KR20220017977A - 전면형 호흡용 보호구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전면형 호흡용 보호구에 관한 것이다. 상기 전면형 호흡용 보호구는 공기 중의 부유 미세먼지 및 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자에 포함된 바이러스로부터 착용자를 보호하기 위해 착용자 얼굴의 안면 전체를 덮으며 착용자가 외부를 볼 수 있도록 투명한 재질로 구성된 안면부, 상기 안면부의 외면 전체를 감싸는 보호구 프레임과 착용자가 상기 안면부를 착용 시 수밀성과 기밀성을 유지하도록 하는 실리콘 안면밀착부, 외부의 상기 안면부의 내부로 유입되거나, 상기 안면부 내부의 기체가 외부로 배출되도록 중앙에 흡기 통로 그리고 배기 통로를 가진 제1 외기 연결부, 상기 제1 외기 연결부에 장착되는 필터카트리지와 공기여과필터를 포함할 수 있다.
상기 공기여과필터는 전면형 호흡용 보호구의 제1 외기 연결부에서 외부 공기 중의 부유 미세먼지 및 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자 등을 여과한 공기를 착용자에게 제공하여 착용자를 호흡기 바이러스성 감염병으로부터 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 전면형 호흡용 보호구 내부에 에어벤트 연결 본체 하측면 통기홀에 흡기밸브를 설치하고 보호구 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소를 공급하는 기능으로 공기 중 부유 미세먼지가 갈수록 심해지는 상황에서 노약자와 심폐 기능이 약화된 환자의 자가호흡을 보조할 수 있으며, 통기홀에 배기밸브를 설치하고 보호구 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 날숨 시 음압을 통한 배기가스(이산화탄소 및 수증기)를 배출하며 바이러스성 호흡기 환자의 비말, 에어로졸 등에 부착된 바이러스를 외부로 유출되지 않도록 함으로써 별도의 음압시스템 없이 바이러스성 호흡기 환자의 치료가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명은 방탄기능이 있는 안면부커버를 안면부외면에 고정시켜, 유사시 방탄용 보호구로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 온도 습도 데이터를 센싱데이터로써 외부로 전달아여 자가호흡이 가능한 착용자의 상태를 모니터링할 수 있다.
상기 공기여과필터는 전면형 호흡용 보호구의 제1 외기 연결부에서 외부 공기 중의 부유 미세먼지 및 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자 등을 여과한 공기를 착용자에게 제공하여 착용자를 호흡기 바이러스성 감염병으로부터 보호할 수 있다.
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또한, 본 발명은 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 온도 습도 데이터를 센싱데이터로써 외부로 전달아여 자가호흡이 가능한 착용자의 상태를 모니터링할 수 있다.
Description
본 발명은 전면형 호흡용 보호구에 관한 것으로, 특히 보호구 외부의 공기 중 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 바이러스를 포함하는 비말(Dropet) 또는 에어로졸(Aerosol) 수분입자를 필터링하여 공기 중 오염원(또는 감염원)으로부터 착용자의 호흡기를 보호하는 호흡 보호 기능과 보호구 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소 공급기능과 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 날숨 시 음압을 통한 날숨기체(이산화탄소 및 수증기) 배출기능을 지원하는 전면형 호흡용 보호구에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 호흡기 건강을 악화시키는 공기 중 부유 미세먼지와 부유 박테리아와 달리 바이러스는 비말(Droplet) 또는 에어로졸(Aerosol) 수분입자와 함께 전파되며, 그 전파방식은 직접전파, 접촉전파, 공기전파 세가지로 구분된다. 직접전파는 일명 비말 전파라고도 하며, 환자의 대화, 기침 등으로 배출된 액체방울 즉 비말(Droplet) 수분입자를 통해 타인을 전염시키는 것으로 주로 지근 거리에서 비말(Droplet) 수분입자가 중력에 의한 포물선 낙하를 통해 직접 다른 사람의 눈이나 코에 튀어 바이러스가 전파되는 것이다. 그리고 접촉전파는 환자의 콧물과 비말(Droplet) 수분입자에 포함된 바이러스에 오염된 중간 물체/사람을 신체 접촉을 통해 전파되는 것이다. 반면 공기전파는 비말(Droplet) 수분입자 보다 작고 가벼운 1μm 이하의 에어로졸(Aerosol) 수분입자가 밀폐된 공간에서 중력에 따른 포물선 낙하 없이 장시간 공기 중을 떠다니며 바이러스를 타인에게 전파시키는 것이다.
이에 사람의 호흡기 바이러스에 대한 의료, 보건, 방역 현장에서 쓰이는 전면형 호흡용 보호구의 공기여과필터는 포물선 낙하되는 비말(Droplet) 수분입자 보다는 장시간 동안 공기 중에 떠다니는 에어로졸(Aerosol) 수분입자에 의한 바이러스 공기전파로부터 착용자를 보호하기 데 높은 성능을 요구하고 있다.
또한, 공기 중 부유 미세먼지가 갈수록 심해지는 상황에서 노약자와 심폐 기능이 약화된 환자의 자가호흡을 보조하기 위한 적절한 산소공급수단이 병의원 않고서는 주변에는 거의 없으며, 특히 호흡기 바이러스 환자의 날숨으로 배출되는 비말 또는 에어로졸에 포함된 바이러스의 주변 전파를 차단하기 위하여 고가의 음압시스템이 엠뷸런스나 입원병실이 필요하나 이를 현장에 적용하는데 어려운 경우가 많았다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로 공기 중 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 바이러스를 포함하는 비말(Dropet) 또는 에어로졸(Aerosol) 수분입자를 필터링하여 공기 중 오염원(또는 감염원)으로부터 착용자의 호흡기를 보호하기 위한 보호구를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 노약자와 심폐 기능이 약화된 환자 등 착용자의 자가호흡을보조하기 위한 산소공급수단으로서 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결되는 보호구를 제공하는데 그 목적이 있다
또한, 본 발명은 호흡기 바이러스 환자의 날숨에 포함된 바이러스의 주변 전파를 차단하기 위한 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결되는 보호구를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보를 센싱 데이터로 외부로 전달할 수 있는 보호구를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구는 공기 중 부유 미세먼지 및 부유 박테리아 그리고 외부의 비말 또는 에어로졸 수분입자로부터 착용자를 보호할 수 있도록 안면 전체를 덮으며 착용자가 외부를 볼 수 있도록 투명한 재질로 구성된 안면부, 상기 안면부를 장착하며, 상기 착용자의 안면을 감싸는 안면밀착부, 상기 안면밀착부와 함께 상기 안면부의 외면 전체를 감싸며 상기 착용자가 착용하는 경우에, 보호구 내부에 수밀성과 기밀성이 형성되는 보호구 프레임, 상기 안면부의 내부로 외부 공기를 유입하거나, 상기 안면부 내부의 착용자의 날숨기체를 외부로 배출되도록 중앙에 관통부가 형성된 제1 외기 연결부, 상기 외기 연결부에 탈착가능하게 연결되는 제1 필터부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터부는 필터카트리지와 공기여과필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터부는 상기 제1 외기연결부에 탈착가능하고, 상기 공기여과필터는 제1 부직포층, 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층, 제2 부직포층, 전기방사 나노섬유 여과필터층 순으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 필터카트리지는 공기여과필터 고정수단, 공기여과필터 지지수단, 공기여과필터 탈착홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기여과필터 고정수단은 상기 필터카트리지를 제1 외기 연결부의 외면 또는 내면에 고정시키도록 일면이 돌출되며, 상기 공기여과필터 지지수단은 공기여과필터 프레임과 적어도 하나의 공기여과필터 지지틀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기여과필터 프레임은 상기 공기여과필터의 횡단면과 동일한 형상이면서 상기 공기여과필터를 제1 외기 연결부의 둘레면에 접어 수납하고, 상기 공기여과필터 지지틀은 상기 공기여과필터의 상면을 눌러 상기 공기여과필터가 움직이지 않도록 지지할 수 있다.
