KR20220003958A - 물놀이용 마스크 - Google Patents

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KR20220003958A
KR20220003958A KR1020210078863A KR20210078863A KR20220003958A KR 20220003958 A KR20220003958 A KR 20220003958A KR 1020210078863 A KR1020210078863 A KR 1020210078863A KR 20210078863 A KR20210078863 A KR 20210078863A KR 20220003958 A KR20220003958 A KR 20220003958A
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탁병환
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주식회사 소노인더스트리
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Abstract

마스크를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 마스크는 2개 이상의 층으로 형성된 마스크 본체(10) 및 상기 마스크 본체(10) 양 측단에 형성되어 착용자의 귀에 걸리는 걸이대(30)를 포함하고, 상기 마스크 본체(10)는, 내부에 다수의 제1 기공(11a)을 포함하는 메쉬(mesh) 구조의 원단 층(11), 상기 원단 층(11) 상에 도포되고, 다수의 섬유가 교차되어 상기 다수의 섬유 사이에 다수의 미세 기공이 형성되도록 하는 섬유 층(12), 및 상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12) 사이의 공간에 좌우 방향으로 연장되도록 형성되는 구강 지지대(16)를 포함할 수 있다.

Description

물놀이용 마스크{Mask for Water Play}
본 발명은 물놀이용 마스크에 관한 것이다.
2019년 12월 중국 후베이성 우한시에서 처음 발생한 새로운 유형의 코로나바이러스에 의한 질환인 코로나바이러스감염증-19(Corona Virus Disease 19, COVID-19)으로 인해, 현재까지도 전세계적으로 감염 확산세가 이어지고 있으며, 세계보건기구(WHO)는 2020년 1월 30일 국제적 공중보건 비상사태(PHEIC)를 선포한 바 있다.
코로나바이러스감염증-19는 감염자의 비말이 호흡기나 눈, 코, 입의 점막으로 침투될 때 전염되는 것으로 알려져 있으며, 전염성이 높은 것으로 보고되어 일부 국가는 확진자가 다수 발생한 국가로부터의 입국을 통제하는 등 확산 방지에 총력을 기울이고 있다.
감염자의 비말이 외부로 튀어 타인과 접촉하지 않도록 마스크 사용이 권고되고 있으며, 이를 위해 다양한 형태의 마스크가 개발 및 사용되어 왔다.
한편, 수영장, 워터파크 등의 장소는 신체와 수분이 항상 접촉되는 곳이므로, 마스크 또한 항상 수분과 접촉되는 환경이라 할 수 있다.
상기 장소는 마스크가 수분에 의해 젖더라도 이물질 여과 성능이 여전히 유지되어야 하고, 사방에서 수분이 밀려 들어오더라도 마스크의 형상이 유지될 수 있어야 하며, 마스크가 신체로부터 이탈되지 않도록 하는 것이 중요하다.
종래의 부직포를 이용한 마스크는, 정전기력을 사용하여 이물질을 여과하기 때문에 마스크가 수분과 접촉하는 경우 여과를 위한 충분한 정전기력이 발생되지 않아 마스크 본연의 목적인 여과 기능을 상실하게 된다.
또한, 종래의 마스크는 마스크 본체 양측단에 설치되는 걸이대가 귀에 걸리는 방식으로 안면에의 고정이 이루어지는데, 이러한 형태는 물살이 심한 수영장, 워터파크에서는 쉽게 마스크가 벗겨지는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 안면과 마스크 본체 사이의 공간을 확보하기 위해 기존의 코 지지대 이외에, 구강 지지대를 더 설치한 마스크가 개발되어 사용되어 왔으나, 지지대가 와이어로 이루어져 수분과 접촉할 시 부식되어 유해 물질이 발생하고, 구강 지지대가 마스크 본체 일부에만 형성되어 소정 압력 이상의 수분이 밀려들어올 때 마스크 본체 자체도 구강 측을 향해 말려 들어가는 문제점이 존재하였다.
