KR102159717B1

KR102159717B1 - 재사용 가능한 친환경 마스크

Info

Publication number: KR102159717B1
Application number: KR1020200054464A
Authority: KR
Inventors: 이금배
Original assignee: 이금배
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-10-14

Abstract

본 발명은 친환경 섬유인 수피마 코튼 및 모달 소재 원단으로 제조한 마스크 및 상기 마스크 내부에 구리섬유를 포함하여 제조하여 재사용이 가능한 필터를 포함하는 친환경 항균 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

재사용 가능한 친환경 마스크{ECO-FRIENDLY FABRIC MASK WITH REUSABLE}

최근 지구온난화에 따른 온실효과로 지구 대기의 평균온도가 상승하고 이상 기후 발생 등 환경문제가 지속적으로 전세계적으로 이슈가 되고 있다. 국내에서도 전국민의 건강과 직결되는 황사, 미세먼지, 대기오염 등의 환경문제가 해결해야할 큰 사회문제로 대두되고 있으며 지속가능(sustainable)한 주제로 관심을 끌고 있다.

친환경 섬유의 정의는 “환경적으로 만족스러운 섬유로 환경에 유해하거나 위협을 주지 않는 섬유”를 말한다. 친환경 섬유의 특징으로는 환경보존 및 정화와 관련된 특징과 환경개선에 기여하는 데에 관련된 특징 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 공해를 유발하지 않거나, 생분해성을 갖거나, 미립자, 박테리아 등의 환경에 유해한 물질을 차단하는 효과를 갖거나, 합성섬유를 대체하거나, 경량화에 의한 에너지 소비 절감에 기여할 수 있거나, 폐기물을 재활용하는 경우 등을 의미할 수 있다.

최근 황사나 스모그 등 국외 대기오염물질 유입이 증가하고 2013년 이후 미세먼지 전구물질인 질소산화물을 다량 배출하는 경유자동차의 증가 등으로 고농도 미세먼지 발생량이 급격히 상승함에 따라, 국민의 건강 보호를 위해 초미세먼지 집중관리 및 저감대책 수립이 시급한 실정으로서, 대도시 도심지역 미세먼지와 대기오염의 주범인 자동차 배출가스를 줄이기 위해 노후 경유차 운행 제한을 추진하고 있으나, 여전히 미세먼지 발생량은 증가하고 있는 상황이다.

이에 따라, 일상생활에서 미세먼지나 황사로부터 호흡기를 보호하기 위하여 마스크를 착용하는 경우가 점점 늘어나고 있으나, 기존의 미세먼지 차단용 마스크는 정전기필터 방식이 대부분이기 때문에 습기에 매우 취약한 문제점이 있다. 따라서 마스크를 착용 중 입김에 의하여 습기가 마스크에 부착되면 미세먼지 차단능이 급격히 저하된다. 또한, 마스크를 착용한 상태에서 피부와 약간의 틈도 생기게 되는데, 이틈 사이로 먼지와 오염물질이 새어 들어오게 되어 마스크가 제 역할을 하지 못하게 된다.

한편, 2019년 말부터 2020년 초 전세계를 휩쓴 신종 코로나바이러스(COVID-19) 사태로 개인 위생 및 비말 전염을 방지하기 위한 마스크의 중요성이 대두되면서 일시적으로 마스크 수급이 어려워짐에 따라 재사용 가능한 마스크에 대한 관심이 높아졌다.

종래의 마스크는 복수 겹으로 형성되는 필터의 조직이 치밀하여 착용자의 호흡에 불편을 초래하고, 종래의 필터는 대체로 합성수지 재질로 된 것이어서 그 자체로 인제에 이롭지 못하다는 문제가 있었다. 나아가 호흡과정에서 발생하는 수분으로 인해 필터에서 세균 증식이 상당하게 되므로 이를 방지하고자 항균제를 이용하고 있는데, 주지된 바와 같이 항균제는 화학물질이어서 인체에 이롭지 못하고 심할 경우 착용자, 특히 어린이나 노약자의 건강을 해칠 우려가 있는 것이었다.

