KR20220041530A - Transparent mask and method for manufacturing thesame - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투명한 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크를 투명하게 제작하여 상대방으로 하여금 마스크 착용자의 얼굴 전체를 볼 수 있도록 하고, 필터링한 공기를 마스크 안쪽으로 불어넣어 마스크 안쪽의 호흡공간을 양압 상태로 유지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a transparent mask, and more particularly, by making the mask transparent so that the other party can see the entire face of the mask wearer, and blowing filtered air into the mask, the breathing space inside the mask is in a positive pressure state so that it can be maintained as
근래 들어, 급속한 산업화에 의해 미세먼지가 지속적으로 증가되고 있다. 미세먼지 농도는 대기환경에서 PM(Particulate Matter)으로 나타내며 입자의 크기는 대부분 0.001~10μm 범위이다. 미세먼지는 국내에서 발생되는 미세먼지와 국외로부터 유입되는 미세먼지로 분류할 수 있다. 국외로부터 유입되는 미세먼지의 대부분은 중국이나 몽골에서 발원된 것이며, 이 미세먼지에는 규소, 망간 및 알루미늄 등의 토양 성분이 주류를 이루고 있다.In recent years, fine dust has been continuously increasing due to rapid industrialization. The concentration of fine dust is expressed as PM (Particulate Matter) in the atmospheric environment, and the particle size is mostly in the range of 0.001 to 10 μm. Fine dust can be classified into fine dust that is generated in Korea and fine dust that comes from abroad. Most of the fine dust coming from abroad originates from China or Mongolia, and soil components such as silicon, manganese and aluminum are the main components of this fine dust.
중국의 산업화로 인하여 중국으로부터 국내로 유입되는 미세먼지에는 납이나 카드뮴과 같은 중금속이나 다이옥신과 같은 유해한 화학물질이 다량으로 함유되어 있어 피해 규모가 점차 커지고 있는 실정에 있다. 참고로, 중국으로부터 유입되는 황사에 포함된 중금속의 농도는 일반 공기에 비하여 2배 내지 15배 이상으로 높고, 납은 13배, 카드뮴은 14배, 크롬은 21 배나 높은 것으로 보고되고 있다. Due to China's industrialization, fine dust flowing into Korea from China contains a large amount of heavy metals such as lead and cadmium and harmful chemicals such as dioxins, and the damage is gradually increasing. For reference, it is reported that the concentration of heavy metals contained in yellow dust flowing from China is 2 to 15 times higher than that of general air, 13 times higher for lead, 14 times higher for cadmium, and 21 times higher for chromium.
이와 같은 중금속들은 인체에 나쁜 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 납 성분은 신경과 근육을 마비시키고, 카드뮴은 폐암을 유발하며, 크롬은 신경질환과 기관지염을 유발하는 것으로 알려져 있다.These heavy metals are known to have a bad effect on the human body. For example, lead paralyzes nerves and muscles, cadmium causes lung cancer, and chromium is known to cause neurological diseases and bronchitis.
이와 같이 미세먼지에 의한 각종 폐해를 줄이기 위하여 마스크를 착용하는 것이 요구되고 있다. As such, it is required to wear a mask in order to reduce various harmful effects caused by fine dust.
더욱이, 최근들어 코로나 19와 같은 신종 바이러스가 발현하여 각종 경제활동을 위축시키고 사회 활동에 막대한 지장을 초래하고 있다. 코로나 19 바이러스의 경우 비말이나 필터링되지 않은 오염된 공기에 의해 전파되는 것으로 보고되고 있는데, 이러한 코로나 19 바이러스의 전파를 방지하기 위하여 마스크 착용이 의무화되었다. Moreover, recently, a new virus such as Corona 19 has emerged, which is atrophying various economic activities and causing enormous disruption to social activities. In the case of Corona 19 virus, it is reported that it is spread by droplets or unfiltered contaminated air.
그런데, 종래 기술에 의한 마스크는 입과 코 및 그 주변을 가리게 되어 있다. 이에 따라, 대면하고 있는 사람 간에 표정변화를 느낄 수 없어 단절감을 느끼게 된다. 이와 같은 이유 등으로 인하여 본의 아니게 자연스런 분위기가 연출되지 않고 어색한 분위기가 연출되는 등의 문제점이 있다. However, the mask according to the prior art is to cover the mouth, nose and its surroundings. Accordingly, it is not possible to feel a change in facial expression between the people who are facing each other, and thus a sense of disconnection is felt. For these reasons, there is a problem in that a natural atmosphere is not produced unintentionally, but an awkward atmosphere is produced.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안한 것으로서, 투명한 소재로 마스크를 제작하여 대면하고 있는 상대방이 마스크 착용자의 얼굴 전체를 볼 수 있는 자연스런 분위기가 연출되도록 하고, 필터 본체의 양측에 설치된 필터모듈 및 팬을 통해 필터링된 공기를 마스크 안쪽의 호흡공간에 불어넣어 그 호흡공간이 양압 상태를 유지할 수 있게 함으로써, 마스크 착용자가 필터링된 공기로 호흡할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above-described problems, and by making a mask with a transparent material, a natural atmosphere in which the opposite party can see the entire face of the mask wearer is created, and is installed on both sides of the filter body The purpose is to allow the mask wearer to breathe with the filtered air by blowing the filtered air through the filter module and the fan into the breathing space inside the mask so that the breathing space can maintain a positive pressure state.
