KR20240038964A

KR20240038964A - 항균성 또는 항바이러스성 시트

Info

Publication number: KR20240038964A
Application number: KR1020247002406A
Authority: KR
Inventors: 다다시 후지모토
Original assignee: 다다시 후지모토
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2024-03-26
Also published as: JPWO2023007874A1; CN117716085A; JP7149678B1

Abstract

회반죽 입자 (shikkui particles) 및 알칼리 지시약이 담지된 섬유 시트로부터 성형되어 있는 항균성 또는 항바이러스성 시트

Description

항균성 또는 항바이러스성 시트

본 발명은 항균성 또는 항바이러스성의 지속성이 우수하고, 장시간의 마스크 착용에 의한 피부 트러블을 방지 가능한 항균성 또는 항바이러스성 시트에 관한 것이다.

최근, SARS, 신형 코로나 감염증, 인플루엔자 등의 호흡기 감염증의 예방을 위해서 마스크의 착용이 요구되고 있다. 일상 생활에서 마스크 착용이 필수가 되는 장면이 증가한 영향으로, 얼굴의 피부 거?s이나 여드름 등의 피부 트러블이 자주 발생하고 있다.

이것은, 마스크의 장시간의 착용이나 재이용에 의해, 마스크 내측에 부착된 호기나 비말 유래의 박테리아 (세균) 가, 입 주변에서의 마스크와 피부의 찰상이나 피부의 건조에 의한 손상 지점으로 침입하거나, 혹은 모공으로부터의 배출물이 마스크 착용에 의해 제한되기 때문에, 모공 출구에서 박테리아가 증식되기 때문에 야기되는 문제이다.

특허문헌 1 에는, 돌로마이트를 소성한 후, 부분 수화됨으로써 얻어지는 마그네슘 및 칼슘의 수산화물에 의해 마스크를 처리하여 항바이러스성을 부여하는 것이 기재되어 있다. 이 항바이러스성은, 하이드록시 라디칼에 의한 항산화 작용에 의한 것이다.

그러나, 마스크 내측의 항균성 (antibacterial) 이나 항바이러스성의 지속성에 대해서는 전혀 검토되어 있지 않았다. 마스크 장착 상태에서 기침이나 재채기 등을 하면, 호기나 비말은 마스크 내부에 체류되지만, 마스크는, 통상, 8 시간 정도의 사용에 제공되는 것인 것을 생각하면, 시간 경과에 의해 알칼리 활성의 저하가 염려되어, 박테리아 등에 의한 마스크 오염에 의해 피부 거?s이 진행되어 버린다. 또, 시간 경과에 의해 알칼리 활성을 잃고 있어도, 활성을 육안으로 확인하는 것이 불가능하기 때문에, 알칼리 활성이 실활된 마스크의 사용을 계속해 버릴 가능성이 있다. 또, 이 경우에는 마스크로 다 덮을 수 없는 얼굴과의 간극으로부터 공기의 유입과 함께 마스크의 내부 공간에 침입한 바이러스가 잔존해 버린다. 또한, 전염병 등에 이환된 환자가 마스크를 사용한 경우, 환자의 숨이나 비말에 부착된 바이러스는 마스크의 내부 공간에 잔존한 채로 되어 버린다.

나아가서는, 돌로마이트와 같은 광물을 분쇄하여 얻어지는 입자에는, 수산화칼슘이 포함되어 있지만, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같은 돌로마이트 입자를 담지시킨 섬유 시트는, 초기는 강한 알칼리 활성을 나타내지만, 경시와 함께 급격하게 알칼리 활성이 저하되고, 예를 들어 8 시간 사용에서는, 충분한 알칼리 활성을 나타내지 않는다. 이것은, 돌로마이트 입자경이 지나치게 작아, 소석회로서의 담지량도 충분해지지 않게 되는 것 등이 원인으로 생각된다.

또, 컨슈머 (일반 소비자) 용 마스크는, 일상 생활 중에서, 동일한 마스크를 사용 중에 평균 8 회 정도 탈착된다고 일컬어지고 있다. 이와 같이 탈착 횟수가 많으면. 마스크 내부의 호기 유래의 수분이 건조되어, 돌로마이트가 갖는 알칼리 활성의 중화반응이 진행되어, 알칼리 활성이 실활되는 방향으로 반응이 진행된다. 또한, 동계의 옥외에서는 고온 다습한 마스크 내측과 저온의 외기의 온도차에 의해 내부 결로가 발생하여, 다량의 수분 부착과 탈착에 따른 건조에 노출된다. 즉, 컨슈머용 마스크는, 공조된 병실 내에서의 연속 사용을 전제로 하는 의료용 마스크에 비해, 고도의 알칼리 지속 성능을 필요로 하는 것이지만, 특허문헌 1 에서는 이와 같은 탈착 횟수에서 기인하는 알칼리 활성의 저하에 대해서도 검토되어 있지 않았다.

특허문헌 2 에는, 알칼리성 과립 물질 혹은 다공성 성형체로 구성되고 알칼리 지시약을 함침시킨 시트를 마스크의 외측에 장착한 공기 정화 마스크가 개시되어 있다. 이 공기 정화 마스크에 있어서는, 그 시트를 알칼리 수용액 중에 침지시키거나, 또는 분사함으로써 공기 정화 마스크의 기능을 유지할 수 있다고 기재되어 있다.

그러나, 사용하는 알칼리는 수용액의 상태이기 때문에, 입자상의 알칼리성 고형분을 포함하지 않는 한, 침지 후의 건조의 과정에서 알칼리 성분은 실활된다. 또, 알칼리성 물질을 수지로 성형하는 경우에는, 알칼리성 물질이 수지 내부에 혼련되어 버려, 알칼리성 물질과 외기의 접촉 면적이 적어지므로, 공기 정화를 효율적으로 실시하는 것이 어렵다. 또한, 시트 전체를 함침시키기 위해서 다량의 지시약이 필요하게 된다. 또한, 마스크와 조합하여 사용하는 경우, 그 시트는 마스크의 외측에 설치되므로, 호기나 비말은 마스크 내부에 체류하여 박테리아 오염이 진행되기 쉽고, 또, 마스크의 내부 공간에 침입한 바이러스나, 전염병 등에 이환된 환자의 숨이나 비말과 함께 배출되는 바이러스도 마스크의 내부 공간에 잔존할 가능성이 있어, 마스크 오염에 대한 효과는 한정적이다.

또한 특허문헌 2 에 있어서는, 특허문헌 1 과 동일하게 돌로마이트를 사용하고 있어, 탈착 횟수에서 기인하는 알칼리 활성의 저하에 대한 문제가 있다고 생각된다.

비특허문헌 1 에는, 알칼리 수용액의 pH 를 변화시켰을 때의 살균 효과가 기재되어 있다. 여러 종류의 치주 병원 생세균을 배양한 배지에 강알칼리 전해 물 (AAW) 을 적하하여 생균수를 측정한 결과, AAW 의 원액 (pH 12.0) 을 사용한 경우에서는 1 분 전후에서 약 반수 이하의 생균수까지 현저하게 감소시키는 강력한 살균 효과를 나타내고, AAW 의 50 ％ 희석 수용액 (pH 11.4) 에서도 원액의 살균 효과와 동일한 정도 혹은 약간의 저하였던 것이 판명되었다. 이에 대해, AAW 의 25 ％ 희석 수용액 (pH 11.1) 에서는 거의 살균 효과를 나타내지 않았다.

일본 특허 제4621590호 일본 공개특허공보 2010-274022

강알칼리 전해수의 살균 효과에 대해, 오기와라 카즈타카 외, 치과 약물 요법, 일본, Vol.15, No.3 (1996)

따라서, 본 발명의 목적은, 항균성 또는 항바이러스성의 지속성이 우수함과 함께, 항균성 또는 항바이러스성의 활성을 육안으로 확인 가능한 항균성 또는 항바이러스성 시트를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 회반죽 입자 (shikkui particles) 및 알칼리 지시약이 담지된 시트로 형성되어 있는 항균성 또는 항바이러스성 시트가 제공된다.

본 발명에 있어서는,

(1) 상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 부피 밀도 (D₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 부피 밀도 (D₂) 의 비 (D₁/D₂) 가 1.0 보다 작다

(2) 상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 채도 (S₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 채도 (S₂) 의 비 (S₁/S₂) 가 1.0 보다 크다

(3) 상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면이 메시체로 덮여 있다

(4) 상기 알칼리 지시약이 티몰프탈레인인

것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 코 및 입을 덮도록 사용되는, 상기 항균성 또는 항바이러스성 시트를 포함하는 마스크가 제공된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 부피 밀도 (D₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 부피 밀도 (D₂) 의 비 (D₁/D₂) 가 1.0 보다 작고,

상기 섬유 시트의 적어도 상기 부피 밀도 (D₁) 를 갖는 면이 코 및 입을 덮는 측과 반대측에 배치되어 있는 마스크의 사용 방법이 제공된다.

본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 회반죽 입자 및 알칼리 지시약이 담지된 섬유 시트를 구비하고 있고, 이 섬유 시트에 담지되어 있는 회반죽 입자가 나타내는 알칼리성에 의해 8 시간 정도의 지속성을 갖는 항균성 또는 항바이러스성이 발현되어 있다. 예를 들어, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트를, 코 및 입을 덮도록 장착하는 마스크의 양태로서 사용하는 경우에는, 호기 등에 포함되는 박테리아를 사멸시켜, 증식을 억제함으로써 마스크 내부의 오염을 방지할 수 있다. 이로써, 피부 트러블이나, 구취의 억제 효과가 발휘된다.

또, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 있어서는, 회반죽 입자와 함께 알칼리 지시약이 담지된 섬유 시트를 사용함으로써, 항균성 또는 항바이러스성의 실활을 판정할 수 있다. 즉, 알칼리 지시약에 의해, 알칼리에 의한 변색이 발생하고 있는 경우에는, 항균성 또는 항바이러스성이 발현되어 있는 상태에 있지만, 그 변색이 사라져 버리면, 알칼리성이 소실되어, 항균성 또는 항바이러스성이 실활되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 세균에 대한 항균성은 물론, 바이러스에 대해서도 항바이러스성을 갖고, 당해 시트와 바이러스가 접촉한 경우에는, 불활화시킬 수 있다. 예를 들어 섬유 시트를 포함하는 마스크를 장착했을 때, 그 마스크로 다 덮을 수 없는 얼굴과의 간극이 생겨 버려, 숨을 들이쉴 때에 이 간극으로부터 공기의 유입과 함께 마스크의 내부 공간에 침입한 섬유 시트에 접촉한 경우에는 바이러스를 불활화시키는 것이 가능하다. 또, 전염병 등에 이환된 환자의 숨이나 비말과 함께 배출되는 바이러스에 대해서도, 섬유 시트와 바이러스가 접촉한 경우에는 상기와 동일하게 불활화 효과를 갖기 때문에, 전염 예방의 관점에서도 유효하다.

