KR102182774B1 - 통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크 - Google Patents

통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 수지; 및 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체;를 포함하는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사되어 제조된 것을 특징으로 하는 통기성 항균 섬유 시트 및 이의 제조방법과, 상기 통기성 항균 섬유 시트를 포함하는 항균 마스크에 관한 것이다.

Description

통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크 {Breathable antimicrobial sheet and preparation method thereof, and antimicrobial mask comprising the same}
본 발명은 통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크에 관한 것이다.
종래부터, 공기 중의 분진, 화분, 세균, 바이러스 등이 호흡을 통하여 인체의 기관지에 침입하는 것을 방지하는 것을 목적으로 하여, 통기성을 가지는 시트(sheet)를 소정 형상으로 재단한 마스크 본체에 귀걸이용의 고무 등을 부착하고, 입이나 코에 씌우도록 하여 착용되는 마스크가 널리 알려져 있다.
이와 같은 마스크는 육안으로 관찰 가능한 하우스 더스트나 분진 등의 흡입 방지, 착용자 자신의 기침 재채기 등에 의한 타액 등의 분비액의 비말 방지, 목이나 코 등의 보온 등을 목적으로 한 경우에, 어느 정도의 효과를 얻을 수 있었다.
그런아 최근의 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스(H5N1형)나 중증 급성 호흡기 증후군(SARS) 바이러스 등의 신형 인플루엔자 바이러스 감염 확대 등에 따라 항균성·항바이러스성이 더욱 향상된 마스크가 요구되고 있다.
이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1884670호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1884670호 (2018.07.27)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 보다 우수한 항균성 및 항바이러스성을 가지는 통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 베이스 수지; 및 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체;를 포함하는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사되어 제조된 것을 특징으로 하는 통기성 항균 섬유 시트에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 다공성 무기 나노입자는 규조토일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 나노복합체 5 내지 30 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 나노입자 5 내지 30 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 다공성 무기 입자를 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 크기로 습식 분쇄하여 다공성 무기 나노입자를 제조하는 단계; b) 상기 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 무기 나노복합체를 제조하는 단계; c) 상기 무기 나노복합체 및 베이스 수지를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 마스터배치 조성물을 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조하는 단계;를 포함하는 통기성 항균 섬유 시트의 제조방법에 관한 것이다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 b)단계는, ⅰ) 제1알코올 용매에 다공성 무기 나노입자 및 수산화나트륨을 첨가한 제1반응액, 및 제2알코올 용매에 염화아연을 용해시킨 제2반응액을 각각 준비하는 단계; ⅱ) 초음파 교반기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣고 얼음 욕조 하에서 혼합시켜 반응 혼합물을 제조하는 단계; ⅲ) 상기 반응 혼합물에 80 내지 150℃의 온도를 가하여 고압 반응기에서 반응시켜 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 제조하는 단계; 및 ⅳ) 상기 무기 나노복합체를 소성하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 전술한 통기성 항균 섬유 시트를 포함하는 항균 마스크에 관한 것이다.
상기 또 다른 일 양태에 있어, 상기 항균 마스크는 스펀본드 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 및 상기 통기성 항균 섬유 시트층으로 이루어지는 최외층;을 포함하는 3중층 구조를 가지는 것일 수 있다.
상기 또 다른 일 양태에 있어, 상기 항균 마스크는 스펀본드 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 상기 통기성 항균 섬유 시트층; 및 스펀본드 부직포로 이루어지는 최외층;을 포함하는 4중층 구조를 가지는 것일 수 있다.
상기 또 다른 일 양태에 있어, 상기 항균 마스크는 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체; 및 수용성 고분자 바인더;를 물에 분산시켜 제조된 무기 나노복합체 수분산액으로 후처리된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 통기성 항균 섬유 시트는 용매열 합성 반응을 통해 다공성 무기 나노입자에 1차입자 수준의 크기를 가진 산화아연 나노입자를 담지함으로써 통기성 항균 섬유 시트의 항균성 및 항박테리아 성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 다공성 무기 나노입자를 사용함으로써 탈취 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 평균 입도 100 내지 300 ㎚ 크기의 다공성 무기 나노입자를 담체로 사용함으로써 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사할 수 있으며, 직경이 10 ㎛ 이하인 미세섬유들이 상호결합하여 거미줄과 같은 구조를 가지는 3차원적 섬유집합체인 부직포 시트를 효과적으로 제조할 수 있다. 이를 통해 통기성이 우수하면서도 먼지나 분진 등을 효과적으로 여과할 수 있다.