또한, 본 발명은 필터 본체의 양측에 설치된 필터모듈 및 팬을 통해 필터링된 공기를 마스크 안쪽의 호흡공간에 불어넣어 그 호흡공간이 양압 상태를 유지할 수 있게 하되, 호흡에 사용된 공기가 마스크와 안면의 접촉 부위를 통해 외부로 배출되게 함으로써, 호흡에 사용되는 공기의 흐름이 원활하게 이루어지도록 하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention blows filtered air through the filter modules and fans installed on both sides of the filter body into the breathing space inside the mask so that the breathing space can maintain a positive pressure state, but the air used for breathing is Another purpose is to ensure that the flow of air used for respiration is made smoothly by allowing it to be discharged to the outside through the contact area of .
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부공기가 입과 코 주변으로 유입되는 것을 차단하고 입과 코 주변의 안면부에 호흡공간을 형성하되, 투명한 소재로 형성된 공기차단막 및 상기 공기차단막의 양측 종단부에 각기 형성되어 상기 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 그 호흡공간을 양압 상태로 만드는 제1필터부 및 제2필터부를 포함하되, 상기 제1필터부 및 제2필터부는 외부 공기를 상기 호흡공간으로 불어넣는 팬 및 상기 팬의 전방에 설치되어 상기 팬으로 유입되는 공기를 필터링하는 필터 모듈로 이루어진 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object blocks external air from flowing into the mouth and nose and forms a breathing space in the facial area around the mouth and nose, but the air barrier film formed of a transparent material and the air barrier film A first filter part and a second filter part formed at both ends, respectively, to filter the external air and blow it into the breathing space to make the breathing space a positive pressure state, wherein the first filter part and the second filter part are external It is characterized in that it consists of a fan blowing air into the breathing space and a filter module installed in front of the fan to filter the air flowing into the fan.
또한, 본 발명의 공기차단막은 좌우측 부분이 양쪽 볼을 감싸고, 상부 중앙 부위는 코에 걸리는 구조로 형성되고, 입과 코 주변을 포함하는 안면부에 호흡공간이 확보되도록 돌출된 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the air barrier membrane of the present invention has a structure in which the left and right portions surround both cheeks, the upper central portion is formed to be caught on the nose, and has a protruding structure to secure breathing space in the facial area including the mouth and nose area. do.
또한, 본 발명의 공기차단막은 상기 호흡공간의 공기가 외부로 유출되도록 안면부와의 틈새를 형성하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. In addition, the air barrier membrane of the present invention is characterized in that it has a structure that forms a gap with the face part so that the air of the breathing space flows out to the outside.
또한, 본발명의 공기차단막은 투명한 고분자 필름인 것을 특징으로 한다.In addition, the air barrier film of the present invention is characterized in that it is a transparent polymer film.
또한, 본 발명의 공기차단막은 폴리카보네이트(PC), 아크릴로니트릴-부타디엔 스티렌(ABS), 결정성 폴리에틸렌(A-PET), 스티렌 아크릴로니트릴 부타디엔(SAN), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 군으로부터 택일된 어느 하나로 구성되는 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다. In addition, the air barrier film of the present invention is polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene styrene (ABS), crystalline polyethylene (A-PET), styrene acrylonitrile butadiene (SAN), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene It is characterized in technical configuration to be composed of any one selected from the group.
또한, 본 발명의 공기차단막은 상기 안면부와 밀착되지 않는 구조의 가장자리를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the air barrier film of the present invention is characterized in that it includes an edge of the structure that is not in close contact with the face part.
또한, 본 발명의 필터모듈은 상기 팬의 구동에 의해 상기 팬으로 유입되는 공기를 필터링하기 위해 세균 및 오염 물질을 1차적으로 필터링하는 외측 부직포필터; 상기 외측 부직포필터를 통과한 공기에 포함되어 있는 유해 물질이나 바이러스를 필터링하는 멜트브라운 필터(meltblown filter) 및 상기 멜트브라운 필터를 통과한 공기에 포함된 오염물질을 필터링하는 내측 부직포필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the filter module of the present invention includes: an outer nonwoven filter that primarily filters bacteria and contaminants in order to filter the air flowing into the fan by driving the fan; A meltblown filter that filters harmful substances or viruses contained in the air that has passed through the outer nonwoven filter and an inner nonwoven filter that filters contaminants contained in the air that has passed through the meltblown filter characterized.
또한, 본 발명의 필터모듈은 상기 외측 부직포필터, 상기 멜트브라운 필터 및 상기 내측 부직포필터를 커버하기 위한 필터케이스 및 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the filter module of the present invention is characterized in that it includes a filter case and a cover for covering the outer non-woven filter, the melt-brown filter and the inner non-woven filter.
또한, 본 발명은 제어장치를 더 포함하되, 상기 제어장치는 상기 제1필터부 및 제2필터부의 팬모터에 각기 설치된 전류센서; 상기 제1필터부 및 제2필터부에 각기 설치되어 상기 팬으로부터 발생되는 소음을 각기 입력하는 마이크; 상기 전류센서의 출력신호를 근거로 팬구동부의 구동을 제어하여 상기 호흡공간의 양압 변화를 보상하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further includes a control device, the control device comprising: a current sensor respectively installed in the fan motor of the first filter unit and the second filter unit; a microphone installed in the first filter unit and the second filter unit to respectively input noise generated by the fan; It characterized in that it comprises a controller for compensating for the positive pressure change in the breathing space by controlling the driving of the fan drive unit based on the output signal of the current sensor.
