KR102660133B1 - 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품에 관한 것으로, 마찰 또는 접촉시 전자 친화도가 서로 다른 이종의 섬유, 즉 전자 친화도가 상대적으로 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사와, 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사를 서로 합사하여 망체 또는 직물 형태의 구조로 제조함으로써 대전 특성을 향상시켜 미세먼지, 각종 세균 및 바이러스의 차단 효과를 극대화시킬 수 있다.
Description
본 발명은 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품에 관한 것으로, 상세하게는, 전자 친화도가 서로 다른 이종의 섬유를 합사하여 망체 또는 직물 형태의 구조체를 형성하고, 상기 구조체를 구성하는 이종의 섬유 간의 마찰에 기인한 정전기(마찰대전)를 이용하여 미세먼지와 각종 바이러스를 차단하는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품에 관한 것이다.
일반적으로, 미세먼지는 눈에는 보이지 않는 아주 미세한 물질로 대기 중에 오랫동안 떠다니거나 흩날려 지표면으로 내려오는 직경 10㎛ 이하의 입자상 물질을 말한다. 대부분 석탄이나 석유 등과 같은 화석연료가 연소할 때 발생되는 것으로 알려져 있으며, 주로 각종 제조업 생산시설이나 폐기물 소각장과 자동차 등에서 배출된다.
이러한 미세먼지는 호흡기를 통해 내부로 유입되어 각종 호흡기 질환을 유발하는 대기오염물질로서, 세계보건기구(WHO)에서는 10㎛(P10)와 2.5㎛(P2.5) 이하의 미세먼지에 대한 대기질 가이드라인을 1987년부터 제시해 왔고, 2013년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)에서 미세먼지를 발암을 유발하는 1군 발암물질(Group 1)로 지정하여 관리하고 있다.
이처럼 미세먼지는 인체에 매우 나쁜 영향을 미치기 때문에 효과적으로 미세먼지의 저감 정책 및 기술개발과 병행하여 미세먼지가 실내로 유입되거나 호흡기를 통해 인체 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 기술개발 또한 매우 시급한 실정에 있다.
이러한 기류에 힘입어 최근에는 미세먼지가 실내로 유입되는 것을 차단하기 위한 일환으로 정전기를 이용하여 미세먼지의 유입을 차단하는 기술이 대한민국 공개특허 제10-2016-0119626호, 대한민국 공개특허 제10-2018-0112414호, 대한민국 등록특허 제10-1979100호, 대한민국 공개실용신안 제20-2019-0003025호 등에서 제안되었다.
하지만 대한민국 공개특허 제10-2016-0119626호, 대한민국 공개특허 제10-2018-0112414호, 대한민국 등록특허공보 제10-1979100호, 대한민국 공개실용신안 제20-2019-0003025호에서 제안된 기술들은 정전기 발생장치를 통해 망체로 전기를 공급하여 정전기를 발생시키는 방식으로 별도의 전원을 공급해야 하는 번거로움이 있었다.
이를 개선하기 위해 대한민국 공개실용신안 제20-2019-0003075호에서는 단일한 망체에 다수의 미세망목이 일체로 형성되어 별도의 조립이나 접착없이 사용할 수 있는 방충망을 제안하였으나, 이러한 방충망은 다수의 미세망목의 직경을 좁게 하여 미세먼지를 포집하는 방식으로 미세먼지의 유입 차단율을 높이는데 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 별도로 전기를 공급하지 않고도 외부 자극(충격, 바람 등)에 기인한 마찰대전을 이용하여 자연적으로 정전기를 발생시켜 척력 및/또는 인력으로 미세먼지 및 각종 바이러스의 유입을 차단할 수 있는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전자 친화도가 서로 다른 이종의 섬유, 즉 전자 친화도가 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사와, 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사를 서로 합사하여 망체 또는 직물 형태의 구조체를 형성하여 대전 특성을 향상시킴으로써 미세먼지, 각종 세균 및 바이러스의 차단 효과를 극대화시킬 수 있는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체 및 이를 구비한 물품을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적 구현을 위한 본 발명은 외부 자극에 의해 마찰 또는 접촉시 서로 다른 전자 친화도를 갖는 이종의 섬유사를 합사하여 얻어진 혼합사를 제직한 망체 구조로 이루어지거나, 상기 혼합사를 편직한 직물 구조로 이루어진 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체를 제공한다.
또한, 상기한 목적 구현을 위한 본 발명은 외부 자극에 의해 마찰 또는 접촉시 전자 친화도가 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 양전하 유도섬유사와, 상기 양전하 유도섬유사에 비해 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 음전하 유도섬유사를 합사하여 얻어진 혼합사를 제직한 망체로 이루어지거나, 상기 혼합사를 편직한 직물로 이루어진 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체를 제공한다.
또한, 상기 양전하 유도섬유사는 실크(silk fiber) 또는 나일론(nylon) 중 어느 하니이고, 상기 음전하 유도섬유사는 실리콘(silicon), 염화비닐(vinyl chloride) 또는 폴리에틸렌(Polyethylene) 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 혼합사는 적어도 한 가닥의 양전하 유도섬유사와 적어도 한 가닥의 음전하 유도섬유사를 서로 꼬아 형성할 수 있다.
