KR102506590B1

KR102506590B1 - 기능성 마스크

Info

Publication number: KR102506590B1
Application number: KR1020220028341A
Authority: KR
Inventors: 박종섭
Original assignee: 섬밋헬스케어 주식회사
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-03-09
Also published as: KR20220126230A; CN115088891A

Abstract

본 발명은 마스크본체에 다수개의 주름부가 형성되어 전체적인 수납 사이즈가 컴팩트하며, 착용시에는 펼쳐진 주름부의 형상이 반구형으로 유지되어 호흡이 편안할 뿐 아니라, 주름 마스크의 측면과 착용자의 뺨과의 밀폐 상태가 강화되어 여과 성능이 향상되고, 산소 생성수단 및 항균효과를 가지는 필터를 구비한 안면 마스크에 관한 것이다.

Description

기능성 마스크{FUNCTIONAL MASK}

본 발명은 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마스크본체에 다수개의 주름부가 형성되어 전체적인 수납 사이즈가 컴팩트하며, 착용시에는 펼쳐진 주름부의 형상이 반구형으로 유지되어 호흡이 편안할 뿐 아니라, 마스크의 변형이 방지되며 마스크 외측면의 방수층 품질이 우수하게 유지되는 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 공기 중의 미세먼지나 바이러스의 미세먼지가 호흡기를 통해 인체 내부로 유입되거나 감기 바이러스 등의 공기중 유출로 인해 다른 사람에게 피해가 가는 것을 방지하기 위해 사용한다.

한편 최근에는 황사나 매연 등의 오염물질 및 사스 바이러스 등으로 인해 사계절 내내 마스크의 사용 필요성이 증가하고 있는 실정이며, 이에 다양한 형태의 마스크가 제안되고 있다. 특히, 중국 우한에서 전파가 시작된 변종 코로나 바이러스인 코비드-19(COVID-19)의 높은 전염성과 치사율로 인한 팬데믹(pandemic)은 전세계에 큰 영향을 미쳤으며, 이에 따라 전염 방지를 위한 마스크 사용은 선택이 아닌 필수가 되었다.

코로나 바이러스는 어린이와 노인은 물론 건강한 성인에 이르기까지 호흡기 질환을 일으키는 요인으로써, 마스크는 호흡기 바이러스 예방하기 위한 최소한의 필수 생활용품으로 인식되고 있다.

또한, 마스크는 산업계 전반에 걸쳐 두루 사용되고 있다. 예를 들어 유독가스 배출이 심한 화학공장이나, 금속가루 및 용접흄 등이 발생되는 금속제련 현장 또는 제지관련이나 방직공장 등에서 작업자의 건강을 보호하기 위하여 많이 착용될 뿐 아니라, 분진 발생이 극히 제한적이어야 할 반도체 연구실(또는 반도체 제조현장)에서는 제품의 품질을 위한 청정한 작업공간을 조성하고자, 마스크가 사용되고 있다.

이처럼 실생활과 산업계에서 두루 사용되고 있는 마스크는 착용한 상태에서 호흡을 편안하게 진행함과 동시에 마스크와 착용자의 뺨 등에서 틈새가 발생하지 않도록 제조함으로써, 여과 성능을 향상시키는 것이 바람직하다.

그러나, 종래의 마스크는 착용시 초기의 상태가 들숨 과정에서 유지되지 않고 입술쪽으로 근접되면서, 가쁜 들숨 과정에서는 입술과 맞닿는 양상으로 인해 호흡이 불편한 문제점이 있다.

한국 공개특허 특2002-0025908

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마스크본체에 다수개의 주름부가 형성되어 전체적인 수납 사이즈가 컴팩트하며, 착용시에는 펼쳐진 주름부의 형상이 반구형(Dome)으로 유지되어 호흡이 편안할 뿐 아니라, 주름 마스크의 측면과 착용자의 뺨과의 밀폐 상태가 강화되어 여과 성능이 향상되는 마스크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 마스크의 표면에 산소 생성층 및 항균수단이 구비되어 마스크는 미세 분말의 필터링 효과가 우수하며, 세균의 번식을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 산소 생성층을 구비함으로써 착용감을 개선하고, 장기간 착용 또는 격렬한 운동 간에 착용이 가능한 마스크를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 다수개의 주름부가 접힘 형성되는 다층의 필터지로 구비되는 마스크본체, 및 상기 마스크본체의 양측 단부에 구비되며, 늘어남이 가능한 실로 직조된 한 쌍의 귀걸이끈을 포함하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 마스크본체(100)는 가장 외부에 방수층이 위치하고, 상기 방수층의 내측에 산소 생성층 및 항균 필터층이 구비될 수 있다.