또한, 비말 감염 등의 공포로 인하여 마스크의 장기간 및 밀착 착용이 지속되면서 피부가 짓무르거나 습기가 차 불편하고, 불쾌한 냄새가 지속되는 등의 문제가 계속적으로 제기되고 있어 친환경 소재를 사용한, 재사용 가능한 마스크에 대한 필요성이 증대되고 있는 실정이다.

한국등록실용신안 제20-0489651호

본 발명의 목적은 수피마 코튼 및 모달 직물에 효소 및 미생물 처리과정과 천연물 유래 추출물을 포함하여 제조됨으로써, 항균 및 소취 기능이 향상된 마스크 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구리 섬유를 포함하여 제조됨으로써, 수십 차례 세탁한 후에도 우수한 항균, 소취 효과 및 전자파 차단 효과를 유지할 수 있는 재사용 가능한 친환경 항균 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 (a) 목화 섬유에 10 내지 20배 중량부의 정제수;를 첨가하여 24시간 동안 불리는 단계; (b) 상기 불리는 과정이 끝난 목화 섬유 100 내지 120℃에서 3 내지 5시간 가열하는 단계; (c) 상기 가열 단계를 거친 친환경 섬유 재료를 실온에 방치하여 3 내지 6시간 동안 충분히 식혀 30 내지 40℃를 유지하는 단계; (d) 플라보르자임(Flavourzyme), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 30 내지 35℃에서 하루 동안 방치하여 효소 처리하는 단계; (e) 상기 효소 처리 단계가 완료된 목화 섬유 500 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하고 30 내지 35℃에서 48시간 동안 진탕 배양하는 단계; (f) 오미자, 생강, 인진쑥, 재피, 정향, 솔잎 및 프로폴리스로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출물을 수득하는 단계; 및 (g) 상기 (e) 단계의 효소 처리 단계가 ㅁ완료된 목화 섬유에 상기 (f) 단계의 천연물 유래 항균 추출물을 처리하고, 35 내지 45℃에서 12 내지 18시간 숙성시켜 목화 섬유에 상기 천연물 유래 추출물을 침착 시키는 단계;를 포함하는, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법을 제공한다.

구체적으로, 상기 상기 (e) 단계의 미생물 혼합물은 균주 혼합물 100 중량부, 펙틴 10 중량부, 프락토올리고당 10 중량부 및 락토오스 10 중량부를 혼합하여 15 내지 25℃에서 5 내지 7시간 동안 숙성시켜 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한 구체적으로, 상기 목화 섬유는 3.5cm 이상의 길이를 가진 섬유인 것으로서, 일반적으로 수피마 코튼이라고 부르는 섬유일 수 있다.

상기 “수피마”는 고급 피마(Superior Pima)의 줄임말이자 미국의 수피마 협회의 상표로써, 미국산 피마 코튼을 100% 사용한 제품에만 부여되는 이름이다. 전 세계에서 생산되는 코튼 중에서 수피마라는 이름이 부여되는 것은 불과 1%이하로, 그 탁월한 품질 때문에 면의 캐시미어라고 불리기도 한다.

수피마는 일반 면보다 35%정도 길이가 길어 3.5cm 이상이 되어야 하며, 부드러움, 광택감, 표면의 매끄러움 및 보풀을 억제하는 효과가 있다. 또한, 일반 면보다 45%정도 내구성이 강하고, 유연함과 쾌적함 및 통기성이 우수하다.

또한, 구체적으로, 본 발명의 제조 방법은 상기 (g) 단계에서 수득한 목화 섬유 95 중량%에 구리섬유 5중량%를 함유하여 재사용 가능한 항균 필터를 제조하는 (h) 단계;를 추가로 더 포함하는 것일 수 있다.

구리섬유를 포함하여 제조된 직물은 항균, 소취, 전자파 차폐, 정전기 방지, 축열 보온 및 각종 바이러스가 사멸되는 효과를 나타낸다. 특히, 코로나바이러스의 경우 스테인리스 스틸이나 유리, 플라스틱 표면에서는 최대 48시간 까지도 활성이 유지되는 것으로 보고된 바 있으나, 구리 표면에서는 4시간 이내에 불활성화 되는 것으로 보고된 바 있다.

