KR20230133809A - Bedsore prevention mat - Google Patents

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KR20230133809A
KR20230133809A KR1020230032562A KR20230032562A KR20230133809A KR 20230133809 A KR20230133809 A KR 20230133809A KR 1020230032562 A KR1020230032562 A KR 1020230032562A KR 20230032562 A KR20230032562 A KR 20230032562A KR 20230133809 A KR20230133809 A KR 20230133809A
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김경범
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Abstract

본 발명은 욕창 예방 매트에 관한 것으로, 상면에 공기가 분사되는 다수의 통기공(110)이 형성되고 내부에 상기 통기공(110)과 연결되는 에어공급라인(120)이 형성된 순환 매트 유닛(100)과, 상기 순환 매트 유닛(100)의 일측에 연결되며 상기 에어공급라인(120)과 연결되어 상기 에어공급라인(120)에 공기를 공급하는 에어팬(200)과, 상기 순환 매트 유닛(100)이 상면에 탈부착되며 통기성 있는 재질로 형성되는 통기성 매트 유닛(300)을 포함한다. 본 발명은 환자의 허리 부분의 공기 강제 흐름을 가능하게 하고, 미세 진동을 통하여 환자의 혈액순환에 도움을 주므로 스스로 자세 변경이 어려운 노인이나 중증 환자의 욕창을 예방할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a bedsore prevention mat, comprising a circulation mat unit 100 having a plurality of ventilation holes 110 through which air is sprayed on the upper surface and an air supply line 120 connected to the ventilation holes 110 formed therein. ), an air fan 200 connected to one side of the circulation mat unit 100 and connected to the air supply line 120 to supply air to the air supply line 120, and the circulation mat unit 100 ) is detachable from the upper surface and includes a breathable mat unit 300 made of a breathable material. The present invention enables forced air flow to the patient's waist and helps the patient's blood circulation through micro-vibration, so it has the advantage of preventing bedsores in elderly or seriously ill patients who have difficulty changing their posture on their own.

Description

욕창 예방 매트{Bedsore prevention mat}Bedsore prevention mat

본 발명은 욕창 예방 매트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 욕창 환자를 위한 혈액순환 기능을 가져 욕창을 예방할 수 있는 욕창 예방 매트에 관한 것이다.The present invention relates to a bedsore prevention mat, and more specifically, to a bedsore prevention mat that has a blood circulation function for patients with bedsores and can prevent bedsores.

욕창은 신체의 특정 부위에 지속적인 압박이 가해지는 경우, 그 부위에 산소가 공급되지 않고 혈액순환이 되지 않아 피부조직이 괴사하는 것을 의미한다. 이 때 괴사한 피부조직에 세균이 침투하여 전신에 퍼져 패혈증으로 이어지는 경우 생명까지 위험하다. Bedsores mean that when continuous pressure is applied to a specific part of the body, oxygen is not supplied to that area and blood circulation is blocked, resulting in necrosis of skin tissue. At this time, if bacteria penetrate the necrotic skin tissue and spread throughout the body, leading to sepsis, it is life-threatening.

또, 욕창은 한 번 생기면 치료에 오랜 시간이 걸리고, 많은 손길과 정성을 필요로 하므로 환자나 보호자, 그리고 치료와 케어를 담당하는 사람들 모두가 힘들어진다. In addition, once a bedsore develops, it takes a long time to treat and requires a lot of care and attention, making it difficult for the patient, guardian, and those in charge of treatment and care.

보통 욕창을 치료하는데 드는 시간은 제1기 욕창의 경우 1~7일, 2기는 5~90일, 3기는 30~180일, 4기는 최하 반년 이상의 치료기간이 소요된다고 알려져 있다. 따라서 욕창은 예방이 최선이고, 이를 예방하는데 있어 욕창방지매트는 큰 역할을 한다.It is known that the treatment time for bedsores is usually 1 to 7 days for stage 1 bedsores, 5 to 90 days for stage 2, 30 to 180 days for stage 3, and at least half a year or more for stage 4. Therefore, the best way to prevent bedsores is to prevent them, and bedsore prevention mats play a big role in preventing them.

그런데 종래의 욕창방지매트는 공기분사와 공기압조절이 가능한 에어매트로 구성되므로, 그 효과가 매우 미비하고, 에어매트를 사용할 때 공기를 주입하는 호수가 꼬이거나 제대로 주입되지 않아 작동되지 않는 경우가 생긴다. 또한, 에어매트는 에어 주입시 발생하는 소음과 진동으로 인해 환자의 스트레스와 불편함이 증가한다. However, since the conventional pressure ulcer prevention mat consists of an air mat that can spray air and adjust air pressure, its effect is very minimal, and when using the air mat, there are cases where the hose through which air is injected becomes twisted or does not inject properly, causing it to not work. Additionally, air mats increase patient stress and discomfort due to noise and vibration generated when air is injected.

실제로 에어매트는 사용 1년이 지난 경우 빈번한 고장이 발생되어 공기를 팽창시키는 방식과 공기 주입 연결 호스에 문제가 발생하였으며, 피복으로 인한 공기 빠짐 현상도 발생되었다. In fact, air mats frequently broke down after one year of use, causing problems with the air inflation method and air injection connection hose, and air loss due to the covering also occurred.

공고번호: KR10-2310553(출원인: 아주대학교산학협력단)Announcement number: KR10-2310553 (Applicant: Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation)

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 환자의 허리 부분의 공기 강제 흐름을 가능하게 하여, 스스로 자세 변경이 어려운 노인이나 중증 환자의 욕창을 예방할 수 있는 욕창 예방 매트를 제공하는 것이다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a bedsore prevention mat that can prevent bedsores in elderly or seriously ill patients who have difficulty changing their posture on their own by enabling forced air flow to the patient's lower back.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 미세 진동을 통하여 환자의 혈액순환에 도움을 주어 욕창을 예방할 수 있는 욕창 예방 매트를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a bedsore prevention mat that can prevent bedsores by helping the patient's blood circulation through microvibration.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to those described above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 욕창 예방 매트를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a bedsore prevention mat.

일 실시 예에 따르면, 욕창 예방 매트는 상면에 공기가 분사되는 다수의 통기공이 형성되고 내부에 상기 통기공과 연결되는 에어공급라인이 형성된 순환 매트 유닛과 상기 순환 매트 유닛의 일측에 연결되며 상기 에어공급라인과 연결되어 상기 에어공급라인에 공기를 공급하는 에어팬과 상기 순환 매트 유닛이 상면에 탈부착되며 통기성 있는 재질로 형성된 통기성 매트 유닛을 포함한다.According to one embodiment, the bedsore prevention mat is connected to a circulation mat unit having a plurality of ventilation holes through which air is sprayed on the upper surface and an air supply line connected to the ventilation holes formed inside, and one side of the circulation mat unit, and the air The air fan is connected to the supply line and supplies air to the air supply line, and the circulation mat unit is detachable from the upper surface and includes a breathable mat unit made of a breathable material.

상기 순환 매트 유닛의 상면에 진동 발생을 위한 압전소자가 구비된다.A piezoelectric element for generating vibration is provided on the upper surface of the circulation mat unit.

상기 압전소자는 탄소나노튜브를 함유하여 제조된 것이며, 상기 탄소나노튜브는 상기 압전소자 총 중량에 대하여 4.0wt% ~ 5.0wt% 범위로 함유한다.The piezoelectric element is manufactured by containing carbon nanotubes, and the carbon nanotubes are contained in the range of 4.0 wt% to 5.0 wt% based on the total weight of the piezoelectric element.

상기 통기공은 인체의 머리 부분, 등 부분, 허리 부분, 엉덩이 부분 중 적어도 한 곳 이상에 대응되게 형성된다.The ventilation hole is formed to correspond to at least one of the head, back, waist, and buttocks of the human body.

상기 통기성 매트 유닛은 온열기능을 갖는 스마트 매트일 수 있다.The breathable mat unit may be a smart mat with a heating function.

다른 실시 예에 따르면, 상기 압전소자는 폴리디메틸실록산(PDMS)과 탄소나노튜브(CNT)를 포함하고, 상기 탄소나노튜브는 상기 폴리디메틸실록산 총 중량을 기준으로 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하가 포함될 수 있다.According to another embodiment, the piezoelectric element includes polydimethylsiloxane (PDMS) and carbon nanotubes (CNT), and the carbon nanotubes are 4.0 wt% or more and 5.0 wt% or less based on the total weight of the polydimethylsiloxane. may be included.