본 발명 마스크에 구비되는 상기 방수층은 신축성을 가진 원단의 일 측면에 생분해성 고분자를 코팅하여 제조한 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 신축성을 가진 원단은 교차 결합된 폴리아이소프렌(polyisoprene)과 같은 천연 고무, 네오프렌(neoprene), 부틸 고무(butyl rubber), 니트릴 고무(nitrile rubber) 또는 실리콘 고무를 이용하여 직조된 직물 중 하나 이상 선택된 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 네오프렌 원단일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한 구체적으로, 상기 방수층에 코팅되는 생분해성 고분자 수지는, 지방족계 폴리에스테르 계열인 PCL(폴리카프로락톤, Polycaprolactone), PLA(폴리락틱산, Polylacticacid), Diol/Diacid계 AP (알파틱 폴리에스터 Alphatic polyester), PGA(폴리글리콜산, Polyglycolic acid), PBS(폴리부틸렌 숙신산, Polybutylene succinate), 폴리 포스페이트 에스터(Poly(phosphate ester)) 및 폴리포스파젠(Poly(phosphazene))으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것일 수 있으며, 가장 구체적으로는 PLA 및 폴리포스파젠을 2:1의 중량비로 혼합한 것으로 이루어진 것일 수 있다.

상기 생분해성 고분자는, 사용 중에는 일반 플라스틱과 유사한 기능(강도, 내수성, 성형가공성, 내열성 등)을 가지며, 자연계에서 미생물의 활동에 의하여 고분자 화합물이 절단되고 저분자화합물에 의해 변화하는 과정을 통하여 최종적으로는 물과 이산화탄소 등 환경에 악영향을 끼치지 않는 무기물로 분해되는 플라스틱을 말한다.

구체적으로, 상기 산소 생성층은, 착용자의 호흡과정에서 배출되는 수분 및 수증기와 반응하여 산소를 생성시키는 것을 특징으로 하며, 수분과 만나 산소를 발생하는 산소발생제인 알카리금속의 과산화물, 알카리금속의 초산화물, 알카리토금속의 산화물, 알카리토금속의 과산화물이나 과탄산염으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 화합물을 상기 방수층의 생분해성 고분자가 코팅된 반대 측면에 도포하여 제조된 것일 수 있다.

상기 산소발생제에 대해 더욱 구체적으로 서술하면, 과산화물로서 과산화나트륨(sodium peroxide, Na₂O₂), 과산화칼륨(potassium peroxide, K₂O₂), 과산화칼슘(calcium peroxide, CaO₂), 과산화리튬(lithium peroxide, Li₂O₂), 초산화나트륨(sodium superoxide, NaO₂) 및 초산화칼륨(potassium peroxide, KO₂)으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 것일 수 있다.

특히, 초산화칼륨(KO₂) 및 과산화나트륨(Na₂O₂)와 같은 물질은 물을 흡수하여 산소를 방출하는 성질이 강해 이러한 용도에 적합하고, 초산화칼륨(KO₂) 및 과산화나트륨(Na₂O₂)은 물과 반응속도가 매우 빠르므로 산소발생속도를 조절하기 위하여 수산화칼슘이나 산화칼슘 등을 반응속도 조절제로서 함유할 수 있다.

본 발명에서는 초산화칼륨(KO₂) : 과산화나트륨(Na₂O₂) : 산화칼슘(CaO₂)를 2:5:4의 몰비로 혼합하여 제조한 산소발생제를 도포한 것일 수 있다.

상기한 수치범위를 벗어나는 경우, 너무 급격하게 반응이 진행되어 산소 발생 지속시간이 극히 짧아지거나 충분한 양의 산소가 발생되지 않아 효과가 미미해지게 될 수 있으므로 상기한 비율을 엄격하게 준수하여야 본 발명 마스크에 구비되는 산소 생성수단으로서의 목적에 부합할 수 있다.

