KR20220168047A - Pbs 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PBS 및 PLA 수지가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 구성은 옥수수 원사를 추출하여 70 ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유 10 ~ 15중량% 또는 레이온섬유 10 ~ 15중량%를 혼합하여 구비된 옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 구비된 배치 10 ~ 15 중량%을 혼합한 혼합물을 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조하고 건조한 후, 건조된 생분해성 섬유 재료를 압출 방사하여 미연신 원사를 연신단계를 통해 연신된 원사를 하여 90 ~ 100℃의 온도를 유지하여 섬유 결정화가 이루어지도록 하고, 결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑하여 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착하고 열고정하여 구비된 생분해성 섬유를 소정의 길이로 절단하여 마스크 형태로 성형하여 티트리, 황토, 맥반석 및 물을 혼합하여 숙성, 건조된 혼합물에 미강, 찹쌀 및 물을 혼합하여 95℃로 2 ~ 4시간 가열하여 냉각시켜 구비된 액체 접착물질과 혼합하여 구비된 마스크 필터가 마스크 내부의 중심에 절개홈을 통해 좌우 절개되어 위치한 삽입부를 통해 마스크 외부와 마스크 내부 사이의 내피층을 통해 좌우로 삽입 안착되도록 구성된다.
Description
본 발명은 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유 또는 직물지와 자연분해 성분인 티트리 추출물로 구성된 일체형 생분해성 마스크 또는 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유에 티트리 분말, 황토, 맥반석 화합물로 겔 타입의 필터를 구비하여 마스크의 내피에 고정 삽입, 안착되는 필터 교체형으로 사용 가능한 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스크는 얼굴 부위에 착용되어 추위를 막아주는 방한용품으로 많이 사용되어 왔으나, 대기오염이 심각해진 현대에는 공기 중에 포함된 먼지나 오염물질 등의 흡입을 막기 위하여 코와 입을 커버할 수 있도록 하는 위생용품으로 자리매김하고 있다.
종래에는 마스크는 주로 감기환자, 호흡기 질환이 있는 사람이나 찬 공기에 특히 약한 사람들이 착용하여 왔으며 환자의 호흡시 병원균의 확산을 감소시키기 위해서도 필요하며, 최근에는 중국으로부터의 미세 먼지, 중금속 등의 성분이 많은 황사로 인한 문제가 크게 대두됨에 따라 호흡기질환이 있는 환자뿐만 아니라, 어린이나 노인과 같이 호흡기가 약하고 신체가 특히 약한 사람 외에 일반인들도 특히 황사가 자주 발생되는 봄철에는 마스크를 휴대해야 하는 경우가 많아졌다.
일반적인 마스크 구조는 호흡에 불편함이 크지 않도록 통기성이 좋은 직물로 만들어진 마스크 패드와, 그 양측부에 귀에 걸어 착용하도록 귀걸이 줄이 부착되어 구성되는데, 이로 인해 마스크는 먼지나 오염물질 등을 걸러낼 수 있지만, 박테리아나 세균까지는 걸러낼 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 마스크를 장시간 동안 착용하는 경우에는 착용자의 날숨에 포함된 수분, 땀과 같은 분비물, 구강 내 세균 등으로 인해 마스크가 오염됨에 따라 새로운 마스크로 자주 교체해야 하는 문제점이 있다.
부가적으로, 코로나 환경으로 마스크 수요가 급증하고 있는 현실에서 대량으로 사용된 마스크를 폐기시 소각을 통해 환경오염의 원인이 되고 있는 것이 현실이다.
이에 본 출원인은 교체가 편리하고 생분해 성분으로 환경오염 문제를 해결할 수 있는 마스크 제조방안을 제시하고자 한다.
