 여러 기능성을 갖는 제품을 얻기 위해서는 제조단가가 높아지는 문제점이 있어서 일반 소비자들 입장에서는 이들 고가의 기능성 제품을 구매하여 매일 반복되는 일상생황에 사용하기 부담스러운 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 원은 안면보호 마스크에 인체친화적 원료를 사용하여 저비용 구조로 제조할 수 있으면서 미세먼지 흡착기능, 항균기능, 탈취기능을 갖는 마스크를 제공하기 위한 과제인식을 갖고 시작된 발명으로서, 최외곽층을 형성하는 제1여과층과 미세먼지류의 흡착기능을 부여하며 동시에 항균성을 확보하도록 제공되는 제1소재층과 원적외선 방사기능과 항균 및 흡착기능을 갖도록 제공되는 제2소재층을 포함하도록 적용되는 구성의 마스크를 통하여 미세먼지 흡착기능, 항균기능, 탈취기능을 가지면서도 저렴한 가격으로 제조 및 공급될 수 있는 안면보호용 마스크를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위해 본원에서 개시되는 안면보호용 마스크는, 얼굴의 코와 입을 덮을 수 있는 크기로 다층구조로 제공되되 제1여과층, 제2소재층 및 제3소재층을 기본구성으로 포함하여 제공되는 마스크를 특징으로 하는 기술로, 예를 들어 평량 120 ~ 170 g/㎡ 규격을 이루는 부직포 소재를 이용하여 외부공기가 유입되는 최외곽층을 형성하여 여과층의 강도와 압력저하 방지를 도모하며 마스크의 성형성 향상을 위한 제1여과층이 형성되고, 제1소재층은 음전하를 띄는 미세먼지류의 흡착기능성을 부여하기 위한 수단으로 양전하를 띄는 항균성 키토산 미세섬유층이 예를 들어 평량 20 ~40 g/㎡으로 규격으로 제2소재층으로 제공되고, 상기 제2소재층은 예를 들어 평량 70 ~ 130 g/㎡ 규격으로 제공되는 부직포에 황토와 일라이트와 슝기트 성분이 닥나무 펄프추출농축액과 혼합된 함침액에 함침된 후 건조된 소재로 제2소재층을 형성하도록 적용되어 미세먼지 흡착기능과 항균기능 및 탈취기능을 갖도록 제공되는 마스크를 얻을 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.
본원 기술이 적용되는 안면보호용 마스크는 상기의 제1여과층, 제1소재층, 제2소재층 외에 또 다른 여과층이나 순면 내부층이 추가되어 마스크로 제공될 수 있음은 물론이며, 본원에서 새롭게 개시되는 부분은 제1소재층과 제2소재층에 특징부를 갖도록 제공되는 기술이다.
상기 제1소재층은 미세먼지 흡착기능과 동시에 항균기능을 확보하기 위한 목적을 갖고 창안된 기술로서 본원 마스크의 제1소재를 얻기 위한 제조공정은 양전하의 기능을 갖고 있는 키토산을 희석된 산(Acid)에 용해시켜 키토산이 포함된 용액을 준비하기 위한 키토산 용액 준비단계와, 항균성을 확보하기 위해 은나노 용액 준비단계와, 항균성의 키토산을 제공하기 위하여 은나노 용액을 키토산 용액에 공급하기 위한 은나노 용액 공급단계를 포함하여 항균성을 갖는 양전하의 기능성 키토산 용액을 얻을 수 있고, 고속회전하는 회전판에 상기 공정으로 준비된 항균성 키토산 용액과 염기성 수용액을 함께 공급하면 중화공정이 진행되면서 회전판의 회전력에 의해 항균성을 갖는 양전하의 키토산 미세파이버 섬유를 얻을수 있다.
본원에서는 상기 방법으로 얻은 양전하의 키토산 미세섬유를 마스크의 내피를 형성하는 제1소재층으로 활용하고자 하는 기술사상에 의해 양전하는 띄는 기능성 키토산 미세섬유에 음전하를 띄는 미세먼지가 흡착되는 원리에 의해 필터기능과 유해가스 제거기능을 갖게 적용하고자 하는 구성으로 양전하의 키토산 섬유층(제2여과층)을 거치며 외부공기가 흡입될 때 음전하를 띠고 있는 입자성 미세먼지가 (+)(-) 자석 원리와 같이 마스크 내피에 충진된 기능성 키토산 섬유층에 의한 필터링 효과를 극대화시키고자 하는 기술사상이다.
