KR102471096B1 - 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 - Google Patents
전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102471096B1 KR102471096B1 KR1020200062384A KR20200062384A KR102471096B1 KR 102471096 B1 KR102471096 B1 KR 102471096B1 KR 1020200062384 A KR1020200062384 A KR 1020200062384A KR 20200062384 A KR20200062384 A KR 20200062384A KR 102471096 B1 KR102471096 B1 KR 102471096B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mask
- gold
- electron beam
- fabric
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 title 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 claims abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 9
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M gold monochloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- NJTGANWAUPEOAX-UHFFFAOYSA-N molport-023-220-454 Chemical compound OCC(O)CO.OCC(O)CO NJTGANWAUPEOAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010040880 Skin irritation Diseases 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000036556 skin irritation Effects 0.000 description 3
- 231100000475 skin irritation Toxicity 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- -1 gold ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910003771 Gold(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D27/00—Details of garments or of their making
- A41D27/02—Linings
-
- 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
- A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
-
- 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
- D06M11/07—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 halogens; with halogen acids or salts thereof; with oxides or oxyacids of halogens or salts thereof
- D06M11/11—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 halogens; with halogen acids or salts thereof; with oxides or oxyacids of halogens or salts thereof with halogen acids or salts thereof
- D06M11/13—Ammonium halides or halides of elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D2500/00—Materials for garments
- A41D2500/50—Synthetic resins or rubbers
- A41D2500/54—Synthetic resins or rubbers in coated form
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
본 발명은 전자빔을 이용한 항균마스크 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 항균마스크 제조방법은, 물(DI water)과 알코올의 혼합용매에 금 전구체를 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계와; 상기 혼합용액에 50 kV ~ 1000 kV의 에너지와 1 ~ 50 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 3 nm ~ 10 ㎛의 금 나노입자가 포함된 골드나노용액을 형성시키는 단계와; 마스크용 필터 원단을 준비하고 상기 마스크용 필터 원단의 일면에 상기 골드 나노용액을 분사하여 코팅하는 단계와; 상기 골드 나노용액이 코팅된 마스크용 필터 원단의 일면 또는 양면에 면포를 적층하여 마스크용 적층원단을 제조하는 단계와; 마스크용 적층원단에 10 ~ 30 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 살균 및 멸균을 수행하는 단계와; 전자빔이 조사된 마스크용 적층 원단을 이용하여 마스크 형상으로 제조하는 단계를 구비한다.
Description
본 발명은 항균 마스크 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전자빔 조사를 통해 골드나노용액을 형성하고, 이 골드나노용액을 마스크용 헤파필터 원단에 코팅하여 마스크를 제조함에 의해 마스크의 항균능력을 향상시킬 수 있는 항균마스크 제조방법에 관한 것이다.
마스크는 보건위생 상 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위하여 코와 입을 가리는 물건이다. 마스크는 1919년 스페인 감기 즉, 인플루엔자가 유행했을 때부터 사용되고 있다. 현재 안면 마스크는 면, 부직포, 종이 등을 소재로 하여 제조되고 있다.
최근 미세 먼지의 발생이 늘어나면서 미세먼지를 필터링할 수 있는 고성능 필터 마스크들이 판매되고 있다. 이러한 미세 먼지 마스크들은 미세먼지가 통과하기 어려운 작은 기공들이 미세먼지를 걸러내고 공기를 투과시키는 방식으로 먼지를 필터링한다. 미세 먼지 마스크는 얼굴과 마스크 사이의 틈새로 미세 먼지들이 들어오는 것을 방지할 수 있도록, 안면 밀착성이 강화된다.
마스크의 안면 밀착성을 높이기 위해서, 콧대 부위에 안면 굴곡에 따라서 변형되는 얇은 금속편을 부착하고, 탄성이 강한 밴드를 사용하여 머리에 잡아당겨 고정하는 방식들이 사용된다.
그러나 이러한 종래의 마스크는 미세먼지나 비말 등의 침투를 막는 필터 기능을 가지고 있지만, 그 특성상 바이러스나 박테리아 등에 대한 멸균이나 항균 특성을 가지고 있지 않는다는 문제점이 있다.
한편, 환경의 변화에 따라 인체에 유해한 바이러스, 박테리아 등 인간의 건강을 위협하는 세균, 곰팡이류의 확산으로 이를 효과적으로 차단하고자 하는 노력이 지속되고 있다.
