KR102638350B1 - 탄소나노튜브 필터를 포함하는 고기능성 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고기능성 마스크에 관한 것으로, 용자의 코와 입 주위 및 안면의 하관부를 덮는 마스크 몸체; 및 상기 마스크 몸체의 좌측과 우측에 각각 연결되어 마스크 몸체가 귀에 고정되도록 작동하는 한 쌍의 고정끈;을 포함하며, 상기 마스크 몸체와 안면 사이에 중공부;가 형성되며, 상기 마스크 몸체의 하단부; 좌측면; 또는 우측면; 중 선택되는 어느 하나 이상에 필터 케이지 또는 밴드형 필터를 구비하고, 상기 필터 케이지에 착탈이 가능한 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 마스크 몸체를 구성하는 물질은 연성 실리콘 또는 엘라스토머를 사용하며, 상기 필터에는 탄소나노튜브 증착물을 포함함으로써 안면부에 밀착하여 외부 물질의 유입을 차단할 수 있으면서도 정화 능력이 우수한 고기능성 마스크를 제공한다.
Description
본 발명은 탄소나노튜브 필터를 포함하는 고기능성 마스크에 관한 것이다.
현대 사회에서 인간은 미세먼지, 스모그 및 황사 등 다양한 기상 오염에 노출되어 있다. 이러한 기상 오염 현상이 발생하는 경우, 건강 보호를 위해 외출을 자제하며, 피치 못하게 외출하게 되는 경우 마스크를 착용하는 것이 건강에 좋다고 알려져 있다.
그러나 이러한 형태의 마스크는 대부분 섬유질의 부직포로 제조하며, 사용자의 안면윤곽에 맞출 수 있도록 금속질의 프레임을 추가하여 밀착성을 높이지만, 마스크와 안면 사이에는 필연적으로 틈이 발생할 수밖에 없으며, 이로 인해 마스크의 먼지제거 성능을 온전하게 구현하지 못하는 문제가 있다.
이에 본 발명자는 안면부에 완전하게 밀착되어 대기가 반드시 필터를 거쳐 사용자에게 도달하도록 설계한 마스크를 제공하며, 나아가 방진 및 방수성능 뿐만 아니라 유해 화학물질을 흡착할 수 있는 우수한 정화 성능을 가진 필터를 가진 고기능성 마스크를 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 탄소나노튜브 필터를 포함함으로써 고기능성 정화 능력을 갖는 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 사용자의 코와 입 주위 및 안면의 하관부를 덮는 마스크 몸체; 및 상기 마스크 몸체와 연결되어 마스크 몸체가 귀에 고정되도록 작동하는 귀걸이;를 포함하는 고기능성 마스크에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스크 몸체와 안면 사이에 중공부;가 형성되는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 마스크 몸체의 하단부; 좌측면; 또는 우측면; 중 선택되는 어느 하나 이상에 필터 케이지 또는 밴드형 필터를 구비하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 필터 케이지에 필터가 장착되는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 필터는 탄소나노튜브 시트를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 필터는 모듈화되어 상기 필터 케이지에 탈착이 가능한 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스크의 흡기부는 상기 마스크의 하단부이며, 배기부는 상기 마스크의 하단부, 좌측면 및 우측면일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스크 몸체는 연성 실리콘 또는 엘라스토머일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 엘라스토머는 스타이렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리아미드계 및 우레탄계 물질 중 선택된 어느 하나 이상의 중합체 또는 이들의 공중합체일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 마스크 몸체 중 안면부와 접촉하는 면에 안면부 밀착 수단을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 고기능성 마스크는 탄소나노튜브를 활용함으로써 유해물질에 대한 뛰어난 흡착력을 가진다. 이로 인해 종래의 마스크에 비해 필터의 면적이 작으나, 유해물질 차단에 더 뛰어난 효과가 있으며, 호흡 저항성이 낮은 필터 구조체를 구성할 수 있다. 또한, 종래의 기능성 마스크와는 달리 흡기부와 배기부를 구분하지 않고, 필터가 양방향으로 작동함으로써 흡기 시 유입되는 외부 유해물질 및 배기 시 사용자의 호흡으로 배출되는 내부 유해물질을 모두 차단할 수 있다. 나아가, 마스크 몸체 및 필터가 자체적으로 방수성능을 갖추고 있어 사용자의 안면부에 밀착함으로써 수영 등의 수상 활동 시에도 착용이 가능하여, 본 발명은 방수, 유해물질 차단 및 방진 기능을 갖추면서도 호흡이 편한 고기능성 마스크를 제공한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 정면도이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 정면도이다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크를 시연한 실시예의 사진이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 정면도이다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크의 예시적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크를 시연한 실시예의 사진이다.
