KR102389891B1 - 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부직포와 필터를 이용하여 호흡기 내의 에어로졸 상의 세균이나 먼지 등 유해물질의 침투를 방지할 수 있는 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크는 코와 입을 가려 호흡기로 유해물질의 침투를 방지하는 보호필터부, 및 상기 보호필터의 양측을 연결하거나, 양측에 각각 연결되어 상기 보호필터부를 착용자의 얼굴에 고정하기 위한 고정밴드부를 포함하는 의료용 또는 보건용 마스크에 있어서, 상기 보호필터부는 유해물질을 걸러내는 하나 이상의 필터부재, 상기 필터부재에 겹쳐져 상기 필터부재를 보호하는 보호부직포, 및 상기 보호필터부는 원하는 형상을 유지하는 강성을 가지도록 상기 필터부재와 상기 보호부직포에 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 형성되는 복수 개의 융착점을 포함하고, 상기 융착점은 0.3 내지 1mm의 직경을 가지며, 상기 보호필터부를 정사각형으로 구획한 1cm2 의 기준면적에 4개 이상 9개 이하로 포함되는 간격으로 형성될 수 있다. 따라서, 강성을 유지하면서 호흡을 편하게 할 수 있다.

Description

의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법{Medical or health mask and method for manufacturing the same}
본 발명은 부직포와 필터를 이용하여 호흡기 내로 에어로졸 상의 세균이나 먼지 등 유해물질의 침투를 방지할 수 있는 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스크는 호흡기를 보호하기 위해 착용하는 것으로서, 찬공기가 유입되는 것을 차단하기 위한 방한용과 호흡기의 질환 또는 감염을 방지하기 위해 의료용 또는 보건용으로 구별된다.
의료용 또는 보건용 마스크는 방한용과는 달리 세균이나 유해물질의 침투하는 것을 최소화하기 위해 마스크의 내부에 필터가 설치되는데, 필터는 미세공극을 가져 공기만 미세공극을 통과하고, 유해물질은 걸러지도록 구성된다.
이러한, 의료용 또는 보건용 마스크의 일례로는 한국등록특허 제10-2078504호(2020.2.17.공고)의 "마스크"가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 마스크는 사용자의 입을 가리기 위한 덮개부를 갖는 마스크 본체, 및 상기 마스크 본체를 사용자의 좌측 및 우측 귀에 대하여 각각 지지시키는 좌측 걸이밴드 및 우측 걸이밴드를 포함하고, 상기 마스크 본체는, 상기 마스크 본체의 좌측 영역에 관통 형성되며, 상기 좌측 걸이밴드를 삽입된 상태로 유지시키는 좌측 걸이밴드 삽입부; 및 상기 마스크 본체의 우측 영역에 관통 형성되며, 상기 우측 걸이밴드를 삽입된 상태로 유지시키는 우측 걸이밴드 삽입부를 포함하여 구성하였다.
이러한 구성의 종래의 마스크는 걸이밴드의 길이조절이 가능하여 마스크본체의 밀착력을 조절할 수 있었다.
그러나, 종래의 마스크는 부직포가 서로 분리된 상태에서 둘레만 합착되기 때문에 강성이 낮아 마스크의 내면이 입과 코에 접촉됨에 따라 오염이 발생하고 호흡 시 입과 코에 밀착되면서 호흡이 불편한 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 종래에는 일본공개특허공보 특개2007-054381호(2007.03.08.) 및 한국등록디자인 제30-1007778호(2019.05.23.)에 전면 재질의 층간 분리를 방지하도록 도트 또는 라인의 형태로 융착되는 내용이 개시되었다.
하지만, 종래의 일본공개특허 및 등록디자인은 둘의 분리는 방지할 수 있지만, 강성을 가지지 못해 숨을 쉴 때 입체적인 형상이 무너지면서 전체적을 입에 달라 붙어 호흡이 어렵거나, 오염이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 마스크의 테두리 부분에 점형태로 마무리된 융착점이 형성되지만, 마스크를 탈부착할 때, 테두리 부분이 마무리된 융착점을 중심으로 접혀 다시 펼쳐야 하는 번거로움이 존재하며, 테두리 부분이 쉽게 무너져 입과 마스크의 사이 공간이 좁아지면서 마스크가 입에 닿는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보호필터부를 전체적으로 미리 설정된 크기와 간격의 점형태로 융착시켜 보호필터부의 강성을 부여함으로써, 보호부직포와 필터부재가 서로 분리되거나, 형상의 변형으로 인해 입과 코에 보호필터부의 내면이 접촉되면서 오염되거나 호흡이 어려워지는 것을 방지할 수 있는 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 보호필터부의 테두리에 라인의 형태로 형성되는 테두리융착부를 형성하여 보호필터부의 테두리부가 얼굴에 밀착되며 강성을 유지하여 입 또는 코와 보호필터부가 근접하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 테두리부분이 용이하게 접힘으로써, 펼쳐야하는 번거로움을 해소할 수 있는 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크는 코와 입을 가려 호흡기로 유해물질의 침투를 방지하는 보호필터부, 및 상기 보호필터의 양측을 연결하거나, 양측에 각각 연결되어 상기 보호필터부를 착용자의 얼굴에 고정하기 위한 고정밴드부를 포함하는 의료용 또는 보건용 마스크에 있어서, 상기 보호필터부는 유해물질을 걸러내는 하나 이상의 필터부재, 상기 필터부재에 겹쳐져 상기 필터부재를 보호하는 보호부직포, 및 상기 보호필터부는 원하는 형상을 유지하는 강성을 가지도록 상기 필터부재와 상기 보호부직포에 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 형성되는 복수 개의 융착점을 포함하고, 상기 융착점은 0.3 내지 1mm의 직경을 가지며, 상기 보호필터부를 정사각형으로 구획한 1cm2 의 기준면적에 4개 이상 9개 이하로 포함되는 간격으로 형성될 수 있다.