생활에 자주 사용하는 고분자 화합물인 플라스틱류의 섬유 제품에 항균 기능을 접목하기 위하여 종래 유기 항균제가 보편적으로 사용되어 왔다. 그러나, 유기 항균제는 기본 특성상 내성의 증가, 인체에의 유해성 등으로 인하여 사용을 자제하려는 움직임이 있다.
이러한 유기 항균제를 대체하기 위하여 무기계 항균제의 등장과 나노기술의 등장으로 새로운 기술 구현의 가능성이 대두되고 있다. 즉 나노기술을 이용하여 다양한 부분에 항균특성을 강화하고자 하는 노력이 있어왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 금 나노입자를 코팅하여 마스크를 제조함에 의해, 항균 특성, 자외선 차단효과 및 피부자극 최소화의 효과를 얻을 수 있으며, 면포에 전자빔 조사를 통해 멸균 효과를 얻을 수 있는 항균 마스크 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 항균마스크 제조방법은, 물(DI water)과 알코올의 혼합용매에 금 전구체를 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계와; 상기 혼합용액에 50 kV ~ 1000 kV의 에너지와 1 ~ 50 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 3 nm ~ 10 ㎛의 금 나노입자가 포함된 골드나노용액을 형성시키는 단계와; 마스크용 필터 원단을 준비하고 상기 마스크용 필터 원단의 일면에 상기 골드 나노용액을 분사하여 코팅하는 단계와; 상기 골드 나노용액이 코팅된 마스크용 필터 원단의 일면 또는 양면에 면포를 적층하여 마스크용 적층원단을 제조하는 단계와; 마스크용 적층원단에 10 ~ 30 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 살균 및 멸균을 수행하는 단계와; 전자빔이 조사된 마스크용 적층 원단을 이용하여 마스크 형상으로 제조하는 단계를 구비한다.
상기 혼합용매에는 분산제 및 용매로 기능하는 글리세롤(Glycerol)이 더 포함될 수 있다.
상기 알코올은 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol(IPA))이고, 상기 금 전구체는 염화금(Gold chloride) 일 수 있다.
상기 혼합용매 100wt%에 대하여 상기 금 전구체는 1~10wt%의 비율로 혼합될 수 있다.
상기 마스크용 필터원단은 ISO ADJ cotton 면포원단, 헤파(HEPA)필터원단 또는 멜트블로운(Melt blown) 필터 원단일 수 있다.
본 발명에 따르면, 친환경적인 전자빔 조사를 이용하여 골드 나노용액을 형성하고, 금 나노입자를 코팅하여 마스크를 제조함에 의해, 항균 특성, 자외선 차단효과 및 피부자극 최소화의 효과를 얻을 수 있으며, 면포에 전자빔 조사를 통해 멸균 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 마스크 제조를 위한 제조공정 순서도를 나타낸 것이고,
도 2는 골드 나노용액의 금 나노입자 분포사진을 나타낸 것이고,
도 3은 마스크 제조를 위한 롤 투 롤(roll to roll) 장비의 개략도이고,
도 4는 금 나노 입자가 코팅된 마스크용 필터원단의 사진이고,
도 5는 마스크용 필터원단과 적층되는 면포의 사신이고,
도 6은 제조된 마스크의 사진이다.
도 2는 골드 나노용액의 금 나노입자 분포사진을 나타낸 것이고,
도 3은 마스크 제조를 위한 롤 투 롤(roll to roll) 장비의 개략도이고,
도 4는 금 나노 입자가 코팅된 마스크용 필터원단의 사진이고,
도 5는 마스크용 필터원단과 적층되는 면포의 사신이고,
도 6은 제조된 마스크의 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 마스크 제조를 위한 제조공정 순서도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조는, 혼합용액준비과정(S110), 전자빔 조사 및 골드나노용액 형성과정(S112), 원단 코팅 과정(S114), 면포 적층과정(S116), 전자빔 조사과정(S118) 및 마스크 형상 제조과정(S120)을 통해 수행된다.
상기 혼합용액 준비과정(S110)은 물(DI water)과 알코올의 혼합용매에 금 전구체를 혼합하여 혼합용액을 준비하는 과정이다. 여기서 혼합용액 또는 혼합용매에는 분산제 및 용매로 기능하는 글리세롤(Glycerol)이 더 포함될 수 있다.
