KR20030036563A - 화재 현장 탈출용 휴대용 물 젖은 마스크 제조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예기치 못한 화재 현장의 유독가스 환경에서 유독가스 흡입을 최소화하는데 있어서, 일상적으로 휴대하고 있다가 화재 현장을 탈출하는데 쉽게 사용할 기구가 없는 문제를 해결하기 위한 것으로, 기존형태의 마스크에 수분을 마스크 무게의 130∼200 ％(w/w) 함유시킨 것을 내열성이며 유연성이 있는 레톨트파우치에 넣어 밀봉한 후 습열살균이나 방사선 살균처리하여 저장성과 휴대성 있게 처리하여 마스크를 제조함으로써, 이 마스크를 일상적으로 휴대하고 있으면서 화재 발생 현장에 처할 때 신속하게 착용하고 탈출하는데 실용성이 있으며, 이 마스크는 지나친 가격과 부피 및 무게 때문에 일반인이 화재현장에서 가스마스크를 사용할 수 없는 문제와 화재 현장에서 물수건 만들기가 어려워 물수건 사용이 불가능한 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

화재 현장 탈출용 휴대용 물 젖은 마스크 제조{The Making Method of Wetted Mask for Escaping from Fire}

본 발명은 화재 시 발생되는 유독가스 노출을 최소화하여 화재 발생 장소로부터 탈출에 도움이 되는 휴대용 마스크 제조에 관한 것이다. 좀더 구체적으로 말하면 기존의 귀걸이 끈이 달린 직사각형의 마스크에 적당량의 수분을 함유시킨 후 레톨트파우치에 넣어 밀봉한 후 습열살균이나 방사선 살균을 하여 저장성 있고 휴대가 용이한 화재현장 탈출용 물 젖은 마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 대구 지하철 화재 및 그간 크고 작은 건물 화재 때 수건을 사용해서 입과 코를 막고 탈출한 사람들의 경우 유독가스에 의한 피해가 적은 사례로부터 발상된 발명이다.

대형 화재시 피해자 대부분은 유독가스에 의해 의식을 잃거나 사망하게 되는데, 통계에 따르면 화재로 인한 사망자 중 60％ 이상이 화염이 채 몸에 도달하기 전에 가스와 연기로 인한 질식 사망이고 약 2％ 정도만이 소사하는 것으로 알려지고 있다.

화재환경은 인화물질의 연소에 의한 아황산가스(SO₂), 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S), 탄산가스(CO₂), 일산화탄소(CO), 이황화탄소(CS₂), 염화수소(HCl) 및 각종 다이옥신류 등이 발생하여 기도를 수축시켜 호흡을 어렵게 하고 동시에 흡입된 유독 가스가 신경독으로 작용하여 의식을 잃게 해서 화재 현장에서 탈출이 불가능하여 화재에 의한 사망자수가 많이 발생하는 이유가 된다.

지난번 대구화재 발생을 계기로 화재 발생시 유독가스 대처 요령이 여러 매스컴에 의해서 알려져 있는데 그 내용을 요약하면 다음과 같다.

『바람 부는 방향에 대하여 90도 꺾어서 피신한다. 엘리베이터를 이용하지 말 것, 엎드려 이동할 것 그리고 젖은 수건이나 휴지로 코와 입을 가린다』등의 대처 요령이 알려지고 있다.

이 중에서도 유독가스의 흡입을 최대한 늦추는데 실용적인 방법은 타월이나 손수건 등을 물에 적셔 코와 입을 가린 뒤 적은 호흡을 하면서 탈출하는 것이 효과적인 것으로 알려져 있다.

따라서 화재 발생시 신속하게 이런 조치를 취할 수 있다면 유독가스의 흡입을 적게 하여 화재현장에서 질식에 의한 의식을 잃어 화상을 입거나 희생되는 숫자를 최소화 할 수 있을 것이다.

물론 이런 물수건 사용보다는 정교한 필터를 장착한 가스마스크를 착용할 수 있다면 가장 안전하지만 이런 마스크는 값이 비싸고, 무거우며, 부피가 커서 예고된 화재가 아니라면 일상 휴대하기 곤란하다. 그 이유는 화재발생은 불특정 다수에게 순간적이고 항상 예기치 못한 장소에서 일어나기 쉽기 때문에 정교한 가스마스크의 사용은 현실적으로 어렵다. 또한 일정한 장소에 이런 정교한 가스마스크가 비치되어 있다고 해도 어느 거리만큼 이동한 다음 줄을 서서 가스마스크 분배자로부터 마스크를 받아 착용해야하므로 이런 것은 순간적으로 일어나는 화재 상황에서는 그리 효과적이지 못하다.

