KR20150115589A - 호흡이 원활한 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호흡이 원활한 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 착용시 원활한 호흡이 가능하면서도 기밀을 유지할 수 있어서 미세한 미세 먼지나 중금속을 효과적으로 제거함으로써 인체의 건강을 증진시킬 수 있고 사용이 편리한 호흡이 원활한 마스크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크는 마스크에 있어서, 공기가 유입 및 배출되는 마스크패드; 날숨이 배기되도록 상기 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀; 및 상기 날숨배출홀에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 날숨 시에 날숨배출구가 개방되어 날숨이 원활하게 배기되고 들숨 시에 날숨배출구가 밀폐되므로 미세 먼지의 유입을 차단하면서도 호흡을 원활하게 수행할 수 있다. 이에 따라, 마스크패드가 두껍거나 여과필터를 다 겹으로 설치하더라도 호흡이 원활하여 사용상에 편의성이 향상되고, 숨공기가 마스크의 상부로 올라가는 현상을 차단할 수 있어서 보행중이나 운동중에 안경 등에 발생되는 김서림 현상을 방지할 수 있다.

Description

호흡이 원활한 마스크{MASK WITH SMOOTH BREATHING FUNCTION}

본 발명은 호흡이 원활한 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 착용시 원활한 호흡이 가능하면서도 기밀을 유지할 수 있어서 미세한 미세 먼지나 중금속을 효과적으로 제거함으로써 인체의 건강을 증진시킬 수 있고 사용이 편리한 호흡이 원활한 마스크에 관한 것이다.

일반적으로, 황사는 중국이나 몽골 등과 같은 지역에서 발원하는 미세먼지로서 주로 규소와, 철, 망간, 알루미늄 등이 토양성분으로 구성되어 있었으나, 중국의 산업화로 근래에는 납, 카드뮴 등과 같은 중금속이나 다이옥신과 같은 유해 화학물질이 다량 함유함에 따라 그 폐해와 심각성이 날로 커지고 있는 실정에 있다.

황사에 포함된 대표적 중금속 농도는 일반 공기에 비해 2 ～ 15배 이상 높고, 납은 13배, 카드뮴은 14배, 크롬은 21배나 많은 것으며, 납 성분은 신경과 근육을 마비시키고, 카드뮴은 폐암을 일으킬 뿐만 아니라 크롬은 신장질환과 기관지염의 위험을 높이는 것으로 알려져 있다.

그리고, 황사에 포함된 극미세 먼지는 인체에 미치는 악영향이 더욱 심각하여 코와 기관지 등 호흡기 방어막을 통과해 폐에 축적되거나 혈관은 물론 신장·간까지 직접 침투하고 폐포가 망가진 만성폐쇄성 호흡기질환자(COPD)나 천식 환자에겐 치명적이다.

근래에 발표된 논문에 따르면 0.1㎛ 이하의 극세 먼지는 실핏줄을 타고 직접 혈관내로 들어가 혈액을 뭉치게 해 혈액순환을 방해하고, 미세먼지의 농도가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 심혈관 질환의 발병률이 24％ 높아지고, 이중 심혈관질환으로 사망할 확률 또한 76％씩 증가하는 것으로 알려져 있다.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 다양한 마스크가 제안되어 있다.

예컨대, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0282997호(등록일자:2002.07.10)에는 도1에 도시된 바와 같이 외피 사이에 에어컨 등에 사용되는 항균필터인 헤파필터를 삽입한 것으로, 헤파필터는 미세한 먼지는 물론 세균까지도 걸러내는 기능을 가지고 있어서 확대된 부분과 같이 헤파필터를 여러 번 접어서 표면적을 외피보다 1.5배 이상 넓게 한 것이다.

전술한 종래 마스크는 2겹의 외피 사이에 헤파필터가 내장되어 미세먼지를 여과하는 기능을 향상시킬 수는 있지만, 마스크가 2겹의 외피와 여러번 접힌 헤파필터로 이루어진 다겹 구조이므로 호흡시 외부 공기의 흡인이 어렵고 내부 공기의 외부 배출은 더욱 어려워 호흡이 곤란한 단점이 있다.

이로 인해, 보행중이나 운동중에는 숨공기가 마스크의 상부로 올라가기 때문에 기온이 낮은 동절기에는 공기의 상승현상으로 인해 안경 착용자는 김서림 현상이 발생되므로 보행 또는 각종 업무수행에 상당한 장애 요인이 되었다.

그리고, 날숨 압력으로 인해 외피와 얼굴의 안면 사이에 틈새가 발생되므로 외부의 황사나 납, 카드뮴 등과 같은 미세한 중금속 먼지 등이 유입되어 인체에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 착용시 원활한 호흡이 가능하면서도 기밀을 유지할 수 있어서 미세한 미세 먼지나 중금속을 효과적으로 제거함으로써 인체의 건강을 증진시킬 수 있고 사용상에 편의성이 향상되도록 한 호흡이 원활한 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크는 마스크에 있어서, 공기가 유입 및 배출되는 마스크패드; 날숨이 배기되도록 상기 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀; 및 상기 날숨배출홀에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 날숨배출구는, 상기 날숨배출홀 부위에 고정되고 연통홀이 형성된 고정부; 및 날숨시에 상기 연통홀이 개방되고 들숨시에 상기 연통홀이 밀폐되도록 상기 고정부에 형성되는 개폐부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 개폐부는 탄성 시트가 연결힌지를 갖도록 절개되어 중앙 부분에 상기 개폐부로 형성되고, 상기 고정부는 상기 탄성 시트의 가장자리 부분인 상기 개폐부의 둘레 부분에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 구비하고, 상기 캡부재는 상방으로 돌출되는 돌출부를 구비하되, 상기 돌출부의 돌출 높이는 그 내부에 위치한 상기 개폐부의 최대 개방 각도가 90도를 넘지않도록 스토퍼의 기능을 수행하는 높이로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크는 원통 형상의 변형부와, 상기 고정부가 안착되도록 상기 변형부의 일단에 일체로 연장되는 프랜지부로 형성된 날숨배출구 고정부재; 및 상기 변형부에 끼워지고 상기 변형부의 변형시에 상기 마스크패드에 압박, 고정되는 고정링를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 날숨배출구는 상기 날숨배출홀의 외측에 이동 가능하게 배치되는 개폐막으로 구성되고, 상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날숨배출구는 끼움공이 형성된 개폐막으로 구성되고, 지지몸체에 상기 개폐막이 삽입되는 가이드돌기가 돌출된 날숨배출구 고정부재와, 상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마스크패드의 가장자리 부분으로 날숨이 이동되지 않도록 상기 마스크패드의 내면에 형성되는 날숨안내커튼부재를 포함하고, 상기 날숨배출구는 상기 날숨안내커튼부재에 의해 구획되는 공간부와 연통되게 설치될 수 있다.

한편, 상기 마스크패드 내측으로 유입되는 미세 먼지를 걸러내는 정전기발생장치를 포함하고, 상기 정전기발생장치는 정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈; 및 상기 정전기발생모듈로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 방전전극에 대향되게 배치되는 가속전극을 포함하고, 상기 방전전극은 상기 마스크패드의 내측에 배치되고, 상기 가속전극은 상기 마스크패드의 외측에 배치될 수 있다.