또한 본원에서 상기 제2소재층에 황토와 일라이트와 슝기트를 사용하는데 이들 원료소재의 특성을 살펴보면, 황토는 생육광선인 원적외선을 다량 방출하고, 흡수광인 원적외선은 불포화 지방산, 과산화 지방산, 과산화 지질, 오염된 입자 등의 중합된 결합 고리에 화학적, 물리적으로 작용하여 이중 또는 삼중결합 등을 분리시키는 활성을 증대시키는 효과 외에 습도조절, 단열보온, 항균방충, 탈취 및 공기정화 기능을 갖는 특성을 이용하여 마스크의 제2소재로 활용하여 공기 중의 오염원을 황토의 원적외선 효과와 플러렌 구조와 여러 특성을 활용하여 분해를 활성화시키고자 하는 기술사상이며, 황토의 보조제 형태로 사용되는 일라이트(illite)는 단사정계에 속하는 운모족 광물로서 원적외선 방사효과 증진 및 온열효과를 제공하며 음이온과 온열을 넓은 폭으로 전달하며 적절한 수분유지 및 보습작용을 제공하는 기능성을 추가하도록 사용되며, 또한 본원에서 제2소재층 부원료로 사용되는 슝기트 광물에 함유된 탄소 성분은 다공성 스펀지 구조의 매트릭스(matrix) 형태를 갖고 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능 등을 가지며, 그 기능(효과)은 일반적인 천연 광물(예를 들어, 게르마늄이나 황토 등)보다 매우 뛰어난 특성이 있으므로 본원에서는 상기 제2소재층에 황토 60±10 중량부, 일라이트 30±5 중량부, 슝기트 10±2 중량부가 포함되는 조성으로 황토혼합물을 얻고 이를 사포닌과 페놀성분을 갖고 항균효과도 나타내는 닥나무 펄프추출농축액에 혼합하여 사용하고자 하는 기술사상도 포함한다.
기타 본원 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에서 발명의 실시예에 의해 구체적으로 설명된다.
종래의 기술에는 안면마스크에 여러 기능성이 부여된 제품을 얻기 위해서는 제조단가가 높아져서 일반 소비자 입장에서 고가의 기능성 제품을 구매하여 매일 반복되는 일상생황에 사용하기 부담스러운 문제점을 갖고 있었으나 본원 기술에서는 인체친화적 원료를 사용하면서 최외곽층을 형성하는 제1여과층과 미세먼지류의 흡착기능을 부여하며 항균성을 확보하도록 제공되는 제1소재층과 원적외선 방사 및 흡착기능을 수행하도록 제공되는 제2소재층을 포함하도록 적용하여 미세먼지 흡착기능과 항균기능 및 탈취기능을 갖도록 제공되어 소비자가 부담없이 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본원 기술사상이 적용되는 안면마스크의 일 적용 적층구조 예시도.
도 2는 본 발명에서 제2소재층을 얻기 위한 제조공정 예시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 안면마스크(100)의 일 적용 실시양태의 적층구조를 나타낸 것으로, 본 발명의 안면마스크(100)는 제1여과층(10), 제1소재층(20) 및 제2소재층(30)과 순면내피층(40)의 적층구조로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.
본 발명의 제1여과층(10)은 마스크의 최외곽층을 형성하며, 부직포 재질로 제공될 수 있으며, 부직포(non-wovenfabric)는 섬유를 방적, 제직, 편조하지 않고 화학적 또는 기계적 방법(접착, 융착, 포락 등)으로 박층상 섬유 집합체(웨브)의 섬유끼리를 결합시킨 포상(布狀)의 것을 말하며, 본 발명에서 상기 부직포는 평량(坪量) 120 ~ 170 g/㎡ 의 범위에서 적용될 수 있는바, 마스크의 경량화, 컴팩트화를 위해 두께가 얇은 형태의 마스크가 바람직하기는 하나, 평량을 120 g/㎡ 미만으로 하는 경우 최외곽층의 마스크의 강도가 저하되어 찢어지는 현상이 발생할 수 있고, 또한 평량을 170 g/㎡ 초과하여 많게 하는 경우 강도가 커져 성형성은 좋아지나 압력손실(차압)이 커지면서 에어통과 효율이 저하되어 바람직하지 못하므로 바람직하기는 120 ~ 170 g/㎡ 의 범위에서 형성되도록 함으로써, 마스크의 최외곽층을 이루는 여과층의 강도와 압력손실의 저하를 함께 만족하도록 하며, 최외곽층에 형성되는 상기 제1여과층(10)이 상기 범위의 평량을 가진 상태에서, 성형성이 향상되게 된다.