또 말하자면, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 얼굴에 직접 장착되는 부직포 커버 (이른바 서지컬 마스크나 3 단 접이의 KF94 마스크 등) 와는 별개 독립적으로 제조할 수도 있고, 그 경우에는, 부직포 커버의 구조 규격이나 제조 라인과는 완전히 별개로 제조되어, 부직포 커버의 성능이나 비용에 완전히 영향을 미치지 않는다는 큰 이점이 있다.

도 1 은, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트의 개략도.
도 2 는, 회반죽 입자에 의해 발휘되는 항균성의 원리를 설명하는 도면.
도 3 은, 도 1 의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 있어서, 편측에만 저부피 밀도의 고발색 영역을 갖는 경우의 X-X 에 있어서의 단면도.
도 4 는, 도 1 의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 있어서, 양측에 저부피 밀도의 고발색 영역을 갖는 경우의 X-X 에 있어서의 단면도.
도 5 는, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 대해, 메시체, 이너 프레임 및 부직포 커버와 아울러 사용한 마스크의 단면도.
도 6 은, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 대해, 메시체 및 부직포 커버와 아울러 사용한 마스크의 단면도.
도 7 은, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 대해, 메시체와 아울러 사용한 마스크의 단면도.
도 8 은, 도 5 또는 도 6 에 있어서의 마스크의 호기의 유통 경로의 단면 모식도.
도 9 는, 항균성 또는 항바이러스성 시트의 깊이 위치와 부피 밀도의 상관 도.
도 10 은, 항균성 또는 항바이러스성 시트의 깊이 위치와 채도의 상관도.
도 11 은, 건조 방법이 상이한 항균성 또는 항바이러스성 시트의 표면 비교 화상.
도 12 는, 흡습 건조 시험 8 회 실시 후에 있어서의 부피 밀도비 및 알칼리 활성값.
도 13 은, 흡습 건조 시험 실시 횟수와 알칼리 활성값의 상관도.
도 14 는, 결로 시험의 반복 횟수와 α 면 채도의 상관도.
도 15 는, 알칼리 활성값과 α 면 채도의 상관도.

<항균성 또는 항바이러스성 시트>

섬유 시트 (1) 로는, 부직포, 직포 모두 사용할 수 있지만, 필터 효과를 확보하기 위한 개구의 크기를 제한하거나, 또한 호흡 혹은 회반죽 입자 (9) 의 성능 발휘를 위한 통기성 등의 관점에서 부직포가 바람직하다.

부직포는, 열가소성 수지제의 섬유를 사용하여 그 자체 공지된 방법으로 얻어지는 것이면 되지만, 위생적 견지에서, 접착제를 사용하지 않고 얻어지는 서멀 본드 부직포, 스펀 본드 부직포, 나노 파이버 부직포, 스펀레이스 부직포 등이 사용되지만, 회반죽 처리에 의해 섬유 표면에 회반죽 입자 (9) 를 부착시킬 수 있고, 회반죽을 담지시켜 얻어진 섬유 시트는 일정한 통기 저항을 갖고, 알칼리 활성을 유지하기 쉽다는 점에서 스펀 본드 부직포가 바람직하다. 이 통기 저항의 존재는, 후술하는 메시체 (40) 를 포함하는 마스크로서 사용하는 경우에, 결로를 방지하기 위한 분산 기류의 형성에도 기여한다.

또, 섬유 시트 (1) 를 형성하는 열가소성 수지의 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 5-메틸-1-헵텐 등의 α-올레핀의 단독 중합체 또한 공중합체인 올레핀계 수지 ; 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 염화비닐-염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐-올레핀 공중합체 등의 염화비닐계 수지 ; 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 등의 불소계 수지 ; 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드 수지 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 내알칼리성이라는 점에서 올레핀계 수지 섬유 (특히, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유) 가 바람직하고, 강도나 내구성을 고려하면, 폴리프로필렌제 섬유로 형성된 부직포가 바람직하다.

또, 코튼 등의 친수성 섬유는 폐기시의 환경에 미치는 부하 경감에 있어서 바람직하다.

또, 섬유 직경, 섬유의 겉보기 중량 등은, 이 섬유 시트의 용도나 사용 형태 등에 따라 설정되면 된다. 섬유 시트의 두께는, 그 사용 형태에 따라 적절한 범위에 있으면 되지만, 바람직하게는 150 ∼ 600 ㎛, 보다 바람직하게는 210 ∼ 500 ㎛ 이다. 섬유 시트의 두께가 150 ㎛ 보다 작으면, 장시간의 알칼리 활성의 유지에 충분한 회반죽 입자 (9) 의 양을 담지할 수 없다. 한편으로, 섬유 시트 (1) 의 두께가 600 ㎛ 보다 크면 취급성이 좋지 않고, 또 회반죽 슬러리 담지 후의 건조가 장시간에 걸쳐 버린다.

도 1 을 참조하여, 본 발명의 섬유 시트 (1) 는, 섬유 시트 단체의 상태여도 되고, 직접 귀에 걸기 위해, 또는 후술하는 이너 프레임 (50) 에 고정시키기 위한 스트립 (3, 3) 이 열융착 등에 의해 형성되어 있어도 된다. 스트립 (3, 3) 의 길이는 용도에 따른 길이로 형성되어 있으면 된다.

본 발명에 있어서, 섬유 시트 (1) 의 크기는, 호기 (들이쉬는 숨 및 내쉬는 숨) 가 통과하는 부분을 막을 정도의 크기를 가지고 있으면, 그 형상 (도 1 에서는 직사각형으로 되어 있다) 은 제한되지 않는다. 섬유 시트 (1) 는, 안면에 장착했을 때에 코 및 입에 피트시키기 위해, 플리츠를 가지고 있어도 된다.

본 발명에 있어서, 상기와 같이 사용되는 섬유 시트 (1) 에는, 회반죽 입자 (9) 가 담지된다. 회반죽 입자 (9) 는, 소석회 분말이 물에 분산된 슬러리 (혼련물) 의 형태로 섬유 시트 (1) 에 함침되어, 섬유 시트 (1) 에 담지되지만, 소석회가 공기 중의 탄산 가스와 반응하여 탄산칼슘이 되기 때문에, 섬유 시트 (1) 에는, 소석회 (수산화칼슘) 와 탄산칼슘이 존재한다. 즉, 소석회가 나타내는 알칼리성이 항균성 또는 항바이러스성을 나타내고, 소석회 입자의 표면으로부터 탄산화가 진행되어 탄산칼슘이 생성되어 가고, 소석회가 모두 탄산칼슘으로 전환되었을 때, 알칼리성이 소실되어, 항균성 또는 항바이러스성이 실활되게 된다.

상기의 원리를 도 2 에 의해 설명한다.

도 2 에 있어서, 코 및 입을 덮도록 고정된 섬유 시트 (1) 에 회반죽 입자 (9) 가 시트 전체에 담지되어 있다. 도 2(A) 는, 숨을 들이쉴 때의 상태를 나타내고, 도 2(B) 는, 숨을 내쉴 때의 상태를 나타낸 것이다.

도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 숨을 들이쉬었을 때, 회반죽 중에 존재하는 수분의 일부가 외측 공기의 유입에 의해 증발되기 때문에, 수분에 용해되어 있는 호기 유래의 CO₂ 농도가 상승하여 탄산화가 진행되게 된다.

이 때의 반응은, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 하기 식으로 나타낸다.

그리고, 숨을 내쉴 때에는, 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 호기 중에 포함되는 박테리아 (7) 가 시트 내면에 부착된다. 호기 중의 CO₂ 와 함께, 시트의 수분이 시트 (1) 의 내측에 침투한다. 이 수분이 회반죽 입자 (9) 에 부착됨으로써 알칼리 활성이 증가하기 때문에, 섬유 시트 (1) 의 내측에 부착된 박테리아 (7) 를 공격하여, 박테리아 (7) 를 사멸시키게 된다.

또, 예를 들어 섬유 시트 (1) 를 포함하는 마스크를 장착했을 때에는, 부직포 커버를 사용했다고 해도, 마스크로 다 덮을 수 없는 얼굴과의 간극이 발생해 버린다. 이 경우, 숨을 들이쉴 때에 부직포 커버를 투과하지 않고, 당해 간극으로부터 공기의 유입과 함께 마스크의 내부 공간에 바이러스 (도시되지 않음) 가 침입해 버릴 우려가 있다. 혹은, 전염병 등의 환자로부터 호기와 함께 바이러스가 배출되어, 마스크 내부에 잔존해 버린다. 이와 같은 경우에 있어서도, 이들 바이러스가 섬유 시트 (1) 에 부착된 경우에는, 상기의 원리와 동일하게 바이러스를 공격하여, 사멸시키는 것이 가능하다.

또, 컨슈머용 마스크에 있어서는 탈착 횟수가 많다. 그 때문에, 탈착시마다 섬유 시트 (1) 의 수분이 건조되어 증발해 버려, 중성화가 진행되기 쉽다. 그러나, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트에 있어서는, 후술하는 실험예에서 나타내는 바와 같이, 복수회의 탈착을 상정한 흡습 건조 시험에 있어서, 8 회 반복한 후에도 충분한 알칼리 활성이 지속되어 있는 것이 확인되고 있다.

상기의 섬유 시트 (1) 에는, 알칼리 활성을 가시화하기 위해서, 알칼리 지시약이 내첨되어 있다. 예를 들어, 회반죽 입자 (9) 가 담지된 섬유 시트 (1) 에서는, 당해 알칼리 지시약에 특유의 색을 나타내고, 알칼리성을 나타내는 것이 확인되고 있다. 예를 들어, 티몰프탈레인 용액에 있어서는, 청색을 나타낸다. 이로써, 회반죽 입자 (9) 의 알칼리 활성이 실활된 경우에도, 시트의 백화에 의해 육안으로 실활을 확인할 수 있기 때문에, 섬유 시트 (1) 의 교환을 신속하게 실시할 수 있어, 박테리아 (7) 에 의한 마스크 오염을 억제하는 것이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트의 제조 방법을 설명한다.

섬유 시트 (1) 에 회반죽 입자 (9) 를 담지하기 위해서는, 소석회 입자를 물에 분산시킨 분산액 (회반죽 슬러리) 을 사용하여, 딥핑 등에 의해 섬유 시트 (1) 에 그 분산액을 함침하고, 건조시킴으로써 실시된다. 이러한 분산액에서의 회반죽 입자 (9) 의 고형분 농도 (소석회와 탄산칼슘의 합계의 고형분) 는, 일반적으로, 5 ∼ 60 질량％, 특히 8 ∼ 20 질량％ 정도이면 된다.

