KR20180009326A - 기능성 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체의 입 주위 안면부를 감싸도록 볼록한 형상으로 이루어져 있고, 상부에는 외부공기 흡입구가 형성되어 있으며, 하부에는 상기 입으로부터 배출되는 공기를 배출시키는 배출구가 형성되어 있는 골격부, 상기 골격부의 전면에 배치되어 상기 흡입구에 설치되는 필터를 수용함과 동시에 상기 골격부의 상부, 하부 및 측면을 통해 외부 공기가 상기 흡입구로 유입될 수 있도록 상기 골격부와 일정한 간격을 두고 전면에 결합되는 커버부 및 상기 골격부의 후면에 결합되어 인체의 입 주위 안면부와 상기 골격부가 밀착되도록 하는 면체부를 포함하는 기능성 마스크에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기능성 마스크는 마스크 내부의 습기와 이산화탄소를 원활하게 배출시켜 제거할 수 있고, 사용이 편리하며, 외부 오염물질에 대한 여과 성능이 우수한 효과가 있다.

Description

기능성 마스크{Functional mask}

본 발명은 기능성 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 마스크에 송풍팬을 장착하여 내부의 습기와 이산화탄소를 원활하게 배출시켜 제거할 수 있으며, 송풍기에 대한 제어 기판과 배터리 등을 설치하여 사용이 편리하며, 외부 오염물질에 대한 여과 성능이 우수한 기능성 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 오염된 대기나 찬 공기로부터 인체의 호흡기를 보호하기 위한 기구로써 대표적으로 찬 공기로부터 호흡기를 보호하기위한 방한용 마스크와, 분진 등으로부터 호흡기를 보호하기 위한 방진마스크와, 외부로부터의 이물질 또는 세균 침투를 막아줌과 동시에 사용자로부터 나오는 분비물 또는 세균이 외부로 배출되지 못하도록 차단하는 의료용 마스크 등으로 분류된다.

최근에는 환경 오염이 심각한 문제로 대두되고 있으며, 일반인들이 생활하는 환경대기에는 미세먼지 등의 이물질이 대거 포함되어 있어서, 이러한 미세먼지와 황사가 사람의 호흡기로 유입됨으로써, 각종 질병을 야기하는 등 사람에게 치명적인 악영향을 끼치고 있다.

여기서, 상기 미세먼지는 우리 눈에 보이지 않을 정도로 가늘고 작은 먼지 입자로, 아황가스, 질소산화물, 납, 오존, 일산화탄소 등과 함께 수많은 대기오염물질을 포함하며, 이러한 배출원인은 자동차나 공장에서 발생하는 인위적인 발생과, 모래바람 먼지의 황사, 화산재, 산불로 인한 먼지 등의 자연적인 발생으로 구분되며, 이렇게 발생하는 미세먼지를 사람이 흡입하면 폐포까지 깊숙하게 침투해 각종 호흡기 질환 천식, 두통, 아토피 등을 유발하게 되고, 특히 노약자가 지속적으로 흡입을 하면 면역 기능을 떨어뜨려 폐질환으로 사망에 이르는 심각한 문제가 있다.

또한, 일반적으로 제지공장, 방직공장, 채석장 등의 작업환경에서는 많은 분진이 발생되며, 또한 각종 화학공장 및 용접, 제련, 도금 등의 금속가공공장의 작업환경에서는 다량의 유독성 기체가 발생된다.

이러한 분진이나 황사 또는 유해먼지 등을 흡입할 경우 폐 등에 치명적인 질환을 초래할 수 있을 뿐만 아니라 천식 등의 원인이 되므로, 각종 산업현장 등에서는 먼지나 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 방지하여 유해환경으로부터 자신의 건강을 보호하는 방진마스크를 착용하게 된다.

또한, 분진발생 작업 시 작업자의 활동에 지장을 주지 않도록 간단하고 가벼우며 또한 비교적 가격이 저렴하면서도 작업자의 오염정도에 따라 일회 또는 수회의 반복 사용이 가능한 필터지에 의한 반구형의 방진마스크가 주로 사용되기도 한다.