한편, 상기 산소발생제 100 중량부에 대해, 글루카메이트 10 내지 20 중량부를 더 포함하는 조성물의 형태로 제조하여 산소 생성층을 형성할 수 있다.

상기 산소 생성층을 형성할 때, 글루카메이트를 상기 중량부로 더 포함하는 경우, 산소 발생층의 산소 발생 효과의 지속시간이 증가하는 효과를 가진다. 미포함하는 경우에는,

또한 구체적으로, 상기 항균 필터층은, 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층으로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

더욱 구체적으로는 상기 구리, 주석 및 은으로 이루어진 제1항균필터층은, 구리 74~77.2중량%, 주석 20~22.3중량% 및 은 0.5~6중량%의 함유량으로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 구체적으로 상기 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물은 항균 및 항바이러스 효과를 나타내는 천연물로서 몰약(Commiphora　myrrha　Holmes), 유향나무(Boswellia Carterii), 금은화(Lonicera japonica), 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.), 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria), 번행초(Tetragonia tetragonioides), 오미자(Schisandra chinensis), 인진쑥(Artemisia campestris), 솔잎 및 프로폴리스로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

더욱 구체적으로, 상기 혼합 추출물은 몰약(Commiphora　myrrha　Holmes) 15 중량부, 유향나무(Boswellia Carterii)의 줄기 및 뿌리 10 중량부, 금은화(Lonicera japonica) 10 중량부, 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.) 8 중량부, 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria) 5 중량부, 번행초(Tetragonia tetragonioides) 5 중량부, 오미자(Schisandra chinensis) 5 중량부, 인진쑥(Artemisia campestris) 3 중량부, 솔잎 3 중량부 및 프로폴리스 1 중량부를 혼합하고, 이를 80 내지 90%의 에탄올로 75℃에서 2 내지 4시간동안 환류 추출하여 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 구체적으로 상기 천연물 유래의 추출물은 물, C₁ 내지 C₄의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합 용매로 추출된 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는 증류수 또는 80 내지 90%의 에탄올을 이용해 추출된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

구체적으로, 상기 추출물의 추출공정은 냉침, 온침, 가열, 환류 및 초음파 추출로 구성된 군에서 하나 이상 선택되는 방법을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 이를 적절히 변경하여 적용할 수 있다.

또한, 상기 추출물은 추출 또는 분획과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있고, 구체적으로는 추출 후에 감압 농축하는 과정을 거쳐 추출물을 수득할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 적절히 변경하여 적용 가능하다.

구체적으로, 본 발명의 마스크는 우수한 미세먼지 여과능 및 항균력을 나타내며, 동시에 우수한 착용감을 나타내는 것을 확인하였다.

본 발명에 의한 마스크에서는, 착용감이 우수하며, 호흡이 편안할 뿐 아니라, 주름 마스크의 측면과 착용자의 뺨과의 밀폐 상태가 강화되어 여과 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명 마스크는 방수층, 산소 생성층 및 항균 필터층의 총 세개의 층으로 구성되어 있으며, 최외부에는 방수층이 형성되어 비말의 침투를 막을 수 있어, 침 방울 등에 의한 바이러스 감염 등을 효과적으로 억제할 수 있으며, 산소 생성층을 구비하여 장시간 착용 및 격렬한 활동 간에 쾌적한 착용이 가능하다.

또한, 본 발명 마스크의 항균 필터층은 2개의 복합 층으로 구성되어 있는 것으로서, 반영구적인 항균효과를 나타내는 금속입자로 표면을 처리한 제1필터층과 천연물 유래 항균물질로 처리하여 인체에 전혀 무해한 제2필터층으로 구성된 복합 구조를 형성함으로써 우수한 항균효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 마스크에 사용된 방수층은 생분해성 고분자물질로 코팅처리 한 것으로서 일회용 마스크의 과다한 사용으로 인해 불거지는 환경오염의 문제를 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 마스크의 제조 시, 마스크의 제조효율성을 향상시킬 수 있는 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 착용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

여기서 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 착용 상태도이다.