회반죽 입자 (9) 의 담지에 사용하는 회반죽 슬러리에는, 회반죽 입자 (9) 의 섬유 시트 (1) 로부터의 탈락을 방지하기 위해서, 바인더로서 폴리머 에멀션이 분산되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 폴리머 에멀션으로는, 아크릴 수지, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄, 스티렌/부타디엔 고무 등의 중합체의 수성 에멀션을 들 수 있다.

회반죽 슬러리의 조제에 사용하는 소석회 입자의 D50 입자경은, 레이저 회절법으로 측정한 추출 입자경 D50 이, 2 ∼ 40 ㎛, 특히 3 ∼ 20 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 평균 입자경의 범위이면, 코 및 입 부근에 고정시켜 사용할 때에 함수율을 높게 유지할 수 있고, 예를 들어, 8 시간 정도이면 항균성 또는 항바이러스성을 발휘시키기에 충분한 알칼리 활성을 발휘시킬 수 있다. 이 입경이 과도하게 작으면, 탄산화가 급격하게 진행되어 버려, 알칼리 활성이 단시간에 실활되어 버릴 우려가 있다. 또, 과도하게 입경이 큰 경우에도 알칼리 활성이 저하되는 경향이 있다.

또, 이와 같이 회반죽 입자 (9) 를 사용하고 있으므로, 알칼리 수용액만으로 시트를 함침시키는 경우에 비해, 알칼리 활성을 장시간 지속하는 것이 가능하다.

섬유 시트 (1) 의 회반죽 입자 (9) 의 담지량 (수산화칼슘과 탄산칼슘의 고형분 합계량) 은, 1.5 ∼ 5.0 mg/㎠, 특히 2.2 ∼ 4.2 mg/㎠ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 양이 지나치게 많으면, 섬유 시트 (1) 의 통기성을 저해할 우려가 있고, 적으면 당연히, 항균성 또는 항바이러스성을 발휘시키는 알칼리 활성이 낮아져 버린다. 또, 알칼리 활성에 의한 항균성 또는 항바이러스성의 지속 시간도 짧아져 버린다.

섬유 시트 (1) 의 회반죽 입자 (9) 의 담지량은, 질량 W₀, 면적 A₀ 의 부직포에 회반죽 슬러리를 함침시키고, 건조시켜 얻어진 섬유 시트의 질량 W₁ 을 사용하여, 하기 식으로부터 산출된다. 또한, 회반죽 슬러리 중의 고형분 전체에 대한 회반죽 입자 (9) 의 비율을 R₁ 로 한다.

또한, 상기의 회반죽 슬러리에는, 알칼리 활성을 가시화하기 위해서, 알칼리 지시약이 배합되어 있다. 이로써, 앞에서도 서술한 바와 같이, 회반죽 입자 (9) 의 알칼리 활성이 실활된 경우에도, 백화에 의해 육안으로 실활을 확인할 수 있기 때문에, 섬유 시트 (1) 의 교환을 신속하게 실시할 수 있어, 박테리아 (7) 에 의한 마스크 내부의 오염을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 침지시킴으로써 분산액은 섬유 시트 (1) 중에 침투해 가기 때문에, 섬유 시트 (1) 의 전체가 지시약에 의해 발색된다. 수용액의 침투에 수반하여, 회반죽 입자 (9) 도 시트 전체에 분산된다.

이 알칼리 지시약으로는, 티몰프탈레인 용액, 페놀프탈레인 용액, 브로모티몰 블루 용액, 브로모크레졸 그린-메틸 레드 용액, 메틸 레드-메틸렌 블루 용액, 뉴트럴 레드-브로모티몰 블루 용액 등의 공지된 지시약을 사용할 수 있다. 눈이 편안하고 청결감을 주는 청색인 점이나, 고온의 열풍 건조에서도 안정적인 점에서, 티몰프탈레인 용액을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 이와 같은 알칼리 지시약을 사용할 때에는, 이 알칼리 지시약을 알코올 용매 등에 용해시킨 용액을, 상기의 회반죽 슬러리에 혼합하는 것이 바람직하다.

알칼리 지시약의 사용량은, 회반죽 입자 (9) 와 함께 섬유 시트에 담지되었을 때, 섬유 시트 (1) 가 지시약 특유의 색으로 착색되어 있는 것이 명확하게 시인될 정도의 양이면 된다.

회반죽 입자 (9) 의 담지 후의 건조는, 드라이어 등의 열풍을 직접 쐼으로써 실시한다. 열풍은, 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 표면에 수직으로 쐬는 것이 바람직하다. 열풍의 온도는 수분을 증발시키는 관점에서, 60 ∼ 130 ℃ 가 바람직하고, 90 ∼ 120 ℃ 가 보다 바람직하다. 열풍의 평균 풍속은 12 ∼ 25 m/s 가 바람직하고, 13 ∼ 20 m/s 가 보다 바람직하다. 건조 시간은, 1 ∼ 7 분이 바람직하고, 2 ∼ 5 분이 보다 바람직하다.

상기의 열풍에 의한 건조는, 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 일방의 면에만, 또는 양면에 동시에 열풍을 쐼으로써 실시한다.

일방의 면에만 열풍을 쐬어 건조를 실시하는 경우에는, 도 3 에 나타내는 바와 같은, 당해 면에 고발색 영역 (20) 이 형성된 섬유 시트 (1) 가 얻어진다. 이 고발색 영역 (20) 이 형성되는 프로세스에 대해 설명한다.

회반죽 처리 섬유 시트 (1) 에 열풍을 쐬면, 열풍이 닿고 있는 측의 면에서부터 온도가 높아지기 때문에, 그 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 중의 수분은, 당해 면으로부터 증발이 진행된다. 또한, 회반죽 처리 섬유 시트 중의 수분의 이동에 수반하여, 지시약이 함유 (含油) 하는 발색 성분이나 분산 용매도 열풍이 닿고 있는 측의 면으로 이동한다. 그러나, 분산 용매나 발색 성분은 비점이 높아 증발되기 어렵기 때문에, 열풍을 쐰 측의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 표층에 잔존한다. 결과적으로, 도 3 에 나타내는 바와 같은 고발색 영역 (20) 이 형성되게 된다. 또 동시에 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 열풍이 닿는 면의 표층 이외의 영역은 발색 성분이 미량이 되기 때문에, 당해 영역에 저발색 영역 (22) 이 형성된다.

또, 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 양면에 동시에 열풍을 쐬어 건조를 실시하는 경우에는, 도 4 에 나타내는 바와 같은, 양면에 고발색 영역 (20) 이 형성된 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 가 얻어진다. 이 고발색 영역 (20) 이 형성되는 프로세스는 상기와 동일하다. 그리고, 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 양측에 고발색 영역 (20) 이 형성되고, 중앙 부분에 저발색 영역 (22) 이 형성된다.

또한, 도 3, 도 4 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 발색 영역에 있어서의 지시약의 발색은 열풍을 쐰 측의 면에 가까울수록 진하고, 저발색 영역에 가까워짐에 따라 서서히 색이 연해지는 그라데이션상으로 되어 있다.

또, 회반죽 입자 (9) 는 일정한 크기 및 질량을 가지고 있고, 또 섬유 시트 (1) 에 담지되어 있으므로, 열풍 건조시에도 수분의 증발에 의한 이동에 부수하여 이동하지 않고, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) (건조 처리 섬유 시트 (1) 라고도 한다) 전체에 분산된 상태인 채로 유지된다.

상기의 고발색 영역 (20) 은, 분산 용매나 지시약 유래의 발색 성분이 응축되어, 당해 성분에서 유래하는 수지 비율이 많은 다공질상과 같은 영역으로 되어 있으므로, 저발색 영역 (22) 과 비교하여 부피 밀도가 낮아져 있다. 이것은, 후술하는 실험예에 나타내는 바와 같이, 고발색 영역 (20) 의 부피 밀도 및 그 고발색 영역 (20) 을 특정한 깊이 절삭함으로써 얻어진 저발색 영역 (22) (섬유 시트 (1) 의 중앙 부분) 의 단면의 부피 밀도의 측정 결과를 비교함으로써 확인되고 있다.

건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 적어도 일방의 면에서 측정한 부피 밀도 (D₁) 는, 0.03 ∼ 0.3 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.05 ∼ 0.15 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하다. 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 부피 밀도 (D₂) 는, 0.17 ∼ 0.7 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 0.6 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하다.

이 2 개의 부피 밀도의 비 (D₁/D₂) 는 1.0 보다 작다. 또한, 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 회반죽 입자 (9) 의 탈락 방지의 관점 및 알칼리 활성을 충분히 발휘하는 관점에서, 0.1 ∼ 0.7 인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 0.5 인 것이 보다 바람직하다. 이 부피 밀도비의 임계 영역은, 후술하는 실험예에서도 확인하고 있다. 또, 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 양측에 고발색 영역 (20) 이 형성되어 있는 경우에는, 각각의 표면 및 단면에서 측정한 값이, 모두 전술한 부피 밀도 및 부피 밀도비를 만족한다.

상기의 절삭 깊이 55 ± 5 ㎛ 는, 섬유 시트 (1) 의 표면으로부터 절삭구 등에 의해 절삭하여 저발색 영역 (22) 에 도달하는 데에 기준이 되는 깊이 (및 절삭시의 오차) 이다. 섬유 시트 (1) 의 표면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 절삭함으로써, 섬유 시트 (1) 를 본 발명에서 규정하는 바람직한 범위 내에서 다른 두께로 변경한 경우에, 어느 두께에 있어서도 저발색 영역 (22) 에 도달할 수 있다.

고발색 영역 (20) 이 갖는 강한 발색은, 회반죽 입자 (9) 에 의한 알칼리 활성에서 기인하는 지시약의 발색에 의한 것이지만, 이 알칼리 활성은 pH 를 측정함으로써 측정된다. 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 를 증류수에 침지시키고, 이 증류수의 pH 를 pH 미터에 의해 측정하면, pH 가 알칼리측으로 시프트하는 것이 확인되고 있다. 또한, 실험예에 있어서의 알칼리 활성의 평가에 있어서는, pH 미터에 의한 실측값으로부터 7 을 뺀 값을 알칼리 활성값으로 하여, 평가 실험을 실시하고 있다.

