KR20220114703A

KR20220114703A - 항균마스크 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20220114703A
Application number: KR1020210018022A
Authority: KR
Inventors: 박진성; 정호원
Original assignee: (주)피지메디칼; 정호원
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2022-08-17
Also published as: KR102433989B1

Abstract

본 발명은 황사 및 방역용 마스크 또는 안면부 착용의 마스크 표면(1차 필터)과 내지(2차 필터)에 항균력을 유지할 수 있도록 금속이온을 해당 부직포에 코팅하여 각종 미생물이나 세균성 병원균으로부터의 전염을 차단하고 위생적인 기능을 부여할 수 있도록 한 마스크용 항균 부직포 제조 및 항균 마스크에 관한 것이다.
본 발명은 특히 황사 및 방역용 마스크용 부직포에서 우수한 항균력을 유지할 수 있도록 하기 위하여 금속이온(Ag, Cu, Zn)을 부직포 표면에 코팅을 하는 것으로, 그 공정은 금속 이온(Ag, Cu, Zn)을 표면에 롤러(Roller) 코팅 또는 분사(Spray) 코팅하여 항균 기능을 형성하는 것으로, 마스크 부직포에서 우수한 항균 기능을 갖도록 하는 발명에 관한 것이다.

Description

항균마스크 및 그 제조방법{Antiboitic Mask And The Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 항균마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 안면 마스크 특히, 황사 및 방역용 마스크의 표면(1차 필터)과 내지(2차 필터)에 항균력을 유지할 수 있도록 금속이온을 해당 부직포에 코팅하여 각종 미생물이나 세균성 병원균으로부터의 전염을 차단하고 위생적인 기능을 부여할 수 있도록 한 항균마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기존에는 마스크 표면에 항균 코팅을 하는 경우가 없었으나 최근에는 코로나19 바이러스의 영향으로 항균 마스크를 제조하려는 경향이 있다. 이러한 경우에는 통상 금속의 나노입자 또는 일반 유기항균제를 사용하는 경우가 대부분이며, 이는 나노물질에 대한 안전성과 유기 항균제의 인체에 대한 유해성 문제점이 해결과제로 남아있다.

황사 및 방역용 마스크의 최 내측 안면부 필터 부직포는 피부가 직접 접촉되는 면이기에 여타의 물질을 코팅할 경우 호흡기로 해당 물질이 흡입될 가능성이 있으므로 코팅처리를 하지 않는다. 또한 무기물이나 금속 입자를 사용할 경우에는 이 역시 부착력이 약해 바인더를 사용하여야 하는 문제가 있기에 사용하는 바인더가 마스크의 통기성에 장애를 줄 수 있으며, 금속 입자나 무기 항균제가 호흡기로 들어갈 가능성도 배제할 수 없다.

황사 및 방역용 마스크는 통상 3~4겹(일부 5겹)의 부직포로 이루어지고 있으며, 안면부 필터와 멜트브로운(MB) 필터 부분을 제외하면 겉면 또는 그 내면에 코팅 처리를 할 수 있다.

정전기 발생 기능을 갖고 있는 멜트브로운(MB) 필터 역시 여타의 물질을 코팅할 경우 마스크 차단 기능에 영향을 줄 수 있기에 금속 입자나 유기화합물, 무기물을 표면 처리를 하기에는 장애가 많다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

대한민국 특허 등록번호 제10-1061895호(2011년08월29일 등록)(발명의 명칭: 은사 메쉬 및 이를 이용한 항균마스크)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 항균 기능을 갖고 있으며, 마스크 부직포 필터에 부착력이 우수하고, 아울러 그 성분이 멜트브로운(MB) 필터와 안면부 필터를 통과하여 호흡기로 들어가지 않도록 한 항균마스크 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 안면 마스크 특히, 황사 및 방역용 마스크의 표면(1차 필터)과 내지(2차 필터)에 항균력을 유지할 수 있도록 금속이온을 해당 부직포에 코팅하여 각종 미생물이나 세균성 병원균으로부터의 전염을 차단하고 위생적인 기능을 부여할 수 있도록 한 항균 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면,

