KR102462450B1 - 전기천공용 살균필터 및 이를 포함하는 마스크 및 공기청정기 - Google Patents

전기천공용 살균필터 및 이를 포함하는 마스크 및 공기청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시 형태는, 제1 도전성 섬유층과, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층과, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균 필터와 이러한 살균필터를 포함하는 마스크 및 공기청정기를 제공할 수 있다.

Description

전기천공용 살균필터 및 이를 포함하는 마스크 및 공기청정기{STERILIZATION FILTER FOR ELECTROPORATION, A MASK AND A AIR PURIFIER USING THE SAME}
본 발명은 전기천공용 살균필터 및 이를 포함하는 마스크 및 공기청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터를 통과하는 세균 및 바이러스를 사멸시키기 위해 필터 내에 전압을 인가할 수 있는 전기천공용 살균필터 및 이를 포함하는 마스크와 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 마스크는 천 형태 또는 조밀하고 크기가 작은 다공성 구조의 정전기능을 갖는 부직포 등을 사용하여 고익 중의 먼지 등을 차단하는 형태를 가지고 있다. 이러한 마스크는 먼지 포집률이 높을수록 공기의 통과가 어려워 사용자의 자연스러운 호흡을 방해하게 된다. 예를 들어, 미세먼지 차단 효과가 우수한 N95 등급이나 KF99 등급은 흡기 저항이 매우 커서 사용시 호흡이 매우 불편한 문제가 있다.
또한, 실질적으로 인체에 해로운 미세먼지 입자(0.1㎛ 이하)의 포집 효율에 대한 성능이 불확실하며, 대부분 미세먼지나 세균, 바이러스 등을 차단하는 기능이 있을 뿐 세균이나 바이러스 등을 사멸시키지는 못한다.
간혹 마스크에 사용되는 부직포 등에 살균물질을 코팅하여 살균기능을 수행하는 제품들이 있지만, 이 또한 살균 대상체의 종류에 따라 살균성능이 달라지므로 안정적인 살균기능을 수행하기에는 매우 부족하다.
정전 부직포를 사용하는 마스크의 경우에는 정전 부직포의 정전기가 대기 중의 수분율, 분진 포집 정도 등 환경변화 및 보관기간에 따라 성능이 급속도로 저하되는 단점이 있다. 또한, 사용되는 정전 부직포의 정전기 레벨이 -300 ~ -600V 수준으로 미세먼지를 차단하기에는 매우 낮은 전위로서 포집효율이 떨어지는 문제점이 있다.
선행문헌 : 대한민국 등록특허공보 10-1471474
상기 선행문헌은, 방진마스크에 관한 것으로서, 방진마스크 내면의 상부, 측부 및 하부의 밀착면을 사용자 신체에 긴밀하게 접하게 되면서 오염된 외부공기의 흡입을 막아주게 되어, 방진마스크를 통한 공기의 흡입은 사용자 코부분이 위치하는 부위의 면만을 통하여 이루어지게 하여 방진마스크의 여과기능 및 밀폐기능을 강화한 여과성 및 밀폐성이 향상된 방진마스크에 관한 것이다. 여과성 및 밀폐성이 향상된 방진마스크는, 코부위를 감싸는 코가림패드와, 상기 코가림패드가 부착되는 입가림패드로 이루어져 있으며, 상기 입가림패드의 하부에는 양단부의 일정부분이 수평으로 초음파융착된 부분융착부가 형성되고 중앙부분에는 융착되지 않은 비융착부가 형성되어 있으며, 상기 부분융착부 및 비융착부의 하부에는 턱부위를 감싸는 턱밀착부가 상기 입가림패드와 일체로 형성되어 접혀져 있고, 상기 입가림패드의 양측단부에는 이어밴드가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
개인위생에 대한 관심이 높아짐에 따라 보다 사용이 편리하고 세균이나 바이러스로부터 안전한 필터나 마스크에 대한 연구가 계속되고 있다.
본 발명의 일실시 형태에서는, 통기성 필터를 통과하는 공기에 포함된 세균이나 바이러스를 사멸시킬 수 있는 전기천공용 살균필터 및 이를 이용한 마스크와 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시 형태는, 제1 도전성 섬유층과, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층과, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 (+) 및 (-) 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균 필터를 제공할 수 있다.
상기 제1 전극 및 제2 전극은, 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 전극 및 제2 전극은, 외부의 전압인가 장치와 암수 결합을 하는 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 절연층 및 상기 제1 도전성 섬유층에는 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 개방부가 형성될 수 있다.
상기 전기천공용 살균필터는, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 연결되어 상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 전압을 인가하는 전압인가 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 전압인가 장치는, 상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 더 포함할 수 있다.
상기 전압인가 장치는, 상기 제1 도전성 섬유층 또는 제2 도전성 섬유층으로 약 0.01 밀리초(ms) 내지 60 초(s)의 지속시간(duration time)을 갖는 직류 펄스를 인가할 수 있다.
상기 전압인가 장치는, 상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 교대로 전압을 인가 할 수 있으며, 이 때, 상기 전압인가 장치는, 크기와 파형이 서로 다른 전압을 인가할 수 있다.