상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유 또는 직물지와 자연분해 성분인 티트리 추출물이 일체로 구성된 생분해성 마스크 또는 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유에 티트리 분말, 황토, 맥반석 화합물을 겔 타입으로 구비된 필터를 마스크의 내피에 고정 삽입, 안착되는 필터 교체형으로 사용 가능한 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크는 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 구비된 옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 구비된 배치 10 ~ 15 중량%을 혼합한 혼합물을 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조하고 건조한 후, 건조된 생분해성 섬유 재료를 압출 방사하여 미연신 원사를 연신단계를 통해 연신된 원사를 하여 90 ~ 100℃의 온도를 유지하여 섬유 결정화가 이루어지도록 하고, 결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑하여 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착하고 열고정하여 구비된 생분해성 섬유를 소정의 길이로 절단하여 마스크 형태로 성형하여 마스크 외부 및 내부 사이에 티트리, 황토, 맥반석 및 물을 혼합하여 숙성, 건조된 혼합물에 미강, 찹쌀 및 물을 혼합하여 95℃로 2 ~ 4시간 가열하여 냉각시켜 구비된 액체 접착물질과 혼합하여 구비된 마스크 필터(F)를 적층하여 일체로 성형하여 마스크 외부와 내부 사이의 내피층에 마스크 필터(F)가 안착되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예로서 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 마스크 제조방법은 옥수수 껍질에서 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 하나의 옥수수 섬유사를 제조하는 제 1 공정; PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 배치를 제조하는 제 2 공정; 옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 배치 10 ~ 25 중량%을 혼합한 혼합물을 용융온도 151℃ 이상으로 하고 255℃ 미만의 온도에서 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조한 후 건조하는 제 3 공정; 상기 건조된 생분해성 섬유 재료를 고온 열풍 조사하여 열처리하고 압출 방사하여 미연신 원사를 연신하는 제 4 공정; 상기 압출 방사된 미연신 원사를 연신 단계를 거친 후, 연신된 원사를 90 ~ 100℃의 온도 범위로 유지하여 섬유 결정화하는 제 5 공정; 결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑 절차를 진행하는 제 6 공정; 크래핑 단계를 통해 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착시키고 열 고정하는 제 7 공정; 및 열 고정단계에 의해 구비된 섬유를 소정의 길이만큼 절단하여 마스크 형태로 성형하여 내피에 겔 타입의 마스크 필터를 안착하거나, 마스크 표면에 겔 상태의 조성물를 도포하여 마스크를 제작하는 제 8 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법은 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유 또는 직물지와 자연분해 성분인 티트리 추출물이 일체로 구성된 생분해성 마스크 또는 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유에 티트리 분말, 황토, 맥반석 화합물로 겔 타입으로 구비된 필터를 마스크의 내피에 고정 삽입되는 필터 교체형으로 사용 가능하여 생분해에 따른 환경오염을 개선할 수 있는 마스크를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법은 티트리의 약리작용, 황토의 유해한 미생물을 사멸, 항균성을 발현 및 맥반석의 탈취, 유해물질 분해 작용을 통해 티트리, 황토 및 맥반석의 조성물을 마스크 필터를 형성하여 마스크 내부층 공간부에 일체로 형성하거나, 내면에 삽입 안착되도록 형성하여 외부에서 유입되는 유해물질을 차단할 수 있는 항균, 방취 기능이 있는 마스크를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법은 티트리 추출물을 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유에 도포후 건조하여 마스크 형태의 일정크기로 제단하여 마스크를 제조할 수 있고, PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물을 혼합하여 생분해성 재질의 섬유를 직조하여 마스크 형태로 제조할 있는데, 이를 통해 티트리의 자연분해 성분과 생분해성 섬유의 생분해 성분을 통해 구비된 마스크를 사용후 폐기시 분해되어 자연소거를 유도할 수 있다.
