KR100434937B1 - 호흡마스크및사람의얼굴에대한호흡마스크의착용상태평가방법 - Google Patents

호흡마스크및사람의얼굴에대한호흡마스크의착용상태평가방법 Download PDF

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KR100434937B1
KR100434937B1 KR10-1998-0701780A KR19980701780A KR100434937B1 KR 100434937 B1 KR100434937 B1 KR 100434937B1 KR 19980701780 A KR19980701780 A KR 19980701780A KR 100434937 B1 KR100434937 B1 KR 100434937B1
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이. 스프링게트 제임스
더블유. 바레트 레오나드
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미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

호흡 마스크(10)는 착용자의 코와 입 위에 착용되도록 구성된 호흡 마스크 본체(11)를 구비한다. 호흡 마스크 본체(11)에는 호흡 마스크(10)를 착용할 때 착용자의 안면과 열접촉하는 열변색성 재료(18)가 도포된다. 상기 접촉에 의하여, 열변색성 재료(18)는 색상 변화를 일으키므로, 착용자는 적절한 착용 상태가 이루어지고 있는 지를 판단할 수 있다.

Description

호흡 마스크 및 사람의 얼굴에 대한 호흡 마스크의 착용 상태 평가 방법
호흡 마스크("안면 마스크" 및 "여과 안면 마스크"라고도 부름)는 다음의 두가지 목적, 즉 (1) 오염 물질이 착용자의 호흡 경로에 들어가는 것을 방지하고, (2) 착용자가 토해낸 병원균이나 기타의 오염 물질에 다른 사람들이 노출되지 않도록 하기 위하여 사람의 호흡 경로에 착용된다. 첫 번째 경우는, 상기 호흡 마스크를 주변 공기가 착용자에게 유해한 물질을 포함하고 있는 환경, 예컨대 차체(車體) 취급 작업장 등에서 착용하는 경우이다. 두 번째 경우는, 상기 호흡 마스크를 감염 위험이 높은 환경, 예컨대 수술실 등에서 착용하는 경우이다.
이들 목적 중의 어느 한 가지를 달성하려면, 상기 호흡 마스크는 누설이 없도록 착용자의 얼굴에 꼭 들어맞는 상태를 유지할 수 있어야 한다. 그렇지 않으면, 착용자 또는 그 착용자 근처에 있는 사람은 유해한 오염 물질에 노출될 수 있다.
예컨대, 부압(負壓) 호흡 마스크[즉, 여과재가 있고, 착용자의 폐(肺)가 그여과재를 통하여 공기를 흡입하도록 된 호흡 마스크]를 사용할 때, 누설이 일어나지 않게 착용자의 얼굴에 꼭 들어맞지 않게 되면, 공기는 상기 여과 매체를 통과하지 않은 채 상기 호흡 마스크로 들어가거나 또는 그 호흡 마스크로부터 나가게 된다. 여과됨이 없이 호흡 마스크 내에 흡입되는 공기는 착용자의 호흡 경로에 들어갈 수 있으며, 여과되지 아니한 채 토해낸 공기는 착용자가 토해낸 오염 물질에 타인을 노출시킬 수 있다. 정압(正壓) 호흡 마스크(즉, 압축 용기로부터 착용자에게 오염되어 있지 않은 산소 또는 공기가 공급되는 호흡 마스크)에 있어서, 착용 상태가 불충분하면, 착용자 및 타인을 오염 물질에 노출시킬 뿐만 아니라, 순수한 산소 또는 공기가 상기 용기로부터 사용되지 않은 채 주위 환경으로 빠져나갈 수 있다는 점에서 낭비적이다.
