KR20190065843A - 일회용 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 방한, 방진, 의료용, 산업용 등으로 사용되는 일회용 마스크에 관한 것이다. 상기 일회용 마스크는, 착용시 인체안면부에 대향되는 내피; 상기 내피의 외면에서 주연부가 밀봉 결합되는 외피; 및 상기 인체안면부에 착용되는 스트링;을 포함하고, 상기 내피와 상기 외피 사이의 공간은 호흡공기가 잔류되는 에어포켓으로 형성되고, 상기 내피에는 상기 에어포켓에 연통되는 개구가 구비된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일회용 마스크에 따르면, 에어포켓을 이용해 호흡공기의 체류공간을 제공하는 한편 그 잔류시간을 최소화함으로써, 호흡공기 내 수분, 열, 냄새가 축적을 억제 내지 방지하여, 장시간 사용하더라도 종래 일회용 마스크에서의 김서림, 날숨 내 열 및 부압 등으로 인한 불편함과, 수분 발생에 따른 위생상을 문제점을 현저히 개선할 수 있다.

Description

일회용 마스크{DISPOSABLE MASK}

본 발명은 방한, 방진, 의료용, 산업용 등으로 사용되는 일회용 마스크에 관한 것이다.

종래 방한, 방진, 의료용, 산업용 등으로 사용되는 일회용 마스크는 일반적으로 외부로부터 유입되는 분진, 미세먼지 등의 이물질을 차단하기 위해 얼굴 안면부 전체에 단순히 밀착되는 구조를 갖는다.

그러나 이러한 단순 밀착형 구조의 마스크의 경우, 사용자는 호흡시 발생하는 열과 부압으로 인해 호흡에 곤란을 느끼고, 날숨 내 수증가 냉각되어 생성되는 수분은 세균을 발생시키거나 냄새를 유발하는 원인이 되는 문제가 있고, 또한 마스크가 충분히 안면부에 밀착되더라도 날숨 중 일부가 마스크 착용면 주연으로 돌출된 특히 코 등의 주변으로 누설되어 안경 또는 보호구 등에 김서림이 발생하는 현상을 충분히 억제하지 못하는 문제가 있다.

상기한 단순 밀착형 방진 마스크를 개선한 일례로, 코가 접촉하는 부위 형상에 맞춰 성형가공된 박형의 금속판을 구비한 마스크가 개시되어 있다. 상기 비탄성 박형의 금속판은 코 주변과 같이 마스크 착용면 주연에서의 밀착 성능을 개선시킴으로써 호흡 공기의 출입을 최소화할 목적으로 제공되고 있으나, 이러한 사용자에 안면 형상에 따라 밀착성능이 일관되지 못할 뿐만 아니라 호흡과정에서 날숨 내 열이나 부압으로 인한 불편함과 수분 발생에 따른 문제는 상존하는 문제가 있다.

또한, 종래 일회용 방진 또는 산업용 마스크 중에는 마스크 내부에 쾌적한 환경을 조성하기 위해 마스크의 중앙 하부, 또는 양 옆으로 별도의 배출용 밸브를 형성하여 배기력을 높이는 것에 대해 개시하고 있으나, 별도 부품을 사용하기 때문에 제작이 난해하고 제품단가가 상승하는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-1997-0025636호 한국공개특허 제10-2016-0062808호

본 발명의 목적은, 배기밸브 등과 같은 다른 부품 요소없이도 김서림, 날숨 내 열 및 부압 등으로 인한 불편함과, 수분 발생에 따른 위생상을 문제점을 현저히 개선하고, 제작이 용이하며 가격이 저렴한 일회용 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과 이루어진 것으로, 그 요지는 특허청구범위에 기재한 바와 동일한 아래의 내용이다.

(1) 착용시 인체안면부에 대향되는 내피; 상기 내피의 외면에서 주연부가 밀봉 결합되는 외피; 및 상기 인체안면부에 착용되는 스트링;을 포함하고, 상기 내피와 상기 외피 사이의 공간은 호흡공기가 잔류되는 에어포켓으로 형성되고, 상기 내피에는 상기 에어포켓에 연통되는 개구가 구비된 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.

(2) 상기 개구는 복수로 형성되되, 인체안면부의 코에 대응되도록 형성되는 상단 개구; 및 인체안면부의 입에 대응되도록 형성되는 하단 개구로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 일회용 마스크.

(3) 상기 내피 또는 외피는 필터인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 일회용 마스크.

(4) 상기 외피에 장착되는 방열매체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.

(5) 상기 외피에는 상기 방열매체가 삽입 고정되는 장착구가 구비된 것을 특징으로 하는 상기 (4)의 일회용 마스크.

(6) 상기 방열매체는 상기 외피에 접착 고정되는 것을 특징으로 하는 상기 (4)의 일회용 마스크.