항균 마스크의 제조방법에 있어서,

부직포로 구성되며, 마스크의 외측겉면으로서 시작하여 내측으로 여러겹으로 이루어진 마스크로서,

마스크의 겉면을 형성하는 1차 필터로서의 최외측 필터, 2차 필터, MB필터, 및 내측 안면부 필터가 순차적으로 겹쳐져서 하나의 마스크를 형성하는 것으로서, 상기 부직포의 겉면(1차 필터) 최외측필터 또는 상기 최외측필터 내측에 면접되는 2차 필터는 우수한 항균력을 발휘하는 하나 이상의 금속(Ag 또는 Cu 또는 Zn)을 이온화하여 롤러(Roller) 코팅 또는 분무(Spray) 코팅 처리하여 코팅되어 코팅층이 형성되어 이를 통해 항균 기능이 부여된 것이고,

그 사용하는 물질의 농도는 은(Ag)을 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 100~700ppm로 하고, 구리(Cu)를 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 200~800ppm로 하고, 아연(Zn)을 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 500~1,200ppm로 하고,

은(Ag)과 구리(Cu)를 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 100~200ppm, 구리(Cu)를 100~400ppm으로 하고,

은(Ag)과 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 100~300ppm, 아연(Zn) 500~700ppm으로 하고,

구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 구리(Cu)를 200~500ppm, 아연(Zn) 600~800ppm으로 하고,

은(Ag)과 구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 은(Ag) 10~20ppm, 구리(Cu) 40~80ppm, 아연(Zn) 400~600ppm인 것을 특징으로 하는 항균 마스크의 제조방법이 제공된다.

또한, 사용하는 은(Ag)은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용한다.

또한, 은(Ag) 이온은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용한다.

또한, 사용하는 아연(Zn)은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2 ·6H2O), 염화아연(ZnCl2)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용하며, 아연(Zn) 이온은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2·6H2O), 염화아연(ZnCl2)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용한다.

또한, 사용하는 구리(Cu)는 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용한다.

또한, 구리(Cu) 이온은 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)를 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 이상 선택하여서 용매로 사용한다.

상기한 본 발명에 따른 항균마스크 및 그 제조방법에 의하면, 황사 및 방역용 마스크에 항균력을 유지할 수 있도록 금속이온을 부직포 겉면 또는 이면의 표면에 코팅하여 각종 미생물이나 세균성 병원균으로부터의 전염을 차단하고 위생적인 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 안전성이 확보되지 않은 나노물질을 사용하거나, 가습기 살균제로 문제가 되었던 심각한 호흡기 질병을 유발하는 메칠이소치아놀리존(MIT) /메칠클로로이소치아놀리존(CMIT) 또는 벤잘코늄클로라이드(BKC) 등을 사용하지 않고 안정성이 높은 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn)을 마이크로급의 입자로 사용하거나, 이온화하여 사용하는 것으로, 마스크 부직포 표면에서 우수한 항균을 지속적으로 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 코로나바이러스의 확산에 따른 마스크 착용이 일상화 되고 있는 현 싯점에서 마스크를 만지지 못하게 하는 이유는 마스크 표면에 부착된 미생물이나 바이러스가 손으로 전이가 되어 감염이 될 가능성이 높기 때문인데, 본 발명에 따른 항균 기능을 갖는 마스크를 사용할 경우 대면 접촉 과정에서 미생물에 의한 오염을 최소화하여 이를 예방할 수 있고, 마스크 착용의 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균/항곰팡이 성분이 코팅된 마스크의 단면도이다.
도 2는 도 1의 마스크 제조를 위한 롤러 코팅 공정도이다.
도 3은 도 1의 마스크에 코팅하는 코팅 공정도이다.
도 4는 도 1의 마스크에 스프레이 가공을 수행하는 스프레이 코팅 공정도이다.
도 5는 도 1의 마스크에 은이온 분사후 차단율과 은이온 잔류여부 확인시험과정을 나타낸 시험과정도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균/항곰팡이 성분이 코팅된 마스크의 단면도이고, 도 2는 도 1의 마스크 제조를 위한 롤러 코팅 공정도이고, 도 3은 도 1의 마스크에 코팅하는 코팅 공정도이고, 도 4는 도 1의 마스크에 스프레이 가공을 수행하는 스프레이 코팅 공정도이고, 도 5는 도 1의 마스크에 은이온 분사후 차단율과 은이온 잔류여부 확인시험과정을 나타낸 시험과정도이다.