본 발명은 순환 매트 유닛의 통기공을 통해 분사되는 공기의 강제 흐름을 통해 환자의 허리의 온도와 습도를 조절하여 최적의 상태로 유지시킬 수 있고, 스스로 자세 변경이 어려운 노인이나 중증 환자의 욕창을 예방할 수 있는 효과가 있다.The present invention can maintain the temperature and humidity of the patient's waist in an optimal condition by controlling the temperature and humidity of the patient's waist through the forced flow of air sprayed through the ventilation holes of the circulation mat unit, and can relieve pressure ulcers in elderly or seriously ill patients who have difficulty changing their posture on their own. There is a preventive effect.

또한, 본 발명은 순환 매트의 상면에 마련된 압전소자가 발생시키는 미세진동을 통해 혈액 순환에 도움을 주어 욕창을 예방할 수 있는 효과가 있다. 더욱이 본 발명의 압전소자는 탄소나노튜브를 포함하므로 전기적 특성이 우수하여 동작신뢰성이 우수하며, 압전성과 유연성을 동시에 나타내어 누워있는 환자에게 편안함을 줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of preventing bedsores by helping blood circulation through microvibration generated by the piezoelectric element provided on the upper surface of the circulation mat. Moreover, since the piezoelectric element of the present invention contains carbon nanotubes, it has excellent electrical characteristics and excellent operational reliability, and exhibits both piezoelectricity and flexibility, which has the effect of providing comfort to lying patients.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 욕창 예방 매트를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 변형예로 욕창 예방 매트의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 욕창 예방 매트의 압전소자를 설명하기 위한 도면들이다.
1 to 3 are views for explaining a bedsore prevention mat according to a first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side cross-sectional view for explaining the operation of a bedsore prevention mat as a modified example of the first embodiment of the present invention.
Figures 5 to 12 are diagrams for explaining the piezoelectric element of the bedsore prevention mat according to the second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the shapes and thicknesses of regions are exaggerated for effective explanation of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Additionally, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수 개의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수 개의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, or components. It should not be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, “connection” is used to mean both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting them.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Additionally, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 욕창 예방 매트를 설명하기 위한 도면들로서, 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 욕창 예방 매트를 보인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 순환 매트 유닛만 통기성 매트 유닛에 결합한 상태를 보인 사시도이고, 도 3은 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 욕창 예방 매트의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.1 to 3 are drawings for explaining a bedsore prevention mat according to a first embodiment of the present invention. Figure 1 is an exploded perspective view showing a bedsore prevention mat according to a first embodiment of the present invention, and Figure 2 is a drawing. 1 is a perspective view showing only the circulation mat unit coupled to the breathable mat unit, and FIG. 3 is a side cross-sectional view for explaining the operation of the pressure ulcer prevention mat according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바에 의하면, 제1 실시 예에 의한 욕창 예방 매트(10)는 순환 매트 유닛(100), 에어팬(200) 및 통기성 매트 유닛(300)을 포함한다. 1 to 3, the bedsore prevention mat 10 according to the first embodiment includes a circulation mat unit 100, an air fan 200, and a breathable mat unit 300.

순환 매트 유닛(100)은 상면에 공기가 분사되는 다수의 통기공(110)이 형성되고 내부에 통기공(110)과 연결되는 에어공급라인(120)이 형성된다. 순환 매트 유닛(100)은 통기공(110)을 통해 공기가 분사되어 욕창을 예방할 수 있는 온도와 습도 조절을 가능하게 한다. 욕창의 가장 큰 원인은 압력과 습도이고, 욕창의 해결 방법은 압력분산과 통풍이다. 공기 분사는 공기 순환을 가능하게 하여 땀이 차는 부분의 온도와 습도 조절을 가능하게 한다. The circulation mat unit 100 has a plurality of ventilation holes 110 through which air is sprayed on the upper surface, and an air supply line 120 connected to the ventilation holes 110 is formed inside. The circulation mat unit 100 sprays air through the ventilation hole 110 to control temperature and humidity to prevent bedsores. The biggest causes of bedsores are pressure and humidity, and the solution to bedsores is pressure distribution and ventilation. The air jet enables air circulation, making it possible to control the temperature and humidity of the sweat-filled area.

통기공(110)은 메쉬 형태로 형성되어 미세한 공기 분사가 가능하게 할 수 있다. 공기가 분사되면 신체의 압력 분포 위치를 바꿔주기 때문에 욕창 예방에 보다 효과적이다. 통기공(110)을 통해 미세한 공기 분사가 됨은 시원한 공기, 즉 시원한 바람이 나오는 것을 의미할 수 있다. 에어공급라인(120)은 공기의 흐름성을 좋게 하기 위한 것이다.The ventilation hole 110 may be formed in a mesh shape to enable fine air injection. When air is sprayed, it changes the location of pressure distribution in the body, making it more effective in preventing bedsores. Spraying fine air through the ventilation hole 110 may mean that cool air, that is, cool wind, is emitted. The air supply line 120 is intended to improve air flow.

도 3에 도시된 바에 의하면, 통기공(110)은 인체의 머리 부분, 등 부분, 허리 부분, 엉덩이 부분 중 적어도 한 곳 이상에 대응되게 형성된다. 인체의 머리 부분, 등 부분, 허리 부분, 엉덩이 부분은 매트에 뼈가 닿는 부위이므로 욕창이 잘 생긴다. 통기공(110)은 욕창이 잘 생기는 부위와 대응되는 위치에 형성되어 공기 분사를 수행함으로써 통풍을 유지하여 욕창을 예방할 수 있다. As shown in FIG. 3, the ventilation hole 110 is formed to correspond to at least one of the head, back, waist, and buttocks of the human body. The head, back, waist, and buttocks of the human body are areas where bones come in contact with the mat, so bedsores are common. The ventilation hole 110 is formed at a location corresponding to a region where bedsores are likely to occur, and can prevent bedsores by maintaining ventilation by spraying air.

에어팬(200)은 순환 매트 유닛(100)의 일측에 설치되며 에어공급라인(120)과 연결되어 에어공급라인(120)에 공기를 공급한다. 에어팬(200)은 무소음 팬이다. 진동과 소음이 계속 발생하면 환자의 스트레스와 불편함이 증가되므로 무소음 팬인 것이 바람직하다.The air fan 200 is installed on one side of the circulation mat unit 100 and is connected to the air supply line 120 to supply air to the air supply line 120. The air fan 200 is a noiseless fan. If vibration and noise continue to occur, patient stress and discomfort will increase, so it is desirable to use a noiseless fan.

순환 매트 유닛(100)은 통기성 매트 유닛(300)의 상면에 탈부착된다. 순환 매트 유닛(100)은 통기성 매트 유닛(300)의 정 중앙 부분에 길이방향으로 설치한다. 순환 매트 유닛(100)이 통기성 매트 유닛(300)의 상면에 부착되면, 순환 매트 유닛(100)의 통기공(110)은 인체의 머리 부분, 등 부분, 허리 부분, 엉덩이 부분에 대응된다. 환자는 욕창 예방 매트(10)의 순환 매트 유닛(100) 상에 눕게 되며, 통기공(110)에서 분사되는 공기에 의해 욕창이 예방된다.The circulation mat unit 100 is attached and detachable from the upper surface of the breathable mat unit 300. The circulation mat unit 100 is installed in the longitudinal direction at the very center of the breathable mat unit 300. When the circulation mat unit 100 is attached to the upper surface of the breathable mat unit 300, the ventilation holes 110 of the circulation mat unit 100 correspond to the head, back, waist, and buttocks of the human body. The patient lies down on the circulating mat unit 100 of the bedsore prevention mat 10, and bedsores are prevented by air sprayed from the ventilation hole 110.

통기성 매트 유닛(300)은 순환 매트 유닛(100)이 상면에 탈부착되며 통기성 있는 재질로 형성된다. 통기성 매트 유닛(300)은 온열기능을 갖는 스마트 매트일 수 있다. 온열기능은 다단계로 온도 조절 가능할 수 있다. 통기성 매트 유닛(300)의 온열기능은 매트 내에 매립된 히터코일로 수행될 수 있다. 통기성 매트 유닛(300)에 매립된 히터코일은 전자파 없는 히팅 기능을 갖는다.The breathable mat unit 300 is detachable from the upper surface of the circulation mat unit 100 and is made of a breathable material. The breathable mat unit 300 may be a smart mat with a heating function. The heating function can be temperature controlled in multiple stages. The heating function of the breathable mat unit 300 can be performed with a heater coil embedded in the mat. The heater coil embedded in the breathable mat unit 300 has a heating function without electromagnetic waves.