그러나 상기와 같은 종래의 방진마스크는 단순히 직물지로 된 마스크 본체를 이루고 있어서, 마스크 본체에 대한 내구성의 저하로 인하여 방진효과가 저하되고, 특히 마스크 수명이 현저히 단축되는 문제점이 있다.

또한, 마스크를 착용함에 있어 안면과의 밀착력이 저하되어 방진효과가 저하되고, 단순히 귀에 걸어 착용되는 구조를 이루고 있어 안면과의 밀착력 저하 및 장시간 착용시 귀에 통증이 발생하는 등 착용상의 문제점도 있다. 또한, 들숨과 날숨이 동일 방향에서 이루어지는 특성상 장시간 사용시 본체가 젖으며, 심할 경우 악취가 발생하는 등 마스크의 장기간 착용이 불가하며 특히 청결상 매우 좋지 못한 문제점이 있다.

더욱이, 점차 세균의 내성이 강해지고, 돌연변이가 발생하여 전염성이 강한 새로운 질병들이 출현하는 현상에 발맞추어 보다 안전하면서도 우수한 기능성을 갖는 마스크의 개발이 시급하다고 할 수 있다.

한국등록특허 제10-1585517호(등록일: 2016.01.08) 한국등록특허 제10-1639265호(공개일: 2016.07.07)

본 발명의 목적은 마스크 내부의 습기와 이산화탄소를 원활하게 배출시켜 제거할 수 있고, 사용이 편리하며, 외부 오염물질에 대한 여과 성능이 우수한 기능성 마스크를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기능성 마스크는 인체의 입 주위 안면부를 감싸도록 볼록한 형상으로 이루어져 있고, 상부에는 외부공기 흡입구가 형성되어 있으며, 하부에는 상기 입으로부터 배출되는 공기를 배출시키는 배출구가 형성되어 있는 골격부, 상기 골격부의 전면에 배치되어 상기 흡입구에 설치되는 필터를 수용함과 동시에 상기 골격부의 상부, 하부 및 측면을 통해 외부 공기가 상기 흡입구로 유입될 수 있도록 상기 골격부와 일정한 간격을 두고 전면에 결합되는 커버부 및 상기 골격부의 후면에 결합되어 인체의 입 주위 안면부와 상기 골격부가 밀착되도록 하는 면체부를 포함하는 것으로 구성된다.

상기 골격부와 커버부는 자석과 철조각을 이용한 마그네틱 결합방식에 의해 서로 결합될 수 있다.

상기 골격부는 상부에 적어도 2개의 전면 흡입구가 형성된 전면 골격과 상부에 상기 전면 흡입구와 대응하여 연통되는 구조의 후면 흡입구가 형성되고 하부에 상기 입으로부터 배출되는 날숨공기를 입수하여 하부방향으로 방향전환 시키는 제1 배출구 및 상기 제1 배출구로부터 입수된 공기를 하부방향으로 배출시키는 제2 배출구가 형성된 후면 골격이 결합된 구조의 골격부일 수 있다.

상기 제1 배출구에는 유연성 있는 실리콘 소재로 이루어진 날숨 배출막이 형성될 수 있다.

상기 전면 골격의 전면 흡입구들 중 하나에는 송풍팬 안착부가 형성되고, 상기 송풍팬 안착부가 형성된 전면 흡입구에 대응되는 상기 후면 골격의 후면 흡입구에는 송풍팬 고정부가 형성되어 있어서, 외부 공기를 흡입하기 위한 송풍팬이 상기 안착부와 고정부 사이에 구비될 수 있다.

상기 전면 골격과 후면 골격의 양측에는 상기 전면 골격과 후면 골격의 결합에 의해 빈 공간이 각각 형성되고, 이들 빈 공간들 중 일측의 빈 공간에는 상기 송풍팬의 구동을 제어하기 위한 PCB가 탑재되고, 상기 빈 공간들 중 타측의 빈 공간에는 상기 송풍팬을 구동시키는 배터리가 탑재될 수 있다.

