KR20230010200A - 여과 매체 - Google Patents

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KR20230010200A
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3세 랄프 에이. 무디
나일 비숍
메흐메트 셀주크 시낭글
로버트 가르시아
라이너 나브로트
빅토르 그노아투
엘리사베트 토레스 카노
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베리 글로벌 인코포레이티드
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Abstract

적어도 하나의 멜트블로운 층을 갖는 적어도 제1 부직포 직물을 포함하는 여과 매체가 제공된다. 적어도 하나의 멜트블로운 층은 약 1 내지 약 5 미크론의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함한다. 여과 매체의 제조 방법도 제공된다. 이러한 여과 매체를 포함하는 안면 마스크도 제공된다.

Description

여과 매체
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 5월 13일자로 출원된 미국 가출원 제63/023,951에 대해 35 U.S.C. §119(e)에 의거한 우선권을 주장하며, 이 가출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로 명시적으로 포함된다.
기술 분야
개시된 본 발명의 실시예는 전반적으로 적어도 하나의 부직포 직물 층(예를 들어, 복수의 개별 부직포 직물 층)을 포함하는 여과 매체에 관한 것으로, 적어도 하나의 부직포 직물 층은 비교적 낮은 평량의 멜트블로운 섬유를 포함한다.
개인이 흡입한 공기를 여과하기 위한 안면 마스크 및 인공 호흡 장치가 다년간 사용되어 왔다. 최근, 공중 병원체에 의한 공중 및 보건 의료 인력의 오염 및 감염 예방에 대한 인식과 관심이 증가하고 있다. 따라서, 공기 중 감염성 에어로졸 및/또는 미립자 물질의 흡입 또는 호기를 방지하거나 완화함으로써 사람으로부터 사람으로, 즉 환자로부터 보건 의료 종사자로 또는 그 반대로 감염의 확산을 방지하는 것이 매우 바람직하게 되었다. 예를 들어, SARS 바이러스 및 COVID-19 바이러스의 최근 발발에 따라, 이러한 공기 중 병원체의 확산은 잠재적인 바람직하지 않은 영향(들)으로 인해 공중 보건 공무원의 마음에 훨씬 더 큰 우려가 되었다.
대부분의 안면 마스크는 단일 직물 구조로서 함께 접합된 세개(3개)의 층으로 구성된다. 이들 단일 직물 구성에 대한 통상적인 구성은 약 25 내지 약 30 gsm의 2개의 최외측 스펀본드 층 및 약 20 내지 약 25 gsm의 내부 멜트블로운 층을 포함한다. 제조 관점에서, 전술한 세개(3개)의 층은 각각의 공급 롤로부터 풀려 안면 마스크 기계에서 함께 적층된다. 롤 제품의 관점에서, 외부 스펀본드 층은 시장에서 많은 용량으로 쉽고 빠르게 생산된다. 그러나, 멜트블로운 층은 대부분의 지역에서 용량이 더 제한되어 있으며, 세계적 유행의 시대에 적절한 안면 마스크를 생산하는 데 병목 현상이 발생한다.
또한, 이러한 단일 직물 구성 중 일부는 미미하게 성공적인 것으로 나타났다. 특히, 이러한 단일 직물 구성(예를 들어, 단일 50 gsm SSMMS 직물)은 우수한 박테리아 여과 효율을 달성할 수 있지만, 일반적으로 통기성 레벨 또는 레벨 1, 2, 및 3 등급에 대한 상한 미만의 압력 강하 값을 유지할 수 없다(예를 들어, 증가된 압력 강하는 사용자가 공기를 흡입 및 호기할 때 어려움과 관련됨).
따라서, 감소된 양의 총 멜트블로운 함량을 사용하면서, 미국의 레벨 1 요건을 충족하거나 초과하고 및/또는 유럽의 유형 1 요건을 충족하거나 초과하는 여과 매체에 대한 요구가 존재한다. 또한, 더 많은 수의 안면 마스크가 궁극적으로 유한한(흔히 제한된) 양의 멜트블로운으로부터 생산될 수 있도록 감소된 양의 총 멜트블로운 함량을 포함하는 이러한 여과 매체의 제조 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 전술한 문제 중 하나 이상을 처리할 수 있다. 본 발명에 따른 특정 실시예는 다음의 구조, 즉:
(구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
(구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖는 적어도 제1 부직포 직물(예를 들어, 복수의 부직포 직물)을 포함하는 여과 매체를 제공하며;
'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5개로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 적어도 하나의 멜트블로운 층(M1)을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 다층 직물 여과 매체를 형성하기 위해 z-방향의 대면 구성으로 적어도 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 오버레이하는 단계를 포함하는, 직물 여과 매체의 제조 방법을 제공한다. 방법은 다층 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물 각각은 다음의 구조, 즉:
(구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
(구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖고;
'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5개로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 적어도 하나의 멜트블로운 층(M1)을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 부직포를 포함하는 중앙 본체 부분, 및 중앙 본체 부분을 둘러싸는 주연부 영역을 포함하는 안면 마스크를 제공한다. 안면 마스크는 또한 주연부 영역 및/또는 중앙 본체 부분에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된 적어도 하나의 스트랩을 포함할 수 있다.
이제, 본 발명은 본 발명의 모든 실시예가 아닌 일부가 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것이다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 본 명세서에 기재된 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다; 오히려, 이들 실시예는 본 개시내용이 적용 가능한 법적 요건을 충족시키도록 제공된다. 동일한 숫자는 전체에 걸쳐 동일한 요소를 지칭하며, 여기서:
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 여과 매체의 측면도를 예시하고;
도 2는 여과 매체의 전체 주연부 둘레에 연속 접합부를 갖는 도 1의 여과 매체의 평면도를 예시하며;
도 3은 여과 매체의 전체 주연부에 대해 불연속 접합부를 갖는 도 1의 여과 매체의 평면도를 예시하고;
도 4는 여과 매체의 측면도를 예시하고 제1 부직포 직물과 인접한 부직포 직물 사이의 z-방향으로의 상대 이동 자유도를 시각화하며;
도 5는 사용자가 착용하고 있는 본 발명의 특정 실시예에 따른 안면 마스크를 예시하고;
도 6은 여과 효율 대 평량의 플롯이며;
도 7은 차압 대 평량의 플롯이다.
이제, 본 발명은 본 발명의 모든 실시예가 아닌 일부가 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것이다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 본 명세서에 기재된 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다; 오히려, 이들 실시예는 본 개시내용이 적용 가능한 법적 요건을 충족시키도록 제공된다. 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다.
