KR102088938B1 - 긴급 재난용 필터 마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 긴급 재난용 필터 마스크에 관한 것으로서, 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공이 형성된 부직포형 프리필터와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터와, 다수의 미세공이 형성된 부직포형 백킹 필터와, 부직포형 백킹 필터의 가장자리부에 위치하는 양면 점착부와, 양면 점착부에 위치하는 이형지로 구성되거나, 또는 선택적으로 부직포형 백킹 필터 배후에 탄성 지지체가 위치하도록 구성될 수도 있으며, 본 발명에 따른 긴급 재난용 필터 마스크는, 화재 재난시 발생하는 대표적 유독가스인 일산화탄소 등과 같은 유독가스를 효과적으로 제거함과 아울러 방연함으로써, 호흡곤란이나 혼미로 인한 판단력 저하, 또는 질식을 피하면서 골든 타임 내에 안전한 장소로 대피함에 효과적으로 도움이 될 수 있으며, 정화통이 없고 경박단소하며 부피가 작아 우수한 휴대성 또는 보관성을 보유함과 아울러, 화재발생에 의한 긴급 상황 발생시 안면 호흡부에 간단히 점착시키는 것에 의해 간단하고 신속히 착용 가능하므로 우수한 사용 편의성 및 착용 신속성을 지니며, 또한 선택적으로는 글로 스틱을 이용함으로써 화재 시의 연기 및 정전으로 인한 무광 상태하에서의 탈출 통로 확인 식별이나 재난 피해자의 구조 위치 확인이 용이하다.

Description

긴급 재난용 필터 마스크{FILTER MASK FOR EMERGENCY DISASTER}
본 발명은 긴급 재난용 필터 마스크에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 유독 가스 및 휘발성 유기화합물을 배출하는 화재나 비상사고 시 교통수단이나 지하역사, 건물, 선박, 또는 대피소 등과 같은 재난 장소에서 호흡부에 대한 간단한 착용에 의하여 질식이나 중독을 피하면서 골든 타임 내에 안전한 장소로 신속하게 대피함에 도움을 주는 응급 마스크로서의 박형화된 경량의 긴급 재난용 필터 마스크에 관한 것이다.
근래 들어 화재발생 건수는 증가 일로에 있으며, 연간 4만건을 넘고 있으며, 재산 피해액은 연간 2500억원을 넘어섰고 인명피해는 매년 1,500여명에 달하고 있다.
화재 시 인명피해로 이어지는 가장 대표적인 요소는 연소에 의하여 발생되는 연기로 인한 탈출실패, 유해가스 흡입으로 인한 폐손상, 질식 및, 전신 독성 등을 들 수 있으며, 화재 시 발생되는 유해가스로는 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 이산화황(SO2), 염화수소(HCl), 시안화수소(HCN), 포름알데하이드(HCHO), 불화수소(HF), 브롬화수소(HBr), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2)와 같은 산성가스와 톨루엔, 벤젠 등의 방향족 탄화수소를 들 수 있다.
화재 현장에서 발생하는 유해가스 중에서도 특히 중요한 것은 탄소화합물의 불완전 연소에 의해 발생하는 대표적 산성가스인 무색, 무미, 무취의 일산화탄소로서, 혈액 중 헤모글로빈과 강하게 결합하여 일산화탄소-헤모글로빈(CO-Hb)을 형성한 후 해리되지 않아 헤모글로빈의 산소와의 결합을 저지하여 산소 공급을 차단하게 되므로, 두통, 무력감, 졸음, 구토, 졸도, 혼수상태, 호흡곤란 등의 중독증상을 보이다 질식사하게 되며, 일산화탄소 중독은 시각 및 청각장애, 언어장애, 발작, 운동장애 등과 같은 뇌조직 및 신경계통 장애 후유증을 유발한다.
일반적으로 발화 지점만 연소하고 있어 개인이 대응 가능한 최적의 시간인 골든 타임은 단 1분이며, 3분이면 연소 공간이 급속히 확대되어 매연 및 유독가스로 인한 인명 피해가 발생하며 개인적 화재 대응능력이 상실되고, 5분이면 소방차가 도착하나 이미 전소 단계에 진입하여 심각한 인명 피해 및 재산 피해가 발생하므로 화재 발생시 초기 대응의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않으며, 화재 사고로 인한 인명피해의 70~80%는 유독가스에 의한 질식사로 밝혀져 있다.
