KR20220125053A - Eco-friendly face mask with an electrostatic thin film filter module and manufacturing process of the same - Google Patents

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KR20220125053A
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Abstract

The present invention relates to an air purifying mask which is eco-friendly and has improved filtration performance, and a manufacturing method thereof. The mask of the present invention is a pulp-based air mask manufactured by mounting a filter module which is manufactured by laminating various functional thin films such as a thin film with static electricity. Through the electrostatic effect, the mask can effectively filter ultra-fine particles such as yellow dust, fine dust, and infectious droplets or aerosols.

Description

박막정전필터 모듈이 탑재된 친환경 공기정화 마스크 및 그 제조방법 {Eco-friendly face mask with an electrostatic thin film filter module and manufacturing process of the same}Eco-friendly face mask with an electrostatic thin film filter module and manufacturing process of the same}

본 발명은 공기 중 미세먼지, 에어로졸 등 초미세입자성 물질을 차단하여 공기를 정화하기 위한 친환경 소재로 제작되는 마스크에 관한 것으로서, 재활용 천연 자원을 사용하여 만든 마스크의 특정 부위에 홀을 생성하고 해당 부위에 박막정전필터 모듈을 부착하여 제조되는 공기정화 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mask made of an eco-friendly material for purifying air by blocking ultra-fine particles such as fine dust and aerosols in the air. It relates to an air purifying mask manufactured by attaching a thin-film electrostatic filter module to an air purifier and a method for manufacturing the same.

산업의 발전과 함께 공업지대는 물론 도시 집중화와 자동차의 급속한 보급에 의해 주거 지역의 대기까지도 오염이 점차 심각해지고 있으며 매년 중국에서 불어오는 황사 및 오염된 공기로 인해 전 지역의 대기오염이 가속화되는 상황이다. 이러한 미세먼지와 대기오염은 감기, 기관지염, 아토피성 피부염 등 호흡기 및 피부 관련 질병의 발생 빈도를 크게 증가시키고 있는 것이 현실이다. With the development of industry, air pollution in residential areas as well as industrial areas is becoming more serious due to urban concentration and the rapid spread of automobiles. to be. The reality is that such fine dust and air pollution greatly increase the frequency of respiratory and skin-related diseases such as colds, bronchitis, and atopic dermatitis.

또한, 근래에는 전세계적인 코로나 바이러스의 확산 및 전파로 인해 국내외 코로나 바이러스 확진자 수가 크게 증가하고 있고 이로 인해 기저질환자의 사망도 비례적으로 증가하고 있어서 바이러스 감염 확산의 주범인 비말은 물론 에어로졸 미립자에 의한 전염 확산 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있는 상황이다 In addition, in recent years, due to the worldwide spread and spread of the coronavirus, the number of confirmed cases of the coronavirus at home and abroad has increased significantly, and the death of people with underlying diseases is also increasing proportionally. The possibility of the spread of the infection is higher than ever.

이에 따라 각종 대형 빌딩, 산업 현장은 물론, 일반 가정에도 공기를 정화하기 위한 다양한 공기 정화 장치가 빠르게 보급되고 있으며 외출 시 초미세먼지 흡입을 방지할 수 있도록 다양한 종류의 마스크가 제공되고 있다. Accordingly, various air purification devices to purify the air are rapidly spreading to various large buildings, industrial sites, as well as general households, and various types of masks are provided to prevent inhalation of ultrafine dust when going out.

상기의 공기 정화 장치나 마스크에는 초미세먼지를 걸러내기 위한 에어 필터가 필수적으로 포함되어야 하는데 종래의 에어 필터는 단순히 미세한 공극을 갖도록 제작되어 공기는 통과할 수 있지만 일정 크기 이상의 먼지는 통과하지 못하도록 구성되어 있는 바, 공극 크기에 따라 여과 성능이 결정되도록 구성되는 것이 일반적이다.The air purifier or mask above must necessarily include an air filter to filter out ultra-fine dust. Conventional air filters are simply manufactured to have fine pores so that air can pass through, but dust over a certain size cannot pass through. It is generally configured so that the filtration performance is determined according to the pore size.

따라서 에어 필터의 공극 크기를 작게 제작할수록 크기가 작은 미세먼지까지 걸러낼 수 있는데 이와 같이 에어 필터의 공극 크기를 작게 제작하기 위해서는 제조상의 어려움이 있을 뿐만 아니라 기술적인 한계가 있으므로 제조비용이 매우 높아진다는 단점이 있다. Therefore, the smaller the pore size of the air filter is, the more fine dust can be filtered out. There are disadvantages.

또한, 에어 필터의 공극이 작아지면 먼지를 걸러내는 여과 성능은 높아지지만 공기 투과율이 낮아져 활용성이 떨어진다는 문제도 발생된다. 예를 들어 공극이 매우 작은 에어 필터로 마스크를 제작하는 경우 마스크를 착용한 사용자는 호흡을 하기가 매우 어려워지므로 장시간 동안 마스크를 착용하기가 불편하다는 단점이 있다.In addition, when the pores of the air filter become smaller, the filtration performance of filtering out dust increases, but the air permeability is lowered, which causes a problem in that the usability is deteriorated. For example, when a mask is made with an air filter with very small pores, it becomes very difficult for a user wearing the mask to breathe, so it is inconvenient to wear the mask for a long time.

상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 즉, 공극의 크기를 일정 크기 이상으로 유지하면서도 여과 성능을 높일 수 있도록 정전기를 이용하여 미세먼지를 끌어 당겨 걸러내는 정전기 에어 필터(대한민국 등록특허 제10-0310274호)가 제안된 바 있다. 종래의 에어 필터는 기공이 20~30 ㎛ 이어서 미세 분진의 제거가 불가능하기 때문에 이러한 종래의 에어 필터를 사용하는 경우에는 운전 초기에 분진이 유출될 뿐만 아니라 탈진 후에도 필터 표면에 분진이 잔재하게 되는 현상이 빈번하게 발생된다. 상기 정전기 에어 필터는 필터 섬유 제작 시 섬유에 정전기가 발생되도록 하여 섬유 원단의 공극보다 크기가 작은 미세먼지도 정전기에 의해 차단되어 걸러지도록 구성되는 바, 즉 공극이 매우 작지 아니 하더라도 미세먼지까지 걸러낼 수 있다는 장점이 있다.An electrostatic air filter that attracts and filters fine dust using static electricity to solve the above problems, that is, to increase the filtration performance while maintaining the size of the pores above a certain size (Republic of Korea Patent No. 10-0310274) has been proposed Since the conventional air filter has pores of 20 to 30 μm, it is impossible to remove fine dust. Therefore, when such a conventional air filter is used, not only the dust flows out at the beginning of operation, but also the dust remains on the filter surface even after exhaustion. This happens frequently. The electrostatic air filter is configured so that static electricity is generated in the fibers when the filter fiber is manufactured, so that even fine dust smaller than the pores of the fiber fabric is blocked by static electricity to filter out fine dust, that is, even if the pores are not very small. There are advantages to being able to

그러나 상기와 같은 종래의 정전기 에어필터를 제조하기 위해서는 플라스틱 부직포 수지를 융착시키는 과정과 코로나 방전 공정이 필수적으로 요구되는 바, 제조공정이 간단하지 않고 생산설비 투자 부담이 크고 제조원가가 다소 높아 상용화에 한계가 있다는 단점이 있다.However, in order to manufacture the conventional electrostatic air filter as described above, the process of fusing the plastic non-woven resin and the corona discharge process are essential, so the manufacturing process is not simple, the production facility investment burden is high, and the manufacturing cost is somewhat high, which limits commercialization. There is a disadvantage that there is.