개시된 본 발명은 전반적으로 레벨 1(미국) 및 유형 1(유럽) 안면 마스크와 같은 안면 마스크 용례에 적용하기에 적합한 여과 매체에 관한 것이다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예를 들어, 여과 매체는 쉽게 생산되고, 공적으로 배포되며, 및/또는 다수의 일반 대중이 착용하여 공기 중 병원체의 흡입, 호기, 및/또는 전파와 관련된 위험을 예방하거나 완화할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 원하는 여과 효율, 바람직한 박테리아 여과 효율, 및 바람직하게는 압력 강하를 제공하기 위해 조합하여 기능할 수 있는 하나 또는 복수의 개별 부직포 직물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여과 매체는 복수의 부직포 직물의 스택(예를 들어, 복수의 부직포 직물은 z-방향의 대면 배향으로 서로 중첩되어 위치 설정될 수 있음)의 공유된 주연부의 적어도 일부를 따라 함께 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있는 복수의 개별 부직포 직물을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물 각각은 임의의 인접한 중앙 본체 부분에 직접 결합되거나 달리 접합되지 않는 각각의 중앙 본체 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 본체 부분은 각각 독립적으로 각각의 부직포 직물의 면의 최내측 표면적의 적어도 25%, 50%, 75%, 90%, 또는 95%를 구성할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 접합되지 않은 또는 실질적으로 접합되지 않은 중앙 본체 부분은 안면 마스크 용례에서 사용시 사용자에게 착용 용이성 및/또는 쾌적함을 부여한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 개시된 본 발명은 또한 여과 매체 내에서 멜트블로운 재료의 보다 효율적인 사용에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시예에 따른 여과 매체는 전통적인 여과 매체보다 현저히 적은 총 멜트블로운 함량을 이용하면서 개선되거나 유사한 여과 효율, 박테리아 여과 효율, 및/또는 압력 강하를 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 더 많은 수의 안면 마스크가 궁극적으로 유한한(흔히 제한된) 양의 멜트블로운으로부터 생산될 수 있도록 감소된 양의 총 멜트블로운 함량을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시예에 따른 여과 매체를 이용하는 안면 마스크는 감소된 양의 멜트블로운 재료를 필요로 하고, 이는 여과 용례에 적합한 멜트블로운의 주어진 공급에 대해 더 많은 안면 마스크의 생산을 가능하게 한다.
하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 특정 실시예는 일반적인 스펀본드-멜트블로운-스펀본드(spunbond-meltblown-spunbond)(S-M-S) 구성을 갖는 하나 이상의 부직포 직물을 포함하며, 스펀본드 층 및 멜트블로운 층의 개수는 바로 하기에 언급된 바와 같을 수 있다. 예를 들어, 여과 매체의 복수의 부직포 직물 중 하나 이상은 SSMMS 구성을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 부직포 직물의 멜트블로운 부분은 상대적으로 낮을 수 있다(예를 들어, 20% 미만, 16% 미만, 12% 미만, 10% 미만 등). 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예를 들어, 여과 매체는 각각의 부직포 직물이 약 40 gsm, 35 gsm, 30 gsm, 25 gsm, 또는 20 gsm 미만의 평량을 갖고, 또한 복수의 부직포 직물 각각 내에 감소된 양의 멜트블로운을 이용하는 복수의 부직포 직물을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 동일한 평량을 포함하는 단일층 여과 매체보다 더 낮은 압력 강하를 달성할 수 있다. 평량당 감소된 압력 강하를 제공하는 것에 추가하여, 본 발명에 따른 특정 실시예는, 각각의 부직포 직물을 독립적으로 전기적으로 대전하는 능력에 비교하여 보다 높은 평량의 단일층 직물 구성을 전기적으로 대전시키는 것이 일반적으로 더 어렵기 때문에 보다 용이하고 및/또는 완전히 전기적으로 대전된 여과 매체를 가능하게 한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 범용 미립자 안면 마스크, 레벨 1 안면 마스크, 레벨 2 안면 마스크, 및 레벨 3 안면 마스크에서의 성능에 적합할 수 있다.
용어 "실질적인" 또는 "실질적으로"는 본 발명의 특정 실시예에 따라 특정된 전체량을 포함할 수도 있고, 대부분은 아니지만 본 발명의 다른 실시예에 따라 특정된 전체량(예를 들어, 특정된 전체량의 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%)을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용되는 용어 "폴리머" 또는 "중합체"는 단일 중합체, 공중합체, 예를 들어 블록, 그래프트, 랜덤, 및 교번 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 블렌드 및 변형을 포함할 수 있다. 더욱이, 달리 특별히 제한되지 않는 한, 용어 "폴리머" 또는 "중합체"는 가능한 모든 구조적 이성질체; 기하 이성질체, 광학 이성질체 또는 거울상 이성질체를 제한 없이 포함하는 입체 이성질체; 및/또는 이러한 폴리머 또는 중합체 재료의 임의의 키랄 분자 구성을 포함할 것이다. 이들 구성은 이러한 폴리머 또는 중합체 재료의 이소택틱, 신디오택틱, 및 어택틱 구성을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 용어 "폴리머" 또는 "중합체"는 또한 제한 없이 지글러-나타 촉매 시스템 및 메탈로센/단일 부위 촉매 시스템을 포함하는 다양한 촉매 시스템으로부터 제조된 폴리머를 포함할 것이다. 용어 "폴리머" 또는 "중합체"는 또한 본 발명의 특정 실시예에 따라 발효 프로세스에 의해 생성되거나 바이오소스화된 폴리머를 포함할 것이다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "부직포" 및 "부직포 웹"은 편직 또는 직조 직물에서와 같이 식별 가능한 반복 방식이 아닌 인터레이드된 개별 섬유, 필라멘트 및/또는 실의 구조를 갖는 웹을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따른 부직포 직물 또는 웹은, 예를 들어 멜트블로잉 프로세스, 스펀본딩 프로세스, 바늘 펀칭, 히드로인탱글링(hydroentangling), 에어레이드(air-laid), 및 본디드 카디드 웹 프로세스(bonded carded web process)와 같은 본 기술 분야에 통상적으로 알려진 임의의 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, "부직포 웹"은 압밀화 프로세스를 받지 않은 복수의 개별 섬유를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "직물" 및 "부직포 직물"은 복수의 섬유가 기계적으로 인탱글링되거나 상호 연결되고, 함께 융합되고, 및/또는 함께 화학적으로 접합된 섬유 웹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 배치된 섬유의 부직포 웹은 개별 섬유의 적어도 일부를 함께 접합하여 상호 연결된 섬유의 간섭성(예를 들어, 통합된) 웹을 형성하기 위해 접합 또는 압밀화 프로세스를 받을 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "압밀화된" 및 "압밀화"는 부직포 웹의 섬유 중 적어도 일부를 함께 더 근접하게 또는 그 사이가 부착되게 만들어(예를 들어, 함께 열적으로 융합되고, 함께 화학적으로 접합되며, 및/또는 함께 기계적으로 인탱글링되어) 접합 부위 또는 접합 부위들을 형성하며, 이는 비압밀화된 웹과 비교하여 외력(예를 들어, 마모 및 인장력)에 대한 저항을 증가시키는 기능을 한다. 예를 들어, 접합 부위 또는 접합 부위들은 연화되거나 용융되고 임의로 후속적으로 또는 동시에 압축되어 웹 재료에 별개의 또는 국소화된 변형을 형성하는 웹 재료의 별개의 또는 국소화된 영역을 포함할 수 있다. 더욱이, 용어 "압밀화된"은, 예컨대 단지 몇 가지 예로서 열 접합 또는 기계적 인탱글먼트(예를 들어, 하이드로인탱글먼트(hydroentanglement))에 의해, 섬유의 적어도 일부가 그 사이에서 더 근접하게 또는 부착되게 되도록(예를 들어, 함께 열적으로 융합되고, 함께 화학적으로 접합되며, 및/또는 함께 기계적으로 인탱글링되도록), 처리된 전체 부직포 웹을 포함할 수 있다. 이러한 웹은 본 발명의 특정 실시예에 따라 "압밀화된 부직포", "부직포 직물" 또는 단순히 "직물"로 고려될 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "층"은 X-Y 평면에 존재하는 유사한 재료 유형 및/또는 기능의 일반적으로 인식 가능한 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "스펀본드"는 압출된 필라멘트의 직경을 갖는 방적 돌기의 복수의 미세, 대체로 원형의 모세관으로부터의 필라멘트로서 용융된 열가소성 재료를 압출한 다음 급속히 감소되게 함으로써 형성되는 섬유를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 스펀본드 섬유는 일반적으로 수집 표면 상에 침착될 때 점착성이 없고 본 명세서에 개시되고 설명된 바와 같이 일반적으로 연속적일 수 있다. 