도 1을 참조하면, 항균 마스크(100)는 부직포로 구성되며, 항균 마스크(100)의 외측겉면으로서 시작하여 내측으로 여러겹으로 이루어진 항균 마스크(100)로서, 항균 마스크의 겉면을 형성하는 1차 필터로서의 최외측 필터(10), 2차 필터(20), MB필터(30), 및 내측 안면부 필터(40)가 순차적으로 겹쳐져서 하나의 마스크를 형성하는 것으로서, 상기 부직포의 겉면(1차 필터) 최외측필터(10) 또는 상기 최외측필터 내측에 면접되는 2차 필터(20)는 우수한 항균력을 발휘하는 하나 이상의 금속(Ag 또는 Cu 또는 Zn)을 이온화하여 롤러(Roller) 코팅 또는 분무(Spray) 코팅 처리하여 코팅되어 코팅층이 형성되어 이를 통해 항균 기능이 부여된 것이고, 사용하는 해당 이온화한 금속 물질의 총 합계 농도는 은(Ag)과 구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 은(Ag) 10~20ppm, 구리(Cu) 40~80ppm, 아연(Zn) 400~600ppm인 것을 특징으로 한다.

일반적으로 금속의 입자가 1nm에서 100nm 의 크기를 나노물질로 정의를 하고 있으며, 이는 범세계적으로 그 위해성과 안전성을 입증하는 경우에만 사용토록 규제하고 있는바, 해당 나노물질의 안전성과 위해성을 입증을 하기 에는 많은 시간과 비용이 요구되고 있는 것이 현실이다.

본 발명에서 가장 상용성이 좋고 항균력이 우수한 금속 이온을 선택하게 되었고 이들을 단독 또는 혼합 사용하는 다수의 실험을 통하여 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn) 이온들의 적절한 조합비를 선택하게 되었다.

롤러코팅은 롤러크기나 재질에 제한을 두지않으며. 롤러 드럼에 실리콘이 붙어서 실리콘 코팅되는 것을 포함할 수 있다.

사용하는 농도는 각각 물질의 미생물최저억제농도(MICs)를 고려하여 단독으로 사용할 경우와 혼합 사용할 경우의 각각의 사용 농도를 결정하게 된다.

또한 다수의 실시 예를 통하여 확인 한 결과, 어느 경우에 은(Ag)을 사용하고 어느 경우에는 구리(Cu) 또는 아연(Zn)을 단독으로 사용하고, 또는 이를 혼합으로 사용할 지는 부직포와 코팅 결합력 그리고 자외선에 노출 되었을 시 황변 현상, 그리고 안면부 필터로 전이가 되지 않는 것이 가장 상용성이 좋은 것으로 판단한다.

도 1에서, 본 발명에 의한 금속의 이온이 부직포에 코팅된 단면으로 필요에 따라 겉지(1차 필터)(10)와 또는 내지(2차 필터)(20)에 선택적으로 코팅을 하거나 겉지와 내지의 부직포 모두에 코팅을 할 수 있다.