상기 기준면적에 위치하는 상기 융착점의 면적의 총합은 상기 기준면적의 30% 미만일 수 있다.
상기 보호필터부는 상기 보호필터부의 테두리에 강성을 부여하여 착용 시 상기 보호필터부의 테두리에 밀착성을 향상시키도록 상기 보호필터부의 테두리를 따라 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 형성되는 테두리융착부를 포함하고, 상기 테두리융착부는 상기 테두리에 대해 교차하는 방향으로 긴 길이를 가지며, 상기 보호필터부의 테두리를 따라 복수 개가 이격 형성되는 융착라인을 포함할 수 있다.
상기 융착라인의 사이 간격은 상기 융착라인의 폭에 대해 2배 이내일 수 있다.
상기 융착라인의 폭은 0.5mm 이상 2mm 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크를 제조하는 방법은 상기 보호필터부를 형성하는 단계, 상기 보호필터부에 상기 고정밴드부를 융착하여 부착하는 단계, 및 상기 보호필터부를 입체적인 형상으로 형성하는 단계를 포함하고, 상기 보호필터부를 형성하는 단계는 상기 필터부재와 상기 보호부직포를 서로 겹친 상태에서 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 전체적으로 형성되는 복수 개의 융착점이 형성된 합착원단을 제작한 후, 상기 보호필터부를 형성하는 마스크성형장치에서 상기 합착원단을 공급하여 상기 보호필터부의 형상을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크를 제조하는 방법은 상기 보호필터부를 형성하는 단계, 상기 보호필터부에 상기 고정밴드부를 융착하여 부착하는 단계, 및 상기 보호필터부를 입체적인 형상으로 형성하는 단계를 포함하고, 상기 보호필터부를 형성하는 단계는 상기 보호필터부를 형성하는 마스크성형장치에 상기 필터부재와 상기 보호부직포를 각각 공급하여 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 전체적으로 복수 개의 융착점을 형성하는 형태로 합지한 후 상기 보호필터부의 형상을 형성한다.
본 발명에 따르면, 필터부재와 보호부직포를 복수 개의 융착점에 의해 부착하여 보호필터부에 강성을 부여함으로써, 숨을 쉴 때, 보호필터부의 움직임을 최소화시켜 보호필터부가 움직임에 따라 입에 닿아 오염되거나, 호흡이 어려워지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 융착점을 최적의 개수로 형성함에 따라 마스크의 흡기저항을 만족하면서도 강성을 최적화할 수 있다.
또한, 보호필터부의 테두리에 강성을 갖도록 테두리융착부를 형성하여 마스크를 탈착시 테두리부가 접혀 펼쳐야하는 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 테두리부가 무너지면서 틈이 발생하거나, 입과 보호필터부의 사이 간격이 좁아져 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크를 착용한 상태의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크를 전개한 전개도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크를 분해한 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)는 보호필터부(110)를 포함할 수 있다.
이 보호필터부(110)는 코와 입을 가려 호흡기로 세균이나 먼지 등의 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
보호필터부(110)는 필터부재(130)를 포함할 수 있다.
필터부재(130)는 공기가 통과할 수 있도록 미세공극을 가져 투과되는 공기가 미세공극을 거치면서 유해물질을 걸러내는 형태로 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
필터부재(130)는 미세공극을 갖는 멜트블로운 필터이거나, 미세공극을 갖는 필름으로 구현될 수 있으며, 필터부재(130)은 복수 개가 겹쳐질 수 있으며, 복수 개의 필터부재(130)는 서로 다른 공극을 갖거나, 서로 다른 종류의 필터일 수 있다.
예컨대, 필터부재(130)는 마찰대전되어 정전기를 쉽게 발생하는 재질로 형성되어 정전기에 의해 유해물질을 흡착하는 정전필터 또는 공극에 의해 유해물질을 걸러내는 멜트플로운 필터, 또는 항균성을 갖는 항균필터, 냄새를 없애는 탈취필터, 카본 등에 의해 이물질을 걸러내는 카본필터 등 서로 다른 종류의 둘 이상의 필터를 겹쳐 구성할 수 있다.