(7) 상기 방열매체는 그래파이트 또는 탄소매트인 것을 특징으로 하는 상기 (4)의 일회용 마스크.

본 발명의 일회용 마스크에 따르면, 종래 배기밸브 등과 같은 다른 고가의 부품요소 없이도 마스크 본연의 외장재를 이용한 에어포켓 구조에 의해 호흡공기의 체류공간을 제공하는 한편 그 잔류시간을 최소화함으로써, 호흠공기 내 수분, 열, 냄새의 축적을 억제 내지 방지하여, 장시간 사용하더라도 종래 일회용 마스크에서의 김서림, 날숨 내 열 및 부압 등으로 인한 불편함과 수분 발생에 따른 위생상의 문제점을 개선할 수 있다. 또한 본 발명의 일회용 마스크는, 마스크 본연의 외장재를 이용해 제작이 가능하기 때문에 제조가 용이하고, 배기밸브와 같은 별도 부품을 사용하는 종래 일회용 마스크 대비 동등 또는 그 이상의 여과 효율 및 낮는 공기저항을 구현하면서도 성능 대비 제조비용이 저렴하여 우수한 가성비를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일회용 마스크의 사시도.
도 2는 도 1의 일회용 마스크의 결합도.
도 3은 도 1의 일회용 마스크의 착용상태 단면도.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 일회용 마스크의 동작 개념도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소가 '선택적으로' 제공, 구비 또는 포함된다고 할 때, 이는 본 발명의 해결과제를 위한 필수적으로 채택되는 구성요소는 아니나 그러한 해결과제와 견련성을 가지고 임의적으로 채택될 수 있음을 의미한다.

먼저, 본 발명에 따른 일회용 마스크(10)의 구조에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일회용 마스크(10)의 사시도, 도 2는 일회용 마스크(10)의 결합도, 도 3은 도 1의 일회용 마스크(10)의 착용상태 단면도를 각각 나타낸다.

본 발명에 따른 일회용 마스크(10)는 내피(100), 외피(200) 및 스트링(300)을 기본 구성으로 포함한다. 내피(100)는 인체안면부(20) 접촉되고, 외피(200)는 대기와 접촉되며, 스트링(300)은 신축성 재질로 이루어져 인체의 머리 또는 귀 등에 착용된다. 도 1에서 내피(100)는 점선으로 도시하였다. 이 경우, 상기 내피(100)은 인체안면부(20)에 밀착 접촉하며, 내피(100)와 인체안면부(20) 사이는 제1 공간(A)을 형성한다. 상기 외피(200)는 대기로 대향되며 외피(200) 밖의 대기 공간은 제3 공간(C)을 형성한다. 내피(100)와 외피(200) 사이에는 비어 있는 제2 공간(B)이 형성되고, 이러한 제2 공간(B)은 호흡공기가 잔류되는 에어포켓으로 제공된다.

상기 내피(100)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 내부 기공을 갖는 부직포와 같은 필터부재는 물론 기공을 포함하지 않은 재질로도 구성될 수 있다. 내피(100)는 착용감을 양호하게 하기 위해 유연성 재질로 구성될 수 있다. 내피(100)를 필터부재로 구성할 경우 들숨시 미세먼지 등에 대한 필터 역할을 겸한다.

상기 내피(100)에는 제2 공간(B)으로 연통되는 개구가 구비되며, 날숨시 배출된 호흡공기는 상기 개구(112, 114)를 통해 제2 공간(B)으로 신속히 배출된다. 이러한 개구(112, 114)는 복수로 형성될 수 있다. 즉, 실시예에서와 같이, 인체안면부(20)의 코에 대응되는 위치에 형성되는 상단 개구(112); 및 인체안면부(20)의 입에 대응되도록 형성되는 하단 개구(114)로 분할 형성됨으로서 인체로부터 호흡공기의 유출 및 유입이 보다 원할할 수 있다. 다만 들숨시 이러한 개구(112, 114)의 형성 또는 그 분할 구성에 따라 에어포켓의 잔류공기가 역류할 가능성이 높을 것으로 예상될 수 있지만, 이는 후술하는 바와 같이 통상적인 날숨과 들숨 간 시간 주기에서 에어포켓의 동작에 의해 효과적으로 방지될 수 있다.

상기 외피(200)의 재질은 재질은 내부 기공을 갖는 부직포와 같은 필터부재로 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 외피(200)에 구비된 내부 기공은 날숨 및 들숨시 호흡공기가 상기 제2 공간(B)과 제3 공간(C) 사이에서 교환되는 통로 역할을 하며, 등숨시 미세먼지 등에 대한 필터 역할을 겸한다. 외피(200)는 대기에 대향되기 때문에, 재질 선택시 내피(100)에서와 같은 착용감에 대한 고려는 필요하지 않으며 에어포켓을 위한 빈 공간을 보다 용이하게 형성할 수 있도록 경질 재료로 구성될 수 있다.

