KR102621805B1 - 입 모양의 확인이 가능한 립뷰 마스크 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입 모양의 확인이 가능한 립뷰 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 립뷰 마스크는 복수개의 투명부 및 필터부가 교대로 배치된 교차노출부를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부를 사용자의 얼굴에 고정하는 고정부를 포함한다. 또한, 상기 립뷰 마스크의 제조방법은 복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치한 후, 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하는 방법, 또는 투명 필름 상에 필터를 배치하고 이를 와이어로 압축하는 방법을 통해 수행된다.
본 발명에 따르면, 착용시에도 사용자의 입 모양을 확인할 수 있으며, 필터 기능의 손상이 적고, 투명 필름에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있는 립뷰 마스크를 제공할 수 있으며, 상기 립뷰 마스크를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 착용시에도 사용자의 입 모양을 확인할 수 있으며, 필터 기능의 손상이 적고, 투명 필름에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있는 립뷰 마스크를 제공할 수 있으며, 상기 립뷰 마스크를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 입 모양의 확인이 가능한 립뷰 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 착용시에도 사용자의 입 모양을 확인할 수 있으면서 필터 기능의 손상이 적고, 투명 필름에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있는 립뷰 마스크, 및 이를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
마스크는 바이러스 또는 병원균이 인체의 호흡기를 통해 전염되는 것을 차단하거나, 유해 분진 또는 미세 먼지가 호흡기를 통해 인체 내로 유입되는 것을 차단하기 위해 사용한다. 이러한 마스크는 주로 직물이나 부직포 재질의 필터로 구성되며, 목적에 따라 기능을 추가하여 기능성 타입으로 구성할 수도 있다.
마스크는 사용자의 호흡기, 즉 코 및 입을 덮도록 착용되는 것으로서, 불투명한 필터 재질로 이루어지므로 마스크를 착용한 상태에서는 사용자의 입 모양을 볼 수 없고 얼굴 표정의 인식이 어렵다. 특히, 청각장애인의 의사소통 수단인 음성언어, 수어, 구화에는 입 모양이 매우 중요하므로, 마스크로 인한 입 부분의 노출 제한은 청각장애인의 의사소통에 심각한 곤란을 초래한다.
마스크 착용 중 의사소통을 위해 마스크의 착의 및 탈의를 반복하는 경우 번거로울 뿐만 아니라 마스크의 오염이 빠르게 진행되는 문제가 있다. 또한, 최근 코로나바이러스-19(COVID-19)로 인하여 마스크의 착용이 강제되는 상황에서는 의사소통을 위해 마스크를 벗는 것조차 불가능하다.
더욱이, 마스크를 착용한 상태에서는 얼굴 형태를 인식하여 신분을 확인하는 것이 어렵기 때문에 경우에 따라서는 타인에게 위협이 될 수 있고, 범죄에 악용될 수 있는 우려도 존재한다. 특히 범죄에 대한 경각심이 높은 미국에서는 얼굴을 가리는 마스크에 대한 인식이 좋지 않아 COVID-19에도 불구하고 마스크 착용을 꺼리는 경향이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 노력으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0042986호 및 제10-2016-0014964호는 사용자의 표정을 볼 수 있도록 마스크의 전면부를 투명한 소재로 형성함으로써 착용시에도 사용자의 얼굴 표정을 파악할 수 있는 투명 마스크를 개시하고 있다. 상기 기술들의 투명 마스크는 마스크의 본체의 대부분이 투명한 소재로 구성되고 필터가 본체의 가장자리에 위치한 구조를 가지는 바, 입 모양과 표정을 확인하기에는 용이하지만 필터의 대부분이 제거되기 때문에 필터 기능이 손상되는 문제가 있었다.
더욱이, 투명 필름 부분에 김서림이 발생하여 이를 방지하기 위해서는 투명 필름 상에 김서림 방지층을 별도로 도포하여야 한다는 단점이 있었다. 또한, 투명부와 필터부를 접합하기 위하여 종래의 방법과 같이 용접, 박음질, 접착제를 사용하는 경우에는 마스크 제조 시 긴 시간, 높은 비용 및 복잡한 공정이 필요하여 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
이러한 상황에서, 투명부를 구비하여 착용시에도 사용자의 입 모양이 노출되도록 하는 마스크로서, 필터 기능의 손상이 적고 투명부에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있는 마스크에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한 이러한 마스크를 보급형으로 제조하기 위해서는 간단하고 경제적인 제조방법의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 착용시에도 사용자의 입 모양을 확인할 수 있으며, 필터 기능의 손상이 적고, 투명 필름에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있는 립뷰 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 립뷰 마스크를 간단한 공정을 통해 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 투명부 및 필터부가 교대로 배치된 교차노출부를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부를 사용자의 얼굴에 고정하는 고정부를 포함하는, 립뷰 마스크를 제공한다.