또한, 본 발명의 컨트롤러는 상기 마이크의 출력신호를 근거로 에이엔씨부의 구동을 제어하여 상기 팬의 노이즈를 제거하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller of the present invention is characterized in that the noise of the fan is removed by controlling the driving of the ANC unit based on the output signal of the microphone.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부공기가 입과 코 주변으로 유입되되는 것을 차단하고 코와 입 주변의 안면부와 호흡공간을 형성하되, 투명한 소재로 형성된 공기차단막이 제작되는 공기차단막 제작단계; 상기 공기차단막의 일측 종단부에 형성되어 상기 외부공기를 필터링해서 상기 공기 차단막에 의해 형성된 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제1필터부가 제작되는 제1필터부 제작단계; 상기 공기차단막의 타측 종단부에 형성되어 상기 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제2필터부가 제작되는 제2필터부 제작단계 및 컨트롤러가 상기 사용자의 호흡이나 환경 변화에 의해 상기 호흡공간의 양압이 변화되는 것을 방지하기 위해 그 양압을 보상하는 양압 제어단계를 포함하는 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.In addition, the present invention for achieving the above object blocks external air from flowing into the mouth and around the nose and forms a breathing space with the face part around the nose and mouth, but an air blocking film formed of a transparent material is produced. blocking film production step; a first filter unit manufacturing step in which a first filter unit formed at one end of the air barrier membrane to filter the external air and blow it into the breathing space formed by the air barrier membrane to put the breathing space into a positive pressure state; A second filter unit manufacturing step and controller in which a second filter unit formed at the other end of the air barrier film to filter the external air and blow it into the breathing space to make the breathing space a positive pressure state and the controller is the user's breathing or It is characterized in that it includes a positive pressure control step of compensating for the positive pressure in order to prevent the positive pressure in the breathing space from being changed by the environmental change.
또한, 본 발명의 호흡공간의 기압은 외부 기압보다 0.1 내지 0.2 Pa 높은 것을 특징으로 한다.In addition, the air pressure of the breathing space of the present invention is characterized in that 0.1 to 0.2 Pa higher than the external air pressure.
본 발명의 투명 마스크 및 그의 제작 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the transparent mask and its manufacturing method of the present invention, the following effects are obtained.
첫째, 투명한 소재로 마스크를 제작하여 대면하고 있는 상대방이 마스크 착용자의 얼굴 전체를 볼 수 있는 어색하지 않고 자연스런 분위기가 연출되는 효과가 있다.First, by making a mask with a transparent material, there is an effect of creating a natural atmosphere without awkwardness in which the person facing the mask can see the entire face of the mask wearer.
둘째, 필터 본체의 양측에 설치된 필터모듈 및 팬을 통해 필터링된 공기를 마스크 안쪽의 호흡공간에 불어넣어 그 호흡공간이 양압 상태를 유지할 수 있게 함으로써, 마스크 착용자가 필터링된 공기로 호흡할 때 폐에 무리를 주지 않고 편안한 호흡이 가능하면서 오염물질의 유입을 차단할 수 있는 효과가 있다.Second, filtered air is blown into the breathing space inside the mask through the filter modules and fans installed on both sides of the filter body so that the breathing space can maintain a positive pressure state. It has the effect of blocking the inflow of pollutants while allowing comfortable breathing without straining.
셋째, 마스크 내의 공기 흐름으로 인하여 입냄새가 나지 않고 마스크 내부와의 온도평형이 이루어져 안경 착용시 김서림이 발생되지 않는 효과가 있다.Third, due to the air flow in the mask, there is no bad breath and the temperature is balanced with the inside of the mask, so that fogging does not occur when wearing glasses.
넷째, 마스크의 가장자리가 안면부에 떠 있는 구조로 되어 있어 피부 트러블, 끈적임 및 화장품 번짐 등이 발생되지 않는 효과가 있다.Fourth, since the edge of the mask has a structure that floats on the face, there is an effect that skin troubles, stickiness, and cosmetic smearing do not occur.
다섯째, 필터모듈을 손쉽게 교체할 수 있어 투명 마스크를 반 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.Fifth, since the filter module can be easily replaced, there is an effect that the transparent mask can be used semi-permanently.
도 1은 본 발명에 따른 투명 마스크의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 필터부의 분리사시도
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투명 마스크의 공기 유입 및 분출에 대한 설명도