여기서, 필터부재(130)의 유해물질을 걸러내기 위한 미세공극은 수 ~ 수십 마이크로미터 단위의 공극일 수 있으며, 필터부재(130)는 전기방사형으로 제작된 것보다는 멜트블로운에 의해 제작된 것이 더 미세한 공극을 가져 유해물질의 차단성이 더 높다.
보호부직포(120)는 필터부재(130)를 보호할 수 있으며, 보호부직포(120)는 필터부재(130)의 어느 한 면에 겹쳐지거나, 양면에 겹쳐질 수 있다.
보호부직포(120)는 필터부재(130)를 보호하는 기능을 수행함과 동시에 공기과 통과할 수 있는 공극을 가져 공기에 포함된 유해물질을 여과하는 기능을 수행할 수도 있다.
보호부직포(120)는 공기의 유통성을 확보하도록 필터부재(130)의 공극보다는 더 큰 공극을 가질 수 있으며, 보호부직포(120)는 필터부재(130)의 양면에 겹쳐지는 것이 바람직하다.
보호부직포(120)는 서로 다른 공극을 갖는 부직포를 여러 장을 겹쳐져 구성할 수 있다.
보호필터부(110)는 입과 코에 보호필터부(110)가 직접적으로 닿는 것을 방지하기 위해 착용자의 입과 코의 전방으로 돌출되는 입체적인 형상을 가질 수 있으며, 보호필터부(110)는 보호부직포(120)와 필터부재(130)가 겹쳐진 상태에서 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 서로 합착되어 강성을 가질 수 있다.
보호필터부(110)는 보호부직포(120)와 필터부재(130)가 서로 겹쳐져 복수 개의 융착점(110a)을 형성하는 형태로 서로 융착되어 합착되기 때문에 외력에 의한 강성을 가져 입체적인 형상을 유지할 수 있다.
이때, 각 융착점(110a)은 다각형 또는 원형 또는 임의의 무늬모양 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
융착점(110a)은 보호필터부(110)에 가로X세로 모두 등간격으로 복수 개가 이격 형성되어 보호필터부(110)의 전체적으로 균일한 수직 압축력을 가질 수 있다.
융착점(110a)은 0.3 내지 1mm의 직경(D)을 가질 수 있다. 실시예에서 융착점(110a)은 원형으로 형성되기 때문에 지름이라고 표현하지만 다각 형상으로 형성할 때에는 지름이 둘레의 길이가 될 수 있다.
여기서, 융착점(110a)의 직경(D)이 0.3mm 보다 작을 경우에는 융착되는 면적이 작아 쉽게 융착이 어려울 뿐만 아니라, 융착되는 부분에서 쉽게 분리될 우려가 있으며, 융착점(110a)의 직경(D)이 1mm를 초과할 경우에는 융착점(110a)의 크기가 커 외부에서 볼 때 환공포증을 유발하는 것과 같이 미감이 하락될 우려가 있으며, 통기도가 하락될 우려가 있다.
융착점(110a)은 보호필터부(110)를 임의로 구획한 정사각형의 1cm2 의 면적을 갖는 기준면적(RA)에 4개 이상 9개 이하로 포함될 수 있다.
예를들어, 융착점(110a)은 보호필터부(110)의 1cm2 의 면적을 갖는 기준면적(RA)에 가로X세로가 2X2 또는 3X3의 형태로 등간격으로 배열되어 포함될 수 있으며, 기준면적은 보호필터부(110)의 임의의 위치일 수 있다.
실시예에서는 0.5mm의 직경(D)을 갖는 융착점(110a)을 기준면적(RA)에 3X3의 형태로 배열하여 기준면적(RA)에 총 9개의 융착점(110a)이 포함되도록 융착점(110a)을 등간격으로 배열하였다.
그리고, 기준면적(RA)에 포함되는 각 융착점(110a)의 면적의 총합은 통기도의 확보를 위해 기준면적(RA)에 대해 30% 미만인 것이 바람직하다.
여기서, 기준면적(RA) 1cm2 에 융착점(110a)의 포함 개수가 4개 미만일 경우에는 보호필터부(110)의 강성이 약해 호흡 시 보호필터부(110)가 코와 입으로 딸려오며 형상이 변형되며, 기준면적(RA) 1cm2 에 융착점(110a)의 포함 개수가 9개를 초과할 경우, 통기가 안되는 융착점(110a)의 면적이 넓어져 호흡의 곤란성이 발생할 수 있다.
그리고, 기준면적(RA)인 1cm2 에 통기도가 30% 이하 즉, 30% 이상 융착점(110a)에 의해 밀폐될 경우, 멜트브라운 필터를 이용하는 kf80의 경우, 안면부 흡기저항이 60PA 이하를 만조해야하는 데, 멜트브라운 필터를 이용한 통상의 KF80의 안면부 흡기저항은 23PA ~ 37PA를 갖기 때문에 30%가 증가하더라도 요구되는 안면부 흡면부 흡기저항을 만족할 수 있다.