본 발명의 특정 복합재에 사용되는 스펀본드는 문헌에 SPINLACE®로서 설명된 부직포를 포함할 수 있음에 유의한다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "연속 섬유"는 부직포 웹 또는 부직포 직물로 형성되기 전에 그 원래 길이로부터 절단되지 않은 섬유를 지칭한다. 연속 섬유는 약 15 센티미터 초과로부터 1 미터 초과까지, 및 형성되는 웹 또는 직물의 길이까지의 범위인 평균 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 사용될 때, 연속 섬유는 섬유의 길이가 섬유의 평균 직경보다 적어도 1,000배 더 큰 섬유를 포함할 수 있고, 예컨대 섬유의 길이는 섬유의 평균 직경보다 적어도 약 5,000, 10,000, 50,000, 또는 100,000배 더 크다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "멜트블로운"은 용융된 열가소성 재료를 용융된 실 또는 필라멘트로서 복수의 미세 다이 모세관을 통해 수렴하는 고속, 대체로 고온의 가스(예를 들어, 공기) 스트림으로 압출하여 형성된 섬유를 포함할 수 있는데, 가스 스트림은 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 감쇠시켜, 본 발명의 특정 실시예에 따라, 마이크로섬유 직경일 수 있는 직경을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다이 모세관은 원형일 수 있다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 침착되어 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 멜트블로운 섬유는 연속적이거나 불연속적일 수 있고 수집 표면 상에 침착될 때 대체로 점착성이 있는 마이크로섬유를 포함할 수 있다. 그러나, 멜트블로운 섬유는 스펀본드 섬유보다 길이가 짧다.
본 명세서에 개시된 주어진 범위 내에서 더 작은 범위를 생성할 수 있는 본 명세서에 개시된 모든 숫자 종점은 본 발명의 특정 실시예의 범위 내에 있다. 예로서, 약 10 내지 약 15의 개시는 예를 들어, 약 10 내지 약 11; 약 10 내지 약 12; 약 13 내지 약 15; 약 14 내지 약 15 등의 중간 범위의 개시를 포함한다. 더욱이, 본 명세서에 개시된 주어진 범위 내에서 더 작은 범위를 생성할 수 있는 모든 단일 소수점(예를 들어, 가장 가까운 10분의 1로 보고된 숫자) 종점은 본 발명의 특정 실시예의 범위 내에 있다. 예로서, 약 1.5 내지 약 2.0의 개시는, 예를 들어, 약 1.5 내지 약 1.6; 약 1.5 내지 약 1.7; 약 1.7 내지 약 1.8 등의 중간 범위의 개시를 포함한다.
본 발명에 따른 특정 실시예는 다음의 구조, 즉:
(구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
(구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖는 적어도 제1 부직포 직물(예를 들어, 복수의 부직포 직물)을 포함하는 여과 매체를 제공하며;
'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5개로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 적어도 하나의 멜트블로운 층(M1)을 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 각각의 멜트블로운 층은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 각각의 복수의 멜트블로운 섬유를 포함한다.
단지 예로서, 여과 매체는 각각의 부직포 직물이 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 복수의 부직포 직물을 포함할 수 있다. 단지 예를 들어, 각각의 부직포 직물은 SSMMS 구조를 제공하기 위해 'a'는 2, 'b'는 2, 'c'는 1인 구조 1에 따른 구조를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 여과 매체는 구조 1에 따른 구조를 갖는 제1 부직포 직물 및 구조 2 또는 구조 1에 따른 구조(단, 'a', 'b' 또는 'c'에 대한 값 중 하나 이상은 제1 부직포 구조와 상이할 수 있음)를 갖는 제2 부직포 직물을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 여과 매체는 각각의 부직포 직물이 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 복수의 부직포 직물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여과 매체는 여과 매체를 형성하는 1 내지 약 10개의 부직포 직물 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여과 매체는 제1 부직포 직물, 제2 부직포 직물, 및 제3 부직포 직물을 포함할 수 있으며, 각각의 부직포 직물은 독립적으로 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 가질 수 있다. 여과 매체는 또한, 예를 들어 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제4 부직포 직물, 및 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제5 부직포 직물을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물 각각(예를 들어, 구조 1 및/또는 구조 2에 따른 부직포 직물)은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 독립적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 부직포 직물은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 가질 수 있다. 여과 매체에서 임의의 다른 부직포 직물의 평량과 독립적으로, 제2 부직포 직물은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 가질 수 있다. 여과 매체에서 임의의 다른 부직포 직물의 평량과 독립적으로, 제3 부직포 직물(존재하는 경우)은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 가질 수 있다. 여과 매체에서 임의의 다른 부직포 직물의 평량과 독립적으로, 제4 부직포 직물(존재하는 경우)은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 가질 수 있다. 여과 매체에서 임의의 다른 부직포 직물의 평량과 독립적으로, 제5 부직포 직물(존재하는 경우)은 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부직포 직물은 제1 평량을 가질 수 있고 제2 부직포 직물은 제2 평량을 가질 수 있으며, 제1 평량은 제2 평량과 상이하다. 대안적으로, 복수의 부직포 직물 각각은 동일한 평량을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물은 각각의 부직포 직물의 기계 방향과 교차 방향 모두에 직교하는 z-방향에서 대면 배향으로 서로 적층되는 구성으로 제공되어 다중 직물 여과 매체를 제공할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물은 다중 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 서로 직접적으로 또는 간접적으로 접합될 수 있다. 예를 들어, 복수의 부직포 직물은 다중 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 서로 스티치 접합, 열 접합, 초음파 접합 또는 접착식 접합될 수 있다. 단지 예로서, 다중 직물 여과 매체는 다층 직물 여과 매체의 주연부를 따라 완전히 위치된 연속 접합 부위를 포함할 수 있다. 대안적으로, 다중 직물 여과 매체는 다층 직물 여과 매체의 주연부를 따라 적어도 부분적으로(또는 완전히) 위치된 복수의 개별 접합 부위를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 다중 직물 여과 매체는 다중 직물 여과 매체의 주연부를 따라 관련된 것 이외의 임의의 추가 접합 부위가 없다.
예를 들어, 도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 여과 매체의 측면도를 예시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 여과 매체(100)는 3개의 개별 부직포 직물을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 여과 매체(100)는 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제1 최외측 부직포 직물(101), 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제2 최외측 부직포 직물(103), 및 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 내부 부직포 직물(105)을 포함한다. 도 1은 복수의 부직포 직물(예를 들어, 다중 직물 여과 매체)의 에지 또는 주연부를 따른 접합 부위(107)를 예시한다.