상기 pH 값은, 알칼리 지시약이 나타내는 색 (채도) 에 상관하고 있다. 예를 들어, L*a*b* 색 공간에 있어서, 상기의 pH 가 클수록, 섬유 시트 (1) 가 나타내는 알칼리 지시약의 색의 채도 (C*) 가 큰 값을 나타낸다.

고발색 영역 (20) 에 있어서의 채도는, 고발색 영역 (20) 에 지시약 유래의 발색 성분이 응축되어 있기 때문에, 저발색 영역 (22) 의 채도에 비해 높아져 있다. 이것은, 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 고발색 영역 (20) 의 채도 및 그 고발색 영역 (20) 을 특정한 깊이 절삭함으로써 얻어진 저발색 영역 (22) (섬유 시트 중앙 부분) 의 단면의 채도의 측정 결과를 비교함으로써 확인되고 있다.

건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 적어도 일방의 면에서 측정한 채도 (S₁) 는 20 ∼ 40 인 것이 바람직하고, 25 ∼ 35 인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 채도 (S₂) 는 7 ∼ 25 인 것이 바람직하고, 9 ∼ 15 인 것이 보다 바람직하다.

이 2 개의 채도의 비 (S₁/S₂) 는, 1.0 보다 크다. 또한, 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 회반죽 입자 (9) 의 탈락 방지의 관점 및 알칼리 활성을 충분히 발휘하는 관점에서, 1.2 ∼ 2.8 인 것이 바람직하고, 1.8 ∼ 2.6 인 것이 보다 바람직하다. 또, 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 의 양측에 고발색 영역 (20) 이 형성되어 있는 경우에는, 각각의 표면 및 단면에서 측정한 값이, 모두 전술한 채도 및 채도비를 만족한다.

또한, 이 고발색 영역 (20) 에 있어서는, 알칼리 지시약 유래의 발색 성분이 응축되어 있기 때문에, 제조시에 사용하는 알칼리 지시약이 소량이어도, 알칼리성의 실활에 의한 육안으로의 색의 변화를 확실하게 인식하는 것이 가능해진다.

저발색 영역 (22) 에 있어서는, 열풍에 의한 건조로 회반죽 입자 (9) 가 담지된 섬유 직경이 증대되는 것이 확인되고 있다. 이것은, 건조의 과정에서 회반죽 입자 (9) 의 응집 및 그에 따른 섬유의 수속에 의한 것이며, 열풍에 의한 급속한 물 및 일부 분산 용매나 지시약 유래의 유기물의 이동에 수반하여, 저발색 영역 (22) 에 있어서의 회반죽 입자 (9) 의 계면 장력이 증가하기 때문이다. 즉, 회반죽 입자 (9) 가 담지된 섬유의 중성화는, 동 섬유 1 가닥 1 가닥의 표면으로부터 중심으로 서서히 진행되므로, 열풍에 의한 섬유 직경의 증대가 알칼리 활성 유지에 기여했다고 생각된다.

또한, 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 에 있어서는, 자연 건조나 풍속을 수반하지 않는 가열 건조에 의한 경우에 비해, 열풍에 의한 급속한 건조로, 회반죽 입자 (9) 의 대부분이 섬유와 강고하게 일체화되고, 또 분산 용매나 지시약 유래의 물질이 회반죽 입자 (9) 와 함께 섬유 상에 고착되어 있기 때문에, 스침에 의한 회반죽 입자 (9) 의 탈락에 대해 강인하다. 즉, 예를 들어 건조 후의 회반죽 처리 섬유 시트 (1) 를 마스크의 형태로 코 및 입을 덮도록 장착한 경우에, 회반죽 입자 (9) 의 탈락에 의한 피부와의 접촉이나 호흡기계로의 침입 리스크가 적다.

본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 적어도 일방의 면을 메시체 (40) 로 덮어 취급하는 것이 바람직하다. 메시체가 일정한 두께를 갖고, 그 시트의 취급시에 담지된 회반죽이 피부에 직접 접촉하는 것이 방지되기 때문에, 안전하게 취급할 수 있다. 사용하는 메시체 (40) 의 바람직한 구성 요건에 대해서는 후술한다.

<마스크>

본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 그 위에서부터 코 및 입을 덮도록, 마스크로서 사용되는 것이 바람직하다. 마스크로서 사용하는 경우에는, 예를 들어, 이하와 같은 형태를 들 수 있다. 또한, 본 발명은 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 섬유 시트 (1) 의 위에서부터 부직포 커버 (30) 를 겹쳐서 사용하는 양태에 대해 설명한다.

도 5 에 나타내는 마스크 (60) 의 양태에서는, 안면측으로부터, 이너 프레임 (50), 메시체 (40), 그 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1) 및 부직포 커버 (30) 의 4 피스 구조로 되어 있다. 이 양태는, 부직포 커버 (30) 의 기포 (31) 로서 입체 형상을 갖지 않는 것을 사용한 경우의 양태이다. 이 때문에, 확실하게 코 및 입을 덮고, 부직포 커버 (30) 의 중앙부에 고정시키는 관점에서, 돔 형상을 갖는 이너 프레임 (50) 을 사용하는 것이 바람직하다. 당해 이너 프레임 (50) 및 부직포 커버 (30) 사이에서, 메시체 (40) 및 그 메시체에 덮인 섬유 시트 (1) 를 사이에 두고 고정된다.

도 6 에 나타내는 마스크 (70) 의 양태에서는, 안면측으로부터, 메시체 (40), 그 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1) 및 부직포 커버 (30) 의 3 피스 구조로 되어 있다. 이 양태에서는, 부직포 커버 (30) 의 기포 (31) 가 3 단 접이 구조의 입체 형상을 갖는다. 입체 형상이 확보되어 있기 때문에, 이너 프레임 (50) 을 사용해도 되지만, 사용하지 않는 양태여도 된다. 당해 3 단 접이 구조의 부직포 커버 (30) 는, 상하 방향으로 벌렸을 때에 오목부 (39) 가 형성된다. 도 6 에서는, 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1) 는, 그 오목부 (39) 에 끼워 넣어 고정되어 있다.

다음으로, 부직포 커버를 사용하지 않는 양태를 설명한다.

도 7 에 나타내는 마스크 (80) 의 양태에서는, 안면측으로부터, 메시체 (40) 및 그 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1) 의 2 피스 구조로 되어 있다.

이 양태에서는, 섬유 시트 (1) 는 적어도 코 및 입을 덮을 수 있을 정도의 크기이고, 또한 귀에 걸기 위한 스트립 (3, 3) 을 갖는다. 알칼리 활성을 갖는 회반죽이 직접 안면에 닿지 않게 하기 위해, 일정한 공극을 갖는 메시체 (40) 가 적어도 섬유 시트 (1) 와 안면 사이에 형성되어 있는 것이 필요하다. 스트립 (3, 3) 을 귀에 걺으로써, 섬유 시트 (1) 는 코 및 입을 덮도록 고정된다. 이 때, 섬유 시트 (1) 로부터 메시체 (40) 에 안면측에 압력이 가해지지만, 메시체 (40) 는 당해 압력이 가해져도 공극이 찌부러지지 않을 정도의 강도 혹은 두께가 필요하다.

<부직포 커버>

부직포 커버 (30) 는, 코 및 입을 덮을 수 있으면 그 종류는 상관없지만, 섬유 시트 (1) 에 사용되는 여러 가지 재질을 사용할 수 있고, 단층이어도 되고, 2 층 이상의 구조여도 된다. 또, 시판되고 있는 부직포 커버를 그대로 사용할 수도 있다. 특히, 숨을 들이쉬었을 때에 바이러스를 포집할 수 있는 것이 바람직하고, PFE (미립자 여과 효율) 가 높은 재질인 것이 바람직하다.

부직포 커버 (30) 는, 코 및 입을 덮는 기포 (31) 를 가지고 있다. 기포 (31) 가, 마스크 (60) 의 부직포 커버 (30) 에 사용되고 있는 입체 형상을 갖지 않는 경우에는, 안면에 피트시키기 위해서 플리츠를 가지고 있는 것이 바람직하다. 기포 (31) 가, 마스크 (70) 의 부직포 커버 (30) 에 사용되고 있는 입체 형상을 갖는 3 단 접이 구조인 경우에는, 당해 기포 (31) 는 중앙 기포 (34) 의 위에서부터 상측 기포 (35), 하측 기포 (36） 및 스트립 (3, 3) 을 열융착하여 형성된다. 통상은 3 단 접이로 절첩된 상태로 보관되고, 사용시에는 상측 기포 (35) 및 하측 기포 (36）를 각각 상하 방향으로 벌려서 사용한다. 이 때, 당해 상측 기포 (35) 및 하측 기포 (36）와, 중앙 기포 (34) 의 융착 부분에 각각 오목부 (39) 가 형성되기 때문에, 오목부 (39) 에 메시체 (40) 및 섬유 시트 (1) 를 끼워 넣어 고정시킴으로써, 마스크 (70) 의 형태로서 사용할 수 있다. 또, 3 단 접이 구조의 부직포 커버 제조시에, 중앙 기포 (34) 와, 상측 기포 (35) 및 하측 기포 (36）사이에 메시체 (40), 섬유 시트 (1) 를 사이에 두고 직접 열융착시킴으로써, 마스크 (70) 의 구성 부재를 일체화시킬 수도 있다.

기포 (31) 에는, 귀걸이가 되는 윤상 (輪狀) 의 스트립 (33, 33) 이 장착되어 있다. 스트립 (33, 33) 은 윤상의 고무줄 외에, 귀걸이용의 개구를 갖는 평면상의 신축성 부직포를 사용할 수 있다. 또한, 귀걸이가 되는 1 쌍의 윤상 스트립 (33, 33) 은, 섬유 시트 (1) 와 동일한 소재로 형성되어 있으면 되고, 열융착 등에 의해, 기포 (31) 에 고정된다. 물론, 1 쌍의 윤상 스트립 (33, 33) 대신에, 1 개의 고무제 밴드 등을 섬유 시트 (1) 에 고정시키고, 머리의 뒤로 통과시킴으로써, 이 부직포 커버 (30) 를 섬유 시트 (1) 에 씌워 얼굴에 장착할 수도 있다.

<메시체>

섬유 시트 (1) 는, 적어도 일방의 면을 메시체 (40) 로 덮는 것이 바람직하고, 특히, 양방의 면이 덮여 있는 것이 바람직하다. 메시체 (40) 의 존재에 의해, 취급시에 직접 섬유 시트 (1) 에 접하지 않고, 또한 메시체 (40) 를 포함하는 마스크를 장착했을 때에는, 섬유 시트 (1) 와 피부의 직접 접촉을 방지할 수 있으므로, 회반죽 입자 (9) 가 갖는 알칼리에 의한 피부 거?s 등을 방지하는 것이 가능해진다. 또, 섬유 시트 (1) 의 내측에 메시체가 설치되어 있는 경우, 호기 중의 박테리아의 상당수는 통기 저항이 작은 메시체를 통과시켜 섬유 시트 (1) 에서 포집되고, 불활화됨으로써, 메시체에서의 박테리아의 번식 리스크는 억제된다.

