WO2021177615A1 - 필터를 구비하는 마스크 - Google Patents

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WO2021177615A1
WO2021177615A1 PCT/KR2021/001699 KR2021001699W WO2021177615A1 WO 2021177615 A1 WO2021177615 A1 WO 2021177615A1 KR 2021001699 W KR2021001699 W KR 2021001699W WO 2021177615 A1 WO2021177615 A1 WO 2021177615A1
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WO
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mask
filter
insert
area
rubber
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PCT/KR2021/001699
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English (en)
French (fr)
Inventor
이수정
Original Assignee
이수정
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02—Masks
    • A62B18/025—Halfmasks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1107—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2500/00—Materials for garments
    • A41D2500/50—Synthetic resins or rubbers
    • A41D2500/52—Synthetic resins or rubbers in sheet form

Definitions

  • the present invention relates to a mask having a filter, and more particularly, to a mask having a large area filter for easy breathing and excellent esthetics.
  • Types of masks currently available on the market include:
  • the mask is made of plastic, and the air pump is operated inside the mask to inject outside air into the inside, but the filtered air is injected through the filter to significantly improve breathing;
  • No. 1 is used to prevent colds by maintaining the humidity of the nose and throat during the initial cold by simply maintaining the temperature and humidity inside the mask, and cannot be used to block recent fine dust or various viruses.
  • No. 2 and No. 3 the mask itself has enhanced filtration performance and can pass various performance tests.
  • No. 4 above is an attempt for adhesion between the mask and the face, and although there is a slight effect, since it is impossible to manufacture an implant that fits all the various human facial structures, the effect is inevitably limited. The price is high, and if you throw it away after using it a few times, you need to purchase an additional mask, which requires more cost.
  • No. 6 and No. 7 are excellent in performance, but the price is too high and the shape is special and not beautiful, so the general public is reluctant to use it.
  • the present invention is to provide a mask having a large area filter, easy breathing, and excellent aesthetics.
  • the present invention is a mask body made of soft rubber or soft plastic;
  • the filter unit is formed to have a certain area in a plurality of places on the main body, and is installed to protrude outward of the main body by forming an undercut inside from the inner surface of the mask to the outer surface direction, and having a plurality of first ventilation holes penetrating the inner and outer surfaces.
  • An insert equal to or smaller than the inner space of the filter unit is formed so as to be inserted into the filter unit, but the outer surface of the insert is equal to or smaller than the filter unit undercut extension area and larger than the filter unit undercut bottleneck area.
  • an insert comprising a plurality of second vent holes therethrough; and a filter present between the filtering unit and the insert but having an area larger than an area connecting the outermost of the first ventilation hole and the second ventilation hole.
  • the first vent hole and the second vent hole may penetrate at least 1/2 of the total area of the filter unit and the insert.
  • the soft rubber or soft plastic may be an optically transparent material.
  • the soft rubber is a rubber having a hardness of less than shore A 60, and may include natural rubber, synthetic rubber, or thermoplastic rubber.
  • the soft plastic is a plastic having a hardness of less than Shore A 60, and may include an ethylene copolymer or a polyurethane resin.
  • the insert has a hardness of Shore A of 80 or more, and may include a biocompatible material.
  • the filter is a fabric-type filter, and may include a nonwoven fabric, an electrostatically treated nonwoven fabric, an activated carbon molded product, or nanofibers.
  • the fabric-type filter may be a simple cut or pre-molded to be well sealed and inserted between the filter unit and the insert.
  • the filter may be used for a certain period and replaced.
  • the mask includes an extension part extending upward to cover the upper part of the eye area, the extension part including a transmissive part having an undercut, and the transmissive part having a transmissive window provided outside the transmissive part and an undercut of the transmissive part It may include a refractive or non-refracting lens inserted into the site.
  • the mask according to the present invention has the advantage of being able to breathe comfortably because the intake area of the filter is larger than that of the existing filter-replaceable mask.
  • the mask according to the present invention is made of soft rubber or soft plastic so that it not only adheres well to the user's face, but also prevents air from leaking between the face part and the mask during breathing, so it can have high filtration efficiency.
  • the mask according to the present invention can be manufactured in various shapes to secure a large space inside, so it is possible to prevent the mask from contacting the face when breathing, and it can be made in transparent or in various colors, which is aesthetically pleasing. It is possible to manufacture a mask with excellent feeling.
  • the mask according to the present invention has a low fluid resistance as the exposed area of the filter is wide, so breathing is easy.
  • the mask according to the present invention can be manufactured using inexpensive raw materials, the initial cost can be reduced, and since only the filter can be replaced and reused, the cost required for use can be dramatically reduced.
  • 1 is a photograph of a mask that is commercially available.
  • FIG 2 is a front view of a mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the side and wearing the mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a cross section in which a filter and an insert are separated and a combined cross section in the mask according to an embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG. 5 is a view showing a cross-section in which a filter and an insert are separated and a combined cross-section in the mask according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a cross section in which a filter and an insert are separated and a combined cross section of the mask according to another embodiment of the present invention.
  • each process constituting the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • the present invention is a mask body 100 made of soft rubber or soft plastic; It is formed to have a certain area in a plurality of places of the main body 100, and is installed to protrude outward of the main body 100 by forming an undercut inside in the direction from the inner surface of the mask to the outer surface of the mask.
  • An insert 300 equal to or smaller than the internal space of the filtering unit 200 is formed so as to be inserted into the filtering unit 200, but the outer surface of the insert 300 is the area of the undercut extension of the filtering unit 200 an insert 300 that is equal to or smaller than the filter unit 200 and is larger than the undercut bottleneck area, and includes a plurality of second ventilation holes 310 penetrating inside and outside; and a filter 400 that is present between the filter unit 200 and the insert 300 and has an area larger than an area of the first vent 210 and the outermost connection of the second vent 310. It relates to a mask comprising.
  • the mask body 100 has hooks on both sides, and includes a filtering part 200 on the front or side as a part to be seated on the face of the human body through the hooks.
  • the main body 100 is preferably manufactured so that both the wearer's exhalation and inhalation can cover the wearer's mouth and nose in order to pass through the filter 400 to be described later.
  • the nose part can be made to form a curve to fit the shape of the nose part of the human body so as to cover the indented part and the protruding part and at the same time prevent air from leaking out according to breathing. can be appropriately adjusted (see FIG. 2).
  • Existing masks are made of non-woven fabrics or fibers, folded in a predetermined shape, and then spread out by the wearer is widely used.
  • the body 100 is made of soft rubber or soft plastic, it is difficult to fold and store like a conventional mask, but it can be manufactured to have a curve that can be in close contact with the curve of the face part, so that the adhesion can be further improved. have.
  • the mask body 100 may include a hook 110 on the side.
  • the hook 110 is attached to the mask body 100 so that the mask is in close contact with the wearer's face, and may be manufactured using a string having elasticity.
  • the hook 110 may be hooked on the wearer's ear or combined with the hook on the other side to be bound to cover the back of the wearer's head (see FIG. 3 ), and thus the mask may be in close contact with the wearer's face.
  • the hook 110 may be fixed to the upper and lower portions of the mask to increase the adhesion of the mask, and may include a length adjusting means to adjust the adhesion according to the size of the wearer's head.
  • the hook 110 may be manufactured separately from the mask body 100 and attached, or may be manufactured integrally with the mask body 100 .
  • the hook 110 may be manufactured by cutting a string having elasticity to a predetermined length, and then attaching both ends to the upper and lower portions of the mask, and the upper and lower sides of the mask. It may be manufactured in the form of attaching both ends to cover the back of the wearer's head.
  • the mask body 100 is preferably made of rubber having a hardness of less than shore A 60 because it should be accurately seated on people with various facial features and should not flow into or out of the gap between the mask and the face during breathing. When the hardness of the rubber exceeds shore A 60, the ductility of the rubber becomes weak and hard, so it may not adhere to the face part. can be vented.
  • the soft rubber natural rubber, synthetic rubber or thermoplastic rubber may be used.
  • the hardness is less than shore A 5, it may be smeared or torn during use, so it is more preferable to use a rubber having a hardness of shore A 5 to 60.
  • the natural rubber refers to a natural polymer extracted from the sap of a rubber tree, and the sap that flows after making a wound on the bark of a rubber tree is collected and then purified. It can be used that is produced through
  • the synthetic rubber refers to a synthetic polymer having properties similar to those of the natural rubber, and methyl rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene-propylene rubber, and silicone rubber may be used.
  • the transparent rubber composition includes: i) at least one solution-polymerized styrene-butadiene rubber (SBR) having a styrene content of 25% by weight or more, ii) a styrene-butadiene styrene (SBS) thermoplastic rubber with a styrene content of 30% by weight or more or more, or iii) 100 parts by weight of any one styrene-based polymer selected from a mixture of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber and the styrene-butadiene-styrene thermoplastic rubber having a total styrene content
  • thermoplastic rubber (thermoplastic rubber composition) of the present invention may contain a base material obtained by blending crystalline polypropylene instead of conventional polypropylene with an elastomer such as EPDM or NBR and a metal salt of unsaturated aliphatic carboxylic acid as essential components. have.