상기 후면 골격의 일측 상단과 하단에는 상기 송풍팬 구동을 위한 스위치 및 상기 배터리 충전을 위한 충전단자부가 형성될 수 있다.

상기 면체부는 유연성 있는 소재로 이루어질 수 있다.

상기 골격부의 후면에는 상기 면체부의 정면 형상에 대응하는 형상으로 상기 면체부와의 결합을 위한 돌출된 형태의 끼움 결합부가 형성되어 있고, 상기 면체부에는 상기 끼움 결합부와 결합되는 돌출된 형태의 결합홈부가 형성되어 있어서 상기 끼움 결합부와 결합홈부에 의해 상기 골격부와 면체부가 서로 결합될 수 있다.

상기 끼움 결합부는 상기 골격부에 방향의 단면 두께가 상기 면체부 방향의 단면 두께보다 20 내지 30% 더 두꺼운 구조로 형성될 수 있다.

상기 후면 골격의 후면 중심부를 제외하고, 상기 후면 중심부로부터 후면 양측부위는 상기 전면 골격의 전면 중심부를 제외하고, 상기 전면 중심부로부터 전면 양측부위보다 평면상의 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다.

상기 후면 골격의 일측 상면에는 상기 기능성 마스크에 흡입되는 공기의 상태, 필터의 상태, 마스크의 밀폐 상태, 및 주변의 산소농도로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 정보를 표시할 수 있는 상태 표시등이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 기능성 마스크는 마스크 내부의 습기와 이산화탄소를 원활하게 배출시켜 제거할 수 있고, 제조와 사용이 편리하며, 외부 오염물질에 대한 여과 성능이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전체 구성요소들이 분해된 상태의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격의 정면 및 필터의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격의 송풍부가 안착되는 전면 흡입구의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 후면 골격의 송풍부가 고정되는 후면 흡입구의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 하부 공기 유입부와 제2 배출구의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 측면 공기 유입부의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부 모습을 투시하여 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부 모습의 단면 모습을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부의 단면을 부분 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격과 후면 골격의 결합 모습을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격과 후면 골격의 결합부의 모습을 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 완성된 제품을 사용자가 착용한 모습을 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전체 구성요소들이 분해된 상태의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격의 정면 및 필터의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격의 송풍부가 안착되는 전면 흡입구의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 후면 골격의 송풍부가 고정되는 후면 흡입구의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 하부 공기 유입부와 제2 배출구의 모습을 나타낸 모식도다 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 측면 공기 유입부의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부 모습을 투시하여 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부 모습의 단면 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 골격부와 면체부의 결합부의 단면을 부분 확대하여 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 10에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격과 후면 골격의 결합 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 전면 골격과 후면 골격의 결합부의 모습을 확대하여 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 12에는 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 마스크의 완성된 제품을 사용자가 착용한 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 마스크(100)는 인체의 입 주위 안면부를 감싸도록 볼록한 형상으로 이루어져 있고, 상부에는 외부공기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)가 형성되어 있으며, 하부에는 상기 입으로부터 배출되는 공기를 배출시키는 배출구(125, 127)가 형성되어 있는 골격부(110, 120), 상기 골격부(110, 120)의 전면에 배치되어 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)에 설치되는 필터(160)를 수용함과 동시에 상기 골격부(110, 120)의 상부(119), 하부(117) 및 측면(118a, 118b)을 통해 외부 공기가 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)로 유입될 수 있도록 상기 골격부(110, 120)와 일정한 간격을 두고 전면에 결합되는 커버부(130) 및 상기 골격부(110, 120)의 후면에 결합되어 인체의 입 주위 안면부와 상기 골격부(110, 120)가 밀착되도록 하는 면체부(140)를 포함하는 것으로 구성된다.