부직포 커버 (30) 를 사용하는 경우에는, 메시체 (40) 및 당해 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1) 는, 부직포 커버 (30) 의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. 코 및 입으로부터 나오는 호기와의 접촉이 좋아져, 박테리아 (7) 의 불활화 효율이 높아지기 때문이다.

또한, 메시체 (40) 를 포함하는 마스크는, 동계 등 외기온이 낮은 사용 환경에 있어서도, 결로수의 발생을 억제하여, 알칼리 활성을 장시간 지속하는 것이 가능해진다. 이것은, 마스크에 있어서의 섬유 시트 (1) 와 부직포 커버 (30) 사이에, 메시체 (40) 의 존재에 의한 일정 범위의 공극이 형성됨으로써, 도 8 에 나타내는 바와 같이 수분을 포함하는 호기가 머무는 일 없이 흘러 분산 기류가 발생하기 때문이다. 그리고, 이와 같이 통기성이 좋아져, 마스크 내부의 결로의 발생이 억제됨으로써, 일정 지점에 머무는 수분량이 감소하여, 마스크 탈착시의 건조에 따른 중성화가 억제되어 회반죽 입자 (9) 의 알칼리 활성을 장시간 지속시키는 것이 가능해진다.

또한, 만일 메시체 (40) 및 섬유 시트 (1) 에 결로수가 발생했다고 해도, 섬유 시트 (1) 와 메시체 (40) 의 접촉 면적이 작기 때문에, 결로수를 통해서 피부와의 접촉 부분으로의 알칼리의 이행은 발생하지 않는다.

또, 섬유 시트 (1) 의 일방의 면만이 메시체 (40) 에 의해 덮여 있는 경우에는, 마스크가 부직포 커버 (30) 를 포함하는 양태에서는, 상기의 결로 억제 효과의 관점에서, 적어도 부직포 커버측 (외측) 에 메시체 (40) 가 존재하는 것이 바람직하다. 이에 대해 마스크가 부직포 커버 (30) 를 포함하지 않는 경우에는, 섬유 시트 (1) 와 피부의 직접 접촉을 방지하기 위해서, 적어도 안면측에 메시체 (40) 가 존재하는 것이 바람직하다.

섬유 시트 (1) 가 일정한 통기 저항을 가지고 있는 것도, 분산 기류의 발생에 기여하고 있다. 섬유 시트 (1) 의 통기 저항이 지나치게 낮으면, 부직포 커버 (30) 를 통과하는 시점에서 호기의 유속이 높아져, 부직포 커버의 외측으로 호기가 새어버려, 분산 기류가 형성되지 않기 때문이다.

또한, 메시체 (40) 로의 실리콘 발수제 등에 의한 소수화 처리는, 비말이나 결로수에 대한 메시체 (40) 의 함수량을 저감시키는 효과가 있어, 바람직하다.

메시체 (40) 로는, 편물이나 직물, 부직포 등을 제한 없이 사용할 수 있고, 그 재질도 한정되지 않지만, 두께의 확보나 촉감의 관점에서, 폴리에스테르 또는 나일론의 편물이 바람직하다. 메시체 (40) 는, 시트상으로 섬유 시트 (1) 에 휘감아 사용하거나, 혹은 주머니상으로 그 안에 섬유 시트 (1) 를 넣어 사용할 수 있다. 또, 메시체 (40) 의 두께는 0.5 ∼ 3.5 ㎜ 인 것이 바람직하다. 또한 메시체 (40) 는, 섬유 시트 (1) 및 부직포 커버 (30) 사이에서 공극을 형성하기 위해서, 폴리에스테르제 더블라셀 생지가 바람직하고, 형성되는 공극률이 85 ∼ 98 ％ 인 것이 바람직하다. 메시체 (40) 의 두께나 공극률이 지나치게 작으면 공극이 충분히 형성되지 않아, 섬유 시트 (1) 를 통과한 호기는 공극에 확산되지 않고, 결로가 발생하기 쉬워진다. 한편, 공극률이 지나치게 크면, 압축 강성이 부족하여, 안면과 마스크 사이에서 압축되고, 두께를 상실하여 공극이 찌부러져 버려, 호기가 확산되지 않고 결로가 발생하기 쉬워지거나, 혹은 섬유 시트 (1) 가 피부에 접촉할 우려가 있다. 또, 두께가 지나치게 큰 경우에는, 마스크의 내측 스페이스를 압박해 버린다.

<이너 프레임>

부직포 커버 (30) 로서, 이른바 서지컬 마스크 등의 입체 형상을 확보하기 어려운 것을 사용하는 경우에는, 섬유 시트 (1) (또는 메시체 (40) 에 덮인 섬유 시트 (1)) 를 고정시키기 위해, 이너 프레임 (50) 을 사용하는 것이 바람직하다. 이너 프레임 (50) 에 의해 건조 후의 섬유 시트 (1) 및 안면 사이에 공간이 생겨, 섬유 시트 (1) 와 피부의 직접 접촉을 피할 수 있기 때문에, 알칼리에 의한 피부의 손상이나, 섬유 시트 (1) 자체에 의한 안면에 대한 찰상도 방지할 수 있다. 또한, 이너 프레임 (50) 은 돔 형상을 가지고 있으므로, 코 및 입의 주위에 공간을 만들 수 있어, 호기가 분산되어, 시트 전체의 알칼리 성분이 유효하게 활용되기 때문에, 항균성 또는 항바이러스성의 효과를 장시간 지속시키는 것이 가능해진다.

이너 프레임 (50) 은, 시판되고 있는 여러 가지 이너 프레임을 사용할 수 있고, 돔 형상을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이너 프레임 (50) 의 재질은 제한되지 않지만, 폴리에틸렌 수지나 실리콘 수지 등을 사용할 수 있다. 섬유 시트 (1) 의 이너 프레임 (50) 에 대한 고정 방법은, 고정시킬 수 있는 방법이면 제한되지 않지만, 예를 들어 섬유 시트 (1) 의 스트립 (3, 3) 을, 이너 프레임 (50) 이 갖는 볼록부에 걺으로써 고정시킬 수 있다. 또, 이너 프레임 (50) 은, 개구부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 호기 중의 수분이나 박테리아 (7) 는 이 개구부를 통과하여 섬유 시트 (1) 에 도달한다. 이너 프레임 (50) 의 개구율은, 강도와 통기성의 밸런스로부터 8 ∼ 50 ％ 인 것이 바람직하다.

섬유 시트 (1) 를 포함하는 마스크를 얼굴에 장착하면, 그 섬유 시트 (1) 의 중앙부로부터 그 지시약에 의한 색이 소실 (백화) 되어 가는 것 (상기의 채도 (C*) 의 값이 저하되어 가는 것) 이 확인되고, 호기로부터 CO₂ 가 공급되어, 중성화가 진행되어 가는 것이 확인되고 있다.

섬유 시트 (1) 에 있어서, 저부피 밀도의 고발색 영역 (20) 을 갖는 면이 일방에만 형성되어 있는 경우에는, 그 고발색 영역 (20) 을 갖는 면이 코 및 입을 덮는 측과 반대측 (외면측) 이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 섬유 시트 (1) 는 코 및 입을 덮는 측의 호기가 직접 닿는 표층으로부터 알칼리가 먼저 불활화되어간다. 이 때, 고발색 영역 (20) 을 갖는 면을 코 및 입을 덮는 측에 사용하면, 섬유 시트 (1) 의 외면측에 존재하는 저발색 영역 (22) 의 알칼리 활성이 아직 충분히 사용 가능한 상태임에도 불구하고, 고발색 영역 (20) 의 색이 소실되어 버린다. 이로써, 적절한 교환 타이밍을 얻을 수 없을 우려가 있기 때문이다.

마스크의 사용 중에, 알칼리 활성이 충분히 사용 가능한지 여부 (백화 정도) 의 확인은, 마스크로부터 섬유 시트 (1) 를 메시체 (40) 에 덮인 상태에서 떼어내고, 메시체 (40) 의 위에서부터 육안으로 백화 정도를 확인함으로써 실시한다.

또, 일반적으로 착색된 섬유 제품은, 색 농도가 높을 수록 표면 반사의 영향을 받기 쉽고, 반사되기 쉬운 생지에서는 농색 표현이 균일화된다고 일컬어지고 있다. 본 발명에 있어서는, 반사율이 높은 메시체 (40) 로서 더블라셀을 사용한 경우에는, 당해 섬유 시트 (1) 의 지시약에 의한 발색의 채도가 높을수록, 메시체 (40) 의 표면 반사의 영향이 강해진다. 이로써, 발색 채도가 높은 영역에 있어서, 메시체 (40) 의 위에서 보았을 때의 섬유 시트 (1) 의 알칼리 활성의 중성화에 따른 채도의 변화의 폭이 작아져, 알칼리 활성 지속시의 발색 표현이 균일화된다. 따라서, 섬유 시트 (1) 를 직접 육안으로 확인하는 것보다도, 메시체 (40) 의 위에서부터 섬유 시트 (1) 를 확인하는 편이, 알칼리 실활에 의한 섬유 시트 (1) 의 교환 사인을 판단하기 쉽다. 즉, 발색되어 있는 경우에는 알칼리 활성이 지속되어 있고, 백색의 경우에는 알칼리 활성이 실활되어 있는 것을 의미하고, 섬유 시트 (1) 의 교환 사인 2 단계로 단순화되어 있다. 이 결과는, 후술하는 실험예에 의해 확인되고 있다.

또, 특히 섬유 시트 (1) 가 부직포 커버와 융착 등에 의해 일체화되어, 섬유 시트 (1) 를 떼어낼 수 없는 경우에는, LED 라이트 등의 광을 마스크에 투과시켜, 광원과 반대측으로부터 육안에 의해 섬유 시트 (1) 의 백화 정도를 확인한다.

본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 나일론 필름 등에 의해 포장하여 보관하고, 외기와 차단하여 중성화의 진행을 방지해 둔다. 또한, 장기간의 보존을 필요로 하는 경우에는, 알루미늄 증착 필름으로 포장하는 대응도 있다.