아울러, 베이스 수지에 무기 나노복합체를 혼합한 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조함에 따라, 세탁 견뢰도가 매우 우수하여 세탁 후에도 무기 나노복합체가 견고하게 시트 내에 남아 있을 수 있어 세탁하여 재사용이 가능하다는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 베이스 수지; 및 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체;를 포함하는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사되어 제조된 것을 특징으로 하는 통기성 항균 섬유 시트에 관한 것이다.
이처럼, 용매열 합성 반응을 통해 다공성 무기 나노입자에 1차입자 수준의 크기를 가진 산화아연 나노입자를 담지함으로써 통기성 항균 섬유 시트의 항균성 및 항박테리아 성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 다공성 무기 나노입자를 사용함으로써 탈취 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 평균 입도 100 내지 300 ㎚ 크기의 다공성 무기 나노입자를 담체로 사용함으로써 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사할 수 있으며, 직경이 10 ㎛ 이하인 미세섬유들이 상호결합하여 거미줄과 같은 구조를 가지는 3차원적 섬유집합체인 부직포 시트를 효과적으로 제조할 수 있다. 이를 통해 우수한 통기성을 가지면서도 먼지나 분진 등을 효과적으로 여과할 수 있다.
아울러, 베이스 수지에 무기 나노복합체를 혼합한 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조함에 따라, 세탁 견뢰도가 매우 우수하여 세탁 후에도 무기 나노복합체가 견고하게 시트 내에 남아 있을 수 있어 세탁하여 재사용이 가능하다는 장점이 있다.
상기 베이스 수지는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 폴리프로필렌 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 무기 나노복합체는 담체인 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 것으로, 용매열 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 합성 및 담지하는 방식을 사용함에 따라 산화아연 나노입자가 1차입자 수준의 크기를 가지도록 할 수 있다. 보통 산화아연 입자는 1차입자가 응집된 마이크론 크기의 2차입자의 형태로 존재하는데, 이 경우 응집에 의해 항균력이 저하되는 반면, 본 발명에 따른 무기 나노복합체는 다공성 담체를 사용하고, 용매열 합성 반응을 통해 산화아연을 합성함으로써 1차입자가 응집되는 것을 억제하여 항균성 및 항박테리아성을 크게 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 응집이 억제된 산화아연 나노입자의 평균 입경은 1 내지 50 ㎚일 수 있으며, 보다 좋게는 20 내지 30 ㎚일 수 있다. 이와 같은 범위에서 항균 성능이 가장 우수할 수 있다.
상기 다공성 무기 나노입자는 다공성을 가져 산화아연 나노입자의 담지가 가능하고, 평균 입도 100 내지 300 ㎚로 분쇄 가능한 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 상기 다공성 무기 나노입자는 규조토일 수 있다. 이처럼 평균 입도 100 내지 300 ㎚를 가짐으로써 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사할 수 있으며, 제조된 섬유 시트의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 다공성을 가짐으로써 산화아연 나노입자가 1차입자 수준으로 담지되도록할 수 있으며, 이를 통해 우수한 항균 성능, 항박테리아 성능 및 탈취 성능을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 통기성 항균 섬유 시트는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운 방식으로 방사되어 제조된 것일 수 있으며, 이때 멜트 블로운 공정은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방식에 의해 수행될 수 있다.
아울러, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 나노복합체 5 내지 30 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 마스터배치 조성물이 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사될 수 있으면서도, 우수한 항균 성능 및 탈취 성능을 가질 수 있다. 반면, 무기 나노복합체가 5 중량부 미만으로 첨가될 시 항균 성능 및 탈취 성능이 저하될 수 있으며, 무기 나노복합체가 30 중량부 초과로 첨가될 시 멜트 블로운 방식으로 제조된 섬유 시트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 나노입자 5 내지 30 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다. 마이크로다공성을 가진 제올라이트 나노입자를 더 포함함으로써 통기성 항균 섬유 시트의 탈취 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 제올라이트 나노입자의 평균 입도는 평균 입도 100 내지 300 ㎚일 수 있으며, 상기 다공성 무기 나노입자와 동일하게 습식 분쇄된 것일 수 있다.
이하, 전술한 통기성 항균 섬유 시트의 제조방법에 대하여 설명한다.