즉 본 발명에 따른 기능성 마스크(100)는 인체의 입 주위 안면부를 감싸도록 볼록한 형상으로 이루어진 골격부(110, 120)의 하부에 날숨공기를 배출시키는 배출구(125, 127)가 형성되어 있어서 수증기와 이산화탄소 등 무거운 기체의 비중이 큰 날숨공기를 더욱 효과적으로 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 상기 골격부(110, 120)의 상부에는 외부공기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)가 형성되어 있고, 상기 골격부(110, 120)의 전면에 배치되어 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)에 설치되는 필터(160)를 수용하는 커버부(130)가 상기 골격부(110, 120)의 상부(119), 하부(117) 및 측면(118a, 118b)을 통해 외부 공기가 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)로 유입될 수 있도록 상기 골격부(110, 120)와 일정한 간격을 두고 전면에 결합되는 구조로 형성되므로, 외부로부터 마스크 내부로 유입되는 공기의 압력을 저하시켜 천천히 필터(160)를 통과하도록 하고 마스크 내부에 공기가 순환되도록 함으로써, 외부 오염물질에 대한 여과 성능을 극대화할 수 있다.

또한, 상기 골격부(110, 120)의 후면에 결합되어 인체의 입 주위 안면부와 상기 골격부(110, 120)가 견고하게 밀착되도록 하는 면체부(140)를 통해 사용자의 입과 코 등 호흡기와 골격부의 밀착력을 담보함으로써, 기능성 마스크(100)의 여과 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 골격부(110, 120)와 커버부(130)의 결합구조는 상기 골격부(110, 120)의 상부(119), 하부(117) 및 측면(118a, 118b)을 통해 외부 공기가 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)로 유입될 수 있도록 상기 골격부(110, 120)와 일정한 간격을 두고 상기 골격부(110, 120)의 전면에 커버부(130)가 결합되는 구조이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 상기 골격부(110, 120)와 커버부(130)를 자석과 철조각(171, 172)을 이용한 마그네틱 결합방식에 의해 서로 결합되도록 형성할 수 있다. 이러한 마그네틱 결합방식은 상기 골격부(110, 120)와 커버부(130) 사이의 안정적인 결합력을 제공함과 동시에 조립과 분해를 용이하게 하는 장점이 있다. 이를 위해 상기 골격부(110)의 전면에는 자석 또는 철조각(171, 172)의 고정홈(116a, 116b)이 형성될 수 있다.

여기서 상기 골격부(110, 120)와 커버부(130) 사이에 배치되는 필터(160)가 중심의 흡입구(112, 122)로만 과도하게 밀착되어 양측면의 흡입구들(111, 121, 113, 123)의 외부공기 흡입 시 공기 흐름을 방해하는 현상을 방지할 수 있도록, 상기 전면 골격(110)의 중심의 흡입구(112, 122) 주변에는 흡입구 분리 리브(112a)를 형성할 수 있다.

상기 골격부(110, 120)의 구조는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 상부에 적어도 2개의 전면 흡입구(111, 112, 113)가 형성된 전면 골격(110)과 상부에 상기 전면 흡입구(111, 112, 113)와 대응하여 연통되는 구조의 후면 흡입구(121, 122, 123)가 형성되고 하부에 상기 입으로부터 배출되는 날숨공기를 입수하여 하부방향으로 방향전환 시키는 제1 배출구(125) 및 상기 제1 배출구(125)로부터 입수된 공기를 하부방향으로 배출시키는 제2 배출구(127)가 형성된 후면 골격(120)이 결합된 구조의 골격부로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 전면 골격(110)과 후면 골격(120)의 결합구조는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 볼트 너트 결합 구조(190)에 의해 달성될 수 있다.

이와 같이, 전면 골격(110)과 후면 골격(120)으로 이루어진 골격부(110, 120)는 조립과 분해가 간편하고, 외부로부터 유입되는 공기를 효과적으로 흡입할 수 있으며, 동시에 사용자의 입으로부터 배출된 날숨공기를 원활하게 외부로 배출시킬 수 있는 장점이 있다.