상기 마스크패드는 상기 인체의 착용부위와 대응하여 배치되는 메인패드와, 상기 메인패드의 외면에 탈부착되거나 상기 메인패드의 내부에 수용되는 정전기모듈패드를 포함하고, 상기 방전전극은 상기 정전기모듈패드의 내측에 배치되고, 상기 가속전극은 상기 정전기모듈패드의 외측에 배치되거나, 상기 메인패드의 외측 표면에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 마스크패드는 개구부가 형성되고, 상기 정전기모듈패드는 개구부와 대응하는 형상으로 형성되어 내측에 설치되고 상기 방전전극이 배치된 방전패드와, 상기 방전패드의 외측에 배치된 집진패드를 포함할 수 있다.

상기 방전전극은 도전선으로 구성되고, 상기 도전선이 복수의 굴곡부를 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 도전선은 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 중에서 선택되는 어느 하나의 도전사를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 도전선은 상기 도전사의 내부 중심에 배치되는 중심사와, 상기 도전사의 외면에 엮어지거나 감김되는 외피사를 구비한 구조, 또는 상기 도전사가 외면에 엮어지거나 감겨지도록 상기 도전사의 내부 중심에 배치되는 중심사를 구비하되, 상기 중심사는 신축성 고분자사로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

상기 정전기발생모듈은 전원부, 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 특정 전압으로 변환하는 전압변환제어부, 상기 전압변환제어부로부터로 인가되는 전원을 정전기발생전위로 형성하여 상기 방전전극으로 인가하는 정전기발생전위형성부를 포함하여 구성할 수 있다.

그리고, 상기 전압변환제어부로부터로 인가되는 전원을 정전기제거전위로 형성하여 상기 방전전극으로 인가하는 정전기제거전위형성부를 더 포함할 수 있다.

상기 마스크패드는 발열작용을 수행하는 발열선이 배치될 수 있다.

상기 마스크패드는 위사 및 경사에 의해 면상으로 직조되는 내측 패드층; 상기 내측 패드층으로부터 이격공간을 갖도록 이격되고 위사 및 경사에 의해 면상으로 직조되는 외측 패드층; 및 상기 이격공간에 상기 내측 패드층 및 상기 외측 패드층 사이에 연결되도록 배치되는 다수의 연결사에 의해 형성되는 연결층으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 이격공간에는 충진물이 채워져 구성될 수 있다.

상기 방전전극에 의해 형성된 정전기장이 불필요하게 주변으로 대전되는 것을 방지하도록 상기 방전전극이 배치된 부위를 둘러싸도록 설치되는 정전기유지부재를 포함할 수 잇다.

그리고, 상기 마스크패드에 배치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 광을 조사하는 LED 광원을 구비하고, 상기 광섬유는 클래드층과 코어층으로 이루어지되, 상기 클래드층은 광의 조사를 위한 복수의 노치(notch)가 길이방향을 따라 형성된 것이 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크에 의하면, 날숨 시에 날숨배출구가 개방되어 날숨이 원활하게 배기되고 들숨 시에 날숨배출구가 밀폐되므로 미세 먼지의 유입을 차단하면서도 호흡을 원활하게 수행할 수 있다. 이에 따라, 마스크패드가 두껍거나 여과필터를 다 겹으로 설치하더라도 호흡이 원활하여 사용상에 편의성이 향상되고, 숨공기가 마스크의 상부로 올라가는 현상을 차단할 수 있어서 보행중이나 운동중에 안경 등에 발생되는 김서림 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크에 의하면, 인위적으로 양전위 및 음전위을 형성하여 미세 먼지를 제거하는 방식이므로 양전위를 띄고 있는 납, 카드뮴 등과 같은 미세한 중금속 먼지를 효과적으로 제거할 수 있어서 근래 사회문제로 심각하게 대두되고 있는 황사문제를 해결할 수 있다. 또한, 전기적인 방식으로 미세 먼지를 제거하는 방식이므로 마스크 외피나 필터에 의해 제거할 수 없었던 0.1㎛ 이하의 극세 먼지를 제거할 수 있어서 심혈관 질환을 예방할 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래 마스크를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 나타낸 사시도,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생장치의 일 예를 나타낸 개략적인 블럭 구성도,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생장치의 다른 예를 나타낸 개략적인 블럭 구성도,
도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생모듈을 나타낸 분리사시도,
도4a 및 도4b는 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 방전전극이나 가속전극으로 사용할 수 있는 도전선의 예들을 나타낸 도면,
도5a 내지 도5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도6a 내지 도6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면,
도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면,
도8a 및 도8b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도8b에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도8b에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 나타낸 사시도이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 공기의 유입 및 배출되는 마스크패드(1), 마스크패드(1)에 형성되는 날숨배출홀(7), 및 날숨배출홀(7)에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구(8)를 포함하여 구성된다.

여기서, 날숨배출홀(7)은 호흡시에 마스크패드(1)의 내면과 얼굴의 안면 사이에 채워지는 날숨을 외부로 배출하는 홀로서 도2에서는 코를 기준으로 양쪽 하방에 원형홀 형태로 형성되어 있지만, 날숨배출홀(7)의 형상, 크기, 수량 및 형성위치는 마스크패드(1)의 크기 및 형상이나 사용목적, 사용자의 연령 등에 따라 다양하게 변형하여 구성할 수 있다.

날숨배출구(8)는 날숨의 배기 동작시에 개방되고 들숨시에 닫힘 작동되는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 도2에 도시된 바와 같이 날숨배출구(8)는 고정부(81)와 개폐부(82)로 구성되어 있다.

고정부(81)는 날숨배출홀(7) 부위에 고정되는 부분으로 중심부에 연통홀(83)이 형성된 구성요소이고, 개폐부(82)는 날숨시에 연통홀(83)이 개방되고 들숨시에 연통홀이 밀폐시키는 부분으로서, 상기한 고정부(81)와 개폐부(82)는 일체로 형성되어 있다. 이때, 개폐부(82)는 개폐과정에서 연통홀(83)의 내측으로 인입되지 않도록 연통홀 보다 직경이 크거나 걸림돌부(미도시, 개폐부의 가장자리에 돌출되어 고정부에 걸려지는 돌출부를 의미함)가 형성된 구조로 형성되는 바람직하다.

그리고, 날숨배출구(8)는 얇은 실리콘 시트와 같은 탄성 시트를 이용하여 제작할 수 있는 것으로, 예컨대 도2의 확대부에 도시된 바와 같이 탄성 시트를 원형으로 절단한 얇은 시트의 중앙 부분을 원형으로 절개하여 고정부(81)를 형성하되 일측의 일부분을 미절개하여 연결힌지(821)를 갖는 개폐부(82)를 형성하는 방식으로 제작한다.

또한, 날숨배출구(8)는 고정부(81) 부분을 마스크패드(1)에 고주파 융착방식, 접착방식, 박음질 방식 등의 고정식으로 설치하거나, 고정부(81)의 면적을 증가시키고 그 저면에 벨크로 화스너와 같은 결착수단(미도시)을 마련하여 탈부착 방식으로 설치할 수 있다.

마스크패드(1)는 코나 입 부분을 가려서 보호하는 패드 형태의 부재로서, 마스크패드의 소재로 널리 사용되고 있는 직물지나 부직포 등에 의해 형성된다. 그리고, 마스크패드(1)는 미세 먼지를 효과적으로 여과할 수 있도록 제안되어 있는 다양한 직물지를 이용하여 사각형, 반구형, 타원형 등의 다양한 형상으로 형성할 수 있지만, 이하, 첨부된 도면에서는 마스크패드를 대략 사각형으로 형성한 것을 중심으로 설명한다.

