KR102612051B1 - 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법 - Google Patents
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- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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- D10B2401/00—Physical properties
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Abstract
본 발명은 항균성마스크에 있어서, 상기 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여, 폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10); 폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 단계(S20); 향균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여, 화학구리도금하는 단계(S30); 구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40);에 의하여 금속도금섬유를 제조하고, 항균성 마스크의 내피를 위하여 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50); 상기 S50단계의 항균성 마스크 내피의 외면에 필터를 적층하는 단계(S61); 상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 항균성 마스크가 제조되도록; 이루어 진 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
이는 항균성 마스크의 내피 제조하기 위하여, 금속도금섬유를 이용하여, 항균성능을 향상시키며, 동일 착용자에 한하여 사용한 후에, 환기가 잘되는 깨끗한 장소에서 충분히 건조하면, 재사용이 가능한 효과가 있다.
이는 항균성 마스크의 내피 제조하기 위하여, 금속도금섬유를 이용하여, 항균성능을 향상시키며, 동일 착용자에 한하여 사용한 후에, 환기가 잘되는 깨끗한 장소에서 충분히 건조하면, 재사용이 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는, 마스크의 내피로서, 폴리에스테르 (Polyester)에 금속도금을 수행하여 항균성을 부가하여, 항균 마스크용으로 적용이 가능한 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법에 관한 것이다.
안면 마스크는 보건위생 상 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위하여 코와 입을 가리는 제품이며, 상기 안면 마스크는 감기가 유행했을 때부터 사용되고 있다.
종래의 안면 마스크는 면, 부직포, 종이류 등의 소재로 하여 제조되고 있으며, 상기 종래의 안면 마스크는 코나 입을 통해 찬 공기를 직접 들이마시는 것을 막아 주기 때문에 감기에 걸리는 것을 어느 정도 예방해줄 수 있으나, 세균이나 미세 먼지를 차단하기에 한계가 있다.
일반적으로 내피 및 외피 사이에 부직포가 적층되어 형성되는 마스크는 먼지나 유해물질을 차단하기 위한 목적으로 사용되고 있으나, 항균 성능이 부족하여 장시간 착용 시 각종 세균이 호흡기를 통해 침투할 우려가 있다. 이러한 이유로 상기 부직포에 항균 물질을 포함시켜 항균 성능을 향상시킨 마스크가 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개실용신안공보 20-2011-0002632호에서는 몸체부를 일라이트 부직포로 구성하여 유해물질을 차단하고 항균 및 탈취 작용을 하는 마스크가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개실용신안공보 20-2013-0004992호에서도 일라이트 분말을 함유하는 부직포를 포함함으로써 유해물질을 차단하는 마스크가 개시되어 있다.
상기 일라이트는 일반적으로 항균, 탈취의 효과가 있는 물질로 알려져 있으므로, 상기 선행기술들에 개시된 일라이트 부직포는 마스크에 유효할 것으로 생각된다.
그러나 상기 선행기술들에서는 일라이트 부직포를 내피와 외피 사이에 적층하는 점에 대해서만 기재되어 있어 이를 통한 구체적인 항균 성능의 향상이 확인되지 않고 있다. 일라이트 자체로는 항균 성능이 확인되나 이를 부직포에 함유하도록 하여 마스크에 적용하는 경우 충분한 항균 성능이 발현되지 않는 것으로 나타나 상기 선행기술들로부터는 항균 마스크를 제조하기 곤란한 문제점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-1914429호에서는 마스크에 항균 소취 기능을 부여하기 위하여 일라이트를 소취성 입자로 사용하고 은 나노입자를 통해 항균 성능을 얻고 있는 등 일라이트만을 적용해서는 항균 성능을 얻기에는 부족한 문제점이 있는 것이다.
최근에, 환경의 변화에 따라 인체에 유해한 바이러스, 박테리아 등 인간의 건강을 위협하는 세균, 곰팡이류의 확산으로 이를 효과적으로 차단하고자 하는 노력이 지속되고 있다.