따라서, 화재에 대한 대책으로서 효율적인 화재감시 시스템 및 자동 소화설비의 적용 및, 난연성 마감재의 사용 외에, 화재에 의한 긴급 재난 발생시 골든 타임 또는 연소 공간 확대 타임 내에 질식이나 중독을 피하면서 안전한 장소로 신속하게 대피함에 도움을 주는 개인보호장비로서의 대피용 방독 마스크의 비치가 확대되는 추세에 있다.
그러나 이러한 방독 마스크는 직결식 또는 격리식 정화통이 연결되며, 흡배기 밸브, 안면부, 머리끈이 형성된 전면형 면체 또는 반면형 면체와 방독 안경의 조합체 형태로 되어 있어, 착용이 번거롭고 착용에 시간이 소요되며 사용 시에는 정화통의 위아래 마개를 개방하여야 하고 상대적으로 고가이다.
또한, 교통수단이나 지하역사, 공공시설물, 일반 상업용 건물, 선박 등에서의 화재 발생 시 수분 내에 이루어져야만 하는 긴급 화재 대피용으로 파과(breakthrough)를 고려한 사용 시간이 수십 내지 수백분에 달하는 이러한 방독 마스크를 다수 비치한다는 것은 투자 대비 효율성이 충분히 만족스럽지 못하다는 문제점도 있다.
따라서 정화통을 구비하지 않는 일반 마스크 형태로 된 긴급 재난용 필터 마스크의 개발이 당업계에 오랜 기간 요구되어 왔으며, 전형적인 종래의 기술로서는 하기하는 것들을 들 수 있다.
종래, 한국 등록특허공보 제10-1681100호(2016.11.24. 등록)는 마스크 본체와 필터부 및 고정부를 포함하는 필름형 투명 마스크에 있어서, 필터부가 제1 및 제2 필름 및 필터층을 포함하며, 상기한 제1 및 제2 필름에 흡입 공기의 여과 경로를 극대화하기 위한 접착제 또는 흡착제가 도포되어 있는 다양한 패턴의 유로가 형성된 필름형 투명 마스크를 제안하고 있으나, 이는 방진 내지 의료용 마스크에 대한 것으로서 화재 대피용 응급 마스크가 아니다.
또한 한국 공개특허공보 제10-2004-0049301호(2004.06.11. 공개)는 배기구가 장착되고 점착제가 도포된 안면 접촉부를 가지며 폴리옥시에틸렌을 부가한 트리데칸 폴리에틸렌 옥사이드 비이온 계면활성제와 디메틸렌 스테아릴 아마이드 수용을 함침시킨 부직포와 탄소섬유 필터를 포함하는 긴급 대피용 간이 마스크를 제안하고 있으나, 배기구를 통하여 유독 가스가 흡일될 위험성이 있는 구조라는 문제점이 있다.
한국 공개실용신안공보 제20-2008-0001685호(2008.06.11. 공개)는 본면과, 장식면 및 이들의 탈부착부를 구비하며, 장식면의 일면은 야광물질 도포부 또는 발광다이오드를 구비함으로써 어두운 시간대 시인성을 확보하여 사고를 방지하기 위한 야광 마스크를 제안하고 있으나, 화재 대피용 응급 마스크와는 전혀 무관하다.
그 외, 한국 등록특허공보 제10-1665630호(2016.10.06. 등록)의 화재 대피용 방연마스크 및 한국 등록실용신안공보 제20-0340994호(2004.01.28. 등록)의 안전대피용 마스크 등이 있으나, 이들은 두건 형태의 것으로서 부피와 크기가 상대적으로 크고 착용 편의성 및 신속성이 만족스럽지 못하다는 문제점이 있다.
특히, 전술한 종래기술 모두는 화재 발생 시 대표적 독성 산성가스인 일산화탄소를 효과적으로 제거 내지 중화할 수 있는 구성에 대해서는 전혀 언급하고 있지 못하다.
한편, 한국 등록실용신안공보 제20-0180745호(2000.02.21. 등록)는 부직포 사이에 여과지를 넣고 내부 공간에 첨착활성탄 또는 이온교환부직포와 세라믹 분말을 충전시킨 마스크를 제안하고 있으나, 첨착활성탄에 사용되는 금속염의 종류나 일산화탄소에 대한 언급은 전혀 찾아볼 수 없다.