누설이 일어나지 않는 착용을 행할 수 있게 적절히 설계된 다수의 호흡 마스크들이 있지만, 착용자들은 가끔 적절한 착용이 이루어져 있는 지의 여부를 결정하는 데 많은 어려움에 봉착하는 경우가 있다. 호흡 장치를 착용한 후에, 착용자는 흔히 적절한 착용을 위하여 조정을 행하는 경우가 있지만, 정확한 검사 없이는 자신이 안전한 지의 여부에 대한 확실성을 판단할 수 없다. 착용자의 마음을 안심시키기 위하여, 많은 연구자들이 부압 및 정압 호흡 장치의 양자에 있어서 누설 여부를 판단하는 데 유용한 여러 가지 검사 방법들을 개발하여 왔다.
기지의 검사 방법은 정성적(定性的)인 것 또는 정량적(定量的)인 것으로 분류할 수 있는데, 이하에 각 형식의 예를 간단히 설명한다.
정성적 착용 상태 검사
부압 호흡 마스크의 착용 상태의 적합성은, 일반적으로 상기 마스크를 착용하여, 손바닥으로 공기 입구를 막고, 그 마스크가 약간 찌그러질 때까지 숨을 들이쉬어 검사하는 것이다. 이 상태에서 약 10초 가량 유지하여 어떠한 누설도 감지되지 않을 경우, 그 착용 상태는 적절한 것으로 간주된다.
정압 호흡 마스크의 착용 상태의 적합성도 역시 상기 마스크를 착용하여, 손바닥으로 공기 출구를 막고, 그 마스크가 약간 팽창할 때까지 숨을 내쉼으로써 유사한 방식으로 검사할 수 있다. 이 상태를 약 10초 가량 유지하여 어떠한 누설도 감지되지 않을 경우, 그 장착 상태는 적절한 것으로 간주된다.
미국 특허 제5,299,448호에는 공기 분출 밸브가 마련된 페이스 피스(face piece) 호흡 마스크의 착용 상태를 검사하기 위한 정압 검사 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 공기 분출 밸브 위에 부착되며, 상기 공기 분출 밸브는 플런저를 누름으로써 밀폐된다. 착용자는 숨을 내쉬어 그 상태를 유지하고, 공기가 외부로 누설되는 지의 여부와 상기 페이스 피스가 적절히 팽창하는 지의 여부를 판단한다.
호흡 마스크의 착용 상태의 적합성은 호흡 마스크의 착용자를 증기 또는 분무 형태의 검출 가능한 재료에 노출시킴으로써 역시 정성적으로 검사할 수 있다. 이 검사법을 이용하면, 호흡 마스크는 검사 재료를 여과시킬 수 있으므로, 그 검사 재료는 마스크와 착용자의 얼굴 사이에 누설이 발생할 때에만 착용자에 의해 감지된다. 통상의 검사 재료로는 이소아밀아세테이트 증기(바나나유), 사카린, 그리고 염산을 함유하는 자극성 연기를 들 수 있다.
정성적 검사에는 여러 결점이 있다. 그 첫째 결점은 검사가 사용자의 주관적인 해석에 크게 의존한다는 점이다. 어떤 사람에게 검출된 검사 재료의 수준은 다른 사람에 의해 검출될 수 없는 것도 있고, 또한 검사 중에 검사자의 후각이 둔해지거나 저하될 수 있다. 마찬가지로, 어떤 사람에게는 검출되는 공기의 안쪽 또는 바깥쪽으로의 누설이 다른 사람에게는 검출되지 않을 수도 있다. 다른 결점은 손으로 눌러 공기의 입구 또는 출구를 막으면, 그 압력에 의해 호흡 마스크가 실제 사용시에 비해 얼굴에 더 양호하게 접촉된다고 하는 점이다. 또한, 손에는 장갑을 착용할 경우도 있으므로, 흡입구 또는 흡출구를 덮는 일에 방해가 될 수 있으며, 또는 장갑 자체가 오염될 수 있다. 더욱이, 정지하여 행하는 적절한 정성적 검사로서는, 통상 돌아다녀서 호흡이 가빠지는 작업 조건하에서의 적합한 착용 상태를 판단할 수 없다.
정량적 착용 상태 검사
정량적 검사는 실제로 누설량을 측정하거나 또는 압력차를 측정하는 시도가 있다고 하는 점에서 정성적 검사와는 다르다.