한국등록특허문헌 제10-2069880호 (2020.02.11) 한국등록특허문헌 제10-1962073호 (2019.03.25)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
구체적으로, 종래의 부직포 마스크에서 정전기력을 이용하여 이물질을 여과하였던 방식이 아닌, 기공을 통해 이물질을 여과함으로써 고습윤 환경 또는 마스크가 물에 침지되는 환경에서도 충분한 여과 성능을 달성할 수 있는 마스크를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 마스크 내부와 마스크 외부의 압력 차이인 차압이 5mmH2O 이하로 유지되어, 마스크가 젖더라도 원활한 호흡을 가능케 하는 마스크를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 구강 지지대를 통해 마스크 본체와 안면 사이의 공간이 넓게 확보되고, 외부의 물살이 밀려 들어오더라도 형태가 유지되는 마스크를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 2개 이상의 층으로 형성된 마스크 본체(10) 및 상기 마스크 본체(10) 양 측단에 형성되어 착용자의 귀에 걸리는 걸이대(30)를 포함하고, 상기 마스크 본체(10)는, 내부에 다수의 제1 기공(11a)을 포함하는 메쉬(mesh) 구조의 원단 층(11), 상기 원단 층(11) 상에 도포되고, 다수의 섬유가 교차되어 상기 다수의 섬유 사이에 다수의 제2 기공(14a)이 형성되도록 하는 섬유 층(12), 및 상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12) 상에 좌우 방향으로 연장되도록 형성되는 구강 지지대(16)를 포함하는, 마스크를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 섬유 층(12)은 상기 원단 층(12)의 외면에 형성되어 전기 방사된 미세섬유의 웹(web)으로 이루어지고, 상기 섬유 층(12)은, 상기 원단 층(11)의 외면에 전기방사된 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)과, 상기 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 전기 방사된 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 포함하되, 상기 제2 미세섬유의 직경은, 상기 제1 미세섬유의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12)은 폴리에스테르(PET)재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원단 층(11)은 5 내지 50 데니어(denier) 굵기의 폴리에스테르 원사를 100 내지 150 메쉬로 직조하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 미세섬유의 굵기는 10 내지 40μm이고, 상기 제2 미세섬유의 굵기는 0.05 내지 2μm인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 미세섬유의의 직경이 D이고, 길이가 L이라 할 때, L / D >100일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코 지지대(15)와 상기 구강 지지대(16)는 상기 제1 중앙 연결 부분(18)을 통과하도록 좌우 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12) 사이의 공간에 좌우 방향으로 연장되도록 형성되는 코 지지대(15); 를 더 포함하고, 상기 구강 지지대(16)는 상기 코 지지대(15) 하부에 위치될 수 있다.일 실시예에 있어서, 상기 마스크 본체(10)는, 상기 원단 층(11)의 내면에 결합되는 접안 부재(20)를 더 포함하고, 상기 접안 부재(20)에는 상기 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 유입된 물을 상기 마스크 본체(10)의 외측으로 배출할 수 있도록 복수의 배수공(21)이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크 본체(10)는, 좌측 마스크 본체(10a) 및 상기 좌측 마스크 본체(10a)와 연결되는 우측 마스크 본체(10b)를 포함하고, 상기 좌측 마스크 본체(10a)와 상기 우측 마스크 본체(10b)의 연결 부분(17)은, 하측으로 갈수록 전방으로 돌출되도록 경사진 제1 중앙 연결 부분(18) 및 하측으로 갈수록 후방을 향하도록 경사진 제2 중앙 연결 부분(19)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크 본체(10)의 외면에는 상기 원단 층(11), 섬유 층(12), 상기 접안 부재(20)가 각각의 테두리부를 따라 초음파 융착에 의해 서로 접합된 접합부가 형성되고, 상기 제2 중앙 연결 부분(19)은 상기 원단 층(11), 섬유 층(12), 상기 접안 부재(20)가 상기 마스크 본체(10)의 중앙 부분에서 서로 접착되어 상기 마스크 본체(10)가 착용자의 안면에 밀착되는 것을 방지하는 리브 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 접안 부재(20)는 발수성의 폴리프로필렌(PP) 재질로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 코 지지대(15)와 상기 구강 지지대(16)는 상기 제1 중앙 연결 부분(18)을 통과하도록 좌우 연장될 수 있다/
일 실시예에 있어서, 상기 제1 중앙 연결 부분(18)과 상기 제2 중앙 연결 부분(19)의 연결점(P)은, 상기 마스크 착용 시, 상기 착용자의 구강의 높이에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 원사를 메쉬 구조로 직조하여 원단 층(11)을 형성하는 단계;전기 방사에 의하여 상기 원단 층(11)의 외면에 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)을 형성하는 단계;전기 방사에 의하여 상기 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 형성하는 단계; 및 상기 제1,2 필터 코팅층(12a, 12b)이 형성된 상기 원단 층(11)의 내면에 접안 부재(20)를 결합하는 단계를 포함하되, 상기 제2 미세섬유의 직경은 상기 제1 미세섬유의 직경보다 더 작고, 상기 접안부재에는 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사에 유입된 물을 상기 원단 층(11) 방향으로 배출할 수 있도록 복수의 배수공(21)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는, 마스크의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원단 층(11)과 상기 제1,2 필터 코팅층(12a, 12b)은 폴리에스테르 재질로 이루어지고, 상기 접안 부재(20)는 발수성의 폴리프로필렌 재질로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
종래의 부직포 마스크에서 정전기력을 이용하여 이물질을 여과하였던 방식이 아닌, 기공을 통해 이물질을 여과함으로써 고습윤 환경 또는 마스크가 물에 침지되는 환경에서도 충분한 여과 성능의 효과가 달성된다.또한, 마스크 내부와 마스크 외부의 압력 차이인 차압이 5mmH2O 이하로 유지되어, 마스크가 젖더라도 원활한 호흡이 가능한 효과가 달성된다.