등록특허 제10-1681100호(2016.11.24. 등록) 공개특허 제10-2004-0049301호(2004.06.11. 공개) 공개실용신안 제20-2008-0001685호(2008.06.11. 공개) 등록특허 제10-1665630호(2016.10.06. 등록) 등록실용신안 제20-0340994호(2004.01.28. 등록) 등록실용신안공보 제20-0180745호(2000.02.21. 등록)
따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 화재 재난시 발생하는 대표적 유독가스인 일산화탄소 등과 같은 유독가스를 효과적으로 제거함과 아울러 방연함으로써, 호흡곤란이나 혼미로 인한 판단력 저하, 또는 질식을 피하면서 골든 타임 내에 안전한 장소로 대피함에 도움이 될 수 있는 응급 마스크로서의 긴급 재난용 필터 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 정화통이 없으며 경박단소하고 부피가 작아 우수한 휴대성 및/또는 보관성을 보유함과 아울러, 화재발생에 의한 긴급 상황 발생시 이형지 제거후 안면 호흡부에 간단히 점착시키는 것에 의해 간단하고 신속히 착용 가능하므로 우수한 사용 편의성 및 착용 신속성을 지니는 긴급 재난용 필터 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 화재 재난 시의 연기 및 정전으로 인한 무광 상태하에서의 탈출 통로 확인 식별이나 재난 피해자의 구조 위치 확인이 용이한 긴급 재난용 필터 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기한 첫 번째 및 두 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공이 형성된 부직포형 프리필터와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터와, 다수의 미세공이 형성된 부직포형 백킹 필터와, 상기한 부직포형 백킹 필터의 가장자리부에 위치하는 양면 점착부와, 상기한 양면 점착부에 위치하는 이형지로 구성되는 긴급 재난용 필터 마스크가 제공된다.
또한, 본 발명의 상기한 첫 번째 및 두 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 양태에 따르면, 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공이 형성된 부직포형 프리필터와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터와, 다수의 미세공이 형성된 부직포형 백킹 필터와, 복수의 탄성살이 리브로부터 전방을 향하여 원호상으로 돌출되게 형성되는 탄성 지지체와, 상기한 부직포형 백킹 필터의 가장자리부와 상기한 리브에 위치하는 양면 점착부로 구성되는 긴급 재난용 필터 마스크가 제공된다.
여기서, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터는 구리 도우프 망간(Cu-doped Mn)이 첨착된 활성탄소섬유 필터일 수 있으며, 이 경우 망간은 16.0~20.0 atomic %이고, 구리는 8.0~9.0 atomic %일 수 있다.
또한, 상기한 부직포형 프리필터와 부직포형 백킹 필터가 폴리에스터, 폴리프로필렌, 또는 나일론 섬유로 형성되는 것일 수 있으며, 상기한 부직포형 프리필터에 형성되는 다수의 소공은 직경 8~500㎛의 범위일 수 있으며, 상기한 부직포형 백킹 필터에 형성되는 다수의 미세공은 직경 0.2~5㎛의 범위일 수 있다.
한편, 상기한 부직포형 프리필터의 상단 중앙부에는 노치부가 형성되고, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터의 상단 중앙부에는 내향 만입부가 형성되어 있을 수 있다.
한편, 전술한 탄성 지지체는 실리콘이나 발포 폴리우레탄 또는 합성고무로 형성되고, 복수의 탄성살이 세로 방향으로 상호 평행하게 형성되거나 또는 격자형으로 형성되며, 상기한 복수의 탄성살은 전체적으로 돔 형상을 이루도록 형성되되, 진공 포장 시 포장재에 눌려 납작한 형태를 유지하고, 포장을 벗기면 탄성력에 의해 상기한 복수의 탄성살이 전체적으로 돔 형상을 이루도록 할 수도 있다.
위에서, 양면 점착부의 저면에는 이형지를 위치시키거나 또는 별도의 이형지 없이 상기한 양면 점착부의 저면이 포장재의 내면에 점착시켜 둘 수도 있다.
