KR20000075727A - 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물을 포함하는 안면 마스크 - Google Patents

스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물을 포함하는 안면 마스크 Download PDF

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로날드 디. 맥크레이
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Abstract

본 발명은 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물을 포함하는 신규의 안면 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 안면 마스크는 SMS 층에 더하여, 일렉트릿 멜트블로운 층, 스펀본디드 층, 함습 층 또는 제2 SMS 적층물과 같은 기타 층을 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 안면 마스크는 최외 SMS 층, 중간 일렉트릿 멜트블로운 층, 및 스펀본디드 층, 함습 층 또는 제2 SMS 적층물 형태의 최내층을 포함한다.

Description

스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물을 포함하는 안면 마스크{Face Masks Including a Spunbonded/Meltblown/Spunbonded Laminate}
통상적으로 공지되어 있는 바와 같이, 안면 마스크는 액체 및(또는) 공중 오염물의, 안면 마스크를 통한 투과가 방지되지 않는 경우라도 상기 투과가 상당히 감소되도록 고안되어 왔다. 외과적 절차 환경 하에서는 상기 액체 공급원으로서 환자의 발한물, 혈액과 같은 환자 액체, 및 혈장 및 염수와 같은 생명 보유액이 포함된다. 공중 오염물의 예로는 박테리아, 바이러스 및 진균 포자와 같은 생물학적 오염물이 포함되지만 이로만 한정되지 않는다. 상기 오염물로는 또한, 린트천, 무기물 미분, 분진, 피부 인편 및 호흡시의 비말과 같은 미립 물질이 포함될 수 있지만 이로만 한정되지 않는다. 상기 공중 물질의 통과를 방지할 수 있는 직물의 능력 정도는 종종, "여과 효율"로서 표현된다.
다수의 안면 마스크는 원래, 목면 또는 아마로 제조되었다. 그러나, 상기 재료로부터 형성된 상기 안면 마스크는 외과적 절차에서 경험하게 되는 다양한 액체의 투과 또는 "스트라익 스루"를 허용하였다. 이들 경우, 경로는 액체 중에 존재하거나 또는 따라서 액체와 접촉하는 생물학적 오염물이 안면 마스크를 통해 투과되도록 설정되었다. 또한, 다수의 경우 목면 또는 아마로부터 제조된 안면 마스크는 공중 오염물의 관통 투과로부터 차단층을 불충분하게 보호한다. 또한, 이들 제품은 비용이 많이 들었으며 물론, 재사용하기 전에 세탁 및 살균 절차를 필요로 하였다.
1회용 안면 마스크는 주로, 아마 안면 마스크를 대신하였다. 상기 1회용 안면 마스크는 액체 스트라익 스루를 방지하는 완전한 액체 반발성 직물 및(또는) 천공 필름으로부터 상기 제품이 제조되도록 진보되었다. 이 방식으로는 액체에 의해 이동된 생물학적 오염물이 상기 직물을 통해 통과되지 못한다. 그러나 일부의 경우, 천공 필름으로부터 제조된 안면 마스크는 액체 및 공중 오염물을 투과시키지 않지만, 사용 시간 동안의 착용이 불편하거나, 또는 불편하게 될 수 있다. 또한, 상기 안면 마스크는 부직 웹만을 함유하는 안면 마스크보다 비교적 비용이 더 든다.
일부의 경우, 액체 반발성 직물로부터 제조된, 부직 중합체로부터 제조된 직물과 같은 안면 마스크는 액체를 충분히 반발시키며 호흡능이 보다 크기 때문에, 착용자는 비통기성 물질보다 많이 편안해질 수 있다. 그러나, 상기 부직포에 의해 제공되는 편안함 및 호흡능은 차단 특성 또는 여과 효율을 이용할 때 통상적으로 개선되었다.
하나의 부직포 유형, 즉 종래의 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물은 차단 특성이 탁월하며 비용이 비교적 적게 들기 때문에, 가운 및 드레이프(drapes)와 같은 외과적 가먼트에서 광범위하게 사용되어 왔다. 상기 SMS 적층물은 현재까지, 이들의 허용불가능한 호흡능 특성 때문에 시판 중의 안면 마스크에는 사용되지 않았다. 따라서, 액체 스트라익 스루 보호, 호흡능 및 편안함을 비교적 저렴한 비용으로 계속 제공할 안면 마스크 재료에 대해 계속 연구해왔다.
따라서, 당업계에서는 액체 스트라익 스루 보호, 호흡능 및 편안함이 개선될 뿐만 아니라, 여과 효율도 개선된 안면 마스크 및 이들의 제조 방법에 대한 수요가 있어 왔다. 상기와 같은 개선된 재료 및 방법은 본 발명에 의해 제공되며 하기 명세서 및 특허청구의 범위를 추가로 검토할 때 보다 명백해질 것이다.
〈발명의 개요〉
본 발명은 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물을 포함하는 신규의 안면 마스크에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 최외층을 SMS 적층물 형태로 갖는 신규의 안면 마스크에 관한 것이다. SMS 층에 더하여, 본 발명의 안면 마스크는 바람직하게는 하나 이상의 일렉트릿(electret) 멜트블로운 직물 형태의 중간층, 및 바람직하게는 스펀본디드 직물 또는 제2 SMS 적층물 형태의 최내층을 포함할 수 있다.