미국 특허 제3,580,051호에는 마스크의 입 부위에 유량계를 기밀하게 밀봉함으로써 마스크의 누설을 검사하는 정량적 방법이 개시되어 있다. 상기 유량계는 마스크 착용자의 호흡 작용 중의 외압에 의한 누설을 감지한다.
미국 특허 제4,146,025호에는 호흡 마스크 및 착용자의 머리 위에 놓이는 주머니형의 헤드피스(headpiece)를 사용하는 착용 상태 검사 장치가 개시되어 있다. 상기 헤드피스에는 호흡 가능한 검사 기체가 채워지며, 누설은 내쉰 공기 중의 검사 기체를 측정함으로써 평가된다.
미국 특허 제4,765,325호에는 호흡 마스크의 착용 상태를 판단하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있는데, 상기 방법은 착용자의 얼굴에 상기 호흡 마스크를 대고, 착용자가 숨을 멈추고 콧구멍을 막고 있는 동안 페이스 피스에 있는 공기를 부분적으로 배기하는 것으로 이루어져 있다. 상기 페이스 피스 내로 누설되는 공기는 진공원과 나란히 배치되어 있는 대용량 유량계인 상기 장치에 의해 측정된다.
미국 특허 제4,832,011호에는 개인용 보호 호흡 마스크의 착용 상태를 검사하기 위한 부속품이 개시되어 있다. 이 부속품은 호흡 마스크의 공기 분출 밸브에 고착되어 있으며, 이 위치에 상기 부속품의 내부를 외부의 기체 분석 장치에 연결하는 도관의 수용구(受容口)를 마련하고 있다.
미국 특허 제4,846,166호에는 호흡 마스크의 착용 상태를 검사하는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 상기 방법을 수행함에 있어서, 착용자는 상기 호흡 마스크를 코 및 입 위에 대고, 숨을 들이쉰 다음 멈추어서, 호흡 마스크의 시간에 대한 압력을 기록한다. 이 방법은, 기존 치수의 누설공(漏泄孔)을 설치하고, 상기 절차를 반복하여, 그 결과를 보정 곡선과 비교함으로써 정량적으로 행할 수 있다.
미국 특허 제4,914,957호에는 호흡 마스크의 착용 상태의 검사를 용이하게 하기 위한 누설 검사 어댑터가 개시되어 있다. 상기 어댑터는 압력 응답 가스류 조정 수단과, 안면 호흡 마스크의 누설 검사를 쉽게 하기 위한 가스 시료 채취구(採取口)를 구비하고 있다.
정량적 검사들은 착용되는 실제의 호흡 마스크와 유사하지만 실제로 착용되는 호흡 마스크가 아닌 특수하게 개작(改作)된 호흡 마스크를 요하는 경우가 종종있다는 점, 또는 이들 검사는 작업 환경하에서 빈번한 검사 및 재검사를 수행하는 것을 어느 정도 곤란하게 하는 절차 및 기기를 채용하고 있다는 점에서 불리한 경우도 있다. 그리고, 정성적 검사와 마찬가지로, 정지시의 적절한 착용 상태에서는 작업 조건하에서의 적절한 착용 상태를 결정할 수 없다.
열변색성 액정 기술
열변색성 액정정은 온도 변화를 가시적으로 표시하는 데 통상적으로 사용된다. 상기 액정들은 상이한 온도에서 상이한 색상을 나타낼 수 있고, 이러한 능력 때문에, 예컨대 온도와 관련된 생리학적 변화를 검출하기 위한 의학 분야에서 다양한 생태적(生態的) 유용성이 있다. 열변색성 재료에 대한 기술적 배경 정보는 "열변색성 액정 기법의 홀크레스트 편람[Dr. M. Parsely,The Hellcrest Handbook of Thermochromic Liquid Crystal Technology(1991)]"에서 찾아볼 수 있다.