또한, 또한, 본 발명의 실시예에 따른 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법은 황토 성분이 함유된 기능성 물질을 마스크 필터로 이용함으로써 우수한 항균성, 방취성 및 원적외선 효과와 생분해성 부직포 직물을 마스크의 원단으로 사용하여 신축성 및 질감이 있어 장시간 유지되고, 촉감이 부드러운 마스크를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 제조절차를 도시한 흐름도
도 2는 도 1에 의해 구비된 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크의 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터 조성물의 제조방법을 도시한 흐름도
도 4는 도 3에 의해 제조된 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 내부에 안착되어 일체로 형성된 상태를 도시한 사시도
도 6은 도 5에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물이 마스크 내부에 안착되어 구성된 생분해성 마스크의 단면도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 상태를 도시한 사시도
도 8은 도 7에 의해 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 전면을 도시한 사시도
도 9는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 내면을 도시한 사시도
도 10은 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 마스크 내부에 삽입되어 안착된 상태를 보인 사시도
도 11은 도 10에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물이 마스크 필터로 내부에 안착되어 구성된 마스크의 단면도
도 2는 도 1에 의해 구비된 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크의 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터 조성물의 제조방법을 도시한 흐름도
도 4는 도 3에 의해 제조된 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 내부에 안착되어 일체로 형성된 상태를 도시한 사시도
도 6은 도 5에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물이 마스크 내부에 안착되어 구성된 생분해성 마스크의 단면도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 상태를 도시한 사시도
도 8은 도 7에 의해 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 전면을 도시한 사시도
도 9는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 내면을 도시한 사시도
도 10은 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 마스크 내부에 삽입되어 안착된 상태를 보인 사시도
도 11은 도 10에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물이 마스크 필터로 내부에 안착되어 구성된 마스크의 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명은 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 자연분해 성분인 티트리 추출물이 일체로 구성된 생분해성 마스크로 구비하거나, PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유에 티트리 분말, 황토, 맥반석 화합물로 겔 타입의 마스크 필터를 구비하여 이를 마스크의 내피에 삽입하여 사용되는 필터 교체형으로 사용이 가능한 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 생분해성이란 분해의 한 과정에 광(자외선)이나 자연계에서 존재하는 미생물이 분비하는 효소에 의해 저 분자량 화합물로 변환하는 것을 말한다. 고분자 재료의 분해는, 우선 미생물이 균체 외로 분비하는 분해효소가 고분자 재료 표면에 흡착하여, 고분자의 에스테르 결합, 글리코시드 결합, 펩티드 결합 등의 화학결합을 가수분해 반응으로 절단된다. 고분자 물질의 저 분자량화에 따라 재료는 붕괴하고, 생성물은 효소분해에 의해 단량체 단위, 즉 단량체나 이량체의 저분자량 분해 생성물로 된다.
생분해는 호기성으로(산소 존재함) 또는 혐기성으로(산소 존재하지 않음) 발생할 수 있다. 따라서, 생분해 가능한 물질의 분해(Decomposition)는 생물학적인(biological) 단계와 비생물학적인(abiotic) 단계를 모두 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 사용되는 재료의 특징을 살펴보면, 먼저 옥수수 섬유는 천연섬유로서 의류나, 완구, 침구류 등의 사용시 피부에 자극이 없어 아동용 피부 알레르기 발생을 방지할 수 있고, 아토피 등의 피부질환을 완화시킬 수 있는 섬유에 해당한다. 그리고 생분해성을 가지는 친환경소재로 인해 환경오염을 예방할 수 있다.
티트리는 Leptospermum, Melaleuca, Kunzea 속에 해당하며, 세계적으로 Leptospermum 속(genus)에 약 86종, Melaleuca 속에 약 230 여종의 식물이 알려져 있는데, 원산지는 오스트레일리아로 뉴사우스웨일스주에서 자생하는데, 자극성이 강하기 때문에 원액을 아몬드, 아프리코트, 헤즐넛과 같은 캐리어 오일에 2%를 희석하여 사용하며, 항 박테리아, 항바이러스 항진균 효과와 더불어 가장 강력한 면역 자극제, 백혈구를 활성화시켜 체내에 침입한 유기체에 대한 방어선을 구축하고 병에 걸려있는 기간을 단축하고, 호흡계 및 비뇨기계에 항박테리아 작용으로 호흡기계 및 비뇨기계 감염에 사용되는 물질이다.
황토는 석영을 함유하면서 그 밖에 휘석 각섬석 등을 함유하는 황갈색 석회질로서, 실리카(SiO2) 60 내지 65 중량%, 철분 5 내지 6 중량%, 알루미나(Al2O3) 10 내지 13 중량%, 마그네슘(Mg)과 나트륨(Na) 각 2 중량% 내외, 칼리 1.5 중량%, 석회 8 중량% 내외의 화학적 조성을 가지며, 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나며 인체에 유익한 약성을 갖는 것으로 알려져 왔다.
또한, 황토는 물질을 활성화시키는데 가장 효력 있는 생명광선이라고 불리는 인체친화성 원적외선을 대량흡수하고 방사하는데, 황토의 가장 근본적인 효능은 이 원적외선이라고 할 수 있다. 황토는 표면이 넓은 벌집 구조로 수많은 공간이 복층 구조를 이루고 있다. 이 스폰지 같은 구멍 안에 태양광선 중 원적외선이 다량으로 흡수, 저장, 방사되어 다른 물체의 분자활동을 자극한다. 따라서 유기물과도 반응하며, 황토가 피부의 지방 등의 유기물을 포함한 노폐물을 흡수해 황토-유기물 복합체를 만들어 배출함으로서 혈액 순환을 촉진하여 건강을 증진시킨다. 그리고 황토는 음이온을 방출하는데, 이 음이온은 각종 오염으로부터 생활주변에 방출된 양이온을 흡착, 중화하여 생활환경을 쾌적하게 하며, 항균, 탈취, 방습 작용 등을 하여 인체에 매우 유익한 영향을 준다. 황토는 일반적으로 물을 함유하고 있지만 습도의 변화에 따라 황토가 가지고 있는 물 분자를 방출 또는 흡수하기도 한다.