또한, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터의 전면 또는 배면에 비첨착형 활성탄소섬유 필터를 더 위치시킬 수도 있음은 물론이며, 상기한 백킹 필터는 PM 2.5의 초미세입자를 여과할 수 있는 헤파 필터일 수 있다.
본 발명의 상기한 세 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기한 부직포형 프리필터의 전면 양측 또는 전면 하부 중앙에 글로 스틱(glow stick)이 접착되어 무광시에도 시인성을 부여하도록 할 수 있도 있다.
본 발명에 따른 긴급 재난용 필터 마스크는, 화재 재난시 발생하는 대표적 유독가스인 일산화탄소 등과 같은 유독가스를 효과적으로 제거함과 아울러 방연함으로써, 호흡곤란이나 혼미로 인한 판단력 저하, 또는 질식을 피하면서 골든 타임 내에 안전한 장소로 대피함에 효과적으로 도움이 될 수 있으며, 정화통이 없고 경박단소하며 부피가 작아 우수한 휴대성 또는 보관성을 보유함과 아울러, 화재발생에 의한 긴급 상황 발생시 안면 호흡부에 간단히 점착시키는 것에 의해 간단하고 신속히 착용 가능하므로 우수한 사용 편의성 및 착용 신속성을 지니며, 또한 선택적으로는 글로 스틱을 이용함으로써 화재 시의 연기 및 정전으로 인한 무광 상태하에서의 탈출 통로 확인 식별이나 재난 피해자의 구조 위치 확인이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일구체예에 따른 긴급 재난용 필터 마스크의 구조를 나타내는 일부 절결 사시도이다.
도 2는 도 1의 예시 평면도이다.
도 3은 도 2의 변형예이다.
도 4는 본 발명에 따른 긴급 재난용 필터 마스크에 사용되는 구리 도핑 망간이 첨착된 탄소섬유 필터의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일구체예에 따른 긴급 재난용 필터 마스크에 적용되는 탄성 지지체의 평면도이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.
도 7은 도 5의 탄성 지지체가 작용된 본 발명의 다른 일구체예에 따른 긴급 재난용 필터 마스크의 측단면도이다.
도 8은 도 7의 긴급 재난용 필터 마스크의 포장 상태도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일구체예에 따른 긴급 재난용 필터 마스크(1)의 구조를 나타내는 일부 절결 사시도이고, 도 2는 도 1의 예시 평면도로서, 그 기본적인 구조는, 전면으로부터 순차적으로 다수의 소공(2a)이 형성된 부직포형 프리필터(2)와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)와, 다수의 미세공(4b)이 형성된 부직포형 백킹 필터(4)와, 상기한 부직포형 백킹 필터(4)의 가장자리부(테두리부)에 위치하는 양면 점착부(5)와, 상기한 양면 점착부(5)의 저면에 위치하는 이형지(6)로 구성된다.
상기한 부직포형 프리필터(2)와 부직포형 백킹 필터(4)는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 폴리에스터(내열온도 150~170℃), 폴리프로필렌(내열온도 90~100℃), 또는 나일론(내열온도 150~170℃) 섬유로 형성된 것일 수 있으며, 가장 일반적인 부직포형 필터는 폴리에스터 섬유로 된 것이다.
본 발명에 있어서 제한적인 것은 아니고 필요에 따라 적절히 선택될 수 있는 것이기는 하지만, 상기한 부직포형 프리필터(2)에 형성되는 다수의 소공(2a)은 직경 8~500㎛의 범위일 수 있으며, 상기한 부직포형 백킹 필터(4)에 형성되는 다수의 미세공(4a)은 직경 0.2~5㎛의 범위일 수 있다.
경우에 따라서는, 상기한 부직포형 프리필터(2)는 PM 10의 미세입자를 여과할 수 있는 필터로 구성하고, 상기한 부직포형 백킹 필터(4)는 PM 2.5의 초미세입자를 여과할 수 있는 헤파 필터로 구성할 수도 있다.