상기 전압인가 장치는, 상기 제1 전극 및 제2 전극과 자석결합할 수 있다.
상기 절연층은, 약 10~2000 ㎛ 의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 제1 도전성 섬유층, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층, 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균필터와, 상기 전기천공용 살균필터를 안면부에 고정시키기 위한 고정부를 포함하는 마스크를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 제1 도전성 섬유층, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층, 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균필터와, 상기 전기천공용 살균필터가 배치되는 하우징 및 상기 하우징 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키는 송풍부를 포함하는 공기 청정기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따르면, 통기성 필터를 통과하는 공기에 포함된 세균이나 바이러스를 사멸시킬 수 있는 전기천공용 살균필터 및 이를 이용한 마스크와 공기청정기를 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전기천공용 살균필터의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전극구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전극구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전압인가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전압인가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터가 적용된 마스크의 구성도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터가 적용된 공기청정기의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 전기천공용 살균필터의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(100)는 제1 도전성 섬유층(110), 절연층(120), 및 제2 도전성 섬유층(130)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
전기천공법(electroporation)은 세포를 DNA 용액에 넣고, 직류 고전압의 펄스를 통과시켜 세포막에 일시적인 구멍을 만들어 세포 내로 DNA를 도입시키는 유전자 도입법의 하나이다. 전기천공법은 동물, 식물, 미생물, 사람 등으로부터 추출한 세포 등 다양한 세포종에 적용이 가능하며, DNA 뿐만 아니라 RNA, siRNA, 펩타이드, 단백질, 항체, 약물 또는 다른 물질을 도입시키는 응용이 가능하다.
지질막으로 둘러 쌓인 바이러스나 균들에 강한 전기장을 인가하면 지질막의 구조가 파괴되는 전기천공이 발생하여 더 이상 그 구조를 유지할 수 없어 사멸하게 되는데, 이 때 필요한 전기장의 세기는 약 수백만V/m 가 필요할 수 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서는 이러한 전기천공법을 이용하여 바이러스나 세균을 사멸시키는 살균필터를 제공할 수 있다.
제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)은, 통기성을 갖는 도전성 섬유로 형성될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)은 통기성을 위해서 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 면으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 섬유사로 직조된 섬유층 표면에 도전성을 가지는 금속이 도금되어 형성될 수 있다. 이때, 도전성을 가지는 금속으로는 도전성이 우수한 금, 은, 구리, 니켈 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1 도전성 섬유층(110)은 상기 복수의 섬유 재질 중 적어도 한 종류의 실과 섬유재질에 금속이 도금된 금속사가 혼합되어 직조된 형태일 수도 있다. 또한, 섬유재질에 금속이 도금된 금속사로 직조될 수도 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(110)과 제2 도전성 섬유층(130)은 동일한 재질로 형성될 수도 있고 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서 제1 전도성 섬유층(110) 및 제2 전도성 섬유층(130)의 저항은 500 옴(ohm)/cm 이하를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)은, 금속이 도금된 섬유를 5 중량% 내지 25 중량% 함유하는 섬유를 사용할 수 있다. 도금된 섬유의 비중이 5 중량% 미만인 경우에는 충분한 도전성을 얻기가 어려울 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)의 두께는 각각 20~100 g/m2 일 수 있다.
상기 제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)에는 각각 전압을 인가할 수 있는 제1 전극(111) 및 제2 전극(131)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(111)에는 (+) 전압을 인가하고 제2 전극(131)에는 (-) 전압을 인가할 수 있다. 이처럼 전압이 인가되면 제1 도전성 섬유층(110)과 제2 도전성 섬유층(130) 사이인 절연층(120)에 전기장(electric field)이 형성되고, 이러한 전기장에 의해 상기 절연층(120)을 통과하는 세균이나 바이러스에 전기천공을 형성하여 세균이나 바이러스를 사멸시킬 수 있다.
상기 전압인가장치(150)를 통해 상기 제1 도전성 섬유층(110) 및 제2 도전성 섬유층(130)으로 인가되는 전압은 20 ~ 400 V 일 수 있으며, 바람직하게는 30 ~ 150 V 일 수 있다.
절연층(120)은 상기 제1 도전성 섬유층(110)과 제2 도전성 섬유층(130) 사이에 적층될 수 있다. 상기 절연층(120)은 제1 도전성 섬유층(110)과 제2 도전성 섬유층(130) 사이를 절연시킴으로서 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 직접 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 절연층(120)은 소정의 두께를 갖도록 형성함이 바람직하다. 절연층(120)의 두께를 너무 얇게 하는 경우에는 제1 도전성 섬유층(110)과 제2 도전성 섬유층(130) 사이의 절연기능이 약화될 수 있고, 상기 절연층(120)의 두께를 너무 두껍게 한다면 도전성 섬유층 사이의 방전기능이 약화될 수 있다. 따라서, 상기 절연층의 두께는 도전성 섬유층에 인가되는 전압을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 절연층의 두께는 약 10~2000 ㎛ 로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 절연층의 두께는 30~300 ㎛ 로 형성될 수 있다.