순환 매트 유닛(100)은 통기성 매트 유닛(300)의 상면에 탈부착되므로, 순환 매트 유닛(100)이 필요없는 경우 순환 매트 유닛(100)을 통기성 매트 유닛(300)에서 분리하고, 통기성 매트 유닛(300)만 사용 가능하다. 또는 순환 매트 유닛(100)을 다른 매트와 결합하여 사용할 수도 있다. 순환 매트 유닛(100)이 통기성 매트 유닛(300)에 탈부착하는 방식은 벨크로를 사용하거나 또는 자력을 사용할 수 있다. 자력으로 부착하는 경우 탈부착이 보다 용이하고 순환 매트 유닛(100)이 통기성 매트 유닛(300)에서 미끄러져 내리는 문제 등을 해결할 수 있다. The circulation mat unit 100 is detachable from the upper surface of the breathable mat unit 300, so when the circulation mat unit 100 is not needed, the circulation mat unit 100 is separated from the breathable mat unit 300, and the breathable mat unit ( 300) is available. Alternatively, the circulation mat unit 100 can be used in combination with another mat. The circulation mat unit 100 can be attached and detached from the breathable mat unit 300 using Velcro or magnetic force. When attached with magnetic force, attachment and detachment are easier and problems such as the circulation mat unit 100 sliding off the breathable mat unit 300 can be solved.

순환 매트 유닛(100)의 상면에 진동 발생을 위한 압전소자(400)가 구비된다. 압전소자(400)는 진동을 주어 환자의 혈액 순환에 도움을 주기 위한 것이다. 한 자세로 계속 누워 있게 되면 뼈 돌출 부위의 부드러운 조직이 지속적인 압력을 받아 부작용이 발생하는데, 대표적인 부작용이 순환장애로 인한 피하조직 손상(욕창)이다. 욕창이 발생하면 환자의 치료와 일상생활을 어렵게 한다. A piezoelectric element 400 for generating vibration is provided on the upper surface of the circulation mat unit 100. The piezoelectric element 400 is intended to help the patient's blood circulation by providing vibration. If you continue to lie in one position, the soft tissues around the bone protrusions are under constant pressure, causing side effects. The most common side effect is subcutaneous tissue damage (bedsores) due to circulatory disorders. When bedsores occur, they make treatment and daily life difficult for patients.

욕창은 압력이나 마찰과 전단력이 주된 직접적인 원인이며, 지나치게 많은 습기는 욕창을 악화시키는 요인이다. 현재 미국에서도 과도한 습기에 의한 피부손상이 욕창발생에 미치는 영향에 대해 관심이 고조되고 있다. 욕창발생의 경우 지속적인 압력 및 혈액이 순환하기 못해서 피부가 괴사되어 간다. 따라서 자세변화, 단순한 통풍유지의 경우 근본적인 원인요소의 해결이 아니다. 욕창환자의 경우 지속적으로 자세를 바꿔주거나 통풍 등의 지속적인 관리가 필요하다. 따라서 압전소자가 진동을 주어 환자의 혈액 순환에 도움을 주도록 한다.Pressure, friction, and shear forces are the main direct causes of bedsores, and excessive moisture is a factor that worsens bedsores. Currently, even in the United States, there is growing interest in the impact of skin damage caused by excessive moisture on the development of pressure ulcers. In the case of bedsores, the skin becomes necrotic due to constant pressure and blood not being able to circulate. Therefore, in the case of changes in posture or simple maintenance of ventilation, it is not a solution to the fundamental causative factor. Patients with bedsores need to constantly change their posture or take care of ventilation, etc. Therefore, the piezoelectric element provides vibration to help the patient's blood circulation.

더 상세하게는 순환 매트 유닛(100)의 통기공(110)을 통해 분사되는 공기의 강제 흐름을 통해 환자의 허리의 온도와 습도를 조절하여 최적의 상태로 유지시키고, 압전소자(400)가 발생시키는 미세진동을 통해 혈액 순환에 도움을 주어 욕창을 예방한다. 상기한 욕창 방지 매트(10)는 혼자 생활하는 욕창 환자의 혈액 순환에 보다 효율적이다. More specifically, the temperature and humidity of the patient's waist are controlled and maintained in an optimal state through the forced flow of air sprayed through the ventilation hole 110 of the circulation mat unit 100, and the piezoelectric element 400 is generated. Shiki helps blood circulation through micro-vibration and prevents bedsores. The above-described bedsore prevention mat 10 is more efficient for blood circulation in bedsore patients who live alone.

압전소자(400)는 순환 매트 유닛(100)의 통기공(110)과 대응되는 연통공(410)이 형성되어 순환 매트 유닛(100)의 상면에 압전소자(400)를 마련하여도 통기공(110)을 통한 공기의 분사가 원활하도록 한다.The piezoelectric element 400 is formed with a communication hole 410 corresponding to the ventilation hole 110 of the circulation mat unit 100, so that even if the piezoelectric element 400 is provided on the upper surface of the circulation mat unit 100, the ventilation hole ( Ensure that air is sprayed smoothly through 110).

압전소자(400)는 얇은 매트 형태로 형성되어 순환 매트 유닛(100)의 상면에 배치될 수 있다. 또는 압전소자(400)는 순환 매트 유닛(100)의 상면을 형성할 수 있다. 제1 실시 예에서 압전소자(400)는 순환 매트 유닛(100)의 상면에 부착식으로 배치되는 것을 예로 들어 설명한다. The piezoelectric element 400 may be formed in the form of a thin mat and placed on the upper surface of the circulation mat unit 100. Alternatively, the piezoelectric element 400 may form the upper surface of the circulation mat unit 100. In the first embodiment, the piezoelectric element 400 is described as an example of being attached to the upper surface of the circulation mat unit 100.

압전소자(400)는 압전효과를 지닌 압전 재료가 사용되며 출력성능이 높으면서 외부 충격이나 진동에 강한 소재로 된다.The piezoelectric element 400 uses a piezoelectric material with a piezoelectric effect, and is made of a material that has high output performance and is resistant to external shock or vibration.

압전소자(400)는 탄소나노튜브를 포함하고, 탄소나노튜브는 압전소자 총 중량에 대하여 4.0wt% ~ 5.0wt% 범위로 포함된다. 압전소자에 탄소나노튜브가 포함되면 낮은 전기저항과 우수한 전기적 특성을 확보할 수 있다.The piezoelectric element 400 includes carbon nanotubes, and the carbon nanotubes are included in the range of 4.0 wt% to 5.0 wt% based on the total weight of the piezoelectric element. When carbon nanotubes are included in a piezoelectric element, low electrical resistance and excellent electrical properties can be secured.

탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 튜브 형태의 물질이다. 탄소나노튜브는 전기 전도성이 높고 강도가 높으며 화학적 안정성이 있다. 또한, 탄소나노튜브는 전기가 잘 통하고 플라스틱처럼 유연성이 있다. 탄소나노튜브는 유연성이 있어 압전소자가 늘어났을 때에도 전도성을 가지며, 일정한 온도를 견딜 수 있어 반복적으로 늘어났을 때에도 저항이 높아지거나 하지 않는다.Carbon nanotubes are tube-shaped materials in which hexagons made of six carbon atoms are connected to each other to form a tube shape. Carbon nanotubes have high electrical conductivity, high strength, and chemical stability. Additionally, carbon nanotubes conduct electricity well and are flexible like plastic. Carbon nanotubes are flexible and conductive even when the piezoelectric element is stretched, and can withstand a certain temperature, so their resistance does not increase even when stretched repeatedly.

탄소나노튜브는 4.0wt% 미만으로 포함되면 탄소나노튜브의 함량이 적어 부도체의 특성을 나타내며, 5.0wt%를 초과하여 포함되면 그 효과가 포화된다. 탄소나노튜브는 4.0wt%~5.0wt%를 포함한 압전소자(400)는 탄소나노튜브를 포함하지 않는 압전소자(400)에 비해 전기적 특성의 열화가 개선된다.If carbon nanotubes are included in less than 4.0 wt%, the content of carbon nanotubes is small and exhibit insulating properties, and if they are included in excess of 5.0 wt%, the effect is saturated. The piezoelectric element 400 containing 4.0 wt% to 5.0 wt% of carbon nanotubes has improved deterioration of electrical characteristics compared to the piezoelectric element 400 containing no carbon nanotubes.

보다 구체적으로, 압전소자(400)는 강유전성 유기 고분자 나노섬유인 P(VDF-TrEE) 나노파이버에 탄소나노튜브를 포함하여 제조할 수 있다. P(VDF-TrEE) 나노파이버는 압전성능은 우수하지만 출력이 낮은 단점이 있으나, 탄소나노튜브가 포함되면 압전성능이 향상된다. 탄소나노튜브는 4.0wt% 이상에서 출력 향상 효과가 크다.More specifically, the piezoelectric element 400 can be manufactured by including carbon nanotubes in P(VDF-TrEE) nanofibers, which are ferroelectric organic polymer nanofibers. P(VDF-TrEE) nanofibers have excellent piezoelectric performance but have the disadvantage of low output, but the inclusion of carbon nanotubes improves piezoelectric performance. Carbon nanotubes have a significant output improvement effect above 4.0wt%.