상기의 문제점을 해결할 수 있도록 즉 공극의 크기를 일정 크기 이상으로 유지하면서도 여과 성능을 개선하고자 정전기 대신 점착성을 가진 물질을 에어 필터 원단에 분사하고 이의 경화가 완료되었을 때 겔(gelation)화가 됨으로써 유입되는 공기중의 미세먼지 등이 점착성 겔에 흡착되어 제거되는 에어 필터(대한민국 등록특허 10-1808115)가 제안된 바 있다. 상기의 점착성 에어 필터는 정전기와는 다른 작동 원리로 미세먼지가 제거될 수 있으나 제조공정이 복잡할 수 있고 세척하여 재사용이 가능한 마스크를 필요로 하는 소비자 요구와는 다소 거리감이 있다. In order to solve the above problems, that is, in order to improve the filtration performance while maintaining the size of the pores above a certain size, a material having an adhesive property instead of static electricity is sprayed on the air filter fabric, and when the curing is completed, it becomes a gel (gelation) and flows in. An air filter (Korean Patent Registration No. 10-1808115) in which fine dust in the air is adsorbed and removed by an adhesive gel has been proposed. Although the above-mentioned adhesive air filter can remove fine dust by an operation principle different from static electricity, the manufacturing process may be complicated and there is a sense of distance from consumer demand for a mask that can be washed and reused.

한편 기존 마스크 공기 정화 필터의 문제점을 개선하고 세척한 필터를 장착하고 양단에서 압전소자를 이용하여 새롭게 정전기를 부여하는 마스크 에어 필터(대한민국 등록특허 10-1923106)가 제안된 바 있다. 상기의 교체 가능한 에어 필터는 마스크에 간단한 압전소자 장치가 결합되어 수시로 정전 기능을 새로이 부가할 수 있어 공기 정화 능력의 지속적인 관리가 가능하며 팬이 부착된 송풍기와 결합되어 사용된다면 필터를 경유한 정화된 공기를 지속적으로 공급할 수가 있는 특징이 있다. On the other hand, a mask air filter (Korean Patent Registration No. 10-1923106) has been proposed that improves the problems of the existing mask air purification filter, mounts a washed filter, and applies static electricity from both ends using piezoelectric elements. As for the replaceable air filter, a simple piezoelectric device is combined with the mask to add a new electrostatic function from time to time, so it is possible to continuously manage the air purification ability. It has the characteristic of being able to continuously supply air.

그러나 상기와 같은 에어 필터가 부착된 마스크를 제조하기 위해서는 여러가지 부착물이 많이 요구되고 전원 연결 등 제조 공정이 매우 복잡해지며 생산성이 낮으며 부착물이 증가함에 따라 제조 원가가 높아져서 일반 소비자를 대상으로 하는 저렴하게 대량공급하기에는 어려움이 따를수 밖에 없다.However, in order to manufacture the mask with the air filter attached as described above, many attachments are required, the manufacturing process such as power connection is very complicated, productivity is low, and the manufacturing cost increases as the number of attachments increases. Difficulty in mass supply is inevitable.

한편, 플라스틱으로 제작되어 소비되고 폐기되는 생활용품은 매년 크게 증가 추세에 있어 갈수록 재처리 용량의 한계상황 봉착 및 환경오염 가속화 우려를 크게 야기시키고 있다. 최근 BelVG 글로벌 온라인 전자상거래에 따르면 전세계적으로는 1분에 약 1백만개 이상의 플라스틱 병이 구매되고 있으며 영국에서는 매년 크리스마스 시즌에 83Km2 면적의 종이가 버려지고 있고 매년 전세계적으로 5조개 이상의 플라스틱 백이 소비되고 있는 것으로 공지한 바 있다(Go Green: Top 20 Environment Friendly Products | BelVG Blog).On the other hand, household goods made of plastic, consumed and discarded, are on the rise every year, raising concerns about limiting reprocessing capacity and accelerating environmental pollution. According to the recent BelVG global online e-commerce, more than 1 million plastic bottles are purchased worldwide every minute, and 83 km2 of paper is thrown away every year in the UK during the Christmas season, and more than 5 trillion plastic bags are consumed worldwide every year. ( Go Green: Top 20 Environment Friendly Products | BelVG Blog ).

또한 세계 최대 인구대국 중국에서는 일회용품 사용 규제를 본격화하기 시작하였고 2026년까지 플라스틱 제품의 생산, 판매, 사용금지 등의 조치를 단계적으로 확대할 계획인 것으로 보도되었다(한국무역신문). 국내에서도 환경부의 정책방향 보도자료에 의하면 2030년까지 플라스틱 폐기물 발생량을 절반으로 줄이려는 계획이 발표된 바 있다(대한민국 환경부 자원순환정책과 보도자료, 2018-05-10) In addition, it was reported that China, the world's largest population, began to regulate the use of disposable products in earnest, and plans to gradually expand measures such as the ban on the production, sale, and use of plastic products by 2026 (Korea Trade News). In Korea, according to the policy direction press release of the Ministry of Environment, a plan to reduce the amount of plastic waste in half by 2030 has been announced (Resource Circulation Policy and Press Release of the Ministry of Environment of Korea, 2018-05-10)

코로나 시대를 맞이한 현 시점에서 급부상한 쓰레기 대란의 중심에는 마스크가 큰 화재거리로서 전세계 78억 인구의 부직포(폴리프로필렌) 마스크 사용량은 매월 1,290억개로 추정되고 있으며(동아사이언스 2020.10.31) 감염 예방을 위한 개인보호장구의 2차 감염 우려로 인해 자원 재활용은 꺼려지고 있는 실정이다. Masks are a big fire street at the center of the garbage crisis that has risen sharply at this point in the Corona era, and it is estimated that 7.8 billion people worldwide use 129 billion non-woven (polypropylene) masks every month (Dong-A Science 2020.10.31). Recycling of resources is reluctant due to concerns about secondary infection of personal protective equipment.