구체적인 일 예시로, 본 발명에 따른 통기성 항균 섬유 시트의 제조방법은 a) 다공성 무기 입자를 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 크기로 습식 분쇄하여 다공성 무기 나노입자를 제조하는 단계; b) 상기 다공성 무기 나노입자에 용매열 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 무기 나노복합체를 제조하는 단계; c) 상기 무기 나노복합체 및 베이스 수지를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계; 및 d) 상기 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
먼저, a) 다공성 무기 입자를 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 크기로 습식 분쇄하여 다공성 무기 나노입자를 제조하는 단계에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 다공성 무기 나노입자는 다공성을 가져 산화아연 나노입자의 담지가 가능하고, 평균 입도 100 내지 300 ㎚로 분쇄 가능한 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 상기 다공성 무기 나노입자는 규조토일 수 있다. 이처럼 평균 입도 100 내지 300 ㎚를 가짐으로써 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사할 수 있으며, 제조된 섬유 시트의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해 다공성 무기 입자를 평균 입도 100 내지 300 ㎚로 습식 분쇄할 수 있으며, 상기 습식 분쇄 방법은 특별히 한정하진 않으나, 습식 비즈밀링 등의 방법을 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 입도 0.5 내지 3 ㎜의 비즈를 사용하는 스피드밀 장비, 입도 0.1 내지 0.5 ㎜의 비즈를 사용하는 나노셋밀 장비 또는 입도 0.03 내지 0.5 ㎜의 비즈를 사용하는 트윈나노셋밀 장비 등을 사용할 수 있다.
다음으로, b) 상기 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 무기 나노복합체를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 보통 산화아연 입자는 1차입자가 응집된 마이크론 크기의 2차입자의 형태로 존재하는데, 이 경우 응집에 의해 항균력이 저하되는 반면, 본 발명에 따른 무기 나노복합체는 다공성 무기 나노입자를 사용하고, 용매열 합성 반응을 통해 산화아연을 합성함으로써 1차입자가 응집되는 것을 억제하여 항균성 및 항박테리아성을 크게 향상시킬 수 있다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 b)단계는, ⅰ) 제1알코올 용매에 다공성 무기 나노입자 및 수산화나트륨을 첨가한 제1반응액, 및 제2알코올 용매에 염화아연을 용해시킨 제2반응액을 각각 준비하는 단계; ⅱ) 초음파 교반기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣고 얼음 욕조 하에서 혼합시켜 반응 혼합물을 제조하는 단계; ⅲ) 상기 반응 혼합물에 80 내지 150℃의 온도를 가하여 고압 반응기에서 반응시켜 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 제조하는 단계; 및 ⅳ) 상기 무기 나노복합체를 소성하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, ⅰ) 제1알코올 용매에 다공성 무기 나노입자 및 수산화나트륨을 첨가한 제1반응액, 및 제2알코올 용매에 염화아연을 용해시킨 제2반응액을 각각 준비하는 단계를 수행할 수 있다.
용매열 합성 반응을 잘 수행하기 위해서는 각 성분의 농도와 비율이 중요할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 제1반응액에서 수산화나트륨의 농도는 0.1 내지 2 M일 수 있으며, 보다 좋게는 0.3 내지 1 M일 수 있고, 제2반응액에서 염화아연의 농도는 0.01 내지 0.5 M일 수 있으며, 보다 좋게는 0.05 내지 0.2 M일 수 있다, 또한 상기 염화아연 : 수산화나트륨의 몰비는 1 : 7 내지 13일 수 있으며, 보다 좋게는 1 : 9 내지 11일 수 있다. 이와 같은 농도 및 몰비 범위에서 차후 산화아연 나노입자가 효과적으로 제조될 수 있다.
아울러, 제1반응액에 첨가되는 다공성 무기 나노입자의 함량도 중요한데, 구체적인 일 예시로, 제1반응액에 있어, 염화아연 1 mmol에 대하여 다공성 무기 나노입자 300 내지 700 ㎎을 첨가할 수 있으며, 보다 좋게는 400 내지 600 ㎎을 첨가할 수 있다. 이와 같은 범위에서 산화아연 나노입자가 쉽게 응집되지 않고 다공성 무기 나노입자에 잘 분산 담지될 수 있으며, 다공성 무기 나노입자의 표면이 산화아연 나노입자로 완전히 코팅되지 않음에 따라 가스 등에 대한 흡착 효과를 가져 탈취 성능을 확보할 수 있다. 반면, 다공성 무기 나노입자가 너무 소량 첨가되는 경우, 산화아연 나노입자로 그 표면이 완전히 코팅되어 열린 기공(open pore)이 완전히 닫힌 기공(closed pore)으로 바뀔 수 있으며, 이로 인해 탈취 성능이 저하될 수 있다. 반대로 다공성 무기 나노입자가 너무 과량 첨가되는 경우, 유사 수준의 항균력을 확보하기 위해서 베이스 수지에 과량의 무기 나노복합체를 혼합해야하며, 이 경우 멜트 블로운 방사가 용이하지 않거나, 방사 제조된 시트의 기계적 물성이 떨어져 세탁 견뢰도가 저하될 수 있다.
