KR102634669B1 - 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 - Google Patents
나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102634669B1 KR102634669B1 KR1020210055756A KR20210055756A KR102634669B1 KR 102634669 B1 KR102634669 B1 KR 102634669B1 KR 1020210055756 A KR1020210055756 A KR 1020210055756A KR 20210055756 A KR20210055756 A KR 20210055756A KR 102634669 B1 KR102634669 B1 KR 102634669B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nano
- protrusion
- filter
- hydrophobic
- droplet
- Prior art date
Links
- 239000005871 repellent Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 68
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 67
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 239000004750 melt-blown nonwoven Substances 0.000 claims description 9
- 239000002061 nanopillar Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 abstract description 10
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 abstract description 8
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 abstract description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 abstract description 3
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 4
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 4
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 4
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 3
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 3
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 2
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 2
- 208000001528 Coronaviridae Infections Diseases 0.000 description 2
- 208000025370 Middle East respiratory syndrome Diseases 0.000 description 2
- 201000003176 Severe Acute Respiratory Syndrome Diseases 0.000 description 2
- 206010040880 Skin irritation Diseases 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 2
- 230000036556 skin irritation Effects 0.000 description 2
- 231100000475 skin irritation Toxicity 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035742 Air-borne transmission Diseases 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005557 airborne transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 241001493065 dsRNA viruses Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 208000023504 respiratory system disease Diseases 0.000 description 1
- TUFFYSFVSYUHPA-UHFFFAOYSA-M rhodamine 123 Chemical compound [Cl-].COC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C(C=CC(N)=C2)C2=[O+]C2=C1C=CC(N)=C2 TUFFYSFVSYUHPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 241000007181 unidentified human coronavirus Species 0.000 description 1
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
-
- 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
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
- B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/425—Cellulose series
- D04H1/4258—Regenerated cellulose series
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4374—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece using different kinds of webs, e.g. by layering webs
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
- D04H1/56—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in association with fibre formation, e.g. immediately following extrusion of staple fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
- D06C23/00—Making patterns or designs on fabrics
- D06C23/04—Making patterns or designs on fabrics by shrinking, embossing, moiréing, or crêping
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D2500/00—Materials for garments
- A41D2500/30—Non-woven
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
- A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
- A41D31/10—Impermeable to liquids, e.g. waterproof; Liquid-repellent
- A41D31/102—Waterproof and breathable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0414—Surface modifiers, e.g. comprising ion exchange groups
- B01D2239/0421—Rendering the filter material hydrophilic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0414—Surface modifiers, e.g. comprising ion exchange groups
- B01D2239/0428—Rendering the filter material hydrophobic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/0622—Melt-blown
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 비말 마스크 필터 및 이를 구비한 비말 마스크에 관한 것으로, 더 상세하게는 돌출부가 형성된 소수성 필터 및 이를 구비한 비말 마스크에 대한 것이다. 본 발명의 목적은 효과적인 급성 호흡기 증후군 바이러스 감염증의 확산을 차단하기 위한 발수 성능이 개선된 마스크 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 초발수 항비말 부직포 필터는 소수성 섬유의 표면과 본딩부의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 표면 접촉각이 160°이상인 초소수성을 나타내어 비말이 필터의 표면에 흡착되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 초발수 항비말 부직포 필터는 초발수 항비말 부직포 필터의 표면에 형성된 나노 패터 구조로 인하여 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집이 가능하다.
본 발명의 초발수 항비말 부직포 필터는 소수성 섬유의 표면과 본딩부의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 표면 접촉각이 160°이상인 초소수성을 나타내어 비말이 필터의 표면에 흡착되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 초발수 항비말 부직포 필터는 초발수 항비말 부직포 필터의 표면에 형성된 나노 패터 구조로 인하여 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집이 가능하다.
Description
본 발명은 비말 마스크에 관한 것으로, 더 상세하게는 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크에 대한 것이다.