도 4는 본 발명에 따른 투명 마스크가 착용된 상태에서의 공기 흐름을 나타낸 설명도
도 5는 본 발명에 따른 투명 마스크의 제어장치에 대한 블록도
도 6은 호흡공간의 기압 보상 원리를 나타낸 설명도
도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 투명마스크에서 일정한 양압을 유지하기 위해 기압을 보상하는 원리를 나타낸 그래프
도 8은 본 발명에 따른 투명 마스크 및 그의 제작 방법의 순서도.1 is a perspective view of a transparent mask according to the present invention;
2 is an exploded perspective view of a filter unit according to the present invention;
3 (a) and (b) are explanatory views for air inflow and outflow of the transparent mask according to the present invention
4 is an explanatory view showing the air flow in a state in which the transparent mask according to the present invention is worn
5 is a block diagram of an apparatus for controlling a transparent mask according to the present invention;
6 is an explanatory view showing the principle of compensation for atmospheric pressure in the breathing space
7 (a) to (c) are graphs showing the principle of compensating for atmospheric pressure in order to maintain a constant positive pressure in the transparent mask according to the present invention
8 is a flowchart of a transparent mask and a method of manufacturing the same according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 하고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것으로 보아서는 아니 되며, 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor can properly define the concept of the term to describe his invention in the best way. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention, and since the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, the technical spirit of the present invention It should not be regarded as representing all of them, and it should be understood that there may be various equivalents and modifications.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관한 정보 디스플레이 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the information display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 투명 마스크의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 필터부의 분리사시도이고, 도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 투명 마스크의 공기 유입 및 분출에 대한 설명도이고, 도 4는 본 발명에 따른 투명 마스크가 착용된 상태에서의 공기 흐름을 나타낸 설명도이다.1 is a perspective view of a transparent mask according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a filter unit according to the present invention, and FIGS. It is an explanatory view, and FIG. 4 is an explanatory view showing the air flow in a state in which the transparent mask according to the present invention is worn.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 투명 마스크(100)는 외부공기가 입과 코 주변으로 유입되는 것을 차단하고 입과 코 주변의 안면부에 호흡공간을 형성하되, 투명한 소재로 형성된 공기차단막(110), 상기 공기차단막(110)의 양측 종단부에 각기 형성되어 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 그 호흡공간을 양압 상태로 만드는 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
공기차단막(110)은 전체가 투명한 소재로 제작되어 사용자가 공기차단막(110)을 착용한 상태에서 상대방이 사용자의 얼굴 전체를 볼 수 있게 된다. 그리고, 공기차단막(110)은 좌우측 부분이 양쪽 볼을 감싸고, 상부 중앙 부위는 코에 걸리는 구조로 형성되어 사용자가 투명마스크(100)를 착용하기 위해 고정끈과 같은 고정수단을 구비하지 않고도 편리한 착용이 가능함은 물론, 운동 또는 활동력을 요하는 환경에서는 고정끈이나 탄력밴드와 같은 별도의 고정수단을 구비하여 착용하여도 무방한 것이다. 그리고, 공기차단막(110)은 입과 코 주변을 포함하는 안면부에 호흡공간이 확보되도록 돌출된 구조로 형성되고, 그 호흡공간의 공기가 외부로 유출되도록 안면부와의 틈새를 형성하는 형상을 갖는다. The
이를 위해 상기 공기차단막(110)은 일정치 이상의 탄성도를 갖는 투명한 소재를 금형사출 공정을 통해 제작될 수 있다. 상기 공기차단막(110)의 소재는 폴리카보네이트(PC), 아크릴로니트릴-부타디엔 스티렌(ABS), 결정성 폴리에틸렌(A-PET), 스티렌 아크릴로니트릴 부타디엔(SAN), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 등의 투명한 고분자 필름일 수 있다. 하지만, 상기 공기차단막(110)의 소재가 상기 소재로 한정되는 것이 아니라 온도나 습도 등의 사용 조건에 따라서 다른 특성을 갖는 소재가 사용될 수 있다. To this end, the
사용자가 투명마스크(100)을 착용한 상태에서 호흡공간을 양압 상태로 유지하기 위하여, 공기차단막(110)과 사용자 안면 간에 완전히 밀착된 상태로 유지할 필요가 없으며, 오히려 호흡된 공기의 자연스러운 유출을 위해 상기 설명에서와 같이 약간의 틈새가 확보되는 구조를 가질 필요가 있다. In order to maintain the breathing space in a positive pressure state while the user wears the
이를 감안하여 공기차단막(110)은 안면부에 밀착되지 않는 구조의 가장자리(edge)(111)를 포함할 수 있다.In consideration of this, the