황사 및 방역 마스크는 통상 폴리프로필렌(PP)로 부직포를 만들어 제조하며, 3겹 내지 4겹으로 이루어지며 필요에 따라 5겹의 부직포를 사용하기도 한다. 제일 내측의 얼굴이 닿는 부위를 안면부 필터(40)라고 칭하며, 황사 및 미생물을 차단하는 주요기능을 담당하는 필터를 멜트브로운 필터(Melt Blown 공법에 의하여 제조한 Filter)(MB필터)(30)라고 칭한다.

도 2에서, 부직포의 겉지 또는 내지에 코팅을 하는 공정도를 살펴보면, 이는 마스크가 완성되기 전에 마스크의 일부분을 형성하게 될 겉지 또는 내지에 먼저 코팅을 하는 공정으로 완성된 마스크에 직접 코팅을 하는 것보다 로스를 줄이고 보다 정밀한 코팅을 할 수 있다.

도 2에서, 원지공급부(2-1)를 통해 원지인 부직포가 공급되며, 마주하는 롤러를 포함하는 원단생성부(2-2)를 지나면서 마스크 1차 필터 혹은 2차 필터(10,20)가 생성되고, 생성된 1차 필터 또는 2차 필터(10,20)는 코팅부(2-3)에 도달하여 코팅롤러(2-3-1)에 의해 코팅되며, 이후 코팅된 1차 필터 또는 2차 필터(10,20)는 건조부(2-4)를 지나 건조되며, 절단부(2-5)에서 절단되어 적재된다.

도 3에서, 도 2와 전체적으로 유사하나, 마스크 1차 필터 혹은 2차 필터(10,20) 감겨있다가 풀리면서 코팅되고 권취되는 과정이 도시된다. 즉, 마스크 1차필터 또는 2차 필터(10,20)을 형성할 부직포가 1차 필터 혹은 2차 필터(마스크 겉지/마스크 내지)공급 롤러를 포함하는 원지공급부(3-1)를 거쳐 코팅부(3-2)에 도달하여 코팅롤러(3-2-1)에 의해 코팅되며, 이후 코팅된 1차 필터 혹은 2차 필터(10,20)는 건조부(3-3)를 지나 건조되며, 권취부(3-4)에서 권취된다.

도 4에서, 마스크 1차 필터 또는 2차 필터(10,20)의 스프레이 코팅공정을 살펴본다. 즉, 마스크용 부직포 공급부(4-1)에서 1차 필터 또는 2차 필터(10,20)가 공급되고, 마스크(겉지/내지) 코팅부에서 1차 필터 또는 2차 필터(10,20)가 코팅되며, 이후 건조부(4-3)를 거쳐 건조되어, 적재부(4-4)에 적재된다.

마스크 1차 필터 또는 2차 필터를 만든 후 후가공으로 항균/항곰팡이 코팅을 하는 경우에는 도 3과 같이 롤러코팅을 하거나 또는 도 4와 같이 스프레이 코팅을 하며, 이 경우에도 특정한 메카니즘의 롤러코팅이나 스프레이 코팅에 한정하지 않는다.

본 발명에서 사용하는 금속 입자 또는 이온 물질은 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn)을 사용한다.

사용하는 은(Ag)은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용한다.

은(Ag) 이온은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용한다.

본 발명에서 사용하는 아연(Zn)은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2 ·6H2O), 염화아연(ZnCl2)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용하며, 아연(Zn) 이온은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2·6H2O), 염화아연(ZnCl2)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용한다.

본 발명에서 사용하는 구리(Cu)는 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용한다.

구리(Cu) 이온은 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)를 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 이상 선택하여서 용매로 사용한다.

본 발명은 우수한 항균력을 발휘하는 금속의 항균제(Ag, Cu, Zn)를 황사 및 방역용 마스크의 부직포에 롤러코팅 또는 분무(Spray)코팅 처리하여 항균 기능을 형성하는 것으로, 나노물질이나 해당 무기 금속을 사용하는 것이 아니라, 해당 금속을 이온화하고 이를 안정화한 이온물질로 사용하는 것이며, 그 사용하는 농도는 각각의 이온 물질의 합계 농도를 30~1,200ppm 농도로 한다.