본 발명의 안면 마스크는 액체 스트라익 스루 보호, 호흡능 및 편안함을 개선할 뿐만 아니라 여과 효율도 개선하면서, 천공 필름과 같은 값비싼 부품들의 사용을 배제시킨다. 본 발명의 안면 마스크는 다양한 층을 포함하며, 이들은 각각 목적하는 특징을 제공하며 안면 마스크 전체의 여과 특성에 기여한다. 사실, 안면 마스크의 다양한 층은 함께 상승적으로 기능하여, 안면 마스크의 임의의 1층을 사용함으로써 달성될 수 없는 특성인 개선된 액체 스트라익 스루와 같은 여과 특성을 제공한다.
본 발명의 안면 마스크는 SMS 적층물에 더하여, 직물, 부직물, 니트 직물 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로만 한정되지 않는 다양한 재료로부터 제조할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 안면 마스크는 SMS 적층물, 및 1층 이상의 부직물 추가층으로부터 제조된다. 보다 바람직하게는, 안면 마스크는 외부 SMS 적층물, 및 일렉트릿 멜트블로운 직물 형태의 하나 이상의 필터 직물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 안면 마스크는 외부 SMS 적층물, 일렉트릿 멜트블로운 직물 형태의 하나 이상의 중간 필터 직물, 및 스펀본디드 직물, 함습(wet-laid) 직물 또는 제2 SMS 적층물 형태의 최내층을 포함한다.
상기 웹을 형성하기 위해 사용된 섬유 재료로는 합성 섬유, 천연 섬유 및 이들의 혼합물이 포함된다. 섬유의 선택은 예를 들면, 섬유 가격, 및 완성된 안면 마스크의 목적하는 특성, 예를 들면 액체 내성, 증기 투과성 또는 액체 위킹(wicking)에 따른다. 예를 들면, 적합한 섬유 재료로는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴릭 등으로부터 유도된 것들과 같은 합성 섬유 단독 또는 서로와의 혼합물이 포함될 수 있지만 이로만 한정되지 않는다. 유사하게는, 목면, 아마, 황마, 대마, 양모, 목재 펄프 등과 같은 천연 섬유; 비스코스 레이욘 및 구리 암모늄(cuprammonium) 레이욘과 같은 재생 셀룰로스 섬유; 또는 셀룰로스 아세테이트와 같은 개질 셀룰로스 섬유를 유사하게 사용할 수 있다. 1종 이상의 상기 섬유의 혼합물도 역시 필요한 경우 사용할 수 있다.
합성 섬유 단독 또는 천연 섬유와의 혼합물로부터 형성된 안면 마스크가 본 발명의 안면 마스크에 특히 잘 적합한 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 안면 마스크는 적합한 안면 마스크에 대한 당업계의 수요를 만족시켜, 개선된 액체 스트라익 스루 보호, 호흡능 및 편안함은 물론 개선된 여과 효율도 제공한다. 본 발명의 안면 마스크의 상세한 설명을 하기에 제공한다.
본 발명은 최외층이 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물인 1층 이상의 섬유 재료를 함유하는 신규한 안면 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 안면 마스크는 착용자에게 액체 스트라익 스루(strike-through) 보호, 호흡능(breathability) 및 편안함을 제공한다.
본 발명의 안면 마스크는 통상적으로 직사각형 또는 정사각형이며 여과 재료를 포함하는 가요성 몸체부를 포함한다. 여과 재료는 바람직하게는, 1층 이상의 공기 투과성 부직 재료이다. 1층 이상은 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물로부터 제조된다. 바람직하게는, SMS 적층물은 안면 마스크의 최외층 또는 커버 시트로서 제공된다. 추가의 양태에서, SMS 커버 시트는 추가의 여과 특성을 안면 마스크에 제공하는 중간층, 및 착용자 안면과 접촉하여 그에 편안함을 제공하는 내부층과 혼합한다. 바람직한 양태에서, 몸체부는 SMS 적층물의 최외층, 일렉트릿 멜트블로운 재료의 중간층, 및 부직물의 내부층을 포함한다. 바람직하게는, 내부층은 셀룰로스계 재료, 또는 합성 섬유와 혼합된 셀룰로스계 재료; 스펀본디드 직물 또는 제2 SMS 적층물로부터 형성된 것과 같은 커버 스톡(cover stock)이다. 몸체부의 층들은 각각 통상적으로 직사각형이며 바람직하게는, 나머지 층들과 동일하게 연장되지만; 최외층 또는 임의의 기타 층은 크기가 너무 커서 1층 이상의 기타 층 상에서 접혀지도록 적용될 수 있다.
본 발명의 안면 마스크는 SMS 적층물에 더하여, 직물, 부직물, 스크림(scrim), 니트 직물 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로만 한정되지 않는 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 안면 마스크는 1층 이상의 부직물 층으로부터 형성된다. 다층의 경우, 층들은 통상적으로 병렬되거나 또는 표면 대 표면 관계로 배치되며, 층 모두 또는 일부를 인접 층과 결합시킬 수 있다. 부직물의 경우, 부직물은 또한 다수의 개별 부직 웹으로부터 형성될 수 있으며, 여기에서 개별 부직 웹은 서로 유사하거나 상이하다.