대한민국 공고특허 10-1923106Republic of Korea Patent Publication 10-1923106 대한민국 공고특허 10-0310274Republic of Korea Patent Publication No. 10-0310274 대한민국 공고특허 10-1808115Republic of Korea Patent Publication 10-1808115

본 발명의 목적은 종래 기술에서의 문제점, 즉 부직포 기반으로 제조되는 마스크를 친환경 소재인 펄프로 성형 제작하여 플라스틱 사용 증가로 인한 환경오염 위험성을 크게 낮춤과 동시에 기존 MB(Melt-Blown) 정전 필터의 단점인 고 습도에 의한 정전기 소실 문제를 개선하고자, 여과 특성 조절이 개선된 천연소재 기반의 다공성 박막정전필터를 제조하고 각 기능성 필터를 적층 및 모듈화 하여 친환경 펄프로 성형된 마스크에 탑재하여 완성되는 천연 펄프 마스크를 제공함에 있다. An object of the present invention is to greatly reduce the risk of environmental pollution due to the increase in plastic use by molding and manufacturing a mask manufactured based on a nonwoven fabric with pulp, which is an eco-friendly material, and at the same time as the problem in the prior art. In order to improve the problem of static electricity dissipation due to high humidity, which is a disadvantage, a natural material-based porous thin-film electrostatic filter with improved filtration characteristics is manufactured, and each functional filter is laminated and modularized and mounted on a mask molded from eco-friendly pulp. To provide a pulp mask.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 박막정전필터 모듈이 탑재된 친환경 공기정화 마스크 제조 방법은,In order to achieve the above object, the method for manufacturing an eco-friendly air purifying mask equipped with a thin film electrostatic filter module according to the present invention,

천연 펄프가 포함된 친환경 소재로 구성되는 마스크를 제작하기 위한 펄프 용액을 마련하는 단계;preparing a pulp solution for manufacturing a mask composed of an eco-friendly material containing natural pulp;

펄프 용액으로부터 진공성형 펄프몰드를 통해 마스크 형상을 제작하는 단계;manufacturing a mask shape from a pulp solution through a vacuum forming pulp mold;

상기 성형된 마스크가 탄성과 기계적 내구성을 갖도록 조제물 성분 간 가교 결합 및 외형을 형성하는 단계;forming cross-links and contours between the formulation components such that the molded mask has elasticity and mechanical durability;

상기 마스크에 박막정전필터 모듈을 부착하기 위해 마스크 특정 부위에 홀을 생성하는 단계; creating a hole in a specific part of the mask to attach the thin film electrostatic filter module to the mask;

상기 마스크가 공기정화기능을 갖추도록 다공성 박막정전필터 모듈을 홀 부위에 부착하여 단계; attaching a porous thin film electrostatic filter module to the hole so that the mask has an air purification function;

를 포함한다. includes

본 발명에 의한 박막정전필터 모듈이 탑재된 친환경 마스크는 정전기를 띠는 기능성 박막을 포함하는 여러 기능성 박막을 적층하여 하나의 세트로 제작된 정전필터모듈이 탑재되는 천연 펄프 마스크로서,An eco-friendly mask equipped with a thin film electrostatic filter module according to the present invention is a natural pulp mask on which an electrostatic filter module manufactured as a set is mounted by stacking several functional thin films including a functional thin film having static electricity,

천연 펄프와 지력증강제, 가교제를 일정 비율로 배합한 조제물로 외형을 제작하는 단계;Creating an appearance with a formulation in which natural pulp, an intellectual strength enhancer, and a crosslinking agent are mixed in a certain ratio;

마스크 형상에 가압 및 가열을 통해 가교 결합을 유도하고 그로 인해 형상 본체의 인장강도와 탄성을 부여하는 단계; 를 포함하되,inducing cross-linking to the mask shape through pressure and heating, thereby imparting tensile strength and elasticity to the shape body; including,

상기 천연 펄프 마스크의 특정 부위에 홀을 생성하고 이에 통기성 정전필터모듈이 부착되어 제조된다. It is manufactured by creating a hole in a specific part of the natural pulp mask and attaching a breathable electrostatic filter module thereto.

탑재되는 박막정전필터모듈은 천연소재를 화학적으로 결합하여 제조한 양 혹은 음 정전기를 띠는 다공성 박막을 교차 적층 및 융착하여 하나의 얇은 필름 형태로 구성한 것이고, The mounted thin film electrostatic filter module is composed of a single thin film by cross-stacking and fusing porous thin films with positive or negative static electricity produced by chemically combining natural materials.

박막정전필터모듈의 적층과정에서 각 박막 사이에 기공성 간격재(spacer) 배치하여 유연한 공기 흐름성을 확보하고 동시에 정전필터의 공기접촉 기회를 크게 증대시키도록 제조가 될 수 있다. In the lamination process of the thin film electrostatic filter module, a porous spacer is disposed between each thin film to secure flexible air flow and at the same time can be manufactured to greatly increase the air contact opportunity of the electrostatic filter.

본 발명에 의한 천연 펄프 마스크는 넉넉한 내부 공간이 제공되어 호흡 용이성이 우수하고 고습도 환경에서도 지속되는 정전기 효과로 인해 황사, 미세먼지 및 전염성 비말이나 에어로졸 같은 초미세입자를 효과적으로 걸러낼 수 있다. 특히 재활용 펄프 소재를 사용함으로써 친환경적이며 모듈화를 통해 제조공정을 단순화 할 수 있으며 생산성 향상과 제조원가 절감이 가능하다는 장점이 있다.The natural pulp mask according to the present invention is provided with a generous internal space, so it is excellent in breathing ease and can effectively filter out ultra-fine particles such as yellow dust, fine dust, and infectious droplets or aerosols due to the electrostatic effect that lasts even in a high-humidity environment. In particular, it is eco-friendly by using recycled pulp material, and it has the advantage of simplifying the manufacturing process through modularization, improving productivity and reducing manufacturing cost.