도 2는 여과 매체의 전체 주연부 둘레에 연속 접합부(107)를 갖는 도 1의 여과 매체(100)의 평면도를 예시한다. 도 3은 여과 매체의 전체 주연부 둘레에 복수의 불연속 접합 부위(107)를 갖는 도 1의 여과 매체(100)의 평면도를 예시한다. 도 4는 여과 매체(100)의 측면도를 예시하고 제1 부직포 직물(101)과 인접한 부직포 직물(105) 사이의 z-방향으로의 상대 이동 자유도를 예시한다. 이와 관련하여, 제1 부직포 직물(101)과 제2 부직포 직물(105)의 에지 부분 또는 주연부는 접합 부위(107)에 의해 결합되고, 중앙 본체 부분은 서로에 대해 상대적으로 자유롭게 이동하거나 활주된다. 예를 들어, 제1 부직포 직물(101)은 2개의 부직포 직물 사이에 간극(106)을 정의하는 방식으로 제2 부직포 직물(105)과 약간 떨어진 위치에서 이완될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 인접한 부직포 직물 사이에, 예를 들어 인접한 부직포 직물의 각각의 중앙 본체 부분에서 각각의 인접한 직물 사이의 간극이 존재할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물 중 하나 이상(예를 들어, 각각)은 독립적으로 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 12, 및 15 중량% 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 20, 18, 16 및 15 중량% 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 복수의 부직포 직물 중 하나 이상(예를 들어, 각각)은 독립적으로 약 1 내지 약 5 gsm, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 및 3 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 3.8, 3.5, 3.2 및 3 gsm 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 12, 및 15 중량% 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 20, 18, 16 및 15 중량% 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 여과 매체는 약 1 내지 약 15 gsm, 예컨대 최소 약 1, 2, 3, 5, 6, 8, 및 10 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 15, 12, 10, 및 8 gsm 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 총 멜트블로운 함량을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 멜트블로운 섬유는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 그 임의의 조합과 같은 합성 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 약 12 내지 약 30 미크론, 예컨대 최소 약 12, 14, 16, 18, 및 20 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 30, 28, 25, 22, 20, 및 18 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 스펀본드 섬유를 포함하는 총 스펀본드 함량을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 제1 복수의 연속 스펀본드 섬유를 포함하는 제1 외부 스펀본드 층 및 제2 복수의 연속 스펀본드 섬유를 포함하는 제2 외부 스펀본드 층을 포함하고, 제1 복수의 스펀본드 섬유, 제2 복수의 스펀본드 섬유, 또는 양자 모두는 약 12 내지 약 30 미크론, 예컨대 최소 약 12, 14, 16, 18, 및 20 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 30, 28, 25, 22, 20, 및 18 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 복수의 스펀본드 섬유, 제2 복수의 스펀본드 섬유, 또는 양자 모두는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 그 임의의 조합과 같은 합성 폴리머를 독립적으로 포함한다. 예를 들어, 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 EN14683 또는 F2100-19에 의해 결정된 최대 60 Pa/cm2, 예컨대 EN14683 F2100-19에 의해 결정된 최대 약 60, 55, 50, 45, 40, 35 및 30 Pa/cm2 중 어느 하나 및/또는 EN14683 F2100-19에 의해 결정된 최소 약 10, 15, 20, 25, 30 및 35 Pa/cm2 중 어느 하나의 압력 강하를 갖는다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는, 예를 들어 ASTM F2101-19 또는 EN14683에 의해 결정된 적어도 95%, 예컨대 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 3 미크론의 크기를 갖는 입자에 대한 박테리아 여과 효율(Bacterial Filtration Efficiency)(BFE)을 갖는다. 필터 재료의 BFE는 일반적으로 정상 상태 하에서 필터 재료를 통해 이동할 수 있는 황색 포도상구균 또는 바실루스 스테아로테르모필루스와 같은 박테리아의 백분율을 결정함으로써 도달된다. 필터 재료를 통과할 수 있는 박테리아가 적을수록, BFE가 더 높다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 ASTM D737에 따른 38 cm2 헤드(체적) 텍스트테스트 기구를 이용하여 125 Pa 압력차에서 측정된 약 20 내지 약 85 cfm, 예컨대 최대 약 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40 및 35 cfm 중 어느 하나 및/또는 최소 약 20, 25, 30, 35 및 40 cfm 중 어느 하나의 공기 투과도를 갖는다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 부직포 직물의 개별 층 중 하나 이상은 전기적으로 대전된 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 대전된 섬유는 측정될 수 있고 일시적인 지속 기간보다 더 긴 시간 동안 섬유 상에 존재하는 전하를 갖는 섬유를 포함할 수 있다. 형성 후, 레이다운 동안 섬유에, 또는 각각의 부직포 직물의 최종 형성 동안 또는 이전에 각각의 부직포 직물의 하나 이상의 개별 층에 전하를 부여하여 그 여과 효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 각각의 부직포 직물은 전하를 포함하는 멜트블로운 섬유를 가질 수 있는 반면, 스펀본드 섬유(예를 들어, 외부 스펀본드 층)는 그 위에 전하를 받지 않을 수 있다. 대안적으로, 각각의 부직포 직물의 각각의 층은 그 위에 전하를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시예에 따른 여과 매체는 적어도 부분적으로 전기적으로 대전될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 멜트블로운 섬유의 적어도 하나 이상의 층은 전기적으로 대전된다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 복수의 부직포 직물 각각은 전기적으로 대전된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 최외측 부직포 직물(예를 들어, 사용자가 안면 마스크로서 착용될 때 외부 환경에 노출되거나 노출될 부직포 직물)만이 전기적으로 대전되는 복수의 부직포 직물을 포함한다. 예를 들어, 여과 매체는 (i) 예컨대, 코로나 대전에 의해 전기적으로 대전되는 최외측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자로부터 가장 멀리 위치 설정됨)인 제1 부직포 직물; (ii) 전기적으로 대전되거나 대전되지 않을 수 있는 최내측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로 착용될 때 사용자의 피부에 인접하게 위치 설정됨)인 제2 부직포 직물; 및 (iii) 제1 부직포 직물과 제2 부직포 직물 사이에 위치되는 제3 부직포 직물을 포함할 수 있고, 제3 부직포 직물은 전기적으로 대전되거나 대전되지 않을 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 최외측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자로부터 가장 멀리 위치 설정됨)만이 전기적으로 대전되고, 여과 매체의 임의의 다른 추가 부직포 직물은 전하가 없을 수 있다. 예를 들어, 최외측 부직포 직물은 전기적으로 대전되고, 최외측 부직포 직물 이외에 다른 모든 부직포 직물은 전기적으로 대전되지 않을 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예컨대 코로나 대전에 의한 전하를 갖는 여과의 임의의 부직포 직물은 하나 이상의 전하 안정화 첨가제를 가질 수 있다. 전하 안정화 첨가제는, 예를 들어 'N-H'-HALS, 'N-R'-HALS, 'N-OR'-HALS, 또는 그 임의의 조합과 같은 힌더드 아민계 광 안정제(hindered amine light stabilizer)(HALS)를 포함할 수 있고, 여기서, 'N'은 질소 원자이며, 'H'는 수소 원자이고, 'R'은 포화 지방족 라디칼, 불포화 지방족 라디칼, 포화 방향족 라디칼, 또는 불포화 방향족 라디칼을 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 전하 안정화 첨가제는 'N-R'-HALS 및/또는 'N-OR'-HALS를 포함하고 'R'은 독립적으로 1 내지 약 30개의 탄소 원자, 예컨대 최소 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 18, 및 20개 중 어느 하나의 탄소 원자 및/또는 최대 약 30, 28, 26, 24, 22 및 20개 중 어느 하나의 탄소 원자를 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, HALS는 폴리[[6-[1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]]일 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 전하 안정화 첨가제는 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 유기 아미드를 포함할 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 수많은 유기 아미드 유형이 있다. 