본원에서 사용하는 바와 같이, 용어 "부직물"이란 무작위로 및(또는) 비배향적으로 매트와 유사한 양태로 개재되는 개별 섬유 구조 또는 필라멘트 구조를 갖는 직물을 의미한다. 부직물은 에어 레이드(air-laid) 공정, 함습 공정, 히드로인탱글링(hydroentangling) 공정, 스테이플 섬유 카딩 및 본딩 및 용액 방사법을 포함하지만 이로만 한정하지 않는 다양한 공정으로부터 제조할 수 있다. 적합한 부직물로는 스펀본디드 직물, 멜트블로운 직물, 함습 직물 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로만 한정되지 않는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "스펀본디드 직물"이란 용융된 열가소성 재료를 압출시키거나, 또는 1종 이상의 용융된 열가소성 재료를 동시 압출시켜 스피너렛(spinnerette) 중의 통상은 원형인 다수의 미세한 모세관으로부터 필라멘트로서 형성한 다음, 압출된 필라멘트의 직경이 예를 들면, 비추론적 또는 추론적인 유체 인출법 또는 기타의 널리 공지된 스펀본딩 기전에 의해 신속하게 감소시키는 소 직경 섬유 및(또는) 필라멘트의 웹을 의미한다. 스펀본디드 부직 웹의 생성은 Appel 등의 미국 특허 제4,340,563호, Dorschner 등의 미국 특허 제3,692,618호, Kinney의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, Levy의 미국 특허 제3,276,944호, Peterson의 미국 특허 제3,502,538호, Hartman의 미국 특허 제3,502,763호, Dobo 등의 미국 특허 제3,542,615호, 및 Harmon의 캐나다 특허 제803,714호와 같은 특허에 설명되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "멜트블로운 직물"이란 용융된 열가소성 재료를 통상은 원형인 다수의 미세한 다이 모세관을 통해 고속 가스(예를 들면, 공기) 스트림으로 압출시켜 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 이들의 직경을, 가능하게는 마이크로 섬유(microfiber) 직경까지 감소시킴으로써 용융된 트레드 또는 필라멘트로서 형성된 섬유를 포함하는 직물을 의미한다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 이동되고 수집 표면 상에 배치되어 무작위로 지급된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성시킨다. 멜트블로운 공정은 널리 공지되어 있으며 문헌[참조: NRL Report 4364, "Manufacture of Super-Fine Organic Fibers", V.A. Wendt, E.L. Boone 및 C.D. Fluharty; NRL Report 5265, "An Improved device for the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers", K.D. Lawrence, R.T. Lukas 및 J.A. Young] 및 Buntin 등의 미국 특허 제3,849,241호(허여일: 1974년 11월 19일)를 포함하는 다양한 특허 및 공보에 기술되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마이크로 섬유"란 평균 직경이 약 100 μ 이하, 예를 들면 직경이 약 0.5 내지 약 50 μ인 소 직경 섬유를 의미한다. 보다 구체적으로 마이크로 섬유는 또한, 평균 직경이 약 1 내지 약 20 μ일 수 있다. 평균 직경이 약 3 μ 이하인 마이크로 섬유는 통상, 극세(ultra-fine) 마이크로 섬유로서 언급된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "함습 직물"이란 액체 매질 중에 분산된 섬유를 스크린 상에 침착시킬 때 액체 매질은 스크린을 통해 유동한 후 스크린 표면 상에는 직물이 남게 되는, 제지 공정과 같은 방법으로 형성된 직물을 의미한다. 섬유 결합제는 액체 매질 중에서 또는 스크린 상으로 침착된 후에야 섬유에 도포시킬 수 있다. 함습 직물은 천연 및(또는) 합성 섬유를 함유할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "스펀레이스드(spunlaced) 직물"이란 천연 섬유와 합성 섬유의 혼합물로 이루어지는 재료의 웹을 의미하며, 여기에서 섬유는 물을 고속으로 분사시켜 섬유를 엉클어트려 기계적으로 결합시킨다. 바람직하게는, 천연 섬유는 목재 펄프 섬유이며, 합성 섬유는 폴리에스테르 섬유이다.
본 발명의 안면 마스크는 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 안면 마스크는 SMS 적층물을 안면 마스크의 최외층으로서 포함한다. 보다 바람직하게는, 안면 마스크는 SMS 적층물을 최외층으로서 및 일렉트릿 멜트블로운 직물 형태의 1종 이상의 필터 직물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 안면 마스크는 SMS 적층물을 최외층으로서 및 일렉트릿 멜트블로운 직물 형태의 1종 이상의 필터 직물을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "일렉트릿" 또는 "일렉트릿화"란 폴리올레핀과 같은 유전 재료에 전하를 부여하는 처리를 의미한다. 전하는 중합체 표면 또는 그 근처에서 포획된 양 또는 음 전하의 층을 포함하거나, 또는 중합체 벌크에 저장된 전하 클라우드(cloud)를 포함한다. 전하는 또한, 분자의 쌍극자 정렬로 동결되는 편광 전하를 포함한다. 재료를 일렉트릿화시키는 방법은 당업계의 기술자들에게는 널리 공지되어 있다. 이들 방법으로는 예를 들면, 열, 액체 접촉, 전자 빔 및 코로나 방전 방법이 포함된다. 재료를 정전기적으로 일렉트릿화시키는 하나의 특별한 기술은 미국 특허 제5,401,466호에 기재되어 있는 기술이며, 본원에서는 그 전체를 참조로서 인용한다. 상기 기술은 전기장이 대향 극성을 갖는 1쌍의 전기장에 재료를 처리하는 단계를 포함한다.