본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(100)에서는 상기 제1 도전성 섬유층(110)에서 제2 도전성 섬유층(130) 방향으로 유입되는 세균이나 바이러스를 절연층(120)에서 사멸시킬 수 있다. 따라서, 상기 절연층(120)은 통기성을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 절연층(120)으로는 통기성을 갖는 부직포 등이 사용될 수 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서 상기 절연층(120)은 통기성 뿐만 아니라 집진성도 갖추는 것이 바람직하다. 상기 절연층을 통과하는 공기상에 포함된 세균이나 바이러스등이 상기 절연층(120)에 머무는 시간이 길수록 도전성 섬유층 사이의 방전에 의해 사멸될 가능성도 높아지기 때문이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(200)는 제1 도전성 섬유층(210), 절연층(220), 및 제2 도전성 섬유층(230)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(210) 및 제2 도전성 섬유층(220)에는 전압인가장치(250)가 연결되어 고압의 전압을 인가시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서는 상기 제1 도전성 섬유층(210) 및 제2 도전성 섬유층(230)의 외곽에 커버층(260, 270)이 각각 형성될 수 있다. 상기 커버층(260, 270)은 상기 제1 도전성 섬유층(210) 및 제2 도전성 섬유층(230)을 커버하여 직접적으로 인체가 상기 도전성 섬유층에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 특성상 상기 커버층도 소정의 통기성을 갖도록 형성함이 바람직하다. 또한 상기 커버층(260, 270)은 상기 전기천공용 살균필터에 추가적인 미세먼지 차단 효과 등을 위해 세밀히 직조된 필터일 수 있다.
본 실시형태에서는 제1 도전성 섬유층(210) 방향에서 제2 도전성 섬유층(230) 방향으로 공기가 흐르는 경우, 전기천공용 살균필터(200)로 유입되기 전의 공기에는 세균이나 바이러스가 포함될 수 있다. 세균이나 바이러스 균들은 지질막으로 둘러싸여 있다. 이러한 세균이나 바이러스 균들이 전기천공용 살균필터(200)의 절연층(220)을 통과하는 동안, 제1 도전성 섬유층(210)과 제2 도전성 섬유층(230) 사이에 고압의 전기장이 인가되면 세균이나 바이러스 균들의 지질막의 구조가 파괴되어 더 이상 그 구조를 유지할 수 없어 사멸하게 된다.
<실험예 1>
본 발명의 일 실험예로서 바이러스 불활성화 효율 평가를 실시하였다. 본 실험에서는, 제1 및 제2 도전성 섬유층으로 은 도금된 섬유를 20cmx20cm 각각 준비하고 중간의 절연층으로 두께 60 ㎛의 22cmx22cm 부직포를 준비하였다. 제1 도전성 섬유층, 절연층, 제2 도전성 섬유층을 밀착시키기 위해 얇은 두께의 양면테이프를 통기에 영향이 없을 정도록 작게 잘라 접착하여 3층의 전기천공용 살균필터를 형성하였다. 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전압인가부와 연결하였으며, 본 실험예에서 전압인가부는 전원으로 충전가능한 리튬이온 배터리 3.5V를 사용하였다.
바이러스 시험용액으로는 정제된 인플루엔자 바이러스를 PBS 버퍼로 10배 희석한 용액을 시험용액으로 사용하였다. 네뷸라이저에 시험용 바이러스 시험용액을 담아서 네뷸라이저로 분무한 후, 제조된 전기천공용 살균필터를 통과한 기체를 젤라틴 필터를 가지고 회수하였다. 1분에 5L의 흡입량으로 1분동안 장치 내부의 공기를 흡수하여 젤라틴 필터에 포집하였다. 이 후, 바이러스가 포집된 젤라틴 필터를 회수해, MDCK 세포를 사용한 세포 감염량 측정법인 TC ID50법을 통하여 바이러스 감염값을 측정하였다.
본 실험예에서는 아래의 표 1에서와 같이 전압인가부에서 인가되는 전압을 80V, 100V, 120V로 변화시키면서 바이러스 불활성화율을 측정하였다. 아래의 표 1에서와 같이 전기천공용 살균필터에 높은 전압을 인가할 수록 바이러스 불활성화율은 높아지는 것을 확인할 수 있다.
인가 전압 불활성화율 항균력
일반 부직포 필터 - 18% 2 x 103
은사 원단 필터 80V 92% 검출없음
은사 원단 필터 100V 94% 검출없음
은사 원단 필터 120V 96% 검출없음
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전극구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(300)는 제1 도전성 섬유층(310), 절연층(320), 및 제2 도전성 섬유층(330)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(310) 및 제2 도전성 섬유층(330)에는 각각 제1 전극(311) 및 제2 전극(331)이 형성되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 통해 외부의 전압인가장치로부터 고압의 전압을 인가시켜 제1 도전성 섬유층(310)과 제2 도전성 섬유층(330) 사이에 전기장을 형성시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(300)에서, 상기 제1 전극(311) 및 제2 전극(331)은 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 이처럼 제1 전극과 제2 전극이 동일한 방향을 향하도록 형성하면, 별도의 장치인 전압인가 장치를 상기 제1 전극 및 제2 전극에 부착하는데 용이할 수 있다.