또한, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 방호복이나 의료용 가운 등, 항균성 또는 항바이러스성이 요구되는 여러 가지 용도에도 사용할 수 있다. 특히, 알칼리 지시약이 회반죽 입자 (9) 와 함께 담지되고, 열풍 건조된 것은, 알칼리성의 실활 (항균성 또는 항바이러스성의 소실) 을 색 변화에 의해 신속하게 인식할 수 있으므로, 박테리아 오염을 방지하는 데에 있어서 매우 유용하다.

본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 부직포 커버 (30) 와는 완전히 별개로 제조할 수도 있기 때문에, 당해 부직포 커버의 성능을 저해하는 것은 아니고, 제조 공정에 영향을 미치는 것도 아니다.

또, 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트는, 부직포 커버 (30) 의 위에서 겹쳐서 마스크 커버로서 사용할 수 있고, 이로써, 부직포 커버의 바이러스 오염을 방지하여, 부직포 커버 (혹은 마스크 커버) 로부터의 접촉 감염을 유효하게 방지할 수 있다.

실시예

본 발명을 다음의 실험예에서 설명한다.

<실험예 1>

50 ㎜ × 50 ㎜ 로 절단한 섬유 시트 (폴리프로필렌제 스펀 본드 부직포), 겉보기 중량 30 g/㎡, 두께 220 ㎛ 를 사용하여, 소석회 (주식회사 이노우에 석회 공업, 품번 : NICC5000) 100 부, 폴리비닐알코올 (주식회사 톰보우 연필 제조, 피트 아쿠아) 200 부 (고형분 30 부), 티몰프탈레인 1 ％ 에탄올 용액 (Tp) 8 부를 혼합시킨 회반죽 슬러리에, 시트 전체를 10 초간 함침시켜 회반죽 고형분을 2.7 mg/㎠ 담지시켰다. 함침 후, 20 ℃, 10 ％RH 의 실내에서 시트를 클립으로 사이에 끼워 공중에서 고정시키고, 히트건 (주식회사 타카기, 온도 조절 기능이 부착된 히트건 HG-1450B) 을 사용하여, 시트의 편측으로부터만, 110 ℃, 풍속 15 m/s 의 열풍을 5 분간 균일하게 쐬고, 건조시킴으로써 건조 처리 섬유 시트 A 를 제조하였다. 열풍을 쐰 측의 면을 α 면, 열풍을 쐬지 않았던 면을 β 면으로 하였다.

또한, 히트건에 의한 열풍은, 온도는 히트건의 설정 온도를 사용하고, 풍속은 저항이 없는 상태에서 풍속계 (일본 가노막스 주식회사, 아네모마스터 MODEL6006) 의 센서를 사용하여 15 m/s 가 얻어지는 취출구로부터의 거리를 정하여 조건 설정하였다.

<실험예 2>

섬유 시트의 양면으로부터 히트건을 사용하여 110 ℃, 풍속 15 m/s 의 열풍을 쐬고 건조를 실시한 것 이외에는 실험예 1 과 동일한 조건으로 실험을 실시하여, 건조 처리 섬유 시트 B 를 제조하였다. 임의의 면을 각각 α 면 및 β 면으로 하였다.

<실험예 3>

열풍의 온도를 70 ℃ 로 한 것 이외에는 실험예 1 과 동일한 조건으로 실험을 실시하여, 건조 처리 섬유 시트 C 를 제조하였다. 열풍을 쐰 측의 면을 α 면, 열풍을 쐬지 않았던 면을 β 면으로 하였다.

<실험예 4>

건조 조건을, 20 ℃ (실온) 에서 풍속 0 m/s (무풍 상태) 에서의 자연 건조로 한 것 이외에는 실험예 1 과 동일하게 실시하여 건조 처리 섬유 시트 D 를 제조하였다. 임의의 면을 각각 α 면 및 β 면으로 하였다.

<실험예 5>

시트의 건조시에 히트건을 사용하지 않고 항온 건조기 (야마토 과학, DNF601) 를 사용하여 건조 온도를 110 ℃ 로 하고, 풍속 0 m/s (무풍 상태) 에서의 건조로 한 것 이외에는 실험예 1 과 동일하게 실시하여 건조 처리 섬유 시트 E 를 제조하였다. 임의의 면을 각각 α 면 및 β 면으로 하였다.

<회반죽 입자의 담지량>

섬유 시트 (1) 의 회반죽 입자의 담지량은, 질량 75 mg, 면적 25 ㎠ 의 부직포에 회반죽 슬러리를 함침시키고, 건조시켜 얻어진 섬유 시트의 질량 162.6 mg 을 사용하여 산출한다.

먼저, 회반죽 슬러리 중의 전체 고형분에 대한 회반죽 입자의 비율 R₁ 은 하기와 같이 구해진다.

따라서, 회반죽 담지량은 하기와 같이 구해진다.

<질량>

Bonvision 사 제조 디지털 저울 정밀 스케일을 사용하여 0.1 mg 단위로 측정하였다. 또한, 측정 환경의 습도의 영향을 억제하기 위해, 20 ℃, 10 ％RH 이하의 조건하에서 측정하였다.

<두께>

다이얼 게이지 (J ＆ T 사 제조, 디지털 시크니스 게이지 정밀도 1 ㎛) 를 사용하여, 제조한 시트를 10 ㎜ × 40 ㎜ 의 사이즈로 컷하고 9 ㎜φ 의 금속 어태치먼트에 끼움으로써 1 ㎛ 단위로 두께를 측정하였다. 시트의 길이 방향으로 4 등분하여 4 지점에서 측정을 실시하고, 그 평균값을 시트의 두께로 하였다. 또한, 측정시의 습도의 영향을 피하기 위해, 20 ℃ 에서 10 ％RH 이하의 실내 환경으로 하였다.

<부피 밀도>

10 ㎜ × 40 ㎜ 의 사이즈로 컷한 건조 처리 섬유 시트를 사용하여, 절삭 전의 질량 W_A 및 두께 T_A 를 측정한 후, 내수 페이퍼 (＃800) 를 사용하여 두께 20 ㎛ 를 기준으로 절삭하고, 절삭 후의 질량 W_B 및 두께 T_B 를 각각 측정하고, 이하의 계산에 의해 부피 밀도 (D₁) 를 얻었다.

<채도>

CIE 1976 L*a*b* 색 공간 (JIS Z 8781-4) 에 따라 a*b* 를 측정하고, 채도를 계산하였다. 또한, α 면의 채도를 S₁ 로 하였다.

<절삭 후의 두께, 단면 부피 밀도 및 단면 채도>

건조 처리 섬유 시트의 α 면을, 내수 페이퍼 (＃800) 를 사용하여 55 ± 5 ㎛ 절삭하였다. 절삭 후의 시트에 대해, 상기 동일하게 건조 처리 섬유 시트의 두께, 절삭 후의 단면 부피 밀도 (D₂) 및 단면 채도 (S₂) 를 측정하였다.

또, 상기의 측정값으로부터, 부피 밀도비 (D₁/D₂) 및 채도비 (S₁/S₂) 를 산출하였다.

<표면 관찰>

광학 현미경 (SKYBASIC 사, 디지털 현미경 2MP) 을 사용하여, 회반죽 담지 전의 부직포 및 제조한 건조 처리 섬유 시트의 양면의 화상을 촬영하였다.

<평균 섬유 직경의 측정>

JIS R 7607 : 2000B 법에 준거하여, 광학 현미경 (SKYBASIC 사 제조, 디지털 현미경 2MP) 을 사용하여 배율 100 배로 확대한 β 면의 임의의 10 점에서 섬유 직경을 화상 판독하고, 그 평균값을 구하였다.

<표면 박리 시험>

건조 처리 섬유 시트를 마스크의 일부로서 사용하는 경우, 건조 처리 섬유 시트의 외측은 메시체 혹은 부직포 커버의 내측과 접촉하기 때문에, 인체에 대한 장착 중에 접촉 지점에는 스침이 생긴다. 건조 처리 섬유 시트의 α 면에 있어서의 회반죽 입자의 고정도가 낮은 경우, 스침에 의해 부직포 커버의 내측으로 회반죽 성분이 이행하고, 그 후 부직포 커버를 직접 피부에 장착하면 알칼리 부착의 리스크가 생긴다. 또, 회반죽 입자의 박리는 호흡기계로의 알칼리 침입 리스크를 수반한다.

따라서, 건조 처리 섬유 시트의 회반죽의 고정도를 확인하기 위해, JIS K 5600-8-6 의 박리 방법에 준거하여, 건조 처리 섬유 시트의 양면에 대해 표면 박리 시험을 실시하였다. 제조한 건조 처리 섬유 시트의 양면에서 각각 셀로판 테이프를 붙이고, 박리 제거한 후 명도 40 의 흑색 플라스틱면에 각각 붙이고, α 면 및 β 면의 L 값을 측정하고, 단순히 셀로판 테이프를 흑색 플라스틱에 붙인 블랭크 L 값과의 명도차를 각각 산출하였다. 즉, 본 시험 결과는 회반죽의 고정도가 낮을수록 셀로판 테이프에 의한 박리량이 증가하고, 명도차가 증가한다.

<시트 두께에 대한 부피 밀도 및 채도 분포의 측정>

10 ㎜ × 40 ㎜ 사이즈의 건조 처리 섬유 시트의 양면에 대해, 각각 약 20 ∼ 30 ㎛ 절삭할 때마다, 두께, 절삭 후의 단면 부피 밀도 및 단면 채도를 측정하고, 건조 처리 섬유 시트의 두께가 140 ㎛ 이하가 될 때까지 이것을 반복하여, 건조 처리 섬유 시트의 두께에 대한 부피 밀도 및 채도의 상관을 확인하였다.

<흡습 건조 시험 (용출 시험)>

컨슈머용 마스크에 있어서는, 탈착 횟수가 많기 때문에 섬유 시트로부터 수분이 증발되기 쉽고, 일회용이 원칙인 의료용 마스크 용도와 비교하여 중성화가 진행되기 쉽다. 그래서, 흡습 및 건조를 반복한 경우의 알칼리 활성의 유지력을 평가하였다.

제조한 건조 처리 섬유 시트를 10 ㎜ × 20 ㎜ 의 사이즈의 시험체로 컷하고, α 면에 실릴화계 우레탄 접착제 (코니시 주식회사, 울트라 다용도 SU) 를 얇게 도포한 후, 실온에서 3 시간 이상 방치하고 경화시켜, α 면을 차폐시켰다. 직경 20 ㎜, 깊이 40 ㎜ 의 원통형 용기를 사용하고, 3.5 cc 의 증류수를 교반하면서, α 면을 차폐시킨 시트를 10 초간 침지시킨 후, 섬유 시트를 꺼내 증류수의 pH 를 측정하였다. 꺼낸 시험체는 그 후 30 분 자연 건조 (20 ℃, 10 ％RH) 시켰다. 상기한 침지와 pH 측정 및 건조에 도달하는 공정을 8 회 반복하고, 건칠의 반복에 의한 중성화 진행의 정도를 평가하였다. 또한, pH 계는, APERA INSTRUMENTS 사 제조, 이코노미 타입 PH20 을 사용하였다.