코로나19(COVID-19), 중동 호흡기 증후군(MERS) 및 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)와 같은 급성 호흡기 증후군 바이러스 감염증의 반복적인 확산에 대하여 경각심이 커지고 있다. 특히, 코로나19(COVID-19)는 2019년 12월 중국 후베이성 우한시에서 처음 발견된 사람 코로나바이러스 변종이다. 코로나바이러스는 감기 등 호흡기 질환을 유발하는 RNA 바이러스다. 외피가 돌기로 둘러싸인 왕관(Corona) 모양이라 코로나바이러스라는 이름이 붙었다. 사람을 포함한 다양한 동물에게 감염을 일으킨다.
이러한 호흡기 증후군의 주된 전파경로는 감염자의 비말(호흡기 침방울)에 의한 전파이다. WHO에 따르면 비말은 지름이 5 ㎛를 초과하는 가벼운 물방울을 의미하며, 지름이 5 ㎛ 미만인 작은 물입자는 에어로졸이라고 정의하고 있다. 호흡기 증후군은 사람 간에 전파되며, 대부분의 감염은 감염자가 기침, 재채기, 말하기, 노래 등을 할 때 발생한 비말을 다른 사람이 밀접접촉하여 발생하게 된다. 연구결과에 의하면, 비말 이외, 표면접촉, 공기 등을 통해서도 전파가 가능하나, 공기전파는 의료기관의 에어로졸 생성 시술, 밀폐된 공간에서 장시간 호흡기 비말을 만드는 환경 등 특정 환경에서 제한적으로 전파되는 것으로 알려지고 있다.
호흡기 증후군은 바이러스가 포함된 비말을 통하여 전파되므로, 호흡기 증후군의 전파의 차단 및 예방 수단으로 비말 마스크가 가장 효과적인 것으로 확인되고 있다.
다만, 기존의 비말 차단 마스크는 비말 입자가 마스크의 표면에 머무르는 등의 문제가 있어, 발수 효과가 개선된 마스크가 필요하다.
선행문헌 1: 한국등록특허 제10-2082969호, 미세먼지 차단용 플라즈마처리 마스크
선행문헌 2: 한국공개특허 제10-2018-0074677호, 흡연 물품용 여과 매질의 플라즈마 처리
본 발명의 목적은 효과적인 급성 호흡기 증후군 바이러스 감염증의 확산을 차단하기 위한 비말 차단 성능이 개선된 마스크를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 나노 패턴 구조를 형성하는 제2 돌출부가 표면에 형성된 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
더 바람직하게는 본 발명의 소수성 부직포는 상기 소수성 섬유의 집합을 웹을 형성하도록 고정하며, 나노 패턴 구조를 형성하는 제4 돌출부가 표면에 형성된 소수성 본딩부를 더 포함하는 것일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 상기 소수성 부직포를 포함하는 외부필터는 외부필터 표면의 접촉각이 160°이상인 것일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 소수성 부직포로 이루어진 외부필터는 소수성 섬유의 표면과 본딩부의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 표면 접촉각이 160°이상인 초소수성을 나타내어 비말이 필터의 표면에 흡착되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 소수성 부직포로 이루어진 외부필터는 초발수 항비말 부직포 필터의 표면에 형성된 나노 패턴 구조로 인하여 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집이 가능하다.
본 발명의 멜트 블로운 부직포로 이루어진 중간필터는 멜트 블로운 섬유의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 비말 입자 뿐만 아니라 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집 성능 개선이 가능하다.
본 발명의 친수성 부직포로 이루어진 내부필터는 친수성 섬유의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 입김과 침 흡수가 용이하며, 친수성 섬유의 단면에 굴곡이 형성되어 피부에 닿는 감촉이 우수하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부필터, 중간필터 및 내부필터의 3개 층으로 이루어진 마스크의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부필터의 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부, 제4 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 소수성 성능을 딥핑 실험을 통하여 비교한 사진이다.
도 4는 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 표면의 접촉각을 비교한 사진이다.
도 5는 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 비말(droplet) 잔여물을 비교한 사진이다.
도 6은 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터에 대한 형광입자 도포 실험 결과를 비교한 사진이다.
도 7은 돌출부가 미형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 돌출부가 형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터에 대한 표면을 비교한 SEM 사진이다.
도 8은 돌출부가 미형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 돌출부가 형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터에 대한 나노입자 흡착 정도를 비교한 SEM 사진이다.