또한, 상기 공기여과필터 탈착홀은 상기 공기여과필터 프레임과 상기 공기여과필터 지지틀 또는 상기 공기여과필터 지지틀과 상기 공기여과필터 지지틀 사이의 빈 공간으로 상기 공기여과필터의 교환시에, 상기 공기여과필터 탈착홀에 손가락 및 소정의 도구를 탈착수단으로 투입하여 공기여과필터를 밀어 공기여과필터를 필터카트리지에서 탈착시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 부직포층 및 전기방사 나노섬유 여과필터층 중 적어도 하나의 층은 구리 전구체와 천연 고분자가 용매로 혼합된 분산용액으로 제조되거나, 구리 전구체와 합성 고분자가 용매로 혼합된 분산용액으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 안면밀착부는 구리 나노 분말이 포함된 도전성 실리콘 소재일 수 있다.
또한, 상기 안면부 내부에는 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보 중 적어도 하나를 센싱 데이터를 분석할 수 있는 센서가 장착되어 외부로 센싱 데이터를 전달할 수 있다.
또한, 상기 공기여과필터는 상기 착용자의 들숨 시 외부로부터 흡기된 공기 중에 포함된 부유 미세먼지와 부유 박테리아, 비말 또는 에어로졸 수분입자에 붙은 바이러스 중 적어도 하나를 여과하여 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 외기 연결부는 중앙에 외부의 기체를 내부로 유입시키는 흡기통로와 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기통로가 형성된 공기 덕트 구조이며, 상기 공기여과필터는 상기 제1 외기 연결부의 횡단면과 동일한 형상으로 상기 제1 외기 연결부의 상면을 덮는 구조일 수 있다.
또한, 상기 공기여과필터는 상기 필터카트리지 상부에 힌지결합되고, 상기 공기여과필터를 덮어 외부의 이물질이 유입되지 않도록하는 공기틈살캡을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전면형 호흡용 보호구의 하부에는 제2 외기 연결부가 형성되며, 상기 제2 외기 연결부를 통해 상기 전면형 호흡용 보호구 내부의 기체가 외부로 배출되거나 상기 전면형 호흡용 보호구 외부의 기체가 내부로 유입될 수 있다.
또한, 상기 제2 외기 연결부는 에어벤트 연결 본체를 포함하고, 상기 에어벤트 연결 본체는 중공의 원통형상으로, 외면에는 나사산이 형성되고 내부에는 배기밸브 또는 흡기밸브가 장착되며, 상기 에어벤트는 하부가 개방된 중공의 원통형상이며, 상기 에어벤트 연결 본체의 외주면의 상기 나사산에 대응되는 나사홈이 내부에 형성되며, 상기 나사홈과 상기 나사산이 회전되며 결합될 수 있다.
또한, 상기 에어벤트의 내부에는 제2 필터부가 장착되며, 상기 제2 필터부는 에어벤트의 내부에 장착되어 기체는 통과시키되 수분은 통과되지 않도록 e-PTFE 재질의 멤브레인필터일 수 있다.
또한, 상기 안면부 하부에는 안면부 관통홀이 형성되고, 상기 안면부 관통홀은 상기 배기밸브 또는 제2 흡기밸브와 연통되고, 상기 배기밸브는 착용자의 날숨시에는 개방되어 상기 전면형 호흡용 보호구 내부로부터 착용자의 날숨기체를 외부로 배출하고, 착용자의 들숨시에는 닫혀, 외부의 기체가 상기 전면형 호흡용 보호구 내부로 유입되지 못하도록 하며,
상기 제2 흡기밸브는 착용자의 들숨 시에는 개방되어 상기 전면형 호흡용 보호구 외부로부터 기체를 유입시키고, 착용자의 날숨시에는 닫혀, 착용자의 날숨기체를 상기 제1 외기연결부로 배출시킬 수 있다.
또한, 상기 전면형 호흡용 보호구는 상기 에어벤트를 제거한 후 상기 에어벤트 연결 본체의 하측면에 흡기밸브가 장착된 상태로 보호구 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소 공급이 가능할 수 있다.
또한, 상기 에어벤트를 제거한 후 상기 에어벤트 연결 본체의 하측면에 상기 배기밸브가 장착된 상태로 보호구 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 상기 전면형 호흡용 보호구 내부를 외부보다 압력이 낮은 음압 상태로 만들어 착용자의 자가호흡 중에 날숨 시 음압을 통한 착용자의 날숨기체를 배출할 수 있다.
또한, 상기 에어벤트를 제거한 후 상기 흡기밸브 또는 배기밸브가 장착된 상태로, 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보를 센싱 데이터로 분석하고, 상기 데이터에 기반하여 보호구 외부의 양압 또는 음압 발생 인공호흡장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 전면형 호흡용 보호구는 안면부커버를 더 포함하되, 상기 안면부커버는 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PET 수지로 제작되거나, 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PC(polycarbonate) 수지로 제작되거나, 상기 PET 수지 상부에 상기 PC 수지를 적층할 수 있다.
또한, 상기 안면부커버의 하부에는 상기 제2 외기 연결부에 대응되는 위치에 고정홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 안면부커버를 상기 안면부에 고정하는 안면부커버 고정수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 안면부커버 고정수단은 상기 안면부커버의 하부를 상기 에어벤트 연결 본체에 고정하는 하부 고정부와 상기 안면부커버의 상부를 안면부에 고정하는 상부 고정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부 고정부는 상기 제2 외기 연결부의 에어벤트 연결 본체가 통과될 수 있는 관통홀이 형성되고, 클립 방식으로 상기 에어벤트 연결 본체를 안면부커버의 고정홀과 하부고정부의 관통홀을 차례대로 끼워 고정하며, 상기 하부 고정부의 관통홀을 통해 상기 에어벤트와 에어벤트 상기 연결 본체가 나선회전결합하면서 상기 안면부커버가 상기 안면부에 밀착고정될 수 있다.
또한, 상기 상부 고정부는 고정용 패드, 홀더, 마운트, 스크류를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마운트는 상기 안면부커버 상부에 위치한 보호구 프레임의 일면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 마운트는 보호구 프레임 상단에 위치하여 상기 홀더를 고정시키고, 상기 마운트의 트아이포드홀(Tripod Hole)의 스크류로 상기 마운트에 연결된 상기 홀더의 일부분을 고정하며, 상기 스크류의 회전에 따라 상기 홀더의 하부가 상하로 움직이며, 상기 홀더의 고정용 패드를 통해 안면부커버를 밀착고정할 수 있다.
