KR20220012537A - 항균 방취 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항균, 방취기능을 제공하는 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법에 관한 것으로, 마스크는 사람의 코와 입을 덮기에 적합한 형상의 마스크로서 부직포를 상하로 포개어 형성하는 제1필터층, 제1필터층의 전체적인 상층면으로 분쇄된 제올라이트를 적층하여 형성하는 제2필터층, 제2필터층의 표층으로 편백오일을 분사하여 이루어지는 제3필터층 및 제3필터층의 상층으로 고체산소를 적층하여 이루어진 제4필터층을 포함한 마스크 필터를 피부와 접촉면에 이루어지는 내측 부직포로서의 안감과 외부 공기와 접촉하여 1차 미세먼지를 걸러내는 외측 부직포로서의 겉감 사이에 위치시킨 형태를 구비한다.

Description

항균 방취 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법{ANTIBACTERIAL DEODORIZING MASK AND A METHOD FOR MANUFACTURING A FILTER OF THE MASK}

본 발명은 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균의 차단 및 내부 증식 억제를 위한 항균 및 방취 기능을 제공하는 마스크 및 이 마스크의 필터 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 마스크(mask)는 에어로졸상의 병균이나 먼지 등의 호흡기 내 흡입을 막기 위하여 입과 코를 가리는 보건 용품으로서, 미세입자용 마스크, 의료용 마스크, 방한용 마스크, 방진마스크 등이 있다. 보통 면이나 부직포 성상의 TPE재질 등으로 입과 코를 가리고 귀를 걸쳐 머리에 부착하여 착용하는 형태를 갖는다.

최근의 마스크 제조 기술의 발달로 일반 천 대신 공기 중의 필터링 대상을 효과적으로 제어하기 위해 직물 이외의 다양한 재질이 사용되고 있다.

또한, 종래의 마스크는 외부 공기에 포함된 미세먼지를 차단하여 사용자가 들숨 시 깨끗한 공기를 마실 수 있게 하지만, 신선한 산소를 발생시키는 기능은 포함되어 있지 않아 답답함을 느낄 수 있다. 또한, 날숨 시 발생하는 입김으로 인해 마스크 내부에 습기가 찰 수 있어 불쾌함을 느끼게 되고 장시간 사용 시 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균 등에 의한 세균의 번식 및 착용자 입김으로부터 생성되는 습기에 의하여 마스크가 쉽게 눅눅해져 내부에 많은 세균의 증식에 의하여 발진과 염증과 같은 피부질환이 발생하게 되는 문제점이 있다.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0006640호(2009.01.16.)에서 일방향 수분전이 원단으로 이루어진 이면층, 상기 이면층의 상부에 나노섬유로 이루어진 중간층, 상기 중간층의 상부에 일반적인 직물 또는 부직포로 이루어진 표면층으로 구성된 3층 구조의 복합원단을 특징으로 하는 항균마스크용 원단 및 이의 제조방법에 관한 것이 공지되어 있다.