매우 다양한 유기 아미드가 본 발명의 특정 실시예에 따라 사용될 수 있다. 적합하게는, 유기 아미드 화합물은 6 내지 50개, 바람직하게는 14 내지 22개, 보다 바람직하게는 16 내지 29개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산, 및 아민으로부터 유도될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 2개의 카르복실산과 반응하는 유기 디아민으로부터 유도된 유기 비스-아미드가 사용된다. 예를 들어, 유기 아미드는 지방족 아민(예를 들어, 디아민) 및 지방족 모노-또는 디카르복실산으로부터 유도될 수 있다. 카르복실산기의 지방족기는 분자당 하나 이상의 이중 접합부를 이용하여 포화되거나 에틸렌계 불포화될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 전하 안정화 첨가제는 입체 힌더드 페놀을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 입체 힌더드 페놀은 벤조트리아졸 UV 광 흡수제 및 안정제, 예컨대 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 전하 안정화 첨가제는 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠 또는 프로판아미드의 그 계통명, Irgaclear® XT 386로서 BASF로부터 상업적으로 입수 가능한 N,N' N'',N'''-1,3,5-벤젠트리일트리스(s,2-디메틸-)을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 전하 안정화제는 코로나 대전, 히드로대전 등과 같은 대전을 받은 여과 매체의 부직포에만 존재할 수 있다. 예를 들어, 최외측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자로부터 가장 멀리 위치 설정됨)은 전기적으로 대전되고 하나 이상의 전하 안정화제를 포함할 수 있는 반면, 여과 매체의 추가 부직포 직물 각각은 전하 및/또는 전하 안정화제가 없을 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체의 최외측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자로부터 가장 멀리 위치 설정됨)는 부직포 직물의 적어도 약 1 내지 약 10 중량%, 예컨대 부직포 직물의 최소 약 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 및 5 중량% 중 어느 하나, 및/또는 부직포 직물의 최대 약 10, 9, 8, 7, 6 및 5 중량% 중 어느 하나의 하나 이상의 전하 안정화제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 여과 매체는 최외측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자로부터 가장 멀리 위치 설정됨), 최내측 부직포 직물(예를 들어, 안면 마스크로서 착용될 때 사용자 피부에 인접하게 위치 설정됨), 및 최외측 부직포 직물과 최내측 부직포 직물 사이에 위치된 하나 이상의 내부 또는 중간 부직포 직물을 포함하는 제1 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 최외측 부직포 층만이 전하(예를 들어, 코로나 대전 등에 의해 제공됨) 및 전하 안정화제를 갖고, 최내측 부직포 직물 및 하나 이상의 내부 또는 중간 부직포 직물에는 전하 및 전하 안정화제가 모두 없다. 이러한 구성을 갖는 여과 매체는 물, 알콜, 및 혈액과 같은 극성 액체에 의한 침투에 대한 저항 증가를 유리하게 제공할 수 있다. 단지 예로서, 여과 매체는 32 gsm의 최외측 부직포 직물, 20 gsm의 최내측 부직포 직물, 및 20 gsm의 단일 중간 부직포 층을 포함할 수 있으며, 여기서 최외측 부직포 직물만이 전기적으로 대전되고(예를 들어, 그 위에 전하가 부여됨) 전하 안정화제를 갖는다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따른 혈액 침투 시험을 통과하며, 여기서 최외측 부직포 직물을 손상시키는 합성 혈액은 여과 매체를 통과하지 않는다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 전기적으로 대전된 최외측 부직포 직물만을 갖는 여과 매체는, 여과 매체의 최외측 부직포 직물 및 하나 이상의 추가 부직포 직물이 또한 전기적으로 대전된 동일한 여과 매체에 비교했을 때 ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따른 액체 침투에 더 나은 저항을 제공한다. 대전 작업은 결과적인 전기적으로 대전된 부직포 직물을 본질적으로 더 친수성으로 만들 수 있기 때문에, 최외측 부직포 직물 이외의 부직포 직물의 대전은 대전된 최외측 부직포 직물로부터 여과 매체로 및 가능하게는 여과 매체를 통해 당김 효과를 제공할 수 있는 것으로 믿어진다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 부직포 직물의 두께를 통해 가변 다공성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부직포는 제1 다공성을 갖는 제1 외부 표면, 제2 외부 표면, 및 z-방향에서 제1 외부 표면과 제2 외부 표면 사이의 중간점을 포함하고 제2 다공성을 갖는 내부 영역을 포함할 수 있고; 제1 다공성은 제2 다공성보다 크다. 이와 관련하여, 더 큰 미립자 및/또는 더 큰 에어로졸화된 성분은 최외측 표면 또는 그 근방에서 포획되거나 차단될 수 있고, 상대적으로 더 작은 미립자 및/또는 더 작은 에어로졸화된 성분은 부직포의 내부 영역 내에 포획되거나 차단될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예를 들어 부직포는 부직포에 걸쳐 바람직하지 않은 높은 압력 강하가 없는 심층 여과 매체를 포함한다. 예를 들어, 부직포에 걸친 압력 강하 또는 차압은 약 60 Pa/cm2 미만, 예컨대 50 Pa/cm2 미만, 또는 40 Pa/cm2 미만의 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 적어도 약 0.025, 예컨대 최소 약 0.025, 0.03, 0.035, 0.04, 0.05, 및 0.06 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.125, 0.1, 0.9, 0.08, 0.07, 및 0.06 중 어느 하나의 여과 매체 효율 계수(Filtration Media Efficiency Factor)(FMEF)를 갖고;
여기서, FMEF는 수학식 1에 따라 결정된다:
수학식 1: FMEF = (A/B) / C
여기서,
A는 85 LPM 2% NaCl 용액에서 TSI 8130 기구에 의해 결정된 여과 매체의 % 여과 효율이며(입자 크기 평균 0.3 미크론);
B는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이고;
C는 gsm 단위의 여과 매체의 평량이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 적어도 약 0.1, 예컨대 최소 약 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 및 0.5 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.55, 및 0.5 중 어느 하나의 멜트블로운 여과 효율 계수(MFEF)를 갖고;
여기서, MFEF는 수학식 2에 따라 결정된다:
수학식 2: FMFEF = (A/B) / D
여기서,
A는 85 LPM 2% NaCl 용액에서 TSI 8130 기구에 의해 결정된 여과 매체의 % 여과 효율이며(입자 크기 평균 0.3 미크론);
B는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이고;
D는 gsm 단위의 여과 매체에서 멜트블로운 층의 총 평량이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 적어도 약 0.03, 예컨대 최소 약 0.03, 0.035, 0.04, 0.05, 및 0.06 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.125, 0.1, 0.9, 0.08, 0.07, 및 0.06 중 어느 하나의 박테리아 여과 매체 효율 계수(Bacterial Filtration Media Efficiency Factor)(BFMEF)를 갖고;
여기서, BFMEF는 수학식 3에 따라 결정된다:
수학식 3: BFMEF = (H/J) / K
여기서,
H는 ASTM F2101 또는 EN14683에 의해 결정된 여과 매체의 BFE %이고;
J는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이며;
K는 gsm 단위의 여과 매체의 평량이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 여과 매체는 적어도 약 0.15, 예컨대 최소 약 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45 및 0.5 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.55, 및 0.5 중 어느 하나의 멜트블로운 박테리아 여과 효율 계수(MBFEF)를 갖고;
여기서, MBFEF는 수학식 2에 따라 결정된다:
수학식 2: MBFEF = (H/J) / M
여기서,
H는 ASTM F2101 또는 EN14683에 의해 결정된 여과 매체의 % BFE이고;
J는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이며;
M은 gsm 단위의 여과 매체에서 멜트블로운 층의 총 평량이다.