아울러, 미세 먼지 제거용 마스크는 마스크패드(1)의 안착상태를 유지하기 위해 끈이나 신축성 밴드 등으로 형성된 패드고정부재(3)를 구비한다. 패드고정부재(3)는 벨크로 화스너를 구비한 밴드, 결속고리를 구비한 밴드 등으로도 구성할 수 있다.

그리고, 마스크패드(1)는 섬유사를 위사 및 경사로서 직기에 공급하여 직물지로 직조(여기서 직조는 제직과 편직을 포함하는 개념임)하되, 후술되는 바와 같이 방전전극(22) 및 가속전극(23)으로 구성되는 도전선(d)이 직물지의 직조시 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 함께 직조되어 배치된다.

또한, 마스크패드(1)는 부직포로 구성될 수 있다. 이 경우 도전선(d)은 부직포의 표면에 부착하는 방식, 자수방식으로 자수하여 배치하는 방식, 부직포의 내부에 매립하여 배치하는 방식으로 구성될 수 있는 것으로, 이에 대한 도면상 도시는 생략한다.

그리고, 마스크패드(1)의 직조에 이용되는 위사 및 경사는 후술되는 정전기발생장치(2)의 미작동시에도 정전기를 유발하여 미세 먼지를 걸러낼 수 있도록 자체적으로 정전기가 쉽게 발생되는 폴리올레핀 섬유사와 같은 정전기 유발 섬유사를 적용하는 것이 바람직하다.

그리고, 위사 및 경사는 미세 먼지의 여과효율이나 집진효율이 향상되도록 다수의 필라멘트사로 형성된 코어부의 외부로 다수의 기모(털)가 형성된 기모사(미도시)가 선택되어 적용될 수 있다.

또한, 위사 및 경사는 미세 먼지의 여과효율이나 집진효율이 우수한 극세사나 초극세사로 호칭되는 섬유사를 선택하여 직조하는 것이 바람직하다. 여기서, 극세사는 섬도(굵기)가 0.5 내지 0.05 데니어(denier)인 섬유사를 적용한다.

한편, 마스크패드(1)는 도2에 도시된 바와 같이 마스크패드가 안면에 밀착되도록 밀착력을 인가하는 기밀용 가압부재(1a)가 더 구비되어 있다. 예컨대, 기밀용 가압부재(1a)는 마스크패드의 내면이 안면에 밀착되도록 압박력을 인가하는 띠 형태를 갖는 탄성 밴드와 같은 부재를 마스크패드의 상측 가장자리 부분에 횡방향을 따라 배치하여 구성한다. 여기서, 탄성 밴드는 폴리우레탄 섬유사와 같은 신축성 고분자사를 이용하여 직조한 밴드, 고무 밴드 등이 선택되어 적용될 수 있다.

아울러, 마스크패드(1)는 가장자리 부분으로 날숨이 이동되지 않도록 날숨안내커튼부재(미도시)가 설치될 수 있다. 이 날숨안내커튼부재는 천과 같은 면상부재를 이용하여 코 부분과 입 부분을 감싸는 형태로 마스크패드의 내면에 설치하여 날숨이 마스크패드의 상부로 배출되지 않도록 하는 것이다.

이와 같이 날숨안내커튼부재가 마스크패드(1)의 내면에 설치되면 마스크패드의 상부로 날숨이 이동되지 않으므로 날숨배출구(8)는 날숨안내커튼부재에 의해 구획되는 공간부와 연통되도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기한 날숨안내커튼부재(미도시)가 마스크패드(1)의 내면에 구비되면, 날숨이 상방으로 이동되어 마스크패드의 상단 부분이 들어 올려지는 현상을 방지할 수 있고, 날숨안내커튼부재에 의해 구획된 공간부와 연통되게 날숨배출구(8)가 설치되어 있으므로 입을 통해 배출되는 날숨이 신속하게 배기되므로 기밀 특성을 보다 향상시킬 수 있으면서도 원활한 호흡이 가능하게 된다.

도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생장치의 일 예를 나타낸 개략적인 블럭 구성도이고, 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생장치의 다른 예를 나타낸 개략적인 블럭 구성도, 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에 적용할 수 있는 정전기발생모듈을 나타낸 분리사시도이다.

그리고, 첨부된 도면에서 방전전극(22)으로 구성되는 도전선(d)만을 두드러지게 과장하여 도시하고 섬유사의 도시는 생략하였지만 이는 발명의 이해를 돕기 위해 간략화하고 일부를 강조한 것으로 이해되어야 한다.

도2 내지 도3c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 마스크패드(1) 내측으로 유입되는 미세 먼지를 걸러내는 정전기발생장치(2)가 더 구성되어 있다.

정전기발생장치(2)는 정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈(21), 이 정전기발생모듈(21)로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극(22)을 구비한다.

여기서, 본 발명에 따른 정전기발생장치(1)는 마스크패드(1)를 정전기장의 인가시에 대전되는 재질인 폴리올레핀 등의 합성섬유사로 형성할 경우 마스크패드(1)가 대전체의 기능을 수행하므로 정전기발생모듈(21)과 방전전극(22)만 구비하여도 정전기가 발생되어 미세 먼지의 제거작용이 가능하지만, 본 실시예에서는 이하에 구체적으로 설명되는 바와 같이 보다 효과적인 집진작용을 수행하기 위해 가속전극(23)이 더 구비되어 있다.

상기 방전전극(22)은 마스크패드(1)의 내측에 배치되는 것으로, 전류의 통전이 가능한 도전선(d)으로 구성된다. 그리고, 방전전극(21)은 부유 먼지, 중금속 입자 등의 미세 먼지가 양(+)전위를 띄는 점을 고려하여 집진 부위에서 음(-)전위를 띄는 정전기발생전위(즉, 고압의 (음)전위)가 형성되도록 정전기발생모듈(21)로부터 음(-) 전위의 정전기발생전위를 인가받도록 되어 있다.

상기 가속전극(23)은 방전전극(22)에 대향되게 마스크패드(1)의 외측에 배치되는 것으로, 방전전극(22)의 음(-)전위에 의해 가속전극(23) 부위에 미세 먼지가 신속하고 효과적으로 흡착되도록 하기 위해 정전기발생모듈(21)로부터 저전압의 양(+)전위(즉, 베이스전위)가 인가되도록 되어 있다. 다시 말해서 가속전극(23)은 방전전극(22)으로부터 음(-)전위가 인가되어 정전기장을 형성하는 과정에서 저전압의 양(+)전위가 인가되어 집진부위가 보다 강력하게 음전위로 대전되도록 함으로써 양극성을 띄는 미세 먼지가 보다 신속하게 흡착되도록 가속하는 기능을 수행한다. 즉, 가속전극(23)은 정전기발생장치(2)에서 방전전극(22)만을 구비하여도 미세 먼지의 제거작용이 가능하지만 보다 신속하고 효과적인 제거작용을 위해 추가한 것이다.

도4a 및 도4b는 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 방전전극이나 가속전극으로 사용할 수 있는 도전선의 예들을 나타낸 도면으로 도2의 A부 확대사시도이다.

