KR102692095B1 - 방호복 직물지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방호용 직물지에 관한 것이다. 본 발명의 방호복 직물지는 폴리락트산으로 구성된 필름재질의 탑 시트층, 상기 탑시트층 하부에 배치되며 대나무 재질의 흡습층, 및 상기 흡습층 하부에 배치되며 알긴산 섬유로 구성된 부직포층을 포함할 수 있다.

Description

방호복 직물지{Protective clothing fabric}

본 발명은 의료용 방호복 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해가 가능하여 환경오염이 발생되지 않으며 바이러스나 세균 등 유해물질을 차단하여 의료진을 보호할 수 있는 방호복을 제조하는 데 쓰이는 일회용 방호복에 제조되는 직물지에 관한 것이다.

각종 전염성 질병이 잇따라 퍼지면서 사람들은 , 의료방역인력이 질병 치료 과정에서 겪게 되는 바이러스 감염 위험에 주목하고 있다. 이러한 바이러스 감염 위험을 방지하기 위해 의료용 방호복을 전세계적으로 제조하고 있다.

의료용 방호복은 의료진의 업무 안전을 위해 특별히 개발된 복장이다. 의료 방호복의 복장구조는 일정한 방호 성능을 가져야 한다. 특히 다음 두가지에 초점을 맞추고 있다. 첫번째 바이러스 침입 경로의 차단, 둘째로는 바이러스의 퇴적 위험 감소이다.

방호복은 응급의료 전염병 지역 전자기 방사선 구역 등 특수 구역에 진입한 사람들이 입는 복장을 말한다 의료용 . 방호복은 일상 의료진이 전염병으로 관리하는 전염병 환자를 접할 때 입는 의료용 방호 용품이다. 바이러스, 세균 등 유해 물질을 차단해 의료진이 진료 간호 , 과정에서 감염되지 않도록 보호하는 것이 기본이다. 주로 의료 화학 및 세균 감염 방지와 같은 환경에서 사용된다.

이러한 방호복은 다회용 방호복과 일회용 방호복으로 나뉠 수 있다. 일회용 방호복은 방호성이 높게 요구되는 외과 수술복, 격리복 등의 의류를 제작하는 데 이용된다. 이러한 일회용 방호복은 사용 후 소독, 세척 없이 폐기할 수 있으며 사용이 편리하여 교차 감염을 피할 수 있다.

현재, 일회용 방호복은 폴리에틸렌 통기필름을 사용하여 제조된 복합 부직포를 이용하고 있다. 그러나, 폴리에틸렌 수지는 분해가 느리고 소각 시 유해물질이 발생되어 환경이 오염되고 뒷처리에 부담이 높은 단점이 있다.

대한민국 특허등록 10-2559825 (2023.07.21 등록)

본 발명의 목적은 환경오염을 방지할 수 있는 생분해 가능한 의료용 방호복 직물지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 바이러스나 세균과 같은 유해 미생물을 차단할 수 있는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 바이러스나 세균과 같은 유해 미생물의 퇴적을 막는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 의료용 방호복 착용시 체온이 내려갈 수 있는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 의료용 방호복 착용시 냄새를 방지할 수 있는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방호복 직물지는 폴리락트산으로 구성된 필름재질의 탑 시트층, 상기 탑시트층 하부에 배치되며 대나무 재질의 흡습층, 및 상기 흡습층 하부에 배치되며 알긴산 섬유로 구성된 부직포층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탑 시트층에는 미립자가 포함되어 공극을 형성할 수 있다.

또한, 상기 미립자의 입자의 크기는 2000 내지 10000 메쉬일 수 있다.

또한, 상기 탑 시트층은 폴리락트산 파우더, 미립자, 가소제를 혼합한 후 혼련된 조성물을 캘린더롤을 이용하여 제조된 필름일 수 있다.