또한, 상기 전면형 호흡용 보호구는 자외선 살균이 가능한 UV-C 파장의 빛을 조사하는 LED를 적어도 하나 포함하는 살균부를 더 포함할 수 있다. 또한, , 상기 살균부는 상기 홀더의 상단부에 부착되고, 상기 마운트 스크류의 회전에 의해 상기 홀더가 이동되면서 상기 살균부가 제1 외기 연결부 상부를 지나 공기챔버 위에 위치되며, 상기 LED에서 조사된 빛은 상기 필터카트리지, 상기 제1 외기 연결부를 통과하여 상기 전면형 호흡구 내부의 공기챔버까지 전달될 수 있다.
또한, 상기 전면형 호흡용 보호구는 전면형 스노클링 마스크이며, 상기 전면형 스노클링 마스크의 흡기부에 상기 공기여과필터가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 외기 연결부에 연결된 필터카트리지와 공기여과필터로 구성된 제1 필터부를 통해 외기 중 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 바이러스를 포함하는 비말(Dropet) 또는 에어로졸(Aerosol) 수분입자를 여과한 공기를 착용자에게 제공하여 공기 중 오염원(또는 감염원)으로부터 착용자의 호흡기를 보호하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결되는 전면형 호흡용 보호구 내부에 착용자의 들숨 시 양압을 통한 산소 공급기능으로써 착용자의 자가호흡을 보조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결되는 전면형 호흡용 보호구 내부에 착용자의 날숨 시 음압을 통한 날숨기체(이산화탄소 및 수증기) 배출기능으로써 호흡기 바이러스 환자로부터 배출되는 비말 또는 에어로졸에 포함된 바이러스의 주변 전파를 차단하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 방탄기능이 있는 폴리머 소재의 안면부커버를 보호구 외면에 고정시켜, 유사시 방탄용 보호구로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보를 센싱 데이터로 외부로 전달하여 모니터링할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구의 측면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구의 전면을 도시한 것이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구의 내부 기체 흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기여과필터가 장착된 필터카트리지를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기여과필터가 제거된 필터카트리지를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부가 제1 외기 연결부에 연결된 것을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터카트리지의 상부 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기여과필터의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터카트리지를 덮는 공기틈살캡을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 외기 연결부의 구성을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어벤트 연결 본체이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브의 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터부가 장착된 에어벤트이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터부이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버와 에어벤트를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버의 상단 고정수단의 구성을 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버의 상단 고정수단과 살균부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구의 전면을 도시한 것이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구의 내부 기체 흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기여과필터가 장착된 필터카트리지를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기여과필터가 제거된 필터카트리지를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부가 제1 외기 연결부에 연결된 것을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터카트리지의 상부 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기여과필터의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터카트리지를 덮는 공기틈살캡을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 외기 연결부의 구성을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어벤트 연결 본체이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브의 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터부가 장착된 에어벤트이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터부이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버와 에어벤트를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버의 상단 고정수단의 구성을 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면부커버의 상단 고정수단과 살균부를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전면형 호흡용 보호구(100)는 안면부(10), 제1 외기 연결부(20), 제2 외기 연결부(30), 보호구 프레임(40), 안면밀착부(90)를 포함할 수 있다. 또는, 발명의 실시 양태에 따라 상기 전면형 호흡용 보호구(100)는 제2 외기 연결부(30)를 제외할 수 있다.
<안면부(10)>
상기 안면부(10)는 착용자의 안면 전체를 덮으며 착용자가 외부를 볼 수 있도록 투명한 재질로 구성된다. 상기 안면부(10)는 이마, 눈, 코, 입, 턱 등 안면 전체를 감싸는 넓이를 갖는 투명한 열가소성 및/또는 비결정성 폴리머 소재 프라스틱이다.
상기 안면부(10) 내부에는 착용자의 호흡량과 안면밀착부(90)의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보를 분석할 수 있는 센서가 장착되어 외부로 그 센싱 데이터를 전달할 수 있다.
<안면밀착부(90)>
도 3을 참조하면, 상기 안면부(10)는 상기 안면밀착부(90)에 장착된다. 상기 안면밀착부(90)는 착용자의 안면을 감싼다. 또한 상기 안면밀착부(90)는 구리(Cu) 나노 분말이 포함된 도전성 실리콘 소재로 제조되어, 공기 중의 먼지가 달라붙지 않고 항균기능을 제공하는 장점이 있다.
도 3을 참조하면, 상기 안면밀착부(90)는 제1 공기커튼막(90a), 제2 공기커튼막(90b), 공기챔버(90c)를 포함할 수 있다.
상기 제1 공기커튼막(90a)은 착용자의 안면 둘레를 감싸는 공기커튼막이며, 상술한 구리(Cu) 나노 분말이 포함된 도전성 실리콘 소재로 제조될 수 있다.
상기 제2 공기커튼막(90b)은 상기 제1 공기커튼막(90a)과 마찬가지로 구리(Cu) 나노 분말이 포함된 도전성 실리콘 소재로 제조될 수 있다. 또한, 상기 제2 공기커튼막(90b)은 상기 안면부(10)의 내부 중앙 부분을 횡단하여, 착용자의 비강(코)와 구강(입)을 덮는 공기챔버(90c)를 형성한다. 이를 통해 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 수밀성과 기밀성이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기커튼막(90b) 상부에는 적어도 하나의 제1 흡기밸브(90d)가 설치되고, 상기 제2 공기커튼막(90b) 상면에는 상기 제1 흡기밸브(90d)와 연통되는 적어도 하나의 흡기홀(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제1 흡기밸브(90d)는 제1 외기 연결부(20)로부터 유입되는 흡기공기를 상기 흡기홀을 통해 공기챔버(90c) 안의 착용자의 비강(코)와 구강(입)에 원활히 공급할 수 있다.
또한, 상기 안면밀착부(90)는 상기 안면부 내부에 장착된 센서와 함께 그 센서로 전원을 공급하는 전원공급장치와 상기 센서로부터 센싱 데이터를 전달받아 전면형 호흡용 보호구(100) 외부의 장치로 전달하는 통신장치를 포함할 수 있다.
<보호구 프레임(40)>
상기 보호구 프레임(40)은 상기 안면밀착부(90)의 외면을 감싸는 구조로 형성된다. 또한, 상술한 바와 같이 안면부(10)는 안면밀착부(90)에 장착된다. 안면부(10)가 장착된 상태로 안면밀착부(90)가 보호구 프레임(40)에 장착되는 경우에 전면형 호흡용 보호구(100) 내부는 밀폐형 구조가 형성되면서 수밀성과 기밀성이 유지될 수 있다.
<제1 외기 연결부(20)>
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 외기 연결부(20)는 전면형 호흡용 보호구(100) 외부의 기체와 내부의 기체의 통로가 되는 흡기통로와 배기통로를 포함하는 공기 덕트이다. 착용자가 들숨인 경우에 상기 흡기통로를 통해 외부의 공기가 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입되며, 착용자가 날숨인 경우에 상기 배기통로를 통해 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 기체가 외부 공기로 배출된다.