또한, 상기 혼합사는 상기 양전하 유도섬유사와 상기 음전하 유도섬유사를 꼬아 합사할 때 꼬임의 방향에 따라 우연사 또는 좌연사로 형성될 수 있다.
또한, 상기 혼합사는 적어도 한 가닥의 양전하 유도섬유사와 적어도 한 가닥의 음전하 유도섬유사를 서로 나란하게 적층시켜 형성할 수 있다.
또한, 상기 미세먼지는 10㎛(P10)와 2.5㎛(P2.5) 이하의 미세먼지를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적 구현을 위한 본 발명은 상기한 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체를 구비하는 물품을 제공한다.
본 발명에 따른 구조체에 따르면, 마찰 또는 접촉시 전자 친화도가 서로 다른 이종의 섬유, 즉 전자 친화도가 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사와, 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 섬유사를 서로 합사하여 망체 또는 직물 형태의 구조로 제조함으로써 대전 특성을 향상시켜 미세먼지, 각종 세균 및 바이러스의 차단 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 정전기를 이용한 미세먼지 차단용 망체를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 정전기를 이용한 미세먼지 차단용 망체를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 혼합사를 설명하기 위해 일부를 확대하여 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 정전기를 이용한 미세먼지 차단용 망체를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 혼합사를 설명하기 위해 일부를 확대하여 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 별도로 전기를 공급하지 않고도 바람이나 충격 등과 같이 자연적인 외부 자극을 통해 자연적으로 자체 내에서 정전기를 발생시켜 척력 및/또는 인력으로 미세먼지 및 각종 바이러스의 유입을 차단할 수 있는 구조체를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명은 전자 친화도가 서로 다른 이종의 섬유를 서로 합사하여 혼합사를 형성하고, 이렇게 형성된 혼합사를 망체 또는 편직하여 직물 형태의 구조체를 형성함으로써 미세먼지, 각종 세균 및 바이러스를 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 구조체를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 구조체(10)는 서로 다른 전자 친화도를 갖는 이종의 섬유사를 합사하여 얻어진 혼합사(11)를 가로 및 세로로 연결하여 매트릭스 형태의 망체로 형성하거나, 편직하여 직물 형태의 구조로 형성한다.
혼합사(11)는 전기를 사용하지 않고 마찰에 의한 마찰대전을 유도하여 미세먼지나 각종 바이러스를 밀어내거나 포집하여 미세먼지나 각종 바이러스의 유입을 차단하기 위해 서로 다른 전자 친화도를 갖는 이종의 섬유를 합사하여 실 형태로 형성한다.
예컨대, 혼합사(11)는 외부 자극에 의한 마찰 또는 접촉에 의한 대전시 전자 친화도가 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 양전하 유도섬유사(11a)와, 양전하 섬유사(11a)에 비해 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 음전하 유도섬유사(11b)를 서로 합사하여 형성한다.
양전하 유도섬유사(11a)와 음전하 유도섬유사(11b)는 표 1과 같다.
| 구분 | 양전하 유도섬유사 | 음전하 유도섬유사 |
| 물질 | 실크(silk fiber), 나일론(nylon) |
실리콘(silicon), 염화비닐(vinyl chloride), 폴리에틸렌(Polyethylene) |
본 발명에서, 혼합사(11)는 실크-실리콘, 실크-염화비닐, 실크-폴리에틸렌, 나일론-실리콘, 나일론-염화비닐, 또는 나일론-폴리에틸렌을 합사하여 형성할 수 있다.
양전하 유도섬유사(11a)는 음전하 유도섬유사(11b)에 비해 상대적으로 전자를 잘 잃고, 음전하 유도섬유사(11b)는 전자를 잘 얻는다. 즉, 양전하 유도섬유사(11a)는 전자 친화도가 작아 표면에 양전하(+)가 대전되고, 음전하 유도섬유사(11b)는 전자 친화도가 양전하 유도섬유사(11a)에 비해 상대적으로 커서 음전하(-)가 대전된다.
혼합사(11)는 각각 단일 가닥을 구성하는 양전하 유도섬유사(11a)와 음전하 유도섬유사(11b) 간의 잦은 마찰을 유도하기 위해 양전하 유도섬유사(11a)와 음전하 유도섬유사(11b)를 꼬아 합사하여 형성한다. 이때, 꼬임의 방향에 따라 우연사(S 꼬임사) 또는 좌연사(Z 꼬임사)로 형성할 수 있고, 3합사 이상으로 형성할 수 있다.
일례로, 혼합사(11)는 양전하 유도섬유사(11a) 2가닥과 음전하 유도섬유사(11b) 1가닥을 동시에 꼬아 합사하거나, 양전하 유도섬유사(11a) 1가닥과 음전하 유도섬유사(11b) 2가닥을 꼬아 합사할 수도 있다. 이외에도, 4합사, 5합사 또한 가능하다.