또한, 구체적으로, 본 발명의 제조 방법은 상기 (h) 단계 이후에, (i) 상기 (g) 단계에서 수득한 목화 섬유로 이루어진 2개의 층으로 구성된 겉감과 모달(modal)로 구성된 안감 사이에 상기 (h) 단계에서 제조한 항균 필터를 탑재하는 단계;를 추가로 더 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 “모달(Modal)”은 습윤 시 강도 저하와 사용 중 수축과 같은 비스코스 레이온의 결점을 개선하기 위해 1950년대 초반 일본에서 개발되었다. '모달'이라는 용어는 오스트리아 렌징(Lenzing)사에서 1964년부터 판매하였던 섬유의 명칭으로, 이것이 현재 일반명으로 등록되어 있으며, 여러 제조업자들이 각자 자신들의 제품을 모달 소재를 사용하여 제조·판매하고 있다. 레이온은 다양한 종류의 목재 펄프를 원료로 사용하는 반면, 모달은 오직 너도밤나무 펄프로만 만든다. 천연중합체가 원료이나, 다수의 화학·기계적 조작을 거쳐 섬유를 만들기 때문에 재생섬유로 분류한다.

모달은 대체로 면과 비슷한 성질을 가지나, 면에 비해 수축이 적고 탄성 회복률이 좋아 형체 안정성이 뛰어나다. 천연 셀룰로스 섬유보다는 결정성이 낮아 흡습성이 크다. 따라서 위생적이고 염색이 용이하며, 내부로 침투한 염료가 안정적으로 자리잡아 세탁 시 이염(移染)의 우려가 없다. 또한 평활도(平滑度)가 커서 감촉이 좋고 윤기 나는 외관을 가지며, 석회와 같은 경수(硬水) 침전물이 표면에 잘 들러붙지 못해 반복 세탁에도 부드러움을 유지한다.

상기 본 발명 재사용 가능한 친환경 항균 마스크의 제조 방법은 가성소다나 잿물을 전혀 사용하지 않고도 우수한 항균성, 피부 보호, 습기제거 및 구취 제거 효과를 가지는 천연물 유래의 친환경 목화 섬유를 이용하여 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 친환경 섬유 제조 방법은 상기 (g) 단계가 완료된 후, (h) 단계 전에 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하는 후처리 공정을 추가로 더 포함하는 것일 수 있다.

구체적으로, 상기 후처리 공정은 정련공정을 거친 원료들을 정련공정 직후 온수에 침지하여 일정 시간동안 유지하는 것으로서, 이 때 필요에 따라 비이온성계 계면활성제를 첨가한 세정액을 사용하여 순환식 고압세척 공정을 부과할 수도 있다. 상기 비이온성계 계면활성제는 이 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 어떤 것이든지 사용 가능하며, 예를 들어, 폴리(옥시에틸렌)트리데실 에터(Poly(oxyethylene) tridecyl ether), 폴리(옥시에틸렌)라우릴 에터(Poly(oxyethylene)lauryl ether), 폴리(옥시에틸렌)스테아릴 에터(Poly(oxyethylene) stearyl ether) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

구체적으로, 상기 후처리 공정 후에 5 내지 10 중량부의 1% 수산화나트륨(NaOH), 1% 중탄산소다(NaHCO₃) 및 1% 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 가하여 pH 10 내지 11로 조절한 후 1 내지 3 중량부의 2.5%의 H₂O₂를 첨가하여 실온에서 표백하거나 또는 65 내지 95℃로 가열하면서 60 내지 80분간 표백하는 과정을 거칠 수 있다. 다만, 이 과정은 필수적인 과정이 아닌 필요에 따라 부가할 수 있는 과정으로서, 필요에 따라 적절히 변경하여 적용할 수 있다.

또한, 구체적으로 상기 (d) 단계가 완료된 후, (e) 단계 시작 전에 1 내지 3 bar의 압력과 80 내지 300℃의 상태에서 10 내지 180분 동안 유지하는 멸균소독 공정을 추가로 더 포함할 수 있다. 이는 미생물 처리 단계(e)를 거치기 전, 효소를 불활성화 시켜 필요 이상의 과반응을 막고, 이후 처리할 미생물의 활성을 극대화하기 위한 것이다.