이때, 상기 제1알코올 용매 및 제2알코올 용매는 서로 독립적으로 메탄올, 에탄올 또는 에틸렌글리콜 등일 수 있으나, 바람직하게는 메탄올일 수 있다. 메탄올을 사용함으로써 20 내지 30 ㎚ 크기의 구형을 가진 산화아연 나노입자를 효과적으로 제조할 수 있다.
다음으로, ⅱ) 초음파 교반기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣고 얼음 욕조 하에서 혼합시켜 반응 혼합물을 제조하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 제1반응액 및 제2반응액을 혼합할 시 열이 발생할 수 있기 때문에 얼음 욕조 하에서 30분 이상, 구체적으로 1 내지 3 시간 동안 혼합하는 것이 좋으며, 이를 통해 다공성 무기 나노입자에 수산화아연(Zn(OH)2) 나노입자가 담지된 무기 나노복합 전구체를 제조할 수 있다.
이와 같이 초음파 처리를 통해 격렬하게 제1반응액 및 제2반응액을 혼합함으로써 합성되는 수산화아연(Zn(OH)2) 나노입자가 서로 응집되는 것을 효과적으로 방지하면서도, 1차입자 수준으로 잘 분산된 수산화아연 입자가 다공성 무기 나노입자에 효과적으로 담지 및 흡착될 수 있다. 이때, 초음파 처리는 1 W 내지 200 kW의 에너지를 가하도록 주파수 1 kHz 내지 200 MHz로 처리될 수 있다.
다음으로, ⅲ) 상기 반응 혼합물에 80 내지 150℃의 온도를 가하여 고압 반응기에서 반응시켜 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
본 단계는 앞 단계에서 제조된 수산화아연(Zn(OH)2) 나노입자가 담지된 무기 나노복합 전구체의 산화아연(Zn(OH)2) 나노입자를 산화아연(ZnO) 나노입자로 산화시키기 위한 단계로, 80 내지 150℃의 온도를 가하여 고압 반응기에서 용매열 합성 반응시킴으로써 산화아연(ZnO) 나노입자를 효과적으로 제조할 수 있다.
반응 시간은 특별히 한정하진 않으나, 6시간 이상, 구체적으로는 12 내지 24 시간 동안 수행하는 것이 산화아연(Zn(OH)2) 나노입자를 산화아연(ZnO) 나노입자로 대부분 전환시킬 수 있어 좋다.
이후 과량의 수산화나트륨 및 생성물인 염화나트륨을 제거하고, 건조하는 과정이 더 수행될 수 있음은 물론이다.
다음으로, ⅳ) 상기 무기 나노복합체를 소성하는 단계를 수행할 수 있다.
본 단계를 통해 산화아연(ZnO)이 다공성 무기 나노입자에 단단히 결착되도록 할 수 있으며, 세탁 시에도 산화아연이 다공성 무기 나노입자에서 잘 탈착되지 않도록 할 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 소성 온도는 400 내지 600℃일 수 있다. 이와 같은 범위에서 산화아연 나노입자가 다공성 무기 나노입자에 잘 결착될 수 있다. 이때, 소성 시간은 1시간 이상인 것이 바람직하며, 구체적으로 2 내지 6 시간 동안 수행될 수 있다.
상기의 방법을 통해 무기 나노복합체가 준비되면, c) 상기 무기 나노복합체 및 베이스 수지를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 나노복합체 5 내지 30 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다. 이와 같은 범위에서 마스터배치 조성물이 멜트 블로운 방식으로 용이하게 방사될 수 있으면서도, 우수한 항균 성능 및 탈취 성능을 가질 수 있다. 반면, 무기 나노복합체가 5 중량부 미만으로 첨가될 시 항균 성능 및 탈취 성능이 저하될 수 있으며, 무기 나노복합체가 30 중량부 초과로 첨가될 시 멜트 블로운 방식으로 제조된 섬유 시트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
이때, 상기 베이스 수지는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 폴리프로필렌 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
아울러, 상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 나노입자 5 내지 30 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다. 마이크로다공성을 가진 제올라이트 나노입자를 더 포함함으로써 통기성 항균 섬유 시트의 탈취 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 제올라이트 나노입자의 평균 입도는 평균 입도 100 내지 300 ㎚일 수 있으며, 상기 다공성 무기 나노입자와 동일하게 습식 분쇄된 것일 수 있다.