이하 본 발명에 따른 고기능성 마스크에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개하는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로써 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 본 발명에서 사용하는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 사용자의 코와 입 주위 및 안면의 하관부를 덮는 마스크 몸체; 및 상기 마스크 몸체와 연결되어 마스크 몸체가 귀에 고정되도록 작동하는 귀걸이;를 포함하는 고기능성 마스크를 제공한다.
상기 마스크 몸체는 자체적으로 피부에 밀착성을 갖는 것으로, 그 소재는 연성 실리콘 또는 엘라스토머일 수 있다. 이러한 엘라스토머는 스타이렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리아미드계 및 우레탄계 물질 중 선택된 어느 하나 이상의 중합체 또는 이들의 공중합체일 수 있다. 바람직하게는 열가소성 엘라스토머를 사용할 수 있으며, 이에 부합하는 예시로는 TPU(Thermoplastic Urethane)과 같은 물질을 들 수 있다. 이와 같은 재질의 물질을 사용함으로써, 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크는 탄성 복원력, 방진(防塵) 성능이 우수하며, 방수(防水) 성능 역시 우수하여 사용자는 마스크를 착용한 채 수상 스포츠와 같은 격렬한 활동이 가능하다.
상기 고기능성 마스크는 마스크 몸체와 안면부 사이에 중공부가 형성되는 것일 수 있다. 상기 중공부가 형성됨으로써 사용자의 호흡 시 흡기 및 배기 간에 여분의 대기를 저장해둘 수 있으며, 마스크 몸체의 하단부에 구비되는 필터 케이지 및 필터와 사용자의 안면부 사이의 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기 귀걸이는 다소의 탄성을 지니면서 인체에 무해한 물질이라면 어떤 것이라도 사용이 가능하다. 바람직하게는 나일론, 우레탄, 실리콘 고무, 클로로프렌 고무, EPDM(Ethylene Propylene Diene Rubber, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무) 등과 같은 탄성소재를 사용하는 것일 수 있다.
상기 고기능성 마스크는 상기 마스크 몸체의 하단부; 좌측면; 및 우측면;에 필터 케이지를 구비하는 것일 수 있다. 상기 필터 케이지는 프레임, 필터 착탈부 및 필터 탈거 트리거를 포함하는 것으로, 상기 프레임은 필터의 모양을 유지하여 필터가 물리적인 뒤틀림 등으로 손상되는 것을 막는 역할을 하며, 상기 필터 장착부는 필터가 직접 장착되어 고정되는 부분이다. 상기 필터 탈거 트리거는 간단한 조작으로 필터를 탈거하는 장치이다.
상기 필터 케이지에는 필터가 장착되는 것일 수 있으며, 직물상에 탄소나노튜브를 성장시킨 것을 마스크용 필터로 사용하는 것일 수 있다. 이러한 필터를 사용함으로써 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크는 방수 능력 및 유해물질 차단 능력을 갖출 수 있다.
상기 필터는 가스 융합법을 활용하여 미세한 크기의 탄소나노튜브를 직물 등의 필터 소재 표면에 증착, 자가성장 시킴으로써 제조되며, 종래의 활성탄이 유해물질을 흡착하는 역할을 대체하도록 기능을 부여한 것일 수 있다.