그러나 상기 종래 기술은 상기 일방향 수분전이 원단이 천연섬유 또는 합성섬유로 속건성 원단을 제조하여 레이저 가공, 플라즈마 가공, 화학적 처리로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되어 가공되는 항균마스크용 원단을 제공하기 위하여, 상기 나노섬유의 직경이 10 nm 내지 1 ㎛의 범위에 포함되며, 상기 나노섬유의 방사 시에 기능성 물질인 나노은, 이산화티타늄으로 이루어진 군에서 1이상 선택되어 이루어지는 항균마스크용 원단 제공에 관한 것으로서, 본 발명에서와 같이 부직포를 포함하는 마스크 필터의 전체적인 면적에 대한 필터층으로 편백오일층, 제올라이트층 및 고체산소층이 형성되도록 하는 마스크 및 마스크 필터를 제공하는 것과는 차이가 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 정전기 기능을 갖는 필터로서의 부직포에 편백오일, 제올라이트 및 고체산소 조성물이 함유되는 각각의 필터층이 전체 면적으로 고르게 형성되는 마스크 필터를 제공하여, 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균 등을 차단하고 입김으로부터 생성되는 바이러스, 곰팡이균의 증식을 억제할 수 있도록 하는 항균 및 방취 기능을 가진 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 마스크 필터의 표층에 편백오일을 분사하여 장시간 항균 필터로서의 기능을 제공하고, 고체산소를 일정 적층함으로써 일정 기간 지속적으로 제올라이트 및 피톤치드의 산화를 돕는 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법을 제공하고자 하는 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 마스크는, 사람의 코와 입을 덮기에 적합한 형상이나 크기의 항균 방취 마스크로서, 부직포를 상하로 포개어 형성하는 제1필터층, 상기 제1필터층의 상층면으로 분쇄된 제올라이트를 적층하여 형성하는 제2필터층, 상기 제2필터층의 표층으로 편백오일을 분사하여 이루어지는 제3필터층 및 상기 제3필터층의 상층으로 고체산소를 적층하여 이루어진 제4필터층으로 구성되는 마스크 필터를 피부와 접촉면에 이루어지는 내측 부직포로서의 안감과 외부 공기와 접촉하여 1차 미세먼지를 걸러내는 외측 부직포로서의 겉감 사이에 위치시켜 항균, 방취기능을 제공하는 특징이 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1필터층은 부직포에 정전기를 띨 수 있도록 가공하여 초미세먼지를 차단할 수 있도록 정전필터의 기능을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제2필터층은 250 메쉬(mesh) 단위로 분쇄되어 이루어진 제올라이트를 ㎡ 당 170g 내지 190g을 적층하여 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제3필터층은 제2필터층의 표층에서 편백오일을 ㎡ 당 8g 내지 12g을 분사하여 도포함으로서 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제4필터층의 고체산소는 상기 제3필터층의 상층으로 ㎡ 당 27g 내지 33g을 고르게 적층하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 마스크 필터의 제조 방법에 있어서, 정전기 기능을 갖도록 가공되어진 부직포 60g/㎡을 상하로 포개어 제1필터층을 형성하는 제1단계, 상기 제1단계로 이루어진 제1필터층의 상층으로 250메쉬로 분쇄된 제올라이트를 180g/㎡을 적층하여 제2필터층을 형성하는 제2단계, 상기 제2필터층의 표층으로 편백오일을 10g/㎡을 분사하여 제3필터층을 형성하는 제3단계 및 상기 제3필터층의 상층으로 고체산소를 30g/㎡로 적층하여 제4필터층을 형성하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1단계 내지 제4단계로 이루어진 마스크 필터를 슬리팅(Sliting) 처리하여 하나의 마스크 필터로 제작하는 제5단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 항균 및 방취 기능을 제공하는 마스크 및 마스크 필터의 제조 방법에 의한 본 발명은 편백오일, 제올라이트 및 고체산소 조성물이 함유된 마스크 필터를 마스크의 중간층에 적층하여 제공함으로써, 본 발명의 마스크는 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균 등을 차단하고 입김으로부터 생성되는 바이러스, 곰팡이균의 증식을 억제하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 편백오일이 표층에 분사되어진 마스크 필터를 제공함으로써, 장시간 효과적으로 항균 필터로서의 기능을 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고체산소를 적층한 마스크 필터를 제공함으로써, 최소 1개월 이상 지속적으로 제올라이트 및 피톤치드의 산화를 돕는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항균 및 방취 기능을 제공하는 마스크 필터의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항균 및 방취 기능을 제공하는 마스크 필터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

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.

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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항균, 방취기능을 제공하는 마스크 필터의 구조를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크에 사용되는 마스크 필터(100)는, 부직포로 형성되는 제1필터층(110), 제올라이트가 적층되는 제2필터층(120), 편백오일이 분사되어진 제3필터층(130) 및 그 위에 고체산소가 적층된 제4필터층(140)을 구비한다.

상기 제1필터층(110)은 폴리프로필렌 소재를 뜨거운 열과 바람, 압축을 이용해 만들어낸 원단의 일종으로서, 멜트블로운(Melt-Blown)으로 제조된 부직포라 할 수 있다.

이에 상기 제1필터층(110)은 멜트블로운 부직포를 전극 사이에 끼워서 정전기를 띨 수 있도록 가공하여 초미세먼지를 걸러낼 수 있도록 정전기 필터로서의 기능을 하도록 이루어진다.