도4a 및 도4b를 참조하면, 방전전극(22)과 가속전극(23)은 도전성을 갖는 선재인 도전선으로 구성된다. 도전선(d)은 마스크패드(1)에 인장력이 인가되더라도 파단 또는 손상되지 않도록 복수의 굴곡부를 갖도록 배치되어 있다. 이때, 방전전극(22)은 마스크패드의 내면에 배치되고 가속전극(23)은 마스크패드 외측 부분의 섬유사 내부에 매립되어 있다. 그리고, 굴곡부는 대략 사인파 형상의 파형구조를 갖도록 형성된다.

도전선(d)은 동선과 같이 전류의 통전이 가능한 도전성 선사만을 이용하여 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 직물지의 직조시에 섬유사와 함께 위사 또는 경사의 일부로서 직기(미도시)에 공급되어 직조되거나, 자수기(미도시)의 자수사 공급부에 자수사로 공급되어 마스크패드(1)에 엮여져야 하므로 섬유사와 유사한 특징을 갖도록 도3a에 도시된 바와 같이 중심사(d1)와, 이 중심사(d1)의 외면에 배치되는 도전사(d2), 및 도전사(d2)의 외면에 배치되는 외피사(d3)가 순차적으로 권취된 것을 적용한다.

중심사(d1)는 가요성을 만족할 수 있도록 섬유사로 구성하되 섬도(굵기)가 5 내지 2000 데니어(denier) 범위인 것을 적용한다. 여기서 중심사(d1)의 섬도가 5 데니어 이하일 경우 굵기가 지나치게 가늘어서 도전사(d2)를 권취하기가 어렵고 충분한 인장강도를 갖도록 구성할 수 없으며, 중심사(d1)의 섬도가 2000 데니어 이상일 경우 굵기가 지나치게 굵어 도전선(d)의 전체적인 굵기 증가를 초래하고 가요성이 저하되어 직조성이 떨어지는 단점이 있다. 여기서 1 데니어는 섬유재료 1그램이 9000미터로 뽑아 졌을 때의 굵기를 의미한다.

도전사(d2)는 중심사(d1)와 동반되어 배치되는 것으로, 적어도 한 가닥 이상의 중심사(d1)의 외면에 엮여지거나 권취되는 형태로 배치된다.

상기 도전사(d2)는 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질(도전성 금속나노입자, 금속산화물 입자, 그래핀 등)을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 등이 적용될 수 있지만, 전기전도성이 상대적으로 우수한 동(Cu) 등의 도전성 금속사로 형성되고 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 것을 적용하는 것이 바람직하다. 그리고 도전사(d2)로서 상기한 직경 범위의 도전성 금속사를 적용하는 이유는 도전성 금속사가 적어도 한 가닥 이상 포함되어 도전선(d)으로 구성된 상태에서의 그 전체 직경이 1000마이크로미터(㎛) 이하가 되어야 직기에 원활하게 공급하여 직조할 수 있기 때문이다.

도전사(d2)는 그 직경이 500 마이크로미터(㎛) 이상일 경우 직조에 어려움이 있고, 10 마이크로미터(㎛) 이하의 도전성 금속사는 현재의 생산기술로는 대량 생산이 곤란하여 품질의 실질적인 검증이 어려운 상황이기 때문에 본 실시예에서는 도전성, 내구성 및 품질이 검증된 20 내지 100 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연피복된 동선을 적용한다.

외피사(d3)는 도전사(d2)의 외부에 덧씌워지도록 배치되는 선사로서 도전사(d2)의 외면에 엮여지는 형태로도 배치될 수 있지만 본 실시예에서는 도3a에 도시된 바와 같이 도전사(d2)에 권취된 구조로 구성되어 있다.

그리고, 도전선(d)은 마스크패드(1)에 가해지는 인장력과 같은 외부 부하에 대해 늘어날 수 있도록 도3b에 도시된 바와 같이 중심사(d1)와 이 중심사(d1)에 코일 형태로 감김되는 도전사(d2)로 구성된 것을 적용할 수 있다. 이때, 중심사(d1)는 스판사, 폴리우레탄사 등으로 호칭되는 신축성 고분자사로 구성된다.

한편, 도3a 및 도3c를 참조하면, 정전기발생모듈(21)은 전원부(211), 이 전원부(211)로부터 공급되는 전원을 특정 전압으로 변환하는 전압변환제어부(212), 및 전압변환제어부(212)로부터 인가되는 전원을 정전기발생전위로 형성하여 방전전극(22)으로 인가하는 정전기발생전위형성부(213)를 구비한 것으로, 전원부, 전압변환제어부, 및 정전기발생전위형성부는 케이스(24)의 내부에 장착되어 있다.

전원부(211)는 일자형 또는 코인형 건전지와 같은 일차 전지, 충전식 배터리와 같은 2차 전지, 상용전원과 연결되는 직류전원공급장치 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 적용될 수 있는 것으로, 도3c에서는 코인형 일차 전지가 내장된 것을 도시하고 있다.

전압변환제어부(212)는 전원부(211)로부터 전원을 인가받아 정전기발생전위의 형성에 필요한 고압변환을 제어하는 구성요소이고, 정전기발생전위형성부(213)는 전압변환제어부(212)에서 인가되는 고압에 의해 정전기발생전위를 형성하여 방전전극(22)에 인가하는 구성요소이다. 여기서, 전압변환제어부(212)와 정전기발생전위형성부(213)의 세부구성은 통상적인 정전기발생장치에 적용되는 것을 동일, 유사하게 채용하는 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 정전기발생모듈(21)은 전원부(211)로부터 전압변환제어부(212)로 인가되는 전원을 단속하는 스위치부(214)를 더 구비한다. 예컨대, 스위치부(214)는 복수의 스위칭접점을 갖는 스위치를 케이스(24)에 설치하여 구성한다.

아울러, 스위치부(214)는 마스크를 착용하여 사용하게 되면 자동적으로 정전기발생모듈(21)이 작동되도록 함으로써 사용상에 편의성을 제공되도록 구성할 수 있다. 예컨대, 스위치부(214)는 호흡에 따른 마스크패드의 변위에 대응하여 스위칭신호를 생성하도록 마스크패드에 설치되는 피에조 전기소자(미도시,piezo-electricity devices)로 구성할 수 있다. 이와 같이 스위치부로서 피에조 전기소자를 적용하게 되면 사용자가 별도로 온/오프 동작을 수행하지 않더라도 마스크패드(1)를 착용한 상태에서 호흡을 수행할 경우 움직이는 마스크패드의 변위에 대응하여 피에조 전기소자가 스위칭 신호를 생성하여 전압변환제어부에 인가하게 되므로 자동적으로 온 동작되는 장점이 있다.

케이스(24)는 정전기발생모듈 및 전원부가 내장되는 부재로서 스위치부(214)가 설치되고 방전전극 및 가속전극을 접속하기 위한 단자 등이 인출되는 인출공이 형성된 원형 캡 형태의 제1 케이스(241)와, 전원부의 단자 등이 설치된 원형 캡 형태의 제2 케이스(242)로 구성되어 있다.

도3b를 참조하면, 정전기발생모듈(21)은 전원부(211), 전압변환제어부(212), 정전기발생전위형성부(213)를 구비하되, 전압변환제어부(212)로부터로 인가되는 전원을 정전기제거전위로 형성하여 방전전극(22)으로 인가하는 정전기제거전위형성부(215)가 더 구비되어 있다.