착용자가 들숨인 경우에 제1 외기 연결부(20)를 통해 외부의 공기가 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입되며, 착용자가 날숨인 경우에 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 상기 날숨에 포함된 이산화탄소, 수증기가 제1 외기 연결부(20)를 통해 전면형 호흡용 보호구(100) 외부로 배출될 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 제1 외기 연결부(20)는 전면형 호흡용 보호구(100)의 상부에 배치될 수 있다. 또한 상기 제1 외기 연결부(20)는 보호구 프레임(40)에 일체로 형성될 수 있으며, 보호구 프레임(40)의 상단에 상부로 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 외기 연결부(20)의 횡단면은 임의의 기하학적 도형의 구조일 수 있다.
<제1 필터부(50)>
상기 제1 외기 연결부(20)를 통해 외부의 공기가 전면형 호흡용 보호구(100)의 착용자로 공급되는 과정에서 외부의 공기 중에 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분 입자에 붙은 바이러스도 함께 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입될 수 있다.
또한, 제1 외기 연결부(20)를 통해 전면형 호흡용 보호구(100) 착용자의 날숨에 따른 날숨기체(이산화탄소, 수증기)가 외부로 배출되는 과정에서 착용자가 날숨인 경우에 착용자의 비말 수분 입자가 아니더라도 에어로졸 수분 입자가 전면형 호흡용 보호구(100) 외부로 배출될 수 있다.
본 발명은 이러한 공기 흐름 중에서 공기 중 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자에 포함된 바이러스 등의 유출입을 방지하기 위하여 상기 제1 외기 연결부(20)에 탈착 가능한 필터카트리지(51)와 공기여과필터(52)를 포함한 제1 필터부(50)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부(50)는 필터카트리지(51)와 공기여과필터(52)로 상기 제1 외기 연결부(20)의 상면을 덮을 수 있도록 장착하여 착용자의 들숨 시 외부로부터 흡기된 공기 중에 포함된 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자에 붙은 바이러스를 여과하여 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다. 또한, 착용자의 날숨시에는 바이러스가 포함될 수 있는 에어로졸 수분입자를 착용자의 날숨에서 여과해 정화된 기체(예컨대, 이산화탄소 및 수증기)만을 통기시켜 상기 제1 외기 연결부(20)를 통해 배출하는 후드(hood) 기능을 한다.
<필터카트리지(51)>
도 4는 공기여과필터(52)가 장착된 필터카트리지(51)이며, 도 5는 공기여과필터(52)가 장착되지 않은 필터카트리지(51)이고 도 6은 제1 외기 연결부(20)에 장착된 필터카트리지(51)이다.
상기 필터카트리지(51)는 상기 제1 외기 연결부(20) 상부에 장착된다. 상기 필터카트리지(51)는 상기 제1 외기 연결부(20)를 덮을 수 있도록 상기 필터카트리지(51) 하단 횡단면의 형상은 상기 제1 외기 연결부(20) 상단 횡단면의 형상과 동일한 기하학적 도형의 형상을 가진다.
또한, 상기 필터카트리지(51)의 횡단면 넓이는 제1 외기 연결부(20) 상단 횡단면의 넓이에 도 8에 도시된 상기 공기여과필터(52)의 두께(t) 만큼의 이격을 더 가진다.
상기 필터카트리지(51)는 공기여과필터 고정수단(51a), 공기여과필터 지지수단(51b), 공기여과필터 탈착홀(51c)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공기여과필터 고정수단(51a)은 필터카트리지(51)를 제1 외기 연결부(20)의 외면에 고정시키도록 일면이 돌출된다.
도 5와 도 7을 참조하면, 상기 공기여과필터 지지수단(51b)은 공기여과필터 프레임(51b1)과 적어도 하나의 공기여과필터 지지틀(51b2)을 포함할 수 있다.
상기 공기여과필터 프레임(51b1)은 상기 제1 외기 연결부(20) 상면을 덮은 공기여과필터(52)을 접어 제1 외기 연결부(20) 측면을 따라 움직이지 않도록 지지할 수 있다. 또한, 공기여과필터 지지틀(51b2)은 공기여과필터(52)의 상면을 눌러 움직이지 않도록 지지한다.
상기 공기여과필터 지지틀(51b2)은 공기여과필터 프레임(51b1)과 연결되게 형성된다. 필터카트리지(51)를 공기 덕트인 제1 외기 연결부(20)의 상면을 덮어 장착하는 과정에서 공기여과필터(52)가 외부로 상기 공기여과필터 지지틀(51b2) 하부에 공기여과필터(52)의 상면을 눌러 움직이지 않도록 지지할 수 있다. 즉 공기여과필터(52)의 둘레는 상기 공기여과필터 프레임(51b1)에 의해 접혀 상기 공기 덕트인 제1 외기 연결부 측면과 필터카트리지(51)의 내면 사이에 끼이고, 공기여과필터(52)의 상면은 공기여과필터 지지틀(51b2)에 눌려져 움직이지 않도록 지지되어 필터카트리지(51)를 제1 외기 연결부(20)에 장착 시에, 공기여과필터(52)가 외부로 탈착되는 것을 방지한다.
도 7에는 다양한 기하학적 형상을 갖는 공기여과필터 지지틀(51b2)이 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 필터카트리지(51) 횡단면의 기하학적 도형 형상에 따라 1개 이상의 공기여과필터 지지틀(51b2)과 1개의 이상의 공기여과필터 탈착홀(51c)이 형성될 수 있다.
상기 공기여과필터 탈착홀(51c)은 공기여과필터 프레임(51b1)과 공기여과필터 지지틀(51b2) 또는 공기여과필터 지지틀(51b2)과 공기여과필터 지지틀(51b2) 사이의 빈 공간으로 공기여과필터(52)를 교체하고자 하는 경우에 상기 공기여과필터 탈착홀(51c)에 손가락 또는 소정의 도구와 같은 탈착수단을 투입하여 공기여과필터(52) 상면을 밀어 필터카트리지(51)에서 공기여과필터(52)를 탈착되도록 할 수 있다.
도 7의 상부에는 2개의 공기여과필터 지지틀(51b2)과 총 3개의 공기여과필터 탈착홀(51c)이 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 공기여과필터 프레임(51b1)에 공기여과필터 지지틀(51b2)이 1개 형성된 경우에는 총 2개의 공기여과필터 탈착홀(51c)이 형성되며, 공기여과필터 지지틀(51b2)이 3개 형성된 경우에는 총 4개의 공기여과필터 탈착홀(51c)이 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 필터카트리지(51)는 후술할 전면형 스노클링 마스크의 흡기부에 장착 적용할 수 있으며, 이와 같이 필터카트리지(51)의 방식을 적용 시, 기존의 필터통 방식에 비해 아주 가볍고 심플한 장점을 가진다.
<공기여과필터(52)>
도 8을 참조하면, 상기 공기여과필터(52)는 겉피층으로 제1 부직포층(52a), 제2 부직포층(52d), 필터층으로 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b), 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)을 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 공기여과필터(52)는 제1 부직포층(52a), 제2 부직포층(52d)으로 구성된 겉피층 안에 위에서 아래로 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b), 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)으로 샌드위치 형태로 구성될 수 있다. 여기서 공기여과필터(52)가 필터카트리지(51)을 통해 상기 공기 덕트인 제1 외기 연력부(20)의 상면에 덮여 장착 시, 제1 부직포층(52a)은 상면에 배치되며, 제2 부직포층(52d)은 하면에 접하게 된다. 여기서, 상면이라 함은 외부 공기 쪽을 의미하며, 하면이라 함은 제1 외기 연결부(20) 쪽을 의미한다.