  • the elastomer used in the thermoplastic rubber of the present invention means a polymer that can be crosslinked by a crosslinking agent as an elastomer used in general rubber industry.
  • Preferred examples of the elastomer component include diene-based synthetic rubbers such as SBR, BR, IR, NBR, and CR, ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chlorinated polyethylene (CPE), chlorosulfonated It may be at least one polymer selected from the group consisting of polyethylene (CSM), ethylene-octene copolymer (EOC), and ethylene-butene copolymer (EBC).
  • CSM polyethylene
  • EOC ethylene-octene copolymer
  • EBC ethylene-butene copolymer
  • the crystalline polypropylene has isotactic or syndiotactic stereoregularity, so it can serve as a hard segment when a thermoplastic rubber is made.
  • the crystallinity of the present invention when the polypropylene has a crystallinity of 50% or more, preferably a crystallinity of 55% or more, and more preferably a crystallinity of 60% or more It can be used as polypropylene.
  • the crystalline propylene may be a propylene homopolymer or a propylene-ethylene copolymer or a propylene- ⁇ -olefin copolymer. Or it may be a copolymer in which an organic acid such as acrylic acid or maleic anhydride or an organic acid anhydride is grafted to any one of them.
  • the ⁇ -olefin may have 4 to 20 carbon atoms, and specific examples thereof include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-eicosene, and the like.
  • These ⁇ -olefins may be used alone or in combination of two or more.
  • the various types of crystalline propylene listed above may be used alone or in combination of two or more.
  • the thermoplastic rubber of the present invention includes a metal salt of an unsaturated aliphatic carboxylic acid.
  • the role of the metal salt of the unsaturated aliphatic carboxylic acid is as follows.
  • a thermoplastic rubber is prepared by dynamically crosslinking a mixture of synthetic rubber and a low molecular weight crystalline polypropylene with a peroxide crosslinking agent, there is a limit in increasing the degree of crosslinking, so the physical properties of the obtained thermoplastic rubber are not satisfactory.
  • the amount of peroxide is increased to increase the degree of crosslinking, hardness and modulus are increased and compression set is improved, but the elongation is rapidly decreased and the tear strength may be decreased.
  • thermoplastic rubber of the present invention can serve not only as a crosslinking aid but also as a reinforcing agent, elongation and tear strength of the thermoplastic rubber can be improved.
  • the main body 100 may be made of soft plastic in addition to soft rubber, and even in this case, it is preferable that the hardness is less than shore A 60.
  • the soft plastic may include ethylene copolymer or polyurethane resin.
  • the polyurethane resin is a resin obtained by reacting a polyol with an isocyanate, has appropriate elasticity, and has high transparency, so that it can be used as the body 100 of the mask.
  • polyether-based polyol As the polyol, a polyether-based polyol, a polyester-based polyol, or a mixture thereof may be used, and the polyether-based polyol has a polyhydric alcohol such as sucrose, sorbitol, glycol, glycerol, etc. It can be selected from copolymer polyols such as ethylene oxide and propylene oxide in the starting material, which is a compound in the present invention.
  • the polyester polyol is synthesized using a polybasic acid and a polyalcohol having a hydroxyl group such as glycol and glycerol as a solvent, and the polyhydric alcohol is ethylene glycol, 1-4 butanediol, 1,6-hexane It is selected from diol, polyethylene glycol, diethylene glycol, and the like, and the polybasic acid may be selected from aromatic basic acids such as terephthalic acid, adipic acid, maleic acid, and succinic acid, aliphatic dibasic acids, and the like.
  • isocyanate at least one selected from the group consisting of aromatic isocyanate and aliphatic isocyanate may be used.
  • the aromatic isocyanate is diphenylmethane diisocyanate (4,4'-Diphenylmethnae diisocyanate, MDI), polymeric diphenylmethane diisocyanate (polymeric 4,4'-Diphenylmethnae diisocyanate, PMDI), toluene diisocyanate (TDI) , 1-4 phenylene diisocyanate (1,4-phenylene diisocyanate, PPDI), or 1,5-naphthalene diisocyanate (1,5-Naphthalene diisocyanate, NDI) may be used.
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • PMDI polymeric 4,4'-Diphenylmethnae diisocyanate
  • TDI toluene diisocyanate
  • PPDI 1-4 phenylene diisocyanate
  • NDI 1,5-naphthalene diisocyan
  • the aliphatic isocyanate is 1,6-hexamethylene diisocyanate (1,6-Hexamethylene diisocyanate, HDI), isophoron diisocyanate (IPDI), or dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (Dicyclohexylmethane-) 4,4'-diisocyanate, H12MDI) may be used.
  • HDI 1,6-hexamethylene diisocyanate
  • IPDI isophoron diisocyanate
  • H12MDI dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate
  • a catalyst may be further included to promote the reaction between the polyol and the isocyanate.
  • a catalyst for forming polyurethane any catalyst generally used in the production of polyurethane may be used without limitation.
  • an amine-based catalyst and a trimerization catalyst may be mixed and used, and more preferably N,N-dimethylcyclohexylamine (N,N-dimethylcyclohexylamine), N,N, N',N'-pentamethyldiethylenetriamine (N,N,N',N'-pentamethyldiethylenetriamine), triethylenediamine, di-N-butyltindilaurylate, potassium acetate, lithium acetate, acetic acid Magnesium, an organotin compound, an organotitanium compound, or a combination thereof may be used.
  • the main body 100 is preferably manufactured so that the circulation of air by respiration does not occur.
  • the main body 100 if it is manufactured to have porosity, the amount of ventilation is increased to facilitate breathing of the wearer, but external contaminants may penetrate, or pathogens may leak due to breathing. can In addition, microorganisms may grow inside the pores, which may cause adverse sanitary effects.
  • the main body 100 is manufactured so that no voids are formed, and it is preferable that the body 100 is manufactured not to be ventilated through a test after manufacturing.
  • the body 100 may be made of a transparent material.
  • speech is responsible for only a part of the information exchanged.
  • the rest of the information is exchanged through gestures, hand gestures, or facial expressions, of which the largest part is known as facial expressions.
  • facial expressions of which the largest part is known as facial expressions.
  • wearing a mask covers the entire lower part of the face except for the eyes, it is difficult to exchange information through facial expressions when using a mask. Therefore, in the present invention, since the main body 100 is made of a transparent material, it is easy to exchange information through such facial expressions, and at the same time, accurate information is exchanged between medical staff or between medical staff and patients, so that problems that may occur in the field can be minimized.
  • This body 100 may be manufactured to have a certain color. Existing disposable masks are simply made in blue or white, making them vulnerable to contamination and difficult to distinguish between users. In particular, when an emergency occurs or a large number of people wearing the same mask gather, it takes a lot of time and at the same time it is difficult to distinguish easily because it takes a lot of time to distinguish an individual using only the eye part.
  • various colors may be inserted, and not only various colors but also texts or designs may be inserted. As a result of this, since each wearer's location, department, position, etc. can be subdivided and displayed, when a large number of people are gathered, it is possible to easily distinguish between the respective wearers. In addition, if a specific text or design is inserted, the advertising effect of the supplier or sponsor can be obtained.
  • the insert 300 is fitted to the inside of the filter unit 200, and the filter 400 is inserted between the insert 300 and the filter unit 200 to filter air by breathing. do.
  • the filtering unit 200 may be installed on the front or side of the mask body 100 to protrude outward of the body 100 (see FIG. 4 ).
  • FIG. 4 and 5 are cross-sectional views taken along the line A-A′ of the mask of FIG. 3 .
  • the protrusion may come into contact with the face by breathing. It is desirable to maximize However, when the filter unit 200 protrudes as described above, the aesthetics are not good, and damage may be concentrated on the protruding portion. It is preferable to manufacture to have or to minimize the protrusion of the filtering unit 200 (see FIG. 6).
  • the inner side of the filtering unit 200 may be manufactured in an undercut shape.
  • the undercut shape refers to a shape in which the inner diameter is larger than that of the inlet.
  • the filtering unit 200 is manufactured to protrude to the outside, so the filtering unit 200 can be manufactured in an inverted ' ⁇ ' shape. have. Therefore, the insert 300 and the filter 400 to be inserted therein, which will be described later, can be fixed through fitting without using a special fixing means, and the filter unit 200 is also as soft as the body 100 . Since it is made of rubber or soft plastic, it can be easily separated by elasticity.
  • the filtering unit 200 may include a plurality of first ventilation holes 210 penetrating the inside and outside in 1/2 or more of the area protruding to the outside.
  • first ventilation holes 210 penetrating the inside and outside in 1/2 or more of the area protruding to the outside.
  • most of the external air is supplied through a pinhole or a porous nonwoven fabric.
  • the amount of inflow or outflow air is small, which is highly likely to cause breathing problems. Therefore, in the present invention, it is possible to minimize resistance during breathing by installing a plurality of first ventilation holes 210 penetrating the inside and outside of 1/2 or more of the area protruding to the outside.
