KR102275011B1

KR102275011B1 - 다기능 공기 청정 마스크

Info

Publication number: KR102275011B1
Application number: KR1020210047144A
Authority: KR
Inventors: 장석운
Original assignee: 장석운
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2021-07-07

Abstract

본 발명은 대기 중의 유해 가스나 전자파 등의 이물질을 분해 제거시키는 기능과 각종 바이러스에 대한 살균/항균 기능을 갖으면서 물 세척에 의한 반영구적인 사용이 가능한 다기능 공기 청정 마스크에 관한 것으로, 코와 입을 커버할 수 있는 얼굴 마스크 형태로 사출되고, 서로 조립 시 내부에 일정 공간을 가지며, 상기 일정 공간과 외부와의 사이를 관통하는 복수의 흡배기 구멍이 각각 형성된 한 쌍의 외측 커버와 내측 커버; 상기 일정 공간 내에 장착된 환기 팬 유닛, 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛, 및 전원 유닛을 포함하는 전자모듈부; 상기 내측 커버의 얼굴 피부에 접하는 면(이하, 제1 면이라 칭함) 상에 교환가능하게 끼워지는 SMF 필터; 및 일측은 상기 내측커버의 제1 면 상의 상기 SMF필터를 지지하고 타측은 일정 두께를 가지고 코와 입을 둘러싸면서 얼굴 피부에 밀착되도록 형성된 연성 실리콘 재질의 밀착 부재;를 포함할 수 있다.

Description

다기능 공기 청정 마스크{Air cleaning mask}

본 발명은 공기 청정 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자파 제거 기능 및 각종 바이러스에 대한 항균 기능을 갖으면서 물 세척에 의한 반영구적인 사용이 가능하게 하는 다기능 공기 청정 마스크에 관한 것이다.

최근 들어 코로나 19등의 전염성이 강한 바이러스의 빈번한 출현 및 해마다 급증하는 미세 먼지 등에 의해 마스크 없는 생활을 상상할 수 없게 되었다.

그러나 기존의 마스크인 부직포 마스크나 덴탈 마스크는 미세 먼지나 황사 방지용 마스크에서 코로나 19의 창궐로 인해 비말 차단을 위한 마스크 위주로 사용되고 있으나, 이 마스크의 한계는 1회성 사용의 단점과 바이러스에 대한 근본적인 항균 효과가 없는 단발성 차단용 마스크에 불과한 단점 및 사용 시 날숨에 위한 김서림 발생 등으로 인한 안경 사용자들의 불편함 등의 한계가 있었다.

공개특허공보 제10-2020-0099113호(2020.08.21.)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 그 목적은 대기 중의 유해 가스나 전자파 등의 이물질을 분해 제거시키는 기능과 각종 바이러스에 대한 살균/항균 기능을 갖으면서 물 세척에 의한 반영구적인 사용이 가능한 다기능 공기 청정 마스크를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 다기능 공기 청정 마스크는, 코와 입을 커버할 수 있는 얼굴 마스크 형태로 사출되고, 서로 조립 시 내부에 일정 공간을 가지며, 상기 일정 공간과 외부와의 사이를 관통하는 복수의 흡배기 구멍이 각각 형성된 한 쌍의 외측 커버와 내측 커버; 상기 일정 공간 내에 장착된 환기 팬 유닛, 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛, 및 전원 유닛을 포함하는 전자모듈부; 상기 내측 커버의 얼굴 피부에 접하는 면(이하, 제1 면이라 칭함) 상에 교환가능하게 끼워지는 SMF 필터; 및 일측은 상기 내측커버의 제1 면 상의 상기 SMF필터를 지지하고 타측은 일정 두께를 가지고 코와 입을 둘러싸면서 얼굴 피부에 밀착되도록 형성된 연성 실리콘 재질의 밀착 부재;를 포함하고, 상기 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛은, 음전자와 양전자를 발생하고 공기 중에 방사시켜서 공기 중의 산소분자(O2)와 수소분자(H2)에 각각 해당 전자를 공급하여 공기 중에 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)을 생성시키고, 상기 생성된 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)이 결합하여 공기 중에 수산라디칼음이온(OH-)이 생성되도록 함으로써, 해당 마스크 사용자의 주변 공기 중의 유해 가스를 제거하고 공기 중의 전자파 제거 및 각종 바이러스를 살균하며; 상기 SMF 필터는, 초극세사 스테인레스 필터층과 상기 초극세사 스테인레스 필터층의 양면에 접착층을 매개로 구비된 이형지층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유해 가스는 해당 마스크 사용자의 호흡으로 인해 발생하는 CO2 가스를 포함할 수 있고, 상기 초극세사 스테인레스 필터층은 4~30㎛의 굵기를 갖는 초극세사 스테인레스 섬유를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, 마스크 사용자의 호흡으로 인해 발생하는 CO2 가스를 포함하는 유해 가스를 제거할 수 있고, 대기 중의 유해 가스나 전자파 등의 이물질을 분해 제거할 수 있으며, 각종 바이러스를 살균 및 항균 기능을 가지며, 인체공학적인 연성 무균실리콘 재질의 밀착 부재를 이용하여 착용 시 공간 확보와 피부 접촉면에 부드럽게 밀착되도록 함으로써 사용 시 불편함을 최소화하면서 김서림을 방지하고, 또한 스테인레스 섬유가 포함된 SMF 필터를 사용하여 구리나 알루미늄과 같이 부식되거나 변색되는 문제점을 해소하면서 전자파 제거나 각종 바이러스의 항균 기능을 구현함과 아울러 자가 물 세척에 의한 반영구적인 사용이 가능하도록 하는 효과를 창출한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 내측 사시도 및 외측 사시도로, 도 3의 (a)는 내측 사시도이고, 도 3의 (b)는 외측 사시도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명에 따른 각 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 또는 개별 기능 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크의 내측 사시도 및 외측 사시도로, 도 3의 (a)는 내측 사시도이고, 도 3의 (b)는 외측 사시도이다.

도 1-3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다기능 공기 청정 마스크(100)는 외측 커버(110), 내측 커버(120), 전자모듈부(130), SMF 필터(140), 및 밀착 부재(150)를 포함할 수 있다.

외측 커버(110)는 코와 입을 커버할 수 있는 얼굴 마스크 형태의 사출물로 형성된 것으로서, 내측에는 전자모듈부(130)의 각종 전자/전기 유닛이 장착될 수 있는 일정 공간이 마련되고 하부에는 복수개의 흡배기 구멍(111)이 형성되어 있다.

내측 커버(120)는 외측 커버(110)와 대응하는 모양으로 코와 입을 커버할 수 있는 얼굴 마스크 형태의 사출물로 형성된 것으로서, 내측 커버(120)와 외측 커버(110)는 서로 조립/분리할 수 있도록 한 쌍으로 형성되고, 한 쌍의 커버(110,120)를 서로 조립하면 그 조립된 한 쌍의 커버(110,120) 사이의 내부에는 일정 공간이 형성되고, 그 일정 공간 내에는 각종 전자/전기 유닛(131~137)을 포함하는 전자모듈(130)이 장착될 수 있다.

내측 커버(120)는 중앙부에 필터 장착부(123)가 형성되고 그 중앙부 일측에 복수개의 흡배기 구멍(121)이 형성되어 있다.

외측 커버(110)의 흡배기 구멍(111)과 내측 커버(120)의 흡배기 구멍(121)은 각각 각 커버(110,120)를 관통하도록 형성되어 외측 커버(110)와 내측 커버(120)의 사이에 형성된 일정 공간과 외부와의 사이를 통할 수 있도록 한다.

내측 커버(120)에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 고정부재 연결구(125)가 양측에 형성되고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 연결구(125)에 끈과 같은 고정부재(127)를 연결함으로써, 마스크(100)를 얼굴에 쓴 후 고정부재(127)를 이용하여 머리 또는 귀에 고정시킬 수 있다.

전자모듈부(130)는 환기 팬 유닛(131), 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133), 전원 유닛(135), 메인 콘트롤러(137) 등을 포함하는 각종 전자/전기 유닛(131~137)을 포함하는 것으로, 전자모듈부(130)의 각종 전자/전기 유닛(131~137)은 조립된 한 쌍의 커버(110,120) 사이에 마련된 일정 공간 내에 장착될 수 있다.

환기 팬 유닛(131)은 환기팬과 팬 커버가 구비되고 선택적으로 환기팬을 구동하여 마스크 사용자의 호흡으로 인해 발생하는 CO2 가스를 포함하는 유해 가스를 환기시킬 수 있다.

수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133)은 충전배터리를 포함하는 전원부(135)로부터 공급되는 전기에너지를 이용하여 전기적으로 음이온(e-)과 양이온(e+)을 발생시키고 방사시켜서 대기 중에서 수산라디칼음이온(OH-)이 발생되도록 하기 위한 것으로, 예를 들어, 음전자(e-)와 양전자(e+)를 발생하고 공기 중에 방사시켜서 공기 중의 산소분자(O2)와 수소분자(H2)에 각각 해당 음전자(e-)와 양전자(e+)를 공급하여 공기 중에 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)을 생성시키고, 생성된 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)이 결합하여 공기 중에 수산라디칼음이온(OH-)이 생성되도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133)의 구체적인 메커니즘은 다음과 같다.

먼저, 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133)에서 나오는 음전자(e-)와 양전자(e+)를 마스크(100) 안과 밖의 공기 중에 방사시켜, 직접적으로 공기 중의 산소분자(O2)와 수소분자(H2)에 각각 음전자(e-)와 양전자(e+)를 공급하여 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)을 생성시킨다.

생성된 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)은 공기 중에서 서로 결합하여 수산라디칼음이온(OH-)을 생성하고, 생성된 수산라디칼음이온(OH-)은 사용자의 호흡 등으로 인해 발생하는 유해가스로서의 CO2 가스와 결합하여 탄산수소이온(HCO3-)을 만들고 외부 공기 중으로 배출된다. 따라서 인체에 해로운 유해가스를 효과적으로 제거하여 마스크(100) 주위를 청정하게 유지할 수 있다.

또한, 수산라디칼음이온(OH-) 등과 같은 활성산소는 인체 내 소화 및 에너지생성 등 모든 활동을 위해 필요하고 생명을 유지하기 위해서 없어서는 안 될 존재지만 쌍을 이루지 못한 전자를 가진 불안정한 상태이므로 전자 하나를 더 얻어 안정해지려고 하는 특성으로 인해 공기 중의 유해물질(예를 들어, 에틸렌가스, 이산화탄소, 환경호르몬, 병원성대장균, 황색포도당균, 세균, 바이러스, 포름알데히드, 암모니아, 곰팡이 등 저온세균 등)을 없애는 성질을 가지고 있으므로, 본 실시예의 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133)이 공기 중에서 인체에 무해한 수산화라디칼음이온(OH-)을 발생시켜 악취나 유해세균 및 바이러스 등의 유해 물질을 제거하여 마스크(100) 및 마스크(100) 주위의 공기를 살균, 항균, 및 탈취할 수 있다.

수산라디칼은 높은 산화, 환원 전위를 가지고 있기 때문에 NOx, SOx, 휘발성유기화합물(vocs) 및 각종 악취 정화에 탁월하고, 축산 폐수, 오수, 공장 폐수의 BOD, 색도 및 난분해성 오염물질, 환경호르몬 등을 완벽히 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 병원성 대장균, 황색포도구균, O-157 등 각종 병원균과 박테리아를 99% 이상 살균하는 등 대상물질을 산화시키는 능력을 가지고 있다.

수산화 라디칼 음이온 발생 유닛(133)은 도 2에 도시된 바와 같이 마스크(100)의 내외부 양방향으로 OH- 이온을 출력하는 이온출력부(132)를 포함할 수 있다.

전원 유닛(135)은 전자모듈부(130)의 각종 전자/전기 유닛(131~137)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 충전 장치(200)의 충전 모듈(210)로부터 전원을 공급받아 충전되는 충전배터리를 포함할 수 있다.

메인 콘트롤러(137)는 전자모듈부(130)의 각종 전자/전기 유닛(131~137)의 구동을 제어하기 위한 것으로서, 충전 장치(200)의 충전 모듈(210)과 연결되어 전원 유닛(135)을 충전시킬 수 있도록 하기 위한 USB 포트와 충전회로, 및 메인 PCB 등을 포함할 수 있다.

SMF 필터(140)는 내측 커버(120)의 얼굴 피부에 접하는 면(이하, 제1 면이라 칭함) 상에 형성된 필터장착부(123)에 교환가능하게 끼워지는 스테인레스 마이크로 섬유 필터(Stainless Micro Fiber Flament: SMF) 부재로서, 초극세사 스테인레스 필터층 및 그 초극세사 스테인레스 필터층의 양면에 접착층을 매개로 구비된 이형지층을 포함하여 구성될 수 있고, 초극세사 스테인레스 필터층은 4~30㎛의 굵기를 갖는 초극세사 스테인레스 섬유를 포함할 수 있다.

SMF 필터(140)는 전자기파 흡수, 축열 및 방열 기능을 가지며, 4~30㎛의 굵기를 갖는 스테인레스 섬유가 약 10~30중량% 함유되고, 스테인레스 섬유층의 양측 표면에는 접착층이 형성되며, 양측 접착층에는 이형지가 구비되어 구성될 수 있다.

SMF 필터(140)는 초극세 발열 필터로, 전자기파의 차폐/흡수는 물론, 방열기능과 축열기능을 갖는 스테인레스 섬유가 포함됨으로써 구리나 알루미늄과 같이 부식되거나 변색되는 문제점도 해소될 있고 자가 세척에 위한 반영구적인 필터로 전자파제거나 각종 바이러스의 항균 기능의 구현할 수 있다.

밀착 부재(150)는 내측 커버(120) 상에서 SMF 필터(140)를 지지하면서 얼굴 피부에 밀착되도록 형성된 연성 무균 실리콘 재질의 밀착 부재를 나타내는 것으로서, 일측은 내측 커버(120)의 제1면상의 필터장착부(123)에 장착된 SMF 필터(140)를 지지하고 타측은 일정 두께를 가지고 코와 입을 둘러싸면서 얼굴 피부에 밀착되도록 형성된 연성 실리콘 재질의 밀착 부재를 나타낸다.

본 발명의 실시예에 따르면 도 1에 도시된 바와 같이 충전 모듈(210) 및 UVC 램프 살균 장치(220)를 포함하는 충전 장치(200)를 구비할 수 있다.

충전 모듈(210)은 110/220V의 상용 전원을 공급받아 마스크(100)의 전원 유닛(135)의 전원을 충전시킬 수 있고, UVC 램프 살균 장치(220)는 마스크(100)의 충전 시 해당 마스크(100)의 외부를 자외선 살균할 수 있다.

본 발명의 마스크(100)는 공기의 원활한 흐름을 제공하는 환기 팬 유닛(131)과 무균실리콘으로서의 밀착 부재(150)를 구비하여 사용자의 호흡을 편안하게 하면서 날숨 시 발생할 수 있는 김서림 등의 문제를 제거시켜 줄 수 있다.

또한 환기 팬 유닛(131)의 후단에는 SMF 합금필터(140)를 장착하고, SMF 합금필터(140)는 전자기파 흡수, 축열 및 방열 기능을 갖는 필터는, 4~30㎛의 굵기를 갖는 스테인레스 섬유가 10~30중량% 함유되고, 표면 또는 이면에는 접착층이 형성되며, 상기 접착층에는 이형지가 구비되는 것을 특징으로 하는 초극세 발열 필터로서, 전자기파의 차폐/흡수는 물론, 방열기능과 축열 기능을 갖는 부직포 표면에 스테인레스 섬유가 포함됨으로써 구리나 알루미늄과 같이 부식되거나 변색되는 문제점도 해소될 있는 물세척이 가능한 반영구적인 필터이다.

또한, 인체공학적인 무균실리콘을 이용 밀착 부재(150)를 얼굴 피부 접촉면에 형성하여 마스크(100)의 착용 시 공간 확보와 피부에 부드럽게 밀착되어 사용 시 불편함을 최소화 하였으며, 수산라디칼음이온을 마스크(100)의 안과 밖(사용자의 주변)에 양방향으로 발생함으로써, 인체 내 소화 및 에너지 생성 등 모든 활동을 위해 필요하고 생명을 유지하기 위해서 없어서는 안 될 존재지만 대사 과정 중에 생기는 활성 산소는 쌍을 이루지 못한 전자를 가지고 있어 불안정한 상태로, 전자 하나를 더 얻어 안정해지려고 하므로 주위 세포를 공격하여 이물질(담배의 니코틴, 세균, 각종바이러스, 포름알데히드, 암모니아, 곰팡이 등)을 없애는 성질과 전자파를 중화시켜주는 성질을 이용하여, 이를 이온발생 본체에서 나오는 음전자와 양전자를 대기 중에 방사시켜 직접적으로 공기 중의 산소 분자(O2)와 수소분자(H2)에 전자를 공급하여 산소 음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)을 생성해 이것이 대기 중에서 결합하여 수산라디칼(OH-)이온 등을 만들어서 이 수산라디칼이온등의 음이온의 특성을 이용해, 대기 중의 전자파 등의 이물질을 분해 제거시킬 수 있다.

또한, 충전 시 UVC 램프를 장착한 유무선 충전기(200)로 마스크 외부에 장착되어 있을 유해 물질을 살균 가능하게 하여 항시 청결한 마스크를 사용할 수 있도록 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 마스크
110: 외측 커버
120: 내측 커버
130: 전자모듈부
140: SMF 필터
150: 밀착 부재

Claims

코와 입을 커버할 수 있는 얼굴 마스크 형태로 사출되고, 서로 조립 시 내부에 일정 공간을 가지며, 상기 일정 공간과 외부와의 사이를 관통하는 복수의 흡배기 구멍이 각각 형성된 한 쌍의 외측 커버와 내측 커버;
상기 일정 공간 내에 장착된 환기 팬 유닛, 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛, 및 전원 유닛을 포함하는 전자모듈부;
상기 내측 커버의 얼굴 피부에 접하는 면(이하, 제1 면이라 칭함) 상에 교환가능하게 끼워지는 SMF 필터; 및
일측은 상기 내측커버의 제1 면 상의 상기 SMF필터를 지지하고 타측은 일정 두께를 가지고 코와 입을 둘러싸면서 얼굴 피부에 밀착되도록 형성된 연성 실리콘 재질의 밀착 부재;를 포함하고,
상기 수산화 라디칼 음이온 발생 유닛은, 음전자와 양전자를 발생하고 공기 중에 방사시켜서 공기 중의 산소분자(O2)와 수소분자(H2)에 각각 해당 전자를 공급하여 공기 중에 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)을 생성시키고, 상기 생성된 산소음이온(O2-)과 수소양이온(H2+)이 결합하여 공기 중에 수산라디칼음이온(OH-)이 생성되도록 하고, 상기 생성된 수산라디칼음이온(OH-)이 사용자의 호흡 등으로 인해 발생하는 유해가스로서의 CO2 가스와 결합하여 탄산수소이온(HCO3-)을 만들고 외부 공기 중으로 배출되도록 함으로써, 해당 마스크 사용자의 주변 공기 중의 유해 가스를 제거하고 공기 중의 전자파 제거 및 각종 바이러스를 살균하며;
상기 SMF 필터는, 초극세사 스테인레스 필터층과 상기 초극세사 스테인레스 필터층의 양면에 접착층을 매개로 구비된 이형지층을 포함하고, 상기 초극세사 스테인레스 필터층은 4~30㎛의 굵기를 갖는 초극세사 스테인레스 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 공기 청정 마스크.
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