또한, 상기 제1필터층(110)은 정전기 필터로서의 부직포를 상하로 포개어 형성함으로써, 이중 구조의 정전기 필터로서 이루어지도록 형성 할 수 있다.

상기 제2필터층(120)은 제1필터층(110)의 전체적인 상층면으로 고르게 분포하도록 분쇄된 제올라이트를 단위 제곱미터(㎡) 당 170g 내지 190g, 바람직하게는 180g/㎡을 적층하여 형성되는 필터층이라 할 수 있다.

이때 상기 제올라이트는 250 메쉬(mesh) 단위로 분쇄되어 이루어진 입자로서, 보통 밀가루 입자가 80 메쉬라 할 수 있으며, 메쉬 단위 숫자가 클수록 입자가 미세하고 촘촘함을 나타낸다. 즉 상기 250 메쉬(mesh) 단위는 0.053 내지 0.063mm(밀리미터) 사이내로 형성되는 입자 단위를 의미한다.

제올라이트(Zeolite)는 알루미늄 산화물과 규산 산화물의 결합으로 생겨난 음이온을 알칼리 금속 및 알카리 토금속이 결합되어 있는 광물을 총칭하는 것으로서, 즉 결정질 알루미늄 규산염광물을 의미한다.

제올라이트는 주로 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로(Si, Al)O4의 사면체가 입체망상으로 결합하고 있는 구조로 중앙부에 큰 틈이 존재하는 것이 특징이다. 틈의 직경이 0.6mm를 넘는 것도 있다. 일반식은 (WmZnO2)n·nH2O이다. (W는 Na, Ca, Ba, Sr이고, Z＝Si＋Al이다.) 조성은 장석류 또는 준장석류와 유사하지만, 장석은 석영 SiO2, 다이아몬드형 사면체구조가 무한으로 연결한 삼차원 망상구조 중의 Si의 일부가 Al에 의해서 치환된 것인 반면, 제올라이트는 이 망상구조가 올바른 규칙이 깨어져 골격에 빈틈이 있다. 이 빈틈에 의해 분자체 기능을 가지면서 동시에 제올라이트는 다량의 물을 흡착할 수가 있다.

또한, 제올라이트는 그 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질(분자체 효과)을 갖는다. 이러한 제올라이트는 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 갖고 있기 때문에 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착한다. 이 분자체 효과를 이용하여, n-paraffin과 isoparaffin의 분리나 ortho, meta, para 이성질체를 분리할 수 있다(이온교환성).

이와 같이, 제올라이트는 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환되며, 이 성질을 이용하여 유해물질의 제거, 유용성분의 농축, 회수를 할 수 있기 때문에 탈취제습, 곰팡이균 제거, 음이온 방출 등의 목적으로 사용되며, 냄새 제거, 습기 제거 및 곰팡이 제거용으로 활용될 수 있다.

또한, 최근 제올라이트를 구성하고 있는 양이온의 일부를 음이온으로 치환한 것이 항균성을 갖기 때문에 식품의 품질유지제 내지 선도유지제로서 활용되기도 한다.

상기 제3필터층(130)은 제2필터층(120)인 제올라이트 표층 전반으로 일정량의 편백오일을 분사하여 이루어진 오일 형성층이라 할 수 있다.

이때, 상기 제3필터층(130)은 제올라이트 표층으로 ㎡ 당 8g 내지 12g, 바람직하게는 10g/㎡을 분사함으로서 형성되게 할 수 있다.

나무가 병균과 해충으로부터 보호하기 위해 발산하는 천연 항균물질인 피톤치드(Phytoncide)는 모든 식물에서 발산되지만, 특히 편백나무에서 가장 많은 피톤치드가 발산되는 것으로 알려져 있다.

이에 본 발명의 편백오일은 편백 나무 가지 및 편백잎을 채취한 후 일정 시간 수증기추출법으로 추출하여 정제한 것으로서, 화학첨가물이 없는 무독성 100% 천연물로 탁한 향이 적으며 보다 가볍고 신선한 향이 나는 고품질의 편백정유를 사용한다.