도 1은 본 발명에 의한 박막정전필터 모듈의 구성도 모습이다.
도 2는 본 발명에 의한 박막정전필터의 하전된 상태에 따른 염료 흡착 시험결과이다.
*좌: 음전하를 띠는 적색 염료(Allura red ac)가 양으로 하전된 박막필터 표면에 흡착된 모습
*우: 양전하를 띠는 청색 염료(Methylene blue)가 음으로 하전된 박막필터 표면에 흡착된 모습
도 3은 본 발명에 의한 박막을 2,000배 확대한 수직 절단면의 전자현미경 사진으로 다층적 미세 채널이 형성된 모습이다.
도 4는 본 발명에 의한 박막을 2,500배 확대한 표면의 다공성 구조 전자현미경 사진이다.
도 5는 본 발명에 의한 펄프 마스크 형상의 3차원 렌더링 이미지이다.
1 is a block diagram of a thin film electrostatic filter module according to the present invention.
2 is a dye adsorption test result according to the charged state of the thin film electrostatic filter according to the present invention.
*Left: Negatively charged red dye (Allura red ac) is adsorbed on the surface of the positively charged thin film filter
*Right: The positively charged blue dye (Methylene blue) is adsorbed on the negatively charged thin film filter surface.
3 is an electron micrograph of a vertical cut surface magnified by 2,000 times of the thin film according to the present invention, in which multi-layered microchannels are formed.
4 is an electron micrograph of the porous structure of the surface of the thin film according to the present invention at 2,500 times magnification.
5 is a three-dimensional rendering image of a pulp mask shape according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 펄프 마스크 및 그 제조방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, a pulp mask and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 박막정전필터 모듈의 구성을 도식화한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 정전필터박막의 표면 정전기 상태에 따른 양전화 염료와 음전하 염료가 흡착된 모스이고, 도 3은 정전필터박막의 수직 절단면의 미세기공채널을 보여주는 전자현미경 사진이며, 도 4은 정전필터박막 표면의 기공을 보여주는 전자현미경 사진이며, 도 5는 본 발명에 의한 펄프 마스크 형상의 렌더링 이미지이다.1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a thin film electrostatic filter module according to the present invention, and FIG. 2 is a moss to which positive and negatively charged dyes are adsorbed according to the electrostatic state of the electrostatic filter thin film according to the present invention. is an electron micrograph showing the micropore channels of the vertical cut surface of the electrostatic filter thin film, FIG. 4 is an electron micrograph showing the pores on the surface of the electrostatic filter thin film, and FIG. 5 is a rendered image of the pulp mask shape according to the present invention.

본 발명에 의한 펄프 마스크는 친환경 물질인 펄프 등 재활용 소재를 기반으로 제조되어 공기중 미세먼지, 비말, 에어로졸 등을 효과적으로 걸러내기 위한 공기정화 스크린으로서, 평균 5 ~ 20 미크론의 기공 범위를 가지면서 크기가 매우 작은 초미세먼지까지 효과적으로 걸러낼 수 있도록 구성되며 추구 효능 대비 제조가 비교적 간단하고 환경 친화적으로 용이하게 제조되는 구성상의 특징이 있다.The pulp mask according to the present invention is an air purifying screen for effectively filtering fine dust, droplets, aerosols, etc. in the air produced based on recycled materials such as pulp, which is an eco-friendly material, and has an average pore size of 5 to 20 microns. It is configured to effectively filter even very small ultrafine dust, and it is relatively simple to manufacture compared to the sought efficacy and has the characteristics of being easily manufactured in an environment-friendly manner.

즉, 본 발명에 의한 마스크는 자원 재활용 펄프 소재, 결합제, 지력증강제, 가교제 등이 일정 비율로 배합되고 균질화 된 이후 진공성형 펄프몰드 과정을 통해 형상을 얻은 다음 가열 및 가압 과정을 통해 형상물의 건조와 가교(crosslink)을 통해 최종 펄프 마스크를 제조한다. That is, the mask according to the present invention obtains a shape through a vacuum forming pulp molding process after the resource recycling pulp material, binder, strength enhancer, crosslinking agent, etc. are blended and homogenized in a certain ratio, and then dried and shaped through a heating and pressurizing process. The final pulp mask is prepared via crosslink.

본 발명에 의한 마스크 성형을 위한 펄프 용액은 3~4% 펄프, 2~3% 하이드록시에칠셀룰로오즈 (hydroxyethyl cellulose), 0.1~0.3% 구연산을 주 원료로 조성될 수 있으나 필요 시 촉매제 및 사이징제를 선택적으로 투입하여 조제될 수 있다. 본 발명은 제조과정에서의 환경오염 물질 배출을 억제하거나 최소화 하기 위해 친환경 원료를 중심으로 펄프 용액을 조제하여 사용하는 것을 특징으로 한다. The pulp solution for mask molding according to the present invention may be composed of 3 to 4% pulp, 2 to 3% hydroxyethyl cellulose, and 0.1 to 0.3% citric acid as main raw materials, but if necessary, a catalyst and a sizing agent It can be prepared by selectively adding The present invention is characterized in that the pulp solution is prepared and used mainly from eco-friendly raw materials in order to suppress or minimize the emission of environmental pollutants in the manufacturing process.

상기의 펄프 마스크에 통기성 필터를 부착하기 위해서 마스크 표면에 일정한 면적의 홀(hole) 생성이 요구된다. 홀 생성은 진공성형 펄프몰드의 금형 설계 단계에서 홀 영역을 선 반영하여 타공된 성형물이 얻어지도록 제작될 수 있으며 홀 없이 성형된 마스크에 대해서는 후속 공정의 천공 과정을 통해서 홀 생성이 가능하다. In order to attach the air permeable filter to the pulp mask, it is required to create a hole of a certain area on the surface of the mask. Hole generation can be manufactured so that a perforated molded product can be obtained by reflecting the hole area in the mold design stage of the vacuum forming pulp mold.

본 발명에 의한 펄프 마스크에 부착되어 공기정화필터로서 사용되는 통기성 박막정전필터의 모듈 제작을 위해서는 양 혹은 음으로 하전된 기능성 박막이 요구된다. 필터 모듈 제조에 필요한 양 혹은 음전하를 띠는 기능성 박막을 만들기 위해 본 실시 예에서 원료로 사용되는 천연 소재는 키토산이며 단백질 원료로는 콜라젠, 젤라틴 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 기능성 박막 제조에 사용이 가능한 천연 소재로는 키토산 이외에도 셀룰로오스, 녹말, 알긴산 등 천연 유래의 다당류가 될 수 있다. 한편, 기능성 박막 제조를 위한 가교제로서 본 발명의 실시 예에서는 카르복실산(carboxylic acid) 이 사용되고 있으나 그 외 다른 가교 반응 기전에 의해 가교(crosslink)를 형성하는 화합물도 원리적으로 사용이 가능하다. 이들 성분의 적절한 용해 및 배합을 거쳐 최종 원료 용액이 조제된다.In order to manufacture the module of the air permeable thin film electrostatic filter attached to the pulp mask according to the present invention and used as an air purification filter, a positively or negatively charged functional thin film is required. In order to make a functional thin film having a positive or negative charge required for manufacturing a filter module, a natural material used as a raw material in this embodiment is chitosan, and collagen, gelatin, etc. may be used as a protein raw material. Natural materials that can be used for manufacturing the functional thin film of the present invention may be polysaccharides derived from nature such as cellulose, starch, alginic acid, in addition to chitosan. On the other hand, although carboxylic acid is used in the embodiment of the present invention as a crosslinking agent for manufacturing a functional thin film, a compound that forms a crosslink by other crosslinking reaction mechanisms can also be used in principle. The final raw material solution is prepared through appropriate dissolution and blending of these components.

