KR20210143417A - 항균과 소취 및 제습과 피부보호가 가능한 안면마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파로 가공가능한 부직포로 제작되어지는 안면마스크에 관한 것으로, 특히 걸이끈에 의하여 귀에 걸어서 사용되는 안면마스크의 본체로 사용되는 부직포에 소취는 물론 제습 및 항균과 피부보호도 가능토록 한 것으로, 부직포를 형성하는 섬유를 얻기 위하여 PP원료에 제습제와 소취제 및 무기항균제를 일정량 혼합토록 한 후 칩을 형성하고, 상기 칩을 용융방사(melt spinning)와 연신에 의하여 단섬유(staple fiber)와 장섬유(filament fiber)를 얻고 상기 섬유를 스판본드(spun bond)방식으로 부직포롤 제조토록 함으로서 위생적이면서도 부직포자체에 소취기능은 물론 항균과 제습이 가능토록 한 것이다.

Description

항균과 소취 및 제습과 피부보호가 가능한 안면마스크의 제조방법{the manufacturing method of the face mast capable of antibiotic, deodorization, dehumidification and skin protection}

본 발명은 초음파 가공이 가능한 부직포로 제작되어지는 안면마스크에 관한 것으로, 특히 걸이끈에 의하여 귀에 걸어서 사용되는 안면마스크의 본체로 사용되는 부직포에 소취는 물론 제습 및 항균과 피부보호도 가능토록 한 것이다.

현재 미세먼지 등의 차단을 위하여 사용되는 안면마스크는 통상 안면을 가리게 되는 일정면적의 마스크본체와 그 양변에 형성되는 걸이끈과 필요에 따라 코부분의 이격되어지는 것을 방지하기 위한 노즈클립으로 이루어지고, 상기 마스크본체는 통상 소수성인 PP섬유로 제작되는 부직포를 외피와 내피로 구비토록 한 후 그 사이에 PP섬유로 제작되고 전극을 가하여 정전기가 발생되는 MB필터를 위치토록 한 후 초음파에 의하여 접착과 절단에 의하여 제조하게 되는 것이다.

그러나 현재 유통되어지는 부직포로 제작되어진 마스크 본체의 단점은 걸이끈을 사용하여 귀에 걸어서 착용한 상태에서 호흡을 할 경우에 들숨시 외피와 필터에 흡착되는 황사나 미세먼지 등은 물론 각종 유해균과 비말입자에 함유되어진 바이러스 등이 흡착되어지고, 그 상태에서 날숨시에는 날숨에 함유되어진 더운 증기로 인한 습에 의하여 미세먼지 등에 함유되는 각종 유해균이나 바이러스 등이 증식가능한 상태로 되면서 감염이나 오염등이 발생될 수 있는 것이다.

따라서 이러한 마스크는 통상 위생적인 부분을 감안하여 의사회는 물론 감염을 담당하는 정부부처(질본)에서도 통상 1회용으로 사용되기를 권장토록 하고 있는 것이다.

그러나 1회용의 개념이 마스크 본체가 안면과 밀착되어 사용한 상태에서 재사용을 방지하는 것이지만 사용자들은 실질적으로 1일 사용으로 이루어져 통상 1회 사용후 마스크를 재 사용하기 위하여 착용시에는 구취등에 의한 이상한 냄새를 느끼게 되고 심하면 악취가 발생되는 것을 느끼게 되는 것이다.

따라서 통상 재사용시에는 대부분 햇빛에 건조토록 하여 살균토록 하거나 습을 제거토록 한후 재사용하게 되는데 이럴 경우에 PP가 소수성이지만 마스크 본체가 3중 구조로 이루어져 햇빛에 의하여도 수분의 완전한 증발이 이루어지지 못하여 비 위생적인 문제점이 존재할 수 있게 되는 것이다.

따라서 최근에 항균마스크가 제안되고 있지만 이러한 항균마스크는 통상 봉재수단으로 제조되는 안면마스크에 포켓을 구비토록 한 후 상기 포켓에 항균제가 내입된 포를 교환가능하게 삽입토록 하여 사용되어지는 것이다.

그러나 이러한 것의 단점은 마스크본체가 직물등이 봉재수단으로 제작되어져 실질적인 위생을 담보할 수 없다라는 문제점이 존재하고, 생산성이 떨어져 초음파 가공과 같이 저렴한 가격으로의 제조가 불가능하다라는 것이다.

따라서 초음파 가공에 의하여 저렴한 가격의 제공이 가능하면서도 항균이 가능한 방식으로 필터교환용이 제안되고 있지만 이러한 것의 단점은 마스크와 필터를 각각 구매하거나 또는 교환을 위한 필터를 휴대해야 한다라는 불편함과 오염된 손가락으로 교환필터를 교환할 경우에 또 다른 오염가능성이 존재하게 되는 것이다.