한편, 섬유 산업이 발달함과 더불어 기능성 섬유에 대한 기술이 발전하고 있으며, 폴리에스테르 (Polyester)섬유는 부피에 비하여 표면적이 매우 크고, 수십 내지 수백 나노미터의 섬유로 이루어져 있다.
섬유에 금속도금을 할 경우, 전기 .전자제품 스마트폰과 같은 전자기기에서 발생되는 인체에 유해한 전자파 실드용 차폐막과 항균 마스크 등에 응용 및 적용이 가능하다.
일회용으로 사용되는 보건마스크, 수술용마스크, 비발차단용 마스크의 단점을 보완하는 항균 마스크의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내피로서, 폴리에스테르 (Polyester)에 1차 니켈도금을 수행하고, 2차로 구리도금을 수행하고, 3차로 니켈도금을 수행하여, 금속도금 섬유를 제조하며, 상기 금속도금된 섬유에 필터를 적층한 후에, 폴리프로필렌(polypropylene)을 전면 및 후면에 감싸서 장착하여, 항균성 마스크의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 항균성마스크에 있어서, 상기 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여, 폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10); 폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 단계(S20); 향균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여, 화학구리도금하는 단계(S30); 구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40);에 의하여 금속도금섬유를 제조하고, 항균성 마스크의 내피를 위하여 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50); 상기 S50단계의 항균성 마스크 내피의 외면에 필터를 적층하는 단계(S61); 상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 항균성 마스크가 제조되도록; 이루어 진 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 항균성 마스크의 내피 제조하기 위하여, 금속도금섬유를 이용하여, 항균성능을 향상시키며, 동일 착용자에 한하여 사용한 후에, 환기가 잘되는 깨끗한 장소에서 충분히 건조하면, 재사용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 항균마스크를 나타낸 제품도.
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 항균마스크를 나타낸 제품도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 실시예를 살펴보면,
항균성마스크에 있어서,
상기 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여
폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10);
폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 단계(S20);
향균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여, 화학구리도금하는 단계(S30);
구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40);에 의하여
금속도금섬유를 제조하고, 항균성 마스크의 내피를 위하여 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50);
상기 S50단계의 항균성 마스크 내피의 외면에 필터를 적층하는 단계(S61);
상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 항균성 마스크가 제조되도록; 이루어 진 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법에 관한 것이다.
상기 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여
폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10);
폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 단계(S20);
향균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여, 화학구리도금하는 단계(S30);
구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40);에 의하여
금속도금섬유를 제조하고, 항균성 마스크의 내피를 위하여 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50);
상기 S50단계의 항균성 마스크 내피의 외면에 필터를 적층하는 단계(S61);
상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 항균성 마스크가 제조되도록; 이루어 진 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법에 관한 것이다.
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이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법을 나타낸 개략도로서,
본 발명의 항균성 마스크는 마스크의 내부를 형성하는 내피와 상기 내피에 필터를 적층한 후에, 겉감으로 전면과 후면을 감싸는 단계가 순차적으로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속도금섬유에 의한 항균성마스크를 제조하기 위하여
우선, 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여,
폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10)가 필요하며,
본 발명의 항균성 마스크는 마스크의 내부를 형성하는 내피와 상기 내피에 필터를 적층한 후에, 겉감으로 전면과 후면을 감싸는 단계가 순차적으로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속도금섬유에 의한 항균성마스크를 제조하기 위하여
우선, 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여,
폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10)가 필요하며,
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탈지공정은 폴리에스테르의 표면에 묻어 있는 이 물질 제거(기름기, 지문, 각종먼지 등)하고, 물이 잘 묻게 하기 위하여, 표면 에칭을 수행하며, 활성화 공정을 위하여, 탈지제 유입시 중화를 시키고 다음 공정에 염산을 사용하므로 첫번째 활성화하는 것이다.
이것은 Conditioning Agent 위에 Pd/Sn 콜로이드가 흡착되어 도금 반응의 촉매 역할을 수행하는 것이며, 이들의 목적은 콜로이드 상태의 팔라듐을 플라스틱 표면에 흡착시켜 최적의 금속 석출 반응을 촉진 시키는 역할을 하기 위한 것이다.