상기한 정전기제거전위형성부(215)는 마스크패드(1)의 외측에 흡착된 이물질을 용이하게 제거(즉,이탈 또는 분리)되도록 하는 정전기제거전위(즉, 양전위)를 형성하는 기능을 수행한다.

도3b에 도시된 바와 같은 정전기발생모듈(21)은 정전기제거전위형성부(215)에 의해 방전전극(22)에 양(+)전위를 인가하게 되면 집진 부위의 마스크패드 부분이 양(+)전위로 대전되므로 양(+)전위의 미세 먼지가 척력에 의해 이탈, 분리된다. 이에 따르면 장시간 사용으로 다량의 미세 먼지가 마스크패드에 흡착되더라도 이를 제거하기 위한 별도의 세척작업 등을 수행하지 않고 간편하게 제거할 수 있으므로 사용상에 편의성이 보다 향상되는 효과가 있다.

한편, 정전기발생장치(2)는 코인형 전지와 같은 전원부(미도시)와, 이 전원부의 (-)단자에 접속되는 방전전극(미도시)과, 전원부의 (+)단자에 접속되는 가속전극으로도 구성할 수 있다. 이러한 형태의 정전기발생장치는 전압변환제어부 및 정전기발생전위형성부와 같은 구성요소가 구비되지 않아 정전기의 발생효율이 낮으므로 상대적으로 미세 먼지의 제거효율은 떨어지지만 구조가 간단하고 저렴한 비용으로 구현할 수 있어서 일회용이나 저가형 미세 먼지 제거용으로 적용할 수 있다.

한편, 도2의 미설명부호 19는 정전기발생모듈이 수용 또는 결합 되도록 하기 위해 마스크패드에 형성되는 모듈보관부재이다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 작용을 설명한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 작용을 간략하게 설명하면, 먼저 패드고정부재(3)를 귀에 거치시켜 마스크패드(1) 부분이 안면의 입 및 코를 밀폐하도록 착용한다. 이때, 날숨배출구(8)의 개폐부(82)는 자중 및 자체적인 탄성력에 의해 연통홀(83)을 밀폐시키면서 고정부(81)에 안착되어 있다. 이러한 상태에서 들숨 호흡을 시행하면 개폐부(82)에 흡인력이 작용되어 연통홀(83)을 밀폐시키도록 고정부(81)에 밀착되고, 날숨 시에는 배출압력에 의해 개폐부(82)가 들어 올려져 연통홀(83)이 개방되므로 날숨이 원활하게 배기된다.

이에 따라 마스크패드(1)의 가장자리 부분이 날숨의 압력에 의해 들어 올려지지 않아서 틈새가 발생되지 않으므로 미세 먼지의 유입을 방지할 수 있고, 마스크패드(1)가 두껍거나 여과필터를 다 겹으로 설치하더라도 호흡을 원활하게 수행할 수 있다.

그리고, 숨공기가 마스크의 상부로 올라가는 현상이 방지되므로 보행중이나 운동중에 안경 등에 발생되는 김서림 현상을 방지할 수 있어서 사용상에 편의성이 향상되게 된다.

한편, 마스크패드(1)에 정전기발생장치가 마련되어 있으므로 사용자가 스위치부(211)를 온 동작시키게 되면 전압변환제어부(212)가 전원부(211)로부터 인가되는 전원을 고압으로 변환하여 정전기발생전위형성부(215)에 인가하게 되고, 이 정전기발생전위형성부는 정전기발생전위를 형성하여 방전전극(22)에 음전위가 인가되도록 하여 마스크패드(1)의 외측 부분이 대전되어 음전위를 갖도록 하고, 가속전극(23)에는 양전위가 인가되도록 한다.

이러한 상태에서 사용자가 호흡을 하게 되어 마스크패드(1)를 통과하려는 양(+)전위의 미세 먼지는 음전위로 대전되어 있는 마스크패드(1)의 외표면에 흡착되어 내부로 유입되지 않고 차단된다. 이때, 가속전극(23)에 양전위가 인가되므로 마스크패드(1)의 외표면이 음전위로 대전되는 현상을 가속시켜 미세 먼지 흡착이 보다 신속하게 수행된다.

이에 따라 종래와 같이 미세 먼지를 제거하기 위해 마스크패드를 다겹으로 구성하거나 두꺼운 필터를 배치하지 않더라도 효과적으로 미세 먼지를 제거할 수 있고, 외부 공기의 흡인과 배출이 용이하여 활동중에도 호흡에 상관없이 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

첨부도면, 도5a 내지 도5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크의 변형예를 설명하기 위한 도면으로서, 도5a는 전체적인 형태를 나타낸 분리사시도, 도5b는 도5a의 C부 분리사시도, 도5c는 도5a의 C부 결합상태를 나타낸 결합단면도이다.

도5a 내지 도5c를 참조하면, 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 공기의 유입 및 배출되는 마스크패드(1), 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀(7), 및 날숨배출홀(7)에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구(8)를 포함하여 구성되되, 상기한 날숨배출구(8)의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공(911)이 형성된 캡부재(91)가 더 구비되어 있다.

상기 캡부재(91)는 마스크패드(1)의 외면이나 고정부(81)의 외면에 안착되는 프랜지부(912)와 이 프랜지부(912)에 일체로 연장되어 상방으로 돌출되는 돌출부(913)를 구비한 구조로 형성되어 있다. 이때, 돌출부(913)의 돌출 높이(프랜지부와 돌출부의 내면 사이의 이격거리를 의미함)는 그 내부에 위치한 개폐부(82)의 최대 개방 각도가 90도를 넘지않도록 스토퍼의 기능을 수행하는 높이로 형성되어 있다. 다시 말해서, 개폐부(82)의 개방시에 개폐부의 상단 부분이 돌출부(913)의 내면에 걸림되면서 개방각도가 제어되도록 함으로써 개폐부(82)의 꺽임현상이나 오작동을 방지할 수 있도록 한 것이다.

그리고, 캡부재(91)는 프랜지부(912) 부분이 마스크패드(1) 또는 날숨배출구(8)의 고정부(81)에 고주파 융착방식, 접착방식, 박음질 방식 등으로 고정식으로 설치하거나, 프랜지부(912) 부분의 저면에 벨크로 화스너와 같은 결착수단(미도시)을 마련하여 탈부착 방식으로 설치할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크는 정전기의 발생시에 인체에 악영향을 끼치지 않도록 안면과 접하는 마스크패드(1)의 내측에 절연시트(5)가 배치되어 있다.

이때, 절연시트(5)는 고무계 수지와 같은 절연소재를 이용하여 메시 구조로 형성한 면상부재를 고주파 융착 등의 방식으로 마스크패드(1)에 부착하여 구성한다.

이와 같은 절연시트(5)가 구비되면 정전기발생장치(2)에 의한 정전기 발생시에 인체로 전류가 통전되는 것을 차단함으로써 인체에 미치는 악영향을 근본적으로 방지할 수 있다. 통상적으로는 정전기가 발생 되더라도 전압은 높지만 전류가 미소하고 통전시간이 매우 짧아 인체에 미치는 영향은 미미하지만 개인마다 전기자극에 반응 정도가 서로 다르다는 점에 고려하여 이러한 문제점을 근본적으로 해소할 수 있다.