분자량 10~30만 크기의 키토산 원료를 최종 50도의 2% 키토산 용액이 되도록 1% 아세트산 혹은 개미산에 투입하고 1시간 정도 교반하여 용해한다. 한편, 별도의 용기에 젤라틴 원료도 동일한 과정을 통해 최종 2% 단백질 용액이 되도록 조제한다. The chitosan raw material having a molecular weight of 100,000 to 300,000 is added to 1% acetic acid or formic acid so as to become a final 50 degree 2% chitosan solution, and dissolved by stirring for about 1 hour. Meanwhile, in a separate container, the gelatin raw material is prepared in a final 2% protein solution through the same process.

상기 각 원료 용액을 1:1 중량 비율로 혼합하고 용액의 온도는 50도로 유지하면서 교반을 통해 균질화 한다. 본 교반과정에서 가교제 역할을 하는 유기산은 3~20mM 농도 범위 내에서 적절히 투입하여 혼합한다. 본 실시 예에서는 가교제 역할을 하는 유기산으로서 구연산(citric acid)를 사용한다. 구연산이 투입된 배합 용액을 50도 조건에서 추가적으로 1시간 정도 교반하여 최종 분주 용액을 조제한다. Each of the raw material solutions is mixed in a 1:1 weight ratio and homogenized through stirring while maintaining the temperature of the solution at 50°C. In this stirring process, the organic acid serving as a crosslinking agent is appropriately added and mixed within a concentration range of 3 to 20 mM. In this embodiment, citric acid is used as an organic acid serving as a crosslinking agent. A final dispensing solution is prepared by further stirring the mixed solution containing citric acid at 50 degrees for 1 hour.

모든 원료가 배합된 용액의 온도를 40도로 낮추고 박막의 유연성 확보를 위해 필요하다면 본 단계에서 0.3~0.6%(w/v) 범위 내로 글리세린을 투입할 수 있다.If necessary to lower the temperature of the solution in which all the raw materials are mixed to 40 degrees and secure the flexibility of the thin film, glycerin can be added in the range of 0.3 to 0.6% (w/v) in this step.

40도에서 보관된 유리, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등 재질의 용기에 상기 혼합액을 적당량 분주한다. 분주 용량에 따라 최종 건조되는 박막 필름의 두께는 달라질 수 있으며 이러한 방법을 통해 용기당 분주 용량을 결정하고 실시함으로써 제조하고자 하는 최종 건조된 박막 필름의 두께를 조절하는 것이 가능하다.An appropriate amount of the mixture is dispensed into a container made of glass, polystyrene, polypropylene, etc. stored at 40°C. The thickness of the final dried thin film may vary depending on the dispensing capacity, and it is possible to control the thickness of the final dried thin film to be manufactured by determining and executing the dispensing capacity per container through this method.

분주한 혼합 용액은 40도의 환경에서 24시간 방치하여 건조를 진행한다. 필요한 경우 건조 시간 단축을 위해 용액의 건조 온도는 40~70도 범위 내에서 적절히 조절이 가능하다. The dispensed mixed solution is left to stand in an environment of 40 degrees for 24 hours to proceed with drying. If necessary, in order to shorten the drying time, the drying temperature of the solution can be appropriately adjusted within the range of 40 to 70 degrees.

상기의 온도에서 건조가 진행되면서 유기산이 매개하는 가교 반응이 진행될 수 있고 최종 건조된 박막 필름은 기공이 충분히 형성되지 않은 평판의 박막이 될 수 있다. 충분한 기공 형성을 위해 필요한 경우 후속 공정을 거쳐 박막을 제조하게 된다. 천연 소재의 가교 반응은 박막의 인장강도 및 내구성을 강화시켜 줌과 동시에 물에 노출되었을 경우 비 용해성을 부여하게 된다. 박막 건조가 완료되면 추가로 90~110도 범위 내에서 적절한 시간 동안 큐어링(curing)을 통해 박막 제조를 완성한다. As drying proceeds at the above temperature, a crosslinking reaction mediated by organic acids may proceed, and the final dried thin film may be a flat thin film in which pores are not sufficiently formed. If necessary for sufficient pore formation, a thin film is manufactured through a subsequent process. The crosslinking reaction of natural materials strengthens the tensile strength and durability of the thin film, and at the same time gives insolubility when exposed to water. When the thin film drying is completed, the thin film production is completed through curing for an appropriate time within the range of additionally 90 to 110 degrees.

본 발명에 의한 다공성 박막은 공기중 초미세먼지가 박막의 기공을 통해 물리적인 기공 크기 차이에 의해 공기를 정화하게 된다. 따라서 상기 제조된 박막 필름에 대해 충분한 기공 생성을 유도하고자 단백질 분해효소를 처리한다. In the porous thin film according to the present invention, ultrafine dust in the air purifies the air by the difference in physical pore size through the pores of the thin film. Therefore, the prepared thin film is treated with a proteolytic enzyme to induce sufficient pore formation.

다공성 박막 제조를 위해 투입되는 단백질 분해 효소는 트립신(Trypsin), 파파인(Papain) 및 브로멜레인 (Bromelain) 등 산업적으로 유용한 효소가 사용될 수 있다. 또한 미생물(Streptomyces griseus)에서 생산하는 프로네이즈(Pronase) 단백질 분해 효소도 사용이 가능하다. Industrially useful enzymes such as trypsin, papain, and bromelain may be used as the proteolytic enzyme input for preparing the porous thin film. Also, it is possible to use a pronase proteolytic enzyme produced by a microorganism (Streptomyces griseus).

각 효소의 사용 농도는 1~5% 농도가 적절하며 미리 준비된 효소 반응 용액에 상기의 건조된 박막을 투입하고 적절한 온도와 반응시간 동안 용액을 순환하면서 박막을 구성하고 있는 일부 단백질 성분을 분해하고 제거한다. The concentration of each enzyme is appropriate to be 1-5%, and the dried thin film is put into the enzyme reaction solution prepared in advance, and some protein components constituting the thin film are decomposed and removed while circulating the solution for an appropriate temperature and reaction time. do.