도 1과 같이, 본 발명의 실시예1에 따른 구조체(10)는 매트릭스 형태의 망체 구조, 혼합사(11)를 편직하여 직물 형태의 구조로 형성하고, 이를 통해 다양한 물품으로 제작하여 미세먼지나 각종 세균 및 바이러스를 차단하는 용도로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예2에 따른 구조체를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예2에 따른 구조체(20)는 양전하 유도섬유사(21a)와 음전하 유도섬유사(21b)를 적층한 혼합사(21)를 이용하여 소정의 구조물로 형성한다.
혼합사(21)는 양전하 유도섬유사(21a)와 음전하 유도섬유사(21b)를 적층시켜 형성한다. 이때, 양전하 유도섬유사(21a)와 음전하 유도섬유사(21b)가 서로 분리되지 않도록 하기 위해 에폭시 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 접착제로 부착될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 혼합사의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 혼합사(31)는 단면이 삼각형 구조를 이루도록 섬유사(31a~31c) 3가닥을 긴밀하게 밀착 적층시켜 형성한다. 이때, 3가닥의 섬유사(31a~31c)는 양전하 유도섬유사 2가닥과 음전하 유도섬유사 1가닥으로 이루어지거나 양전하 유도섬유사 1가닥과 음전하 유도섬유사 2가닥으로 이루어질 수 있다. 이외, 혼합사(31)는 4가닥 이상의 섬유사를 서로 적층시켜 형성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 구조체(10, 20)의 동작특성을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 구조체(10, 20)에 충격이나 바람 등의 외부 자극이 가해지면, 혼합사(11, 21)를 구성하는 양전하 유도섬유사와 음전하 유도섬유사 간에 마찰 또는 접촉으로 인해 이들 표면에 정전기가 각각 유도된다. 즉, 양전하 유도섬유사에는 양전하(+), 음전하 유도섬유사에는 음전하(-)가 대전된다. 이에 따라, 구조체(10, 20)로 유입되는 미세먼지나 각종 바이러스는 척력 및/또는 인력에 의해 외부로 밀려나거나 포집되어 실내 또는 인체 호흡기를 통해 유입되는 것을 차단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 구조체(10, 20)는 방충망, 공조 덕트 내에 설치된 먼지 차단망, 공기 청정기의 내부에 내장된 먼지필터, 안면 마스크에 내장된 필터 등의 물품에 적용될 수 있다. 그리고, 망사 형태로 제조된 베일, 히잡, 차도르, 니캅, 부르카, 혹은 모자, 선캡, 건설현장의 안전모 등의 물품에 적용될 수 있다.
망사 형태로 제조된 베일, 히잡, 차도르, 니캅, 부르카, 혹은 모자, 선캡, 건설현장의 안전모 등의 물품에 적용되는 경우에는, 기존 물품에 본 발명에 따른 구조체가 착탈가능하게 부착되거나, 혹은 기존 모자에 일체로 연결된 상태로 적용될 수도 있다.
이외에도, 본 발명에 따른 구조체는 먼지, 세균, 바이러스, 미세먼지 등을 차단하기 위해 사용되는 필터나 여과망 등을 구비하는 물품에 모두 적용할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10, 20 : 망체
11, 21, 31 : 혼합사
11a, 21a : 실크 섬유사
11b, 21b : 폴리에틸렌 섬유사
31a~31c : 섬유사
11, 21, 31 : 혼합사
11a, 21a : 실크 섬유사
11b, 21b : 폴리에틸렌 섬유사
31a~31c : 섬유사
Claims (8)
- 삭제
- 외부 자극에 의해 마찰 또는 접촉시 전자 친화도가 커서 표면에 양전하(+)가 대전되는 물질로 이루어진 양전하 유도섬유사와, 상기 양전하 유도섬유사에 비해 상대적으로 전자 친화도가 작아 표면에 음전하(-)가 대전되는 물질로 이루어진 음전하 유도섬유사를 합사하여 얻어진 혼합사를 제직한 망체로 이루어지고, 상기 양전하 유도섬유사는 나일론(nylon)이고, 상기 음전하 유도섬유사는 폴리에틸렌(Polyethylene)인 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 혼합사는 적어도 한 가닥의 양전하 유도섬유사와 적어도 한 가닥의 음전하 유도섬유사를 서로 꼬아 형성하는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체.
- 제 4 항에 있어서,
상기 혼합사는 상기 양전하 유도섬유사와 상기 음전하 유도섬유사를 꼬아 합사할 때 꼬임의 방향에 따라 우연사 또는 좌연사로 형성되는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체.
- 제 2 항에 있어서,
상기 혼합사는 적어도 한 가닥의 양전하 유도섬유사와 적어도 한 가닥의 음전하 유도섬유사를 서로 나란하게 적층시켜 형성하는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체.
- 제 2 항에 있어서,
상기 미세먼지는 10㎛(P10)와 2.5㎛(P2.5) 이하의 미세먼지를 포함하는 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체.
- 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항의 정전기를 이용한 미세먼지 및 바이러스 차단용 구조체를 구비하는 물품.
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-
2020
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