탄소나노튜브는 인체에 해가 없고 친환경적인 공법으로 제조되므로 환경에도 무해하다. 또한, P(VDF-TrEE) 나노파이버와 탄소나노튜브는 유연 소재이므로 굴곡이 많은 인체에 적용하기 용이하다. 즉, 압전소자는 압전성과 유연성을 동시에 나타내어 누워있는 환자에게 불편함을 주지 않는다. Carbon nanotubes are harmless to the human body and are manufactured using an eco-friendly method, so they are harmless to the environment. In addition, P(VDF-TrEE) nanofibers and carbon nanotubes are flexible materials, so they are easy to apply to the curved human body. In other words, the piezoelectric element exhibits both piezoelectricity and flexibility and does not cause discomfort to the patient lying down.

환자가 욕창 예방 매트(10)에 눕게 되면 욕창이 생기지 않도록 압전소자(400)에 전기를 인가하여 진동을 주게 되고, 환부의 공기 흐름이 원활하게 되어 욕창이 예방될 수 있다.When a patient lies down on the bedsore prevention mat 10, electricity is applied to the piezoelectric element 400 to vibrate to prevent bedsores, and air flow to the affected area becomes smooth, thereby preventing bedsores.

또는, 상술한 순환 매트 유닛(100)에서 통기공(110)을 통한 공기의 분사는 일정시간마다 수행되게 설정할 수 있다. 또한, 압전소자(400)에서 일정시간마다 진동이 발생되게 설정할 수 있다. Alternatively, in the above-described circulation mat unit 100, air can be set to be sprayed through the ventilation hole 110 at regular intervals. Additionally, the piezoelectric element 400 can be set to generate vibration at regular intervals.

일정시간마다 환자의 허리 부분에 공기를 분사하고 압전소자에서 미세 진동이 발생하면, 환자의 허리 부분의 공기 강제 흐름이 발생하고 미세 진동이 환자의 혈액순환에 도움을 주므로 스스로 자세 변경이 어려운 노인이나 중증 환자의 욕창을 예방할 수 있게 된다. 상술한 욕창 예방 매트(10)는 부드러운 코튼소재로 마감하여 환자가 안전하고 편안하게 누워있도록 할 수 있다.When air is sprayed to the patient's waist at regular intervals and micro-vibration is generated from the piezoelectric element, air is forced to flow to the patient's waist, and the micro-vibration helps the patient's blood circulation. It is possible to prevent bedsores in seriously ill patients. The bedsore prevention mat 10 described above is finished with a soft cotton material, allowing the patient to lie down safely and comfortably.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예의 변형예로 욕창 예방 매트의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.Figure 4 is a side cross-sectional view for explaining the operation of a bedsore prevention mat as a modified example of the first embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바에 의하면, 제1 실시 예의 변형예의 욕창 예방 매트(10)는 감지부(510)와 제어부(520)를 더 포함한다.As shown in FIG. 4, the pressure ulcer prevention mat 10 of the modified example of the first embodiment further includes a detection unit 510 and a control unit 520.

감지부(510)는 욕창 예방 매트(10)에 누워있는 환자와 매트 사이의 온도, 습도 및 압력을 감지하여 제어부(520)에 전송할 수 있다. 제어부(520)는 욕창 예방 매트(10)에 누워있는 환자와 매트 사이의 온도, 습도 및 압력 등이 설정한 조건에 벗어나는 경우 에어팬(200)을 동작시켜 통기공(110)에서 공기가 분사되게 하거나 압전소자(400)를 동작시켜 미세진동이 발생되게 할 수 있다. 제어부(520)는 통기공(110)에서 분사되는 공기의 강도를 제어할 수 있으며, 압전소자(400)가 동작되는 진동 강도 조절도 가능하다. The sensing unit 510 may detect the temperature, humidity, and pressure between the patient lying on the bedsore prevention mat 10 and the mat and transmit the detected temperature, humidity, and pressure to the control unit 520. If the temperature, humidity, and pressure between the patient lying on the bedsore prevention mat 10 and the mat deviate from the set conditions, the control unit 520 operates the air fan 200 to spray air from the ventilation hole 110. Alternatively, the piezoelectric element 400 can be operated to generate fine vibration. The control unit 520 can control the intensity of air sprayed from the ventilation hole 110, and can also control the intensity of vibration at which the piezoelectric element 400 operates.

한편, 제2 실시예에 따른 욕창 예방 매트(10)는 압전소자가 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)과 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)로 구성된다.Meanwhile, the bedsore prevention mat 10 according to the second embodiment has a piezoelectric element made of polydimethylsiloxane (PDMS) and carbon nanotubes (CNT).

제2 실시 예에 따른 욕창 예방 매트(10)는 압전소자의 구성에 있어 제1 실시 예와 차이가 있다. The bedsore prevention mat 10 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the piezoelectric element.

압전소자는 PDMS와 탄소나노튜브를 혼합하여 제조하며, 표면의 마이크로 조직은 실리콘과 결정립 형태의 응집체를 포함한다.Piezoelectric elements are manufactured by mixing PDMS and carbon nanotubes, and the surface microstructure includes silicon and aggregates in the form of crystal grains.

압전소자는 얇은 매트 형태이다. 압전소자는 1~100 Hz의 미세전류를 이용하여 진동을 가하고 매트와 접촉한 근육을 직접적으로 자극하고 활성화시켜 근육 수축을 일으켜 운동이 되게 할 수 있다. 압전소자는 미세전류를 이용하여 진동을 가함으로써 움직임이 어려운 환자의 근육 운동에 도움을 줄 수 있다. The piezoelectric element is in the form of a thin mat. Piezoelectric elements can apply vibration using microcurrent of 1 to 100 Hz and directly stimulate and activate muscles in contact with the mat, causing muscle contraction and exercise. Piezoelectric elements can help exercise the muscles of patients who have difficulty moving by applying vibration using microcurrent.

압전소자는 유연성 있는 전극을 형성하기 위해 PDMS를 사용하고, 전기 전도성을 높이기 위해 탄소나노튜브를 사용한다. Piezoelectric elements use PDMS to form flexible electrodes and carbon nanotubes to increase electrical conductivity.

PDMS는 실리콘 기반의 탄성체로 유연한 특성을 가져 피부에 부착하기 용이하게 한다. PDMS는 탄성변형력이 우수하고 인체에 무해하며 유전상수가 낮은 실리콘 고분자이다.PDMS is a silicone-based elastic material that has flexible properties, making it easy to attach to the skin. PDMS is a silicone polymer that has excellent elastic deformation, is harmless to the human body, and has a low dielectric constant.

탄소나노튜브는 전도성 첨가제로 포함된다. 탄소나노튜브는 PDMS의 팽창을 막을 수 있고 전도도를 향상시킨다. 탄소나노튜브는 전기 전도성이 높고 강도가 높으며 화학적 안정성이 있다. 또한, 탄소나노튜브는 전기가 잘 통하고 플라스틱처럼 유연성이 있다. 탄소나노튜브는 유연성이 있어 압전소자가 늘어났을 때에도 전도성을 가지며, 일정한 온도를 견딜 수 있어 반복적으로 늘어났을 때에도 저항이 높아지거나 하지 않는다. 또한, 탄소나노튜브는 카본블랙과 대비할 때 전도도가 높아 전도성 첨가제의 사용량을 줄일 수 있다.Carbon nanotubes are included as conductive additives. Carbon nanotubes can prevent PDMS from swelling and improve conductivity. Carbon nanotubes have high electrical conductivity, high strength, and chemical stability. Additionally, carbon nanotubes conduct electricity well and are flexible like plastic. Carbon nanotubes are flexible and conductive even when the piezoelectric element is stretched, and can withstand a certain temperature, so their resistance does not increase even when stretched repeatedly. In addition, carbon nanotubes have higher conductivity compared to carbon black, so the amount of conductive additives used can be reduced.

탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브로 이루어진다. 예를 들어, 탄소나노튜브는 3중벽 이상 10중벽 이하의 다중벽 탄소나노튜브로 이루어질 수 있다. 다중벽 탄소나노튜브는 어려 개의 관이 동심원을 이루면서 만들어진 탄소나노튜브이다. 다중벽 탄소나노튜브는 전기를 전달하는 성질이 좋고 길게 늘어나는데다 기계적 성질이 우수하고 대량 합성이 용이하다.Carbon nanotubes are made of multi-walled carbon nanotubes. For example, carbon nanotubes may be made of multi-walled carbon nanotubes having three or more walls and ten or more walls. Multi-walled carbon nanotubes are carbon nanotubes made by forming several concentric circles. Multi-walled carbon nanotubes have good electrical conduction properties, can stretch long, have excellent mechanical properties, and are easy to synthesize in large quantities.