또한, 구강 지지대를 통해 마스크 본체와 안면 사이의 공간이 넓게 확보되고, 외부의 물살이 밀려 들어오더라도 형태가 유지되는 효과가 달성된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마스크의 전체적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 마스크의 측면도이다.
도 3은 도 1의 마스크의 사용 상태도이다.
도 4는 도 1의 마스크의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 전체적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 마스크의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제1 필터 코팅층과 제2 필터 코팅층을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 마스크의 전체적인 사시도이다.
도 9는 도 5의 마스크를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 물놀이용 마스크의 성능 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 물놀이용 마스크의 성능 시험결과 및 이에 대한 시험성적서 사본을 나타낸 도면이다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크(100)는 마스크 본체(10), 접안 부재(20), 걸이대(30) 및 길이 조절부(40)를 포함할 수 있다.
마스크 본체(10)는 외부의 이물질이 내부로 유입되지 않도록 하고, 내부의 비말이 외부로 유출되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
마스크 본체(10)는 메쉬(mesh) 구조의 원단 층(11) 및 원단 층(11) 상에 도포되는 섬유 층(12)의 2층 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 마스크 본체(10)는 좌측 마스크 본체(10a) 및 우측 마스크 본체(10b)를 포함하는데, 좌측 마스크 본체(10a)와 우측 마스크 본체(10b)는 동일한 형상을 가질 수 있으며, 좌측 마스크 본체(10a)와 우측 마스크 본체(10b)의 부착을 통해 마스크 본체(10)가 형성될 수 있다.
원단 층(11)은 내부에 다수의 제1 기공(11a)을 포함하며, 소정의 탄성력을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
원단 층(11)은 마스크 본체(10)의 형태를 유지하기 위한 것으로서 물빠짐이 우수한 메쉬 구조로 형성되는데, 본 발명에서는 공지된 고분자 수지 재질의 섬유 원사 중 어느 하나를 직조하여 상기 메쉬 구조를 형성하는 것으로 구성된다.
원단 층(11)은 폴리에스테르(PET)재질로 이루어질 수 있고, 구체적으로 원단 층(11)은 5 내지 50 데니어(denier) 굵기의 폴리에스테르 원사를 100 내지 150 메쉬로 직조하여 이루어질 수 있다.
섬유 층(12)은 원단 층(11) 상에 도포되는 층으로서, 내부에 다수의 제2 기공(14a)을 형성하도록 서로 교차 배치되는 다수의 섬유로 이루어지는 층이다.
섬유 층(12)은 미세한 오염물질을 여과하는 필터로서의 기능을 수행하기 위한 것으로, 원단 층(11)의 외면에 전기 방사하여 얻어지는 미세섬유의 웹(web)으로 이루어지도록 구성될 수 있고, 상기 전기 방사에 대한 구체적인 내용은 공지기술이기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크는 섬유 층(12)이 하나의 코팅 층으로 이루어지도록 구성할 수 있으나, 오염물질에 대한 여과효율을 향상시키기 위하여 필요에 따라서 섬유 층(12)이 복수의 코팅층으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 이 때, 섬유 층(12)은 폴리에스테르(PET)재질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 필요에 따라서 원단 층(11)과 다른 고분자 수지 재질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 섬유 층(12)이 복수의 코팅층으로 이루어진 것으로 설명한다,
섬유 층(12)은 제1 필터 코팅층(12a)과 제2 필터 코팅층(12b)을 포함할 수 있다.
섬유 층(12)은 원단 층(11)의 외면에 전기방사된 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)과, 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 전기 방사된 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 포함할 수 있다.
제1 필터 코팅층(12a)은 원단 층(11)의 외면에 직접 전기 방사되어 상대적으로 크기가 큰 매크로 기공(macro pore)인 제1 미세기공(14a)을 형성하게 되고, 제2 필터 코팅층(12b)은 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 전기 방사되어 제1 미세기공(14a)을 구획하여 상대적으로 크기가 작은 제2 미세기공(14b)을 형성하게 된다.
제2 미세섬유의 직경은, 제1 미세섬유의 직경보다 더 작다.
제1 미세섬유의 굵기는 10 내지 40μm이고, 상기 제2 미세섬유의 굵기는 0.05 내지 2μm일 수 있다.