상기 직물을 제조하기 위해 사용되는 섬유 재료로는 합성 섬유, 천연 섬유 및 이들의 혼합물이 포함된다. 섬유의 선택은 예를 들면, 섬유 가격, 및 완성된 드레이프의 목적하는 특성, 예를 들면 액체 내성, 증기 투과성 또는 액체 위킹에 따른다. 예를 들면, 적합한 섬유 재료로는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴릭 등으로부터 유도된 것들과 같은 합성 섬유 단독 또는 서로와의 혼합물이 포함될 수 있지만 이로만 한정되지 않는다. 일성분 및 다성분, 또는 복합, 합성 섬유는 단독 또는 서로와의 혼합물로 사용할 수 있다. 기타의 적합한 섬유로는 목면, 아마, 황마, 대마, 양모, 목재 펄프 등과 같은 천연 섬유가 포함된다. 유사하게는, 비스코스 레이욘 및 구리 암모늄 레이욘과 같은 재생 셀룰로스계 섬유, 또는 셀룰로스 아세테이트와 같은 개질 셀룰로스계 섬유를 유사하게 사용할 수 있다. 1종 이상의 상기 섬유의 혼합물도 역시 필요한 경우 사용할 수 있다.
본 발명에 적합한 일성분 및 복합 합성 섬유는 섬유 형성을 위해 공지되어 있는 광범위하게 다양한 열가소성 중합체로부터 제조할 수 있다. 본 발명의 드레이프를 형성하기에 적합한 중합체로는 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리아미드, 예를 들면 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 12 등; 폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리카르보네이트; 폴리스티렌; 열가소성 엘라스토머, 예를 들면 에틸렌프로필렌 고무, 스티렌계 블럭 공중합체, 코폴리에스테르 엘라스토머 및 폴리아미드 엘라스토머 등; 플루오로중합체, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리트리플루오로클로로에틸렌; 비닐 중합체, 예를 들면 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄; 및 이들의 혼합물 및 공중합체가 포함되지만 이로만 한정되지 않는다. 본 발명의 드레이프를 형성하기에 특히 적합한 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌을 포함하는 폴리올레핀 및 이들의 혼합물이다. 복합 섬유의 형성에 적합한 중합체 중에서 복합 섬유의 고 융점 성분 용으로 특히 적합한 중합체로는 폴리프로필렌; 폴리프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 및 이들의 혼합물, 보다 특히는 폴리프로필렌이 포함되며, 저 융점 성분 용으로 특히 적합한 중합체로는 폴리에틸렌, 보다 특히는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물이 포함되며; 복합 섬유 용으로 가장 특히 적합한 성분 중합체는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이다.
적합한 섬유 형성용 중합체는 내부 혼합된 열가소성 엘라스토머를 추가로 가질 수 있다. 또한, 중합체 성분은 섬유의 권축능(crimpability)을 향상시키고(거나) 결합 온도를 강하시키고, 생성된 웹의 내연마성, 강도 및 연화도를 향상시키기 위한 첨가제를 함유할 수 있다. 예를 들면, 저 융점 중합체 성분은 스티렌, 에틸렌부틸렌 및 스티렌의 ABA' 블럭 공중합체와 같은 약 5 내지 약 20 중량%의 열가소성 엘라스토머를 함유할 수 있다. 그러한 공중합체는 시판 중에 있으며 일부는 Wisneski 등의 미국 특허 제4,663,220호에서 확인되고 있다. 상당히 적합한 엘라스토머성 블럭 공중합체의 일례는 KRATON G-2740이다. 추가의 적합한 중합체의 또다른 기는 에틸렌 부틸 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트와 같은 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체이며, 목적하는 특성을 생성시키기에 적합한 양은 저 융점 중합체 성분의 총중량을 기준하여 약 2 내지 약 50 중량%이다. 또한 기타로 적합한 추가의 중합체로는 폴리부틸렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함된다.
본 발명의 안면 마스크는 합성 섬유와 천연 섬유의 혼합물을 함유하는 직물로부터 형성할 수 있다. 바람직하게는, 안면 마스크는 직물의 총중량을 기준하여, 약 100 내지 25 중량%의 합성 섬유 및 약 0 내지 75 중량%의 천연 섬유를 함유하는 직물로부터 형성된다. 보다 바람직하게는, 안면 마스크는 직물의 총중량을 기준하여, 약 100 내지 50 중량%의 합성 섬유 및 약 0 내지 50 중량%의 천연 섬유를 함유하는 직물로부터 형성된다. 가장 바람직하게는, 안면 마스크는 직물의 총중량을 기준하여, 약 100 내지 90 중량%의 합성 섬유 및 약 0 내지 10 중량%의 천연 섬유를 함유하는 직물로부터 형성된다.
합성 섬유 단독 또는 천연 섬유와의 혼합물로부터 형성된 부직물이 본 발명의 안면 마스크에 특히 잘 적합하다는 것이 밝혀졌다. 특히, 폴리올레핀을 함유하는 합성 섬유는 특히 안면 마스크에 적합하다. 바람직하게는, 폴리올레핀 섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유이다. 가장 바람직하게는, 섬유는 폴리프로필렌 섬유이다.