보호필터부(110)는 테두리융착부(117)를 포함할 수 있다.
테두리융착부(117)는 보호필터부(110)의 테두리를 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 마감하여 보호부직포(120)는 필터부재(130)의 둘레가 서로 분리되는 것을 방지함과 동시에 보호필터부(110)의 테두리에 강성을 부여할 수 있다.
테두리융착부(117)는 보호필터부(110)의 테두리에 강성을 가지도록 함으로써, 착용 시에 테두리부가 안면에 밀착되도록 함과 동시에 마스크를 탈착 시 테두리부의 접힘으로 인해 펼쳐야 하는 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 테두리의 접힘으로 인해 보호필터부(110)의 내면과 입 또는 코와의 사이 간격이 가까워져 호흡 시 보호필터부(110)가 입 또는 코에 접촉됨에 따른 오염을 방지할 수 있다.
테두리융착부(117)는 보호필터부(110)의 테두리를 따라 테두리와 교차되는 방향으로 길기가 길게 형성되는 융착라인(117a)을 일정 간격(I) 이격시켜 복수 개를 형성하는 형태로 구성할 수 있다.
융착라인(117a)은 보호필터부(110)의 테두리에 직교되도록 교차될 수 있으며, 융착라인(117a)의 폭(W)은 0.5mm 이상 2mm 이하으로 형성될 수 있으며, 융착라인(117a)의 간격(I)은 융착라인(117a)의 폭(W)에 대해 2배 이내로 형성될 수 있다.
여기서, 융착라인(117a)의 폭(W)이 2mm를 초과하는 경우, 융착되면서 경도를 갖는 융착라인(117a)에 의해 피부가 눌려 자국이 발생하고, 피부에 거친 느낌을 부여하여 착용감이 하락될 뿐만 아니라, 안면의 굴곡진 형상 대로 휘어지지 않아 안면에서 이격되는 뜰뜨는 부분이 발생할 수 있다.
반면, 융착라인(117a)의 폭(W)이 0.5mm 미만인 경우, 강성을 갖기 어려워 테두리부분이 쉽게 접힐 수 있으며, 보호필터부(110)의 테두리의 강도가 약해 보호필터부(110)의 내면과 입과의 거리가 가까워져 오염이 발생할 수 있다.
또한, 융착라인(117a)의 간격(I)이 융착라인(117a)의 폭(W)의 2배일 경우, 강성을 부여하는 융착라인(117a)의 사이 간격(I)이 넓어 테두리에 부여되는 강성이 약해지며, 착용시 융착라인(117a)의 사이에 밀착력이 약해 들뜸이 발생할 수 있다.
융착라인(117a)은 보호필터부(110)에서 하기에 설명할 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)를 제외한 나머지 테두리를 따라 형성될 수 있다.
보호필터부(110)의 상단부는 착용자의 얼굴에서 돌출되는 콧등에 밀착하도록 콧등이 삽입되는 콧등홈(115)이 상단 중앙에 하부를 향해 오목하게 형성될 수 있다.
콧등홈(115)은 보호필터부(110)의 상단에서 10mm 내지 20mm의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 콧등홈(115)이 10mm 미만일 경우, 콧등이 높은 사람에 경우, 콧등 주변에 보호필터부(110)의 상단부가 이격되면서, 보호필터부(110)에 의해 필터링되지 않은 공기가 유입 또는 유출될 수 있다.
그리고, 20mm를 초과할 경우, 콧등과 콧등홈(115)의 사이 간격이 넓어 콧등홈(115)으로 보호필터부(110)를 거치지 않은 공기가 유입되거나 유출될 수 있다.
보호필터부(110)의 상단부는 얼굴에서 돌출되는 광대에 대응하여 콧등홈(115)을 중심으로 양측에 오목한 형태의 곡선으로 형성된 상단곡선부(116)를 포함하여 마스크(100)를 착용한 상태에서 보호필터부(110)의 상단부가 얼굴에 밀착되어 노우즈클립(미도시)을 설치하지 않아도 보호필터부(110)의 상단부가 얼굴에 밀착되어 공기의 유출입을 방지할 수 있다.
보호필터부(110)의 상단부의 바로 하부에는 콧등에 보호필터부(110)의 상단부가 밀착될 수 있도록 유연하게 휘어져 형상을 유지하는 노우즈클립이 설치될 수 있으며, 노우즈클립은 피부에 직접적으로 닿지 않도록 보호부직포(120)는 필터부재(130)의 사이에 삽입될 수 있다.
그리고, 노우즈클립이 삽입된 둘레에는 보호필터부(110)에서 노우즈클립의 이탈을 방지하도록 열 융착 또는 초음파 융착되는 클립융착점(110a)이 노우즈클립의 둘레를 따라 복수 개가 형성될 수 있다.
물론, 클립융착점(110a)은 라인의 형태로도 형성될 수도 있다.