* Pd2+ + Sn2+ → Pd0 + Sn4+
상기 Colloid 입자의 크기는 50 ∼ 500Å로 매우 작게 형성되는 것이다.
또한, 다음 두번째 활성화 공정으로서,
상기 Pd/Sn 콜로이드에서 과량의 Sn을 제거하는 것이며, 이는 수세 과정에서 생성된 Sn(OH)4 및 Sn을 용해 제거로 Pd 촉매를 돌출시켜 도금 반응을 촉진 시키기 위한 것이다.
활성화(엑셀러레이터)는 보호용 주석막을 제거하여 팔라듐 입자가 노출되도록 하기 위해 사용되며, 노출된 팔라듐을 중심으로 무전해 금속도금이 되도록 촉매화 시키며, 무전해 도금액으로 Catalyst 유입을 방지하는 것이다.
본 발명의 폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 S20 단계로서는,
무전해 니켈 도금(Electroless Nickel)로서, 도전성이 없는 Polyester(폴리에스터) 표면에 전기가 통할 수 있는 조건 형성을 특징으로 하는 것이다.
상기 무전해 니켈도금(Electroless Nickel)은 대략 0.5 μm이며,
무전해 니켈도금 반응식은 다음과 같다.
NiSO4 + 3 NaH2PO2 + 3 H2O → Nio + 3 NaH2PO3 + 2 H+ + SO4 - + 2 H2
본 발명의 항균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여 화학구리도금하는 단계( S30)로서는,
Electroless Copper의 두께는 0.5 μm ~ 1.0 μm이다,
이를 위한 무전해 구리도금 반응식은 다음과 같다.
Cu² + 2HCHO + 4OH- -> Cu0 + 2HCOO- +2H₂O + H₂
본 발명의 구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40)로서는,
Electro Nicke의 두께는 대략 ~0.5 μm 이다.
이에 따른 전기 니켈도금 반응식은 다음과 같다.
Ni2+ + 2e- = Ni
상기 S10단계 내지 S40단계에 의하여 금속도금섬유를 제조하고, 이를 항균성 마스크의 내피를 제조하기 위하여, 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50)에 의하여 일반적인 마스크 내피의 형상으로 가공하는 것이다.
또한, 입으로 흡입되는 외부공기를 필터링하기 위하여 상기 S50단계의 금속도금섬유에 필터를 적층하는 단계(S61)를 부가하여; 이루어 진 것이다.
여기서, 상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 도 2에 나타난 바와 같은, 금속도금 섬유용 항균마스크를 제조하는 것이다.
또한, 입으로 흡입되는 외부공기를 필터링하기 위하여 상기 S50단계의 금속도금섬유에 필터를 적층하는 단계(S61)를 부가하여; 이루어 진 것이다.
여기서, 상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 도 2에 나타난 바와 같은, 금속도금 섬유용 항균마스크를 제조하는 것이다.
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다음은 본 발명에 따른 S10 단계 내지 S40 단계의 실시예에 따른
세부적인 공정( 약품명, 농도, 온도 및 시간)을 표 1에 정리한 실시표는 다음과 같다.