본 발명의 안면 마스크는 안면 마스크에 바람직한 특성을 제공하는 SMS 적층물을 포함한다. 본 발명의 SMS 적층물은 개선된 액체 스트라익 스루 보호는 물론 호흡능도 제공한다. SMS 적층물이 최외층으로서 사용될 때 이는 제 1양의 액체 스트라익 스루 보호를 제공한다. SMS 적층물이 액체 불투수성이 아니지만, SMS 적층물은 제1 양의 액체 스트라익 스루 보호를 제공하여, 일렉트릿 멜트블로운 직물과 같은 기타의 종래 액체 투수성 안면 마스크층과 혼합될 때, 액체 불투수성 복합체로서 작용한다. SMS 적층물은 Timmons 등에 허여되어 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.에 양도되었으며 본원에서는 참조로서 인용되는 미국 특허 제5,213,881호에 기재되어 있는 바와 같이 널리 공지된 방법으로 형성되지만; 안면 마스크 분야에서 허용가능한 호흡능이 개선되는 SMS 적층물을 제조하기 위해서는 복합 멜트블로운 스테이션과는 달리 하나의 멜트블로운 스테이션을 사용하여 스펀본디드 직물 표면 상에 멜트블로운 재료를 가볍게 살포한다. 바람직하게는, SMS 적층물의 기본 중량은 약 0.0051 g/㎠(약 1.5 oz/yd2, osy) 미만이다. 보다 바람직하게는, SMS 적층물의 기본 중량은 약 0.0042 g/㎠(약 1.25 osy) 미만이다. 가장 바람직하게는, SMS 적층물의 기본 중량은 약 0.0024 내지 약 0.0042 g/㎠(약 0.7 내지 약 1.25 osy)이다. 바람직하게는, SMS 적층물의 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.0010 g/㎠(약 0.3 osy) 미만이다. 보다 바람직하게는, SMS 적층물의 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.0007 g/㎠(약 0.2 osy) 미만이다. 가장 바람직하게는, SMS 적층물의 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.00034 내지 약 0.00051 g/㎠(약 0.1 내지 약 0.15 osy)이다.
안면 마스크의 SMS 적층물은 또한, 바람직한 특징을 부여하기 위해, 다양한 화학약품으로 처리할 수 있다. 예를 들면, SMS 적층물은 SMS 적층물의 액체 반발성을 향상시키기 위해 화학약품으로 처리할 수 있다. 부직물의 액체 반발성을 향상시키기 위한 화학약품은 당업계에 널리 공지되어 있으며, 임의의 상기 화학약품은 화학약품이 SMS 적층물의 호흡능을 부정적으로 충격주지 않는 한 본 발명에 적합하다. 특히 유용한 화학약품으로는 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 E.I. DuPont de Nemours ＆ Company가 제조한 Zonyl FTS와 같은 플루오로 화학약품이 포함되지만 이로만 한정되지 않는다. SMS 적층물은 또한 임의의 공지된 정전기 방지제로 처리할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 안면 마스크는 SMS 적층물 형태의 최외층을 포함한다. 목적하는 양태에서, 1층 이상의 멜트블로운 층은 SMS 적층물과 접촉되어 있다. 바람직하게는, 멜트블로운 층은 일렉트릿 멜트블로운이다. 전형적으로, 일렉트릿 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.0051 g/㎠(약 1.5 osy) 미만이기 때문에, 안면 마스크 전체의 호흡능은 허용가능한 수준으로 유지된다(미육군 기준에 따라, 5 ㎜ H2O/㎠ 미만의 압력 강하는 허용가능한 호흡능 수준을 구성함). 바람직하게는, 일렉트릿 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.0034 g/㎠(약 1.0 osy) 미만이다. 보다 바람직하게는, 일렉트릿 멜트블로운 층의 기본 중량은 약 0.0014 내지 약 0.0027 g/㎠(약 0.4 내지 약 0.8 osy)이다. 상기에서 논의한 바와 같이, SMS 적층물 단독은 제1 양의 액체 스트라익 스루 보호를 제공한다. 합한 층들을 일렉트릿 멜트블로운 직물층과 합해질 때, 이들 층은 단독으로 취한, 상기에 기술된 살포된 SMS 적층물 또는 일렉트릿 멜트블로운 층이 넬슨(Nelson) 혈액 투과 시험(이후의 본원에서는 "넬슨 시험"이라 함)에 합격하지 않을 지라도, 상기 시험으로 측정할 때 완전한 액체 스트라익 스루 보호를 제공한다.
추가의 양태에서, 본 발명의 안면 마스크는 최외층 SMS 적층물, 중간 일렉트릿 멜트블로운 직물, 및 착용자 안면과 접촉하기 위한 최내층을 포함한다. 최내층은 착용자에게 편안함을 제공하며 또한 항 위킹성, 액체 반발성 및 미립자 여과와 같은 특성을 제공할 수 있다. 바람직한 최내층은 셀룰로스계 재료, 또는 합성 섬유와 혼합된 셀룰로스계 재료로부터 형성된 것과 같은 커버 스톡; 스펀본디드 직물; 또는 제2 SMS 적층물을 포함하지만 이로만 한정되지 않는다. 하나의 바람직한 양태에서, 최내층은 기본 중량이 약 0.0042 g/㎠(약 1.25 osy) 미만, 보다 바람직하게는 약 0.0034 g/㎠(약 1.0 osy) 미만, 가장 바람직하게는 약 0.0024 내지 약 0.0034 g/㎠(약 0.7 내지 약 1.0 osy)인 제2 SMS 적층물을 포함한다.