다른 양태에서, 본 발명은 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 여과 매체의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 방법은 다층 직물 여과 매체를 형성하기 위해 z-방향의 대면 구성으로 적어도 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 오버레이 또는 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 다층 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물 각각은 다음의 구조, 즉:
(구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
(구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖고;
'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5개로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 부직포 직물은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 적어도 하나의 멜트블로운 층(M1)을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 방법은 복수의 부직포 직물 중 적어도 하나를 형성하는 섬유의 적어도 일부에 전하를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법은 복수의 부직포 직물 중 하나 이상(예를 들어, 제1 부직포 직물 및/또는 제2 부직포 직물)에서 멜트블로운 섬유의 하나 이상의 층에 전하를 부여하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 방법은 적어도 제1 부직포 직물 전체, 또는 제1 및 제2 부직포 직물, 또는 여과 매체를 형성하는 모든 부직포 직물에 전하를 부여하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부직포 직물 중 하나 이상(또는 각각)에 개별적으로 전하가 부여될 수 있거나, 적층된 다층 여과 매체 전체에 전하가 부여될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 전하를 부여하는 동작 또는 동작들은 하나 이상의 전하 부여 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대전은 히드로대전 및/또는 정전기 대전을 통해, 예컨대 핀너 바아(pinner bar)의 동작 또는 코로나 대전을 통해 달성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 다층 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 부착하는 단계는 열 접합 프로세스, 초음파 접합 프로세스, 스티칭, 클립 체결, 클램핑, 접착식 접합, 또는 그 임의의 조합을 통해 하나 이상의 접합 부위를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 여과 매체를 포함하는 중앙 본체 부분, 및 중앙 본체 부분을 둘러싸는 주연부 영역을 포함하는 안면 마스크를 제공한다. 안면 마스크는 또한 주연부 영역 및/또는 중앙 본체 부분에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된 적어도 하나의 스트랩을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 안면 마스크는 금속 재료로 형성될 수 있는 굽힘 가능한 보강 노우즈 바아를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 적어도 하나의 스트랩(예를 들어, 2개의 개별 스트랩)은 탄성 재료를 포함한다. 예를 들어, 주연부는 중앙 본체 부분과 상이한 성형 가능한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 성형 가능한 재료는 안면 마스크를 착용한 개인에게 기밀식 밀봉부를 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 5는 사용자(20)가 착용하고 있는 본 발명의 특정 실시예에 따른 안면 마스크(10)를 예시한다. 안면 마스크(10)는 본 명세서에 설명되고 개시되는 여과 매체로 형성된 중앙 본체 부분(12) 및 중앙 본체 부분과 상이한 재료의 여과 매체로 형성될 수 있는 주연부 영역(13)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안면 마스크(10)는 또한 굽힘 가능한 보강 노우즈 바아(14) 뿐만 아니라 2개의 스트랩(16A, 16B)을 포함한다.
예
본 개시내용은 하기 예에 의해 추가로 예시되며, 이는 결코 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 즉, 하기 예에서 설명되는 구체적인 특징은 예시에 불과하며 이에 제한되지 않는다.
상이한 평량을 갖는 3개의 상이한 단일층 베이스 제품(예를 들어, 부직포 직물)을 생산하였다. 특히, 11 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5066으로 식별됨), 13 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5065로 식별됨), 및 15 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5067로 식별됨)를 생산하였다. 아래의 표 1은 이러한 단일층 베이스 제품(예를 들어, 부직포 직물) 각각에 대한 물리적 특성의 요약을 제공한다.
Figure pct00001
단일층 기본 제품(예를 들어, 부직포 직물)의 제1 세트는 개별 성능에 대한 기준선을 제공하기 위해 85 LPM에서 TSI 저항 및 85 LPM에서 TSI 여과 효율에 대해 테스트하였다. 85 LPM에서 TSI 8130은 본 개시내용의 예 섹션에 포함된 모든 표 및 데이터의 모든 여과 분석에 사용되었다. 단일층 베이스 제품(예를 들어, 부직포 직물)의 제2 세트는 코로나 처리를 통해 전기적으로 대전되었고 전기적으로 대전될 때 개별 성능에 대한 기준선을 제공하기 위해 85 LPM에서 TSI 저항 및 85 LPM에서 TSI 여과 효율에 대해 테스트되었다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 전기적으로 대전된 단일층 베이스 제품은 TSI 여과 효율의 개선을 실현하였다.
Figure pct00002
다음으로, 3개의 상이한 단일층 기본 제품(예를 들어, 부직포 직물)을 다양한 다중 직물 구성으로 적층하고 다중 직물 구성에 걸친 압력 강하, 공기 투과도, 및 여과 효율을 평가하기 위해 테스트하였다. 각각의 단일층 베이스 제품은 전기적으로 대전되었다. 표 3은 테스트된 최종 다중 직물 구성을 형성하는 데 사용된 단일층 기본 제품의 다양한 조합을 예시한다.
Figure pct00003
비교를 위해, 표 3에 나타낸 다중 직물 구성의 대전되지 않은 버전을 생산하고 테스트하였다. 표 4는 테스트된 최종 다중 직물 구성을 형성하는 데 사용된 대전되지 않은 단일층 기본 제품의 다양한 조합을 예시한다.
Figure pct00004
차압 및 여과 효율과 관련하여 대전된 다중 직물 구성과 대전되지 않은 다중 직물 구성 사이의 비교는, 여과 효율이 대전으로 인해 개선되고 차압이 전기적으로 대전된 부직포 직물 층의 사용에 의해 (존재한다 하더라도) 크게 영향을 받지 않음을 나타낸다. 도 6은 대전된 다중 직물 구성과 대전되지 않은 다중 직물 구성에 대한 여과 효율 대 평량을 예시한다. 도 7은 대전된 다중 직물 구성과 대전되지 않은 다중 직물 구성에 대한 압력 강하 대 평량을 도시한다. 도 6 및 도 7은 또한 2개의 더 높은 평량의 단일 직물 여과 매체(TEAS로 식별됨)(즉, 39 gsm 및 50 gsm 단일 직물 여과 매체)에 대한 테스트 결과를 도시한다. 도 6 및 도 7에 플롯팅된 데이터는, 단일층의 보다 무거운 평량의 여과 매체가 85 LPM에서 유사한 여과 효율을 제공할 수 있지만, 단일층의 보다 무거운 평량의 여과 매체에 의해 실현되는 차압이 바람직하지 않게는 40 Pa/cm2를 초과한다는 것을 예시한다. 이와 관련하여, 본 발명의 특정 실시예에 따른 다중 직물 여과 매체는 동일하거나 더 낮은 평량에 대해 감소된 차압을 제공하면서 유사하거나 개선된 여과 효율을 제공할 수 있다.