여기서 상기 제1 배출구(125)에는 유연성 있는 실리콘 소재로 이루어진 날숨 배출막(126)을 형성함으로써, 사용자의 입으로부터 배출되는 날숨공기를 입수하여 하부방향으로 원활하게 방향전환 시킴과 동시에 상기 날숨공기와 상기 필터(160)를 통과하여 여과된 외부 공기가 혼합되지 않도록 제1 배출구(125)를 구성할 수 있다.

즉, 상기 제1 배출구(125)의 상부와 양측면부에는 상기 날숨 배출막(126)을 접착 등의 방법에 의해 견고하게 결합시키고, 상기 제1 배출구(125)의 하부는 상기 날숨 배출막(126)과 결합되지 않도록 형성함으로써, 마스크 사용자가 숨을 들이쉬어 외부공기가 유입될 경우에는 상기 제1 배출구(125)가 전체적으로 밀폐되도록 하여 상기 흡입구(111, 112, 113, 121, 122, 123)를 통해 외부공기를 안정적으로 유입되도록 하고, 마스크 사용자가 숨을 내쉬어 날숨을 배출할 경우에는 상기 날숨 배출막(126)이 상기 제1 배출구(125)와 결합되어 있지 않은 상기 제1 배출구(125)의 하부를 통해 날숨공기가 외부로 원활하게 배출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 기능성 마스크(110)는 상기 전면 골격(110)의 전면 흡입구(111, 112, 113)들 중 하나에는 송풍팬 안착부(114)가 형성되도록 하고, 상기 송풍팬 안착부(114)가 형성된 전면 흡입구(112)에 대응되는 상기 후면 골격(120)의 후면 흡입구(122)에는 송풍팬 고정부(124)가 형성되도록 하여 외부 공기를 흡입하기 위한 송풍팬(150)이 상기 안착부(114)와 고정부(124) 사이에 구비되도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 전면 골격(110)의 전면 흡입구(112)와 후면 골격(120)의 후면 흡입구(122)에 각각 안착부(114)와 고정부(124)를 형성하여 외부 공기를 흡입하기 위한 송풍팬(150)을 설치함으로써, 사용자가 더욱 편하게 호흡할 수 있도록 여과된 외부공기를 효과적으로 마스크(100) 내부로 공급할 수 있다.

이 때, 상기 전면 골격(110)과 후면 골격(120)의 양측에는 상기 전면 골격(110)과 후면 골격(120)의 결합에 의해 빈 공간이 각각 형성되고, 이들 빈 공간들 중 일측의 빈 공간(128b)에는 상기 송풍팬(150)의 구동을 제어하기 위한 PCB(152)가 탑재되고, 상기 빈 공간들 중 타측의 빈 공간(도시하지 않음)에는 상기 송풍팬(150)을 구동시키는 배터리(151)가 탑재되도록 구성함으로써, 콤팩트한 구조를 가지면서도 동시에 송풍팬(150)에 의한 안정적인 외부 공기 유입 성능을 담보할 수 있고, 상기 송풍팬(150)을 편리하게 제어할 수 있는 기능성 마스크(100)를 제조할 수 있다.

여기서, 상기 후면 골격(120)의 일측 상단과 하단에는 상기 송풍팬(150)의 편리한 구동을 위한 스위치(182, 183) 및 상기 배터리(151) 충전을 위한 충전단자부(181)를 형성할 수 있다.

또한, 상기 기능성 마스크(100)는 숨쉬기 편한 개인용 미세먼지 알림 공기여과 패션마스크로서 예를 들어, 소형 송풍기를 적용하여, 훨씬 숨쉬기 편한 방진 마스크, 지역의 미세먼지 정보와 연동, 필요시 착용을 권장해주는 스마트 마스크 형태로 구현될 수 있고, 충전도크(Dock)와 연결 중일 때, 도크(Dock)에서 LED로 알림 기능을 채용하도록 설계할 수 있으며, 스마트폰과 연동하여 호흡기 헬스케어 App 제공 등을 통해 제어되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 기능성 마스크(100)는 의료용 액상 실리콘을 적용하여 밀폐력이 방독면 수준인 고성능 마스크, 미세먼지발생 농도, 빈도 증가에 따른 유지비의 부담이 없는 필터 교체식 경제적 마스크로 구현할 수도 있다.