상기 혼합용매는 상기 금 전구체와 분산제를 용해시키고, 높은 회수율과 안정적인 평균입자를 가지는 금 나노입자를 제조할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
상기 혼합용매는 물(DI water) 85.72wt%. 알코올로 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol(IPA)) 5.71wt%, 글리세롤 8.57wt% 의 비율 또는 이와 유사한 비율을 가질 수 있다.
여기에 상기 혼합용매 100wt%에 대하여 금 전구체인 염화금(Gold chloride:AuCl4)이 2.25wt% 비율로 혼합되어 상기 혼합용액을 구성할 수 있다. 상기 염화금은 1~10wt% 이하의 비율로 혼합되는 것이 가능하나, 5wt% 이상은 고가의 비용이 소요되어 상용화에 부적당하므로, 5wt% 이하로 혼합되게 된다. 또한 상기 금전구체가 너무 적게 혼합되는 경우에는 반응에 의해 얻어지는 금 나노입자가 충분한 양으로 제조되지 않을 수 있어 마스크의 항균효과가 떨어지는 문제점이 발생되므로, 1wt% 이상으로 포함되어야 한다.
상기 혼합용액의 혼합순서는 반드시 정해져 있는 것이 아니며, 혼합용액의 제조를 위한 각각의 성분의 투입순서는 작업자의 선택과 작업조건 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 물과 알코올을 혼합하고, 이후에 용매 및 분산제로 기능하는 글리세롤을 혼합하고, 마지막으로 금 전구체를 혼합하는 방법이 사용될 수 있다. 또한, 혼합용매에 금 전구체를 첨가한 후, 필요한 양만큼의 혼합용매나 분산제를 후속으로 첨가하여도 되고, 상기 혼합 용매 내에 금 전구체를 혼합한 후에 글리세롤 등의 분산제를 투입하여 제조할 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 혼합용매의 구성성분으로서, 상기 알코올로는 상기 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol(IPA)) 이외에 알킬기 또는 시클로알킬기를 갖는 치환기내 히드록시기가 연결된 구조이면 종류에 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예시적으로, 상기 알코올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등이 사용될 수 있고, 상기 분산제로는 상기 글리세롤 이외에 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 등이 이용될 수 있다. 상기 분산제는 금 입자가 혼합 용매상에서 안정적으로 나노 사이즈를 이룰 수 있도록 금 입자를 둘러싸면서 금 나노입자끼리 응집을 방지하여 균일한 크기의 입자형성을 도모하며 또한, 금 나노입자의 분산 안정성을 높여 재분산시 높은 분산도를 가질 수 있도록 하는 역할을 하며, 일정한 크기의 구형 나노입자의 합성을 용이하게 하는 특성을 가진다.
상기 혼합용액이 균일하게 혼합되도록 하기 위해 교반과정이 추가될 수 있다. 여기서 교반과정은 5 ~ 60분 사이가 적당하며, 교반시간이 5분 미만의 경우에는 충분한 교반이 이루어지지 않고, 60분이 넘어가면 교반의 효과가 포화된다.
다음으로 전자빔 조사 및 골드나노용액 형성과정(S112)으로, 전자빔을 조사하여 금 나노입자를 형성시키는 과정이다.
상기 전자빔은 상기 금 전구체에 포함된 금 이온(Au+)을 환원시키는데 필요한 전자 또는 에너지를 공급하는 역할을 한다. 즉 전자빔의 강한 에너지는 혼합용액을 이온화시키고, 이온화된 혼합용액의 음이온이 금 이온과 결합하여 환원된 금 입자를 형성하게 되는데, 금의 환원은 수용액 중에서 발생하기 때문에 금이 미세한 나노 크기로 형성되는 것이다.
이때, 상기 전자빔은 50kV 내지 1000 kV 에너지로 조사될 수 있고, 바람직하게는 100kV 내지 500 kV의 에너지가 상기 혼합용액에 조사될 수 있다. 만일, 상기 전자빔 에너지가 50kV 미만일 경우, 반응이 일어나지 않거나 반응속도가 늦어 금 나노입자의 생산성이 떨어지게 되고, 1000 kV를 초과할 경우에는 금을 환원시키는 구동력이 과다하여 금 입자가 조대해지거나, 형성된 입자 사이의 간격이 좁아 입자들이 응집되어 버릴 우려가 있을 뿐만 아니라, 전자빔 발생장치의 설비가 커져야 하는 등 경제적이지 못하고, 에너지 측면에서 낭비가 되는 문제가 있다.