도 1에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크(100)는, 필터지로 구비되는 마스크본체(110)와, 마스크본체(110)의 양단에 구비되는 귀걸이끈(140)으로 구성될 수 있다.

마스크본체(110)는, 다수개의 주름부(120)가 접힘 형성되는 것으로서, 주름부(120)를 펼쳐서 착용자의 입 주위와 코 및 턱에 밀착시켜 사용하는 것이고, 상술한 복합적인 효과를 향유하기 위하여 방수층, 산소 생성층 및 항균 필터층의 복합 구조로 형성되며, 그 이음매는 초음파를 통한 융착부(130)로 형성되고, 마스크본체(110)의 양측에는 착용자의 귀에 걸 수 있도록 신축성 있는 귀걸이끈(140)이 초음파를 통해 열융착 방식으로 계지되며, 마스크본체(110)의 상부 중앙에는 자유 절곡이 가능한 철사(112)가 삽입되어, 굴곡진 콧등에서 마스크의 틈새가 생성되지 않도록 한다.

상기 마스크본체(110)에는 다수개의 주름(122)이 수직 방향을 따라 5개 정도 형성되어 주름부(120)를 형성하고, 각 주름(122)의 단부에는 주름(122)이 접힘 상태에서 양측면을 열융착하여 고정시키게 된다.

상기 주름(122)의 각 단부측에 융착부(130)를 두어 사용자가 착용 시 주름부(120)를 상하로 잡아당기면 접혔던 주름(122)이 펼쳐지면서 전면으로 돌출되면서 입체 형상에 해당하는 반구형상으로 만곡되어 구강 구조와 같이 정형라인이 생성될 수 있다.

그리고 마스크본체(110)의 양측 단부에 구비되며, 늘어남이 가능한 실로 직조된 한 쌍의 귀걸이끈(140)은, 평직이나 능직으로 직조되어 늘어남이 가능할 수 있다.

즉, 귀걸이끈(140)의 직조 방식은 위사와 경사를 1칸씩 띄움토록 하는 평직이 가장 바람직하고, 2칸씩 띄움토록 하는 능직도 사용가능하지만 2칸 이상을 띄움토록 하는 주자직일 경우에는 내 인장강도가 떨어져 사용이 용이치 아니할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 마스크의 착용은, 도 2를 참고하여 설명한다.

주름부(120)를 형성한 마스크(100)를 착용하게 되면, 마스크본체(110)의 철사(112)가 돌출된 코부분을 굴곡 형태로 감싸면서 밀착시키고, 동시에 주름부(120)가 융착부(130)를 중심으로 펼쳐지면서 돌출된 반구형상의 초기 상태가 계속 유지됨으로써, 들숨 과정에서 마스크본체(110)의 내피가 돌출된 입술에 닿지 않아 호흡이 편안할 뿐 아니라 여과 면적도 초기 돔형상이 계속 유지됨에 따라, 마스크 본연의 여과 기능이 계속 유지되는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 산소 생성층 및 항균필터층을 구비한 마스크의 제조

본 발명의 마스크는 가장 외부에 방수층이 위치하고, 방수층으로부터 차례대로 산소 생성층, 항균 필터층을 구비하고 있어, 착용자의 안면에 항균 필터층이 접촉하는 형태로 제조되었다.

구체적으로, 상기 방수층은 신축성을 가진 원단에 생분해성 고분자를 코팅하여 제조한 것으로서, 신축성 원단과 생분해성 고분자에 대해서는 전술한 바와 같다.

본 실시예에서는 네오프렌 원단에 PLA 및 폴리포스파젠을 2:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 이용하여 표면을 코팅한 것을 사용하였으며, 해당 중량비로 혼합함으로써, 네오프렌 원단의 표면에 대한 접착력이 향상되는 장점이 있다.

상기 비율보다 PLA의 비율이 높은 경우에는, 코팅층이 건조된 후, PLA 자체의 뻣뻣한 특성으로 인해, 네오프렌 원단에서 쉽게 박리될 수 있어, 방수층의 내구성과 품질이 저하되는 문제가 있고, 상기 비율보다 PLA의 비율이 낮은 경우에는, 방수층을 제조할 때, 혼합물이 네오프렌 원단 표면에 고르게 도포되지 않아 마스크 착용 시, 방수층의 두께에 따라 마스크가 자체적으로 뒤틀리는 문제로 인한 착용감이 저하되는 문제가 있다.