제1필터부(120) 및 제2필터부(130)는 상기 공기차단막(110)의 양측 종단부에 각기 고정 설치되어 외부 공기를 필터링해서 호흡공간으로 불어넣어 그 호흡공간이 양압 상태로 된다. 이에 따라, 외부의 공기가 상기 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)를 경유하지 않고 곧바로 상기 호흡공간으로 유입되지 못하고, 호흡공간의 공기는 공기차단막(110)의 가장자리(111)와 사용자 안면 간의 틈새를 통해 외부로 유출된다. 그리고, 사용자는 상기와 같이 필터링되어 호흡공간에 공급된 공기로 호흡을 할 수 있게 된다. 상기 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)를 통해 상기 호흡공간으로 공급되는 단위 시간당 공기량은 특별하게 한정되지 않지만, 사용자의 폐에 무리를 주지 않으면서 편한 호흡이 가능한 정도가 될 수 있다. 이때, 상기 호흡공간의 기압과 외부와의 차압(예: 0.1~0.2 Pa)은 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들어, 외부 기압이 1일 때, 상기 호흡공간의 기압은 1.2Pa 내지 +1.2Pa로 유지될 수 있다. The
결국, 상기 공기 차단막(110)에 의해 형성된 호흡공간의 양압은 상기 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)를 통해 그 호흡공간으로 공급되는 단위 시간당 공기량과, 공기차단막(110)의 가장자리(111)와 사용자 안면 간의 틈새 면적에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 호흡공간의 양압을 상기와 같이 호흡에 적절한 기압으로 유지하기 위해서는 상기 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)를 통해 상기 호흡공간으로 공급되는 공기량과 상기 틈새 면적을 적절하게 설계할 필요가 있다.As a result, the positive pressure of the breathing space formed by the
상기 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)는 서로 동일한 구조를 가지므로, 제1필터부(120)를 예로 하여 설명한다.Since the
도 2를 참조하면, 제1필터부(120)는 외부 공기를 상기 호흡공간으로 불어넣는 제1팬(121) 및 상기 제1팬(121)의 전방에 설치되어 상기 제1팬(121)으로 유입되는 공기를 필터링하는 제1필터 모듈(122)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1팬(121) 및 제2필터부(130)의 제2팬(131)은 팬구동용 모터(이하, '팬모터'라 칭함)를 각기 포함하는 것을 예로하여 설명한다. Referring to FIG. 2 , the
도 3의 (a)는 제1필터부(120)의 제1팬(121)과 제2필터부(130)의 제2팬(131)에 의해 공기가 호흡공간 내의 중간 지점인 코와 입의 주변에 몰리면서 에어 그래디언트(air gradient)가 형성되는 것을 나타낸 것이다. 그리고, 도 3의 (b)는 상기 제1팬(121) 및 제2팬(131)에 의해 호흡공간에 형성된 양압에 의해 공기가 호흡공간에서 공기차단막(110)과 피부의 접촉 부위를 통해 외부로 분출되는 것을 나타낸 것이다. 3 (a) is a diagram showing the air between the nose and the mouth, which is an intermediate point in the breathing space, by the
제1필터 모듈(122)은 제1팬(121)의 구동에 의해 그 제1팬(121)으로 유입되는 공기를 필터링하기 위해 세균 및 오염 물질을 1차적으로 필터링하는 외측 부직포필터(122B), 상기 외측 부직포필터(122B)를 통과한 공기에 포함되어 있는 유해 물질이나 바이러스를 필터링하는 멜트브라운 필터(meltblown filter)(122C) 및 상기 멜트브라운 필터(122C)를 통과한 공기에 포함된 오염물질을 필터링하는 내측 부직포필터(122D)를 포함할 수 있다. The
상기 외측 부직포필터(122B), 멜트브라운 필터(122C) 및 내측 부직포필터(122D)는 필터케이스(122A)에 삽입된 후 뚜껑(122E)에 의해 닫혀진 형태로 제1필터부(120)에 장착될 수 있다. 따라서, 투명 마스크(100)가 일정 시간 이상 사용되어 제1필터 모듈(122)의 외측 부직포필터(122B), 멜트브라운 필터(122C) 및 내측 부직포필터(122D)가 기준치 이상으로 오염된 경우 사용자는 제1필터부(120)의 제1덮개(123)를 열고 제1필터 모듈(122)만 새로운 필터 모듈로 교체하여 투명 마스크(100)를 계속 사용할 수 있게 된다. The outer
상기 제1필터 모듈(122)의 필터들이 상기 외측 부직포필터(122B), 멜트브라운 필터(122C) 및 내측 부직포필터(122D)로 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 다른 필터들로 구성될 수 있다.The filters of the
상기 설명에서는 제1필터부(120)가 공기차단막(110)의 일측(예: 좌측) 종단부에 수평 방향으로 설치되고, 제2필터부(130)가 공기차단막(110)의 타측(예: 우측) 종단부에 수평 방향으로 설치된 것을 예로 하였다. In the above description, the
이와 같은 경우, 제1필터부(120)의 제1팬(121)이 좌측 귀 부근에 설치되고, 제2필터부(130)의 제2팬(131)이 우측 귀 부근에 설치될 수 있다. 이에 따라 사용자의 머리카락이 제1팬(121)이나 제2팬(131)에 빨려들어갈 수 있다. 이를 방지하기 위해 제1필터부(120)의 제1덮개(123)와 제2필터부(130)의 제2덮개(133)에 머리카락유입 방지용 망을 설치할 수 있다. 다른 예로써, 제1팬(121)과 제2팬(131)의 공기 흡입구 방향을 머리카락의 영향을 최소화 하는 방향으로 설치할 수 있다. 또 다른 예로써, 상기 제1팬(121)이나 제2팬(131)의 설치 위치를 머리카락의 영향을 받지 않는 영역(예: 턱 부분)에 설치할 수 있다. In this case, the
도 4에서와 같이, 사용자는 상기 제1필터부(120)와 제2필터부(130)를 통해 공급되는 호흡공간에 공급되는 필터링된 공기로 호흡을 하게 되고, 그렇게 호흡된 공기는 상기 가장자리(111)와 안면 간의 공간을 통해 외부로 빠져나간다. 이를 위해 상기 설명에서와 같이 가장자리(111)는 사용자의 안면과 밀착되지 않고 떠 있는 구조로 설계할 필요가 있다.4, the user breathes with the filtered air supplied to the breathing space supplied through the
도 5는 본 발명에 따른 투명 마스크에 포함되는 투명마스크의 제어장치에 대한 블록도이고, 도 6은 호흡공간의 기압 보상 원리를 나타낸 설명도이고, 도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 투명마스크에서 일정한 양압을 유지하기 위해 기압을 보상하는 원리를 나타낸 그래프이다.5 is a block diagram of a control device for a transparent mask included in the transparent mask according to the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the principle of compensation for atmospheric pressure in the breathing space, and FIGS. It is a graph showing the principle of compensating for atmospheric pressure in order to maintain a constant positive pressure in the transparent mask