다음으로, d) 상기 마스터배치 조성물을 멜트 블로운 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조하는 단계를 수행할 수 있으며, 본 단계의 멜트 블로운 공정은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방식에 의해 수행될 수 있음에 따라 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 통기성 항균 섬유 시트를 포함하는 항균 마스크에 관한 것으로, 상세하게, 베이스 수지; 및 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체;를 포함하는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사되어 제조된 것을 특징으로 하는 통기성 항균 섬유 시트를 포함하는 항균 마스크일 수 있다. 이때, 상기 통기성 항균 섬유 시트는 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 예에 따른 항균 마스크는 여러겹의 부직포로 구성된 다중층 항균 마스크일 수 있으며, 구체적인 일 예시로, 상기 항균 마스크는 스펀본드(spunbond) 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 및 상기 통기성 항균 섬유 시트층으로 이루어지는 최외층;을 포함하는 3중층 구조를 가지는 것이거나 스펀본드 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 상기 통기성 항균 섬유 시트층; 및 스펀본드 부직포로 이루어지는 최외층;을 포함하는 4중층 구조를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 최외층 또는 최내층의 스펀본드 부직포는 통기성이 우수하면서도 육안으로 관찰 가능한 먼지나 분진을 차단하는 필터 역할을 구비한 것일 수 있으며, 피부에 닿았을 때 촉감 및 착용감이 우수한 것일 수 있다.
일 예로, 상기 최외층 또는 최내층의 스펀본드 부직포는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 폴리프로필렌 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 스펀본드 방식으로 방사하여 제조된 부직포일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 멜트 블로운 부직포는 멜트 블로운 방식을 통해 제조되는 과정에서 정전기로 대전되어 미세분진이나 미립자 등을 효과적으로 포집 및 여과하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 폴리프로필렌 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에스테르계 섬유 및 폴리아미드계 섬유 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 멜트 블로운 방식으로 방사하여 정전기로 대전시킨 부직포일 수 있다.
또한, 상기 항균 마스크는 항균 성능을 더욱 향상시키기 위하여 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체; 및 수용성 고분자 바인더;를 물에 분산시켜 제조된 무기 나노복합체 수분산액으로 후처리된 것일 수 있다. 이때, 후처리란 항균 마스크에 상기 무기 나노복합체 수분산액을 스프레이 분무하여 건조시킨 것일 수 있으며, 스프레이 분무는 1회 이상 반복 수행될 수 있다.
상기 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체는 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
상기 수용성 고분자 바인더는 후처리 시 항균 마스크에 무기 나노복합체가 잘 부착되도록 하기 위한 것으로, 물에 잘 용해되며, 접착력이 우수한 수용성 고분자 바인더를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 일 예로 알긴산, 키토산 등의 천연고분자, 우레아계 바인더 또는 아크릴계 바인더를 사용할 수 있다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 무기 나노복합체 수분산액은 물 100 중량부에 대하여 무기 나노복합체 1 내지 10 중량부 및 수용성 고분자 바인더 1 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 스프레이 분무가 용이하며, 무기 나노복합체가 잘 부착될 수 있으면서도 서로 뭉치지 않을 수 있다.
또한, 상기 무기 나노복합체 수분산액은 아연피리치온을 더 포함하는 것일 수 있으며, 이를 통해 항균 성능 및 항박테리아 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 아연피리치온은 물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 아연피리치온이 물에 잘 분산되며, 더욱 우수한 항균 성능 및 항박테리아 성능을 가질 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 통기성 항균 섬유 시트와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 항균 마스크에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[제조예 1]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 100 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 수득하였다.
다음으로, 하기의 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 제조하였다.
먼저, 수산화나트륨을 20 ㎖의 메탄올에 녹여 0.5 M의 수산화나트륨 용액을 제조하고, 규조토 나노입자 500 ㎎을 첨가하여 제1반응액을 준비하였다. 이와 함께, 염화아연(ZnCl2)을 10 ㎖의 메탄올에 녹여 0.1 M의 염화아연 용액을 제조하여 제2반응액으로 준비하였다.