상기 황토 성분에 포함되는 포르말린은 황토속에 있는 유해한 미생물을 사멸시켜 살균, 항균성을 발현시키며 황토의 유익한 성질이 탁월하게 발휘되도록 한다.
또한, 맥반석은 화성암류 중 화강섬록반암에 속하며, 석영과 장성이 촘촘하게 썩여 있는데, 그 성질이 달고, 따뜻하며, 독이 없어서, 예전에는 환약을 정제하는 여과제, 등에 부스럼 또는 종기 등 피부질병을 치료하는 소염제로 사용되었고, 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다.
맥반석은 무수규산(SiO2) 73,6%, 산화알미늄(AL2O3) 15,3%, 산화나트륨(NA2O) 3.44%, 산화마그네슘(MgO) 0.31%, 산화티타늄(TiO2) 0.17%, 산화제2철(Fe2O3) 1.71%, 산화칼륨(K2O) 4.43%, 산화몰리브텐(MnO) 0.05%의 성분을 이루어져, 1㎤당 3만 ~ 15만개의 다층 다공질로 구성되고, 비 표면적이 넓어 오염물질, 중금속 등을 흡착, 분해하는 작용을 하며, 인체에 활력을 주는 40 여종 이상의 미네랄이 용출되어 신진대사와 피부건강관리에 효과가 있으며, 산성이나 강한 알칼리성 물을 약알칼리성(pH7.2 ~ 7.4)으로 조절하며, 수질을 활성화시켜 정수작용을 하고, 원적외선 방사에 의한 공명, 공진, 흡수작용 등으로 식품의 선도유지, 맛의 증가, 혈액순환 및 신진대사 촉진 등에 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 사용되는 맥반석을 1000 ~ 1400℃로 12시간 이상 소결하여 300 mesh 이상으로 분쇄한 맥반석 분말을 마스크 필터 제조에 사용하고, 이를 위해 맥반석 분말 1∼10% 가량 혼합기에서 혼합하여 사용한다.
본 발명에 따른 생분해성 마스크는 티트리 추출물과 PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유와 혼합하여 일체의 생분해성 마스크 면으로 형성할 수 있고, 티트리 미세분말 상의 조성물을 마스크 패드 또는 필터로 구성으로 이루어질 수 있는데, 이는 마스크 내피에 삽입되어 사용되는 마스크 패드 또는 필터를 구성하기 위해 티트리 분말, 황토 분말 및 맥반석을 혼합 가공하여 물과 배합하여 겔 타입으로 성형하여 마스크 내부의 필터용으로 적용할 수 있다.
따라서, 티트리 분말, 황토 분말 및 맥반석을 혼합 가공하여 물과 배합하여 마스크 패드 또는 필터의 형태로 구비될 때 티트리, 황토 및 맥반석 분말을 물과 혼합물을 미강, 찹쌀 등의 곡물가루에 물을 혼합하여 천연 접착성 액체를 형성, 혼합하여 패드 또는 필터 구성을 위해 함침되도록 티트리, 황토 및 맥반석 조성물을 가열 중탕시킨 후 생성된 고상의 조성물을 감압 농축을 통해 겔 상태로 조성하여 겔 상태의 조성물을 마스크에 도포를 통해 건조 고착시키거나, 마스크 필터로 생성하여 마스크 내부에 삽입하여 착탈이 가능하도록 이루어질 수도 있다.
한편, 필터 제조시 사용되는 천연 접착성 액체 조성물은 미강, 찹쌀 및 물을 혼합하여 95℃로 일정시간 가열하여 냉각시켜 천연 접착제를 준비하는데, 이때 전체 중량비를 고려하여 미강 20 ~ 40 중량%, 찹쌀 20 ~ 40 중량% 및 물 30 ~ 50 중량%을 혼합하여 95℃로 2 ~ 4시간 가열하여 냉각시키면 미강과 찹쌀 성분을 통해 천연의 접착제가 형성된다.