상기 내피(100)와 외피(200)는 에어포켓에 해당되는 제2 공간(B)을 형성하기 위해, 그 주연만이 일봉된다. 밀봉 방식은 별도의 접착제를 이용하거나, 열융착에 의해 재료 자체를 녹여 접합할 수 있다. 외피(200)가 경질재료로 구성되는 경우 형성될 에어포켓의 외부 형상에 대응되도록 미리 성형될 수 있고, 외피(200)가 연질재료로 구성되는 경우에는 들숨시 호흡공기의 잔류에 필요하고 충분한 에어포켓의 공간을 형성하기 위해 내피(100)와 접합된 상태에서 대기 쪽으로 돌출될 수 있도록 여유 있는 면적으로 제공되는 것이 바람직하다. 연질부재의 외피(200)가 돌출된 형태로 강성을 유지할 수 있도록 꿰멘 형태의 보강요소가 구비될 수 있다.

선택적으로, 상기 일회용 마스크(10)는 방열매체(400)를 더 포함할 수 있다. 방열매체(400)는 상기 외피(200)에 장착되어, 날숨으로 에어포켓에 유입된 호흡공기의 냉각시키는 역할을 한다. 방열매체(400)의 재질은 열전도성이 우수한 그래파이트 또는 탄소매트가 유리하게 적용될 수 있다. 방열매체(400)의 장착방식은 외피(200)에 장착구(310)를 형성하고 이를 접착제로 접착하거나, 외피(200)에 열융착하는 방식일 수 있다. 또한 방열매체(400) 장착을 위한 외피(200)의 장착구(310)는 생략가능하며, 장착구(310) 없이 방열매체(400)를 외피(200)에 직접 접착 고정하는 것도 가능하다.

다음으로, 본 발명에 따른 일회용 마스크(10)의 동작에 대해 설명한다. 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 일회용 마스크(10)에 따른 유체흐름에 대한 동작 개념도를 나타낸다. 도 4을 참조하여, 일정한 호흡 주기의 날숨 및 들숨과정에서 상기한 제1 공간(A), 제2 공간(B) 및 제3 공간(C)에서 이루어지는 내부 호흡공기의 배출 및 잔류 형태와, 외부 공기의 유입 형태를 에어포켓의 동작에 기초하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 4에서 외피(200)에 선택적으로 제공되는 방열매체(400)는 생략되었다.

(i) 날숨시, 인체 내부로부터 고운다습의 호흡공기(입김)은 배출 즉시 급기저항(압력차)에 의해 내피(100) 개구를 통해 제1 공간(A)으로부터 제2 공간(B)으로 이동한다. 이 경우, 제2 공간(B)의 온도는 제3 공간(C)보다 높아 공기압력도 제2 공간(B)이 높고, 호흡공기는 이러한 제1 공간(A) > 제2 공간(B) > 제3 공간(C)의 순서로 압력차에 의해 낮은 공기저항 하에서 제2 공간(B)으로부터 제3 공간(C)으로 외피(200)의 기공을 통해 신속히 배출되고, 에어포켓의 제2 공간(B) 내 일부 잔류된 호흡공기는 에어포켓의 상하방향으로 이동된 후 낮은 공기저항으로 인하여 외피(200)의 기공을 통해 다시 제1 공간(A)으로 신속하게 재배출된다. 이에 따라 제2 공간(B)은 저온저습상태로 항시 괘적하고 위생적인 생태로 유지될 수 있고 제1 공간(A)으로 전달되는 호흡공기의 부압 및 열에 따른 불편함을 현저히 개선하게 된다.

이 경우, 상기 에어포켓은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 공간(A), 제2 공간 및 제3 공간(C)에서 온도 및 압력 편차를 발생시키는 유로 구간 역할을 하며 이에 따라 제2 공간(B)의 공기저항은 상대적으로 높고 제3 공간(C)의 상대적으로 최소화함으로써 종래와 같이 밸기 밸브와 같은 별도의 부품 수단 없이도 마스크 내부를 쾌적하게 유지할 수 있다. 또한 상기 에어포켓은 고온다습한 호흡공기가 사용자의 눈이나 콧등 쪽으로 이동이는 것을 최소한으로 억제하는 역할을 하게 된다.