여과 재료로부터 형성된 안면 마스크의 몸체부는 상부 연부 또는 가장자리 부분, 하부 연부 또는 가장자리 부분, 및 두 대향 측부 또는 측면 가장자리 부를 갖는다. 안면 마스크의 몸체부에는 또한, 통상적으로는 직사각형인 몸체부의 상부 연부와 실질적으로 평형하게 배열된 수개의 주름 또는 플리츠, 바람직하게는 1 내지 5개의 플리츠가 구비될 수 있다. 또한, 안면 마스크는 주름져 수평 플리츠를 형성할 수 있어서, 착용자 안면 상에서 미끄러져 충분한 공간을 제공하고 착용자 안면 특징에 적용될 때 주름이 펴진다. 별법으로는, 안면 마스크가 통상적으로 직사각형인 몸체부의 두 대향 연부와 실질적으로 평행하게 배열되는 수직 플리츠를 함유할 수 있다.
대부분의 양태에서는 몸체부 층들이 서로 적층되어 특히, 몸체부의 연부에서 분리 또는 인열되는 경향은 거의 없을 것이다. 일부 양태에서는 하나 이상의 결합 스트립을 안면 마스크의 바닥 및 측부 연부를 따라 또는 모든 연부를 따라 사용함으로써, 층들이 분리될 수 있거나 또는 몸체부가 인열될 수 있는 어떠한 경향도 감소시키는 것을 목적으로 할 수 있다. 결합 스트립은 종방향 축을 따라 주름잡힌 재료, 바람직하게는 부직 재료 스트립(들)으로부터 형성될 수 있다. 이어서, 안면 마스크 연부를 주름 내에 배치시키고 결합 스트립을 바느질하거나 또는 접착제로 연부에 고착시킨다.
여과 재료 몸체부의 상부 또는 정상 연부는 통상적으로, 바로 상기에서 기술한 유형의 결합 스트립을 포함한다. 즉, 결합 스트립은 종방향 축 상에서 주름진 부직 재료 스트립으로부터 형성되기 때문에, 주름은 포로우 패드(porow pad)를 수용하고, 접착제를 사용하거나 또는 결합 스트립 및 중간 여과 재료의 외면 둘다를 통해 스티칭함으로써 내부에 적합하게 고착시킨다. 결합 스트립에 형성되는 주름 내에 몸체부를 배치시키는 것에 대한 대안은, 접착제를 사용하거나 또는 스트립을 몸체부에 바느질함으로써 결합 스트립을 몸체부의 한 표면 상에 고착시킬 수 있다는 것이다.
안면 마스크를 착용자 두부에 고착시키거나 안면 마스크를 그 위에 보유시키기 위한 수단은 안면 마스크의 상부 연부 및 하부 연부에 제공될 수 있다. 이것은 안면 마스크 측면에서 안면 마스크의 상부 연부 및 하부 연부에 고착된 개별 타이 스트립 유형을 취할 수 있다. 타이 스트립은 상부 연부 및 하부 연부 상에서 또는 그들을 부분적으로 봉입하는 몸체부 또는 결합 스트립에 직접 고착될 수 있다. 별법으로, 고착 수단은 상기에 기술된 결합 스트립과 동일한 재료 및 폭의 과도하게 큰 결합 스트립 길이 유형을 취할 수 있어서, 이를 사용하여 스트립을 대칭 배치시킬 때 그 길이가 몸체부의 측연부를 벗어나서 측방향으로 잘 연장될 수 있게 되어, 결합 스트립 단부가 타이 스트립과 동등하게 되어 착용자 두부를 벗어나서 연결될 수 있다. 통상, 길이가 약 63.5 내지 83.82 ㎝(약 25 내지 33 인치) 정도인 결합 스트립 길이는 측부 칫수가 약 15.24 ㎝(약 6 인치)인 마스크 상에서 적합하다. 상기 마지막으로 기술한 양태는 결합 스트립과 유사하게 타이 스트립으로서 기능하는 연장된 단부를 사용하여 여과 재료가 결합 스트립의 주름 내에 고착되도록 배열할 수 있거나, 또는 몸체부 표면과 접촉되도록 결합 스트립을 몸체에 스티칭함으로써 몸체부의 정상 연부 및 하부 연부에 결합 스트립을 고착시킬 수 있다.