본 실시형태에서 제1 전극(311)은 제1 도전성 섬유층(310)의 일면에 형성될 수 있다. 제1 전극(311)은 외부의 전압인가 장치와 암수 결합을 하는 돌출부 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서 제2 전극(331)은 제2 도전성 섬유층(330)의 일면에 형성될 수 있다. 제2 전극(331)은 외부의 전압인가 장치와 암수 결합을 하는 돌출부 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 일측방향으로 형성하기 위해, 제2 전극(331)이 제1 도전성 섬유층(310)의 일면에 노출되도록 형성될 수 있다. 이를 위해서, 상기 절연층(320) 및 제1 전도성 섬유층(310)에 각각 상기 제2 전극이 관통할 수 있는 관통영역(322, 312)을 형성할 수 있다. 이 때 상기 제1 전도성 섬유층(310)에 형성된 관통영역(312)의 넓이보다 상기 절연층(320)에 형성된 관통영역(322)의 넓이를 좁게하여 절연층의 관통영역(322)을 통해 제1 도전성 섬유층(310)과 제2 도전성 섬유층(330)이 통전되지 않도록 하여야 한다.
돌출 형성된 제1 전극(311) 및 제2 전극(331)은 전압인가 장치의 홈부와 결합하여 전기적 연결 및 물리적인 결합을 수행할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 전극(311) 및 제2 전극(331)은 금속 재질로 형성되고, 상기 전압인가 장치의 홈부에는 자석 성분을 포함시켜 전압인가 장치를 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터부에 결합시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전극구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(400)는 제1 도전성 섬유층(410), 절연층(420), 및 제2 도전성 섬유층(430)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(410) 및 제2 도전성 섬유층(430)에는 각각 제1 전극(411) 및 제2 전극(431)이 형성되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 통해 외부의 전압인가 장치로부터 고압의 전압을 인가시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(400)에서, 상기 제1 전극(411) 및 제2 전극(431)은 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 이처럼 제1 전극과 제2 전극이 동일한 방향을 향하도록 형성하면, 별도의 장치인 전압인가 장치를 상기 제1 전극 및 제2 전극에 부착하는데 용이할 수 있다.
본 실시형태에서 제1 전극(411)은 제1 도전성 섬유층(410)의 일면에 형성될 수 있다. 제1 전극(411)은 외부의 전압인가 장치와 암수 결합을 하는 돌출부 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서 제2 전극(431)은 제2 도전성 섬유층(430)의 일면에 형성될 수 있다. 제2 전극(431)은 외부의 전압인가 장치와 암수 결합을 하는 돌출부 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 형성하기 위해, 제2 전극(431)이 제1 도전성 섬유층(410)의 일면에 노출되도록 형성될 수 있다. 이를 위해서, 상기 절연층(420)에는 상기 제2 전극(431)이 관통할 수 있는 관통영역(422)을 형성하고, 제1 전도성 섬유층(410)의 일부 영역을 제거하여 개방부(412)를 형성할 수 있다. 본 실시형태에 개시된 바와 같이 개방부(412) 영역 전체를 제거할 수도 있으며, 그 개방부(412)의 일부 영역만을 제거할 수도 있다. 이 때 상기 제1 전도성 섬유층(410)에 형성된 개방부(412)의 넓이보다 상기 절연층(420)에 형성된 관통영역(422)의 넓이를 좁게하여 절연층의 관통영역(422)을 통해 제1 도전성 섬유층(410)과 제2 도전성 섬유층(430)이 통전되지 않도록 하여야 한다.
돌출 형성된 제1 전극(411) 및 제2 전극(431)은 전압인가 장치의 홈부와 결합하여 전기적 연결 및 물리적인 결합을 수행할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 전극(411) 및 제2 전극(431)은 금속 재질로 형성되고, 상기 전압인가 장치의 홈부에는 자석 성분을 포함시켜 전압인가 장치를 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터부에 결합시킬 수 있다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전압인가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(500)는 제1 도전성 섬유층(510), 절연층(520), 및 제2 도전성 섬유층(530)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(510) 및 제2 도전성 섬유층(530)에는 각각 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)이 형성되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전압을 인가하는 전압인가 장치(550)를 더 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(300)에서, 상기 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)은 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 이처럼 제1 전극과 제2 전극이 동일한 방향을 향하도록 형성하면, 전압인가 장치(550)를 상기 제1 전극 및 제2 전극에 착탈하는데 용이할 수 있다.
본 실시형태에서 제1 전극(511)은 제1 도전성 섬유층(510)의 일면에 형성되고 제2 전극(531)은 제2 도전성 섬유층(530)의 일면에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)은 전압인가 장치(550)와 암수 결합을 하는 돌출부 형태로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 일측방향으로 형성하기 위해, 제2 전극(531)이 제1 도전성 섬유층(510)의 일면 방향에 노출되도록 형성될 수 있다. 이를 위해서, 상기 절연층(520) 및 제1 전도성 섬유층(510)에 각각 상기 제2 전극이 관통할 수 있는 관통영역(522, 512)을 형성할 수 있다.