본 발명에서, 상기 본체부는 사용자의 코 부분을 덮는 제1영역 및 사용자의 입 부분을 덮는 제2영역을 포함하되, 상기 교차노출부가 상기 제2영역에 위치하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 본체부는 사용자의 턱 부분을 덮는 제3영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 본체부는 접힘부를 1 내지 5개 포함하는 절첩식 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서, 상기 본체부는 다수개의 주름부를 포함하는 절첩식 구조를 가질 수 있으며, 상기 투명부는 상기 주름부의 전부 또는 일부에 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 본체부는 사용자의 코 부분을 덮는 제1영역 및 사용자의 입 부분을 덮는 제2영역을 포함하되, 상기 투명부가 제2영역에 위치하는 주름부에 형성된 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 필터부는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 폴리(페닐렌설파이드)(PPS), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP), 셀룰로오스(cellulose), 리그닌(lignin), 키토산(chitosan), 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐(collagen) 및 키틴(chitin)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명에서, 상기 투명부는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 필름, 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 필름, 폴리스티렌(polystyrene, PS) 필름, 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) 필름으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 투명 필름을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 각 필터부의 높이는 3 내지 10mm인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 각 투명부의 높이는 5 내지 12mm인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 투명부의 전체 면적은 교차노출부 전체 면적에 대하여 45 내지 70%인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 립뷰 마스크의 제조방법으로서, 복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계; 상기 투명 필름의 테두리 부분을 제외하고 가림막으로 마스킹(masking)하는 단계; 상기 마스킹된 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하여 필터부를 형성하는 단계; 및 상기 가림막을 제거하는 단계를 포함하는, 립뷰 마스크의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 상기 고분자 용액의 방사는 멜트블로운(melt-blown) 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 상기 멜트블로운 방법에 사용되는 고분자 용액은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 및 폴리(페닐렌설파이드)(PPS)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 상기 고분자 용액의 방사는 전기방사 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 상기 전기방사 방법에 사용되는 고분자 용액은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리카보네이트(PC), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP), 셀룰로오스(cellulose), 리그닌(lignin), 키토산(chitosan), 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐(collagen) 및 키틴(chitin)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 립뷰 마스크의 다른 제조방법으로서, 복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계; 각 투명 필름 사이에 필터를 배치하는 단계로서, 투명 필름의 테두리 부분과 필터가 일부 중첩되도록 배치하는 단계; 상기 중첩부분 상에 와이어를 위치시키는 단계; 및 상기 와이어를 필터 또는 투명 필름의 유리전이온도 이상으로 가열된 플레이트로 가압하여 투명 필름과 필터를 접합하는 단계를 포함하는, 립뷰 마스크의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 상기 와이어는 구리, 은, 알루미늄 및 금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 투명 필름과 필터를 접합하는 단계에서, 가열된 플레이트의 온도는 70 내지 150℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 제조방법에서, 투명 필름과 필터를 접합하는 단계에서, 와이어에 가해지는 압력이 2 내지 8kgf/cm2인 것이 바람직하다.
본 발명의 립뷰 마스크는 투명부와 필터부를 교대로 형성함으로써 사용자의 입 모양 및 표정을 충분하게 인식할 수 있으므로, 마스크를 착용한 상태에서도 청각장애인의 의사소통이 원활하게 이루어질 수 있고, 신분 확인이 불가능할 정도로 얼굴을 가리지 않게 되어 위협 요소를 줄일 수 있다. 아울러, 투명부 사이에 필터부가 형성되므로 종래 기술의 투명 마스크에 비해 필터 기능의 손상이 적고, 호흡이 용이하며, 투명부에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하면 간단한 공정을 통해 경제적으로 립뷰 마스크를 제조할 수 있으므로, 합리적인 가격의 마스크를 빠르게 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 립뷰 마스크의 사시도를 나타낸다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주름부를 포함하는 립뷰 마스크의 투명부가 배치된 주름부를 접은 상태의 사용상태도를 나타낸다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주름부를 포함하는 립뷰 마스크의 투명부가 배치된 주름부를 편 상태의 사용상태도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 립뷰 마스크의 제조방법으로서 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하는 제조방법의 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 립뷰 마스크의 제조방법으로서 투명 필름 상에 필터를 배치하고 이를 와이어로 압축하는 제조방법의 개념도를 나타낸다.