한편, 도 2에 도시한 예에서는 상기한 부직포형 프리필터(2)의 상단 중앙부에 노치부(2b)를 형성하고, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)의 상단 중앙부는 내향 만입부(3a)를 형성함으로써, 착용 시 콧등 부분에 대한 밀착이 원활히 이루어짐과 아울러, 호흡이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
한편, 도 2의 변형예로서의 도 3에 예시한 긴급 재난용 필터 마스크(1a)는 부직 필터(2)의 전면에 화재 발생 시의 연기와 정전으로 인한 무광 상태에서 탈출 통로 확인 식별이나 재난 피해자의 구조 위치 확인을 위한 시인성을 확보할 수 있도록 일명 케미컬 라이트라 칭하여지는 글로 스틱(10)을 접착시켜 둔 예를 나타내고 있으며, 도시된 예에서는 좌우 양측에 2개의 글로 스틱(10)을 접착시켜 둔 예를 나타내고 있으나, 경우에 따라서는 전면 하부 중앙에 하나의 글로 스틱(10)을 접착시켜 둘 수도 있으며, 선택적으로 좌우 양측과 중앙 하부의 3곳에 글로 스틱(10)을 접착시켜 둘 수도 있음은 물론이다.
부연하면, 상기한 글로 스틱(10) 내에는 과산화수소와 부탄올 등이 에스터와 형광제 및 비스-(2,4,5-트리크로로-6-(펜틸옥시카보닐)페닐)옥살레이트와 유리막에 의해 분리되어 있어 유리막을 깨트리면 이들 간의 반응에 의하여 발광하는 구조이나, 습기와 고온 및 태양광에 민감하므로 이들을 효과적으로 차단할 수 있는 포장재로 포장해 두어야 한다.
한편, 비록 도시하지는 않았지만, 상기한 부직포형 프리필터(2)와 부직포형 백킹 필터(4)의 가장자리부와 노치부(2a)는 열융착에 의하여 결합됨으로써, 도 4에 나타낸 바와 같은 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)가 이들 사이에 위치하여 지지된다.
상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)의 전면 및/또는 배면에는, 경우에 따라 필요하다면, 소수성인 비첨착형 활성탄소섬유 필터를 더 위치시킬 수도 있음은 물론이다.
상기한 비첨착형 활성탄소섬유(Non-impregnated activated carbon fiber)는 PAN계(Polyacrylonitrile based: 폴리아크릴로니트릴계), 레이온계, 피치계, 야자박이나 톱밥 등과 천연소재계 등을 이용한 일반적인 유형의 소수성인 활성탄소섬유를 일컬으며, 구체적으로는 PAN계, 레이온계, 피치계의 경우에는 150~200℃에서 2~3시간 동안 산화 처리한 다음 900~1500℃의 질소 분위기에서 2 내지 10분간 탄화시키며, 천연소재계인 경우에는 300~700℃의 온도에서 탄화시킨 후, 다시 상기한 PAN계, 레이온계, 피치계, 천연소재계 탄화물을 700~1300℃의 고온에서 질소 기체를 유입시킨 불활성 분위기 하에 약 30~150분 동안 재탄화시켜 흡착제로서 잘 발달된 20Å 이하의 마이크로포어가 70% 이상인 표면구조를 갖게 한 다음, 활성화 기체인 수증기, O2, 공기, N2 또는 CO2 등의 기체를 유입시키면서 활성화 온도와 시간을 변화시켜 표면성질을 개질한 통상적인 소수성 활성탄소섬유로서, 이러한 소수성 활성탄소섬유는 활성화 기체의 종류 및 활성화 정도에 따른 표면 개질 효과에 의해 약간의 친수성을 보유하기는 하나 본질적으로 소수성으로서, 화재발생 시의 휘발성 유기화합물 및 유독가스를 물리적으로 흡착하며 탄화수소류나 방향족 화합물에 대한 흡착력이 특히 우수하며, 이는 상업적으로 입수가능하다.
한편, 본 발명에 이용되는 망간 첨착 활성탄소섬유(Mn-Impregnated activated carbon fiber)는 상기한 비첨착형의 소수성 활성탄소섬유에 망간을 첨착시킴으로써 화학 촉매적 기능을 부가시킨 것이며, 구체적으로는 상기한 비첨착 활성탄소섬유를 증류수로 세정, 건조시킨 다음, 염화망간이나 황산망간을 3~8v/v 또는 w/w의 양으로 희석 또는 용해시킨 용액을 이용하여 3~24시간, 특정하게는 약 6시간 정도 습윤법(Wetness Method) 또는 분무법(Spray Method)에 의하여 담지(carrying)시킨 후 100~150℃의 온도에서 건조시킨 활성탄소섬유로서, 일산화탄소나 염화수소, 시안화수소, 이산화황과 같은 산성 독성가스의 종류에 따라 선택적으로 약 3~70배 정도 높은 흡착력(량)을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이 또한 상업적으로 입수 가능하다.