또한, α 면을 차폐한 이유는, 본 발명의 건조 처리 섬유 시트를 마스크의 내측에 사용하는 경우, 수분을 포함한 호기나 비말은 코 및 입 (안면측) 으로부터만 닿기 때문에, 의사적으로 시트 편측으로부터만 수분이 침투하는 환경을 구축할 필요가 있기 때문이다.

<실험예 6>

두께 200 ㎛ 의 부직포 시트에 돌로마이트가 담지된 항바이러스 마스크 (모치가세 주식회사, 바리에르) 를 10 ㎜ × 20 ㎜ 사이즈로 잘라낸 시험체를 섬유 시트 F 로 하였다. 시트 F 에 대해서는, 돌로마이트의 담지량은 1.0 mg/㎠ 였다.

실험예 1 ∼ 6 에서 얻어진 섬유 시트 A ∼ F 에 대해, 상기의 측정·평가를 실시하였다. 실험 조건 및 측정 결과를 표 1 에 정리한다. 또, 섬유 시트의 깊이 위치와 부피 밀도 및 채도의 상관 도를 도 9 및 도 10 에, 표면 관찰의 결과를 도 11 에, 알칼리 활성 유지 시험의 결과를 도 12 및 도 13 에 나타낸다. 또한, 실험예 6 에 관련된 섬유 시트 F 에 대해서는, 돌로마이트의 담지량은 1.0 mg/㎠ 로 작아, 단순한 비교는 성립하지 않으므로, 표 중 및 도면 중에는 기재하지 않고, 또 표면 관찰 및 평균 섬유 직경의 측정도 실시하고 있지 않다.

<부피 밀도 및 채도 측정 결과의 고찰>

표면 부피 밀도에 대해, 시트 A ∼ C 에서는, α 면의 약 25 ㎛ 의 깊이까지 단면 부피 밀도 (D₂) 에 비해 표면 부피 밀도 (D₁) 가 현저하게 낮고, 또 단면 채도에 비해 표면 채도가 현저하게 높아졌다. 이것은 열풍이 닿는 표면 부근에서 폴리비닐알코올 (PVA) 이나 티몰프탈레인 (Tp) 유래의 유기물이 끌어당겨짐과 함께 다공질상의 구조로 되었기 때문으로 생각된다. 이에 대해 시트 D 및 시트 E 에서는, 표면 부피 밀도 및 단면 부피 밀도, 표면 채도 및 단면 채도를 비교해도 현저한 차는 보이지 않고, 부피 밀도비는 1 에 가까운 값이 되었다. 이 원인은, 시트 D 및 시트 E 에서는, 건조시에 열풍을 쐬고 있지 않기 때문에, 시트 A ∼ C 에 비해 증발 속도가 느려, 유기물이 거의 이동하지 않았기 때문으로 생각된다.

또, 시트 D 와 시트 E 에서는, 표면 채도 및 단면 채도는 시트 D 쪽이 현저하게 낮아졌다. 이것은, 회반죽 슬러리를 함침시킨 후, 건조까지의 시간이 약 2 시간으로 매우 길고, 이 동안에 중성화가 진행되었기 때문으로 생각된다.

또, 시트 F 에서의 부피 밀도비는 약 1.0 이고, 시트 D 및 시트 E 와 동일하게 표층으로부터 시트 내부까지 균질이었다.

<표면 관찰 및 평균 섬유 직경 측정 결과의 고찰>

시트 A 의 α 면은, PVA 나 Tp 유래의 유기물의 섬유에 대한 부착에 의해, 섬유 직경이 확인되기 어려운 상태였다. 시트 A 의 β 면의 섬유 직경은 비교적 크고, 시트 E 의 α 면 및 β 면의 섬유 직경보다 컸다.

시트 B 는 α 면 및 β 면 모두 PVA 나 Tp 유래라고 생각되는 물질의 부착이 확인되고, 시트 A 의α 면과 동일하게 섬유 직경의 확인이 어려운 상태였지만, α 면의 표면으로부터의 깊이 55 ㎛ 의 단면에서는, 전술한 시트 A 의 β 면과 동일하게 비교적 섬유 직경이 큰 상태였다.

시트 C 에 대해서도, α 면의 표면으로부터 깊이 약 25 ㎛ 의 단면에서는, PVA 나 Tp 유래의 유기물의 부착이 확인되었지만, 그 이외의 부분은 시트 A 의 β 면과 동일하게 비교적 섬유 직경이 큰 상태였다.

시트 A ∼ C 의 평균 섬유 직경이 커진 원인은, 열풍에 의한 건조의 과정에서 회반죽 입자의 응집 및 그에 따른 섬유의 수속이 증가한 것이 영향을 미치고 있는 것으로 생각된다. 즉, 시트 중에서의 급속한 물 및 일부 PVA 나 Tp 유래의 유기물의 α 면측으로의 이동에 수반하여, 회반죽 입자의 계면 장력이 증가한 것이 원인으로 생각된다.

한편, 시트 D ∼ F 의 절삭 깊이를 바꾸어 단면을 관찰했지만, 섬유 직경에 현저한 변화가 보이는 영역은 확인할 수 없었다.

<표면 박리 시험 결과의 고찰>

시트 A ∼ C 는, 시트 D 및 시트 E 와 비교하여 β 면의 명도차가 작아 박리량이 적었다. 이것은, 시트 A, 시트 B, 및 시트 C 는 열풍에 의한 급속한 건조에 의해 회반죽 입자의 대부분이 섬유와 강고하게 일체화된 것에 반하여, 자연 건조의 시트 D 및 강풍을 수반하지 않는 시트 E 는, 회반죽 입자와 섬유의 일체화가 약한 상태였다고 생각된다.

시트 A ∼ C 의 α 면은 다공질상과 같은 구조로 되어 있지만, 표면에 PVA 나 Tp 유래라고 생각되는 물질의 부착이 있고, 이들 물질은 회반죽 입자와 함께 섬유 상에 고착되어 있었다. 그 때문에, 시트 A ∼ C 의 α 면은 스침에 대한 회반죽 입자의 탈락에 대해 강인하다고 생각된다.

이 스침에 대한 강인함을 얻기 위해서는 일정한 부피 밀도가 필요하고, 부피 밀도비는 0.1 이상이 바람직하고, 0.2 이상이 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

또, 시트 D 는 양면 모두 시트 E 보다 명도차가 크고 박리량이 많았지만, 시트 D 는 자연 건조이고, 회반죽 입자와 섬유의 결합력이 더욱 약한 상태였던 것이 원인으로 생각된다. 시트 F 에 대해서는 블랭크와의 명도차가 α 면에서는 5.1, β 면에서는 5.0 이 되었다.

<흡습 건조 시험 (용출 시험) 의 고찰>

시트 A ∼ E 의 알칼리 활성값은, 반복 횟수가 1 ∼ 3 회까지는 각각 동 수준이었지만, 반복 횟수가 4 ∼ 5 회째 이후는 시트 D, E 는 현저하게 수치가 저하되었다 (도 12, 도 13 참조). 본 섬유 시트에 담지된 회반죽 입자는 부직포 섬유를 덮는 응집체이지만, 섬유 시트의 섬유 직경에 상관없이 침수시의 흡수율은 동 수준이며, 응집체의 내부까지 침입한다. 한편, 중성화는 건조시에 공기에 노출되는 응집체의 표면으로부터 내부로 서서히 진행되기 때문에, 섬유 직경이 굵은 시트 A ∼ C 는 비표면적이 작아 알칼리 활성 유지에 우위이며, 제조 공정에서의 열풍에 의한 회반죽 입자의 계면 장력이 기여했다고 생각된다.

이에 대해 자연 건조의 D 및 강풍을 수반하지 않는 시트 E 는 회반죽 입자간에서의 강력한 계면 장력이 작용하지 않고, 가는 섬유 직경이 되었으므로, 현저하게 낮은 알칼리 활성값이 되었다고 생각된다. 또, 시트 F 에 대해서는, 알칼리 활성값은 4 회째에서 0.4, 8 회째에서는 0 이 되어, 알칼리 활성의 지속성이 불충분하다는 것을 알 수 있었다.

<흡습 건조 시험 (용출 시험) 결과에 의해 구해지는 부피 밀도비>

비특허문헌 1 에 기재된 실험 결과로부터, 많은 종류의 세균을 단시간에 사멸시키기 위해서 필요한 pH 는 11.5 라고 하면, 이 때의 수소 이온 농도 [H₁] 의 값은 하기와 같이 나타낼 수 있다.

[H₁] = 1 × 10^-11.5

여기서, 편측을 시일한 10 × 20 ㎜ 사이즈의 시험체 (시트) 를 수중에 침지시켰을 때에 부착되는 포화 흡수량이 최대값이 되는 경우, 즉, 가장 수소 이온 농도가 낮아지는 경우에는, 단위 면적당의 포화 흡수량은 2.0 mg/㎠ 이고, 이 때에 상기 [H₁] 의 수소 이온 농도를 가지고 있는 것이 필요하다.

한편, 흡습 건조 시험 (용출 시험) 에 있어서는, 10 × 20 ㎜ 사이즈의 시험체 (시트) 를 3.5 cc 의 증류수 중에 10 초간 침지시키고 있다. 용출 시험시에 시험체가 접촉하는 수량은 3.5 cc/2 ㎠ 이고, 물의 중량으로 환산하여, 단위 면적당으로 변환하면 1.8 × 10³ mg/㎠ 가 된다. 이 단위 수량은, 상기의 포화 흡수량의 1/1000 의 오더이기 때문에, 용출 시험에 있어서 필요하게 되는 수소 이온 농도 [H₂] 및 [H₁] 의 관계는 하기와 같이 나타낼 수 있다.

알칼리 활성값은, 측정한 pH 로부터 7 을 뺀 값이기 때문에,

(알칼리 활성값) = 8.5 - 7

= 1.5

따라서 알칼리 활성값의 기준값은 1.5 인 것을 알 수 있다. 당해 알칼리 활성의 기준값이, 많은 종류의 세균을 단시간에 사멸시키기 위해서 필요한 알칼리 활성값이다.

이 알칼리 활성값의 기준값을 사용하면, 도 12 의 근사 곡선으로부터, 알칼리 활성값이 1.5 일 때의 부피 밀도비는 0.7 인 것을 알 수 있다.