이후, 티트리 분말, 황토 및 맥반석과 혼합하여 교반한 혼합물에 미강, 찹쌀 및 물이 혼합된 접착제를 혼합하여 겔 타입의 필터를 제조하는데, 이때 분말 형태의 티트리, 황토, 맥반석의 혼합물은 미강, 찹쌀 및 물이 혼합된 접착제와 교반하면, 분말과 일정 크기를 갖는 알갱이가 접착성분으로 활성화된다.
또한, 본 발명의 일 실시예로서 PBS 및 옥수수 섬유가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물을 성형하여 구비된 생분해성 섬유를 일체로 생분해성 마스크를 제작할 수 있는데, PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유와 혼합된 티트리 추출물은 티트리 잎을 세척 및 건조한 후 증류수로 80℃에서 3시간 추출하고 여과하여 여과액을 모으고, 남은 잔사는 다시 증류수를 첨가하여 80℃에서 3시간 더 추출하고 여과한다. 상기 여과액을 합치고, 감압 농축한 뒤 동결건조하여 티트리 추출물을 얻는다.
보다 세부적으로 티트리 추출물은 티트리 잎을 세척 및 건조하여 물, C1 내지 C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출하여 얻을 수 있으며, 상기 C1 내지 C4의 저급 알코올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 티트리 추출물은 유기 용매로 재분획한 분획물일 수 있으며, 상기 유기 용매로는 아세톤, n-헥산, 클로로포름 및 에틸아세테이트를 이용할 수 있다.
상기에 의해 추출된 티트리 추출물을 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유에 도포후 건조하여 마스크 형태의 일정크기로 재단하여 일체형 마스크를 제조할 수 있고, PBS 및 옥수수 원사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물을 혼합하여 생분해성 재질의 생분해성 섬유를 직조하여 마스크 형태로 제조할 수 있는데, 이를 통해 티트리의 자연분해 성분과 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 성분을 통해 사용후 폐기시 분해되어 자연소거되는 것이다.
첨부된 도 1은 본 발명의 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 제조절차를 도시한 흐름도로서, 보다 세부적으로 생분해성 섬유는 옥수수 섬유사 제조단계, PBS 수지 배치제조 단계, 압출 단계, 생분해성 섬유제조 단계, 연신 단계, 섬유 결정화 단계, 크림핑 단계, 열고정 단계, 섬유 형성단계 및 일체형 마스크 제작단계로 진행될 수 있다.
먼저, 옥수수 껍질에서 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 하나의 옥수수 섬유사가 형성되도록 한다.(S100 단계)
이때 상기 옥수수 섬유사는 타 PET 섬유에 비해 융점(Tm)과 유리전이 온도(Tg)가 낮으므로, 온도의 제약에 따라 원단의 변형이 발생할 수 있어 건조 및 열처리 공정시 적정한 온도를 유지하여야 하며, 열가공 전에 원단의 수분건조 및 변형을 방지하기 위해 텐타 온도를 120℃를 유지하여 옥수수 섬유의 열가공 공정을 진행한다.
한편, 상기 옥수수 원사 추출 및 섬유사는 이는 이미 알려진 공정에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.
이후, PBS계 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도, 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 배치를 제조한다.(S200 단계)
옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 배치 10 ~ 25 중량%을 혼합한 혼합물을 용융온도 151℃ 이상으로 하고 255℃ 미만의 온도에서 열처리 후 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조후 건조한다.(S300 단계)
상기 생분해성 섬유 재료를 고온의 열풍을 조사하여 섬유 재료를 열처리를 한 후, 섬유 재료를 압출 방사하여 미연신 원사를 연신한다.(S400 단계)
상기 압출 방사된 미연신 원사를 연신 단계를 거친 후, 연신된 원사를 90 ~ 100℃의 온도 범위로 유지하여 섬유 결정화가 이루어지도록 한다.(S500 단계)
결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑 절차를 진행하고(S600 단계) 크래핑 단계를 통해 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착시키고 열 고정한다.(S700 단계)
이후, 열 고정단계에 의해 구비된 섬유를 소정의 길이만큼 절단하여 마스크를 제작한다.(S800 단계)
한편, 상기 PBS계 수지는 PBS(Polybutylene Succinate), PBSA(Polybutylene Succinate-co-adipate) 또는 PBSF(Polybutylene succinate fumaric)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 혼합물로 구성되고, 상기 옥수수 섬유사 45 내지 90 중량%와 PBS계 수지 10 내지 55 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 PBS계 수지는 PBS (Polybutylene Succinate), PBSA (Polybutylene Succinate-co-adipate) 또는 PBSF(Polybutylene succinate fumaric)을 단독 또는 2이상 혼합 용융하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머를 연신한 뒤 연신된 필라멘트에 권축을 부여하는 크림핑 단계를 거친 후, 방사유제를 섬유 표면에 부착하는데 권축이 부여된 필라멘트에 기능성 방사유제가 함유된 액상수지를 분사하여 부착시킨다.