본 발명에 사용되는 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)는, 경우에 따라서는 비첨착형 활성탄소 섬유가 랜덤하게 혼합된 형태의 부직물일수도 있다.
상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)는 활성화 공정을 통해 발달하는 기공구조가 거의 균일하고 20Å 이하의 미세기공을 다수 포함하므로 그 흡착표면적이 활성탄에 비하여 훨씬 크고, 내부기공이 모두 탄소 표면층으로 직접 연결되어 있어 흡착속도가 매우 빠르며, 기능적 측면에서 표면에 특정한 관능기가 많이 생성되어 있어서 일산화탄소와 같은 산성 독성가스의 제거에 매우 효과적이다.
상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)를 이루는 개별 섬유의 직경은 0.5~20㎛의 범위이고, 부피 밀도는 0.03~0.07g/cm3의 범위이며, 회분 함량은 0.1~0.5% 범위이고, 비표면적은 700~1700m2/g, 바람직하게는 1100~1550m2/g의 범위이며, 세공 용적은 0.3~1.0cm3/g, 벤젠에 대한 흡착율은 22~80%, 요오드 흡수량은 700~1970mg/g, 메틸렌블루 청색 탈색량 100~330mg/g, 평균 세공 직경 23Å~14Å, 흡착속도는 입상 활성탄에 비하여 100배 이상이며, 흡착열의 발생이 없다.
상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)는, 예컨대, 망간 첨착 활성탄소섬유를 공지의 멜트 블로우법(melt blown method)이나 니들 펀칭법(needle punching)으로 형성하거나, 또는 랜덤하게 부직한 것일 수 있다.
한편, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)는 일산화탄소를 이산화탄소로 변화시키는 효율을 고려할 때, 구리 도우프 망간(Cu-doped Mn)이 첨착된 활성탄소섬유로 된 필터가 바람직하며, 이 경우 망간은 16.0~20.0 atomic %의 범위이고, 구리는 8.0~9.0 atomic %의 범위이다.
에너지 분산형 X-ray 분광분석기(energy disperse X-ray spectrometer, EDS)를 이용하여 구성원소의 조성을 확인한, C: 13.4; O: 57.7; Mn 19.0; Cu 8.6; K: 0.9; Ca: 0.3(단위는 모두 atomic %)인 첨착 활성탄소섬유 필터(시료 1)와, C:14.0; O: 59.0; Mn 16.9; Cu 8.8; K: 0.9; Ca: 0.4(단위는 모두 atomic %)인 첨착 활성탄소섬유 필터(시료 2), C: 80.5; O: 14.7; Cu: 2.6; Cr 1.1; S: 0.3; Si: 0.3(단위는 모두 atomic %)인 첨착 활성탄소섬유 필터(시료 3), C: 67.0; O: 22.8; Zn 6.1; Cu 2.7; Mo: 1.1; Si: 0.2(단위는 모두 atomic %)인 첨착 활성탄소섬유 필터(시료 4)에 대한 일산화탄소 흡착 및 촉매 산화반응에 의한 제거량(필터를 200℃에서 2시간 소둔한 후 25℃로 냉각한 상태에서 측정)을 시간에 따라 측정한 결과에 의하면, 시료 1 및 2의 경우에는 30분 이내에서는 일산화탄소가 검출되지 않으며 이산화탄소가 30분 이내에 급격히 증가하여 최대 피크 94.6%의 전환율을 보인 반면, 망간 없이 구리 첨착형 시료 3 및 4의 경우에는 일산화탄소의 흡착이 30분간 진행된 후 이산화탄소로 완만히 변환되기는 하나 최대 피크 63.4%의 전환율을 나타낸다는 점으로부터, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)는 일산화탄소를 이산화탄소로의 변화 효율이 높다는 사실을 확인할 수 있으며, 특히 구리 도우프 망간 첨착 활성탄소섬유 필터가 바람직하다.