이를 위하여, 상술한 전기 방사 단계에서 제2 필터 코팅층(12b)을 형성하는 제2 미세섬유의 직경은 제1 필터 코팅층(12a)을 형성하는 제1 미세섬유의 직경보다 더 작게 형성되도록 조절하는 것이 바람직하다.
제2 필터 코팅층(12b)을 이루는 제2 미세섬유의 직경을 D라고 하고, 길이를 L이라 할 때, L / D > 100일 수 있으며, 이에 따라 높은 비표면적을 가지고, 내부에 작고 균일한 다수의 기공을 형성하는 것이 가능하며, 높은 기공도를 가지는 것이 가능하다.
구체적으로, 제2 미세섬유의 직경(D)은 0.18μm 내지 0.22μm일 수 있고, 보다 구체적으로 0.2μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제2 필터 코팅층(12b)의 단면적(1cm2)당 형성되는 제2 미세기공(14b)의 개수는 2.5 x 109개일 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 물놀이용 마스크의 섬유 층(12)은 종래의 부직포 필터로 제작되는 보건용/ 방역용 마스크처럼 정전기적 인력이나 척력에 의하여 오염물질을 흡착하는 방식이 아니라, 제1 필터 코팅층(12a, 12b)에 형성되는 제1,2 미세기공(14a, 14b)에 의하여 오염물질을 여과하는 방식이기 때문에 섬유 층(12)의 제작시 정전기 처리를 할 필요성이 없어 마스크의 제조비용을 저감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 섬유 층(12)은 오염물질을 여과하기 위한 웹을 형성하기 위해 필요한 두께로 원단 층(11)의 외면에 적층되면 충분한데, 일예로서 섬유 층(12)이 약 10 내지 100μm의 두께로 형성되는 것으로 구성하였다.
이로 인하여, 전기 방사된 섬유의 웹 적층제가 마스크 본체(10) 또는 섬유 층(12)의 형태를 유지하는 기능과 오염물질을 여과하는 필터 기능을 동시에 수행하는 종래의 부직포 필터로 제작된 보건용/ 방역용 마스크와 대비할 때, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크는 실질적인 필터를 형성하는 섬유 웹의 두께가 코팅막 정도의 수준으로 현저히 얇아지게 된다.
그 결과, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크는 호흡 시 섬유 층(12)에 형성된 제1, 2 미세 기공(14a, 14b)을 통한 공기 유로의 길이(섬유 층(12)의 두께에 대응)가 매우 짧기 때문에, 상대적으로 공기 유로의 길이(즉, 부직포 필터의 두께에 대응)가 긴 종래 부직포 필터로 제작된 보건용/ 방역용 마스크와 대비할 때 마스크의 주요 성능인 안면부 흡기 저항이 크게 저하되어 착용자의 호흡이 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크는 섬유 층(12)이 물을 저장할 수 있을 정도의 두께를 가지지 않기 때문에 물놀이 도중에 마스크가 물에 젖게 되더라도 섬유 층(12)을 통과하는 물이 섬유 층(12)에 스며들거나 후술하는 바와 같이 섬유 층(12)에 형성된 제1, 2 미세 기공(14a, 14b)에 고여 있지 않고 원단 층(11)의 망목을 통해 대부분 빠져나가게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크는 마스크 본체(10)가 물에 젖었을 경우에도 물빠짐이 우수하여 후술하는 섬유 층(12)의 제1, 2 미세 기공(14a, 14b)이 막히지 않기 때문에 착용자의 호흡이 용이하여 물놀이를 하는 동안 지속적으로 착용이 가능하다는 장점을 가지게 된다.
발명의 실시예에 따른 마스크(100)는 섬유 층(12)에 형성된 다수의 제1,2 미세 기공(14a, 14b), 그리고 원단 층(11)에 형성된 다수의 제1 기공(11a)을 통해(즉, 기공을 통해) 이물질을 필터링하며, 종래의 부직포 마스크가 정전기력을 이용하여 이물질을 필터링하는 것과 차이가 있다.
다시 말하면, 종래의 부직포 마스크는 이물질 필터링을 위해 정전기력을 이용하기 때문에 수분과 접촉하는 경우 필터 성능을 상실하는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크(100)는 기공만을 이용하여 이물질을 필터링하기 때문에 수분과 접촉하더라도 필터 성능이 유지된다(여과효율 80% 이상). 또한, 마스크(100) 내부와 외부의 압력 차이인 차압이 5mmH2O 이하로 유지되어, 수분에 의해 마스크(100)가 젖더라도 호흡이 불편하지 않은 효과가 달성된다.