얼음 욕조 하에서, 초음파 반응기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣은 후 1시간 동안 격렬하게 초음파 교반하였다. 이후, 반응 혼합물을 고압 반응기에 넣고, 120℃로 승온하여 12 시간 동안 반응시켰다. 이후 생성된 침전물을 여과하고 메탄올로 씻어 규조토 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
상기 무기 나노복합체를 회전식 소성로에 넣고 500℃에서 6시간 동안 소성하였다.
[제조예 2]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 수득하고, 이를 제1반응액에 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 3]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 300 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 수득하고, 이를 제1반응액에 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 4]
제1반응액에 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 100 ㎎ 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 5]
제1반응액에 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 300 ㎎ 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 6]
제1반응액에 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 700 ㎎ 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 7]
제1반응액에 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 1000 ㎎ 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 8]
초음파 반응기를 사용하지 않고, 일반적인 교반식 반응기에 제1반응액 및 제2반응액을 넣은 후 500 rpm의 속도로 교반한 것 외 모든 공정을 제조예 2와 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[비교제조예 1]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 준비하였다.
[비교제조예 2]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 200 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 수득하였다.
다음으로, 수산화나트륨을 20 ㎖의 메탄올에 녹여 0.5 M의 수산화나트륨 용액을 제조하여 제1반응액을 준비하였다. 이와 함께, 염화아연(ZnCl2)을 10 ㎖의 메탄올에 녹여 0.1 M의 염화아연 용액을 제조하여 제2반응액으로 준비하였다. 얼음 욕조 하에서, 초음파 반응기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣은 후 1시간 동안 격렬하게 초음파 교반하였다. 이후, 반응 혼합물을 고압 반응기에 넣고, 120℃로 승온하여 12 시간 동안 반응시켰다. 이후 생성된 침전물을 여과하고 메탄올로 씻어 규조토 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다. 상기 무기 나노복합체를 회전식 소성로에 넣고 500℃에서 6시간 동안 소성하였다.
상기 각각 제조된 규조토 나노입자 500 ㎎과 산화아연(ZnO) 나노입자 80 ㎎을 혼합하여 무기 혼합물을 준비하였다.
[비교제조예 3]
나노셋 밀(nanoset mill, 모델명 TNS010) 장비로 규조토를 습식 분쇄하여 평균 입도 500 ㎚를 가지는 규조토 나노입자를 수득하고, 이를 제1반응액에 첨가한 것 외 모든 공정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 제조예 1에서 제조된 무기 나노복합체 15 중량부 및 제올라이트 나노입자(평균 입도 150 ㎚) 15 중량부를 혼합하여 마스터배치 조성물을 제조하고, 통상적인 멜트 블로운 방식으로 항균 섬유 시트(부직포)를 제조하였다.
[실시예 2 내지 6]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 제조예 2에서 제조된 무기 나노복합체를 각각 1 중량부(실시예 2), 5 중량부(실시예 3), 15 중량부(실시예 4), 30 중량부(실시예 5), 50 중량부(실시예 6)로 혼합하여 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다.
[실시예 7 내지 12]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 제조예 3 내지 8에서 제조된 무기 나노복합체 15 중량부를 각각 혼합하여 실시예 7 내지 12의 각 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다. (실시예 7-제조예 3, 실시예 8-제조예 4, 실시예 9-제조예 5, 실시예 10-제조예 6, 실시예 11-제조예 7, 실시예 12-제조예 8)
[비교예 1]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 무기 나노복합체 대신 비교제조예 1에서 제조된 규조토 나노입자만을 15 중량부로 혼합하여 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다.
[비교예 2]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 비교제조예 2에서 제조된 무기 혼합물 15 중량부를 혼합하여 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다.
[비교예 2]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 비교제조예 3에서 제조된 무기 나노복합체 15 중량부를 혼합하여 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다.
[특성 평가]
1) 항균 성능 시험: KS K 0693:2016 방법으로 항균 성능을 시험하였다.
상세하게, 실시예 1 내지 15 및 비교예 1, 2에서 제조된 항균 섬유 시트에 대장균(Escherichia coli) 9.2×104 CFU/㎖, 황색포도상구균(staphylococos aureus) 8.9×104 CFU/㎖, 쥐장티푸스균(Salmonella typhimurium) 7.4×104 CFU/㎖ 및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae) 9.1×104 CFU/㎖을 각각 초기농도(A0, CFU/㎖)로 접종하고, 37.0 ±0.2℃에서 24 시간 동안 방치한 후의 농도(A1, CFU/㎖)를 확인하였으며, 그로부터 정균 감소율(%)을 산출하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 대조군으로는 무처리군을 준비하였다. 또한, 상기 정균 감소율은 (A0-A1)/A0×100으로 산출하였다.