따라서, 상기의 표면 박리 시험의 결과와 아울러, 부피 밀도비는 0.1 ∼ 0.7 이 바람직하고, 0.2 ∼ 0.5 가 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

<결로 시험>

동계를 중심으로 한 마스크 내에서의 결로에 의해 발생한 수분은, 마스크 탈착에 의한 흡습 건조로 섬유 시트의 중성화를 진행시켜, 비말이나 호흡 등 인체 유래 이외의 외적 요인에 의해 성능 저하를 초래해 버린다.

본 시험에서는, 항균성 또는 항바이러스성 시트 및 부직포 커버 사이에 메시체를 사이에 두고 인체에 장착하는 환경을 재현하는 장치를 제조하고, 메시체의 유무에 의한 결로의 영향을 조사하였다. 또한, 환경 조건은 결로되기 쉬운 동계로 하였다.

<실험예 7>

덮개가 부착된 폴리프로필렌제 원통형 밀폐 용기 (리수 주식회사, 클리어블루 350 ml, 덮개 직경 80 ㎜, 높이 110 ㎜) 의 덮개 중앙부에 직경 25 ㎜ 의 크기로 개구를 만들고, 용기 내의 상부에 온습도 센서 (Inkbird 사, IBS-TH1PLUS) 를 설치하였다. 그 온습도 센서가 잠기지 않게 2/3 까지 물을 채우고, 마그네틱 스터러로 교반하면서 용기 상부 공간의 기온이 26 ∼ 28 ℃ 가 되도록 수온을 조제하였다. 직경 35 ㎜ 의 원형으로 절단한 실험예 1 에서 제조한 시트 A 를 20 ℃, 10 ％RH 로 1 시간 방치하고, 중량 및 α 면의 채도를 측정한 후, α 면을 상측 (대기측), β 면을 하측 (용기측) 으로 하여 상기 용기의 덮개 중앙부의 원형 개구를 덮도록 설치하였다. 또한, 그 시트 위에서부터 직경 70 ㎜ 로 절단한 메시체 (주식회사 틴트노코, 항균 더블라셀 메시 화이트), 120 ㎜ × 120 ㎜ 로 절단한 부직포 커버 (다이오 제지 주식회사, 하이퍼 블록 마스크) 의 순서로 겹치고, 부직포 커버로 용기의 덮개를 덮도록 하고, 용기의 측면을 따라 고무 밴드로 고정시켰다.

이 장치를 40 분간 외기 (7 ℃, 무풍 상태) 에 노출시킨 후, 시트만을 꺼내고, 중량을 측정하였다. 중량 측정 후, 20 ℃, 10 ％RH 의 실온에서 20 분간 건조시켰다. 건조 후에 채도를 측정하였다. 건조시킨 시트를 다시 용기에 설치하고, 상기 동일한 공정을 반복해서 4 회 실시하였다.

<실험예 8>

결로 시험의 공정을 반복해서 8 회 실시한 것 이외에는 실험예 7 과 동일하게 실시하였다.

<실험예 9>

메시체를 사용하지 않았던 것 이외에는 실험예 7 과 동일하게 실시하였다.

<실험예 10>

메시체를 사용하지 않고, 결로 시험의 공정을 반복해서 8 회 실시한 것 이외에는 실험예 7 과 동일하게 실시하였다.

<평균 결로수량의 산출>

평균 결로수량은 하기 식에 따라서 구하였다.

n 회 후의 결로수량 = ((n 회째 용기로부터 꺼낸 직후의 섬유 시트 중량 [mg]) - (시험 전의 섬유 시트 중량 [mg]))/(직경 25 ㎜ 개구 면적 4.9 [㎠])

실험예 7 의 4 회 평균 결로수량 [mg/㎠] = 1 회 ∼ 4 회 후의 결로수량의 평균값

실험예 8 의 8 회 평균 결로수량 [mg/㎠] = 1 회 ∼ 8 회 후의 결로수량의 평균값

<채도 또는 알칼리 활성값 유지율의 산출>

유지율은 하기 식에 따라서 구하였다.

유지율 [％] = (4 회 또는 8 회 반복 후의 섬유 시트의 채도 또는 알칼리 활성값)/(시험 전의 섬유 시트의 채도 또는 알칼리 활성값) × 100

실험예 7 ∼ 10 에서 얻어진 섬유 시트에 대해, 평균 결로수량의 산출을 실시하였다. 또, 실험예 1 ∼ 5 의 경우와 동일하게, 시험 전후의 섬유 시트의 채도 및 알칼리 활성값의 측정을 실시하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 반복 횟수와 α 면 채도의 관계를 도 14 에, 알칼리 활성값과 α 면 채도의 관계를 도 15 에 나타낸다. 또한, 도 15 의 결과는, 섬유 시트 (1) 자체의 표면을 채도계로 측정한 결과와, 섬유 시트 (1) 의 위에 메시체를 씌우고, 당해 메시체의 위에서부터 채도계로 측정한 결과이다.

메시체를 사용하여 실시한 실험예 7 및 실험예 8 의 양태를 MA, 메시체를 사용하지 않고 실시한 실험예 9 및 실험예 10 의 양태를 MB 로 한다. 또한, 알칼리 활성값의 측정시에는, 원형으로 절단된 섬유 시트의 중앙 부분을 10 ㎜ × 20 ㎜ 의 사이즈로 잘라낸 시험체를 사용하였다.

<결로 시험의 고찰>

평균 결로수량에 대해서는, 8 회째의 MA 의 양태와 MB 의 양태에 의해 얻어진 값을 비교하면, MA 의 양태에서는 현저하게 적고, (0.63/1.39) × 100 = 약 45 ％ 의 평균 결로수량이 되어, 시트의 결로가 현저하게 억제되어 있는 것이 확인되었다. 이것은, 메시체의 통기 저항이 외측의 부직포 커버 및 내측의 섬유 시트와 비교하여 충분히 작고, 일정한 두께를 구비하므로, 섬유 시트를 통과한 호기로부터의 수증기는 메시체가 통기층이 되어 수평 방향으로 분산되어, 새로운 기류가 생긴 것이 원인으로 생각된다.

또한, 본 실험예에서는 실시하고 있지 않지만, 마스크에 있어서, 메시체를 사용하지 않고 본 발명의 항균성 또는 항바이러스성 시트와 부직포 커버만으로 인체에 장착하고, 10 ℃ 이하의 결로 환경에서 일정 시간 후의 섬유 시트의 상태를 확인하면, 직접 호기가 닿는 섬유 시트의 협소 에어리어 (섬유 시트 중앙 부분) 에 결로에 수반하는 백화가 집중되는 것이 판명되어 있다. 이 사실로부터도, 메시체에 의한 분산 기류의 발생은 결로 억제에 유효하다는 것을 알 수 있다.

채도에 대해서는, MA 의 양태에서는 8 회째까지 채도의 저하는 볼 수 없었다. 이에 대해 MB 의 양태의 6 회째 이후에서는, 서서히 채도의 저하가 확인되고, 8 회째에서는 채도의 유지율이 41.8 ％ 로 대폭 하락하였다. 이 원인은 상기와 같이, MA 의 양태에서는 시트 표면에서의 결로가 일어나기 어려워, 알칼리 활성의 실활이 유효하게 억제되었기 때문으로 생각된다. 또, 이 시트의 중성화에 수반하는 백화 현상이 β 면 (내측) 으로부터 서서히 α 면 (외측) 으로 퍼지는 모습을 볼 수 있었다. 즉, 실제로 마스크로서 사용한 경우에 가까운 상태를 재현할 수 있었다고 생각된다.

알칼리 활성값에 대해서는, MA 의 양태에서는 8 회 후에도 84.8 ％ 로 높은 유지율이었지만, MB 의 양태에서는 45.5 ％ 의 유지율로 대폭 저하되었다. 상기와 동일하게, MA 의 양태에서는 결로가 일어나기 어려워, 알칼리 활성의 실활이 유효하게 억제되었기 때문으로 생각된다.

또, 섬유 시트 (1) 를 직접 측정한 채도와 알칼리 활성값의 상관을 확인하면, 알칼리 활성 기준값의 1.5 이상의 영역에서는 리니어에 가까운 관계성이 확인되었다.

또한, 채도계에 의해 섬유 시트 (1) 를 직접 측정한 채도와, 섬유 시트 (1) 를 주머니상의 메시체 (40) 에 넣고, 당해 메시체의 위에서부터 측정한 채도를 비교하면, 메시체 (40) 의 위에서부터 측정한 경우, 알칼리 활성값이 2.0 이상에서는 일정 영역이 되고, 그 알칼리 활성값이 1.5 이하인 일정 영역과 함께 채도 수준이 2 단계로 나누어졌다. 즉, 알칼리 활성 기준값인 1.5 를 경계로 하여, 전자는 성능 유지의 청 사인, 후자는 교체 시기의 백 사인으로서, 섬유 시트 (1) 를 직접 측정한 경우에 비해 교환 시기의 판정이 용이해져, 명료한 교체 사인이 얻어졌다.

1 : 섬유 시트
3 : 스트립
7 : 박테리아 (세균)
9 : 회반죽 입자
20 : 고발색 영역
22 : 저발색 영역
30 : 부직포 커버
31 : 기포
33 : 스트립
34 : 중앙 기포
35 : 상측 기포
36 : 하측 기포
39 : 오목부
40 : 메시체
50 : 이너 프레임
60 : 마스크
70 : 마스크
80 : 마스크

Claims

회반죽 입자 및 알칼리 지시약이 담지된 섬유 시트로 형성되어 있는 항균성 또는 항바이러스성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 부피 밀도 (D₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 부피 밀도 (D₂) 의 비 (D₁/D₂) 가 1.0 보다 작은 항균성 또는 항바이러스성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 채도 (S₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 채도 (S₂) 의 비 (S₁/S₂) 가 1.0 보다 큰 항균성 또는 항바이러스성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면이 메시체로 덮여 있는 항균성 또는 항바이러스성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 알칼리 지시약이 티몰프탈레인인 항균성 또는 항바이러스성 시트.
코 및 입을 덮도록 사용되는, 제 4 항에 기재된 항균성 또는 항바이러스성 시트를 포함하는 마스크.
상기 섬유 시트의 적어도 일방의 면에서 측정한 부피 밀도 (D₁) 와, 당해 면으로부터 깊이 55 ± 5 ㎛ 에 있어서의 단면에서 측정한 부피 밀도 (D₂) 의 비 (D₁/D₂) 가 1.0 보다 작고,
상기 섬유 시트의 적어도 상기 부피 밀도 (D₁) 를 갖는 면이 코 및 입을 덮는 측과 반대측에 배치되어 있는 제 6 항에 기재된 마스크의 사용 방법.