구체적으로, (d)의 전처리 단계가 완료된 친환경 목화 섬유 재료를 고온, 고압의 용기에 보관한 후, 약 80 내지 300℃, 1 내지 3 bar의 상태에서 10 내지 180분 동안, 구체적으로는 약 100 내지 130℃, 1.3 내지 1.7 bar의 상태에서 15 내지 30분 동안 처리하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 측면은 상기한 방법을 통해 제조된 재사용 가능한 친환경 항균 마스크를 제공한다.

본 발명의 재사용 가능한 친환경 항균 마스크는 마스크 본체에 사용된 구리섬유를 포함하는 필터 및 면 섬유 자체가 우수한 항균 및 탈취 효과를 나타내며(표 1), 이러한 효과는 수십 번의 세탁 후에도 여전히 유지되는 것을 특징으로 한다(도 2, 3).

기존 시중에 판매중인 미세먼지 차단용 일회용 마스크는 부직포가 바로 피부에 접촉하면서 착용자의 피부 트러블을 유발할 수 있고, 사용되는 부직포에 따라 화학약품 냄새가 강해 사용자의 불쾌감을 유발할 수 있었으나, 본 발명의 친환경 항균 마스크는 우수한 항균성, 흡습성 및 탈취기능을 나타내는 것을 확인하였으며(표 1), 부드러움, 통기성, 쾌적함 및 피부 자극에 대한 관능검사 결과 우수한 종합 선호도를 나타내는 것을 확인하였다(표 2).

본 발명의 재사용이 가능한 친환경 마스크는 제조 과정에서 효소 처리 공정 및 미생물 처리 공정을 거침으로써, 화학 약품을 이용한 방식에 의해 야기되는 천연 섬유 자체의 기능성 파괴 및 환경오염의 문제를 해결한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 마스크는 구리 섬유를 포함하여 제조된 필터를 포함할 수 있어, 우수한 항균, 소취 효과 및 전자파 차단 효과를 수십 차례 세탁한 후에도 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 친환경 섬유는 항균, 구취 제거 및 피부 보호에 효과가 있는 천연물 유래의 추출물을 포함함으로써, 부드러움, 통기성, 쾌적함 등 여러가지 측면에서 뛰어난 만족도를 나타내어, 장기간 마스크를 착용함에 있어 불편함을 최소화한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명 일 실시예의 재사용 가능한 친환경 마스크의 개념도를 나타낸 것이다(A: 마스크 외관 및 교체 가능한 구리섬유 필터층, B: 마스크 구조).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 마스크 직물의 50회 세탁 후 항균 능력 유지 여부를 확인한 시험성적서를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 마스크 직물의 20회 세탁 후 소취 능력 유지 여부를 확인한 시험성적서를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 마스크 직물의 전자파 차단 능력을 확인한 시험성적서를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 효소, 미생물 및 천연물을 이용한 항균성 섬유의 제조 과정

본 발명의 친환경 항균성 목화 섬유를 제조하기에 앞서, 모든 재료는 이물 및 곰팡이 등의 오염을 제거하기 위하여 세척을 완료한 상태로 준비하였다.

섬유의 길이가 3.5cm 이상인 목화 섬유(수피마 코튼)을 준비하고, 상기 목화 섬유의 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 과정을 거쳤다.

상기 불리는 과정이 끝난 목화 섬유 재료를 100 내지 120℃에서 3 내지 5시간 가열하는 단계를 거쳤다. 이후 상기 가열 단계를 거친 친환경 섬유 재료를 실온에 방치하여 3 내지 6시간 동안 충분히 식혀 30 내지 40℃를 유지하였다.

상기 냉각 과정이 완료된 이후, 상기 목화 섬유에 플라보르자임(Flavourzyme), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 30 내지 35℃에서 하루 동안 방치하여 효소 처리하는 단계를 거쳤다.