한편, 상기 기능성 마스크(100)는 상기 골격부(110, 120)에 의해 직사방지+공기순환유도 내부구조가 적용될 수 있다. 이러한 마스크의 내부구조는 송풍팬(150)에 의해 흡입되는 공기가 안면에 직접 닿는 것을 방지하고, 마스크 내의 공기가 순환/배출 되도록 기울여져 있는 구조로 형성함으로써, 틈새로 유입될 수 있는 먼지를, 마스크 외부방향으로 공기를 이용해 밀어내어 틈새 유입먼지를 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 상기 흡입구 분리구조 설계를 적용하여, 송풍팬(150)에 의한 공기흡입과 사용자의 호흡에 의한 공기흡입 통로를 분리시켜 질식을 예방 할 수 있고, 사용자가 단계적으로 파과(필터의 기능이 상실하는 시점)를 알아차릴 수 있으며, 배터리(151)가 방전되어도 마스크 사용이 가능한 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 기능성 마스크의 소재는 얼굴을 감싸기 위한 유연하고 가벼운 플라스틱 재질로서 예를 들어, 폴리카보네이트 (PC+GF10)를 사용할 수 있고, 완전분리, 완전세척을 위한 전원부분 방수처리패킹, 얼굴에 밀착 할 수 있는 의료용 액상실리콘 등을 사용하여 제조될 수 있다.

한편, 상기 면체부(140)는 유연성 있는 소재로 이루어질 수 있으며, 상기 골격부(120)의 후면에는 상기 면체부(140)의 정면 형상에 대응하는 형상으로 상기 면체부(140)와의 결합을 위한 돌출된 형태의 끼움 결합부(129)가 형성되어 있고, 상기 면체부(140)에는 상기 끼움 결합부(129)와 결합되는 돌출된 형태의 결합홈부(146)가 형성되어 있어서 상기 끼움 결합부(129)와 결합홈부(146)에 의해 상기 골격부(120)와 면체부(140)가 서로 결합되는 구조로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 끼움 결합부(129)는 상기 골격부(120)에 방향의 단면 두께(W1)가 상기 면체부(140) 방향의 단면 두께(W2)보다 20 내지 30% 더 두꺼운 구조로 형성함으로써, 상기 골격부(120)와 면체부(140)의 안정적인 결합을 달성함과 동시에 상기 골격부(120)와 면체부(140)의 분리와 결합이 용이한 기능성 마스크를 제조할 수 있다.

즉, 상기 면체부(140)는 전체적으로 유연성 있는 실리콘 소재 등으로 형성하여 돌출된 형태의 결합홈부(146)의 상부 리브(146a)와 하부 리브(146b)가 유연성 있게 서로의 폭이 조절될 수 있도록 형성하고, 상기 끼움 결합부(129)는 상기 골격부(120)에 방향의 단면 두께(W1)가 상기 면체부(140) 방향의 단면 두께(W2)보다 20 내지 30% 더 두꺼운 구조로 형성함으로써, 상기 골격부(120)와 면체부(140)의 결합시, 안정적인 결합과 높은 밀폐력을 달성함과 동시에 상기 골격부(120)와 면체부(140)의 분리와 결합이 용이한 기능성 마스크를 제조할 수 있다.

