KR200334183Y1 - 여과기를 가지는 마스크 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방진/방독 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생물/화학적 변화가 적으며, 유해물질의 포집능력은 개선시키고, 공기의 유입율은 향상시켜 호흡을 원활하게 할 수 있도록 하며, 그 사용 수명을 현저히 연장시킨 여과필터로 이루어진 여과기를 가지는 마스크에 관한 것이며, 상술한 본 고안의 마스크는 일정 위치에 구멍을 가지는 마스크와 공기유출구가 형성되어 마스크 본체의 내부와 통하도록 마스크면에 부착되는 내부케이스와, 제1필터층과 상기 제1필터층의 양면에 각각 부착되는 제2필터층을 가지는 필터원단부재가 주름모양을 형성하도록 다중 절첩 형성되어 상기 공기유출구를 덮으면서 상기 내부케이스의 내면에 실리콘 접착제로 부착되는 여과필터와, 상기 여과필터의 상부에 위치되는 폴리우레탄계 탄성섬유로 제조된 항균방취필터;와 상기 내부케이스에 결합되고 공기유입구가 형성된 외부케이스;로 구성된다.

Description

여과기를 가지는 마스크{A mask with filter}

본 고안은 방진 및 방독용 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생물/화학적 변화가 적으며, 유해물질의 포집능력은 개선시키고, 공기의 유입율은 향상시켜 호흡을 원활하게 할 수 있도록 하며, 그 사용 수명을 현저히 연장시킨 여과필터가 내장되는 여과기를 가지는 마스크에 관한 것이다.

방진 및 방독마스크(이하, 마스크라 한다)는 열악한 작업환경의 공기 중에 존재하는 유해분진이나 유독가스로부터 인체를 보호하기 위하여 사용되는 작업용구로서, 작업자의 시야, 호흡기, 또는 안면을 보호할 수 있는 많은 형태로 제공되고 있다.

일반적으로 마스크는 구조적으로 마스크 본체와, 그 마스크 본체에 장착되는 여과기 및 배기밸브로 구성되어 숨을 들이쉴 때에는 외부 공기가 여과기 의하여 여과되어 흡입되고 숨을 내쉴 때에는 배기밸브를 통하여 배출되도록 되어 있다.

여기서 특히, 유독물질이나 유해먼지가 많이 발생하는 작업현장에서는 안면 전부의 보호와 더불어 호흡기계통을 보호하기 위한 정화수단 즉, 여과기가 마스크에서 필수적이다.

종래 마스크용 여과기는, 도 1에 도시된 바같이, 마스크 본체(1)의 내부와 통하는 공기유출구(2a)가 형성된 내부케이스(2)와, 공기유입구(3a)가 형성되고 필터(4)가 결합된 외부케이스(3)가 서로 초음파를 이용한 융착으로 결합되어 있는 구조였다. 그러나 이와 같은 종래 마스크는 상기 외부케이스와 내부케이스가 완전히 결합되어 밀봉되지 않고 틈이 생긴다면 외부의 유해한 공기가 그 틈으로 들어와 상기 필터를 통하여 여과되지 않고 상기 마스크 본체의 내부로 흘러 들어가는 위험성이 있었고, 초음파를 이용한 융착으로 상기 외부케이스와 내부케이스를 결합함에 있어 많은 비용이 드는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 종래기술에서의 여과기는 호흡중에 인체로부터 배출되는 공기에 포함된 수분이 흡수됨으로써, 필터내에 형성되는 기공(pore)를 막게 됨으로 공기의 유입률이 떨어지게 되어 호흡을 불편하게 하는 문제점을 가지게 된다.

그리고, 유리섬유재질로 제조된 필터에 있어서는 화학적 내성이 약하여 장기 사용 중에는 공기중에 포함된 염 또는 산에 의하여 부식됨으로써 여과기능을 수행하지 못함은 물론, 부식에 의하여 유리섬유가 입자 형상으로 분해됨으로써 인체에 흡입되는 되는 경우 인체에 유해를 끼칠 수 있는 문제점을 가지게 된다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기공(pore)이 작아 유해물질의 포집능력을 향상시키고, 불친수성 및 저마찰계수를 가지는 제질로 제조되어 수분 흡수율이 감소되며, 공기의 흐름에 대한 마찰이 작아 유입되는 공기가 원활히 통과됨으로서 호흡을 원활히 할 수 있도록 하며, 또한, 생물학적 및 화학적으로 강한 내성을 가짐으로써 장기 사용중에도 필터체 자체의 생물학적/화학적 분해가 발생되지 않아 그 사용 수명을 현저히 증가시킴은 물론, 필터가 입자상으로 분해되지 않기 때문에 필터 입자 자체가 인체에 미치는 유해영향을 최소로 한 여과필터가 내장된 여과기를 가지는 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 마스크용 여과기를 나타내는 단면도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 여과기를 가지는 마스크의 정면도.