according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 투명마스크의 제어장치(140)는 공기차단막(110)의 제1팬(121)의 팬모터에 설치된 제1전류센서(CS1) 및 제2팬(131)의 팬모터에 설치된 제2전류센서(CS2), 제1필터부(120)의 제1팬(121)으로부터 발생되는 소음을 입력하는 제1마이크(MIC1) 및 제2필터부(130)의 제2팬(131)으로부터 발생되는 소음을 입력하는 제2마이크(MIC2), 상기 전류센서(CS1,CS2)의 출력신호를 근거로 팬구동부(142)의 구동을 제어하여 사용자의 호흡에 의한 양압의 변화를 보상하고, 상기 제1,2마이크(MIC1,MIC2)의 출력신호를 근거로 에이엔씨부(143)의 구동을 제어하여 상기 제1팬(121) 및 제2팬(131)의 노이즈를 제거하도록 하는 컨트롤러(141), 사용자의 단말기(예: 스마트폰)와 상기 컨트롤러(141) 간의 근거리 무선통신을 지원하는 근거리무선통신부(144) 및 투명 마스크(100)의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하는 전원부(145)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the transparent
제1필터부(120)의 제1팬(121)과 제2필터부(130)의 제2팬(131)이 일정한 속도로 회전되어 호흡공간의 양압(기압)이 목표치로 유지하더라도 사용자가 호흡을 하게 되면 도 7의 (a)에서와 같이 양압이 주기적으로 변화된다. 즉, 사용자의 날숨에 의해 양압이 상승되고, 들숨에 의해 양압이 하강된다. 그러나, 다음과 같은 양압 보상 동작에 의해 양압을 일정하게 유지할 수 있게 된다.Even if the
사용자가 숨을 들이마실 때(들숨) 도 6의 (a)와 같이 호흡공간의 기압이 줄어들고, 이에 의해 제1팬(121)과 제2팬(131)의 저항이 변화된다. 즉, 들숨에서 제1팬(121)과 제2팬(131)의 저항이 줄어든다. 이에 따라, 제1팬(121)의 팬모터와 제2팬(131)의 팬모터에 흐르는 전류량이 변화(예: 상승)되는데, 제1전류센서(CS1)와 제2전류센서(CS2)를 통해 변화되는 전류량을 검출할 수 있다.When the user breathes in (inhalation), the air pressure in the breathing space is reduced as shown in FIG. 6 (a), whereby the resistance of the
따라서, 사전에 상기와 같은 과정을 통해 사용자의 호흡(들숨과 날숨)에 따른 제1팬(121)의 팬모터와 제2팬(131)의 팬모터의 전류변화를 제1전류센서(CS1)와 제2전류센서(CS2)를 통해 검출하고, 그때 호흡공간의 기압 변화를 검출한다. 그리고, 상기 기압변화와 전류변화의 관한 데이터베이스를 구축해 놓는다. Therefore, through the process as described above in advance, the first current sensor (CS1) the change in the current of the fan motor of the fan motor of the
그리고, 차후에는 컨트롤러(141)가 상기 제1전류센서(CS1)와 제2전류센서(CS2)를 통해 검출되는 전류량을 근거로 상기 호흡공간의 기압을 보상하기 위해 제1팬(121)의 팬모터와 제2팬(131)의 팬모터의 구동을 제어한다. 예를 들어, 도 7의 (b)에서와 같이 컨트롤러(141)는 호흡공간의 기압이 날숨에 의해 상승되는 구간에서 팬구동부(142)의 구동을 제어하여 제1팬(121)과 제2팬(131)의 회전속도가 기압 상승에 상응되는 정도로 하강되게 한다. 그리고, 상기 호흡공간의 기압이 들숨에 의해 하강되는 구간에서는 팬구동부(142)의 구동을 제어하여 제1팬(121)과 제2팬(131)의 회전속도가 기압 하강에 상응되는 정도로 상승되게 한다. 이에 따라, 호흡공간의 양압이 사용자의 호흡에 관계없이 도 7의 (c)와 같이 일정한 상태로 유지된다. And, later, the
이와 같이 사용자의 호흡에 의해 호흡공간의 기압이 변화되는 것을 별도의 기압센서를 이용하여 검출하지 않고, 팬모터의 전류 변화를 검출하여 인식할 수 있도록 함으로써, 비용을 절감할 수 있게 된다. 그리고, 공기차단막(110)의 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.As described above, the change in air pressure in the breathing space due to the user's respiration is not detected using a separate air pressure sensor, but a change in the current of the fan motor can be detected and recognized, thereby reducing costs. In addition, it is possible to simplify the manufacturing process of the
제1필터부(120)의 제1팬(121)과 제2필터부(130)의 제2팬(131)의 구동에 의해 사용자의 양쪽 귀 주변에 소음이 발생될 수 있다. 하지만, 다음과 같은 액티브 노이즈 캔슬링(ANC : Active Noise Cancellation) 동작으로 소음을 제거할 수 있게 된다.Noise may be generated around both ears of the user by driving the
제1마이크(MIC1)는 제1필터부(120)의 제1팬(121)으로부터 발생되는 소음을 전기신호로 변환하여 출력하고, 제2마이크(MIC2)는 제2필터부(130)의 제2팬(131)으로부터 발생되는 소음을 전기신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해 제1마이크(MIC1)는 제1팬(121)의 주변에 설치되고, 제2마이크(MIC2)는 제2팬(131)의 주변에 설치될 수 있다.The first microphone MIC1 converts noise generated from the
컨트롤러(141)는 제1마이크(MIC1)로부터 공급되는 음성신호와 제2마이크(MIC2)로부터 공급되는 음성신호를 각기 전처리하여 에이엔씨부(143)에 출력하고, 그 에이엔씨부(143)를 구동시킨다. 이에 따라, 에이엔씨부(143)는 제1마이크(MIC1)의 음성신호와 위상이 반대인 상쇄신호를 생성하여 제1팬(121) 측으로 출력하고, 이에 의해 제1팬(121)으로부터 발생되는 소음이 제거된다. 그리고, 에이엔씨부(143)는 제2마이크(MIC2)의 음성신호와 위상이 반대인 상쇄신호를 생성하여 제2팬(131) 측으로 출력하고, 이에 의해 제2팬(131)으로부터 발생되는 소음이 제거된다.The
근거리무선통신부(144)는 사용자의 단말기와 상기 컨트롤러(141) 간의 근거리 무선통신을 지원한다. 이에 따라, 사용자는 단말기를 이용하여 투명 마스크(100)의 양압이나 소음 제거동작 등을 제어할 수 있게 된다. The short-range
전원부(145)는 투명 마스크(100)의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 이를 위해 전원부(145)는 충전용 배터리를 구비할 수 있으며, USB 포트(145A)를 통해 외부로부터 전원을 공급받아 충전용 배터리를 충전시킬 수 있다.The
본 발명의 다른 실시예로써, 제1팬(121)과 제2팬(131)의 주변에 히터코일을 각기 설치하고, 컨트롤러(141)가 온도센서의 온도감지신호를 근거로 주변의 온도가 일정치 이하로 하강된 것으로 판단될 때 상기 히터코일을 구동시킨다. 이에 따라, 호흡공간에 가열된 따듯한 공기를 공급할 수 있게 된다.As another embodiment of the present invention, heater coils are respectively installed around the
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 마스크의 제작 방법의 순서도이다.Meanwhile, FIG. 8 is a flowchart of a method of manufacturing a transparent mask according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 투명 마스크의 제작 방법은 외부공기가 입과 코 주변으로 유입되되는 것을 차단하고 코와 입 주변의 안면부와 호흡공간을 형성하되, 투명한 소재로 형성된 공기차단막이 제작되는 공기차단막 제작단계(S1); 상기 공기차단막의 일측 종단부에 형성되어 외부공기를 필터링해서 상기 공기 차단막에 의해 형성된 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제1필터부가 제작되는 제1필터부 제작단계(S2); 상기 공기차단막(110)의 타측 종단부에 형성되어 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제2필터부가 제작되는 제2필터부 제작단계(S3); 및 컨트롤러가 상기 사용자의 호흡이나 환경 변화에 의해 상기 호흡공간의 양압이 변화되는 것을 방지하기 위해 그 양압을 보상하는 양압 제어단계(S4)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the method for manufacturing a transparent mask according to the present invention blocks external air from flowing into the mouth and around the nose and forms a breathing space with the face part around the nose and mouth, but the air blocking film formed of a transparent material Air barrier film production step (S1) to be manufactured; A first filter unit manufacturing step (S2) in which the first filter unit is formed at one end of the air barrier film to filter the outside air and blow it into the breathing space formed by the air barrier film to put the breathing space into a positive pressure state; A second filter unit manufacturing step (S3) formed at the other end of the
공기차단막 제작단계(S1)에서, 사용자가 투명 마스크(100)를 착용한 상태에서 외부공기가 입과 코 주변으로 유입되는 것을 차단하고 코와 입 주변의 안면부와 호흡공간을 형성하도록 공기차단막(110)이 제작된다. 여기서, 상기 호흡공간의 공기가 외부로 유출되도록 안면부와의 틈새를 갖는 형성하는 형상을 갖도록 공기차단막(110)이 제작된다. 그리고, 상기 공기차단막(110) 전체가 투명한 소재로 제작되어 사용자가 공기차단막(110)을 착용한 상태에서 상대방이 사용자의 얼굴 전체를 볼 수 있게 된다. In the air barrier film manufacturing step (S1), the
제1필터부 제작단계(S2)에서, 상기 공기차단막의 일측 종단부에 형성되어 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제1필터부(121)가 제작된다. 여기서, 상기 제1필터부(120)는 외부 공기를 상기 호흡공간으로 불어넣는 제1팬(121) 및 상기 제1팬(121)의 전방에 설치되어 상기 제1팬(121)으로 유입되는 공기를 필터링하는 제1필터 모듈(122)이 제작된다. In the first filter unit manufacturing step (S2), the
제2필터부 제작단계(S3)에서, 상기 공기차단막의 타측 종단부에 형성되어 외부공기를 필터링해서 상기 호흡공간에 불어넣어 상기 호흡공간을 양압 상태로 하는 제2필터부(121)가 제작된다. 여기서, 상기 제2필터부(130)는 외부 공기를 상기 호흡공간으로 불어넣는 제2팬(131) 및 상기 제2팬(131)의 전방에 설치되어 상기 제2팬(131)으로 유입되는 공기를 필터링하는 제2필터 모듈(122)이 제작된다. In the second filter unit manufacturing step (S3), the
양압 제어단계(S4)에서, 콘트롤러(141)는 상기 호흡공간의 기압 변화를 감지하고, 그 기압 변화에 따라 제1팬(121)의 팬모터와 제2팬(131)의 팬모터의 구동을 제어하여 상기 호흡공간의 기압이 항상 일정한 상태로 유지된다.In the positive pressure control step (S4), the
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification as described above is merely the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents and modifications that can be substituted for them It should be understood that there may be examples.
100 : 투명 마스크
110 : 공기차단막
111 : 가장자리
120 : 제1필터부
121 : 제1팬
122 : 제1필터모듈
122A : 필터케이스
122B : 내측 부직포필터
122C : 멜트브라운 필터
122D : 외측 부직포필터
123 : 제1덮개
130 : 제2필터부
131 : 제2팬
132 : 제2필터모듈
133 : 제2덮개
140 : 제어장치
141 : 컨트롤러
142 : 팬구동부
143 : 에이엔씨부
144 : 근거리무선통신부
145 : 전원부
145A : USB 포트100: transparent mask 110: air barrier film
111: edge 120: first filter unit
121: first fan 122: first filter module
122A: filter
122C: melt brown filter 122D: outer non-woven filter
123: first cover 130: second filter unit
131: second fan 132: second filter module
133: second cover 140: control device
141: controller 142: fan driving unit
143: ANC Department 144: Short-distance wireless communication department
145:
Claims (11)
Block the inflow of external air into the mouth and nose and form a breathing space in the facial area around the mouth and nose. A first filter unit and a second filter unit for blowing the breathing space into a positive pressure state by blowing into the breathing space, wherein the first filter unit and the second filter unit include a fan blowing the outside air into the breathing space and the fan. Transparent mask comprising a filter module installed in front to filter the air flowing into the fan.
상기 공기차단막은 좌우측 부분이 양쪽 볼을 감싸고, 상부 중앙 부위는 코에 걸리는 구조로 형성되고, 입과 코 주변을 포함하는 안면부에 호흡공간이 확보되도록 돌출된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
The method of claim 1,
The transparent mask, characterized in that the left and right portions surround both cheeks, the upper central portion is formed in a structure that catches the nose, and is formed in a structure that protrudes so as to secure a breathing space in the face portion including the mouth and nose area.
상기 공기차단막은 호흡공간의 공기가 외부로 유출되도록 안면부와의 틈새가 형성되도록 함과 더불어, 안면부와 밀착되지 않는 가장자리가 더 포함되도록 한 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
3. The method of claim 1 or 2,
The air blocking film is a transparent mask, characterized in that the gap with the face part is formed so that the air of the breathing space flows out to the outside, and an edge that is not in close contact with the face part is further included.
상기 공기차단막은 투명한 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
3. The method of claim 1 or 2,
The transparent mask, characterized in that the air barrier film is a transparent polymer film.
상기 공기차단막은 폴리카보네이트(PC), 아크릴로니트릴-부타디엔 스티렌(ABS), 결정성 폴리에틸렌(A-PET), 스티렌 아크릴로니트릴 부타디엔(SAN), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 군으로부터 택일된 어느 하나로 구성되도록 한 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
3. The method of claim 1 or 2,
The air barrier film is selected from polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene styrene (ABS), crystalline polyethylene (A-PET), styrene acrylonitrile butadiene (SAN), polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene. A transparent mask, characterized in that it is composed of any one.
상기 필터모듈은 상기 팬의 구동에 의해 상기 팬으로 유입되는 공기를 필터링하기 위해 세균 및 오염 물질을 1차적으로 필터링하는 외측 부직포필터; 상기 외측 부직포필터를 통과한 공기에 포함되어 있는 유해 물질이나 바이러스를 필터링하는 멜트브라운 필터(meltblown filter) 및 상기 멜트브라운 필터를 통과한 공기에 포함된 오염물질을 필터링하는 내측 부직포필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
The method of claim 1,
The filter module may include: an outer nonwoven filter that primarily filters bacteria and contaminants in order to filter the air flowing into the fan by driving the fan; A meltblown filter that filters harmful substances or viruses contained in the air that has passed through the outer nonwoven filter and an inner nonwoven filter that filters contaminants contained in the air that has passed through the meltblown filter Characterized by a transparent mask.
상기 필터모듈은 상기 외측 부직포필터, 상기 멜트브라운 필터 및 상기 내측 부직포필터를 커버하기 위한 필터케이스 및 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
7. The method of claim 6,
The filter module is a transparent mask comprising a filter case and a cover for covering the outer non-woven filter, the melt-brown filter and the inner non-woven filter.
제어장치를 더 포함하되, 상기 제어장치는 상기 제1필터부 및 제2필터부의 팬모터에 각기 설치된 전류센서; 상기 제1필터부 및 제2필터부에 각기 설치되어 상기 팬으로부터 발생되는 소음을 각기 입력하는 마이크; 상기 전류센서의 출력신호를 근거로 팬구동부의 구동을 제어하여 상기 호흡공간의 양압 변화를 보상하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
The method of claim 1,
Further comprising a control device, the control device comprising: a current sensor respectively installed in the fan motor of the first filter unit and the second filter unit; microphones respectively installed in the first filter unit and the second filter unit to input noise generated by the fan; Transparent mask comprising a controller for compensating for the positive pressure change in the breathing space by controlling the driving of the fan drive unit based on the output signal of the current sensor.
상기 컨트롤러는 상기 마이크의 출력신호를 근거로 에이엔씨부의 구동을 제어하여 상기 팬의 노이즈를 제거하도록 하는 것을 특징으로 하는 투명 마스크.
9. The method of claim 8,
and the controller controls driving of the ANC unit based on the output signal of the microphone to remove the fan noise.
an air barrier film manufacturing step in which an air barrier film formed of a transparent material is manufactured to block external air from flowing into the mouth and around the nose and to form a breathing space and a face around the nose and mouth; a first filter unit manufacturing step of manufacturing a first filter unit formed at one end of the air barrier film to filter the external air and blow it into the breathing space formed by the air barrier film to put the breathing space into a positive pressure state; A second filter part manufacturing step and controller in which a second filter part is formed at the other end of the air blocking membrane to filter the external air and blow into the breathing space to make the breathing space a positive pressure state and the controller is the user's breathing or and a positive pressure control step of compensating for the positive pressure in order to prevent the positive pressure in the breathing space from being changed due to changes in the environment.
상기 호흡공간의 기압은 외부 기압보다 0.1 내지 0.2 Pa 높은 것을 특징으로 하는 투명 마스크 제작 방법.
11. The method of claim 10,
The air pressure in the breathing space is 0.1 to 0.2 Pa higher than the external air pressure, a transparent mask manufacturing method, characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200124867A KR20220041530A (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Transparent mask and method for manufacturing thesame |
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KR20170049168A (en) | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 장두용 | Mask with magnet filter |
KR20190097388A (en) | 2018-02-12 | 2019-08-21 | 김병철 | Disposable face mask with two equipped wires |
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2020
- 2020-09-25 KR KR1020200124867A patent/KR20220041530A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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