또한, 상기 공기여과필터(52)는 필터층으로서 이중 공기여과 성능을 구현할 수 있다. 즉 상기 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b)의 정전력과 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)의 물리력으로 기체를 제외한 부유 미세먼지와 부유 박테리아, 비말 또는 에어로졸 수분입자에 붙은 바이러스를 여과할 수 있다.
즉, 이산화탄소, 산소, 수증기 등 기체 상태의 물질은 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b)과 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)을 모두 통과하나, 부유 미세먼지와 부유 박테리아 그리고 비말 또는 에어로졸 수분입자는 음의 전하값을 갖기에 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b)에서 먼저 여과되나, 혹은 음의 전하값이 없는 경우, 공극이 촘촘한 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)에서 모두 여과될 수 있다.
또한, 호흡용 보호구(100) 내부의 착용자의 날숨에 의한 에어로졸 수분입자에 함유된 바이러스도 역시 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층(52b)과 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c)에서 여과되어 제1 외기 연결부(20)를 통한 바이러스 공기전파를 막을 수 있다.
상기 제1 부직포층(52a) 및 전기방사 나노섬유 여과필터층(52c) 중 적어도 하나의 층은 합성 및/또는 천연 고분자가 용매로 구리 전구체(Cu+)와 혼합된 분산용액으로 제조되어 부유 박테리아와 비말 또는 에어로졸 수분입자에 붙은 바이러스에 대한 항균 기능을 제공할 수 있다.
바람직하게 상기 필터카트리지(51)에 장착되기 전의 상기 공기여과필터(52)의 형상들은 상기 필터카트리지(51)의 횡단면과 동일한 기하학적 도형의 형상을 갖고, 상기 제1 외기 연결부(20)의 상면을 덮을 수 있다.
상기 공기여과필터(52)의 넓이는 상기 필터카트리지(51)의 횡단면 넓이를 1로 두었을 때 1~ 1+4h일 수 있다. 여기서 h는 공기여과필터 프레임(51b1)의 높이이다.
<필터카트리지의 공기틈살캡(53)>
도 9를 참조하면, 상기 필터카트리지(51)는 공기틈살캡(53)을 더 포함할 수 있다. 상기 공기틈살캡(53)은 상기 필터카트리지(51) 상부에 힌지결합되고 상기 공기여과필터(52)를 덮어 벌레와 모레 등의 외부 이물질이 유입되지 않으면서 전면형 호흡용 보호구(100) 내부와 외부의 기체가 연통되게 할 수 있다.
<제2 외기 연결부(30)>
도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 제2 외기 연결부(30)는 전면형 호흡용 보호구(100)의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제2 외기 연결부(30)는 안면부(10) 하단에서 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로부터 착용자의 날숨 기체(이산화탄소 및 수증기)를 배기밸브(33a)을 통해 외부로 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안면부(10) 하부에는 안면부 통기홀(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 안면부 통기홀은 안면부(10) 내부의 기체가 외부로 배출되거나, 외부의 기체가 안면부(10) 내부로 유입되도록 할 수 있다.
실시예에 따라 상기 안면부 통기홀은 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 기체를 외부로 배기하는 배기밸브(33a)와 연통되거나, 전면형 호흡용 보호구(100) 외부의 기체를 내부로 유입시키는 흡기밸브(33b)와 연통될 수 있다.
도 1과 도 10을 참조하면, 상기 제2 외기 연결부(30)는 에어벤트 연결 본체(31)와 에어벤트(32)를 포함할 수 있다.
< 에어벤트 연결 본체(31) >
도 11을 참조하면, 상기 제2 외기 연결부(30)의 에어벤트 연결 본체(31)는 원통형상으로, 내부에는 특정 방향으로 향하는 기체 흐름에 따라서만 개방되는 배기밸브(33a) 또는 흡기밸브(33b)가 통기홀과 연통해 장착될 수 있다. 또한 에어벤트 연결 본체(31) 외주면은 나사산이 형성되어 상기 나사산과 대응되는 나선홈과 나선회전되며 결합할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 배기밸브(33a)의 장착 시, 착용자의 날숨 기체(예컨대, 이산화탄소 및 수증기)는 상기 안면부 통기홀(미도시)을 통과한 뒤 배기밸브(33a)를 거쳐 전면형 호흡용 보호구(100) 외부로 배출된다.
또한, 도 12를 참조하면, 상기 배기밸브(33a)는 착용자의 날숨시에는 개방되어 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 기체가 외부로 배출되고, 착용자의 들숨시에는 배기밸브(33a)가 닫혀, 외부의 기체가 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입되지 못 하게 할 수 있다.
이와 반대로, 상기 흡기밸브(33b)는 착용자의 들숨시에는 개방되어 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 외부의 기체가 유입되고, 착용자의 날숨시에는 흡기밸브(33b)가 닫혀, 내부의 기체가 전면형 호흡용 보호구(100) 외부로 배출되지 못 하게 할 수 있다.
<에어벤트(32)>
상기 에어벤트(32)는 그 상면에 공기홈(32a)이 있는 원통형상의 캡 모양으로 그 하면은 중공의 원통형상으로 개방되어져 있다.
상기 에어벤트(32)의 상면에는 전면형 호흡용 보호구 내부로부터 상기 배기밸브(33a)와 후술할 멤브레인 제2 필터부(32b)를 통해 착용자의 날숨 기체를 외부로 방출할 수 있도록 적어도 하나의 에어벤트 공기홈(32a)이 형성될 수 있다.
이 원통형상의 에어벤트(32)의 외주면에는 상기 나사산에 대응되는 나사홈이 형성될 수 있다. 상기 에어벤트(32)의 나사홈은 본체의 나사산(31a)에 대응되는 구조로, 상기 나사산(31a)과 나선회전하며 연결될 수 있다.
상기 에어벤트(32)는 e-PTFE 재질의 멤브레인 제2 필터부(32b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 필터부(32b)는 상기 에어벤트(32)의 횡단면과 동일한 형상으로 제작되며, 바람직하게는 원형으로 제작된다. 상기 제2 필터부(32b)는 상기 에어벤트(32)의 내부 상면에 장착되어 제2 외기 연결부(30)를 덮는다.