도 9는 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 10은 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 액체 흡수 시간을 측정한 시험 결과 사진이다.
도 11은 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 액체 흡수 정도를 측정한 시험 결과이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부필터, 중간필터 및 내부필터의 3개 층으로 이루어진 마스크의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부필터의 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부, 제4 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 소수성 성능을 딥핑 실험을 통하여 비교한 사진이다.
도 4는 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 표면의 접촉각을 비교한 사진이다.
도 5는 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터의 비말(droplet) 잔여물을 비교한 사진이다.
도 6은 돌출부가 미형성된 소수성 부직포 외부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 돌출부가 형성된 소수성 부직포 외부필터에 대한 형광입자 도포 실험 결과를 비교한 사진이다.
도 7은 돌출부가 미형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 돌출부가 형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터에 대한 표면을 비교한 SEM 사진이다.
도 8은 돌출부가 미형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 돌출부가 형성된 MB(멜트 블로운) 부직포 중간필터에 대한 나노입자 흡착 정도를 비교한 SEM 사진이다.
도 9는 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 10은 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 액체 흡수 시간을 측정한 시험 결과 사진이다.
도 11은 돌출부가 미형성된 친수성 부직포 내부필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 돌출부가 형성된 친수성 부직포 내부필터에 대한 액체 흡수 정도를 측정한 시험 결과이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 나노 패턴 구조를 형성하는 제2 돌출부가 표면에 형성된 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하는 초발수 항비말 마스크를 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부필터, 중간필터 및 내부필터의 3개 층으로 이루어진다. 외부필터는 소수성 부직포로 이루어져, 외부의 비말이 마스크 내부로 침투하는 것을 방지한다. 중간필터는 멜트 블로운 부직포로 이루어져 미세먼지, 비말 (혹은 비말 내의 바이러스 입자)를 포집하는 기능을 한다. 친수성 부직포를 포함하는 내부필터는 착용자의 호흡으로 인한 입김과 침을 흡수하고, 피부의 자극을 방지하는 역할을 한다.
본 발명의 외부필터는 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포이므로, 소수성의 표면은 나노 패턴 구조의 제 1 돌출부로 인하여 초소수성을 나타내게 된다. 상기 소수성 섬유의 표면에 형성된 나노 패턴 구조의 소수성 돌출부로 인하여 물과의 접촉을 최소화하여 비말에 대하여 초발수성을 나타내게 된다.
본 발명의 소수성 부직포로 이루어진 외부필터는 소수성 섬유의 표면과 본딩부의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 표면 접촉각이 160°이상인 초소수성을 나타내어 비말이 필터의 표면에 흡착되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 소수성 부직포로 이루어진 외부필터는 초발수 항비말 부직포 필터의 표면에 형성된 나노 패턴 구조로 인하여 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집이 가능하다.
더 바람직하게는 소수성 부직포로 이루어진 외부필터는 상기 소수성 섬유의 집합을 웹을 형성하도록 고정하며, 나노 패턴 구조를 형성하는 제4 돌출부가 표면에 형성된 소수성 본딩부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 외부필터는 비말에 의해 오염이 가능성이 존재하는 본딩부의 표면에도 나노 패턴 구조의 제4 돌출부를 형성하여, 비말의 발수성을 개선할 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 상기 소수성 부직포를 포함하는 외부필터는 외부필터 표면의 접촉각이 160°이상인 것일 수 있다. 일반적인 소수성 표면은 접촉각이 140°미만이지만, 본 발명의 나노 패턴 구조를 형성하는 돌출부를 구비한 상기 소수성 부직포 외부필터는 160°이상의 접촉각을 나타내어 초소수성 특성을 보인다.
더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 돌출부는 나노 벽의 형태를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 처리 방법에 따라 제1 돌출부는 나노 기둥의 형태를 형성할 수도 있다. 이러한 제1 돌출부는 직경이 1 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 0.01 내지 50 일 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다.
상기 플라즈마 처리는 그 조건 및 처리 시간 등을 조절함으로써 다양한 형태의 나노 패턴 구조를 형성할 수 있다.