전술한 테스트에 추가하여, 85 LPM 및 32 LPM에서 TSI 저항 뿐만 아니라 85 LPM 및 32 LPM에서 TSI 여과 효율을 비롯하여 다양한 특성에 대해 몇 가지 추가 다중 직물 구성을 구성하고 분석하였다. 다중 직물 구성 각각은 전기적으로 대전되지 않은 상태에서 테스트되었다. 예를 들어, 표 5는 전술한 11 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5066으로 식별됨) 직물의 하나 이상의 층으로만 형성된 다섯개(5개)의 상이한 구성을 예시한다. 예를 들어, 표 6은 전술한 13 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5065로 식별됨) 직물의 하나 이상의 층으로만 형성된 5개의 상이한 구성을 예시한다. 예를 들어, 표 7은 전술한 15 gsm SSMMS(전체에 걸쳐 NO5067로 식별됨) 직물의 하나 이상의 층으로만 형성된 5개의 상이한 구성을 예시한다.
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
전술한 13 gsm(NO5065)의 네개(4개) 층의 스택으로 구성된 제1 다중 직물 여과 매체에 대해 합성 혈액 침투 저항 분석을 수행하였는데, 제1 다중 직물 여과 매체의 층들 중 어떤 층도 전기적으로 대전되지 않았다. 15 gsm(NO5067)의 3개 층의 스택으로 구성된 제2 다중 직물 여과 매체에 대해 수행하였는데, 제2 다중 직물 여과 매체의 어떤 층도 전기적으로 대전되지 않았다. 합성 혈액 침투 저항 분석에 이용된 테스트 절차는 표준 테스트 프로토콜(Standard Test Protocol)(STP) 번호: STP0012 Rev. 09이다. 특히, 수술용 안면 마스크 및 유체 침투에 대해 보호하도록 설계된 기타 유형의 보호복 재료로 사용하기에 적합할 수 있는 다중 직물 여과 매체를 평가하기 위해 절차를 수행하였다. 절차는 동맥 스프레이를 시뮬레이션하고 혈액 및/또는 기타 체액에 대한 노출 가능성으로부터 사용자를 보호하는 데에 있어 테스트 물품(즉, 제1 및 제2 다중 직물 여과 매체)의 효과를 평가한다. 표적 영역 표면으로부터 캐뉼러 팁까지의 거리는 30.5 cm이다. 표적 판 방법을 사용하여 2 mL의 합성 혈액의 테스트 체적을 채용하였다. 이 테스트 방법은 다음의 예외를 두고 ASTM F-1862 및 ISO 22609(EN 14683:2019 및 AS4381:2015에서 참조됨)를 준수하도록 설계되었다: ISO 22609는 21 ± 5℃의 온도 및 85 ± 10%의 상대 습도의 환경에서 테스트가 수행되어야 한다. 대신에, 테스트는 해당 파라미터로 유지된 환경 챔버로부터 제거된 후 1분 이내에 주변 조건에서 수행되었다.
제1 다중 직물 여과 매체의 32개의 개별 샘플은 전술한 방식으로 합성 혈액 침투 저항에 대해 테스트되었으며, 여기서 제1 다중 직물 여과 매체의 표면 외부는 합성 혈액으로 손상되었다. 합성 혈액이 제1 다중 직물 여과 매체의 반대측에서 보이지 않았기 때문에 32개 중 30개의 샘플이 통과되었다. 이들 샘플은 21 ± 5℃ 및 85 ± 5% 상대 습도(RH)에서 4시간 동안 사전 조절되었으며, 테스트 조건은 160 mm Hg의 압력에서 23.5℃ 및 21% RH이었다. ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따라, 32개의 테스트 물품 중 29개 이상이 합격 결과를 나타낼 때 일반적인 단일 샘플링 계획에 대해 4.0%의 허용 가능한 품질 제한이 충족된다.
제2 다중 직물 여과 매체의 32개의 개별 샘플은 전술한 방식으로 합성 혈액 침투 저항에 대해 테스트되었으며, 여기서 제2 다중 직물 여과 매체의 표면 외부는 합성 혈액으로 손상되었다. 합성 혈액이 제2 다중 직물 여과 매체의 반대측에서 보이지 않았기 때문에 32개의 샘플이 통과되었다. 이들 샘플은 21 ± 5℃ 및 85 ± 5% 상대 습도(RH)에서 4시간 동안 사전 조절되었으며, 테스트 조건은 160 mm Hg의 압력에서 23.5℃ 및 21% RH이었다. ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따라, 32개의 테스트 물품 중 29개 이상이 합격 결과를 나타낼 때 일반적인 단일 샘플링 계획에 대해 4.0%의 허용 가능한 품질 제한이 충족된다.
이와 관련하여, 합성 혈액 침투 저항 분석은, 대전되지 않은 다중 직물 여과 매체가 160 mmHg의 레벨 3 압력에서 레벨 3 혈액 장벽 테스트를 통과함을 확인한다.
32 gsm의 최외측 부직포 직물, 20 gsm의 최내측 부직포 직물, 및 20 gsm의 단일 중간 부직포 층을 포함하는 추가 다중 직물 여과 매체(즉, 제3 다중 직물 여과 매체)가 제조되었다. 최외측 부직포 직물만이 코로나 대전 동작을 통해 전기적으로 대전되었다(예를 들어, 그 위에 전하가 부여됨). 최외측 부직포 직물의 2.9 중량%의 중량 비율로 전하 안정화제가 최외측 부직포 직물에 포함되었다. 전하 안정화제는 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠 또는 프로판아미드의 그 계통명, Irgaclear® XT 386로서 BASF로부터 상업적으로 입수 가능한 N,N' N'',N'''-1,3,5-벤젠트리일트리스(s,2-디메틸-)로 구성되었다.
제3 다중 직물 여과 매체의 32개의 개별 샘플은 전술한 방식으로 합성 혈액 침투 저항에 대해 테스트되었으며, 여기서 제3 다중 직물 여과 매체의 32 gsm 부직포 직물의 표면 외부는 합성 혈액으로 손상되었다. 합성 혈액이 제3 다중 직물 여과 매체의 반대측에서 보이지 않았기 때문에 32개의 샘플이 통과되었다. 이들 샘플은 21 ± 5℃ 및 85 ± 5% 상대 습도(RH)에서 4시간 동안 사전 조절되었으며, 테스트 조건은 160 mm Hg의 압력에서 23.5℃ 및 21% RH이었다. ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따라, 32개의 테스트 물품 중 29개 이상이 합격 결과를 나타낼 때 일반적인 단일 샘플링 계획에 대해 4.0%의 허용 가능한 품질 제한이 충족된다.