2) 탈취 성능 시험: FITI 시험지침서 FTM-5-2:2004 방법으로 탈취 성능을 시험하였다.
상세하게, 실시예 1 내지 15 및 비교예 1, 2에서 제조된 항균 섬유 시트를 10 ㎝×10 ㎝로 각각 잘라 시험편을 준비하고, 초기 농도가 100 ppm인 암모니아 가스 시험가스팩에 삽입한 후 가스검지관법(KICM-FIR-1004)을 사용하여 탈취율(%)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이때 탈취율은 (Cb-Cs)/Cb ×100으로 산출하였으며, 상기 Cb는 항균 섬유 시트 시험편을 넣지 않고(blank) 2시간 경과 후 시험가스팩에 남아있는 암모니아 가스의 농도(ppm)이며, Cs는 항균 섬유 시트 시험편을 넣고 2시간 경과 후 시험가스팩에 남아있는 암모니아 가스의 농도(ppm)이다.
정균 감소율 (%) 탈취율
(%)
E.coli S. aureus S. typhimurium K. pneumoniae
초기농도 9.2×104 8.9×104 7.4×104 9.1×104 -
대조군 7.1×105 6.7×105 6.5×105 1.6×106
실시예 1 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 2 97.2 98.0 98.3 97.7 94.2
실시예 3 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 4 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 5 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 6 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
실시예 7 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 8 99.9 99.9 99.9 99.9 85.9
실시예 9 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 10 99.9 99.9 99.9 99.9 99.8
실시예 11 97.1 97.6 98.0 97.3 99.9
실시예 12 95.9 96.3 96.8 96.1 99.9
비교예 1 66.1 73.9 54.4 69.0 99.9
비교예 2 95.5 95.8 96.0 95.7 99.9
비교예 3 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 섬유 시트는 비교예 대비 우수한 항균 성능을 지니고 있음을 확인할 수 있었다.
다만, 무기 나노복합체가 소량 첨가된 실시예 2의 경우에는 항균 성능이 다소 떨어졌으며, 무기 나노복합체가 너무 과량 첨가된 실시예 6의 경우에는 시트의 기계적 물성이 다소 좋지 않아 세탁 시 재사용이 불가능하였다.
용매열 합성 시 규조토 나노입자가 소량 첨가된 실시예 8의 경우에는 규조토 나노입자의 표면이 산화아연으로 코팅되어 기공이 일부 사라짐에 따라 가스 흡착 능력이 다소 저하되어 탈취 성능이 저하되었으며, 규조토 나노입자가 과량 첨가된 실시예 11의 경우에는 무기 나노복합체 중 산화아연이 비율이 줄어듦에 따라 항균 성능이 다소 저하되었다.
한편, 규조토 나노입자만을 첨가한 비교예 1의 경우 항균 성능이 매우 크게 떨어졌으며, 용매열 합성 시 규조토 나노입자를 넣지 않고 산화아연을 제조한 후, 이들을 혼합물로 첨가한 비교예 2의 경우 역시 산화아연의 응집 현상이 발생하여 항균 성능이 다소 저하되었다. 비교예 3의 경우 다소 입도가 큰 규조토 나노입자를 사용함에 따라 시트의 기계적 물성이 다소 좋지 않아 세탁 시 재사용이 불가능하였다.
[제조예 9]
소성 온도를 200℃로 달리한 것 외 모든 공정을 제조예 2와 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 10]
소성 온도를 400℃로 달리한 것 외 모든 공정을 제조예 2와 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[제조예 11]
소성 온도를 800℃로 달리한 것 외 모든 공정을 제조예 2와 동일하게 진행하여 규조토 나노입자에 산화아연(ZnO) 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 수득하였다.