구체적으로, 이때 목화 섬유 재료 100 중량부 대비 효소는 1 내지 3 중량부 첨가할 수 있으며, 본 실시예에서는 플라보르자임 1 중량부, 프로테아제 1.5 중량부 및 뉴트라아제 3 중량부를 첨가하여 효소 처리 단계를 진행하였다.

상기 효소 처리 단계가 완료된 목화 섬유 500 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하고 30 내지 35℃에서 48시간 동안 진탕 배양하였다.

이때 상기 미생물 혼합물은, 효모인 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 5 내지 10 중량부, 칸디다 유틸리스(Candida utilis) 5 내지 10 중량부; 및 방선균인 스트렙토마이세스 알버스(Streptomyces albus) 3 내지 8 중량부 및 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) 3 내지 6 중량부를 첨가하여 균주 혼합물을 제조하고, 상기 균주 혼합물 100 중량부를 기준으로 펙틴 10 중량부, 프락토올리고당 10 중량부 및 락토오스 10 중량부를 혼합하여 15 내지 25℃에서 5 내지 7시간 동안 숙성시켜 제조한 것이다.

한편, 본 발명의 항균 섬유의 항균력을 강화하기 위하여 오미자, 생강, 인진쑥, 재피, 정향, 솔잎 및 프로폴리스로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출물을 제조하였다.

구체적으로, 본 실시예에서는 오미자, 생강, 정향 및 인진쑥을 각각 3:2:1:3의 중량비로 혼합한 후 90℃에서 60%에탄올을 이용하여 4시간동안 환류 추출 한 후 감압농축하여 추출물을 제조하였고, 상기 추출물 100 중량부에 프로폴리스 추출물 15 중량부를 혼합하여 천연물 유래 항균 추출물을 제조하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 상기 효소 처리 단계가 완료된 목화 섬유에 상기 천연물 유래 항균 추출물을 처리하고, 35 내지 45℃에서 12 내지 18시간 숙성시켜 목화 섬유에 상기 천연물 유래 추출물을 침착 시키는 과정을 거쳤다.

상기한 과정이 완료된 목화 섬유는 마지막으로 온수에 침지하는 후처리 공정을 거쳤다. 후처리 공정을 위해서 상기 재료를 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하여 본 발명의 미생물 처리 친환경 목화 섬유를 수득하였다.

비교예 1. 효소를 처리하지 않은 목화 섬유의 제조 과정

상기 실시예 1에서 제조한 목화 섬유의 제조 과정에서 효소 처리과정을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 1의 섬유를 제조하였다.

비교예 2. 미생물 처리하지 않고 제조한 목화 섬유의 제조 과정

상기 실시예 1에서 제조한 목화 섬유의 제조 과정에서 미생물 처리과정을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 2의 섬유를 제조하였다.

비교예 3. 천연물 유래 추출물을 처리하지 않은 목화 섬유의 제조 과정

본 발명의 비교예 3에서는 실시예 1의 목화 섬유 제조 과정에서 천연물 유래 추출물을 처리하는 과정을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 섬유를 제조하였다.

실시예 2. 구리섬유를 포함하여 제조한 재사용 가능 항균 필터의 제조

상기 실시예 1에서 제조한 섬유에 구리섬유를 혼합하여 필터를 제조하였다. 구체적으로, 구리섬유 5중량%에 실시예 1에서 제조한 섬유 95중량%를 혼합하여 필터를 제조하였으며, 구리섬유 및 실시예 1의 섬유를 이용하여 직조한 직물이 1 내지 5 겹으로 겹치는 형태로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

실시예 3. 재사용 가능한 친환경 항균 마스크의 제조

실시예 1에서 제조한 친환경 항균성 목화 섬유를 이용하여 직조한 면을 2개 층으로 구성하여 겉감을 형성하고, 모달로 이루어진 층으로 안감을 형성하였으며, 상기 겉감과 안감의 사이에는 상기 실시예 2에서 제조한 구리섬유를 포함하여 제조한 항균 필터가 탑재될 수 있도록 구성된 마스크를 제조하였다. 도 1에는 상기 마스크의 개략적인 형태를 도시하였다.