마스크용 부직포의 겉지(1차 필터) 또는 내지(2차 필터)의 표면에 항균 기능을 갖도록 하기 위하여 본 발명에서 사용하는 금속이온의 조성비는 다음과 같다.

은(Ag)을 단독으로 사용하는 경우에는 그 농도를 20~50ppm로 한다.

구리(Cu)를 단독으로 사용하는 경우에는 그 농도를 60~100ppm로 한다.

아연(Zn)을 단독으로 사용하는 경우에는 그 농도를 500~1,200ppm로 한다.

은(Ag)과 구리(Cu)를 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 10~20ppm, 구리(Cu)를 40~80ppm으로 한다.

은(Ag)과 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 10~20ppm, 아연(Zn) 500~800ppm으로 한다.

구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 구리(Cu)를 40~80ppm, 아연(Zn) 500~800ppm으로 한다.

은(Ag)과 구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 10~20ppm, 구리(Cu) 40~80ppm, 아연(Zn) 400~600ppm으로 한다(표 1 참조).

이와 같은 조성비는 황사 및 방역용 마스크 부직포가 주로 폴리프로필렌으로 이루어져 있으며, 이 폴리프로필렌은 물과 친하지 않는 소수기를 갖고 있는 바, 위 은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu)의 금속 이온 중에서 조합 선택하여 부착력과 색 오염이 없으며 호흡기로 들어가지 않으면서 우수한 항균력을 유지할 수 있도록 함에 있다.

금속 이온은 우수한 부착력으로 마스크 부직포로부터 이탈되지 않고 우수한 항균력을 유지하면서 호흡기로 들어가는 것을 방지할 수 있다.

은, 구리, 아연에 대하여 좀더 설명하면, 순간 살균력이 필요한 경우에는 은(Ag)을 주로 사용하고, 항곰팡이력이 주된 효과로 필요한 경우에는 표면에 원료의 색(구리는 파랑 또는 녹색, 은은 노란색에서 짙은 갈색)이 발현되어도 문제가 되지 않는 경우는 구리를 단독으로 사용하거나 또는 구리와 은, 또는 구리와 아연을 병행하여 사용하고, 표면에 원료의 색이 발현되면 안되는 경우는 아연을 단독으로 사용하거나 또는 아연과 은 또는 아연과 구리를 병행해서 사용하며, 구리와 은의 사용량은 색이 발현되기는 하지만 제품에는 문제가 되지 않도록 사용범위에서 최소량 사용범위를 선택하여 사용한다.

각각의 금속 모두가 양이온(plus ion)으로 미생물의 세포막을 파괴하거나, 신진대사를 방해하여 증식을 억제하는 원리로 작용을 한다. 각각의 조성비에서 박테리아에 대한 최소발육억제농도(MICs) 감안하여 그 사용 범위를 설정하였으며, 필요성이 절실하지 않은 곰팡이의 억제력은 고려되지 않은 농도이다. 특히 스프레이 코팅시 비산되어 소모되는 로스분을 약 30% 정도 감안한 농도이다.

(실시예 1) KF 94 방역용 마스크 부직포 항균력 시험(표 2 참조)

마스크의 1차 필터 부직포 표면에 스프레이 코팅을 하였으며, 사용한 원료는 은(Ag)이온으로 그 사용 농도는 은(Ag) 50ppm(25PPM 농도로 2회 스프레이)으로 하였다. 은(Ag)은 염화은으로부터 제조된 은이온(Ag+)을 사용하였다. 시험결과 슈퍼박테리아(메치실린 내성 황색포도상구균: MRSA. Staphylococcus aureus ATCC 33591), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538P), 대장균(Escherichia coli ATCC 8739), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 ), 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 435) 모두 99.9%의 항균력이 입증되었다.