이때 상기 멤브레인필터인 제2 필터부(32b)는 제2 외기 연결부(30)로부터 상기 배기밸브(33a)를 통해 배출되는 착용자의 날숨에 포함된 기체는 통과되나, 착용자의 날숨에 포함된 비말(Dropet) 및 에어로졸(Aerosol) 형태의 수분은 전면형 호흡용 보호구(100) 외부로 배출되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면 본 발명의 전면형 호흡용 보호구(100)는 제2 외기 연결부(30)가 상기 에어벤트(32)로 덮여져 있는 상태로써 바이러스 기타 균에 감염된 환자를 돌보는 의료진, 환자 보호자, 방역요원 등의 비환자가 착용할 수 있다. 이 때 배기밸브(33a)와 더불어 e-PTFE 멤브레인 필터가 장착된 에어벤트(32)을 에어벤트 연결 본체(31)에 연결하는 경우에 착용자 구강으로부터 비말(Dropet) 또는 에어로졸(Aerosol) 형태의 수분입자가 전면형 호흡용 보호구(100)의 외부로 배출되지 않으면서 착용자의 날숨 속에 포함된 기체(수증기 및 이산화탄소)는 배출되어 비말이나 에어로졸에 포함된 바이러스가 전면형 호흡용 보호구(100)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 비환자가 착용자인 경우, 전면형 호흡용 보호구(100) 외부의 소리는 배기밸브(33a)가 제거된 안면부 통기홀을 통과해 에어벤트(32)의 내부에 장착된 상기 멤브레인필터인 제2 필터부(32b)를 통과한 뒤 전면형 호흡용 보호구(100)로 전달된다. 따라서 본 발명의 전면형 호흡용 보호구(100)는 배기밸브(33a)가 제거된 후에도 전면형 호흡용 보호구(100) 착용자가 외부와의 통음할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면 본 발명의 전면형 호흡용 보호구(100)는 반대로 착용자가 환자일 수 있다. 이때, 에어벤트 연결 본체(31)에 배기밸브(33a)가 존재하고 에어벤트(32)만을 제거할 시, 에어벤트 연결 본체(31)에 전면형 호흡용 보호구(100) 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소 공급기능과 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 날숨 시 음압을 통한 배기가스(이산화탄소 및 수증기) 배출기능을 지원할 수 있다.
이렇게 에어벤트(32)만을 제거한 에어벤트 연결 본체(31)에 전동력에 의한 음압을 형성하는 휴대정화장비 또는 고정정화장비와 같은 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 전면형 호흡용 보호구(100) 내부를 외부보다 압력이 낮은 음압 상태로 만들 수 있다. 바람직하게 상기 내부가 음압 상태인 전면형 호흡용 보호구(100)를 바이러스성 호흡기 환자가 착용하는 경우에 상기 전면형 호흡용 보호구(100)를 통해 환자의 얼굴 전체를 밀폐하여 비강과 구강으로부터 감염원이 되는 바이러스 기타 물질이 전면형 호흡용 보호구(100) 밖으로 배출되지 않도록 하여 특정 공간(예컨대, 병실) 전체를 음압화하지 않아도 되므로 그에 들어가는 비용과 노력을 줄일 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면 에어벤트 연결 본체(31)에 에어벤트(32)를 제거하고 배기밸브(33a)를 대신해 제2 흡기밸브(33b)를 장착할 수 있다. 마찬가지로 에어벤트(32)만을 제거한 에어벤트 연결 본체(31)에 제2 흡기밸브(33b)를 장착한 전면형 호흡용 보호구(100)를 노약자와 심폐 기능이 약화된 환자의 자가호흡을 보조하기 위한 적절한 산소공급수단으로 활용할 수 있다. 이렇게 에어벤트 연결 본체(31)에 장착된 에어벤트(32)를 제거하고 배기밸브(33a)를 대신해 제2 흡기밸브(33b)를 장착한 상태에서 보호구 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하는 경우에는 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소가 전면형 호흡용 보호구(100) 내부로 유입되며, 날숨시에는 제2 흡기밸브(33b)가 닫히며 전면형 호흡용 보호구(100) 내부의 기체(이산화탄소 및 수증기)가 안면부 상부의 제1 외기 연결부(20)로 배출된다.
이와 함께 상기 안면부(10) 내부에는 착용자의 호흡량과 안면밀착부(90)의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보 중 적어도 하나를 센싱 데이터를 분석할 수 있는 센서가 장착되어 외부로 전달되는 센싱 데이터를 분석하면서 착용자에게 적절한 산소량을 공급하도록 기계의 동작을 제어하면서 제2 외기 연결부(20) 내부로 산소를 유입시키는 양압식 산소공급 기능을 제공할 수 있다.
<안면부커버(60)>
본 발명이 일 실시예에 따르면 본 발명의 전면형 호흡용 보호구(100)는 안면부커버(60)를 포함할 수 있다. 상기 안면부커버(60)는 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PET 수지로 제작되어 전면형 호흡용 보호구(100)의 안면부를 오염 또는 충격 파손 스크레치로부터 보호할 수 있다.
또한, 상기 안면부커버(60)는 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PC(polycarbonate) 수지로 제작되어 방탄기능을 제공할 수 있다.
또는, 상기 안면부커버(60)는 상기 PET 수지 상부에 상기 PC 수지를 적층하여 오염 방지 기능과 방탄기능을 동시에 제공할 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 안면부커버(60)는 전면형 호흡용 보호구(100)의 안면부(10)에 대응되는 형상을 가진다. 또한, 안면부커버(60)의 하부에는 상기 제2 외기 연결부(30)에 대응되는 위치에 고정홀(61)을 가진다. 바람직하게 상기 제2 외기 연결부(30)의 에어벤트 연결 본체(31)를 상기 안면부커버(60)의 고정홀(61)과 하부 고정부(71)의 관통홀(71a)에 끼우고 멤브레인필터인 제2 필터부가 장착된 에어벤트(32)를 나선회전으로 조여서 안면부커버(60)을 고정한다.
<안면부커버 고정수단(70)>
본 발명의 일 실시예 도 17에 따르면 상기 전면형 호흡용 보호구(100)는 상기 안면부커버(60)를 안면부(10)에 고정하는 안면부커버 고정수단(70)을 포함할 수 있다.
상기 안면부커버 고정수단(70)은 안면부커버(60)의 하부를 안면부(10)에 고정하는 하부 고정부(71), 안면부커버(60)의 상부를 안면부(10)에 고정하는 상부 고정부(72)를 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 제2 외기 연결부의 에어벤트 연결 본체(31)가 통과하는 안면부커버 고정홀(61)과 상기 하부 고정부(71) 관통홀(71a)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 고정부(71)는 클립 방식으로 안면부커버(60)를 안면부(10)에 끼워 안면부 하부를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 안면부커버 고정홀(61)을 통해 제2 외기 연결부의 에어벤트(32)를 제2 연결구의 에어벤트 연결 본체(31)와 나선회전결합하면서 안면부커버(60)는 더욱 강하게 안면부(10)에 밀착고정될 수 있다.
도 16과 도 18을 참조하면, 상기 상부 고정부(72)는 고정용 패드(72a), 홀더(72b), 마운트(72c), 스크류(72d)를 포함할 수 있다. 상기 고정용 패드(72a), 홀더(72b), 마운트(72c), 스크류(72d)는 안면부(10) 및 안면부커버(60)의 상부에 배치된다.
상기 마운트(72c)는 안면부커버(60) 상부에 위치한 보호구 프레임(40)의 일면에 형성되고, 위를 향하도록 돌출된다. 경우에 따라 상기 마운트(72c)는 보호구 프레임(40)과 일체로 사출성형될 수 있다.
상기 마운트(72c)의 제1 단은 보호구 프레임(40)과 연결되고, 제2 단에는 스크류(72d)가 삽입될 수 있는 제1 스크루 관통홀(미도시)과 제2 스크류 관통홀(미도시)과 제3 스크류 관통홀(미도시)이 형성된다.