| 순서 | 공정 | 약품명 및 농도 | 온도 및 시간 | 비고 |
| 1 | 탈지 | TS-40A 60g/ℓ | 60℃ × 5min | |
| 2 | 에칭(Etching) | NaOH 80g/ℓ | 70-80℃ × 5min | |
| 3 | 산세 | HCl 100㎖/ℓ | 상온 × 2min | |
| 4 | 활성화 Ⅰ | HCl 220 ㎖/ℓ D - 34C 6㎖/ℓ |
25-35℃ × 5min | |
| 5 | 활성화 Ⅱ | H2SO4 12% | 50-60℃ × 1-2min |
|
| 6 | 화학니켈 도금 | J - 60 100 ㎖/ℓ J - 61 30 ㎖/ℓ NH4OH 5 ㎖/ℓ |
상온 (26-32℃)× 5-10min |
pH 8.8 |
| 7 | 화학구리 도금 | 7830 A 75 ㎖/ℓ 7830 M 50 ㎖/ℓ 7830 B 70 ㎖/ℓ |
38-40℃ × 10min-20min |
|
| 8 | 전기니켈 도금 | NiSO4 6H2O 270 g/ℓ NiCl2 6H2O 40 g/ℓ H3BO3 40g/ℓ Ni-Conc 3.0ml/ℓ MAKROLUX-NF 0.3-0.5ml/ℓ Y17 1.0ml/ℓ |
45-52℃× 1-5min 0.5-4.0 A/dm2 |
pH 4.0-4.5 |
| 9 | 건조 | |||
| 10 | 포장 |
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도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 항균마스크를 나타낸 제품도로서, 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 금속도금섬유의 외측면에 형성된 폴리프로필렌 원단의 색상은 백색인데 Polyester(폴리에스터)의 섬유에 금속도금 후 한쪽(한면)에 코팅 원단을 중간(가운데)에 넣고 접착을 하면, 회색으로 색상이 변하는 것을 나타내고 있으며, 회색으로 인하여, 백색보다는 오염도 덜 되는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 의하여 제조된 마스크에 의한 항균성 평가는 다음과 같다.
상기 실시예 의해 제조된 금속도금섬유를 가로 80 cm X 세로 80 cm 로 절단하여 무게 2 g을 가지고 시험균① 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538) 및 시험균② 페렴간균 (Klebsiella penumoniae ATCC 4532)을 각각 배양하여 항균성을 평가하였다.
이때 셀은 시험균① 1.1 X 105 CFU/㎖, 시험균② 0.8 X 105 CFU/㎖로 대조편 : 표준면포로 하여 비이온게면활성제인 Tween 80, 접종균액의 0.05% 첨가하여 사용하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
항균도(%) ; KS K 0693 : 2016 준용
시험균① 99.9
시험균②〉99.9
항균력은 99.99% 이상 항균효과를 나타냈으며, 일반세탁기 표준모드로 80회 세탁 후에도 지속적으로 탁월한 항균 효과가 발휘됨을 확인하였으며,
유해성 Test 항목에서 pH, 포름알데히드, 아릴아민 실험결과도 기준치 이하로 결과가 나왔다.
pH: 안전기준 부속서 1 5 . 1 (KS K ISO 3071 : 2005)
외의류 및 침구류 기준(4.0~9.0) 시험결과 : 8.7
- 포름알데히드(㎎/㎏) : 안전기준 부속서 1 5 . 2 (KS K ISO 14184 - 1 : 1998)
시험결과 : 검출안됨
- 아릴아민(㎎/㎏) : 안전기준 부속서 1 5 . 3 (KS K 014 : 2015)
biphenyl-4-ylamine(92-67-1) ~ 2.6-xylidine(87-62-7) 외 24개 항목
기준 : 30 ㎎/㎏ 이하
시험결과 : 5 ㎎/㎏ 미만 (24개 전 항목)
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 항균성 마스크
Claims (2)
- 항균성마스크에 있어서,
상기 항균성마스크의 내피를 제조하기 위하여
폴리에스테르를 탈지, 에칭, 활성화 하는 단계(S10);
폴리에스테르를 니켈용액에 디핑하여 무전해 화학니켈도금하는 단계(S20);
향균효과를 위하여, 구리용액에 디핑하여, 화학구리도금하는 단계(S30);
구리도금의 산화방지를 위하여, 전기니켈도금하는 단계(S40);에 의하여
금속도금섬유를 제조하고, 항균성 마스크의 내피를 위하여 마스크 형상으로 가공하는 단계(S50);
상기 S50단계의 항균성 마스크 내피의 외면에 필터를 적층하는 단계(S61);
상기 S61단계의 필터가 적층된 항균성 마스크 내피에 겉감으로 마스크의 전면 및 후면에 폴리프로필렌으로 감싸는 단계(S60)가 순차적으로 이루어 지며, 항균성 마스크가 제조되도록; 이루어 진 것을 특징으로 하는 금속도금 섬유용 항균마스크의 제조방법.
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