따라서 사람들이 일상적인 생활 중 화재 발생 현장에 처할지도 모르는 상황을 대비하기 위해서, 유독가스 제독기능이 있으면서 휴대하기 쉽고 가격이 저렴하여 개개인이 일상 휴대할 수 있는 기구의 생산유통이 바람직하지만 이런 기구는 아직 발견하지 못하였다.

화재 발생 환경에서 발생되는 유독가스의 호흡기내로의 흡입을 적게 할 수 있는 기구들은 이미 많은 종류가 개발되었다. 그 중에서 소방관이나 화생방전 때 착용하는 가스마스크나 방연마스크 (20-0275733, 2002-5-16)가 화재 발생에 사용될 수 있는 마스크이지만 모두가 휴대하기에는 무게와 부피가 크고 구입 비용이 비싸 일상적인 활동 중 휴대하기 어렵고, 대피용 방연마스크의 제조(공개번호 특2002 - 0051804) 역시 가스마스크 보다 비교적 경제적이고 기존의 방진 방연 마스크보다 가격이 싸고 경량이지만 이 정도의 마스크 역시 일반사람들이 화재 발생시 화재 현장에서 탈출하기 위해서 일상적으로 휴대하면서 화재현장에서 응급 대처하기에는 부적절한 마스크이다.

한편 특허정보는 아니지만, 마른 여러 겹의 수건이나 마른 마스크도 다소 효과가 있으나 그보다 효과적인 것은 물 젖은 수건이나 물에 젖은 마스크가 더욱 효과적이라고 한다(조선일보 2003년 2월 26일(25561호).

그러나 마른 수건이나 마스크를 휴대했다가 화재발생환경에 처할 때 물이 있는 곳에 가서 물을 적신 다음 착용한다는 것은 현실적으로 실용성이 없다.

따라서 화재는 예기치 못한 때와 장소에서 일어나기 때문에 화재 현장에서 탈출하기 위한 응급 대처 방법으로는 가스 제거 효과가 있는 물젖은 수건이나 마스크를 가격이나 무게 및 크기에 부담 없이 개개인이 휴대할 수 있게 하는 것이 바람직 하지만 저장성 있는 물에 젖은 마스크의 제조유통이 이루어져 있지 않은 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화재 현장에서 소방관들이 착용하고 있는 가스 마스크가 아니라 언제 일어날지 모르는 화재 현장에서 유독가스 흡입을 최소화하면서 탈출하는데 도움이 되는 저장성 및 휴대성과 가격에 부담이 없는 마스크를 제조하는 것이다.

본 발명의 궁극적인 목적은 고가이며 완벽하게 제조된 가스마스크의 기능에는 못 미치지만, 일상 활동 중 휴대하고 있다가 언제 어디서라도 손쉽게 착용해서 화재현장에서 발생되는 각종 유독 가스 환경을 통과할 때 호흡기로 흡입되는 유해가스의 흡입을 최소화하여 질식에 이르는 시간을 연장하여 화재 현장을 탈출하는데 도움을 주는데 실용적인 마스크를 개발하는데 목적이 있다.

이상의 목적을 실현하는데는 다음과 같은 풀어야할 과제가 있다.

첫째는 화재현장에서 사람에게 치명적인 해를 주는 유독가스와 기관지에 화상을 주는 열기가 걸러지도록 수분을 마스크에 지니게 하는데 있어서 가수량을 설정하는 문제. 둘째, 물에 젖은 마스크가 부패되지 않게 적당한 포장과 살균 방법을 설정하는 과제, 셋째, 휴대시 포장지가 파손 되었을때 물이 흘러나와 가방이나 옷이 젖지 않을 정도의 수분함량을 설정하는 과제가 본 발명의 과제이다.

이상의 과제를 해결하여 실용성 있는 마스크를 제조하기 위해서는 다음과 같은 구성과 방법이 활용되었다.

실시 예 1. 마스크 구조와 크기

마스크는 직사각형의 1∼수겹의 천 층과 귀걸이 끈으로 구성된 것으로 현재 의료진이나 일반인들에게 널리 이용되고 있는 마스크에 적용됨을 전제로 했다.

마스크의 크기는 크기가 클수록 얼굴이 열기에 노출되는 면적이 적어 좋고, 공기 소통에 유리하나 너무 크면 밀착도가 낮고, 착용시 벗어지기 쉬워 손으로 눌러주면서 달려야하므로 탈출 속도를 떨어뜨리고, 부피감이 커서 휴대에 불편을 주는 단점이 있다. 마스크의 두께는 섬유상 천을 1∼수겹으로 겹친 것이 적당하다.

따라서 마스크는 밀착성이 좋고 부피감이 적으며 착용하고 달릴때 쉽게 벗어지거나 처지지 않아 기도로 흡입되는 공기가 모두 마스크 천층을 통과하도록 하는 것이 중요하다.

넓이가 넓고 두께가 너무 두꺼우면 물이 젖을 경우 무거워져 착용하고 탈출할때 벗겨지거나 밑으로 처져 유독 가스가 천 층을 통과하지 않고 바로 호흡기로 흡입되는 문제가 생긴다. 따라서 마스크의 구성에서, 크기는 일반 천으로된 마스크 크기인 가로 15±2cm 세로 12±2cm가 적당하며, 천의 겹수는 1∼수겹으로 구성하되 이때 사용되는 천은 흡수력이 좋으면서 미세다공성 구조의 천이 좋으며 얼굴에 밀착성이 있는 미세다공성의 종이를 1∼수겹 겹쳐 만들어도 무난하다.

단 착용시 코볼 양쪽에 약간의 공간이 생겨 여과되지 않은 공기가 통과할 수 있으므로 마스크 상면에 알루미늄 밴드를 붙인 마스크가 좋다. 알루미늄 밴드가 부착된 마스크는 착용시 U 자내지 V자 모양으로 눌러 착용하면 코볼 사이에 공간이 없게 되어 완벽한 공기 여과 기능이 발휘될 수 있다.

실시 예 2. 적정 수분함량

일반 마스크에 수분을 함유하게 하는데는 어느 정도의 수분이 적당한가는 다음과 같은 관점에서 생각되어야한다.

마스크에 수분을 함유시키는 양은, 수분의 함량이 지나치면 착용시 공기소통이 방해를 받아 얼굴과 마스크 사이로 여과되지 않고 코의 양 볼에 생긴 비밀착 공간으로 공기가 흡입되는 문제가 발생할 수 있으며, 마스크가 든 봉지가 만일 파손될 경우 물이 세어 나와 본 고안의 마스크가 들어있는 가방이나 호주머니에 같이 들어 있는 물건을 젖게 하는 문제가 있다.

이러한 문제를 고려해서 가로 15±2cm, 세로12±2cm인 마스크의 수분함량은 천의 층수 및 재질 종류에 따라서 다르나 15.71g 무게의 마스크에 물을 충분히 흡수시키면 무게가 70.91g으로 증가하고 수분함량이 351.37％(w/w)이 되었고, 충분히 물에 적신 다음 적당히 눌러 짰을 때 무게는 45.87g으로 증가했고 이때 수분 흡수량은 191.98％이였으며, 더욱 힘껏 짰을 때 무게는 38.25g으로 증가하고 수분 흡수량은 143.38％(w/w)로 증가했다. 따라서 봉지가 파손되어도 물이 흘러나오지 않을 정도의 수분첨가량은 마른 마스크 무게에 대하여 약 130∼200％(w/w)가 적당하였다.

한편 살균 효과를 높이고 마스크의 유독가스의 제독효과를 증대시키기 위해서 첨가될 물에 농도가 엷은 각종 알칼리 물질이나 산 물질을 녹인 용액을 마스크를 적시는 물로 사용할 수가 있다.

실시예 3. 살균 방법과 조건

크기가 가로 15±2cm, 세로12±2cm 인 마른 마스크 무게에 대하여 수분을 130∼200％(w/w) 흡수시킨 마스크의 살균은 습열 살균 방법과 방사선살균방법 2가지 방법이 활용될 수 있다.

1. 습열살균 방법과 조건

물 젖은 마스크의 저장성을 부여하기 위해서는 1차적으로 습열가열살균이 활용될 수 있다.

습열살균 조건은 수분을 마스크에 130∼200％(w/w)흡수시킨 다음 알루미늄 또는 PET재질의 레톨트파우치에 넣어 밀봉 포장한 다음 증기가압살균기 내에 넣고 100∼122℃ 에서 15-40분간 살균 후 실온으로 냉각하여 살균공정을 완료한다.

습열살균을 할 때는 밀봉시 진공밀봉이 바람직하다. 그 이유는 습열살균시 레톨트파우치 내에서 수분으로부터 증기압이나 공기로부터 공기압이 발생하여 포장이 터지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

2. 방사선 조사 살균 조건

방사선 조사 살균 조건은 습열 살균 공정에서와 같이 준비된 포장된 상태의 마스크에 방사선 조사 시설 내에서 코발트 감마선(⁶⁰Co)으로 살균하는데 이때 사용된 선량은 30∼40 kGy로 완전 살균을 실시하였다.

이상의 2가지 살균방법은 식품이나 의료용구 살균에 흔히 사용되는 살균방법이지만 본 발명의 마스크는 식품이 아니고 저장성만 부여하면 되므로 일반 의료 기자재 살균에 사용되는 방사선 조사 살균시설을 이용하면 값싸게 살균될 수가 있다. 또한 방사선 조사 살균은 살균시 수 칼로리의 열만 발생하는 냉온살균 방식이기 때문에 진공포장하지 않아도 되는 공정상의 편리성이 있다.

이상의 2가지 살균방법은 식품이나 의료 기구 살균에 활용되는 살균방법으로 대부분의 부패균 및 병원균 및 포자들까지도 살균되어 본 발명의 마스크를 제조하여 30℃에서 6개월 이상 보관실험한 결과 부패현상이 전혀 없는 것으로 확인되었기 때문에 봉지가 파손되지 않는한 보존성은 영구적이다.

이렇게 만들어진 마스크는 가방이나 호주머니에 휴대하고 있다가 화재발생 장소나 최루가스 또는 각종 유독가스 발생환경 또는 황사발생 지역에 처했을 때 휴대 중인 봉지를 꺼내어 개봉한 다음 코볼 사이에 공간이 없도록 밀착시켜 착용하면 이들의 피해를 줄이는데 크게 효과가 있다.

이 물 젖은 마스크를 착용하면 기도를 자극해서 심한 수축을 일으키는 자극물질로 알려진 암모니아가스(NH₃), 아황산가스(SO₂)는 마스크 중의 물에 녹아 물과 반응하여 마스크에 남게 되어 기도로 흡입되는 양을 최소화하여 주는 효과가 있는데 그 효과반응을 보면 다음과 같다.

NH₃+ H₂O → NH₄(OH)₂

SO₂+ H₂O → H₂SO₃

위 반응에서 NH₃와 SO₂는 모두 가스체로 수분이 없는 마스크의 경우는 곧바로 공기와 함께 호흡기로 흡입되지만 마스크에 수분이 있을 때는 물과 반응하여 물에 녹아 비가스 상태인 NH₄(OH)₂와 H₂SO₃로 전환되어 마스크 중의 물 중에 잔류되기 때문에 유독가스가 호흡기로 흡입되는 양이 최소화되는 효과를 볼 수 있다.

이상의 본 발명의 마스크제조에서 중요한 핵심은 형태나 구조 또는 크기보다는 기존의 마스크에 적당량의 물을 흡수시켜 일상 휴대하더라도 부패하지 않게 제조하여 화재 발생에 처했을 때는 응급대처는 물론 먼지 다발지역에서의 방진 등에 쓸 수 있고 각종 유독가스의 흡입을 최소화할 필요가 있을 때 응급 대처용으로 사용할 수 있는 마스크를 제조하는 방법에 주안점을 둔 것으로 하이텍은 아니지만 실용성은 클 것으로 판단된다.

본 발명의 결과물인 물 젖은 마스크의 효과를 요약하면 다음과 같다.

본 발명의 마스크는 화재를 비롯한 각종 유독가스가 함유된 환경에서, 마른 마스크보다 유독가스 환경에서 기도 자극에 의한 기도 수축으로 실신에 상태에 이르는 시간을 연장시켜주는 효과가 있으며, 본 발명의 마스크는 보존성이 영구적이라서 포장지가 파손되지 않는 한 한번 구입하면 오래 동안 사용이 가능하고, 무겁고 부피가 크고 값이 비싸서 휴대할 수 없는 가스마스크 대신 두께가 약 0.5cm로 얇으며 무게는 38∼45g으로 경량이고 전체 부피가 적기 때문에 호주머니나 가방에 넣어 일상적인 휴대가 가능하다. 또한 유독가스 흡입 예방에는 물론 위생적인 무균 물수건 대용으로도 사용할 수 있다. 결국 크고 작은 화재나 화생방전에 처해서 일차적인 응급 대처에 실용적인 효과가 기대되며 화재현장에서 화상이나 가스로 인한 질식사 발생률을 줄일 수 있는 효과 등이 있다.

Claims (2)

1. 화재용 마스크를 제조함에 있어서, 바깥층(겹)에서 안층(겹)으로 갈수록 조밀하게 직조된 천을 1∼수개 층(겹)으로 중첩하여 만든 마스크의 무게기준 130∼200％(w/w) 청정수를 흡수시킨 것을 레톨트파우치에 넣고 진공밀봉한 후 100∼125℃에서 15∼40분 동안 습열 살균해서 저장성 있고 휴대성 있게 제조함을 특징으로 하는 화재현장 탈출용 물 젖은 휴대용 마스크 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 습열살균 대신 코발트 감마선(⁶⁰Co) 30∼40 kGy 선량으로 살균해서 저장성 있고 휴대성 있게 제조함을 특징으로 하는 화재현장 탈출용 물 젖은 휴대용 마스크 제조 방법.