반응이 완료되면 박막을 다른 용기로 이동하고 잔존 효소의 활성을 중지 및 추가적인 세척을 통해 박막을 회수하고 실온에서 건조한다. 단백질 분해 효소를 사용하여 제조한 박막의 기공은 비선형적 특성이 있으며 박막이 두꺼울수록 다층(multi-layered)의 비선형 기공 구조를 갖게 된다.When the reaction is completed, the thin film is transferred to another container, the activity of the remaining enzyme is stopped, and the thin film is recovered through additional washing and dried at room temperature. The pores of the thin film prepared using proteolytic enzymes have non-linear characteristics, and the thicker the thin film, the more multi-layered non-linear pore structure.

도 3의 수직 절단면 모습에서 보듯이 본 발명의 다공성 박막은 물리적인 기공 크기가 5~20um 범위로 형성이 될 수 있고 다층적 미세 채널 기공 구조를 가지게 된다. 상기 원료 배합 조제 단계에서 투입하는 다당류와 단백질의 구성비 변화를 통해 최종 생성되는 공극의 크기는 가변적으로 조절이 가능하다. 본 실시예의 키토산과 젤라틴의 중량 배합비는 키토산 중량 대비 100% 중량 의 젤라틴을 투입하였으나 박막 필름의 기공 크기를 더 작거나 크게 제조하기 위해서는 다당류 중량 대비 투입되는 단백질 중량을 가변적으로 조절하여 박막을 제작할 수 있다. As shown in the vertical section of FIG. 3 , the porous thin film of the present invention can be formed with a physical pore size in the range of 5 to 20 μm and has a multi-layered microchannel pore structure. The size of the pores finally created through the change in the composition ratio of the polysaccharide and protein input in the raw material mixing preparation step can be variably controlled. In the weight mixing ratio of chitosan and gelatin in this example, 100% of the weight of gelatin was added relative to the weight of chitosan, but in order to make the pore size of the thin film smaller or larger, the weight of the protein added relative to the weight of polysaccharide can be variably adjusted to produce a thin film. have.

특히, 본 발명에 의한 박막의 기공은 박막의 전면과 후면을 직선적으로 관통하는 선형적 기공이 아닌 필름 내부를 지그재그 경로로 공기가 통과함에 따라 미세입자의 통과 시간이 지연되고 그로 인해 초미세입자의 차단 효과가 높아지는 결과를 얻을 수 있다. In particular, in the pores of the thin film according to the present invention, the passage time of fine particles is delayed as air passes through the inside of the film in a zigzag path, rather than linear pores passing through the front and rear surfaces of the thin film, and thereby blocking the ultrafine particles You can get results that are more effective.

본 발명에 의한 박막의 기공 크기 보다도 큰 미세먼지 혹은 물리적 입자는 이러한 지그재그 미세 채널의 기공을 통과하기가 쉽지 않으며 특히 5um 입도 이상으로 정의되는 비말(droplet)인 경우 기공을 직접 통과하기가 용이하지 않다. 미세입자의 지름이 5um 보다 작은 비말 핵 혹은 에어로졸 입자들은 연기나 안개처럼 기체 중에 고체 또는 액체의 미립자 상으로 부유하고 있는 입자를 총칭하는데 그 크기는 100nm~5um 정도가 된다.Fine dust or physical particles larger than the pore size of the thin film according to the present invention do not easily pass through the pores of these zigzag microchannels, and in particular, in the case of droplets defined with a particle size of 5 μm or more, it is not easy to directly pass through the pores . Droplet nuclei or aerosol particles with a diameter of less than 5 μm are collectively referred to as particles suspended in solid or liquid fine particles in a gas, such as smoke or mist, and their size is about 100 nm to 5 μm.

기공 보다 작은 초 미세입자를 효과적으로 차단하기 위해서 본 발명에 의한 다공성 박막은 후속 공정을 통해 표면 개질 단계를 거치게 되는 바, 다공성 박막 표면에 전하를 띠는 화합물을 화학적인 결합으로서 반영구적인 정전 기능을 부여할 수 있다.In order to effectively block ultrafine particles smaller than pores, the porous thin film according to the present invention is subjected to a surface modification step through a subsequent process, and a semi-permanent electrostatic function is imparted to the surface of the porous thin film by chemical bonding of a charged compound. can do.

본 발명에 의한 박막의 표면에 정전기를 부여하기 위해서 양전하 혹은 음전하를 띠는 물질을 선택적으로 부가할 수 있다. 즉, 상기의 기공성 박막 필터를 미리 조제된 알칼리 용액에 담가 표면 개질 반응을 개시할 수 있다. 본 발명에 의한 알칼리 용액은 50~500mM 농도 범위의 가성소다 용액이 될 수 있으며 표면 개질 정도는 목표하는 바에 따라 가성소다 사용 농도는 가변적으로 조절이 가능하다. 표면 개질 반응은 실온 혹은 적절한 온도에서 용액을 교반하면서 진행된다.In order to impart static electricity to the surface of the thin film according to the present invention, a material having a positive or negative charge may be selectively added. That is, the surface modification reaction can be initiated by immersing the porous thin film filter in a previously prepared alkali solution. The alkali solution according to the present invention may be a caustic soda solution in a concentration range of 50 to 500 mM, and the concentration of caustic soda used can be variably adjusted according to the target of the surface modification level. The surface modification reaction proceeds while stirring the solution at room temperature or an appropriate temperature.

보다 상세하게는 본 발명에 의한 박막 표면을 양으로 하전시키기 위해 상기의 알칼리 용액을 준비할 때 몰 비율(molar ratio)로서는 가성소다(sodium hydroxide) 농도 대비 약 2배 상당의 양전하 화합물을 투입할 수가 있다. 가령, 50mM 가성소다 수용액인 경우 이의 2배에 해당되는 100mM 농도로 충분한 양전하성 화합물 농도가 되게 조제하여 사용한다.More specifically, when preparing the alkali solution to positively charge the surface of the thin film according to the present invention, as a molar ratio, a positively charged compound equivalent to about twice the concentration of sodium hydroxide can be added. have. For example, in the case of 50mM aqueous caustic soda solution, use 100mM concentration, which is twice the concentration, to obtain a sufficient positively charged compound concentration.

다공성 박막 필터에 양전하 물질을 부여하고자 하는 경우 사용하는 양전하 물질은 chloro diethylaminoethyl 이 될 수 있으며 양전하를 띠는 물질이 박막 표면에 결합되면 유동하는 공기에 포함된 음전하성 표면 입자나 미세먼지 등이 정전기적 힘에 의해 흡착되어 차단된다.If a positively charged material is applied to the porous thin film filter, the positively charged material used can be chloro diethylaminoethyl. It is absorbed and blocked by force.