전압인가 장치(550)의 하면에는 상기 돌출형성된 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)에 대향하는 위치에 상기 제1 전극 및 제2 전극이 결합할수 있는 홈부(551, 552)가 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)은 전압인가부(550)의 하면에 형성된 홈부(551, 552)와 결합하여 전기적 연결 및 물리적인 결합을 수행할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 전극(511) 및 제2 전극(531)은 금속 재질로 형성되고, 상기 전압인가부의 홈부(551, 552)에는 자석 성분을 포함시켜 전압인가 장치를 상기 제1 전극 및 제2 전극에 착탈이 용이하게 할 수 있다.
상기 전압인가 장치(550)는 교류(AC) 혹은 직류(DC) 전압을 출력할 수 있다. 상기 전압인가 장치(550)에서 출력되는 전압이 교류(AC)전압인 경우 0.001Hz ~ 10MHz의 주파수를 가질 수 있다.
상기 전압인가 장치(550)에서 출력되는 전압이 직류(DC)인 경우, 상기 직류 전압은 소정의 지속시간(duration time)을 갖는 펄스 전압일 수 있다. 상기 펄스 전압을 입력하는 경우, 지속시간은 약 0.01 밀리초(ms) 내지 60 초(s)일 수 있다. 다른 조건이 동일하다면, 상기 펄스 전압의 지속시간을 길게 할수록 절연층 내에서 세균의 사멸률이 더 높아질 수 있다.
본 실시형태에서, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 전압인가 장치(550)는, 상기 제1 도전성 섬유층(510)과 제2 도전성 섬유층(530)이 도통되어 제1 도전성 섬유층(510)과 제2 도전성 섬유층(530) 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 더 포함할 수 있다. 절연층(520)상의 수분이나 이물질로 인해 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우가 발생할 수 있다. 상기 전압인가 장치에서 출력하는 전압은 인체에 충격을 줄 수 있는 고전압이기 때문에 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 상황이 발생되면 전압인가를 차단하는 것이 필요하다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터의 전압인가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터(600)는 제1 도전성 섬유층(610), 절연층(620), 및 제2 도전성 섬유층(630)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 상기 제1 도전성 섬유층(610) 및 제2 도전성 섬유층(630)에 전압을 인가하는 전압인가 장치(650)를 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 전압인가 장치(650)는 교류(AC) 혹은 직류(DC) 전압을 출력할 수 있다. 상기 전압인가 장치(650)에서 출력되는 전압이 교류(AC)전압인 경우 0.001Hz ~ 10MHz의 주파수를 가질 수 있다.
상기 전압인가 장치(650)에서 출력되는 전압이 직류(DC)인 경우, 상기 직류 전압은 소정의 지속시간(duration time)을 갖는 펄스 전압일 수 있다. 상기 펄스 전압을 입력하는 경우, 지속시간은 약 0.01 밀리초(ms) 내지 60 초(s)일 수 있다. 다른 조건이 동일하다면, 상기 펄스 전압의 지속시간을 길게 할수록 절연층 내에서 세균의 사멸률이 더 높아질 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 전압인가 장치(650)는 상기 제1 도전성 섬유층(610) 및 제2 도전성 섬유층(630)에 교대로 전압을 인가할 수 있다. 본 실시형태에서는 4개의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)를 구성하여 상기 전압인가부(650)에서 상기 제1 도전성 섬유층(610) 및 제2 도전성 섬유층(630)으로 인가되는 전압 인가 순서를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1) 및 제4 스위치(SW4)가 온(on)되면, 제1 도전성 섬유층(610)의 전압이 제2 도전성 섬유층(630)의 전압보다 높게 형성될 수 있다. 또한, 제2 스위치(SW2) 및 제3 스위치(SW3)가 온(on)되면, 제2 도전성 섬유층(630)의 전압이 제1 도전성 섬유층(610)의 전압보다 높게 형성될 수 있다. 이처럼 서로 대향하고 있는 제1 도전성 섬유층(610)과 제2 도전성 섬유층(630) 사이에 전압을 교대로(biphasic) 인가함으로서 절연층(620)내에서 세균이나 바이러스의 사멸률을 더 높일 수 있다. 이처럼 전압의 인가 순서를 제어하는 스위치는 트랜지스터나 FET 등으로 구현될 수 있다. 상기 전압인가 장치는, 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층에 교대로 전압을 인가시 각각 크기와 파형이 서로 다른 전압을 인가할 수 있다.
본 실시형태에서, 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 전압인가 장치(650)는, 상기 제1 도전성 섬유층(610)과 제2 도전성 섬유층(630)이 도통되어 제1 도전성 섬유층(610)과 제2 도전성 섬유층(630) 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 더 포함할 수 있다. 절연층(620)상의 수분이나 이물질로 인해 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우가 발생할 수 있다. 상기 전압인가 장치에서 출력하는 전압은 인체에 충격을 줄 수 있는 고전압이기 때문에 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 상황이 발생되면 전압인가를 차단하는 것이 필요하다.
<실험예 2>
본 발명의 실험예 2에서는 인가 전압의 파형 효과를 실험하였다.