이에 따라 상기 편백오일을 제올라이트 표층에 분사하여 항균작용을 하는 피톤치드 발생층을 형성시킴으로써 3개월 이상의 장시간 동안 효과적으로 항균의 효과를 높일 수 있다.

상기 제4필터층(140)은 제3필터층(130)인 편백오일의 전체적인 상층면으로 고르게 고체산소를 적층시켜 이루어진 산소 발생층이라 할 수 있다.

이때, 상기 고체산소는 제3필터층(130)의 상층에서 ㎡ 당 27g 내지 33g, 바람직하게는 30g/㎡을 적층하여 형성시킬 수 있다.

고체산소란 공기 중에 섞여 있는 탄산가스와 아황산가스, 이산화질소 및 발암성 유기물질 등이 닿을 때 화학반응을 일으켜 유해가스를 제거시키고 산소를 발생하는 물질이다.

따라서 공기 중에 유해가스가 없고 깨끗한 경우에는 화학반응이 거의 일어나지 않으며 유해가스가 많을 경우에는 매우 활발하게 화학반응을 일으키고 산소를 많이 배출함으로써, 자동적으로 마스크의 외부로부터 유입되는 유해 물질로부터 알맞은 비율의 산소를 생성시키는 작용을 하게 된다.

이에 따라 본 발명의 마스크 필터(100)는 상기 제4필터층(140)의 고체산소를 30g/㎡ 범위에서 적층함으로서 일정 기간 이상 지속적으로 제올라이트 및 피톤치드의 산화를 돕는 작용을 할 수 있게 된다.

상술되어진 제1 내지 제4필터층(140)을 포함하여 이루어져 슬리팅(Sliting) 가공을 통해 제조된 하나의 마스크 필터(100)는 사람의 코와 입을 덮기에 적합한 형상의 마스크의 피부와 접촉면에 이루어지는 내측 부직포로서의 안감과 외부 공기와 접촉하여 1차 미세먼지를 걸러내는 외측 부직포로서의 겉감 사이에 위치시킬 수 있다.

이때 정전기 필터로서의 부직포로 이루어진 상기 제1필터층은 이중 구조의 합지로서 하나의 층을 형성할 수 있으며, 상기 제2필터층(120) 내지 제4필터층(140)을 내부층으로 포함시키는 구조로서, 제2필터층(120) 내지 제4필터층(140)을 감싸는 이중 구조의 정전기 필터로서 이루어지는 형상으로 형성될 수도 있다.

이에 따라 본 발명의 제1 내지 제4필터층을 포함하는 마스크 필터(100)는 안감과 겉감으로 형성되는 마스크의 중간층으로 적층되어 사용할 수 있도록 함으로써, 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균 등을 차단하고 입김으로부터 생성되는 바이러스, 곰팡이균의 증식을 억제함으로서 항균, 방취기능을 제공할 수 있게 되는 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항균, 방취기능을 제공하는 마스크 필터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 부직포로서 제1필터층을 형성하는 제1단계(S100), 제올라이트의 제2필터층을 형성하는 제2단계(S200), 편백오일의 제3필터층을 형성하는 제3단계(S300), 고체산소의 제4필터층을 형성하는 제4단계(S400) 및 상기 제1단계(S100) 내지 제4단계(S400)로 이루어진 마스크 필터를 일정 사이즈로 가공하는 제5단계(S500)를 포함하여 이루어질 수 있다.

먼저 상기 제1단계(S100)는 멜트블로운(Melt-Blown)으로 제조된 부직포를 전극 사이에 끼워서 정전기를 띨 수 있도록 가공하여 초미세먼지를 걸러낼 수 있도록 정전기 필터로서의 기능을 갖는 부직포 60g/㎡을 상하로 포개어 제1필터층을 형성하는 단계이다.

상기 제2단계(S200)는 상기 제1단계의 부직포 상층면으로 250메쉬로 분쇄된 입자 형태를 갖는 제올라이트를 180g/㎡을 적층하여 제2필터층을 형성하는 단계이다.

상기 제3단계(S300)는 상기 제2필터층의 표층으로 천연 항균물질인 피톤치드(Phytoncide)를 발생하는 편백오일을 ㎡ 당 10g(10g/㎡)을 분사하여 제3필터층을 형성하는 단계이다.