  • the filter 400 is directly exposed through the first ventilation hole 210 , when a fiber having a specific color is used when the filter 400 is manufactured, a unique aesthetic feeling can be exhibited as well as a front portion of the filter 400 . By inserting a design, logo, or text, advertising effects can be additionally expressed.
  • An insert 300 equal to or smaller than the internal space of the filtering unit 200 is formed so as to be inserted into the filtering unit 200, but the outer surface of the insert 300 is the area of the undercut extension of the filtering unit 200 It may include an insert 300 that is smaller than or equal to the filter portion 200 and is formed to be larger than the undercut bottleneck area and includes a plurality of second ventilation holes 310 penetrating the inside and outside.
  • the insert 300 is inserted into the inner surface of the filter unit 200 to perform a role of fixing the filter 400 , and may be fitted into the ' ⁇ ' shape of the filter unit 200 .
  • the insert 300 may be manufactured to have a trapezoidal cross-section, and thus the outer surface area may be manufactured to be larger than the inner surface area.
  • the insert 300 manufactured in this shape is inserted from the inner surface of the filtering unit 200, and since the outer surface of the insert 300 is made larger than the bottleneck of the filtering unit 200, elasticity is increased during insertion.
  • the branch may be inserted due to the expansion of the filtering unit 200 , but the insert (insertion unit) 300 may not be detached in daily use.
  • the insert 300 is inserted without having a set position and direction, difficulty in coupling occurs or unfiltered air may be circulated by a gap that occurs during coupling, so that the insert 300 has a position alignment means You can install 1 to 4 to ensure that they are inserted in the correct position.
  • the position alignment means may be marked at a predetermined position of the insert 300 and a predetermined position of the corresponding filtering unit 200, and in this case, the marked portion is inserted so that the insertion coincides with the insertion at the correct position.
  • the sieve 300 may be fitted.
  • the position alignment means may be manufactured so that a part of the insert 300 protrudes, and then a depression is installed in the filter unit 200 at a corresponding position. In this case, by inserting the protrusion installed in the insert 300 to match the indentation part installed in the filtering unit 200, it is possible to fit in the correct position.
  • the outer surface of the insert 300 is preferably formed to be smaller than or equal to the area of the undercut extension of the filter unit 200 and larger than the area of the undercut bottleneck of the filter unit 200 . Accordingly, the insert 300 can prevent unwanted separation by external force after insertion, and since the filter unit 200 is made of elastic soft rubber or soft plastic, the elasticity of the filter unit 200 is reduced. It is possible to insert and remove the insert 300 by using it.
  • the insert 300 may also include a plurality of second ventilation holes 310 penetrating the inside and outside of at least 1/2 of the total area in the same manner as the filter unit 200 .
  • the insert 300 is made of a material having a hardness of Shore A of 80 or more, and may be made of a biocompatible material.
  • the insert 300 preferably has a higher hardness than the filter unit 200 in order to be easily inserted into the filter unit 200 .
  • the hardness of the insert 300 is Shore A 80 or more, it is easy to insert into the groove of the filter unit 200, and the filter unit 200 is not crushed inside the filter unit 200 having elasticity. It can perform the role of support at the same time.
  • the hardness of the insert 300 is less than Shore A 80, it is not easy to insert and at the same time does not serve as a support for the filtration unit 200, so it is difficult to support the filter 400 located therein in the correct position. Accordingly, the flow of air to the outside of the filter 400 may occur during respiration.
  • the insert 300 is preferably made of a biocompatible material.
  • Bio-friendly material refers to a material that does not harm the human body even when it comes into contact with the human body for a long period of time.
  • the biocompatible material rubber, plastic, wood or metal may be used, and preferably, rubber, plastic, or metal used for medical purposes may be used.
  • the existing material can be used as it is, and mass production is possible. 300) can be prepared.
  • the filter 400 is inserted between the insert 300 and the filtration unit 200 to perform filtration and is used for a certain period of time, and when reused, only the filter 400 can be replaced.
  • the filter 400 can be fixed simply by placing the insert 300 and the filter unit 200 between the insert 300 and the filter unit 200 when the insert 300 is fitted without any fixing means and inserting the insert 300 .
  • unfiltered air may be introduced through the gap between the filter 400 and the filter unit 200, so that the filter 400 has the first vent hole 210 and the second vent hole. It is preferable to have an area larger than the area connected to the outermost part of 310 .
  • the filter 400 is manufactured to be larger than the total ventilation area formed by the first vent hole 210 and the second vent hole 310 , and accordingly, the inflow of air that is vented without passing through the filter 400 . Or it is preferable to be manufactured so that there is no leakage.
  • the filter 400 can be used without limitation as long as it can filter fine dust, bacteria, scattered body fluids, water droplets, etc., but is preferably a fabric-type filter, nonwoven fabric, electrostatically treated nonwoven fabric, activated carbon molded product, or nanofiber. It is possible to use a filter containing In particular, for filtering fine dust and infectious secretions, a filter having a grade of KF80 or KF94 or higher can be used.
  • the KF80 grade can block 80% or more of fine particles having an average particle size of 0.6 ⁇ m
  • the KF94 grade can block 94% of fine particles having an average particle size of 0.4 ⁇ m.
  • the filtering performance of KF80 and KF94 can be simply switched by replacing the filter 400 in the main body 100, so it is easy to wear according to the situation.
  • the nonwoven fabric may be used without limitation as long as it is a conventionally used nonwoven fabric, and preferably a polymer resin is prepared as a nonwoven fabric through a melt-blown, spunbond, spunlace, or flash process. may have been
  • the melt-blown process is a process of melting a thermoplastic resin and spinning it through a spinneret formed with hundreds or thousands of orifices.
  • the ultrafine fibers are laminated on the collector by the hot air sprayed at high temperature and high pressure to form a self-bonding nonwoven fabric.
  • the spunbond process is a process of manufacturing a nonwoven fabric by melting a thermoplastic resin at a high temperature and spinning it in the form of a filament, then solidifying it and uniformly integrating it on a continuously moving net conveyor.
  • the spunlace process is a method of producing a nonwoven fabric by spraying high-pressure water onto long or short fibers and compressing them, and the flash process phase-separates a mixed solution of polyolefin and a solvent before discharging it from a spinneret. It is a method of manufacturing a nonwoven fabric by discharging and integrating.
  • the electrostatically treated nonwoven fabric is treated to have an electrostatic attractive force in order to improve the dust collection performance of the nonwoven fabric manufactured as described above, and can be performed using corona discharge, plasma charging, triboelectric charging, and water charging through high-pressure water droplets.
  • the corona discharge method is a cold corona discharge, which is discharged after the filament of the nonwoven fabric is completely cured, and a heat performed in a state where the free charge inside the filament fiber is relatively free because the filament is not completely cured.
  • the corona discharge method may be performed at a voltage of 30 to 60 kV. If the voltage is less than 30 kV, the desired collection efficiency cannot be obtained because the electrical polarization rate is too low, whereas when the contact pressure exceeds 60 kV, defects such as holes are easily generated in the nonwoven fabric and to the operator can inflict fatal injuries.
  • the corona discharge method may be performed at a current of 0.1 to 6.0 mA. If the current is less than 0.1 mA, sufficient electrostatic performance cannot be provided because the amount of movement of electric charge is small, whereas when the current exceeds 6.0 mA, a fatal injury may be inflicted to the operator.
  • the activated carbon molded product is adsorbed to the nonwoven fabric or included in a separate layer, and the activated carbon molded product having porosity may adsorb harmful substances.
  • the nanofiber refers to a fiber having a nano-thickness, and as the thickness of the fiber decreases, the size of the pores formed by the fibers can be reduced while maximizing the area of the dry pores, so that it is possible to filter fine particles while minimizing resistance during respiration do.
  • an electrostatic treatment process is performed to apply an electrostatic attraction to adsorb fine dust, but the size of the pores generated by the nanofiber is smaller than the size of the fine dust, so without the electrostatic treatment Filters can be used.
  • electrostatic treatment the electrostatic treatment effect is halved when in contact with moisture, but in the case of nanofiber filters, it is possible to physically filter fine particles, so that it can be reused after washing.
  • the filter 400 may be cut to fit the shape of the filter unit 200 , but is preferably pre-molded to be well sealed and inserted between the filter unit 200 and the insert 300 . may have been performed. When a space is generated between the filter unit 200 and the filter 400, unfiltered air may be introduced. Accordingly, it is preferable to use the filter 400 by performing pre-molding to fit the shape of the filter unit 200 well. In particular, in the case of the present invention, since it is preferable that the filter 400 is inserted at the same time as the insert 300 is inserted, the interface of the filter 400 is formed to wrap the side of the insert 300 , and the sealing property is improved. It is desirable to maximize (Fig. 5).
  • the preforming may be used without limitation as long as it is a forming method capable of processing the filter 400 into a predetermined shape, but thermoforming may be preferably used.
  • the filter 400 may be replaced after being used for a certain period of time.
  • the filter 400 since it physically filters fine dust and pathogens, when it is used for a certain period of time, its performance may decrease and contamination by pathogens may occur.
  • the filter 400 of the present invention it can be simply removed by separating the insert 300, and thus can be easily replaced. Therefore, after use for a certain period of time, only by removing the insert 300 and replacing the filter 400 can have almost the same filter effect as when initially purchased.