이어서, 도 5 및 도 6은 각각 도 7에 나타낸 바와 같은 본 발명의 다른 일구체예에 따른 긴급 재난용 필터 마스크(1b)에 적용되는 탄성 지지체(20)의 평면도 및 측면도로서, 상기한 탄성 지지체(20)는 실리콘이나 발포 폴리우레탄 또는 합성고무(EPDM) 등과 같이 눌려져 포장되더라도 탄성 복원될 수 있음과 아울러 착용 시 안면에 압박감을 주지 않는 부드러운 소재로 형성될 수 있으며, 리브(21)와 전방을 향하여 원호상으로 돌출되게 형성되는 복수의 탄성살(22)로 일체로 형성된다.
본 발명에 있어서 상기한 탄성 지지체(20)의 리브(21)는 사각, 원형, 물방울형, 타원형 등 다양한 형태일 수 있으며, 안면과의 부드러운 접촉을 위하여 납작한 스트립 형태로 된 것이 바람직할 수 있다.
상기한 복수의 탄성살(22)은 세로 방향으로 상호 평행하게 형성되거나 또는 격자형으로 형성될 수 있으며, 상기한 복수의 탄성살(22)은 전체적으로 돔 형상을 이루도록 외측으로 볼록하게 형성됨으로써, 긴급 재난용 필터 마스크(1b)를 안면의 호흡부 주위에 점착하여 착용 시, 코와 입 주변부로부터 부직필터(2)와 망간 첨착 탄소섬유필터(3) 및 백킹 필터(4)가 충분히 이격되어 충분한 공간부를 형성하게 함으로써 호흡이 보다 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서는 호흡에 장애를 초래할 염려가 없도록 상기한 복수의 탄성살(22)이 세로 방향으로 상호 평행하게 형성되거나 또는 격자형으로 형성되는 것이 바람직할 수는 있지만, 경우에 따라서는 가로로 평행하게 형성할 수도 있음은 물론이며, 이 또한 본 발명의 영역 내이다.
도 7에 나타낸 바와 같은 긴급 재난용 필터 마스크(1b)는, 상기한 탄성 지지체(20)가 적용된 점을 제외하고는 전술한 필터 마스크(1 또는 1a)와 실질적으로 동일하다.
부연하면, 상기한 긴급 재난용 필터 마스크(1b)는, 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공(2a)이 형성된 부직포형 프리필터(2)와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터(3)와, 다수의 미세공(4a)이 형성된 부직포형 백킹 필터(4)와, 복수의 탄성살(22)이 리브(21)로부터 전방을 향하여 원호상으로 돌출되게 형성되는 탄성 지지체(20)와, 상기한 부직포형 백킹 필터(4)의 가장자리부와 상기한 리브(21)의 저면에 위치하는 양면 점착부(5)로 구성된다.
도 8은 도 7의 긴급 재난용 필터 마스크(1b)의 포장 상태도로서, 긴급 재난용 필터 마스크(1b)의 탄성 지지체(20)의 탄성살(22)이 진공 포장 시의 감압에 의해 포장재에 눌려 납작하게 눌려진 형태를 유지함을 나타내고 있으며, 포장을 벗기면 도 7에 나타낸 바와 같이 탄성력에 의해 상기한 복수의 탄성살(22)이 전체적으로 돔 형상을 이루도록 할 수도 있다.
한편, 상기한 긴급 재난용 필터 마스크(1b)의 양면 점착부(5)의 저면에는 앞서와 같이 이형지(6)를 위치시킬수도 있으나, 선택적으로는 비상 상황시 더욱 빠른 착용을 위하여 별도의 이형지 없이 포장재(30)의 내면 중 일면을 실리콘 코팅하고 상기한 양면 점착부(5)를 그에 직접 점착시켜 둘 수도 있다.
도면 중 미설명 부호 31은 포장재(30)의 열융착부이다.
파스 등에 사용되는 의료용 점착제 등을 사용할 수 있는 상기한 양면 점착부(5)를 이용함으로써, 마르거나 비만한 얼굴 등 다양한 형상 및 크기의 안면에 원활히 점착되어 독성가스나 연기가 안면과의 틈새로 유입되지 못하게 효과적으로 차단하게 된다.
이상, 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변경 및 수정이 가능함은 물론이나, 이 또한 본 발명의 영역 내이다.