본 실험에서는, 제1 및 제2 도전성 섬유층으로 은 도금된 섬유를 20cm x 20cm 각각 준비하고 중간의 절연층으로 두께 60 ㎛의 22cm x 22cm 부직포를 준비하였다. 제1 도전성 섬유층, 절연층, 제2 도전성 섬유층을 밀착시키기 위해 얇은 두께의 양면테이프를 통기에 영향이 없을 정도록 작게 잘라 접착하여 3층의 전기천공용 살균필터를 형성하였다. 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전압인가부와 연결하였으며, 본 실험예에서 전압인가부는 전원으로 충전가능한 리튬이온 배터리 3.5V를 사용하였다.
바이러스 시험용액으로는 정제된 인플루엔자 바이러스를 PBS 버퍼로 10배 희석한 용액을 시험용액으로 사용하였다. 네뷸라이저에 시험용 바이러스 시험용액을 담아서 네뷸라이저로 분무한 후, 제조된 전기천공용 살균필터를 통과한 기체를 젤라틴 필터를 가지고 회수하였다. 1분에 5L의 흡입량으로 1분동안 장치 내부의 공기를 흡수하여 젤라틴 필터에 포집하였다. 이 후, 바이러스가 포집된 젤라틴 필터를 회수해, MDCK 세포를 사용한 세포 감영량 측정법인 TC ID50법을 통하여 바이러스 감염값을 측정하였다.
전압인가부에서 인가되는 직류 파형의 세기는 120V로 설정하고 파형의 비교 실험을 위하여 3초간 직류 펄스를 인가하고 100msec동안 휴지한 다음 다시 3초간 직류 펄스를 인가하는 방식(monophasic)과 직류펄스의 인가 방향을 교대하는 방식(biphasic)을 비교 실험하였다.
아래의 표 2에서 보는 바와 같이 일방향으로 전압을 인가하는 monophasic 방식에 비해 양방향으로 교대 인가하는 biphasic 방식의 경우에 바이러스 불활성화율이 더 높은 것으로 나타나다.
인가 전압 인가 파형 불활성화율 항균력
은사 원단 필터 120V monophasic
93% 검출없음
은사 원단 필터 120V biphasic
(교대파형)
97% 검출없음
<실험예3>
본 실험예에서는 항균력 시험이 실시되었다. 시험 방법은 JIZ2801:2000 을 사용하였다. 시험균은 한천 배지에서 배양된 황색 포도상 구균(NBRC-12732)가 사용되었고 배양된 균은 1/5OO 영양액에서 분산 희석하여 사용하였다. 멸균된 페트리 접시에 전압인가부가 연결된 전기천공용 살균필터를 배치하고 시험균 액 O.5 mL를 분사하여 필터 표면에 올려놓았다. 과다한 수분은 절연층에 스며들어 전도성 섬유층끼리 통전시키기 때문에 분사액이 너무 많이 올라가지 않도록 주의가 필요하다. 이후, 120V의 직류 전압을 5초간 인가하고 35˚C 로 24 시간 동안 배양한 다음 각 필터로부터 균을 레시틴/폴리소르베이트 80 을 포함하는 소이빈 카제인 액체 배지 15 mL 로 씻어, 각 시험 필터에 있는 균수를 한천 평판 배양법에 의해 측정했다. 그 결과 120V 전압을 인가한 필터에서는 어떠한 균도 검출되지 않았고, 일반 부직포 필터에서는 2 x 103개의 균이 검출되었다.
도 7은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터가 적용된 마스크의 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시형태에 따른 마스크(700)는 제1 도전성 섬유층(710), 절연층(720), 및 제2 도전성 섬유층(730)이 순차적으로 적층된 전기천공용 살균필터와, 상기 전기천공용 살균필터를 안면부에 고정시키기 위한 고정부(790)를 포함할 수 있다.
제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)은, 통기성을 갖는 도전성 섬유로 형성될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)은 통기성을 위해서 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 면으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 섬유사로 직조된 섬유층 표면에 도전성을 가지는 금속이 도금되어 형성될 수 있다. 이때, 도전성을 가지는 금속으로는 도전성이 우수한 금, 은, 구리, 니켈 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1 도전성 섬유층(710)은 상기 복수의 섬유 재질 중 적어도 하나의 실과 섬유재질에 금속이 도금된 금속사가 혼합되어 직조된 형태일 수도 있다. 또한, 섬유재질에 금속이 도금된 금속사로 직조될 수도 있다. 또한, 상기 제1 도전성 섬유층(710)과 제2 도전성 섬유층(730)은 동일한 재질로 형성될 수도 있고 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서 제1 전도성 섬유층(710) 및 제2 전도성 섬유층(730)의 저항은 500 옴(ohm)/cm 이하를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)은, 금속이 도금된 섬유를 5 중량% 내지 25 중량% 함유하는 섬유를 사용할 수 있다. 도금된 섬유의 비중이 5 중량% 미만인 경우에는 충분한 도전성을 얻기가 어려울 수 있다. 상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)의 두께는 각각 20~100 g/m2 일 수 있다.