본 발명에서 제1소제층(20)은 미세먼지 흡착기능 및 항균성 확보기능을 부여하기 위한 과정으로 먼저 항균성 확보과정으로 은나노 용액 제조단계는 마스크 내면에 충진된 키토산 파이버에 항균성 성분으로 은(Ag)이 구성되어 여과된 입자성 물질에 포함된 세균 및 바이러스를 사멸시키기 위해 은나노 용액은 은(Ag)으로 250 ~1,000 ppm 농도로 만들어 사용할 수 있는바, 은(Ag)은 진산염(Nitrate) 및 초산염(Acetate)을 제외한 음이온과 결합하여 불용성의 염(Salt)가 만들어짐에 따라 나노미터 크기로 항균 효과가 우수한 은나노 용액을 제조하기 위해서서는 고순도의 증류수를 사용하고, 은 나노 용액을 얻기 위한 일적용예는 질산은(Silver nitrate) 또는 초산은(Silver acetate)을 고순도증류수(3차 증류수)에 용해하고 교반하면서 환원제가 희석된 용액을 공급하여 얻을 수 있는데 이 때 환원제는 4수소붕소나트륨(NaBH4) 또는 구연산(Citric acid)이 사용될 수 있다.
또한 미세먼지 흡착기능을 부여하기 위해 양전하 부여기능을 갖는 키토산 용액의 준비단계로 게, 새우 등 갑각류의 껍질과 곤충의 껍질에 함유돼 있는 성분인 ‘키틴(chitin)’을 가공해 만든 탈아세틸화물로서 물에 쉽게 용해하기 위한 목적을 갖고 유.무기산을 이용 pH 5.5 이하의 용액을 대상으로 키토산의 농도를 5 중량% 농도로 용해할 수 있으며 이 때 유,무기산은 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 초산(Acetic acid), 젖산(Latic acid), 주석산(Tartaric acid), 사과산(Maleic acid), 구연산(Citric acid), 호박산(Succini acid), 술폼산(Surfamic acid), 개미산(Formic acid), 옥살산(Oxalic acid), 옥살아세트산(Oxalacetic acid), 푸마르산(Fumaric acid), 말산(Malic acid), 부티르산(Butyric acid), 팔미트산(Palmitic acid), 타르타르산(Tartaric acid), 아스코르브산(Ascorbic acid), 요산(Uric acid), 술핀산(Sulfinic acid), 이소시트르산(Isocitric acid), 라우르산(Lauric acid), 올레산(Oleic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 미리스트산(Myristic acid) 중 1종 이상이 선택되어 사용될 수 있다.
상기 키토산의 천연고분자 물질에 항균성 물질인 은(Ag)이 함께 구성되어 항균성을 확보하기 위하여 은나노 용액을 키토산 용액에 공급하는데 키토산을 100 중량부를 기준으로 할 때 은(Ag) 기준으로 2.5 ppm 내지는 100 ppm 농도로 유지할 수 있는 은 나노 용액을 공급하도록 적용될 수 있다.
상기와 같은 공정을 통해 산성용액으로 용해된 양전하의 항균성 키토산 용액에 염기성 수용액인 알칼리제를 공급하여 불용성의 은 나노가 포함된 키토산 파이버를 억을 수 있는바 이 때 사용되는 알칼리제는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨 중에서 1종 이상이 선택되어 사용될 수 있다.