보호필터부(110)는 전개한 평면적인 형상으로 제작한 후 열 융착 또는 초음파 융착을 통해 착용자의 전방으로 돌출되는 입체적인 형상으로 형성할 수 있도록 보호필터부(110)는 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)를 포함할 수 있다.
실시예에서는 보호필터부(110)의 입체적인 형상이 새부리형 마스크의 형태 예를 들어 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)가 안면의 양쪽 뺨에 각각 위치되어 입과 코를 가리는 형태로 설명하지만, 일반적인 입체적임 마스크와 같이 보호필터부(110)의 상부에 코등을 덮는 상단부와 턱의 하부를 덮는 하단부가 보호필터부(110)를 중심으로 상하단에 각각 접합한 형태로도 구성될 수 있음은 물론이다.
제1 보호부(111)는 마스크(100)를 착용시 안면의 일측 뺨에 위치될 수 있으며, 제2 보호부(112)는 안면의 타측 뺨에 위치될 수 있다.
제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 서로 마주하는 상부에 즉, 보호필터부(110)의 중앙 상부는 연결부(113)에 의해 연결될 수 있다.
이때, 콧등홈(115)은 연결부(113)에 형성될 수 있으며, 연결부(113)는 콧등에 보호필터부(110)가 걸쳐지면서 마스크(100)에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다.
연결부(113)는 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)를 끊어지는 부분 또는 접합하는 부분 없이 연속되도록 일체로 형성되어 콧등에 안착되는 연결부(113)에 의해 마스크(100)를 착용 시 콧등에 접합자국이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
보호필터부(110)는 입체적인 형상으로 형성하기 위해 서로 접합되는 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)를 포함할 수 있다.
제1 접합단부(111a)는 제1 보호부(111)의 외측 하단에서부터 제1 보호부(111)의 내측 상부 즉, 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)를 연결하는 연결부(113)의 하단까지 경사지도록 연결할 수 있다.
제2 접합단부(112a)는 제2 보호부(112)의 외측 하단에서부터 제2 보호부(112)의 내측 상부 즉, 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)를 연결하는 연결부(113)의 하단까지 경사지도록 연결할 수 있다.
이때, 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)는 전방을 향해 볼록하게 돌출되도록 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)가 서로 마주하는 방향으로 볼록하게 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다.
제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)는 서로 겹쳐진 상태에서 끝단을 열 융착 또는 초음파 융착을 복수 개의 점 형태로 끝단을 따라 가압하여 융착하거나, 실시예에서와 같이 테두리융착부(117)와 함께 일체감을 형성하기 위해 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)를 마주한 상태의 테두리와 직교하는 방향으로 융착라인(117a)을 테두리를 따라 복수 개를 이격시켜 형성하는 형태로도 구성할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)는 고정밴드부(150)를 포함할 수 있다.
고정밴드부(150)는 보호필터부(110)를 입과 코의 전방에 위치시키도록 착용자의 안면 전방에 보호필터부(110)를 고정시킬 수 있다.
고정밴드부(150)는 보호필터부(110)의 양측단을 연결하여 머리에 쓰는 형태이거나, 귀에 걸 수 있도록 보호필터부(110)의 양측단에 각각 설치될 수 있다.
실시예에서의 고정밴드부(150)는 보호필터부(110)의 양측단에 각각 설치하여 각각의 대응되는 귀에 걸어 고정하도록 구성하였다.
고정밴드부(150)는 탄성력을 갖는 고무밴드의 형태로 형성되거나, 피부와의 접촉면적을 넓혀 얼굴에 자국이 남지 않도록 끈의 형태가 아닌 넓은 면적을 갖는 직포 또는 부직포의 형태로도 형성될 수 있다.
고정밴드부(150)는 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 외측 단부에 고정밴드부(150)의 양단을 겹친 상태에서 각각 열 융착 또는 초음파 융착하는 형태로 보호필터부(110)에 접합할 수 있다.
고정밴드부(150)이 부직포의 형태로 제작될 때에는 제1 보호부(111)의 측단 테두리와 제2 보호부(112)의 측단 테두리와 겹쳐지는 테두리부를 갖도록 부직포를 형성하여 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 측단에 겹쳐진 상태에서 열 융착 또는 초음파 융착되어 부착될 수 있다.
이하, 각 구성간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)의 제조방법과 함께 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)의 제조방법은 보호필터부(110)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
보호필터부(110)를 형성하는 단계는 적어도 하나 이상의 필터부재(130)와 복수 개의 보호부직포(120)를 겹친 상태에서 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 합착한 후, 보호필터부(110)와 대응되는 형상을 갖는 금형에 의해 프레스에 의해 가압하여 보호필터부(110)를 전개된 형상으로 절단하여 형성할 수 있다.
이때, 보호필터부(110)를 형성하는 프레스는 롤형태이거나 평판형태일 수 있다.
한편, 보호필터부(110)는 마스크(100)제작장치에 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 미리 열 융착 또는 초음파 융착하여 합착원단을 제조한 상태에서 마스크(100)제작장치로 공급하여 보호필터부(110)의 형상을 형성할 수 있다.