실험예 1. 제조 방법에 따른 기능성 유지 여부 확인 실험

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 수피마 원단을 이용하여 직조한 원단을 대상으로 제조 방법에 따라 항균 및 구취 제거의 기능성을 나타내는지 확인하기 위하여, 각각 상기 실시예 및 비교예의 방법으로 제조한 섬유의 항균성 및 탈취기능의 비교를 실시하였다.

본 발명의 항균성 유지 여부는 KSK-0693:2011을 준용하여 항균성을 비교하였다. 구체적으로, 고온고압멸균기(오토클레이브)에서 121℃로 멸균처리 한 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 섬유에 측정 대상이 되는 스테필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus) ATCC 6538 및 폐렴균(Klebsiella pnuemoniae) ATCC 4352를 각각 1 x 10⁶개 접종하여 18시간 동안 배양한 뒤, 표준 면포와 비교하여 정균의 감소율을 %로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

또한, 본 발명의 흡습성 및 탈취력의 비교를 위하여, 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 섬유로 직조한 직물을 각각 20g씩 밀폐된 용기에 넣고, 악취를 내는 가스인 암모니아(NH₃)를 주입한 후, 60분이 경과한 후의 암모니아 농도의 감소 정도 및 습도의 변화량을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

구분	항균성(%)	흡습성(%)	탈취율(%)
실시예 1	98.5	77	80
실시예 2	99.9	73	87
비교예 1	91.3	65	61
비교예 2	92.4	70	54
비교예 3	83.1	65	35

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 모든 항목에 있어서 본 발명 실시예 1의 목화 섬유로 제조한 소창 면이 가장 우수한 효과를 나타내었고, 천연물 유래의 추출물을 처리하지 않은 비교예 3은 실시예 1 및 비교예 1, 2와 비교할 때 현저히 낮은 탈취능력을 보이는 것을 확인하였다. 또한, 효소 및 미생물 처리여부에 따라 항균성, 흡습성 및 탈취율에 효과 차이가 발생하는 것을 확인하였다.

실험예 2. 세탁 후 마스크의 기능성 유지여부 측정

상기 실시예 2에서 구리섬유를 포함하여 제조한 필터가 수차례 세탁 후에도 기능성이 유지되는지 여부를 확인하기 위하여, 50회 세탁 후의 항균 능력 테스트 및 20회 세탁 후의 소취 효과를 확인하였다.

구체적인 실험방법은 실험예 1 과 동일하게 유지하되, 상기한 바 각각 50회 및 20회의 세탁 후 기능성을 확인하였고, 이를 도 2 및 도 3에 나타내었다.

상기 도 2 및 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 구리섬유를 포함한 필터는 수십 차례의 세탁 후에도 여전히 우수한 기능성을 유지하며, 특히 탈취능력은 상기 실험예 1과 동일한 60분 기준으로 보았을 때 다소 떨어지기는 하지만, 90분 경과시 실험예 1과 동일한 수준의 효과를 나타내는 것을 확인하였다.

실험예 3. 구리 섬유 포함 필터의 전자파 차단 효과 측정

상기 실시예 2에서 제조한 구리섬유를 포함하여 제조한 필터가 전자파 차단 효과를 나타내는지를 확인하기 위하여 한국전파기술원에 전자파 차폐율 확인 실험을 의뢰하였으며, 그 결과 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이 우수한 전자파 차단 효과를 확인하였다. 이를 통해 본 발명의 마스크를 착용하고 있는 것 만으로도 각종 해로운 전자파로부터 인체를 보호할 수 있음을 확인하였다.

실험예 4. 재사용 가능한 친환경 항균 마스크의 종합 선호도 측정

상기 실시예 3에서 제조한 마스크의 종합 선호도에 대하여 20 내지 65세의 성인 20명을 선정하여 관능검사를 실시하였다.

본 발명 마스크의 종합 선호도는 관능 테스트로서 부드러움, 통기성, 쾌적함 및 종합적인 피부 자극 정도에 대해서 측정하였다. 또한, 각각 시중에서 판매중인 멜트블로운(Melt Blown, MB) 방식으로 제조된 부직포 마스크 2종(KF80, KF94) 및 면마스크를 비교군으로 설정하였다.