제1소재 제조실시예
1,000 ppm 농도의 은나노용액을 제조하기 위하여 증류수 1리터를 준비하고, 3차 증류수를 약 700 ml를 충진하고 질산은(AgNO3, 삼전순약) 1.6 g을 공급한 다음 교반하면서 0.1 % 농도로 희석된 NaBH4 용액을 적가하여 질산은을 은(Ag)으로 환원하고, 1리터까지 증류수로 충진하여 약 1,000 ppm 농도의 은나노 용액을 제조하였다(제1공정).
기능성 키토산 용액을 제조하기 위하여 2리터의 비이커에 키토산 분말 20 g과 증류수 1리터 및 초산 50 ml를 공급한 다음 교반하면서 키토산을 완전 용해하고, 이곳에 제1공정에서 얻은 1,000 ppm 농도의 은 나노 용액 10 ml를 분취하여 공급하여 은 항균제가 포함된 기능성 키토산 용액을 제조하였다(제2공정)
상기 제2공정에서 얻은 기능성 키토산 용액을 솜사탕 기계를 돌리는 원리와 같이이 1,000 rpm 속도로 회전하는 회전판에 은 항균제가 포함된 기능성 키토산 용액만을 적가(dropping)하는 경우 미세 섬유사가 만들어 지지 않으나 물 10에 수산화나트륨(NaOH)이 1 중량비율로 희석된 수산화나트륨(NaOH) 용액을 함께 적가(dropping)하면 중화공정이 일어나면서 솜사탕 처럼 형성되는 미세섬유를 얻을 수 있고 이를 압착하여 평량 40 g/㎡의 규격으로 키토산 미세섬유를 얻을 수 있었다.
상기 미세섬유를 물로 5회 세척 및 건조한 후 마스크의 내피에 충진되어 사용되는 제1소재층으로 만들어 미세먼지 흡착 기능을 갖는 마스크 소재로의 활용가능성을 확인하고자 하기 실험을 실시하였다.
미세먼지 흡착 및 여과율의 측정실험
한국신소재(주)에서 판매하는 Nano particle 카본블랙을 정확히 2 g을 측량하여 1×1×1 m의 아크릴 챔버 내부에 넣고, 카본블랙의 미세 분말이 비산되도록 소형선풍기의 바람을 불어 넣어 주면서 챔버 상단에 배출구에 상기 제2여과층 제조실시예에서 얻은 여과층 여재와 본원에서 적용한 기능성 키토산 용액을 사용하지 않은 평량 40 g/㎡의 규격의 부직포를 이용하여 감압 여과하고 여재에 남아있는 카본블랙 분말의 잔존량을 확인하여 그 여과율을 비교 측정하고자 하였으며, 이의 실험결과를 표 1에 나타내었다.
구 분 칸본블랙 잔존량(g) 여과율(%)
제조실시예로 얻은 제1소재 1.78 89
평량 40 g/㎡ 규격의 부직포 0.26 13
표 1에 나타낸 바와 같이 기능성 키토산 용액 처리를 하지 않은 통상의 부직포 여재인 비교예의 경우 초미립자의 카본블랙 분말의 여과율이 13%에 불과한 반면 본원 제조실시예에서 얻은 제1소재는 양전하를 제공할 수 있어서 89 %의 높은 여과율을 나타낸 결과를 확인할 수 있었는바 이는 양전하물질이 제1 소재에 함침되거나 또는 코팅될 경우 철분이 자석에 붙듯이 음전하를 띠고 있는 초미세입자가 제1소재층의 일정 공극을 통과하면서 흡착되는 결과를 확인할 수 었었다.
항균력 측정실험
본원 제조실시예로 얻은 제1소재 재료에 대한 항균력 시험결과를 확인하기 위해 상기 제1소재 제조실시예에서 얻은 여재와 기능성 키토산 용액을 사용하지 않은 부직포 소재를 대상으로 크기 10×10×1 mm로 각각 1 g씩으로 하여 항균성 평가시험은 대장균(E. coli ATCC 25922) 및 황색 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 이용하여 균수측정법(KS K 0693)에 따라 수행하였고, 시료를 플라스크에 넣고 세균 배양한 시간은 24시간이었으며 이의 실험결과를 표 2에 나타내었다.