그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제1 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
이중, O2 가스를 이용하는 경우, 플라즈마 처리에 의해 섬유 표면이 산소와 결합하여 지속성을 가지는 소수성 표면을 부여할 수 있다. 한편, 플라즈마 처리시 압력은, 예를 들어 1 내지 1000 mTorr 일 수 있으며, 더 높은 대기압도 가능할 수 있다. 상기 플라즈마 처리는 예를 들어, -100V 내지 -1000V의 전압 범위에서 행해질 수 있으며, 1 내지 1000 mTorr의 압력에서 10초 내지 5시간 동안 행해질 수 있다.
더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 제4 돌출부는 직경이 1 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 0.01 내지 50 일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제4 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 중간필터는 나노 패턴 구조를 형성하는 제2 돌출부가 표면에 형성된 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하며, 정전기 원리를 이용하여 미세먼지, 비말입자를 포집하는 기능을 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 중간필터는 멜트 블로운 섬유의 표면에 나노 패턴 구조를 형성하는 제2 돌출부가 형성되어 멀티 스케일 구조를 형성하고 있다. 이러한 멜트 블로운 섬유의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 비말 입자 뿐만 아니라 에어로졸과 같은 초미세입자에 대한 포집 성능 개선이 가능하다.
더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 제2 돌출부는 직경이 1 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 0.01 내지 50 일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제2 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 내부필터는 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함한며, 착용자의 호흡으로 인한 입김과 침을 흡수하고, 피부의 자극을 방지하는 역할을 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 내부필터는 친수성 섬유의 표면에 나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 형성되어 멀티 스케일 구조를 형성하고 있다. 이러한 친수성 나노 패턴 구조의 돌출부는 물분자와의 강한 인력을 나타내며, 이로 인하여 내부필터는 초친수성을 나타나게 되며, 액체의 흡수가 매우 빠르게 일어난다. 또한, 상기 친수성 섬유의 표면에 인견섬유와 유사한 선명한 골이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있는데, 이러한 친수성 섬유 표면에 형성된 인견섬유와 유사한 골로 인하여 피부에 닿는 표면적이 최소화되어, 답답함을 완화시켜 주며, 습기에 찬 마스크가 피부에 달라붙는 것을 완화시켜 줄 수 있다.
본 발명의 친수성 부직포로 이루어진 내부필터는 친수성 섬유의 표면에 나노 패턴을 구조체를 형성하는 돌출부로 인하여 입김과 침 흡수가 용이하며, 친수성 섬유의 단면에 굴곡이 형성되어 피부에 닿는 감촉이 우수하다.
더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것일 수 있다. 이러한 제3 돌출부는 직경이 0.01 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 1 내지 50 일 수 있다. 더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것일 수 있다. 그리고, 더 바람직하게는 본 발명의 제3 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것일 수 있다.
본 발명은 필터의 표면에 나노 패턴 구조의 돌출부를 형성하여, 외부필터의 비말의 발수 기능 개선, 내부필터의 바이러스 등을 포함하는 초미세입자의 포집 성능의 향상 및 내부필터의 촉감과 흡수 성능 개선을 통하여 호흡기 증후군에 효과적으로 대응할 수 있는 고성능의 마스크를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
1. 외부필터
비교예
1-1. 소수성 부직포 필터
한일합섬사의 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 KF94 마스크용 외부필터에 사용되는 부직포 필터를 준비하였다.
실시예
1-1. 산소분위기에서
플라즈마
처리된 소수성 부직포 필터
한일합섬사의 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 KF94 마스크용 외부필터에 사용되는 부직포 필터를 준비하였다. 상기 부직포 필터를 산소분위기에서 30분간 40mTorr에서 플라즈마 처리하여 섬유 표면과 본딩부에 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 부직포 필터를 제조하였다.
시험예
1-1. 나노 패턴 구조의 돌출부 확인
실시예 1-1의 부직포 필터 표면을 SEM 사진을 통하여 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 것을 도 2를 통하여 확인하였다.
시험예 1-2. 딥핑 실험
실시예 1-1 및 비교예 1-1의 부직포 필터를 적색 수용액을 준비하여 디핑 실험을 진행하였다.