이때, 사용되는 상기 방사유제의 양은 전체 섬유 100 중량%에 대하여 0.3 내지 0.5 중량%가 포함되도록 방사유제를 섬유표면에 부착시키는 것이 바람직하다.
상기 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지는 생분해성 수지가 고화될 때 마찰열을 완화시키는 대전방지 역할을 하며, 상기에서 제조된 생분해 섬유 100을 기준으로 0.3 내지 1 중량%가 포함될 수 있다.
상기 절차에 의해 구비된 마스크는 첨부된 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 생분해 성분의 티트리 추출물과 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유의 생분해성인 특징을 갖는 마스크가 제작되고, 이를 통해 환경오염 방지 및 인체에 무해한 성분으로 구성된 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터의 제조절차를 도시한 흐름도로서, 첨부된 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석을 이용하여 마스크에 적용되는 필터의 생성 절차를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 티트리를 세척 후 건조하여 300 mesh 이상으로 잘게 썰어서 분쇄하고(S10 단계참조), 맥반석을 1000 ~ 1400℃로 12시간 이상 소결하여 300 mesh 이상으로 분쇄한 맥반석 분말을 생성하고(S20 단계참조) 60 ~ 70℃ 가열된 더운물에 티트리 분말, 황토 분말, 맥반석 분말를 넣고 반죽절차를 진행한다.(S30 단계참조)
상기 S30 단계의 반죽 절차시 티트리, 황토, 맥반석 및 물의 비율은 티트리 12 ~ 20 중량%, 황토 13 ~ 21 중량%, 맥반석 3 ~ 10 중량% 및 물 64 ~ 70 중량%로 구성되며, 보다 세부적으로는 티트리 15.21 중량%, 황토 12.58 중량%, 맥반석 4.72 중량% 및 물 67.49 중량%으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 S30 단계에서 반죽된 티트리, 황토 및 맥반석의 혼합물을 세라믹 용기에 옮겨 25 ~ 30℃ 온도에서 40 ~ 50일 동안 숙성시켜 숙성된 조성물을 건조장으로 이동하여 40 ~ 50℃의 온도를 유지하여 빠른 건조 후 진공 포장한다.(S40 단계참조)
진공 포장된 조성물의 원료를 미강, 찹쌀가루 등의 곡물가루를 이용하여 형성된 무독성 액체 접착물질과 혼합한다.(S50 단계참조)
상기 숙성 및 진공 포장된 티트리, 황토 및 맥반석의 혼합물과 미강, 찹쌀가루의 천연 접착물과 혼합하여 구비되는 마스크 필터는 마스크 외부와 내부 사이에 일체로 적층되거나, 필터 자체를 탈부착이 가능하도록 마스크 후면의 삽입부를 통해 삽입되어 안착될 수 있다.
S50 단계 후, 진공 포장된 조성물과 무독성 액체의 혼합물을 두루마리 형태로 생산하여 마스크 크기에 따라 절개하여 마스크 내피에 부착시켜 티트리, 황토 및 맥반석 조성물이 함유된 마스크 필터를 생산한다.(S60 단계참조)
한편, 상기 S60 단계에서 진공 포장된 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물을 하기에 기술될 마스크 전면 및 내면 사이에 안착시켜 티트리, 황토, 맥반석이 함유된 조성물이 함유된 마스크를 일체로 생산할 수도 있다.
상기의 공정에 의해 첨부된 도 4는 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터의 단면도를 나타내고, 도 5는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터가 마스크 내부에 안착되어 일체로 형성된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터가 마스크 내부에 안착된 마스크의 내부의 단면도를 도시한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 티트리, 황토 및 및 맥반석이 함유된 마스크 필터를 마스크와 일체로 마스크 전면 및 후면 사이에 삽입하여 마스크를 형성될 수 있다.