시료구분 대장균 포도상 구균
초기균수
(마리)		 시험후균수
(마리)		 균감소율
(%)		 초기균수
(마리)		 시험후균수
(마리)		 균감소율
(%)
제1소재 1×107 0 100 4.9×104 0 100
부직포 1×107 1.8×109 증가 4.9×104 1.9×108 증가
상기 표 2의 결과로부터 본원 제조실시예로 얻은 제1소재가 은의 항균력이 훼손되지 않고 매우 우수한 항균력을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.
제2소재 제조실시예
본원에서 안면용 마스크에 원적외선 방사기능 및 탈취기능을 부여하면서 최대한 인체 친화적 원료를 얻기 위하여 수많은 시행오차를 겪으면서 발견한 최적 제조실시예는 황토 6.0 ㎏, 일라이트 3.0 ㎏, 슝기트 1.0 ㎏을 칭량하여 10㎏의 황토혼합물을 얻어 실험하였다.
상기 황토혼합물의 반죽액으로 닥나무 추출액을 이용하고자 함은 닥나무 추출액은 사포닌과 페놀성분을 갖고 항균효과도 갖고 일정범위의 접착효과도 갖고 있음이 밝혀져 있고 한지공장에서 한지를 만들 때 사용하고 남은 닥나무 펄프추출액을 얼마든지 얻어 사용할 수 있으므로 닥나무 펄프추출액을 솥에 넣고 가열하면서 주걱으로 교반하다가 추출액이 주걱으로부터 점 점이 떨어질 정도로 약간의 점도를 나타내기 시작한 닥나무 펄프농축액 15㎏에 상기 실시예에서 얻은 황토혼합물을 소량씩 혼합하며 8 ㎏을 넣고 교반하여 반죽물을 만들고 도 2에 제시되는 공정을 통해 본원 안면마스크의 제2소재를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명에서 제2소재를 얻기 위한 공정을 설명하기 위한 도면으로서 본원 발명자가 마스크를 얻기 위해 사용하던 평량 120 g/㎡ 규격으로 제공되는 부직포 시트가 감겨진 부직포 롤(50)이 준비되고 닥나무 펄프농축액에 황토혼합물이 혼합된 기능성분 혼합액(60)이 담겨진 함침조(61)가 준비된 상태에서 부직포 롤(50)에서 부직포 시트가 인출되어 제1차안내롤(51)을 거쳐 함침조(61)에 담겨진 기능성분 혼합액(60)에 부직포 시트가 함침되도록 압박롤러(61)로 밀어주고 기능성분들이 함침된 소재가 1차 안내롤(52)을 경유하여 1차 건조롤러(53) 및 2차 건조롤러(54)를 거쳐 황토, 일라이트, 슝기트 등의 기능성분을 함침하고 건조된 제2소재(30)를 얻고 제2소재 제품이 중간제품롤(70)에 감겨진 실시양태를 설명하기 위한 도면으로 나타낸 것이다.
제2소재(30)의 원적외선 방사능 시험
원적외선 방사능을 알아보기 위하여 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정하였으며 이때, 원적외선 방사율과 방사에너지는 측정 파장 5㎛ ~ 20㎛에서 KFIA-FI-1005(KFIA : Korea Far Industry Association)의 시험방법에 준하여, 37℃에서 FT-IR 스펙트로미터(Spectrometer)를 이용하여 측정하였으며 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
방사율 방사에너지(W/㎡·㎛), 37℃)
0.903 3.48×102
방사율은 FT-IR 스펙트로미터(Spectrometer)를 이용 측정된 수치를
흑체(Black Body와 대비하여 산출한 것임.
제2소재(30)의 항균성능 및 탈취성능 시험
상기 제조실시예로 얻은 제2소재 재료에 대한 항균력 및 탈취성능을 확인하기 위해 상기 제1소재 제조실시예에서 얻은 여재와 기능성 키토산 용액을 사용하지 않은 부직포 소재를 대상으로 크기 10×10×1 mm로 각각 1 g씩으로 하여 항균성 평가시험으로 황색 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538) 및 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 사용하여 균수측정법(KS K 0693)에 따라 수행하였고, 시료를 플라스크에 넣고 세균 배양한 시간은 24시간 이었으며 이의 실험결과를 표 4에 나타내었고, 상기 시편의 탈취성능을 확인하기 위해 KFIA-FI-1004(KFIA : Korea Far Industry Association)의 시험방법에 준하여 시간에 따른 가스 농도 및 탈취율(%)을 측정하였으며 이때, 시험 가스로는 암모니아 가스를 사용하였으며 그 결과는 표 5로 나타내었다.