도 3을 참고하면, 실시예 1-1에는 적색 잔여물이 확인되지 않았으며, 반면에 비교예 1-1에는 섬유 및 본딩부 경계에 적색 잔여물이 상당량이 확인되었다.
시험예
1-3. 표면
접촉각
측정
실시예 1-1과 비교예 1-1에 크기가 1mm 내지 5mm인 물방울을 떨어뜨려 표면 접촉각을 확인하였다.
도 4를 참고하며, 비교예 1-1의 표면 접촉각은 140°미만인 것을 확인하였고, 실시예 1-1의 표면 접촉각은 160°이상인 것을 확인하였다.
시험예
1-4. 비말
발수
특성 확인
비말을 발수 특성을 확인하기 위하여, 실시예 1-1과 비교예 1-1의 표면에 비말을 튕겨서 흘려보낸 후에 발수 특성을 확인하였다. 물방울 지름이 1mm이상의 물방울이나 수십내지 수백 마이크로미터 지름을 가진 비말을 튕겨냄을 확인하였다.
도 5에 나타난 바와 같이 실시예 1-1의 경우에 발수 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
시험예 1-5. 형광입자 도포 실험
Sigma Aldrich (시그마 알드리치)사의 10μM rhodamine 123 aqueous liquid, 를 준비하여, 실시예 1-1과 비교예 1-1의 표면에 도포하였다.
도 6에 나타난 바와 같이 실시예 1-1의 경우에 형광입자가 더 적게 남아 있는 것을 확인할 수 있었다.
2. 중간필터
비교예
2-1.
멜트
블로운
필터
한일합섬사의 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 KF94 마스크용 멜트 블로운 중간필터에 사용되는 필터를 준비하였다.
실시예 2-1. 산소분위기에서 플라즈마 처리된 멜트 블로운 필터
한일합섬사의 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 KF94 마스크용 멜트 블로운 중간필터를 준비하였다. 상기 멜트 블로운 필터를 산소분위기에서 30분간 40mTorr조건에서 플라즈마 처리하여 섬유 표면에 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 부직포 필터를 제조하였다.
시험예 2-1. 나노 패턴 구조의 돌출부 확인
실시예 2-1, 비교예 2-1의 멜트 블로운 필터 표면을 SEM 사진을 통하여 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 것을 도 7을 통하여 확인하였다.
시험예 2-2. 나노 입자 포집 정도 확인
Sigma Aldrich (시그마 알드리치)사의 입자크기 50 ~ 100nm인 나노 입자 TiO2를 준비하여, 실시예 2-1, 비교예 2-1의 멜트 블로운 필터에 흡착 정도를 SEM 사진을 통하여 확인하였다.
비교예 2-1에 비하여, 실시예 2-1의 경우에 흡착되는 나노 입자의 양이 압도적으로 많은 것을 확인할 수 있었다.
3. 내부필터
비교예 3-1. 친수성 부직포 필터
랜징사의 레이온(Rayon) 섬유로 이루어진 친수성 소재를 내부 필터로 준비하였다. 섬유의 굵기는 수에서 수십 ㎛를 가지며, 단면이 굴곡을 가진(lobed) 형태를 특징으로 한다.
실시예 3-1. 산소분위기에서 플라즈마 처리된 친수성 부직포 필터
랜징사의 레이온(Rayon) 섬유로 이루어진 친수성 내부필터를 준비하였다. 상기 친수성 필터를 산소분위기에서 30분간 40mTorr조건에서 플라즈마 처리하여 섬유 표면에 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 부직포 필터를 제조하였다.
실시예 3-2. 산소분위기에서 플라즈마 처리된 친수성 부직포 필터
랜징사의 레이온(Rayon) 섬유로 이루어진 친수성 내부필터를 준비하였다. 상기 친수성 필터를 산소분위기에서 10분간 40mTorr조건에서 플라즈마 처리하여 섬유 표면에 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 부직포 필터를 제조하였다.
시험예 3-1. 나노 패턴 구조의 돌출부 확인
실시예 3-1, 비교예 3-1의 친수성 필터 표면을 SEM 사진을 통하여 나노 패턴 구조의 돌출부가 형성된 것을 도 9를 통하여 확인하였다.