또한, 본 실시예서와 같이 섬유 층(12)이 원단 층(11)의 외면에 형성될 경우 착용자의 안면에 접하게 되는 원단 층(11)의 내면이 메쉬 구조이기 때문에 메쉬의 거친 질감으로 인하여 착용감이 저하되는 불편함이 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 물놀이용 마스크는 이를 방지하기 위한 일예로서 마스크 본체(10)가 원단 층(11)의 내면에 결합하는 접안 부재(20)를 더 포함하도록 구성되는데, 필요에 따라 접안 부재(20)의 구성은 생략될 수 있음은 물론이다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 접안 부재(20)를 자세히 설명한다.
접안 부재(20)는 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 유입된 물을 마스크 본체(10)의 외측으로 배출할 수 있도록 복수의 배수공(21)이 관통 형성된다.
이 때, 배수공(21)은 상술한 배수 기능과 아울러 접안 부재(20)에 의한 호흡 저항을 최소화함으로써 보건용/ 방역용 마스크의 주요 선능 중 하나인 안면부 흡기 저항이 증가되는 것을 방지하는 기능도 수행하게 된다.
또한, 접안부재(20)는 물놀이 도중에 마스크 본체(10)의 전면으로부터 접안 부재(20)를 통하여 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 물이 유입되는 것을 최소화하기 위하여 발수성 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 접안 부재(20)는 발수성의 폴리프로필렌(PP) 재질로 이루어진 부직포일 수 있다.
또한, 마스크 본체(10)의 외면에는 상기 원단 층(11), 섬유 층(12), 상기 접안 부재(20)가 각각의 테두리부를 따라 초음파 융착에 의해 서로 접합된 접합부(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 서로 결합되는 섬유 층(12)과 접안 부재(20)의 사이에는 접합부를 제외한 영역에서 서로 이격된 간극(22)이 형성되는데, 상기 간극(22)에 의하여 섬유 층(12)으로부터 접안 부재(20) 방향으로 유입된 물은 상당 부분이 배수공(21) 보다 상대적으로 유동 저항이 적은 원단 층(11)의 메쉬를 통하여 외부로 배출됨으로써 물놀이 도중에 착용자의 안면측으로 물이 유입되는 것을 더욱 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(100)는 마스크 본체(10) 상에 형성되는 코 지지대(15) 및 구강 지지대(16)를 더 포함할 수 있다.
코 지지대(15)와 구강 지지대(16)는 원단 층(11)과 섬유 층(12) 사이에 형성된 공간에 삽입된다.
코 지지대(15)는 마스크 본체(10) 상부에 위치되며, 좌우로 연장된다. 코 지지대(15)는 마스크(100) 착용 시 착용자의 콧대에 안착된다. 코는 안면으로부터 돌출되어 형성되는 신체 구조이므로, 코 지지대(15)가 코의 형상을 따르도록 굽어짐으로써 마스크 본체(10)의 상단이 착용자의 안면에 밀착될 수 있다.
코 지지대(15)는 섬유 층(12)의 섬유보다 경질이고, 소정의 탄성력을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고 코 지지대(15)가 섬유와 동일한 재료로 이루어지는 것도 가능하다.
구강 지지대(16)는 마스크 본체(10) 상부에 위치되며, 좌우로 연장된다. 구강 지지대(16)는 코 지지대(15)의 하부에 위치되며, 마스크 본체(10) 좌우로 연장되되, 마스크 본체(10)의 좌측단 및 우측단까지 연장된다. 다른 실시예에서는, 마스크 본체(10)의 좌측단 및 우측단으로부터 소정 길이 이격된 위치까지 좌우 연장된다.
구강 지지대(16) 역시 섬유 층(12)의 섬유보다 경질이고, 소정의 탄성력을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고 구강 지지대(16)가 섬유 층(12)과 동일한 재료로 이루어지는 것도 가능하다.
구강 지지대(16)가 구비됨에 따라, 마스크(100) 착용 시 마스크 본체(10)의 중앙부가 착용자의 안면에 접촉되지 않고 소정 거리 이격될 수 있다. 그리고, 구강 지지대(16)로 인해 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 공간이 형성된다.
마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 형성된 공간으로 인해, 착용자의 안면에 도포된 화장품 등이 마스크 본체(10)에 묻어 침착되는 현상이 방지되고, 마스크(100) 내부와 외부의 차압이 최소화되는 것이 가능하다.
또한, 구강 지지대(16)가 원단 층(11)과 섬유 층(12) 사이에 보강되는 구성으로 인해, 외부에서 수분이 밀려 들어와, 수압으로 인해 마스크 본체(10) 자체가 착용자의 안면을 향하여 밀려 들어가는 현상이 방지될 수 있다.