시료구분 포도상 구균 폐렴균
초기균수
(마리)		 시험후균수
(마리)		 균감소율
(%)		 초기균수
(마리)		 시험후균수
(마리)		 균감소율
(%)
제2소재 4.9×104 8.4×102 82.8 2.1×104 2.4×102 98.8
부직포 4.9×104 1.9×109 증가 2.1×104 8.4×104 증가
구 분 경과시간(min) Blank 농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)


탈취시험
[KFIA-FI-1004]		 초기 500 500 -
30 460 112 75.7
60 440 95 78.4
90 430 82 80.9
120 420 76 81.9
가스농도 측정 : 가스검지관.
Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임
이상의 실험을 통하여 본원 기술이 적용되어 음전하를 나타내는 미세먼지류에 대하여 양전하를 나타내는 항균성 키토산 미세섬유로 제공되는 제1소재층을 활용하여 미세만지를 제거함과 동시 항균효과도 얻을 수 있고, 황토와 일라이트와 슝기트 성분이 닥나무 펄프추출액과 혼합된 함침액에 함침된 후 건조되어 제공되는 제2소재층을 통하여 원적외선 방사효과, 항균기능 및 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면용 마스크를 얻을 수 있음을 확인하여 특허출원에 이르게 되었다.
이상에서는 본원 발명자가 바람직한 실시양태를 찾아 실험한 순서에 따라 설명하고자 하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않음은 물론이고 본원의 실시예와 균등한 범위에 있는 것까지 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 할 것이며, 본 발명의 기술정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다 할 것이다.
10 : 제1여과층 20 : 제1소재층
30 : 제2소재층 40 : 순면내피층
50 : 부직포 롤 51 : 제1차안내롤
52 : 제2차안내롤 53 : 1차 건조롤러
54 : 2차 건조롤러 60 : 기능성분 혼합액
61 : 혼합액함침조 62 : 압박롤러
70 : 제2소재 제품롤 100 : 마스크의 적층구조

Claims (4)

  1. 얼굴의 코와 입을 덮을 수 있는 크기로 외부공기가 유입되는 최외곽층을 형성하는 제1여과층과 미세먼지류 흡착기능을 부여하는 제1소재층과 항균 및 탈취기능을 부여하는 제2소재층이 다단계 적층구조로 제공되는 안면보호 마스크에 있어서,
    외부공기가 유입되는 최외곽층을 형성하며 여과층의 강도와 압력저하 방지 및 마스크의 성형성 향상을 위한 제1여과층이 준비되며,
    대기 중에서 음전하를 나타내는 미세먼지류의 흡착기능을 부여하기 위해 양전하 기능을 갖는 키토산을 pH 5.5 이하로 희석된 산(Acid)에 용해시켜 키토산 농도 5 중량% 범위의 키토산 용액이 준비되고,
    마스크에 여과되는 입자성 물질에 포함된 세균 및 바이러스를 사멸시키기 위해 질산은(Silver nitrate)을 증류수에 용해하고 교반하면서 0.1 % 농도로 희석된 4수소붕소나트륨(NaBH4) 용액을 주입하여 질산은을 은(Ag)으로 환원시켜 은(Ag)으로 250 ~1,000 ppm 농도범위의 은나노 용액이 준비되며
    상기 준비된 키토산 용액에 은나노 용액을 공급하여 항균성 양전하의 기능성 키토산 용액을 얻으며,
    고속회전하는 회전판에 기능성 키토산 용액과 염기성 수용액을 함께 공급 및 중화시키 항균성을 확보하며 양전하를 유지하는 키토산 미세섬유가 안면보호 마스크의 제1소재층으로 준비되고,
    황토와 일라이트와 슝기트 성분이 닥나무 펄프추출액과 혼합된 함침액에 함침된 후 건조되어 항균 및 탈취기능을 제공하는 제2소재층은 황토 60±10 중량부, 일라이트 30±5 중량부, 슝기트 10±2 중량부 비율로 포함되어 황토혼합물을 이루고 황토혼합물과 닥나무 펄프추출농축액이 1 : 1~2 비율로 혼합된 함침액을 거쳐 건조된 소재가 안면보호 마스크의 제2소재층으로 사용되도록 준비된 후 상기 제1여과층과 제1소재층과 제2소재층으로 적층되어 미세먼지 흡착기능, 항균기능, 탈취기능을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 안면보호 마스크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 얼굴의 코와 입을 덮을 수 있는 크기로 외부공기가 유입되는 최외곽층을 형성하는 제1여과층과 미세먼지류 흡착기능을 부여하는 제1소재층과 항균 및 탈취기능을 부여하는 제2소재층이 다단계 적층구조로 제공되는 안면보호 마스크의 제조방법에 있어서,