상기 방수층과 일면이 맞닿아 있는 산소 생성층은 전술한 바와 같이, 방수층을 형성하는 신축성 있는 원단에서 생분해성 고분자가 코팅된 반대측면에 산소발생제를 도포하여 제조한 것으로서, 이에 대한 자세한 내용은 전술한 바와 같다.

상기 산소발생제는 수분과 만나 산소를 발생하는 것을 특징으로 하는 바, 방수층과 바로 인접한 위치에 산소 생성층이 구비됨으로써, 마스크 외부로 배출되지 못하는 수증기가 응집되어 수분을 효과적으로 공급할 수 있는 효과 또한 누릴 수 있다.

상기 산소발생제는 초산화칼륨(KO₂) : 과산화나트륨(Na₂O₂) : 산화칼슘(CaO₂)를 2:5:4의 몰비로 혼합하고, 상기 산소발생제 100 중량부에 대해, 글루카메이트 15 중량부를 더 포함하는 조성물의 형태로 제조하여 상기 방수층에 생분해성 고분자 코팅면의 반대 측면에 도포하여 산소 생성층을 제조하였다.

상기 산소 생성층과 맞닿아 있는 항균 필터층은 반영구적인 항균 효과를 나타내는 제1필터층과 인체에 전혀 무해한 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조된 제2필터층을 포함하는 것으로서, 상기 제1필터층 및 제2필터층은 분리된 별개의 층으로 구성되어 있거나 하나의 필터층에 표면 처리를 통해 다른 층이 구성되는 것일 수 있다.

본 실시예에서는 구리, 주석 및 은으로 제조한 섬유를 이용하여 직조한 직물을 제1필터층으로 명명하였고, 상기 제1필터층이 분진제거층과 맞닿는 반대쪽에 천연물 유래 추출물을 표면에 도포함으로써 제2필터층을 형성하였다.

상기 천연물 유래 추출물에 대해서는 전술한 바와 같다.

실험예 1. 미세먼지 여과효과 확인 실험

상기 실시예 1의 마스크와 시중에 판매중인 멜트블로운(Melt Blown, MB) 필터로 제작된 마스크(KF94), 덴탈마스크 및 면마스크를 각각 비교예 1 내지 3으로 하여 미세먼지 여과능에 대한 비교를 실시하였다.

본 발명의 미세먼지 여과능은 식약처의 보건용 마스크의 기준 규격에 대한 가이드라인에 준하여 염화나트륨 에어로졸을 이용한 실험을 통해 측정하였다. 구체적으로, 염화나트륨 시약을 물에 녹여 1 % 염화나트륨 용액을 만든 다음 자동필터 검사장비를 이용하여 염화나트륨 에어로졸을 발생시키고, 염화나트륨 에어로졸의 유량을 분당 95 L, 농도는 8 ± 4 mg/㎥가 되도록 하여 염화나트륨 에어로졸을 분당 95 L의 유량으로 통과시킨 다음 통과 전후의 농도를 측정하였다. 이 때의 측정값은 30 ± 3초 사이에서 얻어진 평균값으로 하되, 시험 시작 후 3분 이내에 측정하고 하기 표 1에 나타내었다.

구분	미세먼지 여과능(%)
실시예 1	84
비교예 1	95
비교예 2	75
비교예 3	43

그 결과, 상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명 마스크는 84% 이르는 현저히 우수한 미세먼지 여과능을 나타내는 것을 확인하였다.