상기 전자빔이 작동방식이나 조건은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 용이하게 설정할 수 있기 때문에 전자빔의 작동방식이나 조건에 대해서는 특별히 제한할 필요가 없다. 다만, 전자빔은 1 내지 50 kGy/min의 시간당 선량을 갖는 것이 바람직하며, 10 내지 40 kGy/min의 시간당 선량을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 1 kGy/min 미만의 선량으로 조사하였을 경우, 전자빔의 에너지가 너무 작아서 반응 시간이 오래 걸리거나, 활성화 에너지를 극복하지 못하게 되어 반응이 일어나지 않게 되고, 50 kGy/min를 초과하는 경우에는 너무 높은 전류값으로 인해 균일한 금 나노입자의 제조가 불가능하고 장비에 무리를 주게 되어 바람직하지 않다.
이러한 과정에 따라 3 nm ~ 10 ㎛의 금 나노입자가 포함된 골드나노용액을 형성시키는 것이 가능하다. 본 발명에서 상기 전자빔을 이용하여 제조되는 금 나노입자는 입자분포를 고르게 할 수 있는 장점이 있으며, 또한 본 발명에서는 도 2의(a) 및 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 직경 3 nm 내지 10 ㎛ 범위 내의 직경의 분포를 가지는 금 나노입자가 포함된 골드 나노용액을 제조할 수 있다.
상기 골드 나노용액이 제조되면, 도 3에 도시된 바와 같은 롤 투 롤(roll to roll) 장비를 이용하여 상기 원단 코팅 과정(S114) 및 면포 적층과정(S116)이 수행된다.
상기 원단코팅과정(S114)은 마스크 제조를 위해, 마스크용 필터 원단을 준비하고 상기 마스크용 필터 원단의 일면에 상기 골드 나노용액을 분사하여 금 나노입자를 마스크용 필터 원단의 일면에 코팅하는 과정이다. 여기서 상기 마스크용 필터 원단은 ISO ADJ cotton 면포원단, 멜트블로운(MB:Melt blown)필터 원단이나 해파 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter) 필터 원단이 이용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 롤에 감겨져 있는 마스크용 필터 원단(F)이 풀려지면(Roll out(a)), 각종 롤러를 통해 마스크용 필터 원단(F)이 상기 코팅기(coater(S))에 도달하고, 상기 코팅기(S)를 통해 상기 골드나노용액을 상기 마스크용 필터 원단(F)에 분사하여 금 나노입자가 상기 마스크용 필터원단(F)에 부착되도록 한다(b). 여기서 상기 코팅기(S)는 스프레이 방식으로 노즐을 통해 골드 나노용액을 분사하는 방식을 가질 수도 있고, 골드 나노용액이 담긴 트레이 내에서 회전하는 폼 실린더(form cylinder)의 상부표면을 상기 마스크용 필터 원단(F)이 접촉하면서 지나가도록 하는 방식을 가질 수도 있고, 이외에 다양한 방식의 코팅기가 이용될 수 있다.
한편, 상기 골드나노용액이 코팅된 상기 마스크용 필터 원단(F)은 드라이어(Drier)를 통한 건조과정(c)을 거치게 되면, 금 나노 입자가 코팅된 마스크용 필터원단(F)이 제조되게 된다.
도 4에는 금나노입자가 코팅된 마스크용 필터원단(F)의 사진이 나타나 있다.
도 4의 (a)는 금 나노입자가 코팅되지 않은 일반 마스크용 필터원단(F)이고, 도 4의 (b)는 10nm의 금 나노입자가 코팅된 마스크용 필터원단(f)의 사진이고, 도 4의 (c)는 100nm의 금 나노입자가 코팅된 마스크용 필터원단(f)의 사진을 나타낸 것이다.
금 나노 입자가 코팅된 마스크용 필터원단(F)이 제조되면, 상기 면포 적층과정(S116)(d)이 수행되게 된다.
상기 면포 적층과정(S116)은 라미네이션 방식으로 수행될 수 있고, 상기 골드 나노용액이 코팅된 마스크용 필터 원단(F)의 일면 또는 양면에 면포를 적층하여 마스크용 적층원단을 제조하는 과정이다.