    외부공기가 유입되는 최외곽층을 형성하며, 여과층의 강도와 압력저하 방지 및 마스크의 성형성 향상을 위한 제1여과층이 준비되는 단계와,
    대기 중에서 음전하를 나타내는 미세먼지류의 흡착기능을 부여하기 위해 양전하 기능을 갖는 키토산을 pH 5.5 이하로 희석된 산(Acid)에 용해시켜 키토산 농도 5 중량% 범위의 키토산 용액이 준비되며,
    마스크에 여과되는 입자성 물질에 포함된 세균 및 바이러스를 사멸시키기 위해 질산은(Silver nitrate)을 증류수에 용해하고 교반하면서 0.1 % 농도로 희석된 4수소붕소나트륨(NaBH4)용액을 주입하여 질산은을 은(Ag)으로 환원시켜 은(Ag)으로 250 ~1,000 ppm 농도 범위의 은나노 용액이 준비되어
    상기 키토산 용액에 은나노 용액을 공급하여 항균성 양전하의 기능성 키토산 용액을 얻으며, 고속회전하는 회전판에 기능성 키토산 용액과 염기성 수용액을 함께 공급 및 중화시켜 항균성을 갖고 양전하를 유지하는 키토산 미세섬유를 얻어 제1소재층이 준비되는 단계와,
    항균기능 및 탈취기능을 부여하기 위하여 황토 60±10 중량부, 일라이트 30±5 중량부, 슝기트 10±2 중량부 비율로 포함되어 황토혼합물을 이루고 황토혼합물과 닥나무 펄프추출액이 1 : 1~2 중량비율로 혼합된 함침액을 거쳐 건조된 제2소재층이 준비된 후 제1여과층과 제1소재층과 제2소재층이 포함 적층되는 구조를 이루어서 미세먼지 흡착기능과 항균기능과 탈취기능을 갖는 마스크를 얻도록 적용되는 것을 특징으로 하는 안면보호 마스크의 제조방법.
KR1020210040052A 2021-03-28 2021-03-28 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크 KR102397497B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040052A KR102397497B1 (ko) 2021-03-28 2021-03-28 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040052A KR102397497B1 (ko) 2021-03-28 2021-03-28 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102397497B1 true KR102397497B1 (ko) 2022-05-12

Family

ID=81590709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210040052A KR102397497B1 (ko) 2021-03-28 2021-03-28 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102397497B1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052150B2 (ja) * 2003-03-05 2008-02-27 住友電気工業株式会社 窒化物系半導体装置の製造方法
KR101603273B1 (ko) * 2014-12-02 2016-03-14 (주)레스텍 황토를 이용한 마스크
KR101800206B1 (ko) * 2015-08-19 2017-11-22 성경환 기능성 탈부착용 패드 및 이를 포함한 모자
KR101914429B1 (ko) * 2018-02-28 2018-11-02 주식회사 레몬 항균소취기능을 갖는 나노 마스크 및 이의 제조방법
KR101991826B1 (ko) * 2018-04-19 2019-06-21 동의대학교 산학협력단 세정 및 향균용 섬유탈취제 및 그 제조방법
KR102087245B1 (ko) * 2019-08-23 2020-03-10 주식회사 아이그라스 대전 방지기능을 갖고 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재 및 이의 제조방법
KR20200106465A (ko) * 2020-08-12 2020-09-14 정진욱 다기능청정흡기필터 제작방법과 이를 장착한 냉방청정장치들, 방충망들 또는 생리대들
KR20210017378A (ko) * 2019-08-08 2021-02-17 주식회사 해피라이프 복합 기능 한지 필터가 구비된 호흡기용 다용도 위생 마스크