본 발명에 대한 이들 및 기타 수정 및 변형은 첨부된 청구범위에 더 구체적으로 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시예의 양태는 전체적 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있음을 이해하여야 한다. 더욱이, 본 기술 분야의 숙련자는 전술한 설명이 단지 예일 뿐이며 이러한 첨부된 청구범위에 추가로 설명된 바와 같이 본 발명을 제한하도록 의도되지 않음을 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위는 본 명세서에 포함된 버전의 예시적인 설명으로 제한되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 여과 매체이며,
    다음의 구조, 즉:
    (구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
    (구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖는 적어도 제1 부직포 직물을 포함하고;
    'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
    'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
    'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
    'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
    'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
    'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    제1 부직포 직물은 약 1 내지 약 5 미크론, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 및 3 미크론 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 4, 3.8, 3.5, 3.2, 및 3 미크론 중 어느 하나의 평균 직경을 갖는 복수의 멜트블로운 섬유를 포함하는 적어도 하나의 멜트블로운 층(M1)을 포함하는, 여과 매체.
  2. 제1항에 있어서, 여과 매체는 적어도 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제2 부직포 직물, 임의로 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제3 부직포 직물, 임의로 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제4 부직포 직물, 및 임의로 구조 1 또는 구조 2에 따른 구조를 갖는 제5 부직포 직물을 포함하는 복수의 부직포 직물을 포함하는, 여과 매체.
  3. 제2항에 있어서, 제1 부직포 직물, 제2 부직포 직물, 및 제3 부직포 직물은 각각 독립적으로 약 5 내지 약 50 gsm, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22, 25, 28 및 30 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 50, 48, 45, 42, 40, 38, 35, 32, 30, 28, 25, 22 및 20 gsm 중 어느 하나의 평량을 갖는, 여과 매체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 복수의 부직포 직물은 z-방향의 대면 배향으로 서로 적층되어 다중 직물 여과 매체를 제공하고, 복수의 부직포 직물은 다중 직물 여과 매체의 주연부를 따라 서로 접합되는, 여과 매체.
  5. 제4항에 있어서, 복수의 부직포 직물은 다중 직물 여과 매체의 주연부를 따라 서로 스티치 접합, 열 접합, 초음파 접합 또는 접착식 접합되고, 다중 직물 여과 매체는 다중 직물 여과 매체의 주연부를 따라 관련된 것 이외의 임의의 추가 접합 부위가 없는, 여과 매체.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 부직포 직물 각각은, (i) 약 5 중량% 내지 약 25 중량%, 예컨대 최소 약 5, 8, 10, 12, 및 15 중량% 중 어느 하나, 및/또는 최대 약 20, 18, 16 및 15 중량% 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유, (ii) 약 1 내지 약 5 gsm, 예컨대 최소 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 및 3 gsm 중 어느 하나 및/또는 최대 약 5, 4.8, 4.5, 4.2, 3.8, 3.5, 3.2 및 3 gsm 중 어느 하나의 복수의 멜트블로운 섬유, 또는 (i)와 (ii) 모두를 포함하는, 여과 매체.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 부직포 직물 각각은 동일한 평량을 포함하는, 여과 매체.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 부직포 직물은 제1 평량을 갖고 제2 부직포 직물은 제2 평량을 가지며; 제1 평량은 제2 평량과 상이한, 여과 매체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 여과 매체는 다음, 즉: (i) 최대 60 Pa/cm2, 예컨대 최대 약 60, 55, 50, 45, 40, 35 및 30 Pa/cm2 중 어느 하나 및/또는 최소 약 10, 15, 20, 25, 30 및 35 Pa/cm2 중 어느 하나의 압력 강하; (ii) 적어도 95%, 예컨대 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 박테리아 여과 효율(BFE); (iii) 차압이 125 Pa로 설정될 때 약 20 내지 약 85 cfm, 예컨대 최대 약 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40 및 35 cfm 중 어느 하나 및/또는 최소 약 20, 25, 30, 35 및 40 cfm 중 어느 하나의 공기 투과도; 및 (iv) ASTM F-1862 및 ISO 22609에 따른 혈액 침투 테스트 통과를 갖는, 여과 매체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 여과 매체는, 예컨대 코로나 대전, 정전기 핀너 바아 대전, 히드로대전, 또는 그 임의의 조합에 의해 적어도 부분적으로 전기적으로 대전되는, 여과 매체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 여과 매체는 적어도 약 0.025, 예컨대 최소 약 0.025, 0.03, 0.035, 0.04, 0.05, 및 0.06 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.125, 0.1, 0.9, 0.08, 0.07, 및 0.06 중 어느 하나의 여과 매체 효율 계수(FMEF)를 갖고;
    여기서, FMEF는 수학식 1에 따라 결정되고:
    수학식 1: FMEF = (A/B) / C
    여기서,
    A는 85 LPM 2% NaCl 용액에서 TSI 8130 기구에 의해 결정된 여과 매체의 % 여과 효율이며(입자 크기 평균 0.3 미크론);
    B는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이고;
    C는 gsm 단위의 여과 매체의 평량인, 여과 매체.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 여과 매체는 적어도 약 0.1, 예컨대 최소 약 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 및 0.5 중 어느 하나 및/또는 최대 약 0.75, 0.7, 0.65, 0.6, 0.55, 및 0.5 중 어느 하나의 멜트블로운 여과 효율 계수(MFEF)를 갖고;
    여기서, MFEF는 수학식 2에 따라 결정되고:
    수학식 2: FMFEF = (A/B) / D
    여기서,
    A는 85 LPM 2% NaCl 용액에서 TSI 8130 기구에 의해 결정된 여과 매체의 % 여과 효율이며(입자 크기 평균 0.3 미크론);
    B는 EN14683/F2100-19에 따른 Pa/cm2 단위의 여과 매체에 걸친 압력 강하이고;
    D는 gsm 단위의 여과 매체에서 멜트블로운 층의 총 평량인, 여과 매체.
  13. 여과 매체의 제조 방법이며,
    다층 직물 여과 매체를 형성하기 위해 z-방향의 대면 구성으로 적어도 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 오버레이하는 단계; 다층 직물 여과 매체의 주연부의 적어도 일부를 따라 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물을 부착하는 단계를 포함하고; 제1 부직포 직물 및 제2 부직포 직물 각각은 다음의 구조, 즉:
    (구조 1) S1a-M1b-S2c; 및
    (구조 2) S1a-M1b-S3d-M2e-S2c 중 어느 하나에 따른 구조를 갖고;
    'M1'은 제1 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제1 그룹을 포함하며;
    'M2'는 제2 멜트블로운 층 또는 다중 멜트블로운 층의 제2 그룹을 포함하고;
    'S1'은 제1 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제1 그룹을 포함하며;
    'S2'는 제2 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제2 그룹을 포함하고;
    'S3'은 제3 스펀본드 층 또는 다중 스펀본드 층의 제3 그룹을 포함하며;
    'a'는 'S1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'b'는 'M1'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'c'는 'S2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'd'는 'S3'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되고;
    'e'는 'M2'의 층의 개수를 나타내며, 1, 2, 3, 4 및 5로부터 독립적으로 선택되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 적어도 제1 부직포 직물에 전하를 부여하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 안면 마스크이며,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 여과 매체 및 중앙 본체 부분을 둘러싸는 주연부 영역을 포함하는 중앙 본체 부분; 및
    주연부 영역 또는 중앙 본체 부분에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된 적어도 하나의 스트랩을 포함하는, 안면 마스크.
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