또한, 실시예 3-1의 섬유의 표면에 인견섬유와 유사한 골이 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.
시험예 3-2. 액체 흡수 시간 평가
실시예 3-1, 비교예 3-1의 친수성 필터에 대하여 액채 흡수 시간을 평가하였다.
도 10을 참조하면, 실시예 3-1의 액체 흡수 시간은 0.57초이며, 비교예 3-1은 4.5초 이후에도 흡수가 완전히 이루어지지 않음을 알 수 있었다.
시험예 3-3. 액체 흡수 시간 평가
도 11에 따르면, 실시예 3-1과 실시예 3-2, 비교예 3-1의 친수성 필터 표면에서 물 퍼짐 거리(물방울이 퍼지는 동심원 반지름)를 측정하였다. 플라즈마 처리를 하지 않은 친수성 부직포위에 물방울 (15마이크로 리터)를 떨어뜨리게 되면 1초 동안 약 3.2mm 퍼지게 된다. 하지만 플라즈마 처리 시간이 증가하여 10분과 30 처리 필터 표면에서는 1초 동안 약 7.4mm 퍼지게 되어 2.3배이상 빠른 속도로 멀리 퍼지게 됨을 알 수 있었다.
Claims (19)
- 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터;
나노 패턴 구조를 형성하는 제2 돌출부가 표면에 형성된 멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및
나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하고,
상기 소수성 부직포는, 상기 소수성 섬유의 집합을 웹을 형성하도록 고정하며, 나노 패턴 구조를 형성하는 제4 돌출부가 표면에 형성된 소수성 본딩부를 더 포함하고,
상기 외부필터는, 상기 소수성 섬유의 표면에 형성된 상기 제1 돌출부와 상기 소수성 본딩부의 표면에 형성된 상기 제4 돌출부로 인하여, 표면의 접촉각이 160°이상인 초소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제8 항에 있어서,
상기 제2 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제3 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제3 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제11 항에 있어서,
상기 제3 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제4 돌출부는 나노 벽 또는 나노 기둥의 나노 패턴 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제4 돌출부는 플라즈마 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 제14 항에 있어서,
상기 제4 돌출부의 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재 하에서 이루어진 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터; 및
나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하고,
상기 소수성 부직포는, 상기 소수성 섬유의 집합을 웹을 형성하도록 고정하며, 나노 패턴 구조를 형성하는 제4 돌출부가 표면에 형성된 소수성 본딩부를 더 포함하고,
상기 외부필터는, 상기 소수성 섬유의 표면에 형성된 상기 제1 돌출부와 상기 소수성 본딩부의 표면에 형성된 상기 제4 돌출부로 인하여, 표면의 접촉각이 160°이상인 초소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 삭제
- 나노 패턴 구조를 형성하는 제1 돌출부가 표면에 형성된 소수성 섬유의 집합으로 이루어진 소수성 부직포를 포함하는 외부필터;
멜트 블로운 섬유의 집합으로 이루어진 멜트 블로운 부직포를 포함하는 중간필터; 및
나노 패턴 구조를 형성하는 제3 돌출부가 표면에 형성된 친수성 섬유의 집합으로 이루어진 친수성 부직포를 포함하는 내부필터;를 구비하고,
상기 소수성 부직포는, 상기 소수성 섬유의 집합을 웹을 형성하도록 고정하며, 나노 패턴 구조를 형성하는 제4 돌출부가 표면에 형성된 소수성 본딩부를 더 포함하고,
상기 외부필터는, 상기 소수성 섬유의 표면에 형성된 상기 제1 돌출부와 상기 소수성 본딩부의 표면에 형성된 상기 제4 돌출부로 인하여, 표면의 접촉각이 160°이상인 초소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 초발수 항비말 마스크. - 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210055756A KR102634669B1 (ko) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 |
| US17/730,863 US20220346471A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-04-27 | Super water-repellent mask having nano patterned structure on its surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210055756A KR102634669B1 (ko) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220148552A KR20220148552A (ko) | 2022-11-07 |
| KR102634669B1 true KR102634669B1 (ko) | 2024-02-08 |
Family