상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)에는 각각 전압을 인가할 수 있는 제1 전극(711) 및 제2 전극(731)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(711) 및 제2 전극(731)을 통해 전압인가 장치(750)로부터 상기 제1 도전성 섬유층(710)에는 (+)전압을, 제2 도전성 섬유층(730)에는 (-) 전압을 인가할 수 있다. 이처럼 전압이 인가되면 제1 도전성 섬유층(710)과 제2 도전성 섬유층(730) 사이에서 전기장이 형성되고, 상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730) 사이를 통과하는 세균이나 바이러스를 전기천공에 의해 사멸시킬 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 제1 전극 및 제2 전극을 전기천공용 살균필터의 일측 방향으로 형성하기 위해 제2 도전성 섬유층(730)상에 형성된 제2 전극(731)이 제1 도전성 섬유층(710) 상에 노출될 수 있도록 절연층(720) 및 제1 도전성 섬유층(710)에 상기 제2 전극이 통과하는 관통홀(712)을 형성할 수 있다.
절연층(720)은 상기 제1 도전성 섬유층(710)과 제2 도전성 섬유층(730) 사이에 적층될 수 있다. 상기 절연층(720)은 제1 도전성 섬유층(710)과 제2 도전성 섬유층(730) 사이를 절연시킴으로서 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 직접 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 절연층(720)은 소정의 두께를 갖도록 형성함이 바람직하다. 절연층(720)의 두께를 너무 얇게 하는 경우에는 제1 도전성 섬유층(710)과 제2 도전성 섬유층(730) 사이의 절연기능이 약화될 수 있고, 상기 절연층(720)의 두께를 너무 두껍게 한다면 도전성 섬유층 사이의 방전기능이 약화될 수 있다. 따라서, 상기 절연층의 두께는 도전성 섬유층에 인가되는 전압을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 절연층의 두께는 약 10~2000 ㎛ 로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 절연층의 두께는 30~300 ㎛ 로 형성될 수 있다.
본 실시형태에 따른 마스크에 사용되는 전기천공용 살균필터에서는 상기 제1 도전성 섬유층(710)에서 제2 도전성 섬유층(730) 방향으로 유입되는 세균이나 바이러스를 절연층(720)에서 사멸시킬 수 있다. 따라서, 상기 절연층(720)은 통기성을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 절연층(720)으로는 통기성을 갖는 부직포 등이 사용될 수 있다. 본 실시형태에 따른 전기천공용 살균필터에서 상기 절연층(720)은 통기성 뿐만 아니라 집진성도 갖추는 것이 바람직하다. 상기 절연층을 통과하는 공기상에 포함된 세균이나 바이러스등이 상기 절연층(720)에 머무는 시간이 길수록 도전성 섬유층 사이의 방전에 의해 사멸될 가능성도 높아지기 때문이다.
본 실시형태에 따른 마스크(700)는 상기 전기천공용 살균필터를 안면부에 고정시키기 위한 고정부(790)를 더 포함할 수 있다. 본 실시형태에서 고정부(790)는 전기천공용 살균필터의 양 측부에 부착된 탄성을 갖는 끈일 수 있다. 또한, 상기 고정부는 밴드타입, 벨크로 타입 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 실시형태에 따른 마스크(700)는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 접촉하여 전압을 인가하는 전압인가 장치(750)를 더 포함할 수 있다. 상기 전압인가 장치(750)의 하부에는 전기천공용 살균필터에 형성된 제1 전극(711) 및 제2 전극(731)에 대응하는 홈부(751, 752)가 형성되어 상기 제1 전극 및 제2 전극과 연결될 수 있다. 상기 전압인가 장치(750)의 하부에는 자석이 포함되어 있어 제1 전극 및 제2 전극과의 착탈을 용이하게 할 수도 있다. 상기 전압인가 장치(750)를 통해 상기 제1 도전성 섬유층(710) 및 제2 도전성 섬유층(730)으로 인가되는 전압은 20 ~ 400 V 일 수 있으며, 바람직하게는 30 ~ 150 V 일 수 있다. 상기 전압인가 장치(750)에서 출력되는 전압은 소정시간 동안 지속시간(duration time)이 지속되는 직류 펄스전압일 수 있다. 상기 직류펄스 전압의 지속시간은 약 0.01 밀리초(ms) 내지 60 초(s)일 수 있다. 또한, 상기 전압인가장치(750)에서는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 교대로 전압을 인가할 수도 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 살균필터를 이용한 공기청정기의 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시형태에 따른 공기청정기(800)는 제1 도전성 섬유층(810), 절연층(820), 및 제2 도전성 섬유층(830)이 순차적으로 적층된 전기천공용 살균필터(801)와, 상기 전기천공용 살균필터를 고정시키기 위한 하우징(802) 및 상기 하우징 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키는 송풍부(803)를 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 공기청정기에서 상기 전기천공용 살균필터부(801)는 도 1 내지 도 6에서 도시 및 설명한 전기천공용 살균필터가 적용될 수 있다. 명확히 도시하지는 않았으나, 상기 살균필터에 형성된 상기 제1 도전성 섬유층(810) 및 제2 도전성 섬유층(830)에는 각각 전압을 인가할 수 있는 제1 전극 및 제2 전극이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전압인가 장치로부터 상기 제1 도전성 섬유층(810)에는 (+)전압을, 제2 도전성 섬유층(830)에는 (-) 전압을 인가할 수 있다. 이처럼 전압이 인가되면 제1 도전성 섬유층(810)과 제2 도전성 섬유층(830) 사이에서 전기장이 형성되고, 상기 제1 도전성 섬유층(810) 및 제2 도전성 섬유층(830) 사이를 통과하는 세균이나 바이러스를 전기천공에 의해 사멸시킬 수 있다.