피부의 온도 범위 내에서 작용하는 열변색성 액정들이 생산되어 왔으나, 호흡 마스크가 착용자의 얼굴에 적절히 착용되어 있는 지를 판단하는 데에는 사용된 바가 없는 것으로 생각된다. 이하에 열거한 것은 특허 문헌에 개시된 바 있는 몇가지 액정 제품에 관한 간단한 설명이다.
미국 특허 제4,501,503호에는 온도에 따른 색상 변화를 보이는 콜레스테르형 (cholestric) 액정을 함유하는 피복 조성물이 개시되어 있다. 상기 색상 변화는 인체 표면과의 접촉시 열화상(熱畵像)을 제공할 수 있다.
미국 특허 제4,302,971호에는 사람의 체온을 측정하는 액정 온도 표시기가 개시되어 있다. 상기 표시기에는 상이한 온도에서 각각 활성 가능한 다수의 액정퇴적물이 있고, 이 액정 퇴적물이 활성화될 때 눈에 보이는 온도 표시 숫자 뒤에 상기 퇴적물이 배치된다. 상기 표시기에는 이것을 이마 등의 인체 표면에 접착하기 위한 접착제가 마련되어 있는 것이 좋다.
미국 특허 제3,830,224호에는 피부 온도의 변화 또는 구배(勾配)를 표시하는 액정 장치가 개시되어 있다. 온도 감지 수단을 전략적으로 배치함으로써, 액정 표시를 보면 배란 및 그 밖의 생리적 변화를 눈으로 확인할 수 있다.
미국 특허 제3,951,133호에는 눈으로 볼 수 있는 색상 변화를 표시함으로써 피부 온도 변화가 검출될 수 있도록 하는 액정 장치가 개시되어 있다. 액정 열 필름 스트립(thermal-film-strips)은 상이한 온도에서 색상을 변화시키는 것으로서, 병렬 조립되며 손가락 주위에 감긴다. 이 장치는 환자 또는 의사에게 색상 변화를 보여주므로, 긴장 상태를 피부 온도의 함수로서 평가할 수 있다.
미국 특허 제4,437,471호에는 피부 온도의 측정 장치가 개시되어 있다. 사용자가 그 기구에 닿으면, 액정이 각 개인의 체온을 나타내며, 따라서 상기 기구는 말하자면 사용자가 긴장을 푸는 법을 익히는 것을 도와줄 수 있다.
본 발명은 열변색성 착용 상태 표시 안면 밀폐부가 있는 호흡 마스크에 관한 것이다.
도 1은 사람의 얼굴에 착용된 본 발명의 호흡 마스크(10)의 정면도이며,
도 2는 본 발명의 호흡 마스크(10)의 배면도이고,
도 3은 본 발명에 따라 꼭 들어맞는 착용이 이루어져 있는 지의 여부를 평가하는 사람의 측면도이다.
본 발명에서는 착용자의 적어도 코 및 입에 착용하도록 구성된 호흡 마스크 본체 상에 열변색성 재료가 마련된다. 본 명세서를 통하여 사용되는 "열변색성"이라고 하는 용어는, 비교적 작은 온도 변화에 노출되더라도 색상이 크게 변화할 수 있는 것을 의미한다. "호흡 마스크"란 용어는 그 장치를 착용하고 있는 사람에게 공기를 공급하거나 및/또는 공기를 정화하는 장치를 의미한다. 열변색성 재료는상기 호흡 마스크의 착용시 그 열변색성 재료가 착용자의 얼굴에 열접촉(熱接觸)하도록 호흡 마스크 본체 상에 배치된다. 착용자의 얼굴과 열접촉시, 상기 열변색성 재료는 색상을 변화시켜 피부 접촉이 이루어지는 곳과 그렇지 않은 곳을 가시적으로 표시한다. 열접촉이 일어나지 않은 곳에서는 누설이 있다는 것이기 때문에, 색상 변화에 의해 착용자는 적절한 착용 상태인가 아닌가의 여부를 판단할 수 있다.