도 3은 상기 도2의 구조를 나타내는 분해사시도.

도 4는 상기 도2 및 도3의 여과기의 단면도.

도5는 본 고안에 적용된 필터원단부재의 단면도.

도6은 상기 필터원단부재 중 피티에프이(ptfe) 재질로 제조된 제1필터층과 유리섬유재질로 제조된 일반적인 필터미디어의 확대도.

도7은 플루오르화수소산을 포함하는 대기중에서 제1필터층과 유리섬유재질의 일반적인 필터미디어의 조직변화 상태를 나타내는 확대도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 마스크 20: 내부케이스

20a: 공기유출구 30: 외부케이스

30a: 공기유입구 40: 필터

40a : 제1필터층 40b : 제2필터층

50: 실리콘 접착제 60: 항균방취필터

100 : 여과기

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안의 마스크는, 여과기가 부착된 마스크에 있어서, 상기 마스크에는 상기 여과기가 결합되는 구멍이 형성되며, 상기 여과기는 공기유출구가 형성되어 마스크 본체의 내부와 통하도록 상기 구멍의 주위의 마스크 원단이 끼워져 상기 마스크에 결합되는 내부케이스;와, 피티에프이(PTFE, polytetrafluoroethylene)로 제작된 제1필터층과 피이(PE) 또는 피이티(PET)로 제작되어 상기 제1필터층의 양면에 각각 부착되는 제2필터층을 가지는 필터원단부재가 주름모양을 형성하도록 다중 절첩 형성되어 상기 공기유출구를 덮으면서 상기 내부케이스의 내면에 결합된 여과필터;와 공기유입구가 형성되고 상기 필터를 밀봉하도록 내부케이스와 결합되는 외부케이스;로 구성되는 여과기를 포함한다.

본 고안의 바람직한 특징에 따른 상기 여과필터는 상기 내부케이스의 내면에 실리콘 접착제로 결합된다.

또한, 본 고안의 상기 여과기는 상기 외부케이스의 내부에 폴리우레탄계 탄성섬유로 제조된 항균방취필터;를 더 포함한다.

본 고안의 바람직한 특징에 따른, 상기 내부케이스와 외부케이스는 서로 분리 가능하도록 결합된다.

이하, 본 고안에 따른 마스크의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 마스크의 정면도이고, 도 2의 마스크의 분해사시도이며, 도 2의 마스크의 단면도이고, 도5는 본 고안의 여과필터를 제조하기 위한 필터원단부재의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 마스크는, 구멍을 가지는 마스크 본체(10);와 공기유출구(20a)가 형성되어 마스크 본체(10)의 내부와 통하는 내부케이스(20)와, 상기 내부케이스(20)에 끼움 형식으로 분리 가능하도록 결합되고 공기유입구(30a)가 형성된 외부케이스(30)와, 상기 공기유출구(20a)를 덮으면서 상기 내부케이스(20)의 내면에 실리콘 접착제(50)로 결합된 여과필터(40)와, 상기 외부케이스(30)의 내부에 폴리우레탄계 탄성섬유로 제조된 항균방취필터(60)로 구성되는 여과기(100);를 포함한다. 도 2의 도면부호 70은 고안의 목적에서 설명한 배기밸브이다.

상기 여과필터(40)는 도5에서와 같이, 중앙에 피티에프이(PTFE,polytetrafluorethylene)로 제조된 제1필터층(40a)이 위치되고, 제1필터층(40a)의 양측면에 피이(PE,polyethylene), 또는 피이티(PET, polyester)로 제조된 제2필터층(40b)이 부착된 필터원단부재가 도3의 여과필터(40)와 같이 주름을 가지도록 다중절첩 형성되며, 실리콘에 의하여 그 형상이 유지되도록 고정되며, 또한 상기 내부케이스에 실리콘에 의해 부착되게 된다.

상기 외부케이스(30)의 외부에 존재하는 인체에 유해한 공기는, 상기 공기유입구(30a)를 통하여 상기 외부케이스(30)의 내부로 유입된 후 상기 항균방취필터(60)를 통하여 유해균과 악취가 제거되고 상기 여과필터(40)를 통하여 유해분진 및 유독성분이 여과되어 상기 공기유출구(20a)를 통하여 상기 마스크 본체(10)의 내부로 들어간다.

이때, 상기 실리콘 접착제(50)가 상기 여과필터(40)를 틈 없이 상기 내부케이스(20)에 결합시키므로 상기 공기는 빠짐없이 모두 상기 필터를 통하여 여과된다.

본 고안의 일 실시예에서 사용된 상기 실리콘 접착제(50)는, 실온에서는 비유동성이나 고온 예를 들면 50℃ 내지 200℃에서 유동 상태로 전환되는 핫-멜트 실리콘 접착제로서 열 안정성, 우수한 내습성, 뛰어난 가요성, 높은 이온 순도, 낮은 알파 입자 발산기능 및 각종 기재에 대한 우수한 접착성을 가지고 있다. 따라서, 상기 실리콘 접착제(50)는 사용자의 입에서 나오는 습기를 흡수하므로 상기 여과필터(40)의 여과성능을 유지하고, 가요성을 가지므로 흔들림 등의 사용조건 하에서도 상기 여과필터(40)를 상기 내부케이스(20)에 틈 없이 견고하게 결합 고정한다.

아울러, 사용자가 숨을 들이쉬는 경우 상기 마스크 본체(10) 내부의 공압이 외부의 대기압 보다 낮아져 상기 여과필터(40)는 상기 내부케이스(20)에 더욱 더 밀착되어 틈을 형성하지 않으므로, 유해한 공기가 상기 마스크 본체(10) 내부로 들어가지 않는다.

종래의 기술에 비하여 본 고안의 일 실시예가 가지는 다른 장점으로서, 상기 외부케이스(30)와 내부케이스(20)가 서로 끼움 형식으로 결합되어 상기 외부케이스(30)와 내부케이스(20)의 사이에 틈이 생겨 상기 외부케이스(30) 외부의 공기가 그 틈으로 유입된다 하더라도 상기 공기는 모두 상기 내부케이스(20)에 결합된 상기 여과필터(40)에 여과된다. 나아가 상기 외부케이스(30)와 내부케이스(20)는 분리 가능한 끼움 형식으로 결합되어 사용자가 작업환경에 따라 선택적으로 상기 항균방취필터(60)를 사용할 수 있도록 하고, 종래의 초음파 융착에 의한 결합방식에 비하여 제작이 용이하다.

또한, 본 고안의 여과필터를 제조하기 위한 필터원단부재에 사용되는 피티에프이(PTFE)는 불친수성, 생물/화학적 내성을 가지며, 또한, 합성섬유중 가장 작은 마찰계수(정마찰계수=0.1758*(하중)*(0.5))를 갖는 특성을 가진다. 그리고, 도6에 도시된 바와 같이 피티에프이 재질의 제1필터층(40a)(도6 a도면)은 섬유조직내에 포함되는 기공(pore)이 매우 작고 균일하기 때문에 포집능력이 월등히 향상된다. 이러한 특징은 일반 유리섬유재질로 구성된 필터부재를 나타내는 도6 b도면과 비교하면 더욱 명확해 진다.

상술한 피티에프이로 제조된 필터원단부재는 피티에프이가 가지는 물성적 특성으로 인해 다른 유리섬유 등의 다른 물질로 제조된 합성섬유형의 필터원단에 필터로서의 현저한 장점을 가진다.

즉, 상술한 피티에프이로 제조된 필터원단부재로 성형되는 제1필터층(40a)은, 피티에프이 재질이 가지는 저마찰계수로 인해 공기의 흐름이 방해되지 않아 다른 합성섬유물질보다 공기의 유입을 용이하게 한다. 또한, 피티에프이의 불친수성의 특성은 사용 도중에 인체로부터 호흡기를 통해 배출되는 수분이 흡착되는 것을 방지함으로써, 습기에 의해 필터의 기공이 막히는 것을 방지하여 공기의 유입이 방해되는 것을 현저히 줄일 수 있게 하는 장점을 가진다. 즉, 피티에프이의 저마찰계수 특성 및 불친수 성은 공기의 유입을 원활히 함으로써 사용자가 마스크 착용시의 호흡의 곤란함을 현저히 줄일 수 있도록 하는 장점을 가진다. 그리고 불친수성은 물에 의한 세척을 용이하게 함으로써 재사용성을 향상시킨다.

상술한 피티에프이로 제조된 제1필터층(40a)은, 또한, 피티에프이(PTFE)가 가지는 생물학적/화학적인 불활성, 및, 광범위한 화학적인 내성을 가지는 특성으로 인해 강 용매, 산/염기 및 기타 화확물질에 대하여 조직의 파괴 및 변형이 거의 발생하지 않게된다. 도7은 피티에프이 재질의 제1필터층(40a)의 화학적 안정성을 보여주기 위한 도면으로서, 플루오르화수소산(hydrofluoric acid)을 포함하는 대기 중에 본 고안의 제1필터층(40a)을 이루는 원단부재(도6 a 및 도7 a 도면)와 일반적인 유리섬유 재질로 구성된 원단부재(도6 b 및 도7 b 도면)를 장기간 노출시켜 섬유조직의 파괴 정도를 비교하기 위한 도면이다. 도6의 도면과 비교할 때 도7의 제1필터층(도7 a)은 거의 변화가 발생되지 않고 초기 상태를 유지하는 반면, 일반 유리섬유재질로 제조된 원단부재(도7 b)의 경우에는 화학작용에 의한 파손에 의하여 조직의 결합이 느슨해지고, 기공의 크기가 확대된 것을 알 수 있다.

상술한 바의 피티에프이의 생물/화학적인 내성은 불친수성에 의한 세척에 의한 재사용성과 함께 필터의 수명을 현저히 연장시킬 수 있도록 하는 요인이 된다.

또한, 일반적인 유리섬유재질로 제조된 원단이 화학물질에 장기 노출되는 유리섬유가 입자상으로 분해됨으로써 기공의 크기가 증가하게 되고 이로인해 유해물질의 포집능력을 상실하게 되며, 입자상을 분해된 유리섬유입자는 호흡 중에 인체내로 유입되어 인체에 유해한 영향을 끼치는 원인으로 작용하게 된다. 그러나, 상술한 피티에프이(PTFE)로 제조된 필터원단부재로 성형된 필터부재는 상술한 바와 같이 생물학적/화학적 불활성을 가지기 때문에 장기 사용 중에도 입자상으로 분해되는 양이 현저히 적어 인체에 미치는 유해성이 일반 유리섬유재질의 필터부재 등 생물/화학적 내성이 피티에프이보다 낮은 재질로 이루어진 합성섬유로 된 필터 원단부재가 인체에 미치는 유해성에 비하면 거의 인체에는 유해한 영향을 미치지 않게 하는 장점을 가지는 것이다.

이상에서 본 고안이 바람직한 실시예를 통해 설명되었으나, 본 고안은 이에한정되지 아니하고 청구범위에 기재된 사항으로부터 당업자라면 여러 가지 응용과 변형이 가능할 것이다. 특히 본 고안의 일 실시예에서 본 고안의 마스크용 여과기가 상기 마스크 본체(10)의 좌·우측에 두 개로 결합되어 있으나 중간에 하나 또는 복수 개로 결합될 수 있음은 본 고안의 당업자에게 자명하다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 고안의 마스크는, 강한 내 생물/화학적 특성에 의하여 장기 사용에도 그 파손되지 않음으로써 유해물질에 대한 여과능력이 상실되지 않도록 하며, 또한, 불친수성을 가짐으로써 물세척에 의한 재사용성을 증가시킴으로써 상기 내 생물/화학적 특성과 함께 마스크의 수명을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 고안의 마스크는 종래기술에서의 유리섬유재질로 이루어지는 필터가 가지는 인체의 유해성이 발생되는 문제를 해결하는 효과를 제공한다.

또한 본 고안의 마스크는 적은 기공을 가지도록 구성됨으로써 유해물질에 의한 포집능력 이 종래의 어느 합성섬유재질보다 우수한 특성을 가지게 되어 유해물질에 대한 여과능력을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 고안의 마스크는 그 자체의 저마찰계수 특성에 의하여 공기의 유입을 방해하지 않도록 함으로써 사용자의 호흡을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 여과기가 부착된 마스크에 있어서, 상기 여과기는,

   공기유출구가 형성되어 마스크 본체의 내부와 통하도록 상기 마스크에 부착되는 내부케이스와, 피티에프이로 제작된 제1필터층과 상기 제1필터층의 양면에 각각 부착되는 제2필터층을 가지는 필터원단부재가 주름모양을 형성하도록 다중 절첩 형성되어 상기 공기유출구를 덮으면서 상기 내부케이스의 내면에 결합되는 여과필터와, 공기유입구가 형성되어 있으며 상기 여과필터를 밀봉하도록 상기 내부케이스에 결합되는 외부케이스로 구성된 것을 특징으로 하는 여과기를 가지는 마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2필터층은 피이(PE) 또는 피이티(PET)로 제작된 것을 특징으로 하는 여과기를 가지는 마스크.
3. 제1항에 있어서,

   상기 여과필터는 상기 내부케이스의 내면에 핫멜트로 부착되는 것을 특징으로 하는 여과기를 가지는 마스크.
4. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 외부케이스의 내부에 폴리우레탄계 탄성섬유로 제조된 항균방취필터를더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 여과기를 가지는 마스크.
5. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내부케이스와 외부케이스가 서로 분리 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 여과기를 가지는 마스크.