따라서 최근에는 초음파 가공이 가능하게 소취기능과 발수 기능이 잇는 한지를 사용한 부직포 마스크가 제안되고 있지만 이러한 한지가 초음파 접착시 PP로 이루어진 부직포로 되는 외피와 내피는 물론 MB필터와의 접착이 용이치 못하여 실질적인 제조에 어려움이 존재하게 되는 것이고, 이를 위하여 한지를 통기가 가능토록 얇은 박형으로 사용하여 초음파 접착시 우수한 통기성에 의하여 용융되는 PP가 얇은 박형의 한지를 관통하면서 접착토록 하게 되는데 이럴 경우에는 얇은 박형의 한지로 인하여 원하는 소취기능과 발수기능이 저하됨은 물론 노즈클립을 장착할 경우에 또 다른 어려움이 존재할 수 있게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 마스크 본체를 구성하는 PP섬유에 소취와 제습은 물론 항균이 가능토록 하면서 피부미용에도 도움이 가능한 안면 마스크를 제공토록 한 것이다.

이를 위하여 부직포를 형성하는 섬유를 얻기 위하여 PP원료에 제습제와 소취제 및 무기항균제를 일정량 혼합토록 한 후 칩을 형성하고, 상기 칩을 용융방사(melt spinning)와 연신에 의하여 단섬유(staple fiber)와 장섬유(filament fiber)를 얻고 상기 섬유를 스판본드(spun bond)방식으로 부직포롤 제조토록 함으로서 위생적이면서도 부직포자체에 소취기능은 물론 항균과 제습이 가능토록 한 것이다.

또한 칩을 형성할 경우에 제습과 소취는 물론 피부미용을 위하여 화산석 송이를 미분화하여 사용토록 하고, 무기항균제인 은분을 사용토록 함으로서 지속적인 항균의 구현과 동시에 인체에 무해함을 유도토록 한 것이고, 은분이 검정색을 띄게 됨으로 미분화한 이산화티탄을 추가로 혼합토록 함으로서 소취와 항균기능의 향상은 물론 제습과 피부미용에 도움도 가능하게 될 수 있으면서도 미분화된 이산화 티타늄을 혼합함으로서 부직포의 미백효과는 물론 항균기능의 향상과 사용후 버려진 이후에 자외선에 의한 광분해기능도 향상시킬 수 있는 장점이 존재하는 것이다.

따라서 부직포로 제작된 마스크 본체에 소취와 항균 및 제습이 가능토록 됨으로서 1회용이 아닌 반복사용이 가능토록 할 수 있는 것이고 제습과 소취및 피부미용을 위하여 화산석 송이를 미분화하여 사용함으로서 경제적이고, 동시에 무기계항균제로 사용되는 은분이 검정색이라는 점을 감안하여 미분화된 이산화티타늄을 첨가함으로사 부직포의 미백효과는 물론 항균효능의 증대와 광촉매기능에 의하여 버려질 경우에 자연에서 광분해가 가능하게 될 수 있는 것이다.

도1은 본 발명의 제조공정을 도시한 블럭도.
도2는 본 발명의 마스크의 일반적인 적층구조의 일실시예.

이하 일실시예에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명에서의 구성요소는 소수성인 미분하된 PP분말과 미분화된 무기항균제인 은 분말과 제습과 소취를 위한 미분화된 화산석 송이분말과 미백을 위한 이산화티타늄 분말이 혼합되어 입자상으로 성형된 것이다.

본 발명에서의 이러한 구성성분들의 혼합비율은 PP분말을 100중량%라고 할 경우에 무기계항균제인 은 분말은 1~5중량%이고, 화산석 송이 분말은 1~5중량%이고, 이산화티타늄은 2~3중량%이다.

이러한 PP분말과 은 분말 및 화산석 송이 및 이산화티타늄 분말을 일정량으로 혼합하여 교반토록 한 후 호퍼에 투입되어져 압출성형방식에 의하여 작은 직경의 알갱이 형태로 압출성형하는 것이다.

이러한 이유는 각각의 구성성분들의 혼합의 균일성을 확보토록 한 상태에서 섬유(fiber)를 얻기 위하여 방사(fiber spinning)할 경우에 각각의 단섬유(staple fiber)나 장섬유(filament fiber)에 본 발명의 구성성분들의 혼합의 균일성을 얻기 위한 것이다.

본 발명에서 무기항균제인 은분말을 사용한 이유는 유기 항균제는 항균효과가 신속한 반면에 인체에 무해할 수 있기 때문이고 인체와 호흡하는 것이어서 항균효과가 지속적이고 무해한 무기항균제를 사용토록 한 것이다.