본 발명은 착용자가 누설이 없는 착용 상태가 이루어 졌는지의 여부를 신속히 판단할 수 있다고 하는 점에서 유리하다. 본 발명은 적절하게 착용되는 안면 마스크를 선택하는 데 사용되거나, 또는 착용자가 호흡 마스크를 얼굴에 꼭 들어맞게 착용하도록 조정하기 위한 방법을 익히는 데 도움을 주는 데에도 사용될 수 있다. 종래 기술의 검사 절차와는 달리, 본 발명은 누설의 정확한 위치를 착용자에게 가르쳐주기 때문에 올바른 조절을 행할 수 있다. 정성적 방법과 비교해볼 때, 본 발명은 사용자의 주관적인 평가에 덜 의존하며, 밀폐 상태를 더욱 명확히 표시할 수 있으므로 착용자에게 더욱 안정감을 부여할 수 있다. 또한, 본 발명은 검사 가스를 요하지 않고, 정량적 방법에 비해 더 신속하고 덜 복잡하며, 비슷한 것이 아닌, 사용자가 실제로 착용하는 호흡 마스크를 사용할 수 있다.
이러한 장점 때문에, 착용자는 자기의 호흡 마스크를 검사하여 처음부터 적절한 착용 상태가 이루어지고 그 후에도 그 상태가 계속 유지되도록 하는 것이 더욱 가능하게 된다. 열변색성 재료의 높은 가시(可視) 특성은 누설을 검사하기 위한 상시(常時) 경고 표시로서 기능할 수 있고, 또 양호한 착용 상태를 확보하는 데 필요한 것을 보강해 줄 수 있다. 본 발명은 검사의 자각성(自覺性)과 빈도를 증가시킴으로써, 착용자 및 그 밖의 사람들에 대하여 더욱 안전한 환경을 제공한다.
도 1은 컵 모양의 호흡 마스크 본체(11)가 마련된 부압 호흡 마스크(10)를 착용한 사람을 도시하고 있다. 상기 호흡 마스크(10)는 일반적으로 이 호흡 마스크(10)의 전체 둘레(12)의 주위에서 착용자의 얼굴과 일치한다. 그러나, 코가 있는 부위에서는 사람의 얼굴 윤곽이 급진적으로 변화되므로 그 부위에서 누설이 발생하는 수가 종종 있다. 누설 방지를 위하여, 상기 호흡 마스크(10)에는 조절 가능한 코집게(nose clip)(14)가 설치되는 경우가 가끔 있다. 코집게(14)는 일반적으로 알루미늄으로 된 매우 부드러운 직선형 밴드로 만들어지며, 손으로 압력을 가함으로써 용이하게 일치시킬 수 있다. 기타의 코집게들은 예컨대 카스티그리온 (Castiglione)이 출원한 미국 특허 출원 제08/322,576호 및 의장 등록 출원 제 D-29/O29,750호에 나타나 있다. 호흡 마스크(10)의 내부로부터 나오는 공기를 용이하게 정화하기 위하여 공기 분출 밸브(16)를 마련하는 경우도 가끔 있는데, 이것 역시 누설을 방지하는 데 도움이 된다. 예컨대, 미국 특허 제5,325,892호(그 내용을 본원 명세서에 참고로 포함시킨다) 참조.
도 2는 호흡 마스크의 안면 밀폐부(20) 위에 배치된 열변색성 재료(18)를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 열변색성 재료(18)는 호흡 마스크 본체의 전체 주변(360˚)의 주위의 안면 밀폐부(20) 위에 배열하는 것이 좋다. 그러나, 어떤 실시 형태에서는, 단순히 코의 부분처럼 누설이 발생하기 쉬운 곳과 호흡 마스크가 턱에 접촉하는 곳에 열변색성 재료(18)를 배열하는 것도 가능하다.