상기 면포 적층 과정(S116)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스크용 필터 원단(F)의 양면 중 상기 골드 나노용액이 코팅된 일면에 면포를 적층(또는 합지)하는 방식, 상기 마스크용 필터 원단(F)의 양면 모두에 대하여 각각 면포를 적층(또는 합지)하는 방식, 상기 마스크용 필터 원단(F)의 양면 모두에 대하여 각각 면포를 적층(또는 합지)하는 방식(도 5의 (a)) 등으로 수행될 수 있다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 상기 마스크용 필터 원단(F)의 양면 모두에 대하여 각각 면포를 적층(또는 합지)하는 방식에 더하여 일면 또는 양면에 추가로 면포를 더 적층하는 방식이다. 상기 면포의 적층은 라미네이션 방식이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 다양한 방식이 가능하다.
상기 면포 적층과정(S116)이 종료되면, 마스크용 적층원단에 10 ~ 30 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 살균 및 멸균을 수행하는 전자빔 조사과정(S118)이 수행된다. 살균 및 멸균을 위한 전자빔 조사는 제조과정이나 사용과정에서의 멸균효과를 위한 것으로, 상기 골드 나노용액 제조시의 전자빔 조사의 경우보다는 낮은 방사선량으로 수행되게 된다. 전자빔은 방사선의 일종으로, 전자빔이 조사되면, 직접작용 및 간접작용에 의하여 DNA, 단백질이나 지질같은 세포 구성성분에 손상을 주기 때문에 멸균효과를 얻을 수 있게 된다.
이후 전자빔이 조사된 마스크용 적층 원단을 이용하여 마스크 형상으로 제조하는 마스크 형상 제조과정(S120)이 수행된다. 상기 마스크 형상 제조과정(S120)은 상기 마스크용 적층 원단의 절단 및 접착 과정 및 걸이 끈 접착공정을 통해 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로 잘 알려진 마스크의 형상으로 제조하는 과정이다. 도 6의 (a)는 일반적인 제조 마스크를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 본 발명에 따라 제조된 금나노입자가 코팅된 항균 마스크를 나타낸 것으로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 금 나노입자 코팅부분이 다른 부분과는 다른 색상을 보임을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 친환경적인 전자빔 조사를 이용하여 골드 나노용액을 형성하고, 금 나노입자를 코팅하여 마스크를 제조함에 의해, 항균 특성, 자외선 차단효과 및 피부자극 최소화의 효과를 얻을 수 있으며, 면포에 전자빔 조사를 통해 멸균 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
F : 마스크용 필터 원단 S : 코팅기
Claims (5)
- 물(DI water)과 알코올의 혼합용매에 금 전구체를 혼합하여 혼합용액을 준비하는 제1단계와;
상기 혼합용액에 50 kV ~ 1000 kV의 에너지와 1 ~ 50 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 3 nm ~ 10 ㎛의 금 나노입자가 포함된 골드나노용액을 형성시키는 제2단계와;
마스크용 필터 원단을 준비하고 상기 마스크용 필터 원단의 일면에 상기 골드 나노용액을 분사하여 코팅하는 제3단계와;
상기 골드 나노용액이 코팅된 마스크용 필터 원단의 일면 또는 양면에 면포를 적층하여 마스크용 적층원단을 제조하는 제4단계와;
마스크용 적층원단에 10 ~ 30 kGy/min 흡수선량으로 전자빔을 조사하여 살균 및 멸균을 수행하는 제5단계와;
전자빔이 조사된 마스크용 적층 원단을 이용하여 마스크 형상으로 제조하는 제6단계를 구비하고,
상기 제2단계의 전자빔 조사는 상기 제5단계의 전자빔 조사의 경우보다 높은 방사선량으로 수행됨을 특징으로 하는 항균 마스크 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 혼합용매에는 분산제 및 용매로 기능하는 글리세롤(Glycerol)이 더 포함됨을 특징으로 하는 항균 마스크 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 알코올은 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol(IPA))이고, 상기 금 전구체는 염화금(Gold chloride) 임을 특징으로 하는 항균 마스크 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 혼합용매 100wt%에 대하여 상기 금 전구체는 1~10wt%의 비율로 혼합됨을 특징으로 하는 항균 마스크 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 마스크용 필터원단은 ISO ADJ cotton 면포원단, 헤파(HEPA)필터원단 또는 멜트블로운(Melt blown) 필터 원단임을 특징으로 하는 항균 마스크 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200062384A KR102471096B1 (ko) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200062384A KR102471096B1 (ko) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210145461A KR20210145461A (ko) | 2021-12-02 |
| KR102471096B1 true KR102471096B1 (ko) | 2022-11-25 |