즉, PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 수지는 마스크 외부(200)와 착용자의 얼굴이 맞닿는 마스크 내부(300)로 마스크 형태로 구비하고, 마스크 외부(200) 및 내부(300) 사이에 티트리, 황토 및 맥반석이 접착성 성분과 함유되어 구비된 마스크 필터(F)를 적층하여 일체로 성형하여 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 생분해성 마스크가 구비되는데, 마스크 외부(200)와 내부(300) 사이의 내피층(500)에 마스크 필터(F)가 일체로 형성되어 마스크로 구성된다.
또한, 끈 부(400)는 마스크 내부(300)의 일측에서 연결되어 착용자의 귀를 감싸는 고리형으로 형성되며 끈 부(400) 일측에는 길이를 조절할 수 있는 길이 조절부(420)가 구비된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터를 생분해성 폴리에스테르 수지의 마스크 전면 및 후면 사이 사이에 삽입하여 안착되는 필터 교체형으로 선택적으로 구비될 수 있는데, 첨부된 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 상태를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 의해 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 전면을 도시한 사시도를 나타내고, 도 9는 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 마스크 필터로 구비되어 형성된 생분해성 마스크의 내면을 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 티트리, 황토 및 맥반석 함유된 조성물이 마스크 필터로 마스크 내부에 삽입되어 안착된 상태를 보인 사시도이고, 도 11은 도 10에 따른 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 조성물이 마스크 필터로 내부에 안착되어 구성된 마스크의 단면도를 나타내는데, 티트리, 황토 및 맥반석이 함유된 마스크 필터(F)를 구비한 생분해성 마스크(100)는 크게 마스크 외부(200), 마스크 내부(300), 삽입부(330), 끈 부(400), 내피층(500)으로 구성되는데, 상기 마스크 외부(200)는 BS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유 및 티트리 추출물로 구비된 생분해성 수지로 구성되어 햇빛에 강하고, 먼지 등의 유입이 차단될 수 있도록 정적한 밀도를 가지며, 신축성 소재로 구성되고, 용도에 따라 자외선의 흡수력을 차단할 수 있는 소재를 사용할 수도 있다.
상기 마스크 내부(300)는 착용자의 얼굴이 맞닿는 곳으로 먼지 차단효과를 갖지고 생분해성 수지로 구성되고, 마스크 내부(300)의 중심에는 상기 마스크 필터(F)가 내피층(500)에 삽입하여 안착될 수 있도록 삽입부(330)가 구비되고, 상기 마스크 내부(300)의 좌우측에 상기 삽입부(330)를 통해 삽입된 마스크 필터(F)가 내피층(500) 좌우로 안착시 마스크 필터(F)를 길이, 위치를 조절할 수 있는 절개홈(350)이 구비된다. 즉, 상기 절개홈(350)은 삽입부(330)를 통해 삽입된 마스크 필터(F)가 마스크 내피층(500)으로 고르게 펴져 자리를 잡을 수 있도록 상기 절개홈(350)을 통해 마스크 필터(F)의 위치를 조절하도록 마스크 내부(300)의 삽입부(330)를 기준으로 좌우로 각각 1개씩 구성된다.
따라서, 상기의 구성에 따라 티트리, 황토 및 백반석이 함유된 마스크 필터(F)가 구비된 생분해성 마스크는 황토, 티트리가 합성이 되면 향긋한 냄새와 더불어서 탈취, 항균 기능을 제공하며 외부 공기 및 먼지를 차단할 수 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 마스크
110 : 마스크 필터 200 : 마스크 외부
300 : 마스크 내부 330 : 삽입부
350 : 절개홈 370 : 고정부
400 : 끈 부 420 : 길이조절부
500 : 내피층 600 : 고정지지부
110 : 마스크 필터 200 : 마스크 외부
300 : 마스크 내부 330 : 삽입부
350 : 절개홈 370 : 고정부
400 : 끈 부 420 : 길이조절부
500 : 내피층 600 : 고정지지부
Claims (3)
- 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 구비된 옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 구비된 배치 10 ~ 15 중량%을 혼합한 혼합물을 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조하고 건조한 후, 건조된 생분해성 섬유 재료를 압출 방사하여 미연신 원사를 연신단계를 통해 연신된 원사를 하여 90 ~ 100℃의 온도를 유지하여 섬유 결정화가 이루어지도록 하고, 결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑하여 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착하고 열고정하여 구비된 생분해성 섬유를 소정의 길이로 절단하여 마스크 형태로 성형하여 마스크 외부(200) 및 내부(300) 사이에 티트리, 황토, 맥반석 및 물을 혼합하여 숙성, 건조된 혼합물에 미강, 찹쌀 및 물을 혼합하여 95℃로 2 ~ 4시간 가열하여 냉각시켜 구비된 액체 접착물질과 혼합하여 구비된 마스크 필터(F)를 적층하여 일체로 성형하여 마스크 외부(200)와 내부(300) 사이의 내피층(500)에 마스크 필터(F)가 안착되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크.