또한 상기 은분말은 부피 증대와 혼합의 용이성을 위하여 미분화한 것이고, 이러한 은은 우리 주변에 존재하는 대부분의 단세포 세균, 박테리아를 죽일 수 있다는 것이 실험을 통해 밝혀졌는데 그 항균 기전으로는 은이 공기 중의 산소와 만나면 산소 분자는 산소 원자 형태로 은(금속 양이온 형태)에 달라붙는데 이것들이 세균, 박테리아 등의 세포막에 달라붙어 산화시키므로 파괴되어 살균 작용을 하게 되는 것으로 알려져 있다.

또한 금속 양이온의 형태인 은이 세균의 세포막 성분의 음이온과 결합해 세포막을 파괴하여 살균 작용을 하게 된다고 알려져 있지만 이러한 기전은 아직 확실한 메카니즘이 밝혀진 것은 아니고 다만 은판에 전극을 연결시켜 은판을 전기 분해시키면 은이온(Ag+)이 빠져나가면서 항균 작용을 할 수 있는 것으로 보아 항균작용이 존재하는 것이라 사료된다.

또한 본 발명에서 사용된 제주 화산석 송이는 화산 폭발 시 점토가 고열에 탄 화산석인 돌숯을 가리키는데, 공기와 만난 용암이 굳어서 만들어진 다공성암석으로 알려져 있고, 강력한 항균작용과 습도조절이 뛰어난 천연물질이라고 알려져 있는데 아마도 미세한 다공질 구조로 환경오염물질에 해당되는 냄새 등을 강력하게 흡착할 수 있는 기능이 있어 탈취나 소취등에 효과적이고, 동시에 다공질에 의하여 자연 습도조절 기능이 있다고 볼 수 있다.

특히 본 발명에서 사용되는 미분화된 제주 화산석 송이는 특히 휘발성 유기화합물, 포름알데히드 등 유해물질과 10대 중금속이 불검출된 것이어서 친환경인증을 받은 것으로 알려져 있다.

즉 제주 화산석 송이 분말은 오랜기간동안 자연이 숙성시킨 질 좋은 광물질 원료라고 볼 수 잇고, 특히 풍부한 미네랄 성분은 물론 다공질에 의하여 흡수, 흡착, 항균성, 원적외선, 음이온 방출량이 어떠한 광물질보다 뛰어난 것으로 공인 국가기관에서 시험한 결과 어떠한 유해 중금속도 들어 있지 않은 안전한 원료라고 알려져 있다.

특히, 본 발명에서 사용되는 미분화된 화산석 송이는 물과 친화력이 강하여 제습은 물론 피부 노폐물이나 피지와 같은 유해 물질을 쉽게 흡수할 뿐만 아니라, 흡수된 노폐물을 알칼리성의 특성으로 중화할 수 있는 것으로 볼 수 있다.

본 발명에서는 분말화된 화산석 송이를 본 발명의 구성원료로 사용하기 위하여는 화산석 송이(Scoria)를 1차로 조분쇄하고, 그 상태에서 이물질을 제거한 후, 미 분쇄한 다음 사이클론 여과기와 집진시설을 통해 300~2500메쉬의 미분을 얻은 후, 건조 살균 처리하는 과정을 거쳐 얻어진 원료를 사용하는 것이다.

또한 미분화함으로서 부피에 비하여 밀도가 좁고 다공성 광물인 송이를 미네랄 성분 등의 다양한 영양 공급 성분을 이용하여 피부에 진정이나 개선효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

또한 미분화된 이산화티타늄(TiO₂)을 사용한 이유는 은 분말이 검정색을 띄게 됨으로 방사에 의하여 제공되는 섬유가 검정색을 띄게 되고, 이 상태의 섬유로 제조되는 부직포가 검정색을 띄게 되는 것을 방지하기 위하여 사용한 것이고, 동시에 자외선에 반응하여 광분해가 가능하게 됨으로 사용후 버려질 경우에 자연상태에서 븐해가 가능하게 될 수 있는 것이고, 동시에 광촉매역활에 의하여 항균작용도 증대가능토록 되기 때문이다.

본 발명에서 주원료인 분말상의 PP를 100중량%를 기준으로 미분화된 화산석 송이는 3~5중량%이고, 은분말은 1~2중량%이고, 이산화티타늄은 2~3중량%이다.

그러나 미분화된 화산석 송이를 3~5중량%를 사용하면서 은 분말이 최대인 2중량%이고, 미분화된 이산화티타늄이 최소인 2중량%일 경우에 약간의 어두운 색을 뜨게 되는 것이고, 그러나 이산화티타늄을 1중량%미만으로 사용할 경우에는 너무 어두은 검정색으로 변화되는 것을 확인할 수 있고, 사용후 버려질 경우에 광분해가 쉽게 이루어지지 못하는 문제점이 존재하는 것이다.