결정립 형태의 응집체는 PDMS의 실리콘과 탄소나노튜브의 탄소가 응집된 것이다. 결정립 형태의 응집체는 기계적 강도 향상과 더불어 전도성 네트워크를 형성하여 전기적 특성을 향상시킨다. 전기적 특성 향상은 낮은 저항과 우수한 전기 전도성을 가지는 것을 의미한다. 실리콘과 탄소가 응집된 결정립 형태의 응집체가 많아야 저항이 낮아지고 전기적 특성이 향상된다. 즉, 탄소가 실리콘에 붙어 네트워크 경로를 형성하기 때문에 전기 특성이 향상된다. 결정립 형태의 응집체는 탄소나노튜브가 실리콘 입자를 보강하는 형태가 되므로 PDMS의 열화를 방지하는 효과가 있다.The crystal grain-shaped aggregate is the agglomeration of the silicon of PDMS and the carbon of carbon nanotubes. In addition to improving mechanical strength, aggregates in the form of crystal grains form a conductive network and improve electrical properties. Improving electrical properties means having low resistance and excellent electrical conductivity. The greater the number of aggregates in the form of crystal grains of silicon and carbon, the lower the resistance and the better the electrical properties. In other words, electrical properties are improved because carbon attaches to silicon and forms a network path. Agglomerates in the form of crystal grains are effective in preventing deterioration of PDMS because carbon nanotubes reinforce silicon particles.

결정립 형태의 응집체는 가장자리가 라운드진 형상이다. 라운드진 형상의 결정립은 실리콘 입자를 보강하고 탄성체로서 유연한 특성을 갖게 하여 열화 현상을 해결한다. The crystal grain-shaped aggregates have rounded edges. The round-shaped crystal grains reinforce the silicon particles and provide flexible properties as an elastic body, thereby solving the deterioration phenomenon.

결정립 형태의 응집체의 평균 입경은 30㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 결정립 형태의 응집체는 평균 입경이 30㎛ 미만이면 네트워크 경로 형성이 부족하여 전기적 특성 향상 효과가 미비하고 50㎛를 초과하면 그 효과가 포화된다.The average particle size of the aggregate in the form of crystal grains is 30 ㎛ or more and 50 ㎛ or less. For aggregates in the form of crystal grains, if the average particle diameter is less than 30㎛, the network path formation is insufficient, so the effect of improving electrical properties is minimal, and if it exceeds 50㎛, the effect is saturated.

압전소자 제조시 탄소나노튜브(CNT)는 폴리디메틸실록산(PDMS) 총 중량을 기준으로 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하가 포함된다. PDMS 총 중량을 기준으로 탄소나노튜브의 함량이 4.0 wt% 미만이면 실리콘과 탄소가 응집된 결정립 형태의 응집체가 나타나지 않고, 5.0 wt%를 초과하면 실리콘과 탄소가 응집된 결정립 형태의 응집체가 더욱 강하게 나타나나 첨가된 양에 비해 전압은 크게 향상되지 않는다. PDMS 총 중량을 기준으로 탄소나노튜브의 함량이 4.0 wt% 미만에서는 탄소나노튜브 함량이 적어 부도체 특성을 가진다.When manufacturing a piezoelectric element, carbon nanotubes (CNTs) are included in an amount of 4.0 wt% or more and 5.0 wt% or less based on the total weight of polydimethylsiloxane (PDMS). If the carbon nanotube content based on the total weight of PDMS is less than 4.0 wt%, aggregates in the form of crystal grains of silicon and carbon do not appear, and if it exceeds 5.0 wt%, aggregates in the form of crystal grains of silicon and carbon become stronger. However, the voltage does not increase significantly compared to the added amount. When the content of carbon nanotubes is less than 4.0 wt% based on the total weight of PDMS, the content of carbon nanotubes is small and has insulating properties.

즉, 압전소자는 PDMS 총 중량을 기준으로 탄소나노튜브의 함량 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하를 포함하도록 제조하면 낮은 전기저항과 우수한 전기적 특성을 확보할 수 있다.In other words, if the piezoelectric element is manufactured to contain a carbon nanotube content of 4.0 wt% or more and 5.0 wt% or less based on the total weight of PDMS, low electrical resistance and excellent electrical properties can be secured.

압전소자는 PDMS와 탄소나노튜브 외에도 경화제를 더 포함한다. 경화제는 PDMS를 경화시키는 일반적인 경화제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 경화제는 다우케미컬사의 sylgard 184가 사용될 수 있다. PDMS와 경화제는 중량비로 8:1~12:1로 혼합될 수 있다.Piezoelectric elements further include a curing agent in addition to PDMS and carbon nanotubes. The curing agent may be a general curing agent that cures PDMS. For example, Dow Chemical's Sylgard 184 may be used as the curing agent. PDMS and curing agent can be mixed in a weight ratio of 8:1 to 12:1.

압전소자 제조방법은 액상의 PDMS에 탄소나노튜브 파우더(분말)를 첨가하고 믹싱하는 공정, 압전소자를 제작하기 위한 틀에 액상 상태인 PDMS와 탄소나노튜브의 혼합물을 부은 후 경화시키는 공정을 포함하여 압전소자를 제조한다. The piezoelectric element manufacturing method includes the process of adding and mixing carbon nanotube powder to liquid PDMS, pouring the mixture of liquid PDMS and carbon nanotubes into a mold for manufacturing the piezoelectric element, and then curing it. Manufactures piezoelectric elements.

액상의 PDMS에 탄소나노튜브 파우더를 첨가하고 믹싱하는 공정은 20분~30분 정도 수행한다. 탄소나노튜브 파우더는 액상의 PDMS 대비 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하 범위로 첨가한다. 탄소나노튜브를 파우더 형태로 PDMS와 혼합하고 믹싱하는 것은 탄소나노튜브의 균일 분산을 유도하여 탄소나노튜브와 PDMS가 균일하게 혼합되도록 하기 위함이다. The process of adding carbon nanotube powder to liquid PDMS and mixing is performed for about 20 to 30 minutes. Carbon nanotube powder is added in a range of 4.0 wt% to 5.0 wt% compared to liquid PDMS. Mixing and mixing carbon nanotubes with PDMS in powder form is intended to induce uniform dispersion of the carbon nanotubes and ensure that the carbon nanotubes and PDMS are uniformly mixed.

액상의 PDMS에 탄소나노튜브 파우더를 첨가하고 믹싱하는 공정 후, 액상 상태인 PDMS와 탄소나노튜브의 혼합물에 경화제를 더 혼합하여 믹싱한 다음 틀에 부어 넣는다. 압전소자를 제작하기 위한 틀에 액상 상태인 PDMS와 탄소나노튜브의 혼합물을 부은 후 경화시키는 공정에서 경화는 30분에서 1시간 30분 정도 수행한다. After the process of adding and mixing carbon nanotube powder to liquid PDMS, a curing agent is further mixed into the mixture of liquid PDMS and carbon nanotubes, mixed, and then poured into a mold. In the process of pouring a mixture of PDMS and carbon nanotubes in a liquid state into a mold for manufacturing a piezoelectric element and then curing, curing is performed for about 30 minutes to 1 hour and 30 minutes.

탄소나노튜브 제조방법은 불활성 분위기의 유동층 반응기 내에서 촉매를 이용한 화학기상증착 방법으로 탄소나노튜브를 합성한다. The carbon nanotube manufacturing method synthesizes carbon nanotubes using a chemical vapor deposition method using a catalyst in a fluidized bed reactor in an inert atmosphere.

탄소나노튜브는 화학기상증착 방법을 이용하여 합성할 때 전이금속 나노입자가 촉매로 작용하는데, 나노입자의 촉매를 잘 형성하는 것이 중요하다. 촉매는 다공성의 세라믹 서포트 위에 형성된 촉매를 사용한다. 다공성의 세라믹 서포트는 알루미나, 실리카 등의 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알루미나를 사용한다. When carbon nanotubes are synthesized using chemical vapor deposition, transition metal nanoparticles act as catalysts, and it is important to form the nanoparticle catalyst well. The catalyst uses a catalyst formed on a porous ceramic support. The porous ceramic support can use materials such as alumina and silica, and alumina is preferably used.

촉매의 제조는 철(Fe)을 사용한다. 촉매의 제조는 습식담지법(wet impregnstion)을 이용하며, Iron(III) nitrate nonahydrate를 철의 전구체로 활용하여 합성한다. 합성한 촉매는 유동층 반응기에 사용하기에 앞서 수평 반응기를 이용하여 소규모의 스케일로 테스트를 진행한다. 이때 탄소 전구체로는 에틸렌 가스를 활용하여 합성하며, 합성은 750~850도의 온도에서 진행한다. 수평 반응기 이용시 수평 반응기 내에 아르곤가스와 수소가스를 동시에 흘려주어 촉매 제작의 최적화 과정을 거친다. 최적화 과정을 거쳐 탄소나노튜브를 합성하며, 이 촉매를 유동층 반응기로 보내 그램 단위의 탄소나노튜브를 합성한다. The production of catalyst uses iron (Fe). The catalyst is manufactured using a wet impregnation method, and is synthesized using Iron(III) nitrate nonahydrate as a precursor for iron. The synthesized catalyst is tested on a small scale using a horizontal reactor before being used in a fluidized bed reactor. At this time, it is synthesized using ethylene gas as a carbon precursor, and the synthesis is carried out at a temperature of 750 to 850 degrees. When using a horizontal reactor, argon gas and hydrogen gas are simultaneously flowed through the horizontal reactor to optimize catalyst production. Carbon nanotubes are synthesized through an optimization process, and this catalyst is sent to a fluidized bed reactor to synthesize carbon nanotubes in grams.

상기한 탄소나노튜브 제조방법은 투입 촉매 대비 약 200%의 수율을 가지며 제작된 탄소나노튜브는 매우 고품질이다. 제조된 탄소나노튜브는 라만 분광 분석 결과 탄소나노튜브의 결정성을 나타내는 지표인 IG/ID 비율이 2까지 나타난다. The carbon nanotube manufacturing method described above has a yield of approximately 200% compared to the input catalyst, and the produced carbon nanotubes are of very high quality. As a result of Raman spectroscopic analysis, the manufactured carbon nanotubes showed an IG/ID ratio of up to 2, which is an indicator of the crystallinity of carbon nanotubes.

상기한 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브를 PDMS와 혼합하고 경화하여 압전소자를 제조한다. The carbon nanotubes prepared by the above method are mixed with PDMS and cured to produce a piezoelectric element.

이하에서는 제1 실시 예에 따른 압전소자의 전기적 특성 향상을 실험결과를 통해 설명하기로 한다.Hereinafter, the improvement in electrical characteristics of the piezoelectric element according to the first embodiment will be explained through experimental results.

실험예 1: 카본블랙을 전도성 첨가제로 사용하는 압전소자는 액상의 PDMS에 PDMS 총 중량 대비 40 wt%의 카본블랙을 첨가하고, 30분간 믹싱한 다음 압전소자를 제작하기 위한 틀에 액상 상태인 PDMS와 카본블랙을 부은후 1시간 경화시켜 제작한다. Experimental Example 1: Piezoelectric element using carbon black as a conductive additive: 40 wt% of carbon black relative to the total weight of PDMS was added to liquid PDMS, mixed for 30 minutes, and then liquid PDMS was placed in a mold for manufacturing the piezoelectric element. It is produced by pouring carbon black and hardening it for 1 hour.

실험예 2 내지 실험예 6: 탄소나노튜브를 전도성 첨가제로 사용하는 압전소자는 액상의 PDMS에 PDMS 총 중량 대비 1.0wt%~10wt% 범위로 탄소나노튜브를 첨가하고, 30분간 믹싱한 다음 압전소자를 제작하기 위한 틀에 액상 상태인 PDMS와 탄소나노튜브를 부은 후 1시간 경화시켜 제작한다. 실험예 1 내지 실험예 6은 틀에 붇기 전 경화제를 첨가한다. Experimental Examples 2 to 6: Piezoelectric elements using carbon nanotubes as a conductive additive were obtained by adding carbon nanotubes to liquid PDMS in the range of 1.0 wt% to 10 wt% based on the total weight of PDMS, mixing for 30 minutes, and then piezoelectric elements. It is manufactured by pouring liquid PDMS and carbon nanotubes into a mold and then curing it for 1 hour. In Experimental Examples 1 to 6, a hardener was added before pouring into the mold.

도 5 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 욕창 예방 매트의 압전소자를 설명하기 위한 도면들로서, 도 5는 PDMS에 카본블랙과 탄소나노튜브 첨가량에 따른 압전소자 형상과 전기적 저항을 측정하여 표시한 사진이다. 카본블랙, 탄소나노튜브 1.0, 탄소나노튜브 2.5, 탄소나노튜브 4.0, 탄소나노튜브 5.0, 탄소나노튜브 10.0은 각각 실험예 1 내지 실험예 6을 나타낸다. Figures 5 to 12 are diagrams for explaining the piezoelectric element of the bedsore prevention mat according to the second embodiment of the present invention. Figure 5 shows the shape and electrical resistance of the piezoelectric element according to the amount of carbon black and carbon nanotubes added to PDMS. This is the photo displayed. Carbon black, carbon nanotube 1.0, carbon nanotube 2.5, carbon nanotube 4.0, carbon nanotube 5.0, and carbon nanotube 10.0 represent Experimental Examples 1 to 6, respectively.

도 5에 도시된 바에 의하면, 실험예 1의 경우 카본블랙 40wt%가 첨가되었고 전기적 저항은 0.2 kΩ으로 측정된다. 실험예 2 및 실험예 3의 경우 각각 탄소나노튜브 1.0wt%과 탄소나노튜브 2.5wt%가 첨가되었고 전기적 저항은 측정되지 않았다. 실험예 2와 실험예 3은 탄소나노튜브 함량이 적어 부도체 특성을 가진 것으로 확인된다. 실험예 4의 경우 탄소나노튜브 4.0wt%가 첨가되었고 전기적 저항은 0.04kΩ으로 측정된다. 실험예 5의 경우 탄소나노튜브 5.0wt%가 첨가되었고 전기적 저항은 0.03kΩ으로 측정된다. 실험예 6의 경우 탄소나노튜브 6.0wt%가 첨가되었고 전기적 저항은 0.028kΩ으로 측정된다. As shown in Figure 5, in Experimental Example 1, 40 wt% of carbon black was added and the electrical resistance was measured at 0.2 kΩ. In Experimental Examples 2 and 3, 1.0 wt% of carbon nanotubes and 2.5 wt% of carbon nanotubes were added, respectively, and electrical resistance was not measured. Experimental Examples 2 and 3 were confirmed to have insulating properties due to their low carbon nanotube content. In Experimental Example 4, 4.0 wt% of carbon nanotubes were added and the electrical resistance was measured at 0.04 kΩ. In Experimental Example 5, 5.0 wt% of carbon nanotubes were added and the electrical resistance was measured at 0.03 kΩ. In Experimental Example 6, 6.0 wt% of carbon nanotubes were added, and the electrical resistance was measured at 0.028 kΩ.

실험예들에서 확인할 때, 탄소나노튜브 첨가량이 4.0wt%에서 10.0wt%로 증가할수록 전기적 저항은 감소되었다. 탄소나노튜브 첨가량이 4.0wt% 이상에서는 카본블랙 40wt% 첨가시보다 낮은 전기적 저항을 가졌다. As confirmed in experimental examples, as the amount of carbon nanotubes increased from 4.0 wt% to 10.0 wt%, electrical resistance decreased. When the amount of carbon nanotubes added was 4.0 wt% or more, the electrical resistance was lower than when 40 wt% of carbon black was added.

도 6은 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자를 FE-SEM을 활용하여 촬영한 미세표면 이미지를 보인 것이다.FIG. 6 shows microsurface images taken of the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4 of FIG. 5 using FE-SEM.

도 6에 도시된 바에 의하면, 카본블랙을 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 1은 각진 카본이 뚜렷하게 관찰되고 부분적으로 실리콘이 확인된다. 각진 카본은 전기적 저항을 낮추는데 불리한 것으로 보인다.As shown in Figure 6, in Experimental Example 1 in which carbon black was added as a conductive additive, angular carbon was clearly observed and silicon was partially confirmed. Angled carbon appears to be disadvantageous in lowering electrical resistance.

탄소나노튜브 1.0wt%과 탄소나노튜브 2.5wt%가 각각 첨가된 실험예 2와 실험예 3은 압전소자 표면에 카본이 보이지 않는다. 탄소나노튜브 4.0wt%가 첨가된 실험예 4는 응집 현상이 두드러지게 나타나는 경향을 보였으며, 탄소나노튜브 5.0wt%, 탄소나노튜브 10.0wt%이 될수록 더욱 강하게 응집되고 굳어지는 현상이 발견된다. In Experimental Examples 2 and 3, in which 1.0 wt% of carbon nanotubes and 2.5 wt% of carbon nanotubes were added, respectively, carbon was not visible on the surface of the piezoelectric element. Experimental Example 4, in which 4.0 wt% of carbon nanotubes were added, showed a noticeable tendency for agglomeration to occur, and as carbon nanotubes were added to 5.0 wt% and 10.0 wt% of carbon nanotubes, stronger aggregation and hardening were found.