- 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 구비된 옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 구비된 배치 10 ~ 15 중량%을 혼합한 혼합물을 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조하고 건조한 후, 건조된 생분해성 섬유 재료를 압출 방사하여 미연신 원사를 연신단계를 통해 연신된 원사를 하여 90 ~ 100℃의 온도를 유지하여 섬유 결정화가 이루어지도록 하고, 결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑하여 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착하고 열고정하여 구비된 생분해성 섬유를 소정의 길이로 절단하여 마스크 형태로 성형하여 티트리, 황토, 맥반석 및 물을 혼합하여 숙성, 건조된 혼합물에 미강, 찹쌀 및 물을 혼합하여 95℃로 2 ~ 4시간 가열하여 냉각시켜 구비된 액체 접착물질과 혼합하여 구비된 마스크 필터(F)가 마스크 내부(300)의 중심에 절개홈(350)을 통해 좌우 절개되어 위치한 삽입부(330)을 통해 마스크 외부(200)와 마스크 내부(300) 사이의 내피층(500)을 통해 좌우로 삽입 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크.
- 옥수수 껍질에서 옥수수 원사를 추출하여 70중량% ~ 85중량% 와 폴리에틸렌섬유(polyethylene fiber) 10중량% ~ 15중량% 또는 레이온섬유(rayon fiber) 10중량% ~ 15중량%를 혼합하여 하나의 옥수수 섬유사를 제조하는 제 1 공정;
PBS 수지와 다공성의 파라셀 분말의 무기계 충진제를 혼합한 혼합물을 용융온도 114℃ 이상, 열분해 온도인 255℃ 미만의 온도로 하고 압출기의 온도는 150 ~ 180℃ 범위로 압출하고 티트리 추출물을 혼합하여 배치를 제조하는 제 2 공정;
옥수수 섬유사 75 ~ 90 중량%과 배치 10 ~ 25 중량%을 혼합한 혼합물을 용융온도 151℃ 이상으로 하고 255℃ 미만의 온도에서 압출하여 생분해성 섬유 재료를 제조한 후 건조하는 제 3 공정;
상기 건조된 생분해성 섬유 재료를 고온 열풍 조사하여 열처리하고 압출 방사하여 미연신 원사를 연신하는 제 4 공정;
상기 압출 방사된 미연신 원사를 연신 단계를 거친 후, 연신된 원사를 90 ~ 100℃의 온도 범위로 유지하여 섬유 결정화하는 제 5 공정;
결정화된 섬유에 필라멘트 권축을 위해 크래핑 절차를 진행하는 제 6 공정;
크래핑 단계를 통해 권축된 필라멘트에 친수성 방사유제 에멀젼이 함유된 액상수지를 표면에 부착시키고 열 고정하는 제 7 공정; 및
열 고정단계에 의해 구비된 섬유를 소정의 길이만큼 절단하여 마스크 형태로 성형하여 내피에 겔 타입의 마스크 필터를 안착하거나, 마스크 표면에 겔 상태의 조성물를 도포하여 마스크를 제작하는 제 8 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PBS 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210077587A KR20220168047A (ko) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Pbs 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210077587A KR20220168047A (ko) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Pbs 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법 |
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| KR1020210077587A KR20220168047A (ko) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Pbs 및 옥수수 섬유사가 함유된 생분해성 섬유와 티트리 추출물이 함유된 생분해성 마스크 및 그 제조방법 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070045128A (ko) | 2005-10-26 | 2007-05-02 | 비이더만 모테크 게엠베하 | 단일 조각의 스위벨 조인트를 구비한 임플란트 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20070045128A (ko) | 2005-10-26 | 2007-05-02 | 비이더만 모테크 게엠베하 | 단일 조각의 스위벨 조인트를 구비한 임플란트 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. 1회용 기능성 마스크(FUNCTIONAL MASK)(실용신안출원번호 제20-2012-0001074호) |
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