그리고, 미세 먼지 제거용 마스크는 가속전극(23)의 외측에 집진물이 집진되는 보조 집진시트(62)가 마스크패드(1) 외측에 배치될 수 있다. 이 보조 집진시트(62)는 가장자리 부분에 벨크로 화스너와 같은 결속수단(63)이 형성되어 마스크패드(1)에 탈부착할 수 있도록 함으로서 그 외면에 미세 먼지가 다량으로 흡착되어 있을 경우 간편하게 교환할 수 있다. 그리고, 보조 집진시트(62)에는 날술배출구(8)과 연통되는 홀(621)이 형성되어 있다.

한편, 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 발열작용을 수행하는 발열선(64)이 배치되어 있다.

발열선(64)은 전원부로부터 인가되는 전원에 의해 가열되는 구성요소로서, 전원의 통전이 가능하고 전기저항에 의해 발열되는 선재라면 특별한 제한 없이 선택하여 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 마스크패드(1)의 직조시에 일체로 직조할 수 있도록 도3a 및 도3b에 도시된 것을 적용할 수 있다.

이와 같이 마스크패드(1)에 발열선(64)이 배치되어 있으면 안면 부위를 가온시키는 발열작용은 물론이고 내부로 이동되는 공기 중에 포함된 바이러스나 병균을 살균할 수 있으므로 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 호흡이 원활한 마스크는 마스크패드(1)를 통해 인체로 유입되는 공기 중에 포함된 바이러스나 병균을 살균하거나 악취를 제거할 수 있도록 광섬유(미도시)와 LED 광원(미도시)이 배치될 수 있다.

광섬유는 마스크패드(1)에 다수 가닥이 배치되는 것으로, 외피층인 클래드층과 광이 이동되는 중심부인 코어층으로 이루어지되, 클래드층은 광의 조사를 위한 복수의 노치(notch)가 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 다양한 방향으로 광이 방출될 수 있도록 구성한다.

LED 광원(미도시)은 살균효과가 우수한 자외선 파장대의 LED(발광다이오드)가 선택되어 구성된다. 그리고, LED 광원(미도시)은 다수 가닥의 광섬유 묶음의 일측 단부에 배치되어 단일의 광원으로도 다수 가닥의 광섬유에 동시에 광을 조사할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 제2 내지 제4 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예와 그 변형예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 제2 실시예 및 제4 실시예에서는 제1 실시예와 그 변형예 등에 나타난 구성요소 중 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

도6a 내지 도6c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면으로서, 도6a는 전체적인 형태를 나타낸 분리사시도, 도6b는 도6a의 D부 분리사시도, 도6c는 도6a의 D부 결합상태를 나타낸 결합단면도이다.

도6a 내지 도6c를 참조하면, 제2 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 공기가 유입 및 배출되는 마스크패드(1), 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀(7), 및 날숨배출홀(7)에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구(8)를 포함하여 구성되되, 날숨배출구 고정부재(92), 고정링(93) 및 캡부재(91)가 더 구성되어 있다.

날숨배출구 고정부재(92)는 원통 형상의 변형부(921)와, 날술배출구(8)의 고정부(81)가 안착되도록 변형부(921)의 일단에 일체로 연장되는 프랜지부(922)로 형성되어 있다.

그리고, 날숨배출구 고정부재(92)는 동, 은 등과 같이 인체에 무해하고 항균성을 갖는 금속재를 이용하여 프레스 성형방식으로 제작한다.

고정링(93)은 날숨배출구 고정부재(92)의 변형부(921)에 끼워지고 변형부(921)의 변형시에 마스크패드(1)에 압박, 고정되는 부재로서, 동이나 은과 같은 금속재에 의해 대략 원형 링 구조로 형성되고 마스크패드(1)에 압입되는 복수의 쐐기(931)가 돌출, 형성되어 있다.

그리고, 캡부재(91)는 대략 모자 형상을 갖는 몸체에 공기의 배기를 위한 복수의 통공(911)이 천공된 구조로 형성되어 있다.

한편, 제2 실시예에 따른 마스크는 날숨배출구 고정부재(92)의 프랜지부(922)에 날숨배출구(8) 및 캡부재(91)를 차례로 배치한 후 가압동작을 수행하여 캡부재(91)의 몸체 선단부(914)가 굴곡되도록 하여 날숨배출구 고정부재(92)의 프랜지부(922)에 결합한다. 이후 캡부재(91)를 포함하는 날숨배출구 고정부재(92)를 날숨배출홀(7)에 끼워넣고, 변형부(921)에 고정링(93)을 삽입한 다음 변형부(921)를 가압하게 되면 도6c에 도시된 바와 같이 변형부(921)가 외측으로 변형되면서 리벳이음과 유사한 형상으로 마스크패드(1)에 장착된다.

전술한 바와 같은 제2 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 제1 실시예에서와 마찬가지로 들숨 시에는 개폐부(82)에 흡인력이 작용되어 연통홀(83)을 밀폐시키도록 고정부(81)에 밀착되고, 날숨 시에는 배출압력에 의해 개폐부(82)가 들어 올려져 연통홀(83)이 개방되므로 날숨이 원활하게 배기된다.

한편, 마스크패드(2)는 경편기로 호칭되는 직기에 의해 직조할 수 있는 2겹 직물지로 구성되는 것으로, 위사(a) 및 경사(b)에 의해 면상으로 직조되는 내측 패드층(11), 내측 패드층(11)으로부터 이격공간(14)을 갖도록 이격되고 위사(a) 및 경사(b)에 의해 면상으로 직조되는 외측 패드층(12), 및 이격공간(14)에 내측 패드층(11) 및 외측 패드층(12) 사이에 연결되도록 배치되는 다수의 연결사(c)에 의해 형성되는 연결층(13)으로 구성되어 있다.

그리고, 방전전극(22) 및 가속전극(23)은 도6a에 도시된 바와 같은 도전선(d)을 직기에 위사(a), 경사(b) 또는 연결사(c)의 일부로 공급하여 배치한다. 이때, 방전전극(22)은 내측 패드층(11) 또는 외측 패드층(12)에 배치되도록 구성하거나, 연결층(13)을 형성하는 연결사(c)의 일부로서 배치, 구성할 수 있다. 이때, 방전전극(22)이 연결사(c)의 일부로 배치되고 가속전극(23)은 외측 패드층(12)에 배치하거나 생략할 수 있다.

한편, 내측 패드층(11) 및 외측 패드층(12) 사이의 이격공간(14)에는 충진물(미도시)이 채워져 구성될 수 있다. 이때, 충진물(미도시)은 토르말린(전기석), 숯알갱이와 같은 원적외선이 방출되는 기능성물질 등이 선택되어 삽입될 수도 있지만, 본 실시예에서는 미세 먼지를 걸러낼 수 있도록 미세한 다수의 필라멘트사가 부풀어올라 굵기가 굵게 형성된 털실이 내장될 수 있다.

도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면으로서, 도7a는 전체적인 형태를 나타낸 분리사시도, 도7b는 E부 결합상태를 나타낸 결합단면도이다.

도7a 및 도7b를 참조하면, 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 공기가 유입 및 배출되는 마스크패드(1), 마스크패드(1)에 형성되는 날숨배출홀(7), 및 날숨배출홀(7)에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구(8), 및 날숨배출구(8)의 외측에 결합되는 캡부재(91)로 구성되어 있다.