상기 안면 밀폐부가 착용자의 얼굴과 열접촉하게 되면, 피부로부터의 열에 의하여 상기 열변색성 재료가 착색된다. 통상의 열변색성 배합물(thermochromic formulations)을 사용하면, 안면 밀폐부는 처음에는 붉게 변색되며, 착용자의 피부에 의해 더욱 따뜻해짐에 따라 가시 범위의 나머지 색상에 걸쳐 변화하게 된다.
열변색성 재료의 밑에 있는 안면 밀폐부 재료는 색상 변화를 용이하게 알 수 있도록 흑색인 것이 좋다. 안면 밀폐부는 열가소성 엘라스토머[예컨대, 쉘 오일 컴패니(Shell Oil Company)로부터 입수 가능한 KratonTM), 폴리비닐 클로라이드 발포체(發泡體), 폴리에틸렌/에틸렌 비닐 아세테이트 발포체, 또는 우레탄 발포체와 같은 연질(軟質)의 고무제 재료로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제 4,827,924호, 제4 칼럼 제33∼40행 참조.
열변색성 재료는 본 발명이 실시되도록 착용자의 얼굴과 열접촉 하기만 하면 된다. 열변색성 재료는 착용자의 피부에 반드시 직접 접촉할 필요는 없다. 실제로는, 예컨대 열변색성 재료 위에 플라스틱 박막 등의 보호층이 있는 것이 좋은 경우도 있다. 상기 박막은 열변색성 재료를 보호하여 유효 수명을 연장시킬 수 있다.
도 3은 착용자가 자기의 얼굴에 호흡 마스크(10)가 정확하게 착용되어 있는지를 용이하게 판단할 수 있는 방법을 보여주고 있다. 착용자는 단순히 호흡 마스크(10)를 얼굴로부터 벗어서 열변색성 재료(18)의 색상을 얼른 본다. 피부가 열변색성 재료와 적절히 접촉되어 있지 않은 부위(22)에서는 색상의 변화가 관찰되지 않는다. 안면 밀폐부(20)는 통상 흑색인 원래의 색상을 유지한다. 상기 부위(22)에서는, 착용자는 예컨대 코집게를 구부리거나 또는 머리끈(24)을 조임으로써 마스크의 형태를 더욱 조절할 필요가 있다.
도면에 도시된 호흡 마스크(10)는 부압, 컵 모양, 반안면용(半顔面用) 마스크형의 호흡 마스크일 수 있으나, 본 발명은 주로 기타 임의의 호흡 마스크, 예컨대 정압 호흡 마스크 또는 전안면용(全顔面用) 호흡 마스크(코, 입 및 눈을 덮는다) 등에도 실질적으로 사용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다. 또한, 상기 호흡 마스크는 활성 탄소 여과재가 들어 있는 착탈 가능한 카트리지를 구비할 수도 있다. 본 발명은 조종사들이 착용하는 마스크(비행 조종사의 안면 마스크로 알려져 있음), 스쿠버 마스크 등의 호흡 마스크와, 대용(代用) 마스크, 즉 착용자가 단순히 착용 상태를 판단하는 데 사용하는 호흡 마스크와 함께 사용될 수도 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 열변색성 재료는 주로 현재 알려져 있는 것들이거나 또는 사람의 피부에 열접촉시 변색이 일어날 수 있는 금후 개발되는 열변색성 재료일 수 있다.
열변색성 재료는 액정형이다. 기지의 열변색성 액정은 실질적으로 2 가지 종류, 즉 콜레스테르형 네마틱(cholesteric nematic) 액정과 키랄형 네마틱(chiralnematic) 액정으로 구분된다. 본 발명에는 이들 2 가지 종류의 액정 및 이들의 조합물을 사용할 수 있다.
열변색성 액정은 백색 입사광을 선택적으로 반사함으로써 색상을 나타낸다. 열변색성 액정은 일반적으로 주어진 온도에서 투명으로부터 적색으로 변색되며, 온도가 상승함에 따라, 가시 범위의 나머지 색상, 즉 주황, 노랑, 초록, 파랑, 보라로 순서대로 변색되고, 더욱 고온에서는 다시 투명해진다. 상기 열변색성 재료는 그 배경이 흑색인 무반사 배경일 때 색상 변화가 가장 잘 보인다.