도 5(a)는 필터부의 높이가 5mm인 립뷰 마스크에 대하여 투명부의 높이를 변화시키면서 이미지 모델링 테스트를 수행한 결과를 나타낸다.
도 5(b)는 필터부의 높이가 7mm인 립뷰 마스크에 대하여 투명부의 높이를 변화시키면서 이미지 모델링 테스트를 수행한 결과를 나타낸다.
도 6(a)는 투명부의 높이가 15mm인 립뷰 마스크의 김서림 발생 여부 시험 결과를 나타낸다.
도 6(b)는 투명부의 높이가 8mm인 립뷰 마스크의 김서림 발생 여부 시험 결과를 나타낸다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주름부를 포함하는 립뷰 마스크의 투명부가 배치된 주름부를 접은 상태의 사용상태도를 나타낸다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주름부를 포함하는 립뷰 마스크의 투명부가 배치된 주름부를 편 상태의 사용상태도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 립뷰 마스크의 제조방법으로서 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하는 제조방법의 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 립뷰 마스크의 제조방법으로서 투명 필름 상에 필터를 배치하고 이를 와이어로 압축하는 제조방법의 개념도를 나타낸다.
도 5(a)는 필터부의 높이가 5mm인 립뷰 마스크에 대하여 투명부의 높이를 변화시키면서 이미지 모델링 테스트를 수행한 결과를 나타낸다.
도 5(b)는 필터부의 높이가 7mm인 립뷰 마스크에 대하여 투명부의 높이를 변화시키면서 이미지 모델링 테스트를 수행한 결과를 나타낸다.
도 6(a)는 투명부의 높이가 15mm인 립뷰 마스크의 김서림 발생 여부 시험 결과를 나타낸다.
도 6(b)는 투명부의 높이가 8mm인 립뷰 마스크의 김서림 발생 여부 시험 결과를 나타낸다.
이하, 본 발명의 구체적인 구현 형태에 대해서 보다 상세히 설명한다. 다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 마스크 착용자의 입 모양을 확인할 수 있어 의사소통이 원활하고 신분 확인이 용이한 립뷰(lip-view) 마스크에 관한 것이다.
본 발명의 립뷰 마스크는 복수개의 투명부 및 필터부가 교대로 배치된 교차노출부를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부를 사용자의 얼굴에 고정하는 고정부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 립뷰 마스크를 도 1에 나타내었다.
상기 본체부(100)는 사용자의 얼굴에 밀착되어 코, 입 등의 호흡기를 보호하는 것으로, 복수개의 필터부(11) 및 투명부(12)가 교대로 배치된 교차노출부(10)를 구비함으로써, 착용시에도 사용자의 입 모양 및 표정의 파악이 가능하면서도 호흡이 용이하고, 투명부에 발생하는 김서림을 최소화할 수 있다. 상기 본체부는 전체 또는 일부가 교차노출부로 구성될 수 있으며, 이 때, 교차노출부가 형성되지 않은 나머지 영역은 필터 재질로 구성된다.
상기 교차노출부는 다수개의 투명부와 필터부가 교대로 배치되어 마스크의 필터 기능과 사용자의 입 모양을 노출시키는 기능을 동시에 수행하는 영역으로서, 주로 마스크의 가로 방향으로 줄무늬와 같은 형태의 패턴으로 투명부와 필터부가 교대로 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 바람직한 하나의 실시 형태에서 상기 투명부 또는 필터부는 가로의 길이가 긴 직사각형 형태일 수 있다.
본 발명에서, 상기 필터부는 바이러스, 균, 비말, 황사, 미세먼지 등 외부의 이물질을 여과시키는 역할을 하며, 나노에서 마이크로 수준의 굵기를 갖는 섬유로 이루어진 부직포로 구성될 수 있다.
상기 필터부를 구성하는 부직포의 재료는 마스크의 제조 방법, 용도, 사용 조건 등에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 폴리(페닐렌설파이드)(PPS), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP) 등의 합성 고분자; 셀룰로오스, 리그닌(lignin), 키토산, 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐, 키틴(chitin) 등의 천연 고분자; 이들과 콜라겐/키토산 기반의 친수성 고분자의 조합 등을 사용할 수 있다.
상기 필터부를 구성하는 부직포는 제조방법에 따라 분류될 수 있고, 예를 들어 용융된 열가소성 고분자가 노즐을 통해 압출 방사되어 제조되는 멜트블로운(melt-blown) 부직포, 전기장에 대한 반발력에 의해 제조되는 전기방사(electro-spinning) 부직포, 노즐로부터 연속섬유(필라멘트)를 방사함으로써 제조되는 스펀본드(spunbond) 부직포 등으로 구분될 수 있다.
본 발명에서, 상기 투명부는 투명한 소재로 이루어짐으로써 착용시에도 사용자의 입 모양 및 표정을 파악할 수 있게 한다. 상기 투명부의 재료로는 공지의 투명한 합성 수지 필름으로서 인체에 무해한 것을 선택하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 필름, 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 필름, 폴리스티렌(polystyrene, PS) 필름, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) 필름 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 필터부 및 투명부는 마스크 본연의 필터 기능을 저해시키지 않으면서 입 모양을 수월하게 확인할 수 있도록 각 부분의 높이와 비율을 제어하는 것이 중요하다.
본 발명에 있어서, 상기 필터부 또는 투명부의 '높이'란 가로로 긴 직사각형 형태에서 세로의 길이를 의미하며, 인접한 필터부와 필터부, 또는 투명부와 투명부 사이의 거리를 의미한다.
본 발명의 실시 형태에서, 상기 필터부의 높이는 3 내지 10mm일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 7mm일 수 있다. 상기 필터부의 높이가 너무 길면 입 모양 및 표정을 인식하기 어렵고, 필터부의 높이가 너무 짧으면 호흡이 어려우며 투명부에 김서림이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서, 각 투명부의 높이는 5 내지 12mm일 수 있고, 바람직하게는 7 내지 10mm일 수 있다. 상기 투명부의 높이가 너무 길면 필터부의 비율이 낮아져서 호흡이 어렵고 김서림이 발생할 수 있으며, 투명부의 높이가 너무 짧으면 입 모양 및 표정을 인식하기 어려워진다.
본 발명의 실시 형태에서, 상기 투명부는, 각 투명부 및 필터부의 면적의 합, 즉 교차노출부 전체 면적에 대하여 45 내지 70%의 면적, 바람직하게는 55 내지 65%의 면적을 차지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 투명부의 면적이 상기 범위 내일 때, 투명부를 통한 입 모양의 인식이 용이하면서도 호흡에 의한 김서림을 최소화할 수 있다는 것을 확인하였다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 본체부는 코 부분을 덮는 제1영역과 입 부분을 덮는 제2영역으로 구분될 수 있으며, 이 때 상기 제2영역에 교차노출부를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 입 모양 확인을 위해 반드시 필요한 부분에만 교차노출부를 포함하도록 하여 마스크의 필터 기능의 저하를 최소화하도록 할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 본체부는 코 부분을 덮는 제1영역, 입 부분을 덮는 제2영역 및 턱부분을 덮는 제3영역으로 구분될 수 있으며, 이 때 상기 제2영역에 교차노출부를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 각 영역은 특별한 경계에 의해 구분되어 있을 필요는 없으나, 마스크의 구조에 따라 후술하는 접힘부 등의 특징부에 의해 구분된 형태를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 본체부의 구조는 평면 구조 또는 절첩식 구조로 구분될 수 있다. 상기 평면 구조는 평평한 형태를 가지는 것으로 착용 시 추가적인 조작이 필요하지 않은 구조를 의미한다.
상기 절첩식 구조는 접힘부 또는 주름부가 구비되어 접었다가 펼 수 있는 구조를 의미한다. 본체부가 절첩식 구조인 경우, 접힘부 또는 주름부를 접은 상태에서는 본체부의 전체 길이가 줄어들고 평면 형태를 나타내므로 보관이 편리하고, 접힘부 또는 주름부를 펼친 상태에서는 3차원 구조를 형성하여 사용자의 얼굴에 밀착이 용이한 형태를 가진다.
상기 절첩식 본체부가 접힘부를 포함하는 경우, 상기 접힘부는 본체부의 상부 또는 하부에 배치되어 코 또는 턱을 지지함으로써 착용 시 편의성을 제공하는 역할을 한다. 상기 접힘부는 1 내지 5개일 수 있으며, 예를 들어 본체부가 2개의 접힘부를 포함하는 경우 접힘부는 본체부의 상부 및 하부에 각각 배치된다. 상기 접힘부가 접힌 상태에서는 마스크가 평면 형태를 나타내며, 접힘부를 펼친 상태에서는 각 영역이 둔각을 이루는 입체적 형태를 형성한다.
상기 절첩식 본체부가 주름부를 포함하는 경우, 덴탈마스크와 같이 본체부에 다수개의 주름부가 형성될 수 있다. 상기 주름부가 접힌 상태에서는 주름부가 노출되지 않는 평면 형태를 나타내고, 주름부를 펼친 상태에서는 주름부가 노출되어 전체 길이가 길어지면서 얼굴의 형태에 맞도록 곡면과 같은 구조를 형성하는 형태를 나타낼 수 있다.
본 발명에서, '주름부'란 본체부를 절첩하였을 때 중첩되는 부분으로서, 절첩된 상태에서는 정면에 노출되지 않는 부분을 의미한다. 이 때, 정면은 마스크의 착용 방향을 기준으로 외부에 드러나는 면을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 본체부가 주름부를 포함하는 경우, 상기 주름부에 투명부가 배치될 수 있다. 이로써, 본체부가 접힌 상태에서는 투명부가 노출되지 않고, 본체부를 펼친 상태에서는 주름부에 배치된 투명부가 노출되는 구조가 형성된다.
또한, 투명부는 본체부에 형성된 다수개의 주름부 중 전부 또는 일부에 배치될 수 있다. 다수개의 주름부 중 일부에만 투명부를 배치하는 경우, 투명부의 노출이 불필요한 경우에는 투명부를 포함하는 주름부는 접은 상태에서 투명부를 포함하지 않는 주름부만 펼치고, 투명부의 노출이 필요한 경우에는 투명부를 포함하는 주름을 펼치고 투명부를 포함하지 않는 주름부는 접는 방식을 통해, 마스크를 착용한 상태에서 투명부의 노출 여부를 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주름부를 포함하는 립뷰 마스크를 나타낸다.
도 2에서 마스크의 본체부(100)는 사용자의 코 부분에 위치하는 제1영역(101); 및 사용자의 입 부분에 위치하는 제2영역(102)을 포함하며, 상기 제1영역(101) 및 제2영역(102)은 모두 주름부(20)를 포함하되, 제2영역(102)의 주름부(20)에는 투명부(12)가 배치된다.
도 2(a)는 사용자가 말을 하지 않을 때의 사용 상태도로서, 제2영역(102)의 주름부(20)가 접힌 상태로 투명부(12)가 외부로 드러나지 않으며, 대신 코 부분의 제1영역(101)의 주름부(20)를 펼쳐서 마스크의 전체 길이가 사용함에 부족함이 없도록 할 수 있다.
도 2(b)는 사용자가 청각장애인과 대화를 하기 위하여 입 모양을 노출시킨 사용 상태도로서, 제2영역(102)의 주름부(20)를 펼쳐 투명부(12)를 노출시킴으로써 사용자의 입 모양이 상대방에게 보일 수 있도록 한 것이다. 이 때, 제1영역(101)의 주름부(20)는 접어 마스크가 과도하게 길어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 고정부(200)는 마스크를 착용하기 위한 수단으로서, 사용자의 귀에 걸 수 있도록 구성된 신축성 고정밴드 형태, 머리에 걸칠 수 있는 헤드셋 형태 등으로 구성되어 사용자의 얼굴로부터 본체부(100)가 분리되지 않도록 한다. 특히, 상기 고정부(200)는 탄성을 가지는 고무 등의 재질로 형성하여 본체부(100)가 사용자의 안면에 보다 정확히 밀착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 립뷰 마스크는 본체부(100)의 상부에 형성된 지지부(30)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부(30)는 콧대로 인한 굴곡에 의해 마스크의 상부와 얼굴 사이에 틈이 생기는 것을 방지하기 위한 것으로, 마스크를 착용한 후 상기 지지부(30)를 사용자의 콧대에 맞게 눌러줌으로써 마스크가 얼굴 피부에 밀착되도록 조정할 수 있다. 상기 지지부(30)는 압력에 의해 형상이 변화되는 재료, 예를 들어 금속 또는 플라스틱 와이어로 형성될 수 있으며, 본체부(100)의 일면에 부착되거나 마스크 원단 사이에 내설된 형태일 수 있다.