또한, 상기 흡습층에는 녹차잎 추출물, 어성초 추출물, 황금초 추출물, 솔잎 추출물 및 레몬 그라스 추출물 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

또한, 상기 알긴산 섬유에는 박하 추출물, 오이 추출물 및 프로폴리스 추출물 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

본 발명은 폴리락트산 수지, 대나무, 알긴산 섬유로 구성된 생분해성 직물지로 환경오염을 방지하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 탑 시트층에 미세한 공극을 형성함으로써 통기성을 제공하면서도 세균과 바이러스의 유입을 방지하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 흡습층에 인체에 무해한 식물 기반의 항균제를 담지하여 바이러스나 세균과 같은 유해 미생물의 퇴적을 막는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 피부에 직접 닿는 부직포층을 알긴산 섬유로 제조하면서 피부에 청량감을 줄 수 있는 식물 추출물을 포함함으로써 여름에 의료용 방호복 착용한 의료진들의 쾌적함을 도모하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 흡습층에 탈취기능이 있는 식물 추출물을 포함함으로써, 의료용 방호복 착용시 냄새를 방지할 수 있는 의료용 방호복 직물지를 제공하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 방호복 직물지이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 방호복 직물지는 탑 시트층(100), 흡습층(200), 부직포층(300)을 포함할 수 있다.

1. 탑 시트층(100)

본 발명의 탑 시트층(100)은 방호복 제조 시 가장 외면에 위치되는 층으로 외부의 혈액, 바이러스, 세균을 차단하여 방호복 내부로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 본 발명의 탑 시트층(100)은 혈액 등의 유입을 막으면서 착용시 통기성을 제공하여 의료진이 방호복을 착용하는 경우 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 탑 시트층(100)은 폴리락트산(PLA) 수지에 미립자가 포함된 필름재질일 수 있다. 폴리락트산(PLA, Poly Lactic Acid)은 열가소성 고분자이면서, 사탕수수나 옥수수 등에서 추출한 식물성 재료로 제조된 바이오 폴리머로 특정 조건이나 토양 등에서 생분해되는 대표적인 생분해성 고분자 중 하나이다.

상기 미립자의 표면과 상기 폴리락트산 수지 사이에 미세 공극이 생겨 상기 탑 시트층(100)에는 혈액이나 바이러스 등의 유입은 방지되면서 외부의 공기를 방호복 내부로 제공할 수 있는 장점이 있다.

상기 탑 시트층(100)은 상기 폴리락트산 수지 내부에 상기 미립자를 50중량부 내지 75 중량부를 포함할 수 있다. 상기 미립자가 50 중량부 미만인 경우에는 원하는 통기성을 얻을 수 없고, 상기 미립자가 75 중량부를 넘는 경우에는 상기 탑 시트층(100)이 파단되기 쉬운 문제가 있다.

제1실시예로 상기 미립자는 탈취기능과 항균기능이 우수한 제올라이트일 수 있다. 또한, 항균기능이 강화되도록 상기 제올라이트에 항균 및 항바이러스 기능이 있는 항균제 또는 살균제를 담지한 후 건조시킬 수 있다.

상기 탑 시트층(100)은 의료진의 방호복에 이용되므로 상기 제올라이트에는 화학적 소독제보다는 인체에 무해한 천연 식물 기반의 항균제 또는 살균제를 담지할 수 있다. 이후, 상기 항균제 또는 살균제를 담지한 제올라이트를 건조시킨 다음 건조된 제올라이트를 상기 폴리락트산 수지에 분산시킬 수 있다.

바람직하게 상기 제올라이트에 담지되는 천연 식물 기반의 항균제는 파꽃 추출물일 수 있다. 상기 파꽃은 파의 이파리 끝에 피는 꽃으로 늦은 봄이나 초여름에 핀다. 이러한 파꽃은 식용으로 이용하지 못 하고 대부분 쓰레기로 버려지고 있었다. 이에 본 출원인은 이러한 파꽃의 효능을 연구한 결과 파꽃의 에탄올 추출물 또는 열수 추출물의 항균효과가 우수한 것을 발견하였다.

이를 확인하기 위해서 건조된 파꽃 20g에 70% 에탄올 100g을 투입한 후 10시간동안 놓아둔 뒤 이를 여과하여 파꽃 추출물을 제조하였다.

파꽃 추출물의 항균활성을 확인하기 위해 대장균을 1시간 동안 배양하여 수득한 대장균 배양액을 15mL 용량의 코니컬 튜브 2개에 각각 5mL씩 분주하고 대조균을 증류수로 하여 2개의 코니컬 튜브에 각각 100μL 처리한 후, 37℃의 진탕배양기(shaking incubator)에서 배양하였다.

시간(h)	0	1	2	3
증류수	0.093	0.134	0.272	0.035
파꽃 추출물	0.093	0.121	0.211	0.013

상기 실험에서 상기 파꽃 추출물이 우수한 항균 활성을 나타내는 것을 확인하였다.

상기 제올라이트 입자의 크기는 공극을 통해 배리어성과 통기성을 모두 발휘할 수 있도록 2000 내지 10000 메쉬일 수 있다. 상기 제올라이트 입자의 크기가 10000메쉬 큰 경우에는 통기성을 발휘하기 힘들며, 상기 제올라이트 입자의 크기가 2000 메쉬보다 작은 경우에는 배리어성을 얻기 힘들어 외부의 세균이나 바이러스가 직물지 내부로 침투할 수 있는 문제가 있다.

상기 탑 시트층(100)은 앞서 서술한 바와 같이 필름재질일 수 있다. 바람직하게 상기 탑 시트층(100)의 두께는 10μm 내지 50μm일 수 있다. 상기 두께가 10μm보다 작으면 강도가 낮아 찢어질 우려가 있으며, 상기 두께가 50μm보다 큰 경우에는 적층시 유연성이 낮아져 방호복 착용시 움직이는 데 불편한 단점이 있다.

상기 탑 시트층(100)은 다음의 공정을 통해 제조될 수 있다.

(1) 폴리락트산 파우더 제조

폴리락트산 수지(Total Corbion, L105, Mw: 약 110,000g/mol, 유리전이온도(Tg): 약 62 ℃, 열분해온도(Td): 약 350 ℃, 100 중량%를 이축 스크류 압출기(직경(D)=32mm, 길이/직경(L/D)=40)에 공급하였다. 상기 이축 스크류 압출기는 약 220℃의 온도 조건 및 약 5kg/hr의 압출량 조건으로 설정하여 압출을 진행하였다. 압출된 폴리락트산 수지는 약 10Pa·s의 점도를 가지며, 상기 압출된 폴리락트산 수지를 약 300 ℃의 내부 온도 및 약 350 ℃의 말단부 온도(식 2에 따른 B값은 약 1.07임)로 설정된 노즐에 공급하였다. 또한, 약 350 ℃의 공기를 약 1m3/min의 유량으로 노즐에 공급하였다. 상기 공기는 노즐 단면의 중심부와 외곽부에 공급되고, 상기 압출된 폴리락트산 수지는 공기가 공급되는 노즐의 중심부와 외곽부 사이에 공급되었다. 외곽부에 공급된 공기와 공기가 공급된 중심부와 외곽부 사이에 공급된 압출된 폴리락트산의 단면적 비는 약 4.3:1이었다. 노즐에 공급된 폴리락트산 수지는 고온의 공기와 접촉하여 미립화되었고, 미립화된 입자가 노즐로부터 분사되었다. 노즐로부터의 분사각은 약 45°이고, 분사된 입자는 노즐로부터 약 200mm 이격된 냉각 챔버(직경(D)=1,100mm, 길이(L)=3,500mm)에 공급되었다. 또한, 상기 냉각 챔버는 분사된 입자가 공급되기 전부터 -25 ℃의 공기를 약 6m3/min의 유량으로 주입하여 회전 기류를 형성하도록 조절하였다. 냉각 챔버 내에서 40 ℃ 이하로 충분히 냉각된 입자를 싸이클론 또는 백필터를 통해 포집하여, 구형의 폴리락트산 파우더를 제조하였다.

(2) 폴리락트산 -미립자 필름 제조

반바리 믹서(Banbury mixer)에 폴리락트산 파우더 37 중량%, 6500 메쉬 제올라이트 43 중량% 및 가소제로 디옥틸프탈레이트 20 중량%가 되도록 첨가하여 140℃에서 5 분 동안 혼련하여 균일하게 혼합된 조성물을 제조하였다. 다음으로, 혼련된 조성물을 130℃의 캘린더롤(calender roll)을 이용하여 필름을 제조하였다. 이어서, 프레스(press)에서 초기 50 kgf/㎤으로 3 분간 예열 후, 200 kgf/㎤으로 승압하여 5분간 눌러준 후, 40℃ 이하로 냉각시켜 최종 두께가 30μm인 탑 시트층(100)(필름)을 제조하였다.

2. 흡습층(200)

상기 흡습층(200)은 상기 탑 시트층(100) 하부에 배치된다. 상기 탑 시트층(100)은 대나무 재질의 섬유를 포함할 수 있다. 상기 흡습층(200)은 상기 탑 시트층(100)의 배리어를 뚫고 유입된 바이러스 기타 세균의 퇴적을 막기 위해 항균제나 살균제를 담지할 수 있다. 또한, 땀으로 인한 냄새로 인해 착용자가 불쾌감을 갖지 않도록 소취기능도 가질 수 있다.

상기 흡습층(200)은 대나무 재질로 이루어지며, 상기 대나무 재질의 흡습층(200)에는 녹차잎 추출물, 어성초 추출물, 황금초 추출물, 솔잎 추출물 및 레몬 그라스 추출물이 담지될 수 있다.

녹차 잎은 카데긴 성분의 항산화 작용과 활성산소 소거작용으로 항균/살균력이 뛰어나고, 탈취 효율도 높다. 상기 녹차잎 추출물은 30% 에탄올

어성초는 삼백초과(Saururaceae)에 속하는 다년생 초본식물로서 생선 비린내가 난다하여 어성초로 불리며, 해독작용(항균)과 소염작용(살균)에 효능이 있다. 구체적으로 어성초는 항균작용, 항염증작용, 면역증강작용, 이뇨작용, 진해작용 등의 약리작용이 있는 것으로 알려져 있는데, 특히, 어성초의 독특한 냄새성분인 데카노일 아세트알데히드(decanoylacetaldehyde)는 다양한 병원균에 대해 강한 살균력을 가진다.

황금초(Scutellaria baicalenis, SB)는 꿀풀과의 여러해살이풀로 소염, 항균 효능이 우수한 것으로 알려져 있다.

솔잎은 소나무의 잎으로 공기정화, 탈취, 항균기능이 우수한 것으로 알려져 있다.

레몬그라스(Lemongrass, Cymbopogon citratus)는 외떡잎식물 벼목에 속하는 식물로, 식물체에서 레몬 향기가 나기 때문에 레몬그라스라고 불린다. 레몬그라스는 식품 향신료로 사용되어 인체 유해성이 없으며, 향이 좋고, 우수한 항균 및 살균 효능을 가지고 있다.

건조된 녹차잎, 어성초, 황금초, 솔잎, 레몬그라스 각각을 300g 준비한 후 추출용기에 넣고 여기에 10배 중량의 증류수를 넣고 60 내지 65℃에서 3시간 동안 교반하면서 추출하였다. 상기 추출액을 여과지로 감압여과하여 항균 및 탈취효능을 갖는 제2 식물 추출액을 제조하였다.

본 발명에서는 상기 제2 식물 추출액에 대나무 섬유를 10시간 내지 11시간 침지하여 상기 항균 및 탈취 효능 성분이 상기 대나무 섬유에 담지되도록 하였다. 이후, 열풍건조기에 상기 제2 식물 추출액이 담지된 대나무 섬유를 건조하여 흡습층(200)을 제조하였다.

바람직하게 상기 흡습층(200)의 두께는 1cm 내지 3cm가 되도록 제조하였다.

상기 흡습층(200)을 통해 상기 탑 시트층(100)의 배리어층을 뚫고 유입된 미생물을 제거할 수 있다.

3. 부직포층(300)

본 발명의 부직포층(300)은 의료진이 민소매나 반팔을 입은 경우에 피부에 직접 닿는 층이며, 해조섬유로 이루어질 수 있다. 본 발명의 해조섬유는 알긴산 섬유(alginate fiber)라고도 한다. 알긴산은 해초류인 다시마, 미역 등에 포함되어 있는 폴리우론산이다, 알긴산은 금속이온을 포집하는 성질을 가지고 있어 금속염과 가교결합을 형성하여 겔화되는 중요한 특징이 있다. 알긴산 섬유는 이러한 겔화 특성을 이용하여 알긴산의 나트륨 염 수용액을 염화칼슘용약 속으로 습식방사하여 쉽게 섬유화되는 것으로 알려져 있다.

알긴산 섬유는 겔화특성, 인체 무해성 등 알긴산 섬유가 가지고 있는 특성으로 인해 의료용 방호복 제작에 적합하다.

특히, 알긴산 섬유를 이용하여 의료용 방호복을 제작하는 경우에 피부에 맞닿는 부위에 냉감을 부여할 수 있어 더운 여름날 방호복을 입은 의료진들에게 매우 유용하다.

또한, 상기 의료진들에게 냉감을 더욱 효과적으로 부여하기 위해 알긴산 섬유는 박하 추출물, 오이 추출물 및 프로폴리스를 포함하는 수용액에 담지되어 제조될 수 있다.

박하는 박하는 야식향, 인단초, 번하채, 구박하라고도 하며 습기가 있는 들에서 자라는데, 상기 박하는 피부에 닿았을 때 청량감을 주며 피부의 피로감을 해소하는 것으로 알려져 있다.

오이는 차가운 성질을 지니고 있어 열을 내리는데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

프로폴리스는 강력한 항산화력과 항균 및 항염 효과가 있을 뿐만 아니라 피부를 진정시키는 효과가 있다.

본 발명에서는 건조된 박하 200g, 건조된 오이 200g을 70% 에탄올 2kg에 넣고 4시간 내지 5시간 동안 추출한 뒤 감압 여과하여 제3 식물 추출액을 얻는다. 이후 상기 제3 식물 추출액에 상기 프로폴리스를 첨가한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 알긴산나트륨 20g을 증류슈 980g에 녹여 알긴산 나트륨 용액을 얻는다. 이후 상기 프로폴리스가 첨가된 제3 식물 추출액을 제조한다. 상기 알긴산나트륨 용액을 여과, 감압, 탈포한 후 실온에서 상기 상기 프로폴리스가 첨가된 제3 식물 추출액과 엶화칼슘 용액의 부피비가 3:1인 혼합액으로 조성된 응고욕에서 습식 방사법으로 알긴산 섬유를 제조하였다. 바람직하게 상기 알긴산 섬유는 다시마에서 유래한 것일 수 있다.

본 발명에서는 이렇게 제조된 알긴산 섬유를 공지의 방법을 통해 부직포로 제조하였다.

4. 의료용 방호복 직물지 제조

본 발명에서는 상기 부직포층(300)을 먼저 준비 한 뒤 상기 부직포층(300) 상부에 상기 흡습층(200)을 배치한다. 이후 상기 흡습층(200) 상부에 탑 시트층(100)을 배치한다. 이후, 초음파를 인가하여 탑 시트층(100), 흡습층(200), 부직포층(300)을 융착시켜 의료용 방호복 직물지를 제조할 수 있다.

Claims (5)

1. 폴리락트산으로 구성된 필름재질의 탑 시트층;
   상기 탑시트층 하부에 배치되며 대나무 재질의 흡습층; 및
   상기 흡습층 하부에 배치되며 알긴산 섬유로 구성된 부직포층을 포함하되,
   상기 탑 시트층에는 미립자가 포함되어 공극을 형성하고
   상기 알긴산 섬유에는 박하 추출물, 오이 추출물 및 프로폴리스 추출물 중 적어도 하나가 포함된 것을 특징으로 하는 방호복 직물지
2. 제1항에 있어서,
   상기 미립자의 입자의 크기는 2000 내지 10000 메쉬인 것을 특징으로 하는 방호복 직물지
3. 제1항에 있어서,
   상기 탑 시트층은 폴리락트산 파우더, 미립자, 가소제를 혼합한 후 혼련된 조성물을 캘린더롤을 이용하여 제조된 필름인 것을 특징으로 하는 방호복 직물지
4. 제1항에 있어서,
   상기 흡습층에는 녹차잎 추출물, 어성초 추출물, 황금초 추출물, 솔잎 추출물 및 레몬 그라스 추출물 중 적어도 하나가 포함된 것을 특징으로 하는 방호복 직물지
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