| KR102471096B9 KR102471096B9 (ko) | 2022-12-27 |
Family
ID=78867285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200062384A KR102471096B1 (ko) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102471096B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011240304A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Asahi Kasei Fibers Corp | 光触媒シート及びこれを用いたウイルス感染予防又は患者用マスク |
| JP2012152327A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Unitika Ltd | 衛生マスク |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101526172B1 (ko) * | 2013-06-07 | 2015-06-05 | 주식회사 알티엑스 | 전자빔을 이용한 금속 나노입자 제조용 연속 반응기 및 이를 포함하는 금속나노 입자 제조장치 |
| KR101671953B1 (ko) * | 2015-03-24 | 2016-11-08 | 주식회사 알티엑스 | 은 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 은 나노입자 |
| KR102094480B1 (ko) | 2019-05-27 | 2020-04-01 | (주)엘에스케이화인텍스 | 재사용 가능한 미세 먼지 항균 마스크 |
-
2020
- 2020-05-25 KR KR1020200062384A patent/KR102471096B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011240304A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Asahi Kasei Fibers Corp | 光触媒シート及びこれを用いたウイルス感染予防又は患者用マスク |
| JP2012152327A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Unitika Ltd | 衛生マスク |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102471096B9 (ko) | 2022-12-27 |
| KR20210145461A (ko) | 2021-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4960509B2 (ja) | 抗ウイルス性を有する部材 | |
| JP6838186B2 (ja) | 抗ウィルス性基体、抗ウィルス性組成物、抗ウィルス性基体の製造方法、抗微生物基体、抗微生物組成物及び抗微生物基体の製造方法 | |
| WO2012106983A1 (zh) | 含有纳米金属的抗菌性纤维类敷料及其制备方法 | |
| KR100680606B1 (ko) | 항균 및 방취성이 우수한 폴리프로필렌 스판본드 부직포 및그 제조방법 | |
| EP4150016A1 (en) | Viral active and/or anti-microbial inks and coatings | |
| EP2158006A1 (en) | Breathing means | |
| CN108159591A (zh) | 一种光触媒消毒口罩及其制备方法 | |
| US20230271218A1 (en) | Plasma coating with nanomaterial | |
| CN104831528B (zh) | 高效空气粒子过滤无纺布复合离子镀纳米金属工艺及其制品 | |
| JP6857173B2 (ja) | 光触媒機能性不織布およびこの製造方法 | |
| CN113152101B (zh) | 一种抗病毒聚乳酸无纺布的制备方法 | |
| JP5997918B2 (ja) | 紫外線遮蔽材および紫外線遮蔽材の製造方法 | |
| KR102471096B1 (ko) | 전자빔을 이용한 항균 마스크 제조방법 | |
| CN113679124B (zh) | 一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法 | |
| JP5603298B2 (ja) | 抗ウイルス剤 | |
| JP2013209338A (ja) | 殺菌剤 | |
| CN111407026A (zh) | 一种滤片及其制备方法、防护用品 | |
| CN115054991A (zh) | 灭菌消毒舒适性好可重复使用的空气过滤材料的制备方法 | |
| JP2022177994A (ja) | 防御用不織布および織布の製造方法、および防護用品 | |
| US20240000169A1 (en) | A method for preparation of virucidal polymer textile materials and virucidal face masks made from said materials | |
| KR101249799B1 (ko) | 탄소나노튜브와 금속 나노입자의 항균 복합나노구조체를 이용한 항균 필터여재 제조장치 및 방법 | |
| CN115491897B (zh) | 一种紫外线辅助制备医用织物银/铜-石墨烯复合抑菌涂层的方法 | |
| KR20230085356A (ko) | 나노이온 클러스터 공정으로 코팅한 항균 마스크 | |
| US20230233967A1 (en) | Air filtration material, filters comprising the same and method for manufacturing the same | |
| JPH08117556A (ja) | 光反応性有害物除去材及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |