KR20210138213A

KR20210138213A - 미세물질 제거가 가능한 고체산소 내장 마스크

Info

Publication number: KR20210138213A
Application number: KR1020200056231A
Authority: KR
Inventors: 조재연
Original assignee: 조재연
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-19

Abstract

본 발명은 미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크에 관한 것이고, 구체적으로 다양한 형태의 미세 입자의 제거가 가능하면서 이와 동시에 내장된 고체산소로부터 산소가 발생되도록 하는 미세입자 제거용 고체산소 내장형 마스크에 관한 것이다. 미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크는 공간 형성 층을 가진 기본 마스크 기본 마스크에 결합되면서 공간 형성 층에 비하여 통기성이 작은 차단 층로 이루어진 차단 마스크 및 차단 마스크에 고정되는 고체산소 발생 모듈을 가진 고체산소 유입 마스크로 이루어진다.

Description

미세물질 제거가 가능한 고체산소 내장 마스크{Mask with built-in solid oxygen to remove fine substances}

본 발명은 미세 물질 제거용 고체산소 내장형 마스크에 관한 것이고, 구체적으로 다양한 형태의 미세 입자의 제거가 가능하면서 이와 동시에 내장된 고체산소로부터 산소가 발생되도록 하는 미세입자 제거용 고체산소 내장형 마스크에 관한 것이다.

호흡 또는 이와 유사한 경로를 통하여 인체로 유입되는 오염성 입자, 황사 또는 미세먼지는 필터 기능을 가진 마스크에 의하여 제거될 수 있다. 그러나 이와 같은 마스크에 의하여 일정 수준의 입자 또는 오염물질이 제거될수 있지만 호흡에 필요한 산소가 충분히 공급되지 않을 수 있다. 이와 같은 단점을 해결하기 위한 다양한 형태의 마스크가 이 분야에 공지되어 있다. 들숨시 신선한 고함량의 산소가 발생하고 날숨시 마스크 내부 습기를 제거하여 사용자의 기관지를 건강하게 유지하여 사용할 수 있는 고체산소를 구비한 마스크에 대하여 개시한다. 또한황사나 미세먼지 차단과 동시에 마스크를 착용하고 날숨 이후에 들숨시 충분한 산소를 들이킬 수 있도록 한 산소발생 마스크에 대하여 개시한다. 마스크는 사용 환경에 따라 다양한 형태의 필터 기능을 가지는 것이 유리하지만 선행기술은 서로 다른 환경에서 사용될 수 있는 구조에 대하여 개시하지 않는다. 본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 다양한 종류의 오염 물질 또는 미세 입자의 유입을 차단시키면서 사용 환경에 따라 내장된 고체산소로부터 산소의 발생이 가능한 미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크는 공간 형성 층을 가진 기본 마스크; 기본 마스크에 결합되면서 공간 형성 층에 비하여 통기성이 작은 차단 층로 이루어진 차단 마스크; 및 차단 마스크에 고정되는 고체산소 발생 모듈을 가진 고체산소 유입 마스크로 이루어진다. 본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 차단 마스크 또는 고체산소 유입 마스크는 분리 가능하다. 본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고체산소 발생 모듈은 외부 공기의 유입을 위한 유입 유닛; 유입 유닛으로 유입된 공기를 기본 마스크의 내부로 유도하면서 내부에 고체산소가 배치된 고체산소 발생 유닛; 및 유입 유닛과 고체산소 발생 유닛 사이에 이동 가능하도록 배치되는 필터 유닛을 포함하고, 고체산소 발생 유닛에서 유입 경로와 배출 경로가 서로 다르다.

본 발명에 따른 마스크는 사용 환경에 따라 적절한 형태로 마스크가 사용될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 마스크는 필요에 따라 고체산소로부터 산소가 공급되도록 하는 것에 의하여 산소 결핍 환경에서 편리하게 사용될 수 있도록 한다.

미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크는 공간 형성 층을 가진 기본 마스크; 기본 마스크에 결합되면서 공간 형성 층에 비하여 통기성이 작은 차단 층로 이루어진 차단 마스크; 및 차단 마스크에 고정되는 고체산소 발생 모듈을 가진 고체산소 유입 마스크로 이루어진다. 기본 마스크, 차단 마스크 및 고체산소 유입 마스크는 각각 하나의 층을 형성하면서 일체로 만들어지거나, 서로 분리 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 각각의 마스크가 분리 가능한 구조로 만들어지는 경우 각각의 마스크는 서로 다른 환경에서 사용될 수 있다. 예를 들어 기본 마스크는 방한용으로 사용되거나, 작업장에서 사용되거나 또는 자외선 차단을 위한 야외 활동을 위하여 사용될 수 있다. 기본 마스크, 차단 마스크 및 고체산소 유입 마스크가 서로 분리 가능한 구조로 만들어지면 사용 환경에 따라 서로 결합될 수 있다. 예를 들어 기본 마스크는 황사 또는 미세먼지가 발생하지 않는 조건에서 자외선 차단을 위한 용도로 사용될 수 있다. 또한 기본 마스크는 겨울철 방한용으로 사용될 수 있고, 이에 적합한 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 기본 마스크는 자외선 차단 기능을 가지거나 보온 기능을 가지면서 인체에 접촉되어 유해한 효과를 발생시키는 않는 소재로 만들어질 수 있다. 기본 마스크는 전체적으로 볼록한 형상을 유지하면서 얼굴 부위로부터 분리된 형상이 유지되도록 하는 공간형성 층; 공간 형성 층을 두 개의 부분으로 분리시키면서 볼록한 형상이 유지되도록 하는 수직 형상 부분 및 마스크가 귀에 착용되도록 하는 착용 부분으로 이루어질 수 있다. 공간 형성층은 폴리에스테르, 폴리스티렌 또는 이와 유사한 신축성 합성섬유로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않고 면섬유 또는 면과 합성 혼방 섬유와 같은 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 공간 형성 층의 외부 면은 예를 들어 자외선 차단 코팅 또는 반사 코팅이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한 공간 형성 층의 적어도 일부는 전체적인 형상이 유지되는 구조로 만들어질 수 있고, 형상 유지는 소재 자체의 특성, 보조 기재의 적용 또는 코팅에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 밀도가 큰 경성 소재가 적어도 일부에 적용되거나, 견고한 특성을 가진 층이 형성되거나 또는 반사 코팅제가 형상을 유지할 수 있는 특성을 가질수 있다. 또한 공간 형성 층의 형상 유지는 수직 형상 부분에 의하여 이루어질 수 있다. 수직 형상 부분은 바깥쪽으로 볼록한 곡선 형상이 될 수 있고, 착용 상태에서 예를 들어 바람 또는 인체의 움직임에 관계없이 볼록한 곡선 형상이 유지될 수 있다. 수직 형상 부분은 예를 들어 다수 겹으로 만들어지거나, 튜브 형상으로 만들어지거나 또는 튜브 내부에 합성수지 또는 금속 소재의 선형 막대가 삽입되는 형상으로 만들어질 수 있다. 수직 형상 부분이 미리 결정된 형상을 유지할 수 있는 다양한 형상으로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 기본 마스크의 외부 표면에 차단 마스크가 결합될 수 있고, 차단 마스크는 기본 마스크와 일체로 만들어지거나, 분리 가능한 형태로 만들어질 수 있다. 차단 마스크는 예를 들어 황사와 같은 미세입자 또는 오염 물질의 제거를 위한 활성탄 필터와 같은 것을 포함할 수 있다. 구체적으로 차단 마스크는 차단층을 포함할 수 있고, 차단 층은 활성탄 필터, 부직포 필터 또는 부직포 필터와 같은 것을 포함할 수 있다. 차단 층은 적어도 기본 마스크의 기공에 비하여 충분히 작은 기공을 가진 필터가 될 수 있다. 차단 층의 양쪽에 부착 수단이 형성될 수 있고, 부착 수단에 의하여 차단 마스크가 기본 마스크에 일체로 또는 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 부착 수단은 홈과 돌기 구조, 단추구조, 접착제 구조, 벨크로 방식, 자석 방식 또는 이와 유사한 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 부착 수단의 안쪽 면에 양면 접착테이프가 형성되어 차단 마스크가 기본 마스크의 외부 면에 부착될수 있다. 또는 부착 수단의 내부에 박막 자석이 배치되고, 기본 마스크의 내부에 금속 성분 또는 박막 자석이 배치될 수 있다. 또는 차단 마스크가 기본 마스크의 외부 층을 형성하여 차단 마스크가 기본 마스크와 일체로 형성될 수 있다. 차단 층의 위쪽 가장자리에 보호 스크린이 형성될 수 있고, 보호 스크린은 코의 윗부분을 덮는 형태로 만들어질 수 있다. 이와 같은 구조에서 기본 마스크는 입 또는 볼 부위를 보호하면서 코의 위쪽 부분은 개방된 구조가 될 수 있다. 그리고 차단 마스크에 형성된 보호 스크린에 의하여 코의 윗부분이 차단되고 이에 의하여 코의 윗부분이 보호될 수 있다. 그리고 차단 마스크의 앞쪽 면에 고체산소 유입 마스크가 결합될 수 있다. 고체산소 유입 마스크는 차단 층의 앞쪽 부분에 대응되는 크기로 만들어지면서 차단 층의 앞쪽에 결합되고 차폐 층에 의하여 차단 층의 앞쪽으로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 외부 공기가 고체산소 발생 모듈을 통하여 유입되어 호흡이 가능하도록 한다. 대안으로 차폐 층은 예를 들어 평균 직경이 10 ㎛ 이상 또는 바람직하게 평균 직경이 2.5 ㎛이 되는 입자가 투과될 수 없는 초미세 기공을 가진 박막 필름 층으로 만들어질 수 있다. 차폐 층은 견고한 구조로 만들어질 수 있고, 중앙 부분에 수직 방향을 따라 기능 부재가 배치될 수 있다. 기능 부재는 표시 기능 또는 탐지 기능을 가지면서 이와 동시에 위에서 설명된 수직 형상 부분과 결합되어 기본 마스크와 고체산소 유입 마스크가 안정적으로 결합되도록 한다. 예를 들어 기능 부재의 안쪽 면에 선형 홈이 형성되어 수직 형상 부분이 삽입되어 고정될 수 있다. 또는 수직 형상 부분에 금속 막대가 배치되고, 기능 부재의 안쪽 면에 띠 자석이 배치되어 고체산소 유입 마스크와 기본 마스크가 서로 결합될 수 있다. 사용 환경에 따라 고체산소 유입 마스크는 기본 마스크에 직접 결합이 될 수 있다. 기능 부재에 예를 들어 엘이디 소자가 배치되어 고체산소 발생 모듈의 내부에 배치된 고체산소 발생기의 작동 상태를 표시할 수 있다. 또는 기능 부재에 외부 탐지 센서가 배치되어 외부 공기의 상태가 탐지될수 있다. 이와 같이 기능 부재는 형상 유지 기능, 결합 기능, 표시 기능 또는 탐지 기능을 가질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 각각의 공간 형성 층은 신축성을 가진 신축 부분과 형상 유지를 위한 형상 유지 부분으로 이루어질 수 있다. 형상 유지 부분은 수직 형상 부분을 기준으로 공간 형성 층의 일부를 형성할 수 있고, 신축 부분은 형상 유지 부분으로부터 연결될 수 있다. 신축 부분은 예를 들어 신축성 폴리에스테르, 스티렌, 스판덱스 또는 이와 유사한 신축성 섬유로 만들어질 수 있다. 그리고 양쪽 신축 부분에 착용 부분이 연결될 수 있고, 착용 부분은 상대적으로 큰 신축성을 가진 소재로 만들어질 수 있다. 그리고 착용 부분에 귀가 삽입되어 고정되는 착용 갭이 형성될 수 있다. 형상 유지 부분은 예를 들어 반사 코팅을 하는 방식으로 만들어질 수 있고, 호흡을 위한 공기의 유동은 신축 부분 또는 신축 부분에 형성된 유동 홀을 통하여 이루어질 수 있다. 공간 형성 층은 면 소재 또는 이와 유사한 소재로 만들어진 베이스 층(BL); 베이스 층(BL)에 접착 층(AL)에 의하여 결합되는 필터 기공 층(FL)으로 이루어질 수 있다. 필터 기공 층(FL)은 공기 유동이 가능한 섬유소재로 만들어질 수 있고, 위에서 설명된 것처럼 필터 기공 층(FL)의 일부에 위에서 설명된 것과 같이 반사 코팅이 되어 형상 유지 부분으로 만들어질 수 있다. 또한 신축 부분에 차단 마스크의 고정을 위한 차단 고정 유닛이 형성될 수 있다. 수직 형상 부분과 형상 유지 부분에 의하여 얼굴 부위와 공간 형성 층의 내부 면 사이에 이격 공간이 만들어질 수 있다. 구체적으로 수직 형상 부분은 바깥쪽으로 경사지도록 연장되는 1 경사 부위; 1 경사 부위의 끝 부분으로부터 안쪽으로 경사지도록 연장되어 전체적으로 수직 형상 부분이 전체적으로 볼록 렌즈의 형상이 되도록 하는 2 경사 부위; 및 2 경사 부위의 끝 부분으로부터 수평으로 연장되어 얼굴 부위의 아래쪽을 밀폐시키는 수평 연장 부분으로 이루어질 수 있다. 수직 형상 부분의 이와 같은 구조는 마스크가 착용된 상태에서 유지될 수 있다. 차단 고정 부분은 차단 마스크가 기본 마스크에 고정될 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 예를 들어 홈과 돌기 구조, 단추 구조, 접착제 구조, 벨크로 방식, 자석 구조 또는 이와 유사한 구조로 만들어질 수 있다. 차단 마스크의 안쪽 면을 형성하는 차단 층에 코의 위쪽 부분을 보호하는 보호 스크린이 형성될 수 있다. 보호 스크린은 위쪽 테두리로부터 전체적으로 삼각형이 되는 형상이 될 수 있고, 위쪽 테두리를 기준으로 접히거나 펼쳐질 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 보호 스크린은 주름 형상으로 쉽게 접히거나 펼쳐질 수 있으면서 둘레 면을 따라 고정 테두리가 형성된 구조로 만들어질 수 있다. 또는 중간 부분에 연장 방향을 따라 조절 부재가 형성되고, 조절 부재는 이중 실린더 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 조절 부재의 길이 조절에 따라 조절 선을 따라 보호 스크린의 양쪽 부분이 길이 조절이 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 보호 스크린은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 차단 층의 앞쪽 면에 고체산소 유입 마스크의 결합을 위한 다양한 결합 수단이 형성될 수 있고, 예를들어 차단 층의 좌우 및 상하에 암수 단추, 벨크로 또는 자석과 같은 체결 수단이 형성될 수 있다. 또한 차단 층은 부착 수단에 의하여 기본 마스크에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 차단 층의 앞쪽에 적어도 하나의 모듈 고정 홀이 형성되어 고체산소 발생 모듈이 고정될 수 있다. 모듈 고정 홀에 의하여 모듈 고정 홀이 차단 마스크에 고정되면서 이와 함께 고체산소 유입 마스크가 안정적으로 고정될 수 있다. 그리고 모듈 고정 홀에 고정된 고체산소 발생 모듈을 통하여 외부 공기가 차단 마스크의 내부로 유입될 수 있다. 차단 층은 합성섬유 소재로 외부 면을 형성하는 표면 층(MF)과 표면 층(MF)과 결합 층(CL)에 의하여 결합되는 필터 기공 층(FL)으로 이루어질 수 있고, 필터 기공 층(FL)은 미세 입자 또는 오염 물질의 제거가 가능한 활성탄 필터, 초극세사 필터 또는 이와 유사한 필터가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한 결합 층(CL)은 공기의 유동의 가능한 관통 홀을 가지면서 박막 형태의 다양한 수지 접착제로 형성될 수 있다. 공간 형성 층과 차단 층 사이에 유동 공간이 형성될 수 있고, 보호 스크린은 수직 형성 부분의 위쪽으로 연장될 수 있다. 유동 공간(FS)의 형성에 의하여 외부 공기가 직접적으로 기본 마스크를 통하여 유입되는 것이 방지되도록 하면서 잔여 오염물이 기본 마스크에 의하여 여과가 되도록 한다. 고체산소 유입 마스크는 외부 공기의 유입이 차폐되도록 하는 차폐 층; 수직 방향으로 연장되면서 차폐 층을 두 개의 부분으로 분리시키고, 전체적으로 볼록한 형상이 되는 기능 부재; 및 차폐 층에 형성된 고체산소 발생 모듈로 이루어질 수 있다. 기능 부재에 고체산소 발생 모듈의 작동 상태를 표시하는 엘이디 소자와 같은 표시 유닛(L) 또는 외부 공기의 상태를 탐지하는 탐지 유닛(D)과 같은 것이 배치될 수 있다. 또한 차폐 층과 차단 층 사이에 분리 공간이 형성될 수 있다. 차폐 층이 차단 층과 결합된 상태에서 외부 공기는 고체산소 발생 모듈을 통하여 분리 공간, 유동 공간 또는 기본 마스크의 내부로 유입될 수 있다. 또한 착용 환경에 따라 고체산소 발생 모듈의 내부에 내장된 고체산소로부터 고체 산소가 발생될 수 있다. 고체산소 발생 모듈은 외부 공기의 유입을 위한 유입 유닛; 유입 유닛으로 유입된 공기를 기본 마스크의 내부로 유도하면서 내부에 고체산소가 배치된 고체산소 발생 유닛; 및 유입 유닛과 고체산소 발생 유닛 사이에 이동 가능하도록 배치되는 필터 유닛을 포함하고, 고체산소 발생 유닛에서 유입 경로와 배출 경로가 서로 다르다. 유입 유닛에 형성된 유입 홀을 통하여 유입된 외부 공기는 필터 유닛을 경유하여 고체산소 발생 유닛에 형성된 유도 홀로 유도될 수 있다. 이후 필터 유닛에 의하여 필터링이 된 외부 공기는 조절 판과 배출 경로를 경유하여 기본 마스크의 내부로 유입되어 호흡이 될 수 있다. 이와 같은 과정에서 필요에 따라 고체산소로부터 산소가 발생되어 유입되는 공기에 추가될 수 있다. 고체산소는 고체 형태의 산소 발생이 가능한 화합물 또는 이와 같은 화합물을 가진 산소 발생 유닛을 말한다. 고체산소는 이와 같은 화합물 또는 산소 발생 유닛으로 정해진 발생 조건에서 자연적으로 발생되거나 또는 전력 공급에 의하여 발생될 수 있다. 예를 들어 고체산소 발생 유닛의 내부에 입자 또는 펠릿(pellet) 형상의 염소산나트륨, 과산화바륨 또는 이와 유사한 산소 발생 물질; 산소 발생을 위하여 필요한 열을 발생시키는 열 발생 소자; 제어 칩; 및 온도 탐지 유닛과 같은 것이 배치될 수 있다. 발생된 산소는 산소 배출로(OE)를 통하여 고체산소 발생 유닛의 외부로 배출되어 유입되는 외부 공기와 혼합될 수 있다. 산소 발생 유닛의 작동은 스위치(SW)에 의하여 개시될 수 있고, 스위치(SW)의 일부는 유입 유닛의 외부로 돌출되어 마스크의 사용자에 의하여 작동되거나, 탐지 유닛의 탐지 정보에 따라 작동될 수 있다. 고체산소는 산소 발생이 가능한 다양한 형태가 될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 고체산소 발생 유닛은 실린더 형상이 될 수 있고, 고체산소 발생 유닛의 아래쪽에 실린더 형상의 유도 블록이 형성될 수 있다. 그리고 원형 띠 형상의 필터 유닛은 유도 블록을 따라 상하로 이동될 수 있다. 구체적으로 외부 공기가 유입되는 필터 유닛이 고체산소 발생 유닛을 따라 아래쪽으로 이동되고 외부 공기는 유도 홀을 통하여 유도 블록의 내부로 유입되어 관통 홀이 형성된 조절 판을 통하여 배출 경로를 통하여 배출될 수 있다. 그리고 호흡에 의하여 배출되는 이산화탄소를 포함하는 배기는 모듈하우징(MC)의 바닥 면에 형성된 배기 홀로 유입되어 유도 블록의 측면에 형성된 배기 유도 홀을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 외부 공기의 유입 경로와 호흡에 따른 배기의 배출 경로는 서로 다를 수 있고, 고체 산소 발생 모듈은 모듈 형상으로 만들어져 차폐 층에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 필터 유닛은 헤파 필터와 같이 미세 먼지의 제거가 가능한 필터가 될 수 있고, 필터 유닛은 중앙에 이동 홀이 형성된 원형 띠 형상이 될 수 있다. 또한 고체산소 발생 유닛의 내부에 소형 배터리가 배치되어 스위치(SW)의 작동에 의하여 표시 유닛 또는 탐지 유닛이 작동되도록 할 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 기본 마스크의 수직 형상 부분에 금속 막대가 배치될 수 있고, 소형 배터리에 의하여 금속 막대에 전압이 인가되어 기본 마스크에 약한 전기장이 형성되도록 할 수 있다. 금속 막대는 다양한 위치에 형성될 수 있고 이에 의하여 기본 마스크에 약한 전기장이 형성될 수 있다. 이와 같은 약한 전기장에 의하여 고체 산소 발생 모듈을 통과한 미세먼지가 포집될 수 있다. 고체 산소 발생 모듈은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 마스크는 사용 환경에 따라 적절한 형태로 마스크가 사용될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 마스크는 필요에 따라 고체산소로부터 산소가 공급되도록 하는 것에 의하여 산소 결핍 환경에서 편리하게 사용될 수 있도록 한다. 위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims

공간 형성 층을 가진 기본 마스크 기본 마스크에 결합되면서 공간 형성 층에 비하여 통기성이 작은 차단 층로 이루어진 차단 마스크 및 차단 마스크에 고정되는 고체산소 발생 모듈을 가진 고체산소 유입 마스크로 이루어진 미세 입자 제거용 고체산소 내장형 마스크.