실험예 4, 실험예 5 및 실험예 6에서 응집은 PDMS의 실리콘과 탄소나노튜브가 응집된 것이다. 응집이 많아져야 전기적 저항이 낮아져서 전기적 특성이 향상된다. 또한 응집이 되어야 열화 현상이 해결된다. 카본블랙에 비하여 탄소나노튜브는 크기가 작고 비표면적이 넓어 응집이 잘 되는 것으로 보인다. In Experimental Example 4, Experimental Example 5, and Experimental Example 6, the aggregation is the aggregation of silicon and carbon nanotubes of PDMS. As cohesion increases, electrical resistance decreases and electrical properties improve. Additionally, cohesion is required to resolve the deterioration phenomenon. Compared to carbon black, carbon nanotubes are smaller in size and have a larger specific surface area, so they seem to cohere easily.

도 6의 실험 결과로부터, 폴리디메틸실록산의 실리콘과 탄소나노튜브의 탄소가 응집된 결정립 형태의 응집체를 가지는 탄소나노튜브 4.0wt% 이상에서 전기적 저항이 낮아지는 효과가 있음을 알 수 있다.From the experimental results in FIG. 6, it can be seen that the electrical resistance is lowered at 4.0 wt% or more of carbon nanotubes having crystal grain-type aggregates where the silicon of polydimethylsiloxane and the carbon of the carbon nanotubes are aggregated.

도 7은 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자를 EDS를 활용하여 카본 성분 매핑 이미지를 도출하여 나타낸 것이다.FIG. 7 shows carbon component mapping images derived from the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4 of FIG. 5 using EDS.

도 7에 도시된 바에 의하면, 카본블랙 40wt%를 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 1은 61.2wt%의 카본 성분이 관찰되었고, 탄소나노튜브 1.0wt%과 탄소나노튜브 2.5wt%가 각각 첨가된 실험예 2와 실험예 3은 첨가량이 증가될수록 카본이 16.4wt%에서 19.6wt%로 증가되는 경향을 보였다. 탄소나노튜브 4.0wt%이 첨가된 실험예 4의 경우 카본 성분이 21.4wt%이고, 탄소나노튜브 5.0wt%이 첨가된 실험예 5의 경우 카본 성분이 27.3wt%이고, 탄소나노튜브 10.0wt%이 첨가된 실험예 6의 경우 카본 성분이 36.4wt%로, 탄소나노튜브 4.0wt% 이상에서 카본 성분이 증가되는 현상이 발견되었다. As shown in Figure 7, in Experimental Example 1 in which 40wt% of carbon black was added as a conductive additive, 61.2wt% of carbon component was observed, and in the experiment in which 1.0wt% of carbon nanotubes and 2.5wt% of carbon nanotubes were added, respectively. Example 2 and Experimental Example 3 showed a tendency for carbon to increase from 16.4 wt% to 19.6 wt% as the addition amount increased. In Experimental Example 4, where 4.0wt% of carbon nanotubes were added, the carbon component was 21.4wt%, and in Experimental Example 5, where 5.0wt% of carbon nanotubes were added, the carbon component was 27.3wt%, and carbon nanotubes were 10.0wt%. In the case of Experiment 6 with this addition, the carbon component was 36.4 wt%, and an increase in the carbon component was found in carbon nanotubes above 4.0 wt%.

탄소나노튜브 10.0wt%이 첨가된 실험예 6의 경우는 블랙카본이 첨가된 실험예 1의 경우에 비해 카본 성분이 61.2wt%에서 36.4wt%로 감소되었지만 전기적 저항은 0.2 kΩ에서 0.028 kΩ으로 대략 7배 낮게 측정되었다. 즉, 카본블랙의 높은 카본 함량에 비해 탄소나노튜브 10.0wt%인 낮은 카본 함량으로 향상된 전기적 저항이 측정되었다. In Experimental Example 6, in which 10.0wt% of carbon nanotubes were added, the carbon component was reduced from 61.2wt% to 36.4wt% compared to Experimental Example 1 in which black carbon was added, but the electrical resistance decreased from 0.2 kΩ to 0.028 kΩ. It was measured to be 7 times lower. In other words, improved electrical resistance was measured with a low carbon content of 10.0 wt% of carbon nanotubes compared to the high carbon content of carbon black.

도 7의 실험 결과로부터, 카본 성분의 중량이 전기적 저항을 낮추는데 크게 영향을 주는 요인은 아닌 것으로 확인된다. From the experimental results in FIG. 7, it is confirmed that the weight of the carbon component is not a factor that significantly affects lowering the electrical resistance.

도 8은 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자를 EDS를 활용하여 실리콘 성분 매핑 이미지를 도출하여 나타낸 것이다.FIG. 8 shows silicon component mapping images derived from the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4 of FIG. 5 using EDS.

도 8에 도시된 바에 의하면, 카본블랙 40wt%를 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 1은 38.8wt%의 실리콘 성분이 관찰되었고, 탄소나노튜브 1.0wt%과 탄소나노튜브 2.5wt%가 각각 첨가된 실험예 2와 실험예 3은 첨가량이 증가될수록 실리콘이 56.2wt%에서 54.9wt%로 감소되는 경향을 보였다. 탄소나노튜브 4.0wt%이 첨가된 실험예 4의 경우 실리콘 성분이 50.2wt%이고, 탄소나노튜브 5.0wt%이 첨가된 실험예 5의 경우 실리콘 성분이 47.2wt%이고, 탄소나노튜브 10.0wt%이 첨가된 실험예 6의 경우 실리콘 성분이 37.4wt%로, 탄소나노튜브 5.0wt%에서 탄소나노튜브 10.0wt%으로 증가될수록 실리콘 성분이 47.2wt%에서 37.2wt%로 감소되는 현상이 발견되었다.As shown in Figure 8, in Experimental Example 1 in which 40wt% of carbon black was added as a conductive additive, 38.8wt% of silicon component was observed, and in the experiment in which 1.0wt% of carbon nanotubes and 2.5wt% of carbon nanotubes were added, respectively. Example 2 and Experimental Example 3 showed a tendency for silicon to decrease from 56.2 wt% to 54.9 wt% as the addition amount increased. In Experimental Example 4, in which 4.0wt% of carbon nanotubes were added, the silicon component was 50.2wt%, and in Experimental Example 5, in which 5.0wt% of carbon nanotubes were added, the silicon component was 47.2wt%, and the carbon nanotubes were 10.0wt%. In the case of Experiment 6 with this addition, the silicon component was found to be 37.4 wt%, and as the silicon component increased from 5.0 wt% of carbon nanotubes to 10.0 wt% of carbon nanotubes, the silicon component decreased from 47.2 wt% to 37.2 wt%.

도 7 및 도 8의 실험 결과로부터, 카본블랙이 전도성 첨가제로 첨가된 실험예 1에 비해서 탄소나노튜브 10.0wt%가 전도성 첨가제로 첨가된 실험예 6 카본양이 38.8wt%에서 37.3wt%로 미약하게 감소되었지만 전기적 저항은 0.2 kΩ에서 0.028 kΩ으로 대략 7배 낮게 측정되어 실리콘의 성분의 양이 전기적 저항에 크게 변화를 줄 요인은 아닌 것으로 확인된다. From the experimental results of Figures 7 and 8, compared to Experimental Example 1 in which carbon black was added as a conductive additive, the amount of carbon in Experimental Example 6 in which 10.0wt% of carbon nanotubes was added as a conductive additive was weak, from 38.8wt% to 37.3wt%. Although it was significantly reduced, the electrical resistance was measured to be approximately 7 times lower, from 0.2 kΩ to 0.028 kΩ, confirming that the amount of silicon is not a factor that significantly changes the electrical resistance.

도 9는 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 카본 성분의 무게와 전기적 저항과의 상관관계를 그래프로 나타낸 것이다. Figure 9 is a graph showing the correlation between the weight of the carbon component and electrical resistance in Experimental Examples 1 to 4 of Figure 5.

도 9에 도시된 바에 의하면, 탄소나노튜브 첨가량이 많을수록 실리콘은 감소되는 경향을 보였고, 카본이 증가되는 모습을 보이며, 전기적 저항이 감소되는 현상이 발견되었다. 60wt%의 높은 카본 양을 가진 카본블랙이 첨가된 압전소자에 비해서 탄소나노튜브 4.0wt%이 첨가된 압전소자는 카본 양이 21.4wt%로 0.04 kΩ의 전기적 저항 값이 관찰된다. 60wt%의 높은 카본 양을 가진 카본블랙이 첨가된 압전소자는 전가적 저항 값이 0.2 kΩ이다. As shown in Figure 9, as the amount of carbon nanotubes increased, silicon tended to decrease, carbon increased, and electrical resistance decreased. Compared to the piezoelectric element added with carbon black, which has a high carbon content of 60 wt%, the piezoelectric element added with 4.0 wt% carbon nanotubes has a carbon content of 21.4 wt%, and an electrical resistance value of 0.04 kΩ is observed. The piezoelectric element added with carbon black with a high carbon content of 60wt% has an electric resistance value of 0.2 kΩ.

