KR20150117014A - 기능성 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유해물질이나 먼지 등의 미세입자에 대한 필터링 성능을 강화시킨 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 식품용 순수 은용액을 희석하여 면직물이나 부직포 등의 원단에 살포시킨 은나노 용액이 흡착된 원단을 사용하여 마스크를 제작하되, 내피층과 외피층 사이에 다수의 겹으로 된 필터층을 형성하며, 활성탄, 은(Ag) 및 은행잎 추출물을 포함하는 부직포 필터를 교체 가능한 형태로 더 구비하도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 호흡 시에 공기 중에서 유입되는 미세먼지가 겹겹이 형성된 필터층을 순차적으로 통과하면서 걸러지게 되어 완벽하게 차단할 수 있으며, 부직포 필터만 교체하고 마스크는 재활용 가능한 효과를 제공한다.

Description

기능성 마스크 및 그 제조방법{A functional mask and a manufacturing process thereof}

본 발명은 기능성 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 은나노(Nano Silver) 입자를 포함하여 미세입자의 유해물질을 걸러낼 수 있도록 한 기능성 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 온갖 유해물질로 가득한 미세먼지나 황사 등과 같은 대기 오염에 의한 질환이 문제화되고 있다.

미세먼지는 우리 눈에 보이지 않을 정도로 가늘고 작은 먼지 입자로 지름 10㎛ 이하이며, 2.5㎛ 이하인 경우에 초미세먼지라고 부른다. 사람의 폐포까지 깊숙하게 침투해 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며 우리 몸의 면역 기능을 떨어뜨린다.

주로 자동차 배기가스에서 발생하는 미세먼지 속에는 알루미늄, 구리, 카드뮴, 납 등 중금속이 다량 포함돼 있어 건강에 위협적이다.

특히 눈병과 알레르기를 악화시키고 피부에 쉽게 달라붙어 모공을 막아 여드름이나 뾰루지를 유발하는 등 각종 피부 트러블의 원인이 된다.

미세먼지로부터 건강을 지킬 수 있는 최선의 방법은 가능한 한 외출을 자제하는 것이며, 외출을 해야 한다면 반드시 마스크를 착용하도록 해야 한다.

일반적으로 마스크는 코와 입과 같은 흡기부와 얼굴 부위를 차단하여 외부 공기, 먼지, 태양광 등으로부터 이들을 보호하기 위해 사용된다.

하지만, 기존의 마스크는 미세입자를 걸러내는 것이 실질적으로 불가능하다.

또한, 호흡과정에서 발생하는 입김과 외부의 습기로 인하여 항상 습도가 높아 세균이 증식하여 장시간 사용시 오히려 사용자의 건강을 해칠 수 있으므로 새로운 마스크로 자주 교체하여 착용해야 하는 문제점이 있었다.

최근에는 마스크 본체를 항균 처리하거나, 항균성 직물 등을 이용한 항균 마스크도 이용되고 있지만, 항균성이 미비하고 몇번 세탁하게 되면 항균지속성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 은나노입자를 포함하여 미세입자의 유해물질을 걸러내는 것이 가능한 기능성 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 또한, 활성탄이 포함된 필터부재를 교체 가능한 형태로 마스크 본체에 적용하여 황사나 미세먼지 등의 유해물질, 냄새 제거 기능을 향상시키며, 마스크 본체의 재활용이 가능한 기능성 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 기능성 마스크는, 내피층과, 외피층, 및 상기 내피층과 외부층 사이에 형성되며, 은나노 용액이 흡착된 원단을 사용하여 다수의 겹으로 이루어지는 필터층을 포함한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 기능성 마스크 제조방법은, 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서, (1) 순수 은 용액을 희석하여 은나노 용액을 제조하는 단계와, (2) 마스크 원단에 상기 은나노 용액을 분무하는 단계, 및 (3) 상기 은나노 용액이 분무된 원단을 사용하여 마스크를 제작하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 기능성 마스크 및 그 제조방법은 면직물이나 부직포 원단에 은나노 용액을 분사하여 흡착시켜 마스크를 제작함으로 인하여, 호흡시 공기 중으로부터 흡입될 수 있는 미세입자의 유해물질을 효과적으로 걸러줄 수 있게 된다.

또한, 식용 은(Ag)을 사용하여 인체에 무해할 뿐만 아니라 항균성 및 탈취에도 탁월한 효과를 가지게 된다.

그리고, 마스크 본체에 활성탄을 포함하는 필터를 교체 가능한 형태로 구비함으로써 각종 유해 물질, 먼지, 냄새 등을 제거하는 기능을 향상시킬 수 있으며, 마스크를 자주 교체하지 않고 재활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 마스크 제조방법을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 일부 단면을 나타내는 도면,
도 3a-3b는 도 2 기능성 마스크를 주요 부분을 나타내는 확대 단면도,
도 4a-4b는 기존 마스크와 본 발명 마스크의 성능 대비를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 마스크를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5의 필터부재 제조과정을 설명하기 위한 공정도,
도 7은 도 5의 필터부재 장착 형태를 나타내는 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 마스크 제조방법의 공정도를 나타낸다.