색상 변화는 가역적이거나 비가역적일 수 있다. 본 발명에서는 가역적인 열변색성 재료가 바람직하며, 표시기가 냉각되면, 가역적인 색상 변화가 일어난다.
본 발명에서는 전단 감응성(剪斷感應性) 또는 투명점(透明點)이라고 부르기도 하는 "온도 불감응성" 배합물도 역시 사용될 수 있다. 이들 배합물은 일정한 전이 온도(투명점이라 부름) 이하에서는 단일 색상만을 반사하고, 그 이상에서는 투명하게 변화된다.
본 발명에 양호한 열변색성 재료는 27℃에서 적색으로 출발하고, 대역폭이 17℃이다. 더 양호한 재료는 30℃에서 적색으로 출발하고, 대역폭이 10℃인 것이다. 상기 "대역폭"이라 함은 빛이 470 nm의 파장에서 반사하는 온도(대략 청색으로 되는 온도)에서 빛이 650 nm파장에서 반사하는 온도(대략 적색으로 되는 온도)를 뺀 온도라고 정의된다. 양호한 온도 불감응성 열변색성 액정은 사람의 평균 피부 온도인 약 37℃의 적색 투명점을 갖는다.
열변색성 액성 혼합물들은 매우 감응성이고, 가공 중에 변화되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 이들 재료를 호흡 마스크 본체에 도포할 때에는 주의를 기울여야 한다. 본 발명에 사용하기에 적당한 열변색성 재료의 예는, 미국 뉴욕주 호손 소재의 이엠 인더스트리즈, 인크.(EM Industries, Inc.)로부터 구득이 용이한 액정 도료인 LicrithermTMTCS-1001이다. 이 액정 도료는 스크린 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 롤 도포법 및 브러싱법 등의 종래의 도포 기법을 사용하여 호흡 마스크의 안면 밀폐부 재료 위에 도포할 수 있다. 기타의 열변색성 재료는 미국 일리노이주 그레인뷰 소재의 홀크레스트 프로덕츠, 인크.(Hallcrest Products, Inc.)로부터 구득할 수 있다. 열변색성 재료는 일반적으로 실온에서 건조되고, 이어서 온도 변화에 반응하여 색상 변화를 일으킨다. 또한, 상기 열변색성 재료는 이 열변색성 재료를 투명한 플라스틱의 표면판과 후면판 사이에 배치하여 사전에 구성한 시트재의 형태로 하여 부착시킬 수도 있다. 그와 같은 구성은 안면 밀폐부에 접착 또는 적층시킬 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 특징, 장점 및 그 밖의 세부 사항을 더 예시하기 위해 선택된 것이다. 그러나, 아래 실시예는 이러한 목적에 도움이 되지만, 특별한 성분들과 사용량 및 기타의 조건들과 세부 사항들은 본 발명의 범위를 부당하게 제한하게 되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
실시예
미국 뉴욕주 호손에 소재하는 이엠 인더스트리즈, 인크.로부터 구득한 열변색성 도료인 LicrithermTMTCS-1001을 3M 모델 9970 호흡 마스크(미국 특허 제4,827,924호 및 제4,883,547호에 개시되어 있는 구성으로서, 본 명세서에 참고로 포함시킨다)의 흑색 안면 밀폐부 재료 위에 도포하여 실온으로 건조시켰다. 건조후, 그 도포막의 열변색 특성은 손가락 접촉에 대한 색상 반응에 의하여 나타났다. 상기 LicrithermTMTCS-1001 도료는 생산자에 의하여 정상인의 체온에 가까운 온도 변화에 감응하도록 배합하였다. 전문업자의 측정에 의하면, 적색 출발 온도는 27.1 ℃이었으며, 제품은 43.3℃에서 다시 투명하게 되었다.