마스크 본체(10)가 착용자의 안면을 향해 밀려 들어가게 된다면, 마스크의 성능을 수행하지 못할 뿐만 아니라, 마스크 재착용을 강제하게 되므로, 사용자 입장에서 온전히 물놀이를 즐기지 못하고 마스크 착용에 신경 써야하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크(100)를 착용하는 경우 외부에서 수분이 밀려 들어오더라도 마스크 본체(10)의 형상이 유지되기 때문에, 마스크의 성능이 여전히 유지되고, 마스크 재착용 등의 불편함이 해소된다.
좌측 마스크 본체(10a)와 우측 마스크 본체(10b)의 연결 부분(17)은 마스크 본체(10)의 중앙선에 해당하는데, 상기 연결 부분(17)은 하측으로 갈수록 전방으로 돌출되도록 경사진 제1 중앙 연결 부분(18)과, 하측으로 갈수록 후방을 향할수록 경사진 제2 중앙 연결 부분(19)을 포함한다(도 2 참조).
제2 중앙 연결 부분(19)은 좌측 마스크 본체(10a)와, 우측 마스크 본체(10b)가 서로 부착되어 형성되는 부분인데, 다른 마스크 본체(10)는 2층 구조인 반면, 제2 중앙 연결 부분(19)은 4층 구조를 가질 수 있다. 따라서, 제2 중앙 연결 부분(19)은 다른 마스크 본체(10)의 부분에 비해 높은 강도를 가질 수 있다.
즉, 구강 지지대(16)가 마스크 본체(10)의 좌우 방향으로 마스크 본체(10)의 형태를 유지하는 역할을 하는 반면, 제2 중앙 연결 부분(19)은 마스크 본체(10)의 상하 방향으로 마스크 본체(10)의 형태를 유지하는 역할을 한다.
다시 말하면, 제2 중앙 연결 부분(19)은 원단 층(11), 섬유 층(12), 접안 부재(20)가 상기 마스크 본체(10)의 중앙 부분에서 길이방향으로 서로 접착되어 마스크 본체(10)가 착용자의 안면에 밀착되는 것을 방지하는 리브 기능을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 본 실시예에서는 일예로서 제2 중앙 연결 부분(19)이 마스크 본체(10)의 외면 방향으로 돌출되어 형성되는 것으로 구성하였다.
제1 중앙 연결 부분(18)과 제2 중앙 연결 부분(19)의 연결점(P)은, 마스크(100) 착용 시 착용자의 구강의 높이에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 코 지지대(15)와 구강 지지대(16)는 제1 중앙 연결 부분(18)을 통과하면서 좌우로 연장되는 것이 바람직하며, 종래의 마스크에서 연결점(P)이 콧대의 높이에 대응되는 위치에 형성되는 구성과 비교하였을 때, 마스크 본체(10)와 안면 사이에 보다 넓은 공간을 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.
걸이대(30)는 마스크 본체(10) 양 측단에 각각 형성되어, 착용자의 귀에 걸리는 부분이다. 걸이대(30)가 착용자의 귀에 걸리는 것을 통해 마스크 본체(10)가 착용자의 안면에 밀착되고, 착용자의 코 및 구강을 덮게 된다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 걸이대(30)가 구비되되, 걸이대(30) 상에 길이 조절부(40)가 구비될 수도 있다.
길이 조절부(40)는 걸이대(30)가 통과되는 2개의 구멍(31, 32)을 갖되, 길이 조절부(40)가 2개의 구멍(31, 32)을 통과하는 길이가 길어질수록 마스크(100)가 착용자의 안면에 밀착되는 구성일 수 있다. 이외에도, 걸이대(30)의 길이 조절이 가능한 종래의 다양한 길이 조절부(40) 구성이 적용될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 9를 참고하여, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 물놀이용 마스크의 제조방법을 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이 폴리에스테르 원사를 이용하여 메쉬 구조의 원단 층(11)을 직조한 후(S10), 전기 방사에 의하여 직조된 원단 층(11)의 외면에 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)을 형성한다(S20).
상기 S20단계가 완료되면, 전기 방사에 의하여 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 형성하는데, 이 때 제2 미세섬유의 직경은 상술한 바와 같이 제1 미세섬유의 직경보다 더 작게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 S30단계가 완료되면, 제1,2 필터 코팅층()이 형성된 원단 층(11)의 내면에 복수의 배수공(21)이 관통 형성된 접안 부재(20)를 결합하는데(S40), 상기 결합은 전술한 바와 같이 초음파 융착에 의하여 이루어진다.
또한, 상술한 바와 같이 부직포로 이루어진 접안 부재(20)의 배수공(21)은 통상의 레이저 타공에 의하여 바람직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 S40단계가 완료되면, 상기 결합된 원단 층(11)과 접안 부재(20)를 마스크 형상으로 재단하여 마스크 본체(10)k 형성한 후(S50), 상기 마스크 본체(10)의 양측에 걸이대(30)를 결합하게 된다(S60).