도 1에 나타낸 공정을 보면, 먼저 은나노 용액을 준비한다(단계 100).

은(Ag)을 이용한 나노기술은, 은을 10억분의 1mm 이하의 크기로 쪼개는 것으로, 이렇게 되면 원래 은(Ag)의 성질에는 없었던 강력한 항균, 살균, 탈취, 전자파 차폐 등 새로운 특성이 나타나는데, 이렇게 은을 나노기술에 접목한 것을 은나노기술이라 한다.

본 발명에서는, 인체에 무해할 수 있도록 식품용 순도 99.9％ 이상의 순은을 사용함이 바람직하다.

단계 100에서, pH 65∼70의 잘 정수된 물 85％에 솔용액 5％와 식품용 순은 용액 10％을 넣어 희석시켜 평균 입경 5∼10㎚의 미세한 나노입자 형태의 은나노 용액을 제조한다.

상기 솔용액은 외부의 나쁜 냄새를 융화시키고 일부 향은 코로 흡입되어 머리를 맑게 하고 기분을 향상시키는 역할을 하게 된다.

그런 다음, 준비된 은나노 용액을 면직물이나 부직포 원단에 살포시킨다(단계 200). 이때, 시간당 20∼30㎞의 저속으로 원단을 이동시키면서 은나노 용액을 0.01∼0.5㎛/㎥ 공중에서 기화시키면서 안개처럼 살포하여 원단 표면에 안착시킨다. 이때, 은나노 용액의 입자들이 원단 표면 조직의 구멍을 막지 않으면서 표면 조직에 안착되게 된다. 은나노 용액의 입자들이 안착된 원단은 30∼70℃ 온도를 유지하여 서서히 건조시킨다.

본 실시예에서, 마스크는 면사원단 또는 부직포 등의 재질로 형성되되, 이에 한정되지는 않는다.

상기한 은나노 용액의 입자들이 안착된 원단을 사용하여 마스크를 제작한다(단계 300). 마스크 제작방법은 통상적인 방법에 따르되, 본 발명에서는 기능 향상을 위해 은나노 처리된 원단을 2겹 내지 3겹으로 겹쳐져 만드는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 의해 제조된 기능성 마스크의 일예를 나타낸다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 마스크(1)는 크게 마스크 본체(10)와, 마스크 본체(10)의 양단에 연결되어 마스크 본체(10)를 사용자와 결속하는 결속부재(20)로 구성된다.

마스크 본체(10)는 피부를 향하는 일면인 내피층(11)과 외부를 향하는 일면인 외피층(15)으로 이루어지되, 내피층(11)에는 은처리를 하지 않은 순수 면이나 부직포 원단으로 형성되고, 외피층(15)은 은처리된 원단으로 형성된다.

마스크 본체(10)의 내피층(11)과 외피층(15) 사이에는 미세입자의 유해물질을 걸러낼 수 있도록 본 발명에 의해 은처리된 원단이 여러겹으로 겹쳐 형성된 필터층(13)이 형성되게 된다.

필터층(13)은 도 3a 및 3b에 확대도시한 바와 같이, 은처리된 원단으로 형성된 1차층(131)과, 은처리되지 않은 원단으로 형성된 2차층(133), 은처리된 원단으로 형성된 3차층(135)의 3겹으로 만들거나, 은처리된 원단으로 1 및 2차층(137,139)의 2겹으로 만들 수 있다.

위와 같이 제작된 본 발명의 마스크(1)는 필터층(13)과 외피층(15) 표면 조직에 안착된 은나노입자들에 의해 미세입자의 유해물질들이 걸러지게 된다.

도 4a-4b는 기존 마스크와 본 발명 마스크의 성능 대비를 보여주는 도면이다.

도 4a는 일반 면을 2중이나 3중으로 겹쳐서 만든 기존 마스크의 경우로, 외부로부터 미세먼지 유입시 45∼60％ 정도만 걸러지고 나머지는 그대로 표면 조직의 구멍을 통과하여 마스크 착용자의 코와 입으로 흡입되게 된다.

도 4b는 본 발명에 의해 제조된 마스크(1)로, 외부로부터 미세먼지 유입시 2겹으로 은처리층을 형성한 경우는 70∼75％ 정도 걸러지고, 3겹으로 은처리층을 형성한 경우는 75∼98％ 걸러주게 된다.

이처럼, 본 발명의 마스크는 일반 마스크에 비해 미세먼지를 걸러주는 기능이 우수함을 알 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 기능성 마스크의 다른 예로, 이는 마스크 본체(10) 내부에 필터부재(30)가 삽입 설치되는 구성으로 된다.