한편, 상기 기능성 마스크(100)는 상기 후면 골격(120)의 후면 중심부를 제외하고, 상기 후면 중심부로부터 후면 양측부위(120a, 120b)는 상기 전면 골격(110)의 전면 중심부를 제외하고, 상기 전면 중심부로부터 전면 양측부위(110a, 110b)보다 평면상의 두께가 더 두껍게 형성되도록 구성할 수 있다. 이러한 전면 골격(110)과 후면 골격(120)의 두께비율 구성은 상기 기능성 마스크(100)에 안정성과 견고함을 부여하여 외부로부터 인가되는 다양한 힘에 의해 발생할 수 있는 변형이나 뒤틀림 등을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 기능성 마스크(100)를 일부 방진, 방독마스크 등에 적용할 경우, 측면으로 갈수록 제품의 두께가 얇아져야 하는데, 단순히 상기 골격부 사출물의 두께를 줄일 경우 그 강도나 경도가 약해짐에 따라 파손의 우려가 있다. 즉, 종래의 일반적 설계방법대로 상기 전면 골격과 후면 골격 사출물의 두께를 비슷하게 하여 제조할 경우 파손 될 우려가 있으며 마스크 자체의 뒤틀림, 그로 인한 공기누설 등의 우려가 있다. 또한, 상기 기능성 마스크(100)는 양측 단부에 사용자의 안면에 착용하기 위한 별도의 밴드 혹은 머리끈이 결합 되어 무게를 지탱하고 비교적 큰 힘을 받게 되고, 골격부 상호간의 결합을 위해 조립되는 나사 등의 결합부재로부터 힘을 받아야 하므로, 상기 후면 골격(120)의 후면 중심부를 제외하고, 상기 후면 중심부로부터 후면 양측부위(120a, 120b)는 상기 전면 골격(110)의 전면 중심부를 제외하고, 상기 전면 중심부로부터 전면 양측부위(110a, 110b)보다 평면상의 두께가 더 두껍게 형성되도록 구성함으로써, 상기 기능성 마스크(100)의 안정성과 견고성을 더욱 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 전면 골격(110)과 후면 골격(120)에서 나사 등의 결합부재가 형성되는 피스홀 등의 결합부재 형성부위(110c, 120c)는 상기 전면 골격(110)과 후면 골격(120) 각각의 양측 단부로부터 예를 들어, 1 내지 3 cm 거리의 위치에 형성할 수 있다.

상기 후면 골격(120)의 일측 상면에는 상기 기능성 마스크(100)에 흡입되는 공기의 상태, 필터의 상태, 마스크의 밀폐 상태, 및 주변의 산소농도로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 정보를 표시할 수 있는 상태 표시등(120d)이 형성될 수 있다.

즉, 종래의 일반적인 방진 및 방독마스크의 경우 밀폐력 테스트, 필터의 파과 상태(잔여 수명) 등을 확인하기 위하여 양손을 사용하여 제품의 흡입구를 막고 실험해보거나 마스크를 탈착하고 필터를 분리하여 확인 하는 등 의 별도의 번거로운 조치가 필요했다. 그러나 본원발명의 기능성 마스크(100)는 예를 들어, LED 등을 이용하여 기능성 마스크(100)에 흡입되는 공기의 상태, 필터의 상태, 마스크의 밀폐 상태, 및 주변의 산소농도로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 정보를 표시할 수 있는 상태 표시등(120d)을 형성함으로써, 사용자가 손을 사용하지 않고도 기능성 마스크의 사용과 관련된 다양한 정보를 편리하게 확인할 수 있는 장점이 있다.

여기서, 상기 기능성 마스크(100)를 착용하고 일상적 활동을 하거나 작업을 할 경우에는 상기 상태 표시등(120d)의 빛이 거슬려 사용자의 시야를 방해하지 않도록, 상기 상태 표시등(120d)의 각도를 적절하게 조절하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 상태 표시등(120d)의 형성 각도 및 구조는 상기 기능성 마스크(100)의 현재 상태 및 각종 정보확인이 필요할 경우, 사용자가 시선의 방향을 의식적으로 내려서 볼 수 있도록 적절한 각도로 구현될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 기능성 마스크
110: 전면 골격
120: 후면 골격
130: 커버부
140: 면체부

Claims (12)