상기 TCS-1001이 도포되어 있는 호흡 마스크를 여러 사람에게 착용시켰다. 참가자들에게 상기 호흡 마스크를 약 30초간 착용하였다가 벗어서 안면 밀폐부의 색상 모양을 관찰하도록 하였다. 대다수의 경우, 안면 밀폐부 위에 색상이 변하지 않은 곳들이 있었다. 어떤 경우에는, 안면 밀폐부 재료가 코의 양쪽 콧날에 접촉 하였음을 뜻하는 2개의 검은 줄무늬가 관찰되었다. 또 다른 공통적인 관찰은 턱의 어느 한쪽에 접촉하게 되는 부위에 있는 반점 또는 줄무늬들이었다.
상기 관찰된 색상 모양에 기초로 하여, 참가자들은 머리끈 또는 코집게를 조정하여 색상이 변하지 않은 부위에서의 안면과의 접촉을 더 좋게 하였다. 호흡 마스크를 다시 30초간 착용한 후에 벗어서 관찰하였을 때, 대부분의 경우 색상 모양은 더욱 균일하게 되었는데, 이는 안면 접촉이 더욱 양호하게 되었다는 것, 따라서 착용 상태가 양호하게 되었다는 것을 나타내는 것이다. 처음의 시도에서 무색이었던 부위들이 이번에는 유색으로 되었다.
조정에도 불구하고, 일부 참가자들은 안면 밀폐부에 균일한 색상 모양을 얻을 수 없었다. 그러나, 이들 일부 참가자들은 이 호흡 마스크는 전혀 자신들에게 잘 맞지 않았다고 평가하였다.
본 발명은 이 명세서에 특별히 개시되어 있지 않은 어떤 임의의 요소가 없더라도 적절하게 실시될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (6)

  1. 착용자의 적어도 코와 입 위에 꼭 들어맞도록 구성된 호흡 마스크 본체와, 이 호흡 마스크의 착용시에 착용자의 얼굴과 열접촉하도록 상기 호흡 마스크 본체에 배치되는 열변색성 재료를 포함하며,
    상기 열접촉은 상기 열변색성 재료의 색상을 변화시켜 착용자가 마스크의 정확한 착용 상태가 이루어졌는 지의 여부를 판단할 수 있도록 하는 것인 호흡 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열변색성 재료는 상기 호흡 마스크 본체의 전체 둘레의 주위에 있는 안면 밀폐부 상에 배치되는 것인 호흡 마스크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안면 밀폐부는 흑색이며, 상기 열변색성 재료는 가역적 색상 변화를 나타내는 것인 호흡 마스크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 열변색성 재료는 콜레스테르형 네마틱(cholesteric nematic) 액정, 키랄형 네마틱(chiral nematic) 액정, 또는 이들의 조합물을 포함하며, 상기 열변색성 재료는 적색 출발 온도가 약 27℃이고, 대역폭이 17℃인 호흡 마스크.
  5. 사람의 얼굴에 대한 호흡 마스크의 착용 상태 평가 방법으로서,
    열변색성 재료가 도포되어 있는 호흡 마스크를 착용자의 적어도 코 및 입 위에 배치하여 상기 호흡 마스크를 착용자의 코 및 입 위에 착용시 착용자의 얼굴과 열접촉이 일어나도록 하는 단계와,
    상기 호흡 마스크를 착용자의 얼굴로부터 벗기는 단계와,
    상기 호흡 마스크의 상기 열변색성 재료를 눈으로 검사하여 호흡 마스크가 사람의 얼굴에 열접촉하는가 아닌가의 여부를 확인하는 단계
    를 포함하는 사람의 얼굴에 대한 호흡 마스크의 착용 상태 평가 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 열변색성 재료는 가역적인 색상 변화를 나타내고, 상기 안면 밀폐부의 전체 둘레의 주위에 있는 상기 호흡 마스크의 흑색 안면 밀폐부 위에 도포되는 액정 배합물인 사람의 얼굴에 대한 호흡 마스크의 착용 상태 평가 방법.
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