본 실시형태에 따른 공기청정기의 경우, 제1 및 제2 도전성 섬유층 상에 형성되는 제1 전극 및 제2 전극과, 전압인가 장치의 형태는 보다 다양하게 구현될 수 있다. 도면에는 명확히 도시하지 않았으나, 본 실시형태에 따른 공기청정기에서 상기 전기천공용 살균필터에 전압을 공급하기 위한 전압인가장치는 도 5 및 도 6에서 설명된 전압인가장치가 적용될 수 있다.
상기 전기천공용 살균필터(801)를 고정시키기 위한 하우징(802)이 형성될 수 있다. 상기 하우징(802)에는 전기천공용 살균필터 이외에도 공기청정기의 기본적인 기능을 수행하기 위한 집진필터, 미세먼지 필터 등이 더 포함될 수도 있다.
송풍부(803)는 상기 하우징(802) 내부에 위치하여 외부의 공기를 상기 전기천공용 살균필터(801)를 통해 유입시킨후 유출시키도록 배치될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를들어, 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층의 직조형태, 도전성 섬유층 외부에 부착되는 커버층, 전극의 배치 형태 등은 다양하게 구현될 수 있다. 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 제1 도전성 섬유층 120 : 절연층
130 : 제2 도전성 섬유층 150 : 전압인가 장치

Claims (13)

  1. 제1 도전성 섬유층;
    상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층;
    상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층; 및
    상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 (+) 및 (-) 전압
    을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극
    을 포함하는 전기천공용 살균필터에 있어서,
    상기 절연층 및 상기 제1 도전성 섬유층에는 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 개방부가 형성되며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은, 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성된 돌출부를 포함하며,

    상기 전기천공용 살균필터는,
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 형성된 돌출부에 자석 결합하여 상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 전압을 인가하는 전압인가 장치
    를 더 포함하며,
    상기 전압인가 장치는,
    상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기천공용 살균필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압인가 장치는,
    상기 제1 도전성 섬유층 또는 제2 도전성 섬유층으로 0.01 밀리초(ms) 내지 60 초(s)의 지속시간(duration time)을 갖는 직류 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 전기천공용 살균 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전압인가 장치는,
    상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 교대로 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기천공용 살균 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전압인가 장치는,
    크기와 파형이 서로 다른 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기천공용 살균 필터.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은,
    10~2000 ㎛ 의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기천공용 살균 필터.
  12. 제1 도전성 섬유층, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층, 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균필터, 및
    상기 전기천공용 살균필터를 안면부에 고정시키기 위한 고정부를 포함하며,
    상기 전기천공용 살균필터는,
    상기 절연층 및 상기 제1 도전성 섬유층에는 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 개방부가 형성되며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은, 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성된 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 형성된 돌출부에 자석 결합하여 상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 전압을 인가하는 전압인가 장치
    를 더 포함하며,
    상기 전압인가 장치는,
    상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크.
  13. 제1 도전성 섬유층, 상기 제1 도전성 섬유층 상에 적층되며 통기성을 갖는 절연층, 상기 절연층 상에 적층되는 제2 도전성 섬유층, 및 상기 제1 도전성 섬유층 및 상기 제2 도전성 섬유층에 각각 전압을 인가하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기천공용 살균필터;
    상기 전기천공용 살균필터가 배치되는 하우징; 및
    상기 하우징 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키는 송풍부
    를 포함하며
    상기 전기천공용 살균필터는,
    상기 절연층 및 상기 제1 도전성 섬유층에는 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 개방부가 형성되며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은, 상기 전기천공용 살균필터의 일측 방향을 향하도록 형성된 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 형성된 돌출부에 자석 결합하여 상기 제1 도전성 섬유층 및 제2 도전성 섬유층에 전압을 인가하는 전압인가 장치
    를 더 포함하며,
    상기 전압인가 장치는,
    상기 제1 도전성 섬유층과 제2 도전성 섬유층 사이에 전류가 흐르는 경우 전압인가를 차단하는 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226711A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Acoustic Engineering Kk マスク
JP2011104553A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Mitsufuji Seni Kogyo Kk 殺菌フィルター及び当該フィルターを用いたマスク
JP2017051384A (ja) 2015-09-08 2017-03-16 株式会社プロテクション 空気清浄化フィルタ、空気清浄化フィルタの作製方法、空気清浄機及び掃除機

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08108092A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Matsushita Seiko Co Ltd 集塵フィルタおよび集塵フィルタユニット
KR20170016728A (ko) * 2015-08-04 2017-02-14 엘지전자 주식회사 마스크

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226711A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Acoustic Engineering Kk マスク
JP2011104553A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Mitsufuji Seni Kogyo Kk 殺菌フィルター及び当該フィルターを用いたマスク
JP2017051384A (ja) 2015-09-08 2017-03-16 株式会社プロテクション 空気清浄化フィルタ、空気清浄化フィルタの作製方法、空気清浄機及び掃除機

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