1. 인체의 입 주위 안면부를 감싸도록 볼록한 형상으로 이루어져 있고, 상부에는 외부공기 흡입구가 형성되어 있으며, 하부에는 상기 입으로부터 배출되는 공기를 배출시키는 배출구가 형성되어 있는 골격부;
   상기 골격부의 전면에 배치되어 상기 흡입구에 설치되는 필터를 수용함과 동시에 상기 골격부의 상부, 하부 및 측면을 통해 외부 공기가 상기 흡입구로 유입될 수 있도록 상기 골격부와 일정한 간격을 두고 전면에 결합되는 커버부; 및
   상기 골격부의 후면에 결합되어 인체의 입 주위 안면부와 상기 골격부가 밀착되도록 하는 면체부;
   를 포함하는 기능성 마스크.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 골격부와 커버부는 자석과 철조각을 이용한 마그네틱 결합방식에 의해 서로 결합되는 기능성 마스크.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 골격부는 상부에 적어도 2개의 전면 흡입구가 형성된 전면 골격과
   상부에 상기 전면 흡입구와 대응하여 연통되는 구조의 후면 흡입구가 형성되고 하부에 상기 입으로부터 배출되는 날숨공기를 입수하여 하부방향으로 방향전환 시키는 제1 배출구 및 상기 제1 배출구로부터 입수된 공기를 하부방향으로 배출시키는 제2 배출구가 형성된 후면 골격이 결합된 구조의 골격부인 기능성 마스크.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 배출구에는 유연성 있는 실리콘 소재로 이루어진 날숨 배출막이 형성되어 있는 기능성 마스크.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 전면 골격의 전면 흡입구들 중 하나에는 송풍팬 안착부가 형성되고, 상기 송풍팬 안착부가 형성된 전면 흡입구에 대응되는 상기 후면 골격의 후면 흡입구에는 송풍팬 고정부가 형성되어 있어서, 외부 공기를 흡입하기 위한 송풍팬이 상기 안착부와 고정부 사이에 구비되는 기능성 마스크.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 전면 골격과 후면 골격의 양측에는 상기 전면 골격과 후면 골격의 결합에 의해 빈 공간이 각각 형성되고, 이들 빈 공간들 중 일측의 빈 공간에는 상기 송풍팬의 구동을 제어하기 위한 PCB가 탑재되고, 상기 빈 공간들 중 타측의 빈 공간에는 상기 송풍팬을 구동시키는 배터리가 탑재되는 기능성 마스크.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 후면 골격의 일측 상단과 하단에는 상기 송풍팬 구동을 위한 스위치 및 상기 배터리 충전을 위한 충전단자부가 형성되어 있는 기능성 마스크.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 면체부는 유연성 있는 소재로 이루어진 기능성 마스크.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 골격부의 후면에는 상기 면체부의 정면 형상에 대응하는 형상으로 상기 면체부와의 결합을 위한 돌출된 형태의 끼움 결합부가 형성되어 있고, 상기 면체부에는 상기 끼움 결합부와 결합되는 돌출된 형태의 결합홈부가 형성되어 있어서 상기 끼움 결합부와 결합홈부에 의해 상기 골격부와 면체부가 서로 결합되는 기능성 마스크.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 끼움 결합부는 상기 골격부에 방향의 단면 두께가 상기 면체부 방향의 단면 두께보다 20 내지 30% 더 두꺼운 구조로 형성되는 기능성 마스크.
    
11. 제3항에 있어서,
    상기 후면 골격의 후면 중심부를 제외하고, 상기 후면 중심부로부터 후면 양측부위는 상기 전면 골격의 전면 중심부를 제외하고, 상기 전면 중심부로부터 전면 양측부위보다 평면상의 두께가 더 두껍게 형성되는 기능성 마스크.
    
12. 제3항에 있어서,
    상기 후면 골격의 일측 상면에는 상기 기능성 마스크에 흡입되는 공기의 상태, 필터의 상태, 마스크의 밀폐 상태, 및 주변의 산소농도로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 정보를 표시할 수 있는 상태 표시등이 형성되어 있는 기능성 마스크.

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