또한 은분말이나 이산화티타늄을 정상으로 유지한 상태에서 미분화된 화산석 분말을 1중량%미만으로 사용할 경우에 피부의 개선효과가 현저하게 떨어지는 문제점이 존재하고 예를 들면 착용한 상태에서 습에 의하여 피부에 열기가 발생되는 것을 확인할 수 있었고 착용후 일시적으로 벗어논 상태에서 일정시간이 경과후 재착용할 경우에 구취에 의한 냄새가 발생되는 것을 확인할 수 있었다.

그러나 1중량% 이상에서 2중량%미만으로 사용할 경우에는 이러한 열기가 발생되는 문제점을 느낄 수 없었으나 피부개선효과는 찾아볼 수 었었고, 단지 착용후 벗어논 상태에서 다시 착용할 경우에 구취등은 발생되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

따라서 미분화된 환산석 송이를 3~5중량%로 사용할 경우에 탈취와 피부개선은 물론 구취등이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

또한 미분화된 화산석 송이나 무기계항균제인 은분말이나 미분화된 이산화티타늄을 최대 이상으로 혼합할 경우에는 섬유를 얻기 위하여 방사할 경우에 방사가 된 상태에서 부직포를 제조하기 위하여 가열압착할 경우에 쉽게 틋어지는 현상을 확인할 수 있었다.

본 발명에서 부직포(non-woven fabric)를 얻기 위하여는 스판본드(Spun Bond)방식으로 분말상의 PP에 미분화된 은분이나 환산석 송이 및 이산화티타늄을 혼합하여 압출성형에 의하여 입자상으로 된 것을 용융(melting)하여 방사하여 얻어진 섬유를 일정한 두께로 Web을 형성한후 열에 의해 자체 접착하여 얻거나 또는 써멀 본딩 (Thermal Bonding)방식으로 저융점 가소성과 소수성인 PP에 미분화된 은분이나 환산석 송이 및 이산화티타늄을 혼합하여 압출성형에 의하여 입자상으로 된 것을 방사하여 얻어진 섬유를 일정한 크기와 두게로 Web을 형성한 후 열 또는 압력등으로 착화하거나 녹여서 얻도록 한 것이다.

또한 본 발명에서 사용된 PP(폴리프로필렌)는 탄소와 수소외에 불순물이 없고 높은열에 잘견디며 환경호르몬이 배출이 안되어 인체에 무해하여 친환경적이며 원하는 색으로 착색이 쉬워 여러 종류의 다양한 색상과 중량으로 생산가능하여 다양한 색상으로 제공이 가능한 장점이 잇는 것이다.

이러한 본 발명의 부직포를 마스크를 구성하는 내피(10)에만 적용토록 하여 내피(20)가 밀착되는 안면부의 피부개선은 물론 호흡할 경우에 발생되는 구취와 습등에 의한 제습과 항균과 동시에 소취와 탈취가 가능하게 될 수 있는 것이다.

그러나 수시로 만지게 되는 외피(20)와 대기에서 발생되는 미세먼지등과 대면시 발생되는 침등의 비산입자가나 외피(20)나 MB필터(30)에 부착될 경우에 항균과 동시에 제습도 가능하여 가장 우수한 사용효과를 얻을 수 잇는 것이다.

또한 본 발명에서 제조되는 부직포를 마스크 본체에 직접 적용하여 사용가능할 뿐만이 아니라 필터교환용에도 적용하여 사용가능할 수 있는 것이다.

10:내피
20:외피
30:MB필터

Claims (2)

1. PP분말 100중량%를 기준으로
   무기계항균제인 은 분말 1~2중량%,
   화산석 송이 분말은 3~5중량%,
   이산화티타늄 분말은 2~3중량%이며,
   상기 PP분말과 은 분말 및 화산석 송이 및 이산화티타늄 분말을 일정량으로 혼합하여 일정시간동안 교반토록 한 후
   압출기 호퍼에 투입되어져 압출성형방식에 의하여 작은 직경의 알갱이 형태로 압출성형하고,
   상기 압출성형된 입자를 용융 방사하여 얻어지는 섬유를 Web으로 한 후 써멀본딩이나 스판본드방식으로 성형되어지는 부직포를 내피로 사용한 항균과 소취 및 제습과 피부보호가 가능한 안면마스크의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 화산석 송이분말은 화산석 송이(Scoria)를 1차로 조분쇄하고,
   그 상태에서 이물질을 제거한 후,
   미 분쇄한 다음
   사이클론 여과기와 집진시설을 통해 300~2500메쉬의 미분을 얻은 후,
   건조 살균 처리하는 과정을 거쳐 얻어진 것을 사용토록 하는 항균과 소취 및 제습과 피부보호가 가능한 안면마스크의 제조방법.
   

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