여기서, 합착원단을 제작한 상태에서 보호필터부(110)를 형성하면, 필터부재(130) 또는 보호부직포(120)의 원단 중 어느 하나가 소진될 경우, 소진된 보호부직포(120) 또는 필터부재(130)를 교체할 때까지 마스크(100)제작장치의 가동을 정지해야 할 필요가 없으며, 마스크(100)제작장치에 보호부직포(120)와 필터부재(130)를 합착해야 하는 융착장치가 필요 없으므로 장비의 제작비용을 감소시킬 수 있다.
물론, 마스크(100)제작장치에 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 각각 공급하여 마스크(100)제작장치에서 각각의 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 겹친 상태에서 열 융착하고, 보호필터부(110)를 형상대로 프레스에 의해 절단하여 형성하는 형태로 보호필터부(110)를 제작할 수도 있다.
이때, 마스크성형장치는 원단공급부에서 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 공급하고, 합착을 위해 융착하는 융착기구가 함께 설치될 수 있다.
실시예에서 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 열 융착 또는 초음파 융착할 때에는 전면적으로 융착되는 것이 아니라 점 형태로 복수 개의 융착점(110a)에서만 접합되는 형태로 융착될 수 있으며, 융착점(110a)과 함께 보호필터부(110)의 테두리를 따라 테두리융착부(117)도 함께 형성될 수 있다.
한편, 마스크(100)제작장치는 프레스를 포함하여 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 융착한 상태에서 보호필터부(110)의 테두리를 따라 프레스에 의해 절단하여 보호필터부(110)의 형상대로 형성할 수 있다.
마스크(100)제작장치는 보호필터부(110)를 형성할 원단을 공급하는 원단공급부, 및 프레스에 의해 보호필터부(110)의 형상대로 성형하는 보호필터성형부를 포함할 수 있다.
보호필터부(110)의 전개된 형상은 안면의 일측 뺨을 가리는 제1 보호부(111)와 안면의 타측 뺨을 가리는 제2 보호부(112)가 형성되며, 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 상단 부분에는 연결부(113)에 의해 연결되며, 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 서로 마주하는 내측에는 서로 접합되는 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)의 형상을 가진다.
제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)는 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 외측 하단에서 연결부(113)가 위치되는 중앙을 향해 볼록한 곡선을 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)의 제조방법은 고정밴드부(150)를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
보호필터부(110)가 원하는 형태대로 프레스에 의해 절단되면, 보호필터부(110)의 양단에 고정밴드부(150)을 각각 위치시킨 상태에서 고정밴드부(1150)의 각 양 끝단을 보호필터부(110)에 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 접합할 수 있다.
여기서, 고정밴드부(150)를 부직포로 형성할 경우에는 프레스에 의해 보호필터부를 절단 시 함께 고정밴드부(150)의 형상대로 절단하거나, 미리 고정밴드부(150)의 형상대로 절단된 부직포를 보호필터부(110)의 양측에 위치시킨 상태에서 고정밴드부(150)을 보호필터부(110)에 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 접합할 수 있다.
고정밴드부(150)이 부직포로 형성될 경우, 마스크(100)제작장치는 프레스에 의해 원단을 가공하여 고정밴드부(150)를 성형하는 밴드성형부를 더 포함할 수 있다.
또한, 마스크성형장치에는 고정밴드부(150)와 보호필터부(110)가 함께 공급되어 지나면서, 고정밴드부(150)와 보호필터부(110)를 융착하는 융착기구가 설치된 융착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)의 제조방법은 보호필터부(110)를 입체형상으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 보호필터부(110)를 입체형상으로 형성하는 단계는 평면적으로 전개된 형태의 보호필터부(110)의 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)를 접합하여 입체적인 형상으로 형성할 수 있다.
보호필터부(110)를 입체형상으로 형성하는 단계는 보호필터부(110)의 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)가 겹쳐지도록 반으로 접은 상태에서 서로 겹쳐진 제1 접합단부(111a)와 제2 접합단부(112a)를 접합기구에 의해 열 융착 또는 초음파 융착하여 접합하는 형태로 구성될 수 있다.
마스크성형장치는 밴드합착부를 지나 보호필터부(110)에 고정밴드부(150)가 부착된 상태에서 보호필터부(110)를 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)가 겹쳐지도록 반으로 접은 상태에서 접합기구에 의해 접합하는 형상성형부를 포함할 수 있다.
이렇게 형상성형부에 의해 성형된 마스크(100)는 접힌 상태로 포장하여 출하할 수 있다.
물론, 마스크성형장치는 포장부를 포함하여 형상성형부에서 성형된 마스크(100)를 포장대에 넣어 밀봉하는 형태로 제작을 완료할 수 있다.
이렇게 제조 및 구성된 의료용 또는 보건용 제1 보호부(111)와 제2 보호부(112)의 사이를 벌린 상태에서 보호필터부(110)의 하단부에 턱을 넣은 상태로 양측 고정밴드부(150)를 귀에 거는 형태로 착용한다.