상기 홀더(72b)는 마운트(72c)에 장착된다. 바람직하게는 상기 홀더(72b)의 일부는 스크류(72d)와 연결되고, 상기 홀더(72b) 하부는 상기 스크류(72d)의 회전에 따라 상하로 움직여 상기 안면부커버(60)를 상기 안면부(10) 상부에 밀착고정할 수 있다.
또한, 상기 홀더(72b)의 하단은 고정용 패드(72a)와 연결될 수 있다. 상기 홀더(72b)의 하단은 상기 고정용 패드(72a)를 고정하고, 상기 고정용 패드(72a)와 홀더(72b)를 연결하는 연결수단을 포함할 수 있다. 상기 연결수단은 상기 고정용 패드(72a)를 고정하는 고정 프레임(72b1), 홀더(72b)와 고정프레임(72b1)을 연결하는 연결 바(72b2)를 포함할 수 있다.
상기 스크류(72d)의 회전에 의해 홀더(72b) 하부가 이동하면서 상기 고정용 패드(72a)를 안면부커버(60)쪽으로 이동시킨다. 상기 고정용 패드(72a)는 안면부커버(60)쪽으로 이동하면서 안면부커버(60) 상부를 눌러 안면부커버(60)를 안면부(10) 상부에 밀착시켜 고정되도록 한다.
또한, 상기 마운트(72c)는 보호구 프레(40)임 상단에 위치하여 상기 홀더(72b)를 고정시키고, 상기 마운트(72c)의 트아이포드홀(Tripod Hole)의 스크류로 상기 마운트에 연결된 상기 홀더(72b)의 일부분을 고정할 수 있다.
<살균부(80)>
본 발명의 살균부(80)는 UV-C 파장의 자외선을 조사하는 LED(81)이며, 상기 홀더(72b)의 제2 단에 부착될 수 있다. 상기 스크류(72d)의 회전으로 상기 홀더(72b)가 시소 처럼 움직이면서 상기 살균부(80)가 전면형 호흡용 보호구(100)의 공기덕트인 제1 외기 연결부(20) 위를 지나 전면형 호흡용 보호구(100)의 내부 공기챔버(90c) 위쪽으로 이동될 수 있다.
상기 살균부(80)는 자외선 살균이 가능한 빛을 조사하는 LED(80a)를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상기 LED(80a)에서 조사된 빛은 필터카트리지(51), 제1 외기 연결부(20)를 통과하여 전면형 호흡용 보호구(100)의 공기챔버(90c) 내부까지 전달되어, 박테리아 또는 바이러스를 자외선(UV-C 파장)으로 멸균할 수 있다.
상기 살균부(80)는 충전수단으로 usb 단자(80b)와 같은 스마트폰 충전단자에 스마트폰 충전기로 가정용 전력을 공급받아 충전할 수 있다.
또한, 상기 살균부(80)는 자외선이 조사되지 않고 충전되지 않는 비 착용 시에는 손잡이로 활용되어 착용자의 손에 의한 전면형 호흡용 보호구(100)의 오염을 방지할 수 있다.
<전면형 스노클링 마스크>
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 전면형 호흡용 보호구(100)는 전면형 스노클링 마스크일 수 있다. 상기 전면형 스노클링 마스크는 착용자의 안면을 전체를 덮을 수 있다. 또한, 상기 전면형 스노클링 마스크는 외부의 공기를 마스크 내부로 유입시키는 흡기부를 포함한다.
이와 같이 전면형 스노클링 마스크를 전면형 호흡용 보호구(100)로 활용하는 경우에 되는 각 가정이나 기관에서 보유하고 있는 전면형 스노클링 마스크의 흡기부에 제1 필터부(50)를 장착하여 비말 또는 에어로졸에 부착된 바이러스를 마스크 내부로 들어오지 못하게 여과하거나, 반대로 마스크 내부의 비말 또는 에어로졸에 부착된 바이러스를 마스크 외부로 배출되지 못하게 여과함으로써 바이러스의 확산에 따른 전염병을 효율적으로 방지할 수 있다.
전면형 스노클링 마스크의 흡기부는 상기 제1 외기 연결부(20)에 대응되는 구성이며, 상술한 모든 구성은 전면형 스노클링 마스크에 동일하게 적용되므로 중복되는 설명은 생략한다.
Claims (21)
- 공기 중 부유 미세먼지 및 부유 박테리아 그리고 외부의 비말 또는 에어로졸 수분입자로부터 착용자를 보호할 수 있도록 안면 전체를 덮으며 착용자가 외부를 볼 수 있도록 투명한 재질로 구성된 안면부;
상기 안면부를 장착하며, 상기 착용자의 안면을 감싸는 안면밀착부;
상기 안면밀착부와 함께 상기 안면부의 외면 전체를 감싸며 상기 착용자가 착용하는 경우에, 보호구 내부에 수밀성과 기밀성이 형성되는 보호구 프레임;
상기 안면부의 내부로 외부 공기를 유입하거나, 상기 안면부 내부의 착용자의 날숨기체를 외부로 배출되도록 중앙에 관통부가 형성된 제1 외기 연결부;
상기 외기 연결부에 탈착가능하게 연결되는 제1 필터부를 포함하되,
상기 제1 필터부는 필터카트리지와 공기여과필터를 포함하며,
상기 제1 필터부는 상기 제1 외기연결부에 탈착가능하고,
상기 공기여과필터는 제1 부직포층, 멜트블로운 합성고분자섬유 정전필터층, 제2 부직포층, 전기방사 나노섬유 여과필터층 순으로 적층된 것을 특징으로 전면형 호흡용 보호구, - 제1항에 있어서,
상기 필터카트리지는 공기여과필터 고정수단, 공기여과필터 지지수단, 공기여과필터 탈착홀을 포함하며,
상기 공기여과필터 고정수단은 상기 필터카트리지를 제1 외기 연결부의 외면 또는 내면에 고정시키도록 일면이 돌출되며,
상기 공기여과필터 지지수단은 공기여과필터 프레임과 적어도 하나의 공기여과필터 지지틀을 포함하되,
상기 공기여과필터 프레임은 상기 공기여과필터의 횡단면과 동일한 형상이면서 상기 공기여과필터를 제1 외기 연결부의 둘레면에 접어 수납하고, 상기 공기여과필터 지지틀은 상기 공기여과필터의 상면을 눌러 상기 공기여과필터가 움직이지 않도록 지지하고,
상기 공기여과필터 탈착홀은 상기 공기여과필터 프레임과 상기 공기여과필터 지지틀 또는 상기 공기여과필터 지지틀과 상기 공기여과필터 지지틀 사이의 빈 공간으로 상기 공기여과필터의 교환시에, 상기 공기여과필터 탈착홀에 손가락 및 소정의 도구를 탈착수단으로 투입하여 공기여과필터를 밀어 공기여과필터를 필터카트리지에서 탈착시키는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서,
상기 제1 부직포층 및 전기방사 나노섬유 여과필터층 중 적어도 하나의 층은 구리 전구체와 천연 고분자가 용매로 혼합된 분산용액으로 제조되거나, 구리 전구체와 합성 고분자가 용매로 혼합된 분산용액으로 제조된 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서,
상기 안면밀착부는 구리 나노 분말이 포함된 도전성 실리콘 소재인 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서, 상기 안면부 내부에는 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보 중 적어도 하나를 센싱 데이터를 분석할 수 있는 센서가 장착되어 외부로 센싱 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
- 제1항에 있어서, 상기 공기여과필터는 상기 착용자의 들숨 시 외부로부터 흡기된 공기 중에 포함된 부유 미세먼지와 부유 박테리아, 비말 또는 에어로졸 수분입자에 붙은 바이러스 중 적어도 하나를 여과하여 내부로 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
- 제1항에 있어서,