  • the main body 100 is made of soft rubber or soft plastic, it can be reused through simple washing and disinfection processes.
  • the mask includes an extension part extending upward to cover the upper part of the eye area, the extension part having a transmissive part having an undercut, and a transmissive window to the outside of the transmissive part, and a refractive or non-refracting part inserted into the undercut part of the transmissive part.
  • it is manufactured for the purpose of blocking external contaminants when breathing by covering the nose and mouth.
  • the eyes are also susceptible to pollutants, and additional protective equipment is sometimes used to protect them.
  • eye protection equipment as it is manufactured in a large area to secure visibility, some products interfere with the mask, making it difficult to use, and the adhesion may be poor depending on the wearer.
  • the mask body 100 can be recycled, it is possible to manufacture a mask that can protect the eyes at the same time by extending the upper part of the body 100 and inserting a lens that can protect the eyes.
  • the lens is manufactured so that a refractive or non-refractive lens can be selectively inserted, so that even a person with low vision can easily use it.

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Abstract

본 발명은 대면적의 필터를 구비하여 호흡이 용이하며, 심미성이 뛰어난 마스크에 관한 것이다. 본 발명은 대면적의 필터는 구비하여 호흡이 용이하며, 심미성이 뛰어난 마스크를 제공하고자 한다. 본 발명은 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제조되는 마스크 본체; 상기 본체의 다수 곳에 일정 면적을 가지도록 형성되며, 마스크의 내면에서 외면방향으로 내부에 언더컷을 형성하여 본체의 바깥쪽으로 튀어나오도록 설치되되, 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍이 형성된 여과부; 상기 여과부의 내부에 삽입되도록 여과부의 내부 공간과 같거나 작은 삽입체를 형성하되 상기 삽입체의 외면은 상기 여과부 언더컷 확장부 면적보다 같거나 작고 여과부 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성하며, 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍을 포함하는 삽입체; 및 상기 여과부와 삽입체 사이에 존재하되 상기 제1 통기 구멍과 제2 통기 구멍의 가장 외부를 연결한 면적보다 큰 면적을 가지는 필터를 포함하는 마스크를 제공한다.

Description

필터를 구비하는 마스크
본 발명은 필터를 구비하는 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대면적의 필터를 구비하여 호흡이 용이하며, 심미성이 뛰어난 마스크에 관한 것이다.
현대 사회는 각종 공해, 황사, 미세먼지, 호흡기 감염병의 창궐 등 인간을 둘러싸고 있는 환경 변화로 인해 마스크의 수요가 많다. 특히 최근에는 미세먼지가 모든 국가에서 환경 이슈의 화두가 되었고, 몇 년 간격으로 발생하는 호흡기 감염병(각종 바이러스)의 창궐로 전 지구가 공포의 도가니가 되고 있다. 그로 인하여 마스크는 인간의 필수품이 되었고 계속 발전된 마스크가 소개되고 있다.
현재 시중에서 구입할 수 있는 마스크의 유형으로는
1. 단순한 섬유 내지 부직포를 재봉하여 만든 것;
2. 내 외면을 섬유 또는 부직포로 사용하고 그 사이에 각종의 필터를 넣어 재봉하거나 열 성형하여 밀봉한 것;
3. 상기 2번과 같은 소재와 방법으로 제조하되, 조각내어 재봉 또는 열접착을 하여 형태를 보다 입체적으로 성형하여 마스크 내부의 공간을 넓히는 것으로 내부 공기 체적을 넓힘으로써 숨쉬기를 편하게 만든 것;
4. 상기 3번과 같이 성형하되, 코 부위에 보형물을 내부 삽입 또는 외부 배치하여 마스크와 코 사이의 밀착도를 높여 외부공기가 필터를 통하지 않고 마스크 내부로 유입되는 것을 최소화 한 것;
5. 마스크를 실리콘 고무 등의 연질고무로 성형하되 그 외부에 다수의 구멍을 만들고 그 내부에 필터를 넣은 것;
6. 마스크를 실리콘 고무 등의 연질고무로 형성하고, 그 일정 부위에 구멍을 내어 거기에 에어필터를 내부에 포함하는 장치를 달아 방독면과 유사하게 성형한 것;
7. 마스크를 플라스틱으로 형성하고, 그 내부에 에어 펌프를 가동하여 외부공기를 내부로 주입하되 필터를 거쳐 여과된 공기가 주입되도록 하여 숨쉬기를 대폭 개선한 것;
등 다양한 마스크가 개발되고 출시되어 있으나(도 1 참조), 각각의 마스크들은 많은 문제들을 갖고 있다.
상기 1번은 단순히 마스크 내부의 온도와 습도를 유지하여 초기 감기 시에 코와 목의 습도유지로 감기 예방 정도에 쓰이는 것으로 최근의 미세먼지나 각종 바이러스의 차단에는 사용할 수가 없다. 상기 2번과 3번은 마스크 자체의 여과성능이 강화되어 여러 가지 성능시험은 통과할 수 있으나 안면과의 밀착도가 떨어져 외부의 공기가 새어 들어가서 마스크 본래의 기능을 100% 발휘할 수가 없다. 상기 4번은 마스크와 안면과의 밀착도를 위한 시도로서 약간의 효과는 있으나 다양한 인간의 안면구조에 전부 맞는 보형물의 제조가 불가능하므로 효과는 한정적일 수 밖에 없고, 상기 5번은 성능은 향상되었으나 최초 구입시 가격이 높으며 몇 번 사용 후 버릴 경우 추가적인 마스크를 구매해야 하므로 더욱 많은 비용을 필요로 한다. 상기 6번과 7번은 성능은 탁월하나 가격이 너무 비싸고 형태가 특별하고 미려하지 못하여 일반인이 사용하기에는 꺼려지고 있다.
그리고 상기 1번, 2번, 3번 및 4번은 실제 마스크의 성능에 필요한 것은 내부의 필터인데 그 지지를 위하여 내외부에 섬유 또는 부직포를 사용하고 있기 때문에 필터의 지지를 위한 섬유 또는 부직포가 여과 성능을 발휘하지 못하면서 공기 유통을 막아 숨쉬기가 불편해지는 역기능만 가지고 있다.
따라서 성능이 우수하고 형태도 미려하며 가격이 싼 마스크의 개발이 요구되고 있다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 대면적의 필터를 구비하여 호흡이 용이하며, 심미성이 뛰어난 마스크를 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제조되는 마스크 본체; 상기 본체의 다수 곳에 일정 면적을 가지도록 형성되며, 마스크의 내면에서 외면방향으로 내부에 언더컷을 형성하여 본체의 바깥쪽으로 튀어나오도록 설치되되, 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍이 형성된 여과부; 상기 여과부의 내부에 삽입되도록 여과부의 내부 공간과 같거나 작은 삽입체를 형성하되 상기 삽입체의 외면은 상기 여과부 언더컷 확장부 면적보다 같거나 작고 여과부 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성하며, 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍을 포함하는 삽입체; 및 상기 여과부와 삽입체 사이에 존재하되 상기 제1 통기 구멍과 제2 통기 구멍의 가장 외부를 연결한 면적보다 큰 면적을 가지는 필터를 포함하는 마스크를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 통기 구멍 및 제2 통기 구멍은 여과부 및 삽입체 전체 면적의 1/2 이상을 관통할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연질고무 또는 연질플라스틱은 광학적으로 투명한 재질일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연질고무는 경도 shore A 60 미만의 고무로서, 천연고무, 합성고무 또는 열가소성고무를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연질플라스틱은 경도 Shore A 60 미만의 플라스틱으로서, 에틸렌코폴리머(Ethylene Copolymer) 또는 폴리우레탄 레진(Polyurethane resin)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 삽입체는 경도 Shore A 80 이상이며, 생체친화 소재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 필터는 직물형의 필터로서, 부직포, 정전 처리된 부직포, 활성탄 성형물 또는 나노 섬유를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 직물형의 필터는 단순 재단한 것 또는 상기 여과부와 삽입체 사이에 잘 밀폐 삽입되도록 전 성형을 한 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 필터는 일정기간 사용하고 교체하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 상부로 연장되어 눈 부위 상부까지 커버하는 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 언더컷을 가지는 투과부를 포함하고, 상기 투과부는 투과부의 외부에 구비되는 투과창 및 투과부의 언더컷 부위에 삽입된 굴절 또는 비굴절의 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 마스크는 기존의 필터 교환식 마스크에 비하여 필터의 흡기면적이 커 편안하게 호흡을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
또한 본 발명에 의한 마스크는 연질고무 또는 연질 플라스틱으로 제작되어 사용자의 안면에 잘 밀착될 뿐만 아니라 호흡시 안면부과 마스크 사이로 공기가 새지 않도록 할 수 있음에 따라 높은 여과효율을 가질 수 있다.
또한 본 발명에 의한 마스크는 본체를 다양한 모양으로 제작할 수 있어 내부에 넓은 공간을 확보할 수 있음에 따라 호흡시 마스크가 안면에 접촉하는 것을 방지할 수 있으며, 투명 또는 다양한 색상으로 제작될 수 있어 심미감이 뛰어난 마스크의 제작이 가능하다.
또한 본 발명에 의한 마스크는 필터의 노출 면적이 넓음에 따라 유체저항이 낮아 호흡이 쉬워지며 필터에 다양한 색상을 가지는 섬유를 이용하여 제작하는 경우 이 색상이 외부로 노출되어 독특한 심미감을 줄 수 있다.
또한 본 발명에 의한 마스크는 저가의 원료를 이용하여 제작할 수 있으므로 초기비용을 줄일 수 있으며, 필터만 교체하여 재사용이 가능하므로 사용시 필요한 비용도 획기적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 기존에 시판되는 마스크의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 마스크의 정면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 마스크의 측면 및 착용한 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 마스크에서 필터 및 삽입체가 분리된 단면과 그 결합된 단면을 각각 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 마스크에서 필터 및 삽입체가 분리된 단면과 그 결합된 단면을 각각 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 마스크에서 필터 및 삽입체가 분리된 단면과 그 결합된 단면을 각각 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 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 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
발명에서 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 발명에서, 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.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1 ” 또는“제2 ” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제조되는 마스크 본체(100); 상기 본체(100)의 다수 곳에 일정 면적을 가지도록 형성되며, 마스크의 내면에서 외면방향으로 내부에 언더컷을 형성하여 본체(100)의 바깥쪽으로 튀어나오도록 설치되되, 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍(210)이 형성된 여과부(200); 상기 여과부(200)의 내부에 삽입되도록 여과부(200)의 내부 공간과 같거나 작은 삽입체(300)를 형성하되 상기 삽입체(300)의 외면은 상기 여과부(200) 언더컷 확장부 면적보다 같거나 작고 여과부(200) 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성하며, 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍(310)을 포함하는 삽입체(300); 및 상기 여과부(200)와 삽입체(300) 사이에 존재하되 상기 제1 통기 구멍(210)과 제2 통기 구멍(310)의 가장 외부를 연결한 면적보다 큰 면적을 가지는 필터(400)를 포함하는 마스크에 관한 것이다.
상기 마스크 본체(100)는 양 측면에 걸고리를 가지고 있어 상기 걸고리를 통하여 인체의 안면부에 안착하는 부분으로서 전면 또는 측면에 여과부(200)를 포함하고 있다. 상기 본체(100)는 착용자의 날숨과 들숨이 모두 후술할 필터(400)를 통과하기 위하여 착용자의 입과 코를 덮을 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 특히 코 부분은 들어간 부분과 튀어나온 부분을 덮음과 동시에 호흡에 따라 공기가 유출되지 않도록 인체의 코 부분의 형상에 맞도록 곡선을 이루도록 제작될 수 있으며, 마스크의 제작시 내부에 금속선을 삽입하여 착용자가 적절히 조절할 수 있도록 할 수 있다(도 2 참조).
기존의 마스크는 부직포 또는 섬유상으로 제작되어 일정형상으로 접혀 있다가 착용자가 이를 펼쳐 사용하는 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 본 발명의 경우 본체(100)를 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제작함에 따라, 기존 마스크와 같이 접어서 보관하기는 어렵지만, 안면부의 곡선과 밀착할 수 있는 곡선을 가지도록 제작할 수 있어 밀착성을 더욱 높일 수 있다.
상기 마스크 본체(100)는 측면에 걸고리(110)를 포함할 수 있다. 상기 걸고리(110)는 상기 마스크 본체(100)에 부착되어 상기 마스크가 착용자의 얼굴에 밀착되도록 하는 것으로, 탄성을 가지는 끈을 이용하여 제작될 수 있다. 상기 걸고리(110)는 착용자의 귀에 걸리거나 타측의 걸고리와 결합되어 착용자의 후두부를 감싸는 형태로 결속될 수 있으며(도 3 참조), 이에 따라 상기 마스크는 착용자의 안면부에 밀착될 수 있다. 또한 상기 걸고리(110)는 마스크의 밀착성을 높이기 위하여 상기 마스크의 상부와 하부에 고정될 수 있으며, 착용자의 머리 크기에 따른 밀착성을 조절하기 위하여 길이 조절수단을 포함할 수 있다. 아울러 상기 걸고리(110)는 마스크 본체(100)와 별도로 제작되어 부착되거나 마스크 본체(100)와 일체형으로 제작될 수도 있다. 본체(100)와 별도로 제작되는 경우 상기 걸고리(110)는 탄성을 가지는 끈을 일정 길이로 절단한 다음, 마스크의 상부와 하부에 각 양단을 부착하여 제작될 수 있으며, 마스크의 상부 양측에 끈의 양단부를 부착하여 착용자의 후두부를 감싸는 형태로 제작될 수도 있다.
상기 마스크 본체(100)는 다양한 안면을 가지는 사람들에게 정확하게 안착되어 호흡시 마스크와 안면부의 틈으로 유입 또는 유출되지 않아야 하므로 shore A 60 미만의 경도를 가지는 고무로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 고무의 경도가 shore A 60을 초과하는 경우 고무의 연성이 약해져 단단해지므로 안면부에 밀착되지 않을 수 있으며, 이에 따라 각 사용자에 따라 테두리 부분에 들뜸이 발생하여 여과부(200)를 통과하지 않은 공기가 통기될 수 있다. 상기 연질고무로서는 천연고무, 합성고무 또는 열가소성 고무를 사용할 수 있다. 또한 상기 연질고무의 경우 경도가 shore A 5 미만인 경우 사용시 묻어나거나 찢어질 수 있으므로 더욱 바람직하게는 shore A 5~60의 경도를 가지는 고무를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 천연고무는 고무나무의 수액에서 추출되는 천연고분자를 의미하는 것으로 고무나무의 껍질에 상처를 내고 흘러내리는 수액을 채취한 다음 이를 정재하며, 정재된 수액에 가황처리와 같은 응고처리를 통하여 제작되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 합성고무는 상기 천연고무의 물성과 유사한 물성을 가지는 합성 고분자를 의미하는 것으로 메틸고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌-프로필렌 고무, 실리콘 고무가 사용될 수 있다. 특히 투명성을 가지는 고무를 사용하는 경우 투명 고무 조성물은 i) 스티렌 함량 25 중량% 이상인 용액중합 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 1종 이상, ii) 스티렌 함량 30 중량% 이상인 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS) 열가소성 고무 1종 이상, 또는 iii) 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무와 상기 스티렌 부타디엔 스티렌 열가소성 고무의 혼합물로서 총 스티렌 함량이 45 중량% 이상인 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 스티렌계 고분자 100 중량부; 및 가교제 0.01 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 열가소성 고무(열가소성 고무 조성물)는 EPDM, NBR 등의 탄성체에 통상의 폴리프로필렌 대신 결정성 폴리프로필렌을 블렌드한 기재와 불포화 지방족 카복실산(unsaturated aliphatic carboxylic acid)의 금속염을 필수성분으로 함유할 수 있다.
본 발명의 열가소성 고무에서 사용되는 탄성체란 통상의 고무공업에 쓰이는 탄성체로서 가교제에 의해 가교 가능한 중합체를 의미한다. 상기 탄성체 성분의 바람직한 예는 SBR, BR, IR, NBR, CR과 같은 디엔계 합성고무, 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 염소화 폴리에틸렌(CPE), 클로로술폰화 폴리에틸렌(CSM), 에틸렌-옥텐 공중합체(EOC) 및 에틸렌-부텐 공중합체(EBC)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 중합체일 수 있다.
본 발명에서 결정성 폴리프로필렌은 이소택틱 또는 신디오택틱의 입체규칙성을 가지고 있어서, 열가소성 고무를 만들었을 때 하드 세그먼트의 역할을 할 수 있다. 결정성 폴리프로필렌의 제조 시 100%의 결정화도를 갖도록 만들기는 기술상 어렵지만, 폴리프로필렌이 50% 이상의 결정화도, 바람직하게는 55%이상의 결정화도, 더욱 바람직하게는 60% 이상의 결정화도를 갖도록 할 경우 본 발명의 결정성 폴리프로필렌으로 사용할 수 있다.
상기 결정성 프로필렌은 프로필렌 단일중합체이거나 프로필렌-에틸렌 공중합체 또는 프로필렌-α-올레핀 공중합체일 수 있다. 또는 이들 중 어느 하나에 아크릴산이나 말레산 무수물과 같은 유기산 또는 유기산 무수물이 그래프트된 공중합체일 수 있다. 상기 프로필렌-α-올레핀 공중합체에 있어서 α-올레핀은 4 내지 20개의 탄소수를 가질 수 있으며, 구체적인 예로 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-에이코센 등일 수 있다. 이러한 α-올레핀들은 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 열가소성 고무에는 상기 열거한 여러 종류의 결정성 프로필렌이 단독 또는 둘 이상 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 고무는 불포화 지방족 카복실산(unsaturated aliphatic carboxylic acid)의 금속염을 포함한다. 상기 불포화 지방족 카복실산의 금속염의 역할은 다음과 같다. 합성고무와 저분자량 결정성 폴리프로필렌에 퍼옥사이드 가교제를 첨가한 혼합물을 동적 가교하여 열가소성 고무를 제조할 경우 가교도를 올리는 데 한계가 있어 얻어지는 열가소성 고무의 물성이 만족스럽지 못하다. 이때, 가교도를 올리기 위해 퍼옥사이드를 증량하면 경도와 모듈러스가 올라가고 영구압축줄음률은 좋아지나, 신장율이 급격히 감소하고 인렬강도가 떨어질 수 있다. 하지만, 본 발명의 열가소성 고무 제조 시 첨가되는 불포화 지방족 카복실산의 금속염은 가교조제로서의 기능뿐 아니라 보강제로서의 기능을 겸비할 수 있어서 열가소성 고무의 신장율 및 인렬강도가 개선될 수 있다.