마스크 본체(10)는 내피층(11)의 상부면과 하부면이 분리되게 구성되어 상부면과 하부면 사이에 필터부재(30)를 삽입설치할 수 있도록 되어 있다.

필터부재(30)는 공기 정화 기능, 예를 들면, 세균과 같은 미생물, 분진, 황사를 방어하는 물질 또는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 필터부재(30)는 기능성 물질을 포함할 수 있고, 기능성 물질을 포함하는 형태는 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들면, 필터부재(30)는 외면이 부직포로 둘러싸여 있으며, 부직포 사이에 형성된 수용 공간에 기능성 물질이 수용된 형태가 될 수 있다.

본 발명에서, 필터부재(30)는 기능성 물질로 활성탄(숯)을 사용하며, 활성탄은 흡착성이 강하고, 탄소질로 구성된 물질로서, 흡착제, 탈취제 등으로 사용된다. 이는 도 6에 도시된 바와 같은 공정을 통해 만들어지게 된다.

도 6을 보면, 부직포(31)를 3층으로 적층하여 필터부재(30)를 구성하기 위해, 세개의 보빙에 각각 부직포(311,312,313)들이 감겨져 있으며, 보빙이 같은 방향으로 회전하면서 부직포(311,312,313)들이 풀려나오게 된다.

이때, 세개의 부직포(311,312,313) 중 1∼2층을 형성하는 두개의 부직포(311,312) 표면에 활성탄(33)을 살포한다.

활성탄(33)은 본 출원인이 선출원하여 특허받은 등록번호 10-1047545에 개시된 은(Ag) 및 은행잎 추출물이 담지된 활성탄을 사용한다.

활성탄(33)이 분사된 부직포(311,312)와 나머지 부직포(313)는 양측 롤러 사이를 통과하면서 0.5∼5㎏/h 누름압으로 압착되어 대략 두께 0.03∼0.06m/m의 3층 구조의 부직포 필터(30)가 완성되게 된다.

이때, 롤러는 부드럽고 신축성이 있는 실리콘 재질로 되어, 양측에서 누름시 활성탄(33)이 부서지지 않고 부직포(31) 사이에 그대로 남아 있게 된다.

부직포로 된 필터부재(30)가 마스크 본체(10)에 결합하는 형태는 다양하게 구현될 수 있다.

도 7은 마스크 본체(10)의 소정 위치에 삽입홈(17)을 형성하여, 필터부재(30)가 탈착이 용이하도록 장착되는 형태로, 이는 마스크(1)의 세척시 본체(10)와 필터부재(30)를 각각 분리하여 세척할 수 있으며, 장기간 사용시에는 필터부재(30)를 인출하여 새로운 필터부재로 교체함으로써 마스크의 재사용이 가능하게 된다. 삽입홈(17)은 개폐수단에 의해 개폐될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

물론, 필터부재(30)가 마스크 본체(10) 내에 고정 장착되는 형태로 구성할 수도 있으며, 이는 특히 일회성 마스크에 적용됨이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, 필터부재(30)는 활성탄을 포함하여 흡입되는 공기를 정화하는 필터 기능을 함과 세균 제거 기능도 동시에 할 수 있는 특징이 있다.

해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 마스크 10 : 마스크 본체
11 : 내피층 13 : 필터층
15 : 외피층 17 : 삽입홈
20 : 결속부재 30 : 필터부재
31 : 부직포 33 : 활성탄

Claims (7)

1. 내피층;
   외피층; 및
   상기 내피층과 외부층 사이에 형성되며, 은나노 용액이 흡착된 원단을 사용하여 다수의 겹으로 이루어지는 필터층을 포함하는 기능성 마스크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외피층은 은나노 용액이 흡착된 원단으로 형성됨을 특징으로 하는 기능성 마스크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 마스크의 내부에 활성탄, 은(Ag) 및 은행잎 추출물을 포함하는 부직포로 된 필터부재를 삽입설치하여 되는 것을 특징으로 하는 기능성 마스크.
4. 제 3항에 있어서, 상기 마스크의 내피층 일측에 상기 필터부재의 탈착을 위한 삽입홈이 설치됨을 특징으로 하는 기능성 마스크.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한항에 따른 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서,
   (1) 순수 은 용액을 희석하여 은나노 용액을 제조하는 단계;
   (2) 마스크 원단에 상기 은나노 용액을 분무하는 단계; 및
   (3) 상기 은나노 용액이 분무된 원단을 사용하여 마스크를 제작하는 단계를 포함하는 마스크 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 단계 (1)의 상기 은나노 용액은 정수 물 80％와 솔 용액 5％에 식품용 순수 은 용액 10％를 희석하여 제조됨을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 단계 (2)는 면직물이나 부직포로 된 마스크 원단을 이동시키면서 그 위에 은나노 용액을 분무하고, 은나노 용액이 분무된 원단을 건조시킴을 특징으로 하는 마스크 제조방법.

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