또한, 상기 제4단계(S400)는 피톤치드를 발생하는 층 위에서 전체적인 면적으로 고르게 분포되게 고체산소를 ㎡ 당 30g(30g/㎡)을 적층하여 제4필터층을 형성하는 단계이다.

이에 따라 마스크 필터의 가장 바깥 면으로 형성되는 고체산소 층에 의하여 이산화질소 및 발암성 유기물질 등이 닿을 때 화학반응을 일으켜 신선한 산소가 발생함으로써, 들숨 날숨시 마스크 착용자에게 보다 유익한 산소를 공급할 수 있으며, 일정 기간 지속적으로 제올라이트 및 피톤치드의 산화를 돕는 작용을 할 수 있게 된다.

상기와 같은 방법으로 제1단계(S100) 내지 제4단계(S400)를 통하여 60g/㎡을 상하로 포개어진 제1필터층이 형성되고, 상기 제1필터층에 적층되는 제2필터층 내지 제4필터층을 포함하는 마스크 필터는 슬리터(slitter)라고 하는 장치를 이용해 진행방향과 평행하게 일정 사이즈로 절단 가공하는 슬리팅(slitting) 공정 처리하여 하나의 마스크 필터로 제작하는 제5단계(S500)를 더 포함하여 이루어진다.

이에 따라 이루어진 일정 사이즈의 마스크 필터는 안감과 겉감으로 형성되는 부직포의 중간층으로 적층되어 하나의 마스크로 완성되며, 이를 통하여 사용자가 착용함에 있어서, 외부로부터 유입되는 바이러스, 곰팡이균 등을 차단하고 입김으로부터 생성되는 바이러스, 곰팡이균의 증식을 억제함으로서 항균, 방취기능을 제공할 수 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

100: 마스크 필터 110: 제1필터층
120: 제2필터층 130: 제3필터층
140: 제4필터층

Claims (7)

1. 사람의 코와 입을 덮기에 적합한 형상의 항균 방취 마스크로서,
   일면 또는 피부와 접촉면에 위치하는 내측 부직포로서의 안감;
   상기 일면의 반대면인 타면 또는 외부 공기와 접촉하여 1차로 미세먼지를 걸러내는 외측 부직포로서의 겉감; 및
   상기 안감과 상기 겉감 사이에 위치하는 마스크 필터;
   를 포함하고, 상기 마스크 필터는,
   부직포를 상하로 포개어 형성하는 제1필터층,
   상기 제1필터층의 상층면으로서 일정 크기보다 작게 분쇄된 제올라이트를 적층하여 형성하는 제2필터층,
   상기 제2필터층의 표층으로서 편백오일을 분사하여 이루어지는 제3필터층 및
   상기 제3필터층의 상층으로서 고체산소를 적층하여 이루어진 제4필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1필터층은 정전필터로서 상기 부직포의 정전기를 통해 초미세먼지를 차단하는 것을 특징으로 하는 마스크.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2필터층은 250 메쉬(mesh) 단위로 분쇄된 제올라이트를 단위 제곱미터(㎡)당 170g 내지 190g을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제3필터층은 상기 제2필터층의 표층에서 편백오일을 단위 제공미터(㎡)당 8g 내지 12g을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제4필터층의 상기 고체산소는 상기 제3필터층 상에 단위 제곱미터(㎡)당 27g 내지 33g을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크.
   
6. 정전기 기능을 갖도록 가공된 부직포 60g/㎡을 상하로 포개어 제1필터층을 형성하는 제1단계,
   상기 제1필터층 상에 250메쉬로 분쇄된 제올라이트를 180g/㎡을 적층하여 제2필터층을 형성하는 제2단계,
   상기 제2필터층의 표층에 편백오일을 10g/㎡을 분사하여 제3필터층을 형성하는 제3단계, 및
   상기 제3필터층 상에 고체산소를 30g/㎡로 적층하여 제4필터층을 형성하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 필터의 제조 방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1단계 내지 제4단계로 이루어진 마스크 필터를 슬리팅(Sliting) 처리하여 하나의 마스크 필터로 제작하는 제5단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 필터의 제조 방법.

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