상기 외기 연결부는 중앙에 외부의 기체를 내부로 유입시키는 흡기통로와 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기통로가 형성된 공기 덕트 구조이며,
상기 공기여과필터는 상기 제1 외기 연결부의 횡단면과 동일한 형상으로 상기 제1 외기 연결부의 상면을 덮는 구조인 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서,
상기 공기여과필터는 상기 필터카트리지 상부에 힌지결합되고, 상기 공기여과필터를 덮어 외부의 이물질이 유입되지 않도록하는 공기틈살캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서,
상기 전면형 호흡용 보호구의 하부에는 제2 외기 연결부가 형성되며,
상기 제2 외기 연결부를 통해 상기 전면형 호흡용 보호구 내부의 기체가 외부로 배출되거나 상기 전면형 호흡용 보호구 외부의 기체가 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제9항에 있어서,
상기 제2 외기 연결부는 에어벤트 연결 본체를 포함하고,
상기 에어벤트 연결 본체는 중공의 원통형상으로, 외면에는 나사산이 형성되고 내부에는 배기밸브 또는 흡기밸브가 장착되며,
상기 에어벤트는 하부가 개방된 중공의 원통형상이며, 상기 에어벤트 연결 본체의 외주면의 상기 나사산에 대응되는 나사홈이 내부에 형성되며, 상기 나사홈과 상기 나사산이 회전되며 결합되는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제10항에 있어서,
상기 에어벤트의 내부에는 제2 필터부가 장착되며,
상기 제2 필터부는 에어벤트의 내부에 장착되어 기체는 통과시키되 수분은 통과되지 않도록 e-PTFE 재질의 멤브레인필터인 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제11항에 있어서,
상기 안면부 하부에는 안면부 관통홀이 형성되고,
상기 안면부 관통홀은 상기 배기밸브 또는 제2 흡기밸브와 연통되고,
상기 배기밸브는 착용자의 날숨시에는 개방되어 상기 전면형 호흡용 보호구 내부로부터 착용자의 날숨기체를 외부로 배출하고, 착용자의 들숨시에는 닫혀, 외부의 기체가 상기 전면형 호흡용 보호구 내부로 유입되지 못하도록 하며,
상기 제2 흡기밸브는 착용자의 들숨 시에는 개방되어 상기 전면형 호흡용 보호구 외부로부터 기체를 유입시키고, 착용자의 날숨시에는 닫혀, 착용자의 날숨기체를 상기 제1 외기연결부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제12항에 있어서, 상기 전면형 호흡용 보호구는
상기 에어벤트를 제거한 후 상기 에어벤트 연결 본체의 하측면에 흡기밸브가 장착된 상태로 보호구 외부의 양압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 착용자의 자가호흡 중에 들숨 시 양압을 통한 산소 공급이 가능하며,
상기 에어벤트를 제거한 후 상기 에어벤트 연결 본체의 하측면에 상기 배기밸브가 장착된 상태로 보호구 외부의 음압 발생 인공호흡장치와 튜브로 연결하여 상기 전면형 호흡용 보호구 내부를 외부보다 압력이 낮은 음압 상태로 만들어 착용자의 자가호흡 중에 날숨 시 음압을 통한 착용자의 날숨기체를 배출하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
- 제13항에 있어서,
상기 에어벤트를 제거한 후 상기 흡기밸브 또는 배기밸브가 장착된 상태로, 착용자의 호흡량과 안면밀착부의 밀착도에 따른 전면형 호흡용 보호구 내부의 기압 정보와 온도 및 습도 정보를 센싱 데이터로 분석하고, 상기 데이터에 기반하여 보호구 외부의 양압 또는 음압 발생 인공호흡장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항에 있어서,
상기 전면형 호흡용 보호구는 안면부커버를 더 포함하되, 상기 안면부커버는 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PET 수지로 제작되거나, 열가소성(Thermoplastic)을 띈 투명한 비결정질(AMORPHOUS) 합성고분자(Polymer)인 PC(polycarbonate) 수지로 제작되거나, 상기 PET 수지 상부에 상기 PC 수지를 적층한 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제15항에 있어서,
상기 안면부커버의 하부에는 상기 제2 외기 연결부에 대응되는 위치에 고정홀이 형성된 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제15항에 있어서, 상기 안면부커버를 상기 안면부에 고정하는 안면부커버 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
- 제17항에 있어서,
상기 안면부커버 고정수단은 상기 안면부커버의 하부를 상기 에어벤트 연결 본체에 고정하는 하부 고정부와 상기 안면부커버의 상부를 안면부에 고정하는 상부 고정부를 포함하고,
상기 하부 고정부는 상기 제2 외기 연결부의 에어벤트 연결 본체가 통과될 수 있는 관통홀이 형성되고, 클립 방식으로 상기 에어벤트 연결 본체를 안면부커버의 고정홀과 하부고정부의 관통홀을 차례대로 끼워 고정하며, 상기 하부 고정부의 관통홀을 통해 상기 에어벤트와 에어벤트 상기 연결 본체가 나선회전결합하면서 상기 안면부커버가 상기 안면부에 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
- 제18항에 있어서, 상기 상부 고정부는 고정용 패드, 홀더, 마운트, 스크류를 포함하되,
상기 마운트는 상기 안면부커버 상부에 위치한 보호구 프레임의 일면에 형성되고,
상기 마운트는 보호구 프레임 상단에 위치하여 상기 홀더를 고정시키고, 상기 마운트의 트아이포드홀(Tripod Hole)의 스크류로 상기 마운트에 연결된 상기 홀더의 일부분을 고정하며,
상기 스크류의 회전에 따라 상기 홀더의 하부가 상하로 움직이며, 상기 홀더의 고정용 패드를 통해 안면부커버를 밀착고정하는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제19항에 있어서, 전면형 호흡용 보호구는
자외선 살균이 가능한 UV-C 파장의 빛을 조사하는 LED를 적어도 하나 포함하는 살균부를 더 포함하며,
상기 살균부는 상기 홀더의 상단부에 부착되고,
상기 마운트 스크류의 회전에 의해 상기 홀더가 이동되면서 상기 살균부가 제1 외기 연결부 상부를 지나 공기챔버 위에 위치되며,
상기 LED에서 조사된 빛은 상기 필터카트리지, 상기 제1 외기 연결부를 통과하여 상기 전면형 호흡구 내부의 공기챔버까지 전달되는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구. - 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전면형 호흡용 보호구는 전면형 스노클링 마스크이며, 상기 전면형 스노클링 마스크의 흡기부에 상기 공기여과필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 전면형 호흡용 보호구.
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