(실시예 2) KF94 방역용 마스크 항균 처리 후 차단율 시험(표 3)

(도 5 참조) 상기 표 3의 (실시예 2)에서는 위 (실시예 1)에서 항균 처리한 샘플을 그대로 동일한 샘플로 사용하여 항균력이 있는 KF94 마스크가 그 차단율에는 얼마만큼 영향을 미치는지 확인을 한 시험으로, 한국식품의약품안전처에서 규정한 KF94 방역용 마스크 차단율 시험과 동일한 방법으로 시험을 하였다(S2). 안면부 흡기저항 값 시험에서는 공기를30L/min 연속유량으로 통과시켰을 때 안면부 흡기 저항 값 70Pa 이하의 기준값을 전처리 전 평균값(28.13pa)과 전처리 후 평균값(30.57pa) 모두가 통과 하였다. 소금물과 파라핀 오일 시험에서도 전처리 전 후의 샘플에서 소금물 에어로졸의 경우 전처리 전 평균값이 99.8%이였던 것이 전처리 후 99.8% 차단율로 차단율의 차이가 없었으며, 파라핀 오일 시험의 경우 전처리 전 99.5%의 평균값이었던 것이 전처리 후 99.47%로 모두 기준 값인 94% 이상의 값으로 차단율을 유지하였다(S4). 따라서 항균력을 유지하면서도 마스크 차단율에 영향을 주지 않는다는 것을 확인한 실험 결과이다.

(실시예 3) KF 94 마스크에 항균 스프레이 후 안면부 필터로 전이 여부실험(표 4)

상기 표 4의 본 실시예 3은 상기 실시예 1, 실시예 2에서 사용된 동일한 샘플로 최 외측 필터에 2회부터 7회까지 누적하여 스프레이를 한 후, 이를 위 (실시예 2)에서 마스크 차단율을 시험을 거친 후, 해당 샘플을 가지고 안면부 (내측)필터로 해당 항균력 기능을 갖고 있는 은(Ag/Silver)이 얼마나 전이가 되었는지를 시험한 결과로, 이는 KF94 마스크에 항균력이 있고 그 차단율에 영향을 주지 않는다 하더라도 호흡기로 들어가지 않아야 된다는 것을 확인하기 위한 실시예 실험이다(S6).

위 표 4와 같이 2회 스프레이(합계 스프레이 누적 농도 50PPM)부터 5회 스프레이(합계 스프레이 누적 농도 75PPM), 7회 스프레이(합계 스프레이 누적 농도 175PPM)를 하여 안면부 (내측) 필터로 얼마만큼 전이가 되었는지를 확인한 결과(S8) 은(Silver)이 불검출 된 결과를 얻었다. 2회/5회 스프레이 한 샘플은 최종 안면부 필터에 전이되어 그 잔유물이 얼마나 남아 있는가를 측정하였고, 7회 스프레이한 샘플은 아래 도표와 같이 4종류의 필터를 모두 측정하였다. 해당 시험은 IPA-MS측정으로 PPB 단위까지 측정한 것으로 높은 정밀도로 측정한 결과이다.

또한, 상기한 본 발명에 따른 제조방법은 롤러 코팅의 방법 이외에 오프셋 인쇄공정 또는 실크스크린 인쇄 공정 등 여타의 인쇄공정 중 표면 코팅 처리하는 공정에서도 모두 적용할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 항균마스크 및 그 제조방법에 의하면, 황사 및 방역용 마스크에 항균력을 유지할 수 있도록 금속이온을 부직포 겉면 또는 이면의 표면에 코팅하여 각종 미생물이나 세균성 병원균으로부터의 전염을 차단하고 위생적인 기능을 부여할 수 있다.