실험예 2. 항균효과 확인 실험

본 발명 마스크의 항균효과를 확인하기 위하여, KSK-0693:2011을 준용하여 항균성을 비교하였다. 구체적으로, 고온고압멸균기(오토클레이브)에서 121℃로 멸균처리 한 실시예 1 및 비교예 1 내지 5의 마스크에 측정 대상이 되는 스테필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus) 및 대장균(Escherichia coli)를 1 x 10⁷개 접종하여 20시간 동안 배양한 뒤, 표준 면포와 비교하여 정균의 감소율을 %로 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

구분	S. aureus (%)	E. coli (%)
실시예 1	99	99
비교예 1	58	65
비교예 2	56	66
비교예 3	43	62

그 결과, 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명 실시예 마스크는 두 종류의 세균 모두에 대하여 99%의 항균도를 보이고 있어, 항균 처리되지 않은 비교예 마스크에 비해 월등히 우수한 항균력을 보유하는 것을 확인하였다.이러한 항균력은 특히 별도의 화학 항균제를 포함하지 않았음에도 우수한 효과를 보이는 것으로서, 장시간 착용하거나 착용한 채로 격한 움직임을 요하는 운동 간에 착용함에 무리가 없음을 시사하는 것이다.

실험예 3. 착용 후 통기성 및 쾌적함 관능 평가

본 발명 마스크를 사용한 경우의 관능 테스트로서 호흡의 원활함 및 쾌적함에 대한 주관적 평가를 실시하였다.

본 실험에서는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 1)글루카메이트를 첨가하지 않은 비교예 4, 2)초산화칼륨: 과산화나트륨 : 산화칼슘의 몰비가 1:5:4인 비교예 5, 3)초산화칼륨: 과산화나트륨 : 산화칼슘의 몰비가 2:1:4인 비교예 6를 제조하여 실험을 진행하였다.

구체적으로, 20 내지 60대의 성인 30명을 선정하여 마스크를 착용한 상태로 1시간동안 6km/h의 속도로 트레드밀을 걷도록 한 후, 각 해당 시점마다 호흡의 원활함 및 쾌적함에 대해 평가하도록 하였다.

본 발명 마스크는 산소 생성층을 구비한 것을 특징으로 하는 바, 이에 관한 실험항목으로 착용시간에 따른 호흡의 원활함 정도를 측정하였다.

또한, 마스크를 오래 쓰는 경우 습기가 차 찝찝하고 냄새가 발생하는 등 사용자로 하여금 여러가지 불쾌감을 유발할 수 있는 바, 이와 같은 항목을 쾌적함으로 정의하였다.

본 평가는 10점 평점법을 사용하였으며, 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

항목	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예4	비교예5	비교예6
쾌적함	9.8	7.2	8.3	9.1	9.8	9.6	8.8
호흡의 원활함(10분)	9.9	8.0	8.0	9.9	9.4	8.9	8.6
호흡의 원활함 (30분)	9.6	6.5	6.1	8.3	6.5	8.5	7.5
호흡의 원활함 (2시간)	8.9	4.4	4.4	6.1	4.2	6.5	6.9

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 멜트블로운 방식의 비교예 1 및 덴탈마스크(비교예 2)는 본 발명 마스크에 비해 호흡의 원활함에 대하여 낮은 선호도를 받았으며, 특히 착용 시간이 지속될수록 이러한 차이가 극심하게 벌어지는 것을 확인하였다. 또한, 일반 면 마스크인 비교예 3은 착용 직후의 쾌적함 및 호흡의 원활함은 매우 우수하여 만점에 가까웠으나, 오랜 시간 착용하는 경우 축축해져 호흡의 원활함이 현저히 감소하는 것을 확인하였다. 상기 실험 결과를 종합하여 볼 때, 본 발명 마스크는 착용감이 우수하며, 호흡이 편안할 뿐 아니라, 주름 마스크의 측면과 착용자의 뺨과의 밀폐 상태가 강화되어 여과 성능이 향상될 수 있다.

비교예 4의 경우, 쾌적함은 우수한 한편, 초기 10분간 호흡이 원활하다가, 산소 발생 효과가 급격히 저하되며, 호흡의 원활함이 크게 저하되는 문제가 있었다.

비교예 5, 6의 경우에는, 초기 산소 발생 효과도 미미한 수준이어서, 호흡의 원활함이 크게 떨어짐을 확인할 수 있었다.

실험예 4. 마스크 변형 평가

상기 실시예 1에서, 방수층의 혼합물 중량비를 PLA:폴리포스파젠이 2.5:1, 방수층의 혼합물 중량비를 2:1.5로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조된 비교예 7 및 8을 제조하여, 실험을 진행하였다.