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052150B2 (ja) * 2003-03-05 2008-02-27 住友電気工業株式会社 窒化物系半導体装置の製造方法
KR101603273B1 (ko) * 2014-12-02 2016-03-14 (주)레스텍 황토를 이용한 마스크
KR101800206B1 (ko) * 2015-08-19 2017-11-22 성경환 기능성 탈부착용 패드 및 이를 포함한 모자
KR101914429B1 (ko) * 2018-02-28 2018-11-02 주식회사 레몬 항균소취기능을 갖는 나노 마스크 및 이의 제조방법
KR101991826B1 (ko) * 2018-04-19 2019-06-21 동의대학교 산학협력단 세정 및 향균용 섬유탈취제 및 그 제조방법
KR20210017378A (ko) * 2019-08-08 2021-02-17 주식회사 해피라이프 복합 기능 한지 필터가 구비된 호흡기용 다용도 위생 마스크
KR102087245B1 (ko) * 2019-08-23 2020-03-10 주식회사 아이그라스 대전 방지기능을 갖고 코르크 및 황토를 이용한 친환경 바닥재 및 이의 제조방법
KR20200106465A (ko) * 2020-08-12 2020-09-14 정진욱 다기능청정흡기필터 제작방법과 이를 장착한 냉방청정장치들, 방충망들 또는 생리대들

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170275472A1 (en) Antimicrobial coating for long-term disinfection of surfaces
CN106738115B (zh) 一种防腐防霉环保胶合板及其制备方法
JP2018035478A (ja) 複合ナノ繊維、複合ナノ繊維の製造方法及びマスク
Huang et al. Silver-based nanocomposite for fabricating high performance value-added cotton
CN105040414B (zh) 一种基于植物质与纳米银协同抗菌的载银织物的制备方法
CN105615053B (zh) 一种高抗菌、吸附重金属微小颗粒的新型微溶抗雾霾保健功能口罩
KR20180095492A (ko) 다기능성의 마스크
CN105054401A (zh) 改性纳米竹炭口罩
KR101894892B1 (ko) ?기트 및 내추럴 플러렌을 포함하는 마스크
CN105778138A (zh) 一种纳米银复合抗菌纤维素膜及其制备方法和应用
KR102397497B1 (ko) 기능성분을 함유하여 미세먼지 흡착, 항균, 탈취기능을 갖도록 제공되는 안면보호용 마스크
RU2426557C1 (ru) Сорбционно-бактерицидный материал, способ его получения, способ фильтрования жидких или газообразных сред, медицинский сорбент
CN105268125A (zh) 一种银纳米线防pm2.5口罩滤片
CN106376992A (zh) 一种农用防护口罩材料
CN103911907B (zh) 一种多元合金纳米氧化物杀菌空气过滤纸及其制作方法
Tang et al. Versatile Antibacterial and Antioxidant Bacterial Cellulose@ Nanoceria Biotextile: Application in Reusable Antimicrobial Face Masks
CN1473553A (zh) 防集聚纳米银抗菌敷料
CN1451811A (zh) 纳米银系抗菌织物的制备工艺及应用
CN111841149A (zh) 一种自抗菌消毒口罩用滤材及其制造方法
KR101542304B1 (ko) 항균성 키토산-은 나노 복합물의 제조방법 및 이를 이용한 항균성 종이의 제조방법
JP6868916B1 (ja) 殺菌性ナノカプセル、ブドウ状微粒集合体、消毒殺菌フィルター及びこれらの製造方法
JP7197870B2 (ja) 多層型銅系ゼオライト繊維医療用材料、医療用防護用品及びその製造方法
CN104055246A (zh) 环保竹炭口罩及其制备方法
CN114190632A (zh) 一种抗菌透气口罩及其制备方法
Hu et al. Facile fabrication of superior antibacterial cotton fabric based on ZnO nanoparticles/quaternary ammonium salts hybrid composites and mechanism study

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant