KR102398866B1 - 전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크 - Google Patents

전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교체 가능하고 세척 재사용이 가능하며 포집기능이 우수한 전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크에 관한 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 전원의 양극이 연결되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제1매쉬; 전원의 음극이 연결되고, 상기 제1매쉬와 마주보며 이격되도록 배치되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제2매쉬; 상기 제1매쉬와 제2매쉬의 사이에 배치되고, 상기 제1매쉬와 제2매쉬를 절연시키며, 공기가 투과하는 소재로 형성되는 절연층;을 포함하는 전도성 마스크 필터가 개시된다.

Description

전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크{Conductive Filter for Mask and Mask Filter Module and Mask Mounted the Same}
본 발명은 교체 가능하고 세척 재사용이 가능하며 포집기능이 우수한 전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크에 관한 것이다.
마스크는 병균이나 먼지등이 호흡이기로 흡입되거나 또는 환자나 보균자의 호흡이기를 통해 병균이 포함된 비말 등이 비산되지 않도록 사용자의 코와 입 등의 호흡기를 가리는 장치이다.
이러한 마스크는 사용자의 호흡기를 덮도록 사용자의 얼굴에 밀착되어 착용되며, 호흡중 발생되는 들숨과 날숨에 포함된 병균이나 먼지등을 여과하도록 섬유나 부직포 또는 매쉬망등의 구조가 적용된다. 또한, 여과성능에 따라 섬유나 부직포 등의 여과층의 매쉬 크기가 조절될 수 있다.
그런데, 이러한 마스크는 흡기 또는 배기시 공기가 여과층을 통과할 때 흡기 저항이 발생하며, 이러한 흡기저항은 마스크의 성능이 좋아질수록 높아지는 경향을 가진다.
따라서, 고성능의 마스크를 장시간 착용할 때에는 호흡이 힘들어지게 되어 장시간 착용이 힘들어지며, 더욱이 운동시 등 큰 호흡량을 요구할 때에는 마스크의 착용이 어려운 문제점이 있다.
또한, 대부분의 마스크가 1회용이며 세탁 후에는 처음의 성능이 발휘되지 아니하여 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 호흡이 용이하면서도 분리후 세척이 가능한 전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크를 제공하는 것이 과제이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면, 전원의 양극이 연결되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제1매쉬; 전원의 음극이 연결되고, 상기 제1매쉬와 마주보며 이격되도록 배치되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제2매쉬; 상기 제1매쉬와 제2매쉬의 사이에 배치되고, 상기 제1매쉬와 제2매쉬를 절연시키며, 공기가 투과하는 소재로 형성되는 절연층;을 포함하는 전도성 마스크 필터가 개시된다.
상기 제1매쉬와 제2매쉬 및 절연층이 장착되며, 상기 제1매쉬와 제2매쉬를 이격시키는 프레임;을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 상기 제1매쉬에 포집된 이물질이 제2매쉬측으로 이동하는 것을 차단하도록 구비될 수 있다.
상기 제2매쉬의 상기 제1매쉬를 향하는 면의 반대편에 구비되며, 투과되는 공기중 포함된 유해가스를 제거하는 가스필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2매쉬의 제1매쉬를 향하는 편의 반대편에 구비되며, 공기의 투과가 가능하면서 습기의 침투를 방지하는 습기침투방지층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1매쉬 또는 제2매쉬는 동 또는 그래핀 소재로 형성될 수 있다.
상기 제1매쉬 또는 제2매쉬는 전도성 재질이 표면에 코팅된 섬유일 수 있다.
상기 프레임에 구비되며, 상기 제1매쉬와 전원의 양극이 전기적으로 접촉되는 양극단자; 상기 프레임에 상기 양극단자와는 이격되도록 구비되며, 상기 제2매쉬와 전원의 양극이 전기적으로 접촉되는 음극단자;를 포함할 수 있다.
상기 절연층 내에 삽입되며, 절연층 내로 침투한 이물질이 일정량 이상 퇴적되는지의 여부를 감지하는 퇴적센서를 포함할 수 있다.
상기 퇴적센서는, 상기 절연층 내에 삽입되며, 상기 절연층 내로 침투한 이물질이 퇴적되는 퇴적기판; 상기 퇴적기판의 일면 상에 서로 마주보도록 소정간격 이격되게 배치되며, 이격된 사이로 절연층 내로 침투한 이물질이 퇴적됨에 따라 상호 전기적으로 연결되도록 배치되는 한 쌍의 감지전극;을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 공기가 연통되는 공기 투과구가 형성된 프레임; 상기 프레임의 공기 투과구에 서로 마주보도록 상호 이격되어 장착되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되며, 전원의 양극 또는 음극이 연결되도록 구비되는 적어도 한 쌍의 도전성 매쉬층; 상기 프레임의 상기 도전성 매쉬층 사이에 구비되며, 공기가 투과하는 소재로 형성되고, 상기 도전성 매쉬층 사이를 절연하는 절연층; 상기 공기 투과구에 구비되며, 공기가 일방향으로만 유동되도록 구비되는 들숨밸브;를 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 개시된다.
상기 도전성 매쉬층은 전도성 재질이 표면에 코팅된 섬유일 수 있다.
상기 들숨밸브는, 상기 프레임에 구비되어 공기가 들숨 방향으로 흐를 때는 개방되며, 역방향으로 흐를 때는 상기 공기 투과구를 폐쇄하는 판막을 포함할 수 있다.
상기 들숨밸브는, 상기 프레임과 결합되는 외측 테두리로부터 상기 프레임의 중앙을 향하여 연장되는 하나 이상의 스포크; 공기가 들숨방향으로 흐를 때를 기준으로 공기 흐름방향으로 상기 스포크의 후측에 구비되며, 상기 스포크에 고정되고, 테두리 측 부분은 자유단을 형성하여, 공기가 일방향으로 흐를 때는 탄성변형되어 개방되고, 공기가 역방향으로 흐를 때는 상기 스포크 또는 테두리에 지지되어 상기 공기 투과구를 폐쇄하도록 구비되는 판막;을 포함할 수 있다.
상기 프레임에 구비되며, 상기 도전성 매쉬층에 전원의 양극 또는 음극이 연결되도록 구비되는 적어도 한 쌍의 전원 단자부를 포함할 수 있다.
상기 절연층 내에 삽입되며, 절연층 내로 침투한 이물질이 일정량 이상 퇴적되는지의 여부를 감지하는 퇴적센서를 포함하며, 상기 퇴적센서가 외부의 제어부와 연결되도록 상기 프레임에 형성되는 적어도 한 쌍의 센싱 단자부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 호흡이기를 덮도록 안면에 착용하는 본체; 상기 본체에 구비되는 전원공급부; 상기 본체에 형성되며, 전술한 전도성 마스크 필터 모듈이 교체 가능하게 장착되며, 장착된 상기 전도성 마스크 필터 모듈이 상기 전원공급부와 전기적으로 연결되는 필터 장착부; 상기 본체에 형성되며, 상기 호흡기에서 배출되는 날숨을 배출하며, 들숨일 때는 폐쇄되는 배기부; 상기 필터 장착부에 장착되는 전도성 마스크 필터 모듈에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 전도성 마스크 필터 모듈의 들숨 밸브는 들숨일때 개방되고, 날숨일 때 폐쇄될 수 있다.
상기 배기부는, 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 본체 내 공기를 강제 배출하는 배기팬을 포함할 수 있다.
상기 배기부는, 들숨일 때 상기 배기팬을 통해 공기가 유입되지 않도록 공기가 상기 본체로부터 배출될 때는 개방되며, 역방향으로 흐를 때는 폐쇄하는 날숨밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 장착부는, 상기 마스크 필터 모듈이 삽입되는 공간을 이루는 장착구에 삽입된 상기 마스크 필터 모듈을 고정하는 고정부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 마스크 필터 모듈의 도전성 매쉬층의 쇼트 발생을 감지하여, 사용자에게 알람하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 퇴적센서에 퇴적된 이물질이 일정량 이상임을 감지하였을 때, 사용자에게 알람하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체의 안면부와 접촉하는 면에 구비되며, 안면의 피부에 밀착될 수 있도록 연질의 재질로 형성되는 실링부; 상기 실링부에 구비되며, 피부와 닿았는지를 감지하도록 이격되어 배치되며, 상기 제어부와 연결되는 적어도 한쌍의 착용센서;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 착용센서에서 피부의 접촉이 감지되지 않았을 때에는 상기 배기팬 또는 전도성 마스크 필터 모듈에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
본 발명의 전도성 마스크 필터 및 전도성 마스크 필터 모듈 및 이를 구비한 마스크에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 마스크 필터에 전류가 인가되어 전하를 띈 이물질이 포집되므로 여과성능이 매쉬의 크기에 국한되지 아니하므로 매쉬의 비교적 크기를 크게 형성하면서도 여과성능의 유지가 가능하여 호흡 저항이 줄어들 수 있어 호흡 편의성이 향상될 수 있다.
둘째, 마스크 필터 모듈이 교체형으로 구비되며, 세척 및 건조 후에도 여과성능을 유지할 수 있어 매일 깨끗한 마스크 필터 모듈을 사용하면서도 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 마스크 필터에 퇴적센서가 구비되어 마스크 필터에 쌓인 이물질의 양의 추산이 가능해지므로 마스크 필터를 적기에 교체 가능한 효과가 있다.
넷째, 마스크를 착용하였을 때만 마스크 필터 모듈 또는 배기팬에 전원이 공급되고, 마스크를 착용하지 아니하였을 때는 자동적으로 전원이 차단되므로 배터리의 낭비가 줄어 착용시간을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 필터의 분해 사시도;
도 2는 도 1의 마스크 필터의 단면도;
도 3은 도 1의 마스크 필터의 퇴적센서를 도시한 도면;
도 4는 도 1의 마스크 필터의 사시도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 필터 모듈의 분해 사시도;
도 6은 도 5의 마스크 필터 모듈의 단면도;
도 7은 도 5의 들숨밸브가 개방되었을 때를 도시한 단면도;
도 8은 도 5의 들숨밸브가 폐쇄되었을 때를 도시한 단면도;
도 9는 본 발명의 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크를 도시한 사시도;
도 10은 도 9의 전도성 필터 모듈이 장착되는 마스크의 필터 장착부와 전도성 필터 모듈이 결합된 모습을 도시한 단면도;
도 11은 도 9의 전도성 필터 모듈이 장착되는 마스크의 필터 장착부 내주면의 단자들을 도시한 사시도;
도 12는 도 9의 전도성 필터 모듈이 장착되는 마스크의 배기부를 도시한 도면;
도 13은 도 9의 전도성 필터 모듈이 장착되는 마스크의 내측면의 실링부 및 접촉센서를 도시한 도면 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 전도성 마스크 필터(100)의 일 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 전도성 마스크 필터(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124), 절연층(130), 프레임(110) 및 퇴적센서(150)를 포함할 수 있다.
상기 제1매쉬(122)는 전도성 소재로 형성되는 매쉬망으로서 공기가 통과하는 크기의 매쉬를 이룰 수 있으며, 전원의 양극이 연결될 수 있다.
상기 제2매쉬(124)는 전원의 음극이 연결되며, 전도성 소재로 형성되고 공기가 통과하는 크기의 매쉬를 이룰 수 있다.
상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)는 서로 마주보며 이격되도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)는 서로 마주보며 이격되도록 배치되며, 서로 다른 극성의 전기가 인가되는 도전성 매쉬층(120)을 형성할 수 있다.
상기 제1매쉬(122) 또는 제2매쉬(124)는 동 또는 그래핀 소재 등의 전기전도성 물질 소재로 형성되거나 또는 섬유 등의 표면에 동 또는 그래핀 소재 등의 전기 전도성 물질이 코팅될 수도 있을 것이다.
본 실시예에서는 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)가 99.9%이상의 순도를 가진 순수 동 소재로 형성되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)가 순수 동 소재로 형성되는 경우 표면에 부착된 세균등의 증식이 억제되며 미세먼지나 초미세먼지의 포집효율도 증가할 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 전도성 재질로 형성되거나 전도성 재질의 소재가 코팅되는 것도 가능할 것이다.
상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)의 사이에는 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)를 절연시키는 절연층(130)이 형성될 수 있다.
상기 절연층(130)은 부직포나 스펀지 등 전기가 통하지 않으며 공기는 투과하는 절연성 소재로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124) 및 절연층(130)은 프레임(110)에 장착되어 그 위치와 간격이 고정될 수 있다.
상기 프레임(110)은 공기가 연통되는 공기 투과구(112)가 형성되고, 전술한 바와 같이, 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124) 및 절연층(130)이 상기 공기 투과구(112) 내에 장착되어 그 위치와 간격이 고정될 수 있다.
또한, 상기 절연층(130)은 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)를 상호 절연시킴과 동시에 상기 제1매쉬(122)에 포집된 이물질이 제2매쉬(124)측으로 이동되는 것을 차단할 수도 있다.
즉, 상기 제1매쉬(122)에는 양극이 인가되고 제2매쉬(124)에는 음극이 인가되면, 흡입되는 공기중에 음전하를 띈 이물질은 제1매쉬(122)에 포집되고, 흡입되는 공기중에 양전하를 띈 이물질은 제2매쉬(124)에 포집될 수 있다. 이 때, 상기 절연층(130)이 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124) 사이를 절연시키므로 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)가 서로 쇼트가 일어나지 않을 수 있다. 또한, 상기 제1매쉬(122)에 포집된 이물질이 흡입되는 공기를 타고 제2매쉬(124)로 이동되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)의 공기 투과구(112)에는 가스 필터층(142)이 구비되어 흡입되는 공기 중에 포함된 유해가스를 흡착제거할 수도 있다.
또한, 상기 프레임(110)의 공기 투과구(112)에는 습기침투방지층(144)이 구비되어 인체의 날숨에 포함된 습기가 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124) 및 절연층(130)으로 침입하여 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)간의 절연이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 습기침투방지층(144)은 상기 전도성 마스크 필터(100)의 안면과 마주보는 측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)에는 상기 제1매쉬(122)와 전원의 양극이 전기적으로 접촉되도록 구비되는 양극단자(127) 및 상기 제2매쉬(124)와 전원이 음극이 전기적으로 접촉되도록 구비되는 음극단자(128)를 포함하는 전원단자부(126)가 구비될 수 있다. 상기 양극단자(127)와 음극단자(128)는 서로 전기적으로 접촉되지 않도록 이격되게 구비될 수 있다.
한편, 상기 절연층(130)에는 상기 제1매쉬(122)를 통과하여 제2매쉬(124)로 향하는 이물질 중 일부가 침투되어 쌓일 수 있다.
이 때, 상기 절연층(130)에 침투된 이물질이 일정량 이상 퇴적되었는지의 여부를 감지하는 퇴적센서(150)가 더 구비될 수 있다.
상기와 같은 퇴적센서(150)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 퇴적기판(152)과 감지전극(154)을 포함할 수 있다.
상기 퇴적기판(152)은 상기 절연층(130) 내에 삽입되어 위치되며 상기 절연층(130) 내로 침투한 이물질이 퇴적되는 퇴적공간을 형성할 수 있다.
상기 감지전극(154)은 상기 퇴적기판(152)의 일면 상에 서로 마주보도록 소정간격 이격되게 배치되며 이격된 사이로 절연층(130) 내로 침투한 이물질이 퇴적됨에 따라 상호 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다.
즉, 이물질이 상기 한 쌍의 감지전극(154) 사이로 일정량 이상 퇴적되면 상기 한 쌍의 감지전극(154)이 전기적으로 연결되게 되며 이를 감지하여 상기 절연층(130) 내에 일정량 이상의 이물질이 퇴적되었음을 추산할 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)에는 상기 한 쌍의 감지전극(154)이 외부의 제어부(350)와 신호를 주고받을 수 있는 한 쌍의 센싱 단자부(156)가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 전도성 마스크 필터(100)가 모듈화 된 전도성 마스크 필터 모듈(200)이 개시될 수 있다.
상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(110), 도전성 매쉬층(120), 절연층(130) 및 들숨밸브(160)를 포함할 수 있다.
상기 프레임(110)은 전술한 실시예의 프레임(110)과 실질적으로 동일하며, 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120)은 전술한 실시예의 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)층과 실질적으로 동일하고, 상기 절연층(130)은 전술한 실시예의 절연층(130)과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 퇴적센서(150)가 상기 절연층(130) 사이에 매립되도록 구비될 수 있다.
상기 들숨밸브(160)는 상기 프레임(110)의 공기 투과구(112)에 구비되어 공기가 일방향으로만 유동되도록 구비될 수 있다. 이 때, 상기 들숨밸브(160)는 상기 프레임(110)의 사용자 안면측을 향하는 내측면에 구비될 수 있으며, 사용자가 숨을 들이마시는 들숨일 때만 개방되어 공기가 흡입되도록 유동되며, 역방향인 사용자가 숨을 내쉬는 날숨일 때는 상기 공기 투과구(112)를 폐쇄하여 내쉬는 날숨이 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120) 및 상기 절연층(130) 측으로 유동되지 않도록 구비될 수 있다.
사람이 내쉬는 날숨은 다량의 습기를 함유하고 있는데, 이러한 습기가 상기 절연층(130)에 쌓이면 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120) 사이의 절연이 파괴될 수 있기 때문에, 상기 들숨밸브(160)가 사용자가 들숨일 때는 공기를 흡입하도록 개방하고, 날숨일 때는 내쉬는 공기가 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120) 및 절연층(130) 측으로 흐르지 않도록 하여 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120) 사이의 절연이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 들숨밸브(160)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)에 구비되어 공기가 들숨 방향으로 흐를 때는 상기 공기 투과구(112)를 개방하고, 역방향인 날숨 방향으로 흐를때는 상기 공기 투과구(112)를 폐쇄하는 판막(166)을 포함할 수 있다.
좀 더 자세하게 설명하자면, 상기 들숨밸브(160)는 프레임(110)에 결합되는 외측 테두리(162)와, 상기 외측 테두리(162)로부터 중앙을 향하여 연장되는 하나 이상의 스포크(164) 및 판막(166)을 포함할 수 있다.
상기 판막(166)은 공기가 들숨방향으로 흐를 때를 기준으로 공기 흐름방향으로 상기 스포크(164)의 후측에 구비되며, 상기 스포크(164)에 고정되고, 테두리(162) 측 부분은 자유단을 형성하여, 공기가 일방향으로 흐를 때는 탄성변형되어 개방되고, 공기가 역방향으로 흐를 때는 상기 스포크(164) 또는 테두리(162)에 지지되어 상기 공기 투과구(112)를 폐쇄하도록 구비될 수 있다.
이와 같은 전도성 마스크 필터 모듈(200)은 하나의 개별품으로 형성되어 후술하는 마스크(300)에 장착될 수 있다. 또한, 상기 한 쌍의 도전성 매쉬층(120)에 전원이 인가되어 먼지를 흡착여과 하므로, 사용후에 세척 건조하여 전원을 재인가 하는 것으로 마스크의 성능이 발휘될 수 있어 재사용이 가능하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크(300)가 개시될 수 있다.
상기 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크(300)는 도 9에 도시된 바와 같이, 본체(310), 전원공급부(320), 필터 장착부(330), 배기부(340) 및 제어부(350)를 포함할 수 있다.
상기 본체(310)는 사용자의 안면에 착용되며 코와 입 등의 호흡기를 덮도록 구비될 수 있다. 또한 상기 본체(310)는 공기가 투과되지 않으면서 사용자의 안면에 밀착될 수 있도록 유연한 재질의 플라스틱이나 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 본체(310)는 착용자의 입모양을 외부에서 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상기 본체(310)에는 전원공급부(320)가 구비될 수 있다. 상기 전원공급부(320)는 교체 가능한 건전지가 장착되거나 또는 재충전이 가능한 2차전지가 구비될 수 있다.
상기 필터 장착부(330)는 전술한 전도성 마스크 필터 모듈(200)이 교체 가능하게 장착되도록 개구되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 필터 장착부(330)는 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)이 장착되었을 때, 상기 전원공급부(320)와 전기적으로 연결되어 전원 및 신호를 인가받을 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 필터 장착부(330)에 장착된 전도성 마스크 필터 모듈(200)은 상기 전원공급부(320)와 전기적으로 연결되어 전원이 공급될 수 있다. 이를 위해, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 필터 장착부(330)의 내주면에는 상기 전도성 필터 마스크 모듈의 프레임(110)에 구비된 전원단자부(126) 및 센싱 단자부(156)와 전기적으로 접촉되는 단자부(332)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 필터 장착부(330)의 내주면에는 장착된 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)을 고정하는 고정부(334)가 구비될 수 있다. 상기 고정부(334)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 필터 장착부(330)의 내주면에 돌출된 돌기(336)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 프레임(110)에는 상기 돌기가 수용되는 홈(338)이 형성될 수 있다. 물론, 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 프레임(110)에 돌기가 형성되고, 상기 필터 장착부(330)의 내주면에 홈이 형성될 수도 있을 것이다. 따라서, 상기 돌기 또는 프레임(110)의 탄성에 의해 상기 돌기(336)가 홈(338)에 수용되면서 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)이 상기 필터 장착부(330)에 탈착 가능하게 고정될 수 있다.
이 때, 상기 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)은 상기 본체(110)의 안면을 향하는 후측면에서 상기 필터 장착부(330)에 장착되도록 구비될 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 본체(110)의 외측을 향하는 전면에서 장착될 수도 있는 등 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 장착 방향에 한정되지는 않는다.
상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)은 상기 필터 장착부(330)에 장착되어 사용자가 들숨일 때 외부의 공기를 여과하면서 상기 본체(310) 내부로 유입시킬 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)에 구비된 들숨 밸브(160)는 사용자가 들숨일 때 개방되고 날숨일 때 폐쇄되도록 구비될 수 있다.
상기 배기부(340)는 상기 본체(310)에 형성되며, 사용자의 코나 입 등의 호흡기를 통해 배출되는 날숨을 본체(310) 외부로 배출하도록 구비될 수 있다. 이 때, 상기 배기부(340)는 들숨일 때는 폐쇄되어 외부의 공기가 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)을 통해서만 본체(310) 내부로 유입되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제어부(350)는 상기 필터 장착부(330)에 장착되는 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)에 공급되는 전원을 제어하도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 배기부(340)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(350)에 의해 제어되며, 상기 본체(310) 내 공기를 상기 본체(310) 외부로 강제 배기하는 배기팬(342) 및 날숨밸브(344)를 포함할 수 있다.
상기 배기팬(342)은 상기 마스크에 장착되며, 상기 제어부(350)의 제어에 의해 회전되면서 상기 본체(310) 내 공기를 상기 본체(310) 외부로 강제 배기하도록 구비될 수 있다. 또한, 들숨일 때 상기 배기팬(342)을 통해 여과되지 않은 공기가 본체(310) 내부로 역류되는 것을 방지하도록, 공기가 상기 본체(310)로부터 배출될 때(즉, 날숨일 때)는 개방되며, 역방향으로 흐를 때(즉, 들숨일 때)는 폐쇄되는 날숨밸브(344)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 본체(310) 또는 제어부(350)에는 알람부(360)가 더 구비될 수 있다. 상기 알람부(360)는 상기 마스크 필터 모듈의 교체여부 및 교체시기를 알려주도록 구비될 수 있다.
전술한 상기 마스크 필터 모듈의 절연층(130)에 습기가 과도하게 쌓이게 되면 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)의 절연이 파괴될 수 있다. 이렇게 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)의 절연이 파괴되어 쇼트가 일어나게 되면 상기 도전성 매쉬층(120)은 먼지를 집진하는 능력을 상실할 수 있다.
따라서, 상기 알람부(360)는 상기 제1매쉬(122)와 제2매쉬(124)에 쇼트가 일어날 경우 상기 제어부(350)에서 이를 감지하여 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)을 교체하도록 사용자에게 소리 또는 점등 등의 수단으로 알람할 수 있다.
또한, 상기 알람부(360)는 상기 마스크 필터 모듈이 장착된 이후 전력을 공급한 시간을 카운트 하여 기 설정된 시간이 경과한 경우 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 교체를 유도하는 알람을 소리 또는 점등 등이 수단으로 사용자에게 알람할 수 있다.
또한, 상기 마스크 본체(310)의 외측에 별도의 환경센서(370)를 장착하여, 해당 환경에서 노출된 시간을 감안하여 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 수명이 도래했음을 알리는 알람을 소리 또는 점등 등으로 사용자에게 알람할 수 있다.
이 때, 상기 환경센서(370)는 분진의 농도를 측정하거나 또는 유해가스의 농도를 측정하는 센서일 수 있다.
또한, 상기 퇴적센서(150)가 상기 제어부(350)와 연결되어 상기 퇴적센서(150)에 퇴적된 먼지의 양이 설정된 양 이상인 것으로 감지된 경우 상기 전도성 마스크 필터 모듈(200)의 교체를 유도하는 알람을 소리 또는 점등 등이 수단으로 사용자에게 알람할 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 본체(310)의 안면부와 접촉하는 면에 안면의 피부에 밀착될 수 있도록 실리콘 등의 연질의 부재로 형성된 실링부(380)가 구비될 수 있다. 그리고, 실링부(380)에 구비되며, 피부와 닿았는지를 감지하도록 이격되어 배치되며, 상기 제어부(350)와 연결되는 적어도 한쌍의 착용센서(382)가 구비될 수 있다.
따라서, 사용자가 마스크를 착용하면 상기 착용센서(382)가 피부에 접촉되어 착용되었음이 감지될 수 있으며, 사용자가 마스크를 벗으면 상기 착용센서(382)가 피부와 접촉하지 아니하므로 마스크를 벗었다고 판단할 수 있다.
한편, 상기 제어부(350)는 상기 착용센서(382)에서 피부의 접촉이 감지되지 않았을 때에는 상기 배기팬(342) 또는 전도성 마스크 필터 모듈(200)에 공급되는 전원을 차단함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(350)에는 상기 배기팬(342) 및 전도성 마스크 필터 모듈(200)에 공급되는 전원을 수동으로서 온 오프 시키는 스위치(352)를 포함할 수 있다. 따라서, 장기간 보관 중에는 상기 스위치(352)를 오프 시킴으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 전도성 마스크 필터 110: 프레임
112: 공기투과구 120: 도전성 매쉬층
122: 제1매쉬 124: 제2매쉬
126: 전원단자부 127: 양극단자
128: 음극단자 130: 절연층
142: 가스필터층 144: 습기침투방지층
150: 퇴적센서 152: 퇴적기판
154: 감지전극 156: 센싱 단자부
160: 들숨밸브 162: 테두리
164: 스포크 166: 판막
200: 전도성 마스크 필터 모듈 300: 마스크
310: 본체 320: 전원공급부
330: 필터장착부 332: 단자부
334: 고정부 336: 돌기
338: 홈 340: 배기부
342: 배기팬 344: 날숨밸브
350: 제어부 352: 스위치
360: 알람부 370: 환경센서
380: 실링부 382: 착용센서

Claims (25)

  1. 전원의 양극이 연결되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제1매쉬;
    전원의 음극이 연결되고, 상기 제1매쉬와 마주보며 이격되도록 배치되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되는 전도성 소재의 제2매쉬;
    상기 제1매쉬와 제2매쉬의 사이에 배치되고, 상기 제1매쉬와 제2매쉬를 절연시키며, 공기가 투과하는 소재로 형성되는 절연층;
    상기 절연층 내에 삽입되며, 절연층 내로 침투한 이물질이 일정량 이상 퇴적되는지의 여부를 감지하는 퇴적센서를 포함하며,
    상기 퇴적센서는,
    상기 절연층 내에 삽입되며, 상기 절연층 내로 침투한 이물질이 퇴적되는 퇴적공간을 형성하는 퇴적기판;
    상기 퇴적기판의 일면 상에 서로 마주보도록 소정간격 이격되게 배치되며, 이격된 사이로 절연층 내로 침투한 이물질이 상기 퇴적공간에 퇴적됨에 따라 상호 전기적으로 연결되도록 배치되는 한 쌍의 감지전극;
    을 포함하는 전도성 마스크 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1매쉬와 제2매쉬 및 절연층이 장착되며, 상기 제1매쉬와 제2매쉬를 이격시키는 프레임;
    을 더 포함하는 전도성 마스크 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 제1매쉬에 포집된 이물질이 제2매쉬측으로 이동하는 것을 차단하도록 구비되는 전도성 마스크 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2매쉬의 상기 제1매쉬를 향하는 면의 반대편에 구비되며, 투과되는 공기중 포함된 유해가스를 제거하는 가스필터층을 더 포함하는 전도성 마스크 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2매쉬의 제1매쉬를 향하는 편의 반대편에 구비되며, 공기의 투과가 가능하면서 습기의 침투를 방지하는 습기침투방지층을 더 포함하는 전도성 마스크 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1매쉬 또는 제2매쉬는 동 또는 그래핀 소재로 형성되는 전도성 마스크 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1매쉬 또는 제2매쉬는 전도성 재질이 표면에 코팅된 섬유인 전도성 마스크 필터.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 프레임에 구비되며, 상기 제1매쉬와 전원의 양극이 전기적으로 접촉되는 양극단자;
    상기 프레임에 상기 양극단자와는 이격되도록 구비되며, 상기 제2매쉬와 전원의 양극이 전기적으로 접촉되는 음극단자;
    를 포함하는 전도성 마스크 필터.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 공기가 연통되는 공기 투과구가 형성된 프레임;
    상기 프레임의 공기 투과구에 서로 마주보도록 상호 이격되어 장착되며, 공기가 투과하는 매쉬 형태로 형성되며, 전원의 양극 또는 음극이 연결되도록 구비되는 적어도 한 쌍의 도전성 매쉬층;
    상기 프레임의 상기 도전성 매쉬층 사이에 구비되며, 공기가 투과하는 소재로 형성되고, 상기 도전성 매쉬층 사이를 절연하는 절연층;
    상기 공기 투과구에 구비되며, 공기가 일방향으로만 유동되도록 구비되는 들숨밸브;
    상기 절연층 내에 삽입되며, 절연층 내로 침투한 이물질이 일정량 이상 퇴적되는지의 여부를 감지하는 퇴적센서를 포함하며,
    상기 퇴적센서는,
    상기 절연층 내에 삽입되며, 상기 절연층 내로 침투한 이물질이 퇴적되는 퇴적공간이 형성된 퇴적기판;
    상기 퇴적기판의 일면 상에 서로 마주보도록 소정간격 이격되게 배치되며, 이격된 사이로 절연층 내로 침투한 이물질이 상기 퇴적공간에 퇴적됨에 따라 상호 전기적으로 연결되도록 배치되는 한 쌍의 감지전극;
    을 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 매쉬층은 전도성 재질이 표면에 코팅된 섬유인 전도성 마스크 필터 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 들숨밸브는,
    상기 프레임에 구비되어 공기가 들숨 방향으로 흐를 때는 개방되며, 역방향으로 흐를 때는 상기 공기 투과구를 폐쇄하는 판막을 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 들숨밸브는,
    상기 프레임과 결합되는 외측 테두리로부터 상기 프레임의 중앙을 향하여 연장되는 하나 이상의 스포크;
    공기가 들숨방향으로 흐를 때를 기준으로 공기 흐름방향으로 상기 스포크의 후측에 구비되며, 상기 스포크에 고정되고, 테두리 측 부분은 자유단을 형성하여, 공기가 일방향으로 흐를 때는 탄성변형되어 개방되고, 공기가 역방향으로 흐를 때는 상기 스포크 또는 테두리에 지지되어 상기 공기 투과구를 폐쇄하도록 구비되는 판막;을 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프레임에 구비되며, 상기 도전성 매쉬층에 전원의 양극 또는 음극이 연결되도록 구비되는 적어도 한 쌍의 전원 단자부를 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 퇴적센서가 외부의 제어부와 연결되도록 상기 프레임에 형성되는 적어도 한 쌍의 센싱 단자부를 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈.
  17. 호흡기를 덮도록 안면에 착용하는 본체;
    상기 본체에 구비되는 전원공급부;
    상기 본체에 형성되며, 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항의 전도성 마스크 필터 모듈이 교체 가능하게 장착되며, 장착된 상기 전도성 마스크 필터 모듈이 상기 전원공급부와 전기적으로 연결되는 필터 장착부;
    상기 본체에 형성되며, 상기 호흡기에서 배출되는 날숨을 배출하며, 들숨일 때는 폐쇄되는 배기부;
    상기 필터 장착부에 장착되는 전도성 마스크 필터 모듈에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전도성 마스크 필터 모듈의 들숨 밸브는 들숨일때 개방되고, 날숨일 때 폐쇄되는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 배기부는, 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 본체 내 공기를 강제 배출하는 배기팬을 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 배기부는, 들숨일 때 상기 배기팬을 통해 공기가 유입되지 않도록 공기가 상기 본체로부터 배출될 때는 개방되며, 역방향으로 흐를 때는 폐쇄하는 날숨밸브를 더 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 필터 장착부는,
    상기 마스크 필터 모듈이 삽입되는 공간을 이루는 장착구에 삽입된 상기 마스크 필터 모듈을 고정하는 고정부;
    를 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 마스크 필터 모듈의 도전성 매쉬층의 쇼트 발생을 감지하여, 사용자에게 알람하는 알람부를 더 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 마스크 필터 모듈에 구비된 퇴적센서에 퇴적된 이물질이 일정량 이상임을 감지하였을 때, 사용자에게 알람하는 알람부를 더 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 본체의 안면부와 접촉하는 면에 구비되며, 안면의 피부에 밀착될 수 있도록 연질의 재질로 형성되는 실링부;
    상기 실링부에 구비되며, 피부와 닿았는지를 감지하도록 이격되어 배치되며, 상기 제어부와 연결되는 적어도 한쌍의 착용센서;
    를 더 포함하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 착용센서에서 피부의 접촉이 감지되지 않았을 때에는 상기 배기팬 또는 전도성 마스크 필터 모듈에 공급되는 전원을 차단하는 전도성 마스크 필터 모듈이 장착되는 마스크.
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