각 마스크는 상대습도 10 내지 15%로 유지되는 건조한 조건의 챔버 내에 넣고, 내부 온도를 40℃로 유지하며 1시간, 8시간이 경과한 후에 마스크 외측면, 즉, 사용자의 안면이 닿는 마스크면의 반대면의 상태를 육안으로 관찰하였다.

마스크 자체의 뒤틀림이나 구겨짐이 발생되는 경우와 표면에 코팅층이 일어나는 경우에는 X, 육안으로 관찰되는 변화가 없는 경우에는 O로 평가하였다.

항목	실시예 1	비교예 7	비교예 8
최초	O	O	O
1시간 경과	O	O	X
8시간 경과	O	X	X

상기 표 4를 참고하면, 방수층에 코팅되는 혼합물의 생분해성 고분자의 비율에 따라서, 건조하고 고온의 조건에서 마스크의 변형이 발생되기 쉬움을 확인할 수 있다. 특히, PLA 비율이 낮아지는 경우, 방수층 표면에 혼합물이 균일하게 도포되지 않아 마스크로 제조 후 쉽게 마스크가 변형될 수 있음을 확인할 수 있다.

실험예 5. 제조율 개선 평가

상기 실시예 1에서, 네오프렌 원단에 혼합물을 코팅하기 전에, 표면을 1.06 미크론 파이버 레이저로 처리한 후, PLA : 폴리포스파젠이 혼합된 혼합물로 코팅하여 실시예 2의 마스크를 제조하였다.

상기 표면 처리 과정을 거쳐, 방수층 표면의 불순물을 제거하고, 네오프렌 원단의 표면에 상기 혼합물의 발림성이 증가되어, 단위 시간당 마스크 제조량이 실시예 1 대비 120%로 향상되었음을 확인하였다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100 : 마스크 110 : 마스크본체
112 : 철사 120 : 주름부
122 : 주름 130 : 융착부
140 : 귀걸이끈

Claims

다수개의 주름부가 접힘 형성된 마스크본체; 및
상기 마스크본체의 양측 단부에 구비되며, 늘어남이 가능한 실로 직조된 한 쌍의 귀걸이끈;을 포함하고,
상기 마스크본체는,
외측부에 방수층;이 위치하고, 상기 방수층에 내접하여 산소 생성층;이 구비되며, 상기 산소 생성층에 내접하여 항균 필터층;이 구비되고,
상기 주름부는,
수직 방향을 따라 5개의 주름을 형성하고, 주름의 단부에는 각각 융착부로 형성되고,
상기 귀걸이끈은, 평직이나 능직으로 직조되어 늘어남이 가능하고,
상기 방수층은 네오프렌 원단의 표면을 PLA : 폴리포스파젠이 2:1의 중량비로 혼합된 혼합물로 코팅하여 제조한 것이고,
상기 마스크의 산소 생성층;은 초산화칼륨(KO₂) : 과산화나트륨(Na₂O₂) : 산화칼슘(CaO₂)를 2:5:4의 몰비로 혼합하여 제조한 산소발생제를 도포하여 제조된 것이고,
상기 마스크의 산소 생성층은, 상기 산소발생제 100 중량부를 기준으로, 글루카메이트 10 내지 20 중량부를 더 포함하는 조성물로 제조된 것인, 마스크.
삭제
제1항에 있어서,
상기 항균 필터층은, 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층으로 구성된 것인 마스크.
제1항에 따른 마스크의 제조방법으로서,
네오프렌 원단의 일 표면에 PLA : 폴리포스파젠이 혼합된 혼합물로 코팅하여 방수층을 제조하는 단계;
상기 혼합물로 코팅된 네오프렌 원단의 표면의 반대면에 산소발생제를 도포하여 산소 생성층을 제조하는 단계; 및
상기 산소 생성층에 내접하게 항균 필터층을 순차 적층시키는 단계;
를 포함하는 마스크의 제조방법.
제4항에 있어서,
네오프렌 원단의 일 표면은 PLA:폴리포스파젠이 혼합된 혼합물을 코팅하기 전에 1.06 미크론 파이버 레이저로 처리하는 과정을 수행하는 것인 마스크의 제조방법.