이렇게 착용된 마스크(100)는 콧등이 콧등홈(115)에 삽입되고, 콧등에는 연결부(113)가 안착되며, 상단둘레는 돌출된 광대에 대응하도록 오목한 곡선으로 형성되기 때문에 보호필터부(110)의 상단이 이격되지 않고 밀착되어 보호필터부(110)를 통하지 않고 공기가 유입 또는 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 마스크(100)은 보호필터부(110)가 융착점(110a)에 의해 강성을 갖기 때문에 호흡하더라도 보호필터부(110)가 입 쪽으로 딸려 움직이는 것을 최소화하여 입 전방에 이격된 공간을 확보함으로써, 숨을 쉬기가 편하며, 보호필터부(110)의 내면이 입과 접촉하면서 오염되는 것을 최소화할 수 있다.
그리고, 마스크(110)를 착용 시에 보호필터부(110)의 테두리가 테두리융착부(117)에 의해 강성을 갖기 때문에 테두리 부분이 용이하게 접힘에 따라 접힌 부분을 펼쳐야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 마스크(110)를 착용시 보호필터부(110)의 테두리가 접히면서 입과 보호필터부(110)의 내면이 가까워져 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원인은 융착점(110a)의 형성에 따른 보호필터부(110)의 강성을 확인하기 위해 하기와 같은 시험을 수행하였다.
시험방법은 시험은 보건용 마스크의 기준규격에 대한 가이드라인<2018.7. 식약처 화장품심사과>를 기초하였다.
시험장치는 상기한 가이드라인에 제시된 안면부 흡기저항을 측정하기 위한 시험인두모형을 기초하여 3D프린터로 제작하고, 인두모형의 입으로 30L/min으로 공기를 송풍할 수 있는 송풍기를 설치하여 정회전과 역회전을 반복하며 사람의 들숨 및 날숨을 모사하였다.
그리고, 실시예의 마스크와, 비교예의 마스크의 테두리를 시험인두모형에 부착한 상태에서 송풍팬의 정회전과 역회전을 대략 4초 가량 반복하며 10분동안 보호필터부의 움직임을 다이얼게이지의 변화로 측정하는 형태로 강성을 측정하였으며, 분당 30L의 연속유량으로 안면부 흡기저항(PA)를 측정하였다.
다이얼게이지는 보호필터부(110)의 제1 보호부(111)의 정가운데에 다이얼게이지의 끝단을 위치시키도록 스텐드에 설치한 상태에서 송풍의 변화에 따라 제1 보호부(111)의 움직임을 통해 강성을 측정하였다.
실시예와 비교예는 동일한 KF80용 멜트블로운 필터의 양측에 보호부직포를 겹친 상태에서 열 융착하여 접합하여 보호필터부(110)를 대형마스크(세로 160mm 기준)으로 제작하였다.
실시예 1는 보호필터부(110)에 융착점(110a)을 0.4mm의 직경(D)으로 기준면적(RA) 1cm2 에 9개의 융착점(110a)이 형성되도록 융착점(110a)의 간격을 4mm으로 형성하였다.
실시예 2는 보호필터부(110)에 융착점(110a)을 0.4mm의 직경(D)으로 기준면적(RA) 1cm2 에 4개의 융착점(110a)이 형성되도록 융착점(110a)의 간격을 6.6mm으로 형성하였다.
비교예 1은 보호필터부(110)에 융착점(110a)을 형성하지 않았다.
비교예 2는 보호필터부(110)에 융착점(110a)을 1mm의 직경(D)으로 기준면적(RA) 1cm2 를 벗어나도록 융착점(110a)의 간격을 3cm의 간격으로 형성하였다.
비교예 3은 보호필터부(110)에 융착점(110a)을 0.5mm의 직경(D)으로 기준면적(RA) 1cm2 를 벗어나도록 융착점(110a)의 간격을 1.5cm의 간격으로 형성하였다.
상기한 비교예외 실시예를 상기한 시험방법에 따라 시험한 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112021088041211-pat00001
상기한 표에서 보는 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2는 기준면적(RA)에 융착점(110a)의 개수에 차이가 있지만, 움직임의 거리차가 작아 강성이 향상됨을 알 수 있었으며, 안면부 흡기저항의 차도 크지 않으며, KF80의 조건인 60PA에 만족하는 흡기저항을 얻을 수 있었다.
비교예 1은 융착점(110a)을 형성하지 않은 마스크로 움직임의 거리가 7.08mm로 상대적으로 크게 움직임이 나타나는 것을 알 수 있었으며, 이와 비례하여 융착점(110a)의 거리가 가까워질수록 즉, 융착점(110a)이 형성되는 개수가 많을 수록 강성이 높아져 움직임의 이동거리가 작아짐을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 의료용 또는 보건용 마스크(100)는 필터부재(130)와 보호부직포(120)를 점형태로 전체적으로 융착점(110a)을 형성함에 따라 보호필터부(110)의 강성이 증대되어 숨을 쉴 때, 보호필터부(110)의 변형이 최소화됨에 따라 입에 달라 붙어 오염되거나, 호흡에 방해되는 것을 방지하여 편하게 호흡할 수 있다.