이때, 상기 필터 소재로는 일반적으로 면(cotton)을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 탄화면(Char cotton)을 사용하는 것일 수 있다. 탄화면을 사용하는 경우 탄소나노튜브와 필터 소재 간의 친화도가 증가하여 필터 성능을 더욱 향상할 수 있다.
상기 필터 소재는 약 800℃의 온도를 갖는 비진공 크리스탈 튜브 내에서 혼합 가스 증착을 수행하며, 화학적 작용을 거쳐 하이드로카본이 원재료의 표면에 핵으로 증착된 후 온도와 농도의 조절을 통해 탄소분자가 성장하여 탄소나노튜브 증착물을 형성하는 방식으로 제조되는 것일 수 있다.
전술한 제조 방법으로 제조되는 필터는 탄소나노튜브 증착물이 1 내지 5nm의 직경으로 필터 소재의 표면에 밀집 형성되어 기본적으로 고체형 이물질을 차단하게 되며, 나아가 가스, 화학, 생물학적 이물질을 물리ㆍ화학적으로 포집하는 성질을 가짐으로써 우수한 정화 효과를 나타내어, 일상 생활, 산업 및 군사 작전 시에도 사용이 가능한 고기능성 마스크를 제공할 수 있다.
상기 필터는 모듈화되어 상기 필터 케이지에 탈착이 가능한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 필터는 정화부, 상기 정화부를 감싸며 필터의 모양을 유지하는 프레임 및 상기 필터 케이지와 결합하는 장착부를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같은 요소를 포함함으로써, 본 발명에서 제공하는 고기능성 마스크는 필터를 사용한 후 필터의 교체가 간편하며, 필터만을 계속해서 교체함으로써 성능을 유지할 수 있다.
상기 고기능성 마스크는 탄소나노튜브를 사용함으로써 종래의 마스크에 비해 저밀도의 필터부를 가지며, 사용자의 호흡 시 발생하는 저항이 적다. 또한, 흡기 및 배기 시 양방향으로 유해물질을 차단할 수 있으며, 소수성인 탄소나노튜브로 인해 필터가 자체적으로 방수성을 가져, 수영 등의 수상 스포츠 시에도 사용이 가능하다.
상기 고기능성 마스크는 마스크 몸체 중 안면부와 접촉하는 면에 안면부 밀착 수단을 더 포함하는 것일 수 있다.
이상과 같이 특정된 사항들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 사항에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (7)
- 사용자의 코와 입 주위 및 안면의 하관부를 덮는 마스크 몸체; 및 상기 마스크 몸체의 좌측과 우측에 각각 연결되어 마스크 몸체가 귀에 고정되도록 작동하는 한 쌍의 고정끈;을 포함하는 고기능성 마스크에 있어서,
상기 마스크 몸체와 안면 사이에 중공부;가 형성되며,
상기 마스크 몸체의 하단부; 좌측면; 및 우측면; 중 선택되는 어느 하나 이상에 필터 케이지를 구비하며,
상기 필터 케이지에 필터가 장착되는 것이고,
상기 필터는 직물 상에 탄소나노튜브가 성장된 것으로, 상기 직물은 탄화면(char cotton)이며, 상기 탄소나노튜브는 1 내지 5nm의 직경을 갖는 것인 고기능성 마스크. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 필터는 모듈화되어 상기 필터 케이지에 탈착이 가능한 것인 고기능성 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 흡기부와 배기부가 일체화 되어있는 것인 고기능성 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 마스크 몸체는 연성 실리콘 또는 열가소성 엘라스토머인 고기능성 마스크. - 제5항에 있어서,
상기 열가소성 엘라스토머는 EDMPM계, 스타이렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리아미드계 및 우레탄계 물질 중 선택된 어느 하나 이상의 중합체 또는 이들의 공중합체인 고기능성 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 마스크 몸체 중 안면부와 접촉하는 면에 안면부 밀착 수단을 더 포함하는 것인 고기능성 마스크.
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