양전하 코팅 목적으로 선택 가능한 다른 물질로서는 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, 2-chloro-N, N'-dimethylethylamine hydrochloride, 2-chloro-N, N'-diethylethylamine hydrochloride 등이 선택적으로 사용될 수가 있다. 이는 단지 예시로서 열거된 것일 뿐 유사 기능과 목적성을 지닌 다른 화합물의 사용도 가능하다.Other materials that can be selected for the positive charge coating purpose include 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, 2-chloro-N, N'-dimethylethylamine hydrochloride, 2-chloro-N, N'-diethylethylamine hydrochloride, and the like. These are listed by way of example only, and other compounds having similar functions and purposes may be used.

상기와 유사한 제조방식으로 새로이 제조된 다공성 박막 필름에 음전하 화합물을 부여할 수가 있고 음전하성 화합물은 sodium chloroacetate 가 사용될 수 있으며 표면 개질 과정은 상기와 유사한 과정으로 진행될 수 있다. 이로써 결합이 완료된 음전하를 띠는 다공성 박막 필터는 유동하는 공기에 포함된 양전하성 표면 입자나 초미세먼지가 기공을 통과할 때 정전기적 힘에 의해 포집되고 차단하는 것이 가능하다.A negatively charged compound may be imparted to the newly prepared porous thin film by a manufacturing method similar to the above, and sodium chloroacetate may be used as the negatively charged compound, and the surface modification process may be performed in a similar manner to the above. As a result, the negatively charged porous thin-film filter with the completed bonding can trap and block positively charged surface particles or ultrafine dust contained in the flowing air by electrostatic force when passing through the pores.

상기의 표면 개질 반응은 실온에서 약 1시간 정도 진행될 수 있으나 부가되는 전하 밀도의 조정 및 반응 시간 단축 등 목적하는 바에 따라 적용하는 반응 온도와 투입하는 화합물 농도 등 반응 변수들은 가변적으로 조절이 가능하다. 표면 개질 반응이 완료되면 박막 필터를 다른 용기로 이동하고 중화 반응과 물 세척 등으로 결합 반응 공정을 완성한다.The surface modification reaction may proceed for about 1 hour at room temperature, but reaction parameters such as the applied reaction temperature and the concentration of the compound to be added can be variably controlled according to the purpose such as adjustment of the added charge density and shortening of the reaction time. When the surface modification reaction is completed, the thin film filter is moved to another container, and the bonding reaction process is completed by neutralization reaction and washing with water.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 박막정전필터 모듈이 탑재된 친환경 공기정화 마스크는 친 환경적이면서 기능적으로는 필터의 표면 정전기력을 이용하여 공극 크기 보다 작은 초 미세 입자도 차단할 수 있고 가성비가 우수한 공기정화 능력을 보유하게 된다. 도면 2에서 보듯이 양 혹은 음으로 하전된 본 발명의 박막정전필터에 양전하 혹은 음전하를 띠는 염료가 수분 환경 하에서 흡착되고 있음을 보여주고 있다.As described above, the eco-friendly air purifying mask equipped with the thin film electrostatic filter module according to the present invention is environmentally friendly and functionally, it can block ultra-fine particles smaller than the pore size by using the surface electrostatic force of the filter and provides excellent cost-effective air purification. have the ability As shown in FIG. 2, it is shown that the positively or negatively charged dye having a positive or negative charge is adsorbed in a moisture environment in the thin film electrostatic filter of the present invention.

한편, 성형된 펄프 마스크에 초 미세입자 차단용 정전 필터를 용이하게 부착하기 위해서는 다양한 기능성을 가진 필터를 적층하여 하나의 모듈로 제작하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 필터 모듈은 외피-프리필터-음전하박막필터-간격재-양전하박막필터-간격재-내피 순서로 구성이 될 수 있다. 보다 상세하게는 외피와 내피는 통기성의 스펀 본드(spun bond) 소재가 될 수 있으며 간격재는 다공성을 지닌 50~100미크론 두께의 부직포 소재가 사용될 수 있고 프리 필터는 10g (grammage) 이상의 부직포 소재를 사용하여 제작될 수 있다. 도면 1에서는 필터 모듈을 구성하는 각 필름이 포개어 구성되는 모습을 제시하고 있다.On the other hand, in order to easily attach the electrostatic filter for blocking ultra-fine particles to the molded pulp mask, it is preferable to laminate filters having various functions and manufacture them as one module. The filter module according to the present invention may be configured in the order of outer shell - pre-filter - negatively charged thin film filter - spacer - positively charged thin film filter - spacer - endothelial. In more detail, the outer and inner skins can be made of a breathable spun bond material, a 50-100 micron thick non-woven material with porosity can be used for the spacer, and a non-woven material of 10 g (grammage) or more is used for the pre-filter. can be manufactured. 1 shows a state in which each film constituting the filter module is overlapped.

이상의 박막정전필터 모듈이 탑재된 친환경 마스크는 호흡의 들숨과 날숨에서 나타나는 고습도 환경에 의한 기존 마스크 정전 필터의 기능성 소멸 현상을 극복할 수 있고 물속과 같은 높은 습도 환경에서도 표면 음전하 혹은 표면 양전하 성질을 유지하는 박막의 특성으로 인해 우천 시에도 높은 차단효과를 기대하면서 사용이 가능하다. The eco-friendly mask equipped with the above thin-film electrostatic filter module can overcome the functional disappearance of the existing mask electrostatic filter due to the high-humidity environment that occurs in the inhalation and exhalation of respiration, and maintains the surface negative or surface positive charge properties even in a high humidity environment such as water. Due to the characteristics of the thin film, it can be used while expecting a high blocking effect even in rainy weather.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다. As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

이상의 본 발명에 의한 펄프 마스크는 건조한 공기 외 높은 습도환경에서도 정전필터기능을 유지할 수가 있어 기존 MB필터가 적용된 마스크의 습도에 의한 정전필터기능 소실 문제를 근본적으로 극복할 수가 있어 새로운 개인방역용품 및 공기청정제품으로서 산업적 활용이 가능하다.The pulp mask according to the present invention can maintain the electrostatic filter function even in a high humidity environment other than dry air, so it is possible to fundamentally overcome the problem of loss of the electrostatic filter function due to the humidity of the existing MB filter applied mask. As a clean product, industrial use is possible.

상기 마스크 소재도 인체에 무해하며 생분해성원료로 선택되어 제조되므로 폐기물 및 소각과정에서 환경오염 리스크를 크게 줄일 수 있으며 가성비가 높은 환경을 생각하는 녹색 소비(Green consumers)욕구에 적합한 친환경 제품이다.The mask material is also harmless to the human body and is selected as a biodegradable raw material, so it can greatly reduce the risk of environmental pollution in the waste and incineration process, and it is an eco-friendly product suitable for the needs of green consumers considering the environment with high cost performance.