1,1a,1b: 본 발명에 따른 긴급 재난용 필터 마스크
2: 부직 필터
2a: 통공 2b: 노치(notch)부
3: 망간 첨착(Mn-Impregnated) 활성탄소섬유 필터
3a: 내향 만입부
4: 백킹(backing) 필터 4a: 미세공
5: 양면 점착부 6: 이형지
10: 글로 스틱(glow stick)
20: 탄성 지지체
21: 리브(rib) 22: 탄성살
30: 포장재 31: 열융착부

Claims (9)

  1. 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공이 형성된 부직포형 프리필터와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터와, 다수의 미세공이 형성된 부직포형 백킹 필터와, 상기한 부직포형 백킹 필터의 가장자리부에 위치하는 양면 점착부와, 상기한 양면 점착부에 위치하는 이형지로 구성되며:
    상기한 부직포형 프리필터의 상단 중앙부에는 노치부가 형성되고, 상기한 부직포형 프리필터의 가장자리부와 노치부는 열융착에 의하여 상기한 부직포형 백킹 필터에 결합되고;
    상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터는 구리 도우프 망간(Cu-doped Mn)이 첨착된 활성탄소섬유 필터로서, 망간은 16.0~20.0 atomic %이고, 구리는 8.0~9.0 atomic %이고;
    상기한 부직포형 프리필터에 형성되는 다수의 소공은 직경 8~500㎛이고, 상기한 부직포형 백킹 필터에 형성되는 다수의 미세공은 직경 0.2~5㎛이며;
    상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터를 이루는 개별 섬유의 직경은 0.5~20㎛, 비표면적은 700~1700m2/g, 세공 용적은 0.3~1.0cm3인
    긴급 재난용 필터 마스크.
  2. 전면으로부터 순차적으로, 다수의 소공이 형성된 부직포형 프리필터와, 망간 첨착 활성탄소섬유 필터와, 다수의 미세공이 형성된 부직포형 백킹 필터와, 복수의 탄성살이 리브로부터 전방을 향하여 원호상으로 돌출되게 형성되는 탄성 지지체와, 상기한 부직포형 백킹 필터의 가장자리부와 상기한 리브에 위치하는 양면 점착부로 구성되고:
    상기한 탄성 지지체는 실리콘이나 발포 폴리우레탄 또는 합성고무로 형성되고, 복수의 탄성살은 세로 방향으로 상호 평행하게 형성되거나 또는 격자형으로 형성되며, 상기한 복수의 탄성살은 전체적으로 돔 형상을 이루도록 형성되되, 진공 포장 시 포장재에 눌려 납작한 형태를 유지하고, 포장을 벗기면 탄성력에 의해 상기한 복수의 탄성살이 전체적으로 돔 형상을 이루며;
    상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터는 구리 도우프 망간(Cu-doped Mn)이 첨착된 활성탄소섬유 필터로서, 망간은 16.0~20.0 atomic %이고, 구리는 8.0~9.0 atomic %이고;
    상기한 부직포형 프리필터에 형성되는 다수의 소공은 직경 8~500㎛이고, 상기한 부직포형 백킹 필터에 형성되는 다수의 미세공은 직경 0.2~5㎛이며;
    상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터를 이루는 개별 섬유의 직경은 0.5~20㎛, 비표면적은 700~1700m2/g, 세공 용적은 0.3~1.0cm3인
    긴급 재난용 필터 마스크.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 부직포형 프리필터와 부직포형 백킹 필터가 폴리에스터, 폴리프로필렌 및, 나일론으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 섬유로 형성되는 긴급 재난용 필터 마스크.
  5. 제1항에 있어서, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터의 상단 중앙부에 내향 만입부가 형성되어 있는 긴급 재난용 필터 마스크.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 부직포형 프리필터의 전면 양측 또는 전면 하부 중앙에 글로 스틱(glow stick)이 접착되어 있는 긴급 재난용 필터 마스크.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서, 상기한 양면 점착부의 저면에 이형지가 위치하거나 또는 별도의 이형지 없이 상기한 양면 점착부의 저면이 포장재의 내면에 점착되어 있는 긴급 재난용 필터 마스크.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 망간 첨착 활성탄소섬유 필터의 전면 또는 배면에 비첨착형 활성탄소섬유 필터가 더 위치하며, 상기한 백킹 필터가 헤파 필터인 긴급 재난용 필터 마스크.
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