또한, 종래의 안전성이 확보되지 않은 나노물질을 사용하거나, 가습기 살균제로 문제가 되었던 심각한 호흡기 질병을 유발하는 메칠이소치아놀리존(MIT) /메칠클로로이소치아놀리존(CMIT) 또는 벤잘코늄클로라이드(BKC) 등을 사용하지 않고 안정성이 높은 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn)을 마이크로급의 입자로 사용하거나, 이온화하여 사용하는 것으로, 마스크 부직포 표면에서 우수한 항균을 지속적으로 유지할 수 있도록 한다.

또한, 코로나바이러스의 확산에 따른 마스크 착용이 일상화 되고 있는 현 싯점에서 마스크를 만지지 못하게 하는 이유는 마스크 표면에 부착된 미생물이나 바이러스가 손으로 전이가 되어 감염이 될 가능성이 높기 때문인데, 본 발명에 따른 항균 기능을 갖는 마스크를 사용할 경우 대면 접촉 과정에서 미생물에 의한 오염을 최소화하여 이를 예방 할 수 있고, 마스크 착용의 효율을 극대화 할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10:최외측 필터(1차 필터)
20: 2차 필터
30: MB 필터
40: 안면부필터
100: 항균마스크

Claims

항균 마스크의 제조방법에 있어서,
부직포로 구성되며, 마스크의 외측겉면으로서 시작하여 내측으로 여러겹으로 이루어진 마스크로서,
마스크의 겉면을 형성하는 1차 필터로서의 최외측 필터, 2차 필터, MB필터, 및 내측 안면부 필터가 순차적으로 겹쳐져서 하나의 마스크를 형성하는 것으로서, 상기 부직포의 겉면(1차 필터) 최외측필터 또는 상기 최외측필터 내측에 면접되는 2차 필터는 우수한 항균력을 발휘하는 하나 이상의 금속(Ag 또는 Cu 또는 Zn)을 이온화하여 롤러(Roller) 코팅 또는 분무(Spray) 코팅 처리하여 코팅되어 코팅층이 형성되어 이를 통해 항균 기능이 부여된 것이고,
그 사용하는 물질의 농도는 은(Ag)을 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 100~700ppm로 하고, 구리(Cu)를 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 200~800ppm로 하고, 아연(Zn)을 단독으로 사용하는 경우에는 0.1㎛~10㎛의 입자 크기를 사용하고, 그 농도를 500~1,200ppm로 하고,
은(Ag)과 구리(Cu)를 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 100~200ppm, 구리(Cu)를 100~400ppm으로 하고,
은(Ag)과 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 은(Ag) 100~300ppm, 아연(Zn) 500~700ppm으로 하고,
구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 그 사용 농도를 구리(Cu)를 200~500ppm, 아연(Zn) 600~800ppm으로 하고,
은(Ag)과 구리(Cu)와 아연(Zn)을 함께 사용할 경우에는 은(Ag) 10~20ppm, 구리(Cu) 40~80ppm, 아연(Zn) 400~600ppm인 것을 특징으로 하는 항균 마스크의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
사용하는 은(Ag)은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용하는 항균 마스크의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
은(Ag) 이온은 질산은(AgNO3),아세테이트은(AgC2H3O2),염화은(AgCl)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용하는 항균 마스크의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
사용하는 아연(Zn)은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2 ·6H2O), 염화아연(ZnCl2)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용하며, 아연(Zn) 이온은 질산아연6수화물(Zn(NO3)2·6H2O), 염화아연(ZnCl2)을 원료로 하여, 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 용매로 사용하는 항균 마스크의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
사용하는 구리(Cu)는 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)중 하나를 선택하여 제조한 것을 사용하는 항균 마스크의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
구리(Cu) 이온은 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O), 염화구리(CuCl2·2H2O), 황화구리(Cu2S)를 초순수수(전기저항값 4㏁이상), 에탄올(Ethanol), 이소프로필알콜(IPA)의 용매 중에서 하나 이상 선택하여서 용매로 사용하는 항균 마스크의 제조방법.
상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 항균 마스크.