상기 날숨배출구(8)는 날숨배출홀(7)의 외측에 이동 가능하게 배치되는 개폐막(85)으로 형성되어 있다. 이때, 개폐막(85)은 탄성을 가지고 있고 밀착성이 우수한 실리콘 소재를 이용하여 대략 원판 형상으로 형성한다.

캡부재(91)는 날숨배출구(8)의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공(911)이 형성되어 있다.

전술한 바와 같은 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 제1 실시예에서와 마찬가지로 들숨 시에는 개폐막에 흡인력이 작용되어 날숨배출홀(7)의 주연 부분에 밀착되고, 날숨 시에는 배출압력에 의해 개폐막(85)이 들어 올려져 날숨배출홀(7)이 개방되므로 날숨이 원활하게 배기된다.

한편, 마스크패드(1)는 안면의 착용부위와 접촉되는 메인패드(16)와, 메인패드(16)의 내부에 수용되는 정전기모듈패드(17)로 구성되어 있다.

그리고, 방전전극(22)은 정전기모듈패드(17)의 내측에 배치되고, 가속전극(23)은 정전기모듈패드(17)의 외측에 배치되거나, 도7a에 도시된 바와 같이 메인패드(16)의 최외곽 표면에 배치될 수 있다.

또한 메인패드(16)는 내부에 수용공간(163)이 형성되도록 내측 마스크패드(161)와 외측 마스크패드(162)로 구성되어 있고, 가장자리 부분에 정전기모듈패드(17)의 삽입을 위한 삽입구 일정한 길이로 형성되어 있다.

그리고, 삽입구에는 내부 수용공간(163)을 개방 및 폐쇄시킬 수 있도록 지퍼나 벨크로 화스너 등으로 형성된 결속수단(164)이 형성되어 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 장시간 사용으로 외측 마스크패드(162)가 미세 먼지에 의해 심하게 오염될 경우 정전기모듈패드(17)를 수용공간(163)으로부터 분리하여 여분의 메인패드(16)에 재삽입하는 방식으로 반복 재사용할 수 있고, 메인패드(16)만을 세척하여 재사용할 수 있으므로 사용상에 편의성이 향상되는 효과가 있다.

도8a 및 도8b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크를 설명하기 위한 도면으로서, 도8a는 전체적인 형태를 나타낸 분리사시도, 도8b는 도8a의 F부 분리사시도이다.

도8a 및 도8b를 참조하면, 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 공기가 유입 및 배출되는 마스크패드(1), 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀(7), 날숨배출홀(7)에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구(8), 날숨배출구(8)가 승강 가능하게 설치되는 날숨배출구 고정부재(95), 및 날숨배출구(8)의 외측 방향에 설치되는 캡부재(91)로 구성된다.

상기 날숨배출구(8)는 날숨배출홀(7)의 외측에 이동 가능하게 배치되는 개폐막(86)으로 구성되되, 중심부에 끼움공(861)이 형성된 구조로 되어 있다. 이때, 개폐막(86)은 탄성을 가지고 있고 밀착성이 우수한 실리콘 소재에 의해 대략 원판 형상으로 형성된 것이 적용된다.

날숨배출구 고정부재(95)는 대략 원형 링 형상을 갖는 지지몸체(951)와, 이 지지몸체(951)의 중앙에 개폐막(86)의 끼움공(861)으로 삽입되도록 돌출된 가이드돌기(952)가 돌출된 구조로 되어 있다. 이때, 가이드돌기(952)는 지지몸체(951)를 가로질러 연결되는 일자형의 연결부에 형성되어 있다.

캡부재(91)는 마스크패드(1)의 외면이나 고정부(81)의 외면에 안착되는 프랜지부(912)와 이 프랜지부(912)에 일체로 연장되어 상방으로 돌출되는 돌출부(913)를 구비한 구조로 형성되어 있다. 그리고, 캡부재(91)는 프랜지부(912) 부분이 마스크패드(1) 또는 날숨배출구 고정부재(95)의 지지몸체(951)에 고주파 융착방식, 접착방식, 박음질 방식 등으로 고정식으로 설치하거나, 프랜지부(911) 부분의 저면에 벨크로 화스너와 같은 결착수단(미도시)을 마련하여 탈부착 방식으로 설치할 수 있다.

한편, 마스크패드(1)는 인체의 착용부위와 접촉되는 메인패드(16)와 이 메인패드에 탈부착되는 정전기모듈패드(18)를 구비하고, 정전기모듈패드(18)는 메인패드(16)의 내면 또는 외면에 배치되는 방전패드(18a), 메인패드(16)의 외면 또는 방전패드의 외면에 배치되는 집진패드(18b)를 구비한다.

보다 구체적으로 설명하면, 메인패드(16)에는 개구부(16a)가 형성되어 있고, 정전기모듈패드(18)는 통기성을 갖는 면상부재로 형성된 패드몸체로 구성되어 개구부(16a)에 탈부착 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 개구부(16a)는 사용자의 호흡시에 공기가 흡입되는 부분인 중앙 부분에 원형으로 관통, 형성되어 있다.

정전기모듈패드(18)는 개구부(16a)와 대응하는 형상인 원형으로 형성된 것으로 매드몸체에는 방전전극(22)이 굴곡부를 갖도록 배치되는 방전패드(18a)와, 방전패드의 외측에 배치되고 가속전극(23)이 굴곡부를 갖도록 배치되는 집진패드(18b)로 구성되어 있다.

그리고, 개구부(16a)의 둘레 부분과 대응하는 정전기모듈패드(18) 부분에는 간편한 교환을 위해 결속수단(63)이 구비되어 있다. 예컨대 결속수단(63)은 개구부(16a)의 둘레에 해당되는 메인패드(16)에 암 벨크로 화스너를 부착하고, 대응하는 정전기모듈패드(18)의 내면 둘레에 수 벨크로 화스너를 부착하는 방식으로 구성할 수 있다.

또한, 집진패드(18b)의 외측에는 미세 먼지가 흡착되는 보조 집진시트(18c)가 탈,부착 가능하게 구성되어 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크는 장시간 사용으로 미세 먼지에 의해 오염될 경우 보조 집진시트(18c), 방전패드(18a), 집진패드(18b)를 선택적으로 분리하여 교환하거나 오염된 부분만을 세척하여 사용할 수 있으므로 사용상에 편의성이 향상되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크는 방전전극(22)에 의해 형성된 정전기장이 불필요하게 주변으로 대전되는 것을 방지하도록 하는 구성요소로서 방전전극(22)이 배치된 부위를 둘러싸도록 설치되는 정전기유지부재(18d)가 구성되어 있다.

정전기유지부재(18d)는 방전전극(22)에 의해 대전되는 부분의 형상에 맞게 다양한 형태로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 도8a에 도시된 바와 같이 방전전극(22) 및 가속전극(23)에 의해 대전되는 부분인 방진패드(18a), 집진패드(18b), 보조 집진시트(18c) 부분이 삽입될 수 있는 형태로 형성되어 있다. 그리고, 정전기유지부재(18d)는 고무계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지를 이용하여 성형방식으로 제조할 수 있다.

이러한 구조의 마스크에 따르면 방전전극에 의해 대전되는 부분인 방진패드(18a), 집진패드(18b), 보조 집진시트(18c) 부분이 정전기유지부재(18d)에 의해 감싸지게 되므로 대전된 상태가 장시간 유지되므로 방전전극(22)에 의해 형성된 정전기장이 파괴되지 않아 상대적으로 긴 시간동안 미세 먼지를 흡착할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 전술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 호흡이 원활한 마스크에도 긴 시간동안 미세 먼지를 흡착할 수 있도록 정전기유지부재(18d)를 해당 구조에 맞추어 구비하는 것이 바람직하지만 구체적인 도시나 설명은 생략한다.