또다른 양태는 실질적인 직사각형 여과 재료 패드의 나머지 층들보다 칫수가 큰 외부층 또는 내부층을 사용함으로써 형성되는 결합부에 개별 타이 스트립을 상부 연부 및 하부 연부에서 또는 그와 인접하게 고착시키는 것을 포함한다. 과도하게 큰 층은 자체적으로 다시 주름져서, 과도하게 큰 층에 형성된 주름 내에 잔존하는 층들을 수용할 수 있다. 이어서, 모든 층은 겹쳐지는 주름진 연부와 표면 사이에 배치된 적합한 접착제 수단을 사용하여 점착적으로 접촉시키거나, 또는 층들 연부 및 겹쳐지는 주름진 부분을 스티칭함으로써 모든 층을 연부에 고착시킬 수 있다. 안면 마스크를 착용자 두부에 고착시키기 위한 수단으로서 사용되는 타이 스트립이 과도하게 큰 결합 재료 스트립으로부터 형성되는지 또는 개별적으로 부착되는지와는 무관하게, 주름진 재료로부터 형성될 때, 타이 스트립 중의 주름을 바람직하게는, 바느질하거나 또는 접착제로 밀폐시킨다.
상기에 기술한 안면 마스크는 실질적인 정사각형 또는 직사각형 몸체부를 가지며 4개만큼 많은 타이 스트립에 의해 착용자에 부착되지만, 기타 안면 마스크 디자인은 본 발명의 범위 내에 있다. 하나의 적합한 안면 마스크 디자인은 킴벌리-클라크 코포레이션에 양도된 미국 특허 제4,662,005호에 기재되어 있으며, 여기에서 안면 마스크는 형태가 컵 또는 펀치형이며, 이것은 착용자 턱과 맞물리며 또한 착용자 두부 주위에서 연결하기 위한 상부 연부의 대향면 상에 2개의 타이 스트링을 갖는다. 기타 디자인도 역시 본 발명의 범위 내에 있다.
코 부분도 역시, 예를 들면 알루미늄 또는 얇은 게이지 스틸과 같은 굽힐 수 있거나 변형될 수 있는 얇은 재료 스트립이 구비된 안면 마스크 몸체부의 상부 연부에 제공될 수 있다. 코 부분은 결합 스트립의 주름 내에 봉입시킬 수 있으며, 결합 스트립 또는 결합 스트립으로서 기능하는 몸체부 상부 연부 및 몸체부 상부 연부를 통해 형성되는 주름 및 스티칭 사이에 코 부분을 유지시킬 수 있다. 별법으로는, 코 부분을 결합 스트립과, 몸체부 층들 중 한 층의 외면 사이에서와 같이 접착제로 고착시킬 수 있다. 달성될 수 있는 방법의 일례는 테입과, 몸체부 또는 결합 스트립 사이에 금속 스트립이 봉입되도록 몸체부 외면 또는 결합 스트립 내면에 접착제로 고정된 과도하게 큰 감압성 테입 조각의 접착면에 코 부분을 부착시키는 것이다. 별법으로는, 감압성 양면 테입을 사용하여, 상기에 기술된 위치에 코 부분을 배치시킬 수 있다. 이어서, 커버 재료 또는 스펀본디드 재료의 스트립을 양면 테입의 접착제가 없는 표면 상에 배치시킬 수 있다. 또다른 대체 양태는 표면에 도포된 적합한 접착제에 의해 제공된 자가 접착성 배면을 갖는 금속성 코 부분 스트립을 사용한다.
본 발명의 안면 마스크는 당업계의 통상적인 기술자들에게는 공지된 안면 마스크를 제조하는 어떠한 방법에 의해서라도 제조될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 안면 마스크는 하기 방법 또는 이의 변형법에 의해 제조된다. 안면 마스크의 미리 성형된 층은 목적하는 형태 및 칫수로 절단한다. 층들을 함께 결합시켜 몸체부를 형성한다. 바람직하게는, 층들을 몸체부의 주변 연부를 따라 결합시켜 안면 마스크의 호흡능이 손상되지 않도록 한다. 층들은 바느질, 접착제 등과 같은 임의의 공지된 부착 수단으로 함께 결합시킬 수 있다. 코 부분은 상기에서 논의된 바와 같이 몸체부 층들 상에 또는 그들 사이에 배치시킬 수 있다. 바람직하게는, 1개 이상의 결합제 스트립을 사용하여 몸체부 층들 연부를 덮고 결합시킨다. 결합제 스트립은 바느질, 접착제 등과 같은 부착 수단으로 몸체부에 부착시킬 수 있다. 필요한 경우, 타이 스트링을 몸체부의 상부 및 하부 연부에 부착시킨다.
외과적 안면 마스크에 관심을 가져오면서, 본 발명의 안면 마스크를 기타 분야에서 많이 응용하였다. 기타 응용 분야로는 실험실 응용; 반도체 제조와 같은 청정실 응용; 농업적 응용, 광업적 응용 및 환경적 응용이 포함되지만 이로만 한정되지 않는다.
본 발명은 상기에서 기술되며 하기에서는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는 실시예로써 기술된다. 이에 반하여, 당업계의 기술자들은 본원의 명세서를 숙독한 후 본 발명의 정신 및(또는) 첨부하는 특허청구의 범위를 이탈하지 않으면서도 본원의 다양한 기타 양태, 개질 및 등가물을 제안할 수 있는 연구를 수행할 수 있다는 것이 명백하게 이해될 것이다.