Claims (6)

유입되는 공기를 정화하는 천연 펄프 소재 기반의 에어 마스크;
상기 마스크를 성형 제작하는 과정에서 기계적 내구성을 갖추도록 펄프 조제 용액의 구성 성분 사이에 가교 결합을 형성하는 단계;
상기 마스크를 제작하는 과정에서 기능성 필터를 서로 적층하여 하나의 모듈로 결합하여 제조하는 단계;
상기 마스크가 공기정화기능을 갖추도록 펄프 마스크의 일정 부위에 홀을 생성하고 생성된 홀 부위에 필터 모듈을 부착하는 단계; 를 포함하되,

상기 에어 마스크는,
정전기를 띠는 박막 등 다양한 기능성 박막을 적층하여 제작한 필터 모듈이 탑재되어 제작되는 펄프 기반 에어 마스크로서,
천연 펄프와 지력증강제, 가교제 등이 일정 비율로 배합한 조제물에 대하여 진공성형 펄프몰드로 제작하고,
에어필터 모듈은 화학적으로 결합하여 제조된 양성 혹은 음성 정전기를 띠는 다공성 박막을 교차로 적층하고 융착하여 하나의 얇은 필름 형태로 구성한 것이며,
필터 모듈 제작을 위한 적층과정에서 정전기를 띠는 각 다공성 박막 사이에는 기공성 간격재(spacer)를 배치하여 원활한 공기 흐름과 정전 필터의 작용 효과를 높인 것이고,
상기 마스크 성형 제작을 위한 조제물은 자원 재활용 펄프, 가교제, 지력증강제, 사이징제, 기타 천연 폐자원 등으로 구성되고,
상기 펄프 마스크 성형 및 박막제작과정에서의 가교제는 카르복실산(carboxylic acid) 중 어느 하나인 유기산(organic acid)이고,
상기 필터 모듈은 양전하를 띠는 다공성 박막 및 음전하를 띠는 다공성 박막이 포함되어 총 2개 이상의 박막정전필터로 구성되고,
상기 마스크는 재활용 천연 펄프 자원을 기반으로 성형된 마스크에 필터 모듈을 탑재함으로써 조립 및 제작과정이 용이하며 부착된 정전 필터로 인해 유입되는 공기중 초미세입자를 차단하는 것을 특징으로 하는 자원순환 펄프 마스크
Air mask based on natural pulp material that purifies incoming air;
forming cross-links between the components of the pulp preparation solution to have mechanical durability in the process of molding and manufacturing the mask;
manufacturing the mask by stacking functional filters on each other in the process of manufacturing the mask and combining them into one module;
creating a hole in a certain portion of the pulp mask so that the mask has an air purification function and attaching a filter module to the created hole portion; including,

The air mask is
It is a pulp-based air mask manufactured with a filter module manufactured by laminating various functional thin films such as thin films with static electricity.
It is manufactured by vacuum forming pulp mold for a formulation in which natural pulp, intellectual strength enhancer, crosslinking agent, etc. are mixed in a certain ratio,
The air filter module is constructed in the form of a single thin film by alternatingly stacking and fusing porous thin films with positive or negative static electricity produced by chemical bonding.
In the lamination process for filter module manufacturing, a porous spacer is placed between each electrostatic porous thin film to increase the smooth air flow and the effect of the electrostatic filter,
The formulation for manufacturing the mask is composed of recycled pulp, a crosslinking agent, an intellectual strength enhancer, a sizing agent, and other natural waste resources,
The crosslinking agent in the pulp mask molding and thin film manufacturing process is an organic acid, which is any one of carboxylic acids,
The filter module includes a porous thin film having a positive charge and a porous thin film having a negative charge, and consists of a total of two or more thin film electrostatic filters,
The mask is a resource recycling pulp mask, characterized in that it is easy to assemble and manufacture by mounting a filter module on a mask molded based on recycled natural pulp resources, and blocks ultra-fine particles in the air introduced by the attached electrostatic filter
제1항에 있어서,
상기 박막필터모듈을 구성하는 다공성박막필터 제조과정에서 키토산과 젤라틴의 혼합 비율은 키토산 중량 대비 50~130% 범위 내로 젤라틴을 배합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 펄프 마스크
The method of claim 1,
In the manufacturing process of the porous thin-film filter constituting the thin-film filter module, the mixing ratio of chitosan and gelatin is 50 to 130% of the weight of chitosan.
제1항에 있어서,
상기 필터 모듈을 구성하는 다공성 박막의 가교제로서 사용하는 카르복실산(carboxylic acid)은 적어도 2개 이상의 카르복실기를 가진 유기산 화합물을 사용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 펄프 마스크
The method of claim 1,
The carboxylic acid used as a crosslinking agent of the porous thin film constituting the filter module is a pulp mask, characterized in that it is manufactured using an organic acid compound having at least two or more carboxyl groups.
제1항에 있어서,
상기 다공성 박막 필터의 표면 개질을 위해 사용하는 양전하 물질은 2-chloro-N, N'-diethylethylamine hydrochloride 혹은 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride 혹은 2-chloro-N, N'-dimethylethylamine hydrochloride 중 어느 하나를 사용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 펄프 마스크
The method of claim 1,
The positively charged material used for surface modification of the porous thin film filter is any one of 2-chloro-N, N'-diethylethylamine hydrochloride or 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride or 2-chloro-N, N'-dimethylethylamine hydrochloride. Pulp mask, characterized in that it is produced using
제1항에 있어서,
상기 필터모듈을 구성하는 음전하 박막 필터의 표면 개질을 위해 사용하는 화합물은 chloroacetate를 사용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 펄프 마스크
The method of claim 1,
The compound used for surface modification of the negatively charged thin film filter constituting the filter module is a pulp mask, characterized in that it is manufactured using chloroacetate.
제1항에 있어서,
상기 필터 모듈 구성을 위해 통기성 혹은 기능성 필터를 적층하여 세트로 제작함에 있어 각 필터 사이에 기공성 간격재를 배치하여 제작되는 것을 특징으로 하는 펄프 마스크

The method of claim 1,
Pulp mask, characterized in that produced by arranging a porous spacer between each filter in the production of a set by stacking breathable or functional filters for the configuration of the filter module

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100310274B1 (en) 1999-05-25 2001-11-02 박호군 Electrostatic Air Filter and the Process for preparing the same
KR101808115B1 (en) 2017-02-13 2017-12-14 박헌수 Air filter having adhesive and manufacturing process of the same
KR101923106B1 (en) 2017-05-29 2018-11-28 박상혁 Air Filter Apparatus Using Electrostatics

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