아울러, 정전기유지부재(18d)는 도8a에 도시된 바와 같이 별도의 독립부재로 구성하지 않고 집진패드와 보조 집진시트 둘레에 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지를 직접 코팅 하거나, 프린팅 하는 방법을 통해 박막 형태의 층으로도 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 호흡이 원활한 마스크를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:마스크패드 11:내측 패드층
12:외측 패드층 13:연결층
14:이격공간 16:메인패드
16a:개구부 17,18:정전기모듈패드
18a:방전패드 18b:집진패드
18d:정전기유지부재 19:모듈보관부재
2:정전기발생장치 21:정전기발생모듈
211:전원부 212:전압변환제어부
213:정전기발생전위형성부 214:스위치부
215:정전기제거전위형성부 22:방전전극
23:가속전극 24:케이스
241:제1 케이스 242:제2 케이스
3:패드고정부재 5:절연시트
62,18c:보조 집진시트 63:결속수단
64:발열선 7:날숨배출홀
8:날숨배출구 81:고정부
82:개폐부 85,86:개폐막
91:갭부재 92,95:날숨배출구 고정부재
93:고정링 d:도전선

Claims (21)

1. 마스크에 있어서,
   공기가 유입 및 배출되는 마스크패드;
   날숨이 배기되도록 상기 마스크패드에 형성되는 날숨배출홀; 및
   상기 날숨배출홀에 설치되어 날숨을 배기시키는 날숨배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 날숨배출구는,
   상기 날숨배출홀 부위에 고정되고 연통홀이 형성된 고정부; 및
   날숨시에 상기 연통홀이 개방되고 들숨시에 상기 연통홀이 밀폐되도록 상기 고정부에 형성되는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 개폐부는 탄성 시트가 연결힌지를 갖도록 절개되어 중앙 부분에 상기 개폐부로 형성되고,
   상기 고정부는 상기 탄성 시트의 가장자리 부분인 상기 개폐부의 둘레 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
4. 제2항에 있어서,
   상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 구비하고,
   상기 캡부재는 상방으로 돌출되는 돌출부를 구비하되, 상기 돌출부의 돌출 높이는 그 내부에 위치한 상기 개폐부의 최대 개방 각도가 90도를 넘지않도록 스토퍼의 기능을 수행하는 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
5. 제4항에 있어서,
   원통 형상의 변형부와, 상기 고정부가 안착되도록 상기 변형부의 일단에 일체로 연장되는 프랜지부로 형성된 날숨배출구 고정부재; 및
   상기 변형부에 끼워지고 상기 변형부의 변형시에 상기 마스크패드에 압박, 고정되는 고정링를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
6. 제1항에 있어서,
   상기 날숨배출구는 상기 날숨배출홀의 외측에 이동 가능하게 배치되는 개폐막으로 구성되고,
   상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
7. 제1항에 있어서,
   상기 날숨배출구는 끼움공이 형성된 개폐막으로 구성되고,
   지지몸체에 상기 개폐막이 삽입되는 가이드돌기가 돌출된 날숨배출구 고정부재와, 상기 날숨배출구의 외측 방향에 설치되고 공기의 배기를 위한 통공이 형성된 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
8. 제1항에 있어서,
   상기 마스크패드의 가장자리 부분으로 날숨이 이동되지 않도록 상기 마스크패드의 내면에 형성되는 날숨안내커튼부재를 포함하고,
   상기 날숨배출구는 상기 날숨안내커튼부재에 의해 구획되는 공간부와 연통되게 설치된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
9. 제1항에 있어서,
   상기 마스크패드 내측으로 유입되는 미세 먼지를 걸러내는 정전기발생장치를 포함하고,
   상기 정전기발생장치는 정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈; 및
   상기 정전기발생모듈로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
10. 제9항에 있어서,
    상기 방전전극에 대향되게 배치되는 가속전극을 포함하고,
    상기 방전전극은 상기 마스크패드의 내측에 배치되고,
    상기 가속전극은 상기 마스크패드의 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
11. 제9항에 있어서,
    상기 마스크패드는 상기 인체의 착용부위와 대응하여 배치되는 메인패드와, 상기 메인패드의 외면에 탈부착되거나 상기 메인패드의 내부에 수용되는 정전기모듈패드를 포함하고,
    상기 방전전극은 상기 정전기모듈패드의 내측에 배치되고,
    상기 가속전극은 상기 정전기모듈패드의 외측에 배치되거나, 상기 메인패드의 외측 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
12. 제9항에 있어서,
    상기 마스크패드는 개구부가 형성되고,
    상기 정전기모듈패드는 개구부와 대응하는 형상으로 형성되어 내측에 설치되고 상기 방전전극이 배치된 방전패드와, 상기 방전패드의 외측에 배치된 집진패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
13. 제9항에 있어서,
    상기 방전전극은 도전선으로 구성되고, 상기 도전선이 복수의 굴곡부를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
14. 제9항에 있어서,
    상기 도전선은 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 중에서 선택되는 어느 하나의 도전사를 포함하고,
    상기 도전선은 상기 도전사의 내부 중심에 배치되는 중심사와, 상기 도전사의 외면에 엮어지거나 감김되는 외피사를 구비한 구조, 또는 상기 도전사가 외면에 엮어지거나 감겨지도록 상기 도전사의 내부 중심에 배치되는 중심사를 구비하되, 상기 중심사는 신축성 고분자사로 이루어진 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
15. 제9항에 있어서,
    상기 정전기발생모듈은 전원부, 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 특정 전압으로 변환하는 전압변환제어부, 상기 전압변환제어부로부터로 인가되는 전원을 정전기발생전위로 형성하여 상기 방전전극으로 인가하는 정전기발생전위형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
16. 제15항에 있어서,
    상기 전압변환제어부로부터로 인가되는 전원을 정전기제거전위로 형성하여 상기 방전전극으로 인가하는 정전기제거전위형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
17. 제9항에 있어서,
    상기 마스크패드는 발열작용을 수행하는 발열선이 배치된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
18. 제9항에 있어서,
    상기 마스크패드는 위사 및 경사에 의해 면상으로 직조되는 내측 패드층; 상기 내측 패드층으로부터 이격공간을 갖도록 이격되고 위사 및 경사에 의해 면상으로 직조되는 외측 패드층; 및 상기 이격공간에 상기 내측 패드층 및 상기 외측 패드층 사이에 연결되도록 배치되는 다수의 연결사에 의해 형성되는 연결층으로 구성된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
19. 제18항에 있어서,
    상기 이격공간에는 충진물이 채워져 구성되는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
20. 제9항에 있어서,
    상기 방전전극에 의해 형성된 정전기장이 불필요하게 주변으로 대전되는 것을 방지하도록 상기 방전전극이 배치된 부위를 둘러싸도록 설치되는 정전기유지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.
21. 제9항에 있어서,
    상기 마스크패드에 배치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 광을 조사하는 LED 광원을 구비하고,
    상기 광섬유는 클래드층과 코어층으로 이루어지되, 상기 클래드층은 광의 조사를 위한 복수의 노치(notch)가 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 호흡이 원활한 마스크.

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