ID=83808948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210055756A KR102634669B1 (ko) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220346471A1 (ko) |
| KR (1) | KR102634669B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307332B1 (ko) * | 2012-07-30 | 2013-09-10 | 한국기계연구원 | 초소수성 탄소섬유 및 이의 제조방법 |
| CN212889310U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-04-06 | 天津城建大学 | 一种复合无纺布 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2016344617B2 (en) | 2015-10-29 | 2020-09-10 | Philip Morris Products S.A. | Plasma treatment of filtration media for smoking articles |
| KR102187858B1 (ko) * | 2019-04-08 | 2020-12-09 | 한국과학기술연구원 | 마이크로-나노 복합 구조를 갖는 고분자 소재, 이를 포함하는 장치, 및 상기 고분자 소재의 제조방법 |
| KR102082969B1 (ko) | 2019-06-20 | 2020-02-28 | 박영희 | 미세먼지 차단용 플라즈마처리 마스크 |
-
2021
- 2021-04-29 KR KR1020210055756A patent/KR102634669B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-04-27 US US17/730,863 patent/US20220346471A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307332B1 (ko) * | 2012-07-30 | 2013-09-10 | 한국기계연구원 | 초소수성 탄소섬유 및 이의 제조방법 |
| CN212889310U (zh) * | 2020-07-10 | 2021-04-06 | 天津城建大学 | 一种复合无纺布 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220346471A1 (en) | 2022-11-03 |
| KR20220148552A (ko) | 2022-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI301070B (en) | Personal inhalation filter | |
| CN104106854B (zh) | 一种纳米纤维口罩 | |
| CN111227358A (zh) | 一种新型防病毒口罩 | |
| JP2005124777A (ja) | 感染予防マスク | |
| El-Atab et al. | Toward nanotechnology-enabled face masks against SARS-CoV-2 and pandemic respiratory diseases | |
| Hadinejad et al. | A novel vision of reinforcing nanofibrous masks with metal nanoparticles: antiviral mechanisms investigation | |
| KR102634669B1 (ko) | 나노 패턴 구조 돌출부가 표면에 형성된 초발수 항비말 마스크 | |
| CN108936890A (zh) | 一种中药微滤滤片、制作方法及其中药防雾霾口罩 | |
| KR102268901B1 (ko) | 항균기능을 갖는 마스크 필터용 부직포 원단 제조 방법 및 이를 활용한 다회용 위생 마스크 | |
| CN204377987U (zh) | 一种丝胶纳米复合口罩 | |
| CN206565343U (zh) | 一种防霾加湿抗菌防护口罩 | |
| US20210138279A1 (en) | Anti-virus filter for facemasks and respirators | |
| CN212754361U (zh) | 一种抗菌抗病毒口罩 | |
| Prudhvi Krishna et al. | Effectiveness of different facemask materials to combat transmission of airborne diseases | |
| JP2003019219A (ja) | 衛生マスク及び吸気浄化部材 | |
| TWM614664U (zh) | 具微多孔薄膜與抗病毒不織布壓合成形之口罩 | |
| JPH11137702A (ja) | 鼻用マスク | |
| CN205492700U (zh) | 口罩结构 | |
| EP3912500A1 (en) | Personal protective equipment against pathogenic microorganisms and related production method | |
| KR102530409B1 (ko) | 탄소 나노 튜브 시트를 포함하는 전도성 마스크, 전도성 마스크의 제조 방법 및 전도성 마스크를 포함하는 기능성 보호복 | |
| US20230311039A1 (en) | Advanced filtration structures for mask and other filter uses | |
| CN215649396U (zh) | 一种有效吸收酸性、碱性气体的口罩 | |
| KR20230006256A (ko) | 0.1 마이크로 미세먼지 및 바이러스의 필터링이 가능한 n-아세틸글루코사민 기반의 고성능 필터링 섬유 및 그 제조방법 | |
| TWM610361U (zh) | 生質纖維高效率抗菌口罩 | |
| WO2022101431A1 (en) | Filter material for filtering a fluid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |