KR20040049301A - 긴급대피용 간이마스크의 제조 - Google Patents

Abstract

화재, 폭발, 가스누출, 테러, 악취발생 등의 위급한 경우에 당황한 사람들은 호흡이 3배 이상 빨라지며 들이마시지 않아야 할 가스나 연기, 증기 등을 더욱 많이 들이마시게 되며 이로 인하여 혼절하거나 급작스런 고통에 당황하여 적절하게 대피하지 못하며, 다행히 대피하였더라도 대피 중에 흡입된 유독 물질로 인하여 신체손상을 입을 수 있다.

흔히 화재 시 물에 적신 수건으로 코와 입을 막고 대피하는 방법이 일반인들에게 알려져 있으나 급히 탈출해야 하는 임의의 상황에서 물수건을 구하기도 어렵고, 현재 긴급한 상황에서 사용되고 있는 보호장구나 장비는 고가이며 부피가 커서 일반인이 구입하거나 대중건물에 필요한 양만큼 비치하기에 물리적 경제적으로 한계가 있다.

본 발명은 이러한 난점을 해결하기 위해 방진, 방연, 방독의 기능을 갖춘 섬유상 부직포 또는 직포를 이용하여 의료용 섬유마스크의 형태의 마스크를 만들어 배기구를 장착시키고, 마스크 둘레에 점착테이프를 부착하여 쉽고 빠르게 착용이 가능하며, 제작가격이 저렴하고 부피가 작아 대량비치가 용이한 긴급대피용 간이마스크를 제작하는데 목적이 있다.

Description

긴급대피용 간이마스크의 제조{Method of manufacture for Emergency Shunt Mask}

화제나 폭발 등 긴급상황 발생시 유독물질의 인체흡입을 저지하여 실신하거나 치명적인 인체손상을 입지 않고 비상탈출을 도와주는 긴급대피용 간이마스크를 제조하여 인명구조에 사용함을 목적으로 한다.

1. 방진, 방연, 방독기능의 마스크외형

현재 산업용으로 얇은 부직포를 여러 겹 겹쳐 제작하여 분진의 흡입을 저지하거나, 이 부직포에 활성탄을 도포시켜 분진과 유독 기체의 흡입을 약간 걸러내는 제품이 있다. 이들 제품들은 머리의 후두부 아래와 위에 걸치는 끈을 두개 달고 있는데, 제품의 특성상 일반인이 쉽게 접하지 않는 물건이므로 각각의 끈을 양 귀에 걸치는 것으로 착각하기 쉽고(마치 안경처럼), 착용시 피부와 직접 닿는 부분은 굴곡이 심한 안면부의 특성상 접촉성이 떨어져 이틈을 통해 유독가스나 분진이 새어 들어와 착용 후 미세분진이 코나 입가에 많이 부착되어 있음을 쉽게 확인할 수 있어 이의 개선이 필요하다.

한편 간이마스크도 원형의 두께가 6센티미터 이상이고 재질이 단단하여 접거나 구부리기 어려워 휴대가 불편하다. 또한 간이휴대용이 아닌 방독 및 방연목적의 마스크는 군사 작전시 군인들이 착용하는 것과 유사하여 평상시에 소지하거나 비치하기도 쉽지 않다.

2. 방진, 방독, 방연 목적의 안면여과필터 및 정화통

대부분 분말활성탄을 얇은 부직포에 부착시키거나 부직포사이에 도포한 것으로 활성탄층이 너무 얇거나 활성탄입자와 입자사이의 공극이 커서 흡착효율이 떨어지고, 활성탄을 부직포에 부착/도포하는 과정에 유기화합물이나 접착물질을 사용하므로 유독물질을 흡착해야할 활성탄에 이러한 화학물질이 이미 부착되어 있으므로 본래 활성탄의 흡착기능을 저하시킨다. 고급마스크는 부착원통형의 정화통에 활성탄이나 과망간산칼륨을 충진 시키는 데 비교적 저농도에는 효과가 있으나 연기나 가스가 상당량 차 있거나 미립자가 고농도로 존재하는 실내에서는 정화통 안에 충전되어있는 5∼6센티 두께의 활성탄층의 효율이 크게 저하된다. 또한 호흡공기의 흡입을 위한 외부기체와의 접촉면적이 정화통의 면적(지름이 8센티일 때 약 50 제품센티미터)에 의해 제한된다. 따라서 흡착기능이 빠르게 소멸된다. 한편 대부분의 유해한 기체는 물에 녹아들어 가는데 수분을 일정분 함유된 정화통은 아직까지 제작되지 않고 있다.

1. 유해가스, 연기, 분진의 방어기능

여러 종류의 유해가스가 물에 녹아 흡수된다. 마스크의 밖에서 안면부와 닿는 안쪽으로 향하여 첫째, 가장 바깥쪽에는 분진제거용 단순부직포로서 한겹 내지 여러 겹으로 구성될 수 있으며, 두 번째는 tridecan polyethylen oxid 3～50 mole 부가물, dimethylen stearyle 4급 amine 염을 각각 같은 양으로 0.01～5% 수용액의 기체흡착수용성 액체를 제조하여 섬유상이 미세하게 엉겨있는 펠트 부직포에 도포하여 이를 마스크 안면부의 필터로 사용한다. 외부유해기체가 이 섬유상 포를 통과할 때 이에 흡착되어 장기간 머물게 된다. 세 번째 활성탄소과 제올라이트를 도포한 부직포나 직포로 제3의 필터를 만들어 1～2차 필터를 통과한 유해가스와 연기 등을 다시 흡착하여 이들을 상당히 감소시키고, 마지막으로 안면부에 닿는 부분은 미세한 구멍을 가진 부직포나 직포를 잇대어 마스크의 필터를 완성한다. 한편 마스크의 코와 닿지 않는 측면에 배기전용의 배기용 코틀막을 달아 내뿜는 공기가 원활하게 밖으로 배출되도록 한다.

2. 마스크 착용기능의 향상 형태

현재의 방진용마스크는 착용시 안면부와 마스크 사이의 부분이 밀폐성이 떨어져 그 틈 사이로 연기나 분진 등이 여과없이 통과되어 인체에 흡입되기 쉽다. 본 발명품은 이 부분을 점착처리하여 기밀성을 향상시키고, 급박한 상황에서 빠르고 쉽게 착용할 수 있도록, 귀걸이용끈이나 머리끈을 사용하지 않고, 접착부분의 보호용 종이 또는 수지를 제거한 수 마스크를 착용하면서 안면부 접착부분을 손으로 누르기만 하기에 빠른 시간내에 착용이 가능하다.

도1은 정면도로 배기구 3)이 달린 분진마스크 형태로 마스크를 제조하고, 안면접촉부분에 점착부 4)를 형성하고 여기에 이형이 가능한 종이로 보호막을 붙였다가 착용시 보호막을 제거하고 안면에 부착하고 점착부위를 눌러 접착하면 점착부 4)와 안면부가 기밀하게 접착하여 외부 공기가 틈새로 새어 들어오는 것을 방지하는 긴급대피용 간이마스크로서, 유해가스나 분진을 차단하는 필터는,도2는 측면도로, 분진제거용 부직포로 만든 1차 필터 1), 수용성가스 제거용 2차 필터 2), 활성탄소로 만든 3차 필터 3), 미세한 구멍의 4차필터 4)를 차례로 이어붙인 필터를 사용하여 유해가스와 분진을 차단 내지 제거한다.

1. 필터부분

본 마스크는 총 4개의 섬유포막군으로 형성된다. 외부 공기와 직접 닿는 바깥에서 안면부쪽으로 이동하는 순서로 가장 바깥쪽은 분진제거용 단순 부직포로서 한 겹 내지는 여러 겹으로 구성될 수 있으며 (A1,A2.A3..이라 칭함.) 다음이 분진, 또는 수용성 가스제거용 섬유막으로서 수용액을 함유하는 층으로서 한 겹에서 여러 겹 사이로 부착하며(B1,B2,B3....이라 칭함) 이는 수용액의 성분이 물 10%～60%함유하고 유해가스에 대하여 용해성능을 가지고 있는 다당류또는 다가알콜류(글리세린, 폴리프로필렌글리콜 등)를 30% ～ 60%와 이온성, 양쪽이온성, 비이온성 계면활성제를 0.1% ～ 10% 사용한 수용액을 제조하여 침적시키고 이 수용액의 증발방지를 위하여 장원기에 등록되어있는 보습제를 사용할 수 있다.

다음 구성층은 활성탄소로 만들어진 부직포나 직포, 또는 활성탄소를 도포시킨 직포나 부직포, 제올라이트를 도포시킨 직포나 부직포를 한 겹에서 여러겹(C1,C2,C3..라 칭함.)을 부착하여 유기가스를 더 흡착시킨다.

다음 안면부 쪽에 부드럽고 미세한 구멍을 가진 부직포나 직포를 한겹에서 여러겹으로 부착시켜(D1,D2,D3...) 이 마스크의 필터부분을 완성한다.

2. 마스크의 형태

안면부 밀착효과를 높이기 위하여 사용되는 접착제는 피부 트러블이 적은 유기용제가 아닌 수용성접착제(PVA, 카제인등)을 적절히 혼합하여 사용하며 후두부에 두를 수 있는 머리띠는 탄력고무줄로서 양쪽을 고정하거나 한쪽을 고정하는 경우에는 걸쇠부분을 섬유질접착(일명칙칙이)또는 고리를 달아 필요한 경우에 고정토록 하는 것이고, 보관 시에는 접착제에 이형효과가 있는 종이 또는 섬유에 본 마스크의 접착부를 부착시켜 보관하였다가 필요시에 떼어내어 사용토록 한다. 한편 마스크의 중앙에서 한쪽으로 치우친 부분에 배기용 코틀막을 설치한 배기전용의 배기구를 달아 들이마실 때는 닫혀서 기체의 출입을 못하게 하고 배기시에는 이 부분을 통하여 배기기체를 방출토록 하여 호흡을 원활하게 하고, 들이쉬는 기체만이 여과 필터를 통과를 하도록 고안되었다. 마스크 필터의 대부분의 면적이 공기흡입에 이용되도록 하는 것이다. 따라서 본 마스크의 흡입용 공기접촉면적은 마스크의 면적에서 배기용 코틀막의 면적을 뺀 부분으로 유해가스나 분진의 흡착효과가 크게 향상되며 호흡이 원활해진다. 예로 들면 가로 12센티미터 x 세로 14신티미터=넓이 168제곱센티미터에서 배기부분 8센티를 뺀 약 160제곱센티미터가 외부 공기 흡입면적에 해당 된다.

1. 화재. 테러, 화산폭발, 가스폭발 및 누출 등의 긴급상황 발생시 공기중으로 분산된 가스나 연기를 소량 또는 한두 번의 호흡으로 흡입하면서 의식을 잃어 탈출의 기회를 놓치거나 신체에 치명적인 손상을 입는 경우가 많다. 건물화재의 경우 화상에 의한 사망보다 내부에서 발생한 연기에 의한 질식사가 대부분을 차지한다.

따라서 위급상황에서 본 발명품인 대피마스크를 간편하게 착용함으로서 연기 및 가스흡입을 대부분 경감시키므로 건물 밖으로 탈출에 필요한 시간과 기회를 확보하거나 신체손상을 감소, 또는 방지할 수 있다.

2. 현재 사용되는 마스크의 종류는 분진, 미스트용 마스크가 있으며 작업용으로서 수백 마이크로 이상의 분진이나 미스트에 효과가 있다. 이 마스크들은 두개의 머리장착용 끈으로 착용하게 되어 있으나 얼굴에 굴곡이 심한 편이므로 틈새로 유해물질이 새어 들어올 가능성이 크다. 또한 평소 착용교육이 되어 있지 않은 일반인들이 이 마스크를 접하면 두개의 끈을 각각 양쪽 귀에(마치 의료용 마스크를 착용하는 것처럼) 걸치기 쉽다.

반면에 본 대피마스크는 안면부에 의료용 반창고처럼 점착제로 처리하여 위급 시 종이 테이프를 제거하고 얼굴부위에 가져다 눌러주면 접착착용이 되며 착용 후 기밀성이 좋으므로 양손이 자유로워진다. 위급한 상황에서 기존의 마스크는 어린아이에게 먼저 착용해주다 보면 정작 성인은 착용할 기회마저 놓치기 십상이다. 점착처리 된 부분은 얼굴의 굴곡진 부분에 잘 밀착되고 밀착성을 한 단계 더 높이기 위해 한 줄의 머리띠를 설치하여 접착제부위가 약할 경우 마스크가 얼굴로부터 이탈할 경우를 방지하며 양귀에 걸 수 없는 한 줄의 탄력성머리띠를 부착시켜 누가보아도 머리에 두르기 위한 끈이라는 것을 쉽게 인지토록 하였다

3. 현재 위에 기술한 목적으로 위급시 착용하는 마스크로서 방독마스크 또는 방진마스크가 있으나 시중에서 판매되는 것은 휴대용이라도 부피가 크고 가격이 3～5만원 이상의 고가이며, 일반인이 착용할 때는 미리 착용교육을 받아야 할 정도로 구조와 착용 방법이 까다롭다. 또한 위험지역에 대량 비치해놓기 편리하도록 만들어진 것이나 휴대가 간편하거나 핸드백에 부담 없이 가지고 다닐 정도의 크기로 만들어 진 것은 없다. 그러나 본 발명품은 개인용 한개가 보통방독면의 10～20%수준의 가격에서 판매가 가능하므로 유흥장이나 가정에서 대량구매 및 비치에 용이하며, 일반 의료용 마스크 두 세겹을 합친 정도의 부피이므로 휴대나 비치가 간편한 것이다.

4. 연기나 가스의 흡입방지효과로서는 현재의 간편한 방독면은 홉입구에 장착된 두께2센티직경8센티의 정화통안에 활성탄을 가득 채운 유기가스용이 있으며 저 농도인 경우에만 효과가 있고 흡입공기가 2센티의 층을 통과하기에 때문에 공기흡입이 원활치 못하다.

그러나 본 발명품은 대부분의 유독가스가 물에 녹을 수 있는 것을 감안하여 수분 함유된 0.01내지는 0.5밀리미터의2차 필터를 통하여 입자가 거대한 연기를 상당부분 걸러내고 다음으로 0.5밀리미터 내지 3밀리미터의 탄소섬유층 1내지 3개의 유기가스흡착층을 통과하므로 공기 흡입시 압력이 크게 저하되어 흡입 하는데 원활하고 배기가스는 일반 방독면처럼 배기구를 통하여 배출되므로 호흡이 수월한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 시중의 배기전용 배기구를 장착한 방진마스크의 내부 가장자리 즉 안면접촉부분에 0.1～1cm의 너비로 점착제를 도포하여 점착처리를 한 후, 점착처리한 부분과 같은 너비 혹은 2～5배의 크기로 점착부분 보호 종이를 부착시키고, 마스크 착용 시, 마치 파스를 사용하듯이, 점착부 보호막을 떼어내면 마스크의 내부 가장자리의 점착제 처리부분이 드러나게 되어 이 점착성 물질이 안면부에 점착되어 마스크와 안면부의 틈새를 막는 동시에 마스크 착용을 위한 귀걸이용 띠나 머리띠가 없어도 마스크 착용이 가능토록 하는 구조로 된 긴급대피용 간이마스크의 제조
2. 마스크를 착용하고 안면부를 통해 마스크 내부로 들어오는 연기나 유해가스를 감소시킬 목적으로 폴리옥시에치렌을 3～5mol을 부가시킨 tridecan polyethylen oxid 류의 비이온 계면활성제와 dimethylen stearyle amide 4급 염류 등으로 0.01～5%dml 수용액을 만들어 부직포 또는 조직포에 흡수시켜 이섬유포를 1겹 내지 3겹으로 마스크의 안면부 필터로 탄소섬유와 함께 마스크 안면부에 사용하는 구조로 된 긴급대피용 간이 마스크의 제조