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 물놀이용 마스크의 성능을 평가하기 위하여 국내외 보건용/ 방역용 마스크의 표준 시험규격에 따라 분진 포집 효율, 안면부 흡기 저항의 항목에 대한 시험을 수행하였으며, 그 결과를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 물놀이용 마스크의 성능 시험 결과를 나타낸 도면인데, 도 10 (a)는 KF 보건용/ 방역용 마스크에 대한 분진포집효율(%)과 안면부 흡기저항(mmH2O) 성능 기준이고, 도 10(b)는 본 실시예에 따른 물놀이용 마스크에 대하여 마스크 본체(10)를 물에 침지하기 전과 물에 침지한 후의 분진포집효율과 안면부 흡기저항을 측정한 시험결과이다.
상기 시험은 보건용 마스크에 대하여 우리나라에서 준용하고 있는 유럽 기준인 BS EN 143에 따라 TSI 8130 테스트기를 이용하여 수행되었으며, 에어로졸은 NACL을 사용하였다(분진포집효율은 95 LPM flow rate, 안면부 흡기저항은 30 LPM flow rate).
본 발명에 따른 물놀이용 마스크에 대한 분진포집효율 시험결과 물 침지 전의 경우 평균 80.8%(시료수 3)로 KF80 마스크 수준으로 평가되었으며, 물 침지 후의 경우 평균 73.8%(시료수 3)로 나타나 물 침지 전과 대비할 때 크게 저하되지 않는 것으로 나타나 본 발명에 따른 물놀이용 마스크의 경우 물에 젖은 경우에도 분진여과성능이 여전히 유지될 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 마스크 착용시 호흡 용이성을 나타내는 안면부 흡기 저항의 경우 물 침지 전의 경우 평균 3.7mmH20(시료수 3), 물 침지 후의 경우 평균 4.1mmH2O(시료수 3) 수준으로 나타나 두 경우 모두 KF 마스크 성능 기준을 만족하는 것으로 평가되었는데, 이로써 본 발명에 따른 물놀이용 마스크의 경우 물놀이 도중에 지속적으로 착용하더라도 물빠짐 성능이 우수하여 착용자가 용이하게 호흡할 수 있음을 확인할 수 있었다.
다음으로, 도 11과 도 12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 물놀이용 마스크의 성능(세균여과효율) 시험결과 및 이에 대한 시험성적서 사본을 나타낸 도면인데, 도 11(a)는 국내 KF 마스크에 대하여 세균여과효율을 시험한 결과이고 도 11의 (b)는 본 발명에 따른 물놀이용 마스크에 대하여 세균여과효율을 시험한 결과이다.
상기 시험은 의료용 마스크의 세균여과효율에 대한 표준 시험방법인 ASTM F2101-14에 따라 국내 마스크 공인 시험기관인 경북테크노파크에서 수행되었다(황색포도상구균, 시험유속 28.3 LPM, 평균 에어로졸 3.2μm).
본 발명에 따른 물놀이용 마스크에 대한 세균여과효율 시험결과 평균 97.5%(시료수 5)로 나타나 KF94 마스크와 동등 이상으로 평가되었으며, 본 발명에 따른 물놀이용 마스크가 정전기 방식이 아닌 미세기공에 의한 여과 방식임을 감안할 때 물에 젖은 경우에도 이와 동등한 수준의 세균여과효율을 나타낼 것으로 예상되므로 물놀이장에서도 감염자의 비말 등을 매개로 전파될 수 있는 병원성 세균이나 바이러스의 감염을 방지할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 출원의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 출원의 보호범위는 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 마스크 본체
11: 원단 층
11a: 제1 기공
12: 섬유 층
12a: 제1 필터 코팅층
12b: 제2 필터 코팅층
14a: 제1 미세기공
14b: 제2 미세기공
15: 코 지지대
16: 구강 지지대
17: 연결 부분
18: 제1 중앙 연결 부분
19: 제2 중앙 연결 부분
20: 접안 부재
21: 배수공
30: 걸이대
40: 길이 조절부
100: 마스크

Claims (16)

  1. 2개 이상의 층으로 형성된 마스크 본체(10); 및
    상기 마스크 본체(10) 양 측단에 형성되어 착용자의 귀에 걸리는 걸이대(30);를 포함하고,
    상기 마스크 본체(10)는,
    내부에 다수의 제1 기공(11a)을 포함하는 메쉬(mesh) 구조의 원단 층(11);
    상기 원단 층(11) 상에 도포되고, 다수의 섬유가 교차되어 상기 다수의 섬유 사이에 다수의 미세 기공(14a, 14b)이 형성되도록 하는 섬유 층(12); 및
    상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12) 사이의 공간에 좌우 방향으로 연장되도록 형성되는 구강 지지대(16);를 포함하는,
    마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 층(12)은 상기 원단 층(12)의 외면에 형성되어 전기 방사된 미세섬유의 웹(web)으로 이루어지고,
    상기 섬유 층(12)은,
    상기 원단 층(11)의 외면에 전기방사된 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)과, 상기 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 전기 방사된 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 포함하되,