상기 본체(100)는 연질고무 이외에 연질 플라스틱으로 제작될 수 있으며 이때도 경도는 shore A 60 미만을 가지는 것이 바람직하다. 상기 연질 플라스틱은 에틸렌코폴리머(Ethylene Copolymer) 또는 폴리우레탄 레진(Polyurethane resin)을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 레진은 폴리올을 이소시아네이트와 반응시켜 얻어지는 수지로 적절한 탄성을 가지고 있으며, 투명도가 높아 마스크의 본체(100)로 이용할 수 있다.
상기 폴리올로는 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 폴리에테르계 폴리올은 수크로스, 소르비톨, 글리콜, 글리세롤 등과 같은 다가 알코올이나 폴리아민과 같은 이가 이상의 활성수소를 가지고 있는 화합물인 출발물질에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 공중합체 폴리올로부터 선택될 수 있다. 또한 폴리에스테르계 폴리올은 다염기산(polybasic acid) 및 글리콜, 글리세롤 등의 히드록시기를 가지는 다가 알코올(polyalcohol)을 용매로 하여 합성된 것으로서, 상기 다가 알코올은 에틸렌글리콜, 1-4 부탄디올, 1,6-헥산디올, 폴리에틸렌글리콜, 다이에틸렌글리콜 등으로부터 선택되며, 상기 다염기산은 테레프탈산, 아디프산, 말레산, 숙신산 등 방향족 염기산, 지방족 이염기산 등에서 선택하여 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트로는 방향족 이소시아네이트 및 지방족 이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 방향족 이소시아네이트는 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethnae diisocyanate, MDI), 폴리머릭 디페닐메탄 디이소시아네이트 (polymeric 4,4'-Diphenylmethnae diisocyanate, PMDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1-4 페닐렌 디이소시아네이트(1,4-phenylene diisocyanate, PPDI), 또는 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-Naphthalene diisocyanate, NDI)가 사용될 수 있다.
상기 지방족 이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 (1,6-Hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (Isoporon diisocyanate, IPDI), 또는 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트 (Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, H12MDI)가 사용될 수 있다.
상기 폴리올과 이소시아네이트의 반응을 촉진하기 위하여 촉매를 더 포함할 수 있다. 폴리우레탄을 형성하는 촉매로 폴리우레탄 제조시 일반적으로 사용되는 촉매라면 제한없이 사용가능하다. 하지만 반응성의 증대 및 물성향상을 위하여 바람직하게는 아민계 촉매와 삼량화 촉매를 혼합하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 N,N-디메틸사이클로헥실아민(N,N-dimethylcyclohexylamine), N,N,N',N'-펜타메틸디에틸렌트리아민(N,N,N',N'-pentamethyldiethylenetriamine), 트리에틸렌디아민(triethylenediamine), 디-N-부틸틴디라우릴레이트, 아세트산 칼륨, 아세트산 리튬, 아세트산 마그네슘, 유기주석 화합물, 유기티타늄 화합물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 본체(100)는 호흡에 의한 공기의 유통이 일어나지 않도록 제작되는 것이 바람직하다. 상기 본체(100)를 제작함에 있어서, 다공성을 가지도록 제작되는 경우 통기량이 많아져 착용자의 호흡이 용이한 장점을 가질 수는 있지만, 외부의 오염물질이 침투하거나, 호흡에 의한 병원균 유출이 일어날 수 있다. 또한 공극의 내부에 미생물이 번식하게 되어 위생상 좋지 않은 효과를 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 본체(100)는 공극이 형성되지 않도록 제작하는 것이 바람직하며, 제작 이후 시험을 통하여 통기가 되지 않도록 제작하는 것이 바람직하다.
또한 상기 본체(100)는 투명한 재질로 제작될 수 있다. 인간 사이에 소통을 함에 있어서 말은 교환되는 정보의 일부분만을 담당하고 있다. 나머지 정보는 몸짓, 손짓 또는 표정을 통하여 교환되는데 이중 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것은 표정이라 알려져 있다. 하지만 마스크를 착용하는 경우 눈을 제외한 얼굴의 하부 전체를 가리게 되므로, 마스크를 사용하는 경우 표정을 통한 정보의 교환이 어렵게 된다. 따라서 본 발명에서는 본체(100)를 투명한 재질로 제작함에 따라 이러한 표정을 통한 정보의 교환이 용이하도록 함과 동시에 의료진 상호간 또는 의료진과 환자사이에 정확한 정보의 교환이 일어나도록 하여 현장에서 일어날 수 있는 문제를 최소화 할 수 있다. 다만 본 발명의 경우 마스크 본체(100)의 정면 또는 측면에 대형의 필터(400)를 삽입할 수 있도록 제작되므로 얼굴의 상당부분이 가리게 되지만, 이 경우에도 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 정면의 일부가 노출되며, 필터(400)가 설치되는 여과부(200)를 제외한 나머지 본체(100)가 투명한 재질로 제작될 수 있어 표정에 의한 의사소통이 최대화 될 수 있다.
이러한 본체(100)는 일정한 색상을 가지도록 제작될 수 있다. 기존의 일회용 마스크의 경우 단순히 푸른색 또는 백색으로 제작되어 오염에 취약하고 사용자간의 구별을 어렵게 하였다. 특히 응급상황이 발생하거나 동일한 마스크를 착용한 다수의 인원이 모여 있는 경우 단지 눈 부분만을 가지고 개인을 구별해야 하므로 구별에 많은 시간이 걸림과 동시에 용이하게 구별이 어려웠다. 하지만 본 발명의 경우 본체(100)를 연질고무 또는 연질 플라스틱으로 제작함에 따라 다양한 색상을 삽입할 수 있으며, 다양한 색상뿐만 아니라 문구 또는 디자인을 삽입할 수도 있다. 이러한 결과로 각 착용자의 위치, 부서, 직위 등을 세분화하여 표시할 수 있으므로 다수의 인원이 모여 있는 경우 각 인원간의 구분을 용이하게 할 수 있다. 아울러 특정 문구 또는 디자인을 삽입하는 경우 공급기업 또는 후원기업의 광고 효과도 얻을 수 있다.
상기 여과부(200)에는 상기 삽입체(300)가 내측에 끼움 결합되며, 이때 상기 삽입체(300)와 여과부(200) 사이에 필터(400)가 삽입되어 호흡에 의한 공기의 여과를 실시한다. 상기 여과부(200)는 마스크 본체(100)의 정면 또는 측면에 위치하여 본체(100)의 바깥쪽으로 튀어나오도록 설치될 수 있다(도 4 참조).
도 4 및 5는 도 3의 마스크를 A-A`의 선을 기준으로 절단한 단면도이다. 상기 여과부(200)가 본체(100)의 안쪽 방향으로 돌출되는 경우 호흡에 의하여 돌출부가 안면부와 접촉할 수 있으므로, 여과부(200)는 본체(100)의 바깥쪽으로 튀어나오도록 제작하여 내부 용적을 최대화 하는 것이 바람직하다. 다만 상기와 같이 여과부(200)가 돌출되는 경우 미관상 좋지 못하며, 돌출된 부위에 손상이 집중될 수 있으므로, 돌출부 주변의 본체(100)를 두텁게 제작하여 여과부(200)의 표면과 동일한 표면을 가지도록 제작하거나 여과부(200)의 돌출을 최소화 하는 것이 바람직하다(도 6 참조)..
상기 여과부(200)의 내측은 언더컷 형상으로 제작될 수 있다. 언더컷 형상은 입구에 비하여 안쪽의 직경이 크게 제작되는 형상을 의미하는 것으로 본 발명에서는 상기 여과부(200)가 외측으로 튀어나오게 제작되므로 여과부(200)는 뒤집어진 ‘Ω’형으로 제작될 수 있다. 따라서 이후 기술할 내부에 삽입되는 삽입체(300) 및 필터(400)를 특별한 고정수단을 사용하지 않고도 끼움결합을 통하여 고정할 수 있으며, 상기 여과부(200) 역시 본체(100)와 동일하게 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제작되므로 탄성에 의하여 용이하게 분리할 수 있다.
또한 상기 여과부(200)는 외부로 튀어 나온 면적의 1/2 이상에 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍(210)을 포함할 수 있다. 기존의 필터 교환식 마스크의 경우 대부분 핀홀 또는 다공성의 부직포를 통하여 외부의 공기를 공급하고 있다. 특히 핀홀을 통해 공기를 공급하는 대부분의 다회용 마스크의 경우 유입 또는 유출되는 공기의 양이 적어 호흡에 장애를 발생시킬 가능성이 높다. 따라서 본 발명에서는 외부로 튀어 나온 면적의 1/2이상을, 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍(210)을 설치하여 호흡시 저항을 최소화 할 수 있다. 아울러 제1 통기 구멍(210)으로 상기 필터(400)가 직접 노출됨에 따라 필터(400) 제작시 특정 색상을 가지는 섬유를 사용하는 경우 독특한 심미감을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 필터(400)의 전면부에 디자인, 로고 또는 문구를 삽입하여 제작하는 것으로 광고효과를 추가적으로 나타낼 수도 있다.
상기 여과부(200)의 내부에 삽입되도록 여과부(200)의 내부 공간과 같거나 작은 삽입체(300)를 형성하되 상기 삽입체(300)의 외면은 상기 여과부(200) 언더컷 확장부 면적보다 작거나 같고 여과부(200) 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성하며, 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍(310)을 포함하는 삽입체(300)를 포함할 수 있다. 상기 삽입체(300)는 상기 여과부(200)의 내면에 삽입되어 필터(400)를 고정하는 역할을 수행하는 것으로 상기 여과부(200)의 ‘Ω’형상에 끼움 결합될 수 있다. 이를 위하여 상기 삽입체(300)는 단면의 형상이 사다리꼴을 가지도록 제작될 수 있으며, 이에 따라 외면의 면적이 내면의 면적보다 크게 제작될 수 있다. 이러한 형상으로 제작된 삽입체(300)는 상기 여과부(200)의 내면에서 삽입되며, 삽입체(300)의 외면이 상기 여과부(200)의 병목부 보다 크게 제작되므로, 삽입시에는 탄성을 가지는 여과부(200)의 확장으로 인하여 삽입될 수 있지만, 일상적인 사용에는 상기 삽입체(삽입부)(300)가 이탈되지 않도록 할 수 있다. 또한 삽입체(300)가 설정된 위치와 방향을 가지지 못하고 삽입되는 경우 결합에 어려움이 발생하거나 결합시 발생하는 틈에 의하여 여과되지 않은 공기가 유통될 수 있으므로, 상기 삽입체(300)에는 위치 정렬 수단을 1~4개 설치하여 정확한 위치에 삽입되도록 할 수 있다. 상기 위치 정렬 수단은 상기 삽입체(300)의 일정위치 및 대응되는 여과부(200)의 일정위치에 마킹한 것일 수 있으며, 이 경우에는 상기 마킹한 부분이 일치하도록 삽입하는 것으로 정확한 위치에 상기 삽입체(300)를 끼움 결합할 수 있다. 또한 상기 위치 정렬 수단은 상기 삽입체(300)의 일부가 돌출되도록 제작한 다음, 대응되는 위치의 여과부(200)에 함입부를 설치한 것일 수도 있다. 이 경우에는 상기 삽입체(300)에 설치된 돌출부와 상기 여과부(200)에 설치된 함입부가 일치되도록 삽입하는 것으로 정확한 위치에 끼움 결합이 가능하다.
상기 삽입체(300)의 외면은 여과부(200)의 언더컷 확장부 면적보다 작거나 같고 여과부(200) 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 삽입체(300)는 삽입 이후 외력에 의하여 원하지 않는 이탈을 방지할 수 있으며, 상기 여과부(200)는 탄성을 가지는 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제작되기 때문에 여과부(200)의 탄성을 이용하여 삽입체(300)의 삽입 및 분리가 가능하다. 또한 상기 삽입체(300)도 상기 여과부(200)와 동일하게 전체 면적의 1/2 이상에 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍(310)을 포함할 수 있다.
상기 삽입체(300)는 그 소재가 경도 Shore A 80 이상이며, 생체친화 소재로 제작될 수 있다. 상기 삽입체(300)는 상기 여과부(200)에 용이하게 삽입되기 위하여 여과부(200)보다 높은 경도를 가지는 것이 바람직하다. 특히 삽입체(300)의 경도가 Shore A 80 이상인 경우 상기 여과부(200)의 홈에 삽입되기가 용이하며, 탄성을 가지는 여과부(200)의 내부에서 여과부(200)가 찌그러지지 않도록 하는 지지대의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 상기 삽입체(300)의 경도가 Shore A 80 미만인 경우 삽입이 용이하지 않음과 동시에 여과부(200)의 지지체 역할을 수행하지 못하므로 내부에 위치하는 필터(400)를 정위치에서 지지하기 어려우며 이에 따라 호흡시 필터(400) 외부로 공기의 유동이 발생할 수 있다.
상기 삽입체(300)는 생체친화 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 생체친화 소재는 장기간 인체에 접촉하더라도 인체에 해를 주지 않는 물질을 의미하는 것으로 인체의 호흡이 통과하는 특성상 생체친화 소재로 제작되어 호흡에 의한 인체 손상을 방지할 수 있다. 상기 생체친화 소재로는 고무, 플라스틱, 목재 또는 금속을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 의료용으로 사용되는 고무, 플라스틱, 금속을 사용할 수 있다. 특히 의료용 고무나 플라스틱을 사용하는 경우 기존에 사용하던 소재를 그대로 활용할 수 있음과 더불어 대량 생산이 가능하며, 의료용 금속 특히 수술용 스테인리스 또는 티타늄을 사용하는 경우 높은 경도를 가지고 있어 내구성이 뛰어난 삽입체(300)의 제조가 가능하다.
상기 필터(400)는 상기 삽입체(300)와 여과부(200) 사이에 삽입되어 여과를 수행하는 부분으로 일정기간 사용하고, 재사용시에는 필터(400)만 교체할 수 있다, 이를 위하여 상기 필터(400)는 별다른 고정 수단 없이 상기 삽입체(300)의 끼움 결합시 삽입체(300)와 여과부(200) 사이에 위치시키고 삽입체(300)를 삽입하는 것으로 간단히 고정될 수 있다. 또한 이 경우 필터(400)와 여과부(200) 사이에 틈이 발생하는 이 틈을 통하여 여과되지 않은 공기가 유입될 수 있으므로 상기 필터(400)는 제1 통기 구멍(210)과 제2 통기 구멍(310)의 가장 외부를 연결한 면적 보다 큰 면적을 가지는 것이 바람직하다. 즉 상기 필터(400)는 상기 제1 통기 구멍(210) 및 제2 통기 구멍(310)이 형성하는 전체 통기 면적보다 크게 제작되며, 이에 따라 상기 필터(400)를 통과하지 않고 통기되는 공기의 유입 또는 유출이 없도록 제작되는 것이 바람직하다.
상기 필터(400)는 미세먼지, 세균, 비산된 체액, 물방울 등을 여과할 수 있는 것이라면 제한없이 선택하여 사용할 수 있지만 바람직하게는 직물형 필터로서, 부직포, 정전 처리된 부직포, 활성탄 성형물 또는 나노 섬유를 포함하는 필터를 사용할 수 있다. 특히 미세먼지와 감염성 분비물의 여과를 위하여 KF80 또는 KF94이상의 등급을 가지는 필터를 사용할 수 있다. 상기 KF80등급은 평균입자크기 0.6㎛의 미세입자를 80%이상 차단할 수 있으며, KF94등급은 평균입자크기 0.4㎛의 미세입자를 94%차단할 수 있다. 다만 높은 등급의 제품을 사용하는 경우 호흡시 장애가 발생할 수 있으므로, 착용자의 연령, 체력, 미세먼지의 정도, 감염성 질환의 위험성 등을 종합적으로 고려하여 선택하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 경우 본체(100)에서 필터(400)를 교체하는 것으로 간단히 KF80 및 KF94의 여과 성능을 전환할 수 있어 상황에 따른 착용이 용이하다.
상기 부직포는 통상적으로 사용되는 부직포라면 제한없이 사용할 수 있으며 바람직하게는 고분자 수지를 멜트블로운(melt-blown), 스펀본드(spunbond) 스펀레이스(spunlace) 또는 플래시(flash) 공정을 통하여 부직포로 제조한 것일 수 있다.
상기 멜트블로운(melt-blown) 공정은 열가소성 수지를 용융하여 수백 또는 수천개의 오리피스(orifice)로 형성된 방사 구금을 통해 방사하는 공정으로, 방사노즐로 압출된 고분자는 용융상태에서 방사 구금의 양옆에서 고온, 고압으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 섬유가 수집체에 적층되어 자기결합형(self-bonding) 부직포를 형성할 수 있다.
상기 스펀본드(spunbond) 공정은 열가소성 수지를 고온에서 용융하여 필라멘트 형태로 방사한 후, 이를 고화시켜 연속 이동하는 네트 컨베이어상에 균일하게 집적시켜 부직포를 제조하는 공정이다.
상기 스펀레이스(spunlace) 공정은 장섬유 또는 단섬유에 고압의 물을 분사하여 압착시켜 부직포를 제조하는 방법이며, 플래시(flash) 공정은 폴리올레핀과 용매의 혼합용액을 방사 구금으로부터 토출하기 전에 상분리시켜 토출 및 집적하여 부직포를 제조하는 방법이다.
특히 멜트블로운 공정으로 제작되는 부직포를 사용하는 경우 정전기 발생이 용이하여 정전기적인 인력에 의한 여과성능이 우수함과 더불어 다량의 부직포를 저렴한 가격에 제작할 수 있으므로, 멜트블로운 공정을 이용하여 제작되는 부직포를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 정전 처리된 부직포는 상기와 같이 제작된 부직포의 집진성능 향상을 위하여 정전기적인 인력을 가지도록 처리되는 것으로 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전, 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 방식들 중 코로나 방전 방식은 부직포의 필라멘트가 완전하게 경화된 이후에 방전처리하는 콜드(cold) 코로나 방전과 필라멘트가 완전하게 경화되지 않아서 필라멘트 섬유 내부의 자유전하가 상대적으로 자유로운 상태에서 실시하는 열(hot) 코로나 방전 방식이 있다.
상기 코로나 방전 방식은 30 ~ 60 ㎸의 전압에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전압이 30 ㎸ 미만일 경우 전기 분극률이 너무 낮기 때문에 목적하는 포집 효율을 얻을 수 없고, 반면 상기 접압이 60 ㎸를 초과할 경우 부직포에 구멍(hole) 등의 결점이 발생되기 쉽고 작업자에게 치명상을 입힐 수 있다.
상기 코로나 방전 방식은 0.1 ~ 6.0 ㎃의 전류에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전류가 0.1 ㎃ 미만일 경우 전하의 이동량이 적기 때문에 충분한 정전 성능을 부여할 수 없고, 반면 상기 전류가 6.0 ㎃를 초과할 경우 작업자에게 치명상을 입힐 수 있다.
상기 활성탄 성형물은 상기 부직포에 흡착되거나 별도의 층을 이루어 포함되는 것으로, 다공성을 가지는 활성탄 성형물을 이용하여 유해물질을 흡착할 수 있다.
상기 나노 섬유는 나노 굵기를 가지는 섬유를 의미하는 것으로 섬유의 굵기가 작아짐에 따라 섬유가 이루는 공극의 크기를 작게 하면서도 건체 공극의 면적을 최대화 할 수 있어 호흡시 저항을 최소화 하면서도 미세한 입자의 필터링이 가능하다. 특히 기존에 사용되는 부직포 필터의 경우 미세먼지 흡착을 위하여 정전기적인 인력을 부여하는 정전처리 공정을 수행하고 있지만 상기 나노 섬유에 의하여 생성되는 공극의 크기는 미세먼지의 크기보다 작게 되므로, 상기 정전처리 없이 필터의 사용이 가능하다. 특히 정전처리의 경우 수분에 접촉하면 정전처리 효과가 반감되는 단점을 가지고 있지만, 나노 섬유 필터의 경우 물리적으로 미세입자를 여과할 수 있어 세척후 재사용이 가능할 수 있다.
상기 필터(400)는 상기 여과부(200)의 형상에 맞도록 재단한 것일 수 있지만 바람직하게는 상기 여과부(200)와 삽입체(300) 사이에 잘 밀폐 삽입되도록 전 성형(pre-molding)을 수행한 것일 수 있다. 상기 여과부(200)와 필터(400) 사이에 공간이 발생하면 여과되지 않은 공기가 유입될 수 있다. 이에 따라 상기 필터(400)는 상기 여과부(200)의 형상에 잘 맞을 수 있도록 전성형을 수행하여 사용하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명의 경우 삽입체(300)의 삽입과 동시에 필터(400)가 삽입되는 것이 바람직하므로 필터(400)의 경계면을 성형하여 삽입체(300)의 측면을 감쌀 수 있도록 제작하는 것으로, 밀폐성을 최대화 하는 것이 바람직하다(도 5). 상기 전성형은 상기 필터(400)를 일정한 형상으로 가공할 수 있는 성형법이라면 제한 없이 사용할 수 있지만 바람직하게는 열성형을 이용할 수 있다.
상기 필터(400)는 일정시간 사용한 다음 교체하는 것일 수 있다. 상기 필터(400)의 경우 물리적으로 미세먼지 및 병원균을 여과하기 때문에 일정시간 사용하게 되면 그 성능이 감소함과 더불어 병원균에 의한 오염이 발생할 수 있다. 본 발명의 필터(400)의 경우 상기 삽입체(300)를 분리하는 것으로 간단히 제거 가능하며, 이에 따라 용이하게 교체가 가능하다. 따라서 일정 시간의 사용 이후에는 상기 삽입체(300)를 분리하여 필터(400)를 교체하는 것만으로 최초 구입시와 거의 동일한 필터 효과를 가질 수 있다. 아울러 상기 본체(100)의 경우 연질고무 또는 연질 플라스틱으로 제조되기 때문에 간단히 세척과 소독과정을 거쳐 재사용이 가능하다.
상기 마스크는 상부로 연장되어 눈 부위 상부까지 커버하는 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 언더컷을 가지는 투과부를 두되, 그 투과부의 외부로 투과창을 포함하며, 투과부의 언더컷 부위에 삽입된 굴절 또는 비굴절의 렌즈를 포함할 수 있다. 일반적인 마스크의 경우 코와 입을 가려 호흡시 외부의 오염물을 차단하는 것을 목적으로 제작되고 있다. 하지만 눈 역시 오염물이 취약하며 이를 보호하기 위하여 추가적인 보호장구를 사용하는 경우가 있다. 이러한 눈 보호장구의 경우 시야확보를 위하여 대면적으로 제작됨에 따라 일부 제품에서는 마스크와의 간섭이 발생하여 사용에 어려움을 가지고 있으며, 착용자에 따라 밀착성이 떨어지는 경우도 발생하고 있다. 이를 개선하기 위하여 마스크와 눈 보호구가 일체형으로 제작되는 방독면형 보호장비가 개발되었지만, 안면부의 좌우측에 부착된 필터부가 분리되는 형상으로 제작되어 심미성이 매우 떨어질 뿐만 아니라 제작단가가 비싸 일상적으로 사용되고 있지는 못하다. 또한 일회용 마스크에 눈 보호장구를 부착하는 경우 제작비용이 상승함에 따라 일회용으로 사용시 경제적인 부담이 될 수 있다.
하지만 본 발명의 경우 마스크 본체(100)를 재활용할 수 있으므로 이 본체(100)의 상부를 연장하여 눈을 보호할 수 있는 렌즈를 삽입하는 것으로 눈 보호를 동시에 수행할 수 있는 마스크의 제작이 가능하다. 이때 상기 렌즈는 굴절 또는 비굴절의 렌즈를 선택적으로 삽입할 수 있도록 제작되며 이에 따라 저시력자도 용이하게 사용할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 연질고무 또는 연질플라스틱으로 제조되는 마스크 본체;
    상기 본체의 다수 곳에 일정 면적을 가지도록 형성되며, 마스크의 내면에서 외면방향으로 내부에 언더컷을 형성하여 본체의 바깥쪽으로 튀어나오도록 설치되되, 내외부를 관통하는 다수의 제1 통기 구멍이 형성된 여과부;
    상기 여과부의 내부에 삽입되도록 여과부의 내부 공간과 같거나 작은 삽입체를 형성하되 상기 삽입체의 외면은 상기 여과부 언더컷 확장부 면적보다 같거나 작고 여과부 언더컷 병목부 면적보다 크게 형성하며, 내외부를 관통하는 다수의 제2 통기 구멍을 포함하는 삽입체; 및
    상기 여과부와 삽입체 사이에 존재하되 상기 제1 통기 구멍과 제2 통기 구멍의 가장 외부를 연결한 면적보다 큰 면적을 가지는 필터를 포함하는 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통기 구멍 및 제2 통기 구멍은 여과부 및 삽입체 전체 면적의 1/2이상을 관통하는 것인 마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연질고무 또는 연질플라스틱은 광학적으로 투명한 재질인 것인 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연질고무는 경도 shore A 60 미만의 고무로서, 천연고무, 합성고무 또는 열가소성고무를 포함하는 것인 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연질플라스틱은 경도 Shore A 60 미만의 플라스틱으로서, 에틸렌코폴리머(Ethylene Copolymer) 또는 폴리우레탄레진(Polyurethane resin)을 포함하는 것인 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 삽입체는 경도 Shore A 80 이상의 생체친화 소재인 것인 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 직물형의 필터로서, 부직포, 정전 처리된 부직포, 활성탄 성형물 또는 나노 섬유를 포함하는 것인 마스크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 직물형의 필터는 단순 재단한 것 또는 상기 여과부와 삽입체 사이에 밀폐 삽입되도록 전 성형을 한 것인 마스크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 일정기간 사용하고 교체하는 것인 마스크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는 상부로 연장되어 눈 부위 상부까지 커버하는 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 언더컷을 가지는 투과부를 두되, 그 투과부의 외부로 투과창을 포함하며, 투과부의 언더컷 부위에 삽입된 굴절 또는 비굴절의 렌즈를 포함하는 것인 마스크.
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