본 발명의 립뷰 마스크는 호흡기를 보호하기 위한 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 예를 들어 덴탈 마스크, 비말 차단(AD) 마스크, KF80, KF94 수준의 보건용 마스크 등으로 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 립뷰 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 제조방법은 립뷰 마스크의 교차노출부를 제조하는 방법으로서, 소정의 간격으로 배치된 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사함으로써 투명 필름 사이에 필터부를 형성하는 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 립뷰 마스크의 제조공정의 개념도를 나타낸다.
도 3을 참고하면, 상기 제조방법은 복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계; 상기 투명 필름의 테두리 부분을 제외하고 가림막으로 마스킹(masking)하는 단계; 상기 마스킹된 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하여 상기 투명 필름 사이에 필터부를 형성하는 단계; 및 상기 가림막을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 투명부와 필터부를 용접하는 공정 없이 접합이 가능하므로, 생산성이 향상되고 제조 원가가 절감되는 이점이 있다.
상기 투명 필름을 배치하는 단계는 제조될 립뷰 마스크의 형상을 고려하여 필요한 수의 투명 필름을 배치할 수 있다. 또한, 상기 투명 필름의 간격은 제조될 립뷰 마스크의 투명부 사이의 간격을 고려하여 배치하되 필터부와 중첩되는 부분의 길이를 고려하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 투명 필름의 간격은 2 내지 10mm, 바람직하게는 4 내지 6mm일 수 있다.
상기 제조방법에서, 투명 필름으로서 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 필름 등을 사용할 수 있다.
이후 마스킹을 통해 필터부가 형성될 투명 필름의 테두리 부분을 제외하고 가림막으로 가리는 단계를 수행한다. 이 때 투명 필름의 테두리 부분은 필터부와 연결되기 위하여 중첩되는 부분으로서, 투명 필름의 4면의 말단으로부터 0.1 내지 3mm 부분, 바람직하게는 0.5 내지 1mm 부분을 의미한다.
상기 제조방법에서, 마스킹된 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하는 단계는 멜트블로운 방법 또는 전기방사 방법으로 수행될 수 있다.
상기 멜트블로운 방법은 열가소성 고분자를 용융하여 노즐을 통해 압출 방사함으로써 고분자 필터를 형성하는 방법이다. 상기 멜트블로운 방법에 의하면, 수 마이크로미터 수준의 두께를 가지는 극세 섬유를 제조할 수 있다.
본 발명에서, 상기 멜트블로운 방법으로 고분자 용액을 방사하는 경우, 고분자 용액은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 폴리(페닐렌설파이드)(PPS) 등의 재료를 포함할 수 있다.
상기 전기방사 방법은 고전압의 전기장을 가하여 (+)로 하전된 고분자 용액을 방사구로부터 토출시켜 (-)로 하전된 집전체에 수집하여 고분자 필터를 형성하는 방법으로, 고전압 전기장에 의해 발생하는 원료 물질의 전기적 반발력에 의해 나노 크기의 실 형태로 갈라지는 원리를 이용한 것이다. 상기 전기방사 방법에 의하면, 수십 내지 수백 나노미터 수준의 굵기를 갖는 초극세 섬유를 제조할 수 있으며, 다양한 고분자로 섬유를 제조할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서, 상기 전기방사 방법으로 고분자 용액을 방사하는 경우, 고분자 용액은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리카보네이트(PC), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP) 등의 합성 고분자; 셀룰로오스, 리그닌(lignin), 키토산, 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐, 키틴(chitin) 등의 천연 고분자; 이들과 콜라겐/키토산 기반의 친수성 고분자의 조합 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 가림막을 제거한 후, 필터부를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조는 공지의 방법으로 수행할 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 립뷰 마스크의 교차노출부를 제조하는 방법으로서, 소정의 간격으로 배치된 투명 필름 사이에 필터를 배치하고 이를 와이어로 압축함으로써 투명 필름과 필터부를 교차로 접합하는 방법을 제공한다.
도 4는 상기 제조공정의 개념도를 나타낸다.
도 4에 나타난 바와 같이, 상기 제조방법은, 복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계; 각 투명 필름 사이에 필터를 배치하는 단계로서, 투명 필름의 테두리 부분과 필터가 일부 중첩되도록 배치하는 단계; 상기 중첩부분 상에 와이어를 위치시키는 단계; 및 상기 와이어를 필터 또는 투명 필름의 유리전이온도 이상으로 가열된 플레이트로 가압하여 투명 필름과 필터를 접합하는 단계를 포함한다.
상기 제조방법에서, 투명 필름으로서 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 필름 등을 사용할 수 있다.
상기 제조방법에서, 필터로서 나노에서 마이크로 수준의 두께를 갖는 섬유가 일정방향 또는 부정방향 등으로 겹치게 배열된 부직포를 사용할 수 있으며, 예를 들어 멜트-블로운 섬유, 전기방사 섬유, 스펀본드 섬유, 천연 섬유 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 필터의 재료로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)/폴리비닐피롤리돈 등의 합성 고분자; 셀룰로오스, 리그닌(lignin), 키토산, 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐, 키틴(chitin) 등의 천연 고분자; 이들과 콜라겐/키토산 기반의 친수성 고분자의 조합 등을 사용할 수 있다.
일반적으로 고온 프레싱을 이용한 접착 방법은 넓은 면적에 열 및 압력을 가하는 방식으로 수행되므로, 본 발명과 같이 미세한 라인 영역을 접합하는 방법에는 적용되기 어렵다. 그러나, 본 발명에서는 열전도도가 높은 와이어를 이용함으로써 미세한 라인 영역에만 열과 압력을 적용할 수 있으므로, 투명 필름과 필터의 중첩부분을 용이하게 접합할 수 있다.
상기 와이어로는 열 전도율이 높은 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어 구리, 은, 알루미늄, 금 등을 사용할 수 있으며, 구리가 가장 바람직하다. 상기 와이어를 교차지점 상에 배치한 후 고온에서 압축함으로써, 투명 필름과 필터를 접합할 수 있다.
상기 제조방법에서, 압축은 투명 필름, 필터, 또는 둘 다의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 와이어의 압축은 50 내지 250℃에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 70 내지 150℃, 더 바람직하게는 80 내지 100℃에서 수행될 수 있다.
이러한 공정을 통해, 투명 필름 또는 필터에서 와이어에 닿은 부분만 일부 용융되어 접합이 이루어질 수 있다.
상기 제조방법에서, 와이어에 가해지는 압력은 투명 필름과 필터의 재료에 따라 적절한 범위로 설정할 수 있다. 예를 들어, 압력의 범위는 1 내지 20kgf/cm2일 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 8kgf/cm2일 수 있다.
실시예
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위하여 일부 실험방법과 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1: 필터부 및 투명부의 높이에 따른 이미지 모델링 테스트
필터부 및 투명부의 높이에 따른 입 모양의 노출 정도를 판단하기 위하여 도 5에 나타낸 바와 같이 이미지 모델링 테스트를 수행하였다.
도 5(a)는 필터부의 높이를 5mm로 고정한 상태에서, 투명부의 높이를 5mm, 7mm, 8mm, 9mm, 10mm 및 12mm로 변화시킨 샘플을 적용한 이미지를 나타내고, 도 5(b)는 필터부의 높이를 7mm로 고정한 상태에서, 투명부의 높이를 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 10mm 및 11mm로 변화시킨 샘플을 적용한 이미지를 나타낸다. 이 때, 상기 샘플은 웃는 표정을 짓고 있는 얼굴 상에 형성하였고, 본체부의 전체 길이는 70 내지 80mm 수준으로 설정하였다.
도 5의 이미지 모델링 결과로부터 필터부 및 투명부의 높이에 따라 입술이 노출되는 정도를 확인하였으며, 투명부의 높이가 5mm로 너무 얇은 경우에는 웃는 표정을 인식하기 어려워지는 것을 확인하였다.
실시예 2: 투명부의 높이에 따른 김서림 발생 여부 실험
필터부의 높이가 5mm, 투명부의 높이가 15mm인 마스크(a) 및 필터부의 높이가 5mm, 투명부의 높이가 8mm인 마스크(b)에 대하여, 착용한 상태에서 5분간 호흡한 후 김서림 발생 여부를 확인하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명부의 높이가 15mm로 두꺼운 경우 입술 모양 및 표정의 인식은 용이하였으나, 호흡에 의해 김서림이 발생함을 확인할 수 있었다. 반면, 도 6(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명부의 높이가 8mm인 경우에는 입술 모양 및 표정의 인식이 가능하면서, 호흡에 의해 김서림이 발생하지 않는 것을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 복수개의 투명부 및 필터부가 교대로 배치된 교차노출부를 포함하는 본체부; 및
상기 본체부를 사용자의 얼굴에 고정하는 고정부
를 포함하는, 립뷰 마스크로서,
상기 투명부의 전체 면적이 교차노출부 전체 면적에 대하여 45 내지 70%이고,
상기 본체부가 다수개의 주름부를 포함하는 절첩식 구조를 가지며,
상기 투명부가 상기 주름부의 전부 또는 일부에 형성된, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 본체부가 사용자의 코 부분을 덮는 제1영역 및 사용자의 입 부분을 덮는 제2영역을 포함하되,
상기 교차노출부가 상기 제2영역에 위치하는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 제 2 항에 있어서,
상기 본체부가 사용자의 턱 부분을 덮는 제3영역을 더 포함하는, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 본체부가 접힘부를 1 내지 5개 포함하는 절첩식 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 본체부가 사용자의 코 부분을 덮는 제1영역 및 사용자의 입 부분을 덮는 제2영역을 포함하되,
상기 투명부가 제2영역의 주름부에 형성된 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터부가 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 폴리(페닐렌설파이드)(PPS), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP), 셀룰로오스(cellulose), 리그닌(lignin), 키토산(chitosan), 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐(collagen) 및 키틴(chitin)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명부가 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 필름, 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 필름, 폴리스티렌(polystyrene, PS) 필름, 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS) 필름으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 투명 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터부의 높이가 3 내지 10mm인 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명부의 높이가 5 내지 12mm인 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크. - 삭제
- 다음의 단계를 포함하는, 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 립뷰 마스크의 제조방법:
복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계;
상기 투명 필름의 테두리 부분을 제외하고 가림막으로 마스킹(masking)하는 단계;
상기 마스킹된 투명 필름 상에 고분자 용액을 방사하여 필터부를 형성하는 단계; 및
상기 가림막을 제거하는 단계. - 제 12 항에 있어서,
상기 고분자 용액의 방사가 멜트블로운(melt-blown) 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 고분자 용액이 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터, 폴리우레탄(PU), 폴리아미드(나일론), 폴리카보네이트(PC), 및 폴리(페닐렌설파이드)(PPS)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 고분자 용액의 방사가 전기방사 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 고분자 용액이 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리카보네이트(PC), 폴리아닐린, 폴리-ε-카프로락톤(PCL), 폴리(락틱-co-글리콜산)(PLGA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌-설포네이트)(PSS)/폴리비닐피롤리돈(PVP), 셀룰로오스(cellulose), 리그닌(lignin), 키토산(chitosan), 실크 피브로인(silk fibroin), 콜라겐(collagen) 및 키틴(chitin)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 다음의 단계를 포함하는 립뷰 마스크의 제조방법:
복수개의 투명 필름을 소정의 간격으로 배치하는 단계;
각 투명 필름 사이에 필터를 배치하는 단계로서, 투명 필름의 테두리 부분과 필터가 일부 중첩되도록 배치하는 단계;
상기 중첩부분 상에 와이어를 위치시키는 단계; 및
상기 와이어를 필터 또는 투명 필름의 유리전이온도 이상으로 가열된 플레이트로 가압하여 투명 필름과 필터를 접합하는 단계. - 제 17 항에 있어서,
상기 와이어가 구리, 은, 알루미늄 및 금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
투명 필름과 필터를 접합하는 단계에서, 가열된 플레이트의 온도가 70 내지 150℃인 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
투명 필름과 필터를 접합하는 단계에서, 와이어에 가해지는 압력이 2 내지 8kgf/cm2인 것을 특징으로 하는, 립뷰 마스크의 제조방법.
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