특히, 마스크를 오래 쓰는 경우 습기가 차 찝찝하고 냄새가 발생하는 등 사용자로 하여금 여러가지 불쾌감을 유발할 수 있는 바, 이와 같은 항목을 쾌적함으로 정의하고, 착용 후 2시간이 지난 시점의 쾌적함 유지능력에 대하여 비교하였다.

평점은 10점 평점법을 사용하였으며, 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

항목	실시예 3	KF80 마스크	KF94 마스크	면마스크
부드러움	9.3	8.2	8.3	9.0
통기성	9.1	8.5	8.1	9.5
쾌적함(2시간후)	9.5	8.1	7.2	7.9
종합 피부 자극	9.3	8.1	8.0	8.8

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명 실시예 3의 마스크는 안감에 모달층을 구성함으로써 부드러움 및 종합 피부자극에서 현저히 우수한 점수를 나타내었고, 멜트블로운 형식의 부직포 마스크에 비해 우수한 통기성을 나타내는 것을 확인하였다.특히, 본 발명 실시예 3의 마스크는 우수한 소취 능력을 보유하고 있는 바, 착용 후 2시간이 지난 시점에서 월등히 우수한 효과를 보이는 반면, 부직포 마스크는 습기 차고 냄새가 심하게 나기 때문에 매우 낮은 점수를 보였다. 면마스크는 착용 초기에는 높은 통기성 및 쾌적함을 보이나, 습기에 의해 축축해지기 시작하면서 2시간이 지난 시점에는 오히려 KF80 마스크보다도 낮은 점수를 보였다.

면마스크와 실시예 3 마스크 모두 피부자극이 적어 해당 항목에서 높은 점수를 나타내었으며, 부직포 마스크는 특유의 냄새 및 거칠은 표면으로 인해 피부자극에서 낮은 점수를 획득하였다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

(a) 목화 섬유에 10 내지 20배 중량부의 정제수;를 첨가하여 24시간 동안 불리는 단계;
(b) 상기 불리는 과정이 끝난 목화 섬유 100 내지 120℃에서 3 내지 5시간 가열하는 단계;
(c) 상기 가열 단계를 거친 친환경 섬유 재료를 실온에 방치하여 3 내지 6시간 동안 충분히 식혀 30 내지 40℃를 유지하는 단계;
(d) 플라보르자임(Flavourzyme), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 30 내지 35℃에서 하루 동안 방치하여 효소 처리하는 단계;
(e) 상기 효소 처리 단계가 완료된 목화 섬유 500 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하고 30 내지 35℃에서 48시간 동안 진탕 배양하는 단계;
(f) 오미자, 생강, 인진쑥, 재피, 정향, 솔잎 및 프로폴리스로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출물을 수득하는 단계; 및
(g) 상기 (e) 단계의 효소 처리 단계가 완료된 목화 섬유에 상기 (f) 단계의 천연물 유래 항균 추출물을 처리하고, 35 내지 45℃에서 12 내지 18시간 숙성시켜 목화 섬유에 상기 천연물 유래 추출물을 침착 시키는 단계;를 포함하는, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계의 미생물 혼합물은 균주 혼합물 100 중량부, 펙틴 10 중량부, 프락토올리고당 10 중량부 및 락토오스 10 중량부를 혼합하여 15 내지 25℃에서 5 내지 7시간 동안 숙성시켜 제조한 것인, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 목화 섬유는 3.5cm 이상의 길이를 가진 섬유인 것인, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 (g) 단계 이후에,
(h) 상기 (g) 단계에서 수득한 목화 섬유 95 중량%에 구리섬유 5중량%를 함유하여 재사용 가능한 항균 필터를 제조하는 단계;를 추가로 더 포함하는 것인, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 (h) 단계 이후에,
(i) 상기 (g) 단계에서 수득한 목화 섬유로 이루어진 2개의 층으로 구성된 겉감과 모달(modal)로 구성된 안감 사이에 상기 (h) 단계에서 제조한 항균 필터를 탑재하는 단계;를 추가로 더 포함하는 것인, 재사용 가능한 친환경 마스크의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 제조된 것인, 재사용 가능한 친환경 마스크.