[실시예 13 내지 15]
폴리프로필렌 칩 100 중량부에 대하여, 제조예 9 내지 11에서 제조된 무기 나노복합체 15 중량부를 각각 혼합하여 실시예 13 내지 15의 각 마스터배치를 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 항균 섬유 시트를 제조하였다.(실시예 13-제조예 9, 실시예 14-제조예 10, 실시예 15-제조예 11)
[세탁 견뢰도 특성 평가]
실시예 2, 실시예 13 내지 15 및 비교예 2에서 각각 제조된 항균 섬유 시트를 표준 세탁으로 5회 세탁한 후 상기 방법에 따라 항균 성능을 시험하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
5회 세탁 후 정균 감소율 (%)
E.coli S. aureus S. typhimurium K. pneumoniae
초기농도 9.2×104 8.9×104 7.4×104 9.1×104
실시예 4 99.9 99.9 99.9 99.9
실시예 13 84.6 89.5 86.4 90.1
실시예 14 99.9 99.9 99.9 99.9
실시예 15 96.3 96.4 97.0 96.1
비교예 2 71.2 76.5 73.7 75.8
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 소성 온도가 400 내지 600℃를 만족하는 실시예 4 및 14의 경우, 세탁 후에도 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 잘 담지되어 있어 매우 우수한 항균 성능이 유지되고 있음을 확인할 수 있었다.
반면, 소성 온도가 너무 낮았던 실시예 13의 경우, 세탁 견뢰도가 좋지 않아 세탁 후 다공성 무기 나노입자에서 산화아연 나노입자의 탈착하는 현상이 발생하여 항균 성능이 크게 저하된 것을 확인할 수 있었다.
아울러, 소성 온도가 너무 높았던 실시예 15의 경우, 높은 온도에 의해 산화아연 나노입자가 일부 응집되는 현상이 발생하여 항균 성능이 다소 저하되었다.
한편, 비교예 2의 경우, 규조토 나노입자와 산화아연 나노입자를 각각 혼합하여 첨가한 것임에 따라 실시예 13보다도 세탁 견뢰도가 좋지 않았으며, 그에 따라 항균 성능이 가장 크게 감소하였다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 베이스 수지; 및
    평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체;
    를 포함하는 마스터배치 조성물이 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사되어 제조된 것을 특징으로 하는 통기성 항균 섬유 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다공성 무기 나노입자는 규조토인, 통기성 항균 섬유 시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 나노복합체 5 내지 30 중량부를 포함하는 것인, 통기성 항균 섬유 시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터배치 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 나노입자 5 내지 30 중량부를 더 포함하는 것인, 통기성 항균 섬유 시트.
  5. a) 다공성 무기 입자를 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 크기로 습식 분쇄하여 다공성 무기 나노입자를 제조하는 단계;
    b) 상기 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 무기 나노복합체를 제조하는 단계;
    c) 상기 무기 나노복합체 및 베이스 수지를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계; 및
    d) 상기 마스터배치 조성물을 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 방사하여 통기성 항균 섬유 시트를 제조하는 단계;
    를 포함하는 통기성 항균 섬유 시트의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    ⅰ) 제1알코올 용매에 다공성 무기 나노입자 및 수산화나트륨을 첨가한 제1반응액, 및 제2알코올 용매에 염화아연을 용해시킨 제2반응액을 각각 준비하는 단계;
    ⅱ) 초음파 교반기에 상기 제1반응액 및 제2반응액을 넣고 얼음 욕조 하에서 혼합시켜 반응 혼합물을 제조하는 단계;
    ⅲ) 상기 반응 혼합물에 80 내지 150℃의 온도를 가하여 고압 반응기에서 반응시켜 다공성 무기 나노입자에 산화아연 나노입자가 담지된 무기 나노복합체를 제조하는 단계; 및
    ⅳ) 상기 무기 나노복합체를 소성하는 단계;
    를 포함하는, 통기성 항균 섬유 시트의 제조방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항의 통기성 항균 섬유 시트를 포함하는 항균 마스크.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 항균 마스크는 스펀본드 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 및 상기 통기성 항균 섬유 시트층으로 이루어지는 최외층;을 포함하는 3중층 구조를 가지는 것인, 항균 마스크.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 항균 마스크는 스펀본드 부직포로 이루어지는 최내층; 멜트 블로운 부직포로 이루어지는 베리어층; 상기 통기성 항균 섬유 시트층; 및 스펀본드 부직포로 이루어지는 최외층;을 포함하는 4중층 구조를 가지는 것인, 항균 마스크.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 항균 마스크는 평균 입도 100 내지 300 ㎚의 다공성 무기 나노입자에 용매열(solvothermal) 합성 반응을 통해 산화아연 나노입자를 담지시켜 제조된 무기 나노복합체; 및 수용성 고분자 바인더;를 물에 분산시켜 제조된 무기 나노복합체 수분산액으로 후처리된 것인, 항균 마스크.
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