또한 (ii) 들숨시, 외부공기는 제3 공간(C)으로부터 외피(200)의 기공을 통해 에어포켓의 제2 공간(B)으로 유입된 후 내피(100)의 개구를 통해 제1 공간(A)으로 흡입된다. 이 경우, 제2 공간(B) 내 일부 잔류된 호흡공기는 유입된 외부 공기와 혼합되어 에어포켓 내에서 상하 방향으로 밀려 이동되고 상기한 (i)에서와 같은 호흡공기에 대한 에어포켓의 작용에 의해 제3 공간(C)으로 재차 배출됨으로써 들숨시 공기저항이 낮아짐과 동시에 이러한 들숨 동작에 불구하고 제1 공간(A)으로의 재유입 가능성은 현저히 낮아지게 된다. 이러한 들숨과정에서의 에어포켓에서의 공기 흐름에 의해, 사용환경 또는 사용자의 건강특성에 따라 호흡주기가 짧아 날숨 이후 들숨 전까지의 시간 동안에 호흡공기가 충분히 배출되지 않은 상태라 하더라도 들숨시 호흡공기가 제1 공간(A)으로 재유입 가능성이 현저히 낮아질 수 있다.

또한 (iii) 방열매체(400)가 선택적으로 구비되는 경우, 날숨시 배출되어 제2 공간(B)에 수집된 호흡공기는 그 흐름 속도가 감소되고 방열매체(400)에 의해 신속하게 냉각됨으로써 제2 공간(B) 및 제1 공간(A)에서의 온도 및 습도를 항상 쾌적한 상태로 유지할 수 있다. 냉각 효과를 증가시키기 위해서, 상기 방열매체(400)는 호흡공기가 최단거리로 도달하는 위치 즉, 상기 내피(100)의 개구 전방에 대응되는 외피(200)의 적소에 장착되는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 일회용 마스크(10)는, 기본적으로 종래 배기밸브 등과 같은 다른 고가의 부품요소 없이도 마스크(10) 본연의 외장재로 제공되는 상기한 내피(100)와 외피(200)를 이용하여 그 사이에 형성되는 에어포켓의 구조 및 작용에 의해 내피(100)와 인체안면부(20) 사이의 제1 공간(A)에 호흡공기의 잔류를 방지하여, 해당 제1 공간(A)에서 장시간 사용에 따른 호흡공기 내 수분, 열, 냄새가 축적되는 것을 최소화한다. 내피(100)의 개구를 통해 에어포켓에 해당하는 제2 공간(B)으로 날숨에 따른 호흡공기를 신속하게 배출함으로써 콧 등 주변을 통해 제1 공간(A)으로부터 제3 공간(C)으로의 고온 다습의 호흡공기가 직접 배출되는 것을 최소화 하는 한편, 날숨에 따라 에어포켓의 제2 공간(B)으로 유입된 호흡공기가 에어포켓의 작용에 의해 들숨 이전에 외피(200) 밖의 제3 공간(C)으로 신속히 배출되도록 함으로써 제2 공간(B) 내 날숨에 따른 호흡공기의 체류 시간을 최소화하여, 제2 공간(B)을 저온저습상태로 항시 쾌적하고 위생적인 상태를 유지함과 동시에 호흡공기의 장시간 체류시 제1 공간(A)으로 전달되는 부압 및 열에 따른 불편함을 해소하게 된다. 또한 본 발명의 일회용 마스크(10)는, 마스크(10) 본연의 외장재를 이용해 제작이 가능하기 때문에 제조가 용이하고, 배기밸브와 같은 별도 부품을 사용하는 종래 일회용 마스크 대비 동등 또는 그 이상의 여과 효율 및 낮는 공기저항을 구현하면서도 성능 대비 제조비용이 저렴하여 우수한 가성비를 갖는다.

이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이나 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 개시된 실시예에 대해 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

10: 마스크
100: 내피 (내측 필터) 112: 상단 개구(에어홀)
114: 하단 개구(에어홀)
200: 외피 210: 장착구
300: 스트링 400: 방열매체
20: 인체안면부
B: 제2 공간(내피와 외피사이 공간, 에어포켓)
A: 제1 공간(내피와 안면부)
C: 제3 공간(외피 밖)

Claims (7)

1. 착용시 인체안면부에 대향되는 내피; 상기 내피의 외면에서 주연부가 밀봉 결합되는 외피; 및 상기 인체안면부에 착용되는 스트링;을 포함하고, 상기 내피와 상기 외피 사이의 공간은 호흡공기가 잔류되는 에어포켓으로 형성되고, 상기 내피에는 상기 에어포켓에 연통되는 개구가 구비된 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 개구는 복수로 형성되되, 인체안면부의 코에 대응되도록 형성되는 상단 개구; 및 인체안면부의 입에 대응되도록 형성되는 하단 개구로 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 내피 또는 외피는 필터인 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 외피에 장착되는 방열매체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 외피에는 상기 방열매체가 삽입 고정되는 장착구가 구비된 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 방열매체는 상기 외피에 접착 고정되는 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.
   
7. 제4항에 있어서, 상기 방열매체는 그래파이트 또는 탄소매트인 것을 특징으로 하는 일회용 마스크.

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