    상기 제2 미세섬유의 직경은, 상기 제1 미세섬유의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12)은 폴리에스테르(PET)재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원단 층(11)은 5 내지 50 데니어(denier) 굵기의 폴리에스테르 원사를 100 내지 150 메쉬로 직조하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 미세섬유의 굵기는 10 내지 40μm이고, 상기 제2 미세섬유의 굵기는 0.05 내지 2μm인 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 미세섬유의의 직경이 D이고, 길이가 L이라 할 때, L / D >100인,
    마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구강 지지대(16)는,
    상기 마스크 본체(10)의 좌측단 및 우측단까지 연장되는,
    마스크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원단 층(11)과 상기 섬유 층(12) 사이의 공간에 좌우 방향으로 연장되도록 형성되는 코 지지대(15); 를 더 포함하고,
    상기 구강 지지대(16)는 상기 코 지지대(15) 하부에 위치되는,
    마스크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크 본체(10)는, 상기 원단 층(11)의 내면에 결합되는 접안 부재(20)를 더 포함하고,
    상기 접안 부재(20)에는 상기 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사이에 유입된 물을 상기 마스크 본체(10)의 외측으로 배출할 수 있도록 복수의 배수공(21)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마스크 본체(10)는,
    좌측 마스크 본체(10a) 및 상기 좌측 마스크 본체(10a)와 연결되는 우측 마스크 본체(10b)를 포함하고,
    상기 좌측 마스크 본체(10a)와 상기 우측 마스크 본체(10b)의 연결 부분(17)은,
    하측으로 갈수록 전방으로 돌출되도록 경사진 제1 중앙 연결 부분(18); 및
    하측으로 갈수록 후방을 향하도록 경사진 제2 중앙 연결 부분(19);을 포함하는,
    마스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크 본체(10)의 외면에는 상기 원단 층(11), 섬유 층(12), 상기 접안 부재(20)가 각각의 테두리부를 따라 초음파 융착에 의해 서로 접합된 접합부가 형성되고,
    상기 제2 중앙 연결 부분(19)은 상기 원단 층(11), 섬유 층(12), 상기 접안 부재(20)가 상기 마스크 본체(10)의 중앙 부분에서 서로 접착되어 상기 마스크 본체(10)가 착용자의 안면에 밀착되는 것을 방지하는 리브 기능을 수행하는,
    마스크
  12. 제9항에 있어서,
    상기 접안 부재(20)는 발수성의 폴리프로필렌(PP) 재질로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 하는,
    마스크.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 코 지지대(15)와 상기 구강 지지대(16)는 상기 제1 중앙 연결 부분(18)을 통과하도록 좌우 연장되는,
    마스크.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 중앙 연결 부분(18)과 상기 제2 중앙 연결 부분(19)의 연결점(P)은, 상기 마스크 착용 시, 상기 착용자의 구강의 높이에 대응되는 위치에 형성되는,
    마스크.
  15. 원사를 메쉬 구조로 직조하여 원단 층(11)을 형성하는 단계;전기 방사에 의하여 상기 원단 층(11)의 외면에 제1 미세섬유의 웹으로 이루어진 제1 필터 코팅층(12a)을 형성하는 단계;
    전기 방사에 의하여 상기 제1 필터 코팅층(12a)의 외면에 제2 미세섬유의 웹으로 이루어진 제2 필터 코팅층(12b)을 형성하는 단계; 및
    상기 제1,2 필터 코팅층(12a, 12b)이 형성된 상기 원단 층(11)의 내면에 접안 부재(20)를 결합하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 미세섬유의 직경은 상기 제1 미세섬유의 직경보다 더 작고, 상기 접안부재에는 마스크 본체(10)와 착용자의 안면 사에 유입된 물을 상기 원단 층(11) 방향으로 배출할 수 있도록 복수의 배수공(21)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는,
    마스크의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 원단 층(11)과 상기 제1,2 필터 코팅층(12a, 12b)은 폴리에스테르 재질로 이루어지고, 상기 접안 부재(20)는 발수성의 폴리프로필렌 재질로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 하는,
    마스크의 제조 방법.
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KR101962073B1 (ko) 2018-08-24 2019-03-25 성락출 걸이끈 조절기능이 구비된 미세먼지 차단 마스크
KR102069880B1 (ko) 2019-08-21 2020-02-11 주식회사 와이지팩토리 나노섬유 필터가 가공된 마스크

Patent Citations (2)

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