또한, 융착점(110a)의 크기와 간격을 최적화시켜 보호필터부(110)의 강성을 최대화하면서, 안면부 흡기저항을 기준에 만족하는 마스크를 제작할 수 있다.
또한, 보호필터부(110)의 테두리에 강성을 갖도록 테두리융착부(117)를 형성하여 마스크를 탈착 시에 테두리부가 접혀 펼쳐야 하는 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 테두리의 강성을 높여 안면에 밀착도를 높이고 보호필터부(110)와의 사이 거리가 축소되는 것을 방지하여 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보호필터부(110)의 콧등홈(115)이 형성되어 콧등이 삽입되고, 상단곡선부(116)가 얼굴의 형상대로 곡선으로 형성되어 보호필터부(110)의 상단부분이 얼굴에 밀착됨으로써, 보호필터부(110)를 거치지 않고 공기가 유출입되는 것을 최소화시켜 호흡기의 질병 또는 감염의 발생을 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 의료용 또는 보건용 마스크 110: 보호필터부
110a: 융착점 111: 제1 보호부
111a: 제1 접합단부 112: 제2 보호부
112a: 제2 접합단부 113: 연결부
115: 콧등홈 116: 상단곡선부
117: 테두리융착부 117a: 융착라인
120: 보호부직포 130: 필터부재
150: 고정밴드부

Claims (7)

  1. 코와 입을 가려 호흡기로 유해물질의 침투를 방지하는 보호필터부, 및 상기 보호필터의 양측을 연결하거나, 양측에 각각 연결되어 상기 보호필터부를 착용자의 얼굴에 고정하기 위한 고정밴드부를 포함하는 의료용 또는 보건용 마스크에 있어서,
    상기 보호필터부는
    유해물질을 걸러내는 하나 이상의 필터부재,
    상기 필터부재에 겹쳐져 상기 필터부재를 보호하는 보호부직포, 및
    상기 보호필터부는 원하는 형상을 유지하는 강성을 가지도록 상기 필터부재와 상기 보호부직포에 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 형성되는 복수 개의 융착점을 포함하고,
    상기 융착점은
    0.3 내지 1mm의 직경을 가지며, 상기 보호필터부를 정사각형으로 구획한 1cm2 의 기준면적에 4개 이상 9개 이하로 포함되는 간격으로 형성되며,
    상기 기준면적에 위치하는 상기 융착점의 면적의 총합은 상기 기준면적의 30% 미만이며,
    상기 보호필터부는 상기 보호필터부의 테두리에 강성을 부여하여 착용 시 상기 보호필터부의 테두리에 밀착성을 향상시키도록 상기 보호필터부의 테두리를 따라 초음파 융착 또는 열 융착에 의해 형성되는 테두리융착부를 포함하고,
    상기 테두리융착부는 상기 테두리에 대해 교차하는 방향으로 긴 길이를 가지며, 상기 보호필터부의 테두리를 따라 복수 개가 이격 형성되는 융착라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 또는 보건용 마스크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 융착라인의 사이 간격은
    상기 융착라인의 폭에 대해 2배 이내인 것을 특징으로 하는 의료용 또는 보건용 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 융착라인의 폭은 0.5mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 의료용 또는 보건용 마스크.
  6. 제1항에 기재된 의료용 또는 보건용 마스크를 제조하는 방법으로서,
    상기 보호필터부를 형성하는 단계,
    상기 보호필터부에 상기 고정밴드부를 융착하여 부착하는 단계, 및
    상기 보호필터부를 입체적인 형상으로 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 보호필터부를 형성하는 단계는
    상기 필터부재와 상기 보호부직포를 서로 겹친 상태에서 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 전체적으로 형성되는 복수 개의 융착점이 형성된 합착원단을 제작한 후, 상기 보호필터부를 형성하는 마스크성형장치에서 상기 합착원단을 공급하여 상기 보호필터부의 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 의료용 또는 보건용 마스크의 제조방법.
  7. 제1항에 기재된 의료용 또는 보건용 마스크의 제조방법으로서,
    상기 보호필터부를 형성하는 단계,
    상기 보호필터부에 상기 고정밴드부를 융착하여 부착하는 단계, 및
    상기 보호필터부를 입체적인 형상으로 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 보호필터부를 형성하는 단계는
    상기 보호필터부를 형성하는 마스크성형장치에 상기 필터부재와 상기 보호부직포를 각각 공급하여 열 융착 또는 초음파 융착에 의해 전체적으로 복수 개의 융착점을 형성하는 형태로 합지한 후 상기 보호필터부의 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 의료용 또는 보건용 마스크의 제조방법.
KR1020210100191A 2020-07-31 2021-07-29 의료용 또는 보건용 마스크 및 이의 제조방법 KR102389891B1 (ko)

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