최외층, 중간층 및 최내층을 포함하는 25개의 시험 표본을 약 15.24 ㎝ x 17.78 ㎝(약 6 인치 x 7 인치)의 편평한 표본으로서 제조하였다. 최외층은 폴리프로필렌/폴리에틸렌 공중합체 섬유(약 95 중량%의 PP 및 5 중량%의 PE) 형태의 섬유 재료를 함유하는 0.0042 g/㎠(1.25 osy)의 살포된 SMS 적층물을 포함하였다. 중간층은 폴리프로필렌 섬유를 함유하는 0.0020 g/㎠(0.6 osy)의 일렉트릿 멜트블로운 층을 포함한다. 최내층은 기본 중량이 약 0.0020 g/㎠(약 0.6 osy)인 함습 종이층을 포함하였다. 시험 표본 각각을 45°경사 상에 배치시켰고, 연부를 테입으로 고착시켜 위킹 가능성을 감소시켰다. 미리 측량한 10.16 x 12.7 ㎝(4 x 5 인치)의 블로터 지(blotter paper) 조각을 시험 표본 각각의 아래에 배치시켰고 폴리우레탄 조각을 시험 표본 및 블로터 지 각각의 아래에 배치시켰다. 시험 표본 각각을 합성 혈액을 함유하는 가압된 용기의 분무 오리피스의 팁으로부터 45.72 ㎝(18 인치)에 배치시켰다. 솔레노이드(solenoid)는 합성 혈액을 1.0초 펄스 동안 18 게이지 니들(0.84 ㎜(0.033 인치) 분무 오리피스)을 통해 시험 표본 각각의 표면 상으로 분무시켰다. 5회 연속 분무물을 분무 팁으로부터 시험 표본 각각으로 이동시켰다. 압력 용기 중의 압력은 5.8 psig로 유지시켰다.
1.0초 분무는 시험 표본의 중심부 상으로 5회 연속하여 개시되었다. 시험 표본을 제거하였고, 블로터 지를 측량하였고 합성 혈액 투과를 관찰하였다. 블로터는 합성 혈액 투과 및 블러터 중량 증가에 대해 점수를 매겼다. 시험 표본 각각의 배면은 합성 혈액 투과에 대해 목측 관찰하였다. 결과는 합성 혈액 투과의 관찰 여부에 대해 점수매겼다.
상기 안면 마스크 시료 25개 상에서 유체 투과를 시험한 결과, 가시적인 합성 혈액 투과가 관찰되지 않았다. 블로터 중량 증가는 0.001 내지 0.035 g이었으며, 이때 중량 증가는 가장 유사하게는 공기 중의 수분 및 블로터 지의 취급 때문이었다.

Claims (20)

  1. 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드(SMS) 적층물을 포함하는 안면 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물이 최외층인 안면 마스크.
  3. 제1항에 있어서, 1층 이상의 추가 여과층을 추가로 포함하는 안면 마스크.
  4. 제3항에 있어서, 1층 이상의 추가 여과층이 멜트블로운 직물을 포함하는 안면 마스크.
  5. 제4항에 있어서, 멜트블로운 직물이 일렉트릿(electret)인 안면 마스크.
  6. 제3항에 있어서, 최내층을 추가로 포함하며, 1층 이상의 추가의 여과층이 중간층인 안면 마스크.
  7. 제6항에 있어서, 최내층이 함습(wet-laid) 커버 스톡, 스펀본디드 층 및 제2 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 안면 마스크.
  8. 제1항에 있어서, SMS 적층물의 기본 중량이 약 0.0024 내지 약 0.0042 g/㎠(약 0.7 내지 약 1.25 osy)인 안면 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 멜트블로운 층의 기본 중량이 약 0.00034 내지 약 0.00051 g/㎠(약 0.1 내지 약 0.15 osy)인 안면 마스크.
  10. 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물의 최외층;
    1종 이상의 일렉트릿 멜트블로운 직물의 중간층; 및
    최내층
    을 포함하는 안면 마스크.
  11. 제10항에 있어서, 최내층이 함습 커버 스톡, 스펀본디드 층 및 제2 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 안면 마스크.
  12. 제10항에 있어서, SMS 적층물의 기본 중량이 약 0.0042 g/㎠(약 1.25 osy) 미만인 안면 마스크.
  13. 제12항에 있어서, SMS 적층물의 멜트블로운 층의 기본 중량이 약 0.0010 g/㎠(약 0.3 osy) 미만인 안면 마스크.
  14. 제12항에 있어서, SMS 적층물의 기본 중량이 약 0.0024 내지 약 0.0042 g/㎠(약 0.7 내지 약 1.25 osy)인 안면 마스크.
  15. 제13항에 있어서, SMS 적층물의 멜트블로운 층의 기본 중량이 약 0.00034 내지 약 0.00051 g/㎠(약 0.1 내지 약 0.15 osy)인 안면 마스크.
  16. 제10항에 있어서, 최내층이 제2 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물인 안면 마스크.
  17. 제14항에 있어서, 제2 SMS 적층물의 기본 중량이 약 0.0042 g/㎠(약 1.25 osy) 미만인 안면 마스크.
  18. 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물을 안면 마스크의 몸체부와 합체시키는 것을 포함하는 안면 마스크의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 적층물이 안면 마스크의 최외층인 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    일렉트릿 멜트블로운 직물층을 적층물 다음에 배치시키고,
    함습 층, 스펀본디드 층 및 제2 스펀본디드/멜트블로운/스펀본디드 적층물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 최내층을 일렉트릿 멜트블로운 직물층 다음에 배치시키는
    것을 추가로 포함하는 방법.
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