도 10은 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자의 전기적 출력을 실험한 모식도이다. Figure 10 is a schematic diagram illustrating the electrical output of the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4 of Figure 5.

도 10에 도시된 바에 의하면, 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자의 전기적 출력 테스트를 통한 전기적 특성을 측정하기 위해 50V 출력을 발생시키는 제너레이터에 압전소자를 연결하여 압전소자에서 발생되는 출력 전압을 오실로스코프를 통해 측정하였다. As shown in Figure 10, in order to measure the electrical characteristics through the electrical output test of the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4, the piezoelectric element is connected to a generator generating 50V output, and the output voltage generated from the piezoelectric element is measured. Measured using an oscilloscope.

측정 결과, 카본블랙과 탄소나노튜브가 첨가된 압전소자에서 서로 다른 출력 전압이 발생하였다.As a result of the measurement, different output voltages were generated in the piezoelectric elements to which carbon black and carbon nanotubes were added.

도 11은 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 압전소자의 전기적 출력 결과를 나타낸 전기적 출력 그래프이다.FIG. 11 is an electrical output graph showing the electrical output results of the piezoelectric elements of Experimental Examples 1 to 4 of FIG. 5.

도 11에 도시된 바에 의하면, 카본블랙 40wt%를 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 1은 전기적 출력이 6.5V로 측정되었고, 탄소나노튜브 1.0wt%를 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 2는 0.0V, 탄소나노튜브 2.5wt%를 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 3은 전기적 출력이 4.6V로 측정되었다. 탄소나노튜브 4.0wt%을 전도성 첨가제로 첨가한 실험예 4의 경우 전기적 출력이 25.9V로 급격하게 증가되어 카본블랙을 첨가한 실험예 1에 비해 약 3.98배의 높은 전기적 출력값이 측정되었다. As shown in Figure 11, in Experimental Example 1, in which 40wt% of carbon black was added as a conductive additive, the electrical output was measured at 6.5V, and in Experimental Example 2, in which 1.0wt% of carbon nanotubes were added as a conductive additive, the electrical output was measured at 0.0V. In Experimental Example 3, in which 2.5 wt% of carbon nanotubes were added as a conductive additive, the electrical output was measured at 4.6 V. In Experimental Example 4, in which 4.0 wt% of carbon nanotubes were added as a conductive additive, the electrical output rapidly increased to 25.9V, and the electrical output value was measured to be about 3.98 times higher than in Experimental Example 1 in which carbon black was added.

탄소나노튜브 5.0wt%와 탄소나노튜브 10.0wt%의 압전소자의 경우 전기적 출력이 26.7V에서 26.8V로 비슷한 최고 전압이 관찰된다. In the case of piezoelectric elements containing 5.0wt% carbon nanotubes and 10.0wt% carbon nanotubes, similar highest voltages were observed, with electrical output ranging from 26.7V to 26.8V.

급격하게 최고 전압(peak voltage)이 증가한 탄소나노튜브 4.0wt%의 경우 FE-SEM을 통해서 관찰한 결과, 카본과 실리콘이 30 마이크로미터 이상으로 응집되기 시작하고, 성분 분석을 통해서 관찰한 결과, 카본양이 20wt% 이상 측정된 압전소자에서 전기적 저항이 0.04 kΩ이하로 측정되고 카본블랙의 3.98배의 출력 전압이 관찰되었다. 하지만 탄소나노튜브 4.0wt%, 탄소나노튜브 5.0wt%, 탄소나노튜브 10.0wt%으로 증가될수록 최고 전압은 26.7V, 26.8V로 증가되었으나 첨가된 양에 비해 출력 전압이 크게 향상되지는 않았다. 상기한 이유로 압전소자는 탄소나노튜브가 폴리디메틸실록산 총 중량을 기준으로 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하로 포함되게 제조하는 것이 전기 전도도 및 낮은 저항성을 위해 가장 효율적이다. In the case of 4.0wt% carbon nanotubes, where the peak voltage suddenly increased, as a result of observation through FE-SEM, carbon and silicon began to aggregate beyond 30 micrometers, and as a result of observation through component analysis, carbon In piezoelectric elements measuring more than 20wt%, the electrical resistance was measured to be less than 0.04 kΩ, and an output voltage 3.98 times that of carbon black was observed. However, as the carbon nanotubes increased to 4.0 wt%, carbon nanotubes 5.0 wt%, and carbon nanotubes 10.0 wt%, the maximum voltage increased to 26.7 V and 26.8 V, but the output voltage did not improve significantly compared to the added amount. For the above reasons, it is most efficient to manufacture a piezoelectric element containing 4.0 wt% or more and 5.0 wt% or less of carbon nanotubes based on the total weight of polydimethylsiloxane for electrical conductivity and low resistance.

도 12는 도 5의 실험예1 내지 실험예 4의 전기적 저항과 출력 전압과의 상관관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 12 is a graph showing the correlation between electrical resistance and output voltage in Experimental Examples 1 to 4 of FIG. 5.

도 12에 도시된 바에 의하면, 탄소나노튜브 1.0wt%과 탄소나노튜브 2.5wt%가 각각 첨가된 실험예 2와 실험예 3은 최고 전압이 5V 이하로 측정되었다. 전기적 저항이 0.04 kΩ 이하로 측정된 탄소나노튜브 4.0wt%, 탄소나노튜브 5.0wt%, 탄소나노튜브 10.0wt%의 압전소자의 경우 출력 전압이 급격하게 증가하여 탄소나노튜브와 실리콘이 응집되어 라운드진 결정립 형태의 응집체를 보일 때 0.04 kΩ 이하의 낮은 저항과 25.9V 이상의 높은 출력 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다. As shown in Figure 12, in Experimental Examples 2 and 3, in which 1.0 wt% of carbon nanotubes and 2.5 wt% of carbon nanotubes were added, respectively, the maximum voltage was measured to be 5 V or less. In the case of a piezoelectric element containing 4.0 wt% carbon nanotubes, 5.0 wt% carbon nanotubes, and 10.0 wt% carbon nanotubes with an electrical resistance measured to be less than 0.04 kΩ, the output voltage suddenly increases, causing the carbon nanotubes and silicon to aggregate and form a round shape. When showing a true crystal grain type aggregate, it can be confirmed that it shows low resistance of less than 0.04 kΩ and high output characteristics of more than 25.9V.

상기한 실험 결과로부터 탄소나노튜브의 높은 전도성과 PDMS와 고밀도를 갖는 응집 현상으로 인해 보다 향상된 전기적 특성을 나타내는 압전소자를 제조할 수 있음을 알 수 있다. From the above experimental results, it can be seen that a piezoelectric element showing improved electrical properties can be manufactured due to the high conductivity of carbon nanotubes and the agglomeration phenomenon with PDMS and high density.

상술한 방법에 의해 제조된 압전소자는 미세전류의 주파수를 조절하는 제어부(도 4의 도면 부호 520)를 포함할 수 있으며, 제어부는 전원으로부터 제공되는 전류의 발진 주파수를 제어하여 회로와 주파수의 지속시간을 제어할 수 있다. 미세전류의 주파수를 제어하여 진동을 다양하게 변화시킬 수 있으며, 이로 인해 환자의 혈액 순환에 도움을 줄 수 있으며, 근육량이 감소된 환자의 근력 회복에도 도움을 줄 수 있다.The piezoelectric element manufactured by the above-described method may include a control unit (reference numeral 520 in FIG. 4) that adjusts the frequency of the microcurrent, and the control unit controls the oscillation frequency of the current provided from the power source to maintain the circuit and frequency. You can control time. By controlling the frequency of the microcurrent, the vibration can be changed in various ways, which can help the patient's blood circulation and help restore muscle strength in patients with reduced muscle mass.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments and should be interpreted in accordance with the appended claims. Additionally, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 욕창 예방 매트 100: 순환 매트 유닛
110: 통기공 120: 에어공급라인
200: 에어팬 300: 통기성 매트 유닛
400: 압전소자 410: 연통공
510: 감지부 520: 제어부
10: Bedsore prevention mat 100: Circulation mat unit
110: ventilation hole 120: air supply line
200: Air fan 300: Breathable mat unit
400: Piezoelectric element 410: Communication hole
510: detection unit 520: control unit

Claims (5)

상면에 공기가 분사되는 다수의 통기공이 형성되고 내부에 상기 통기공과 연결되는 에어공급라인이 형성된 순환 매트 유닛;
상기 순환 매트 유닛의 일측에 연결되며 상기 에어공급라인과 연결되어 상기 에어공급라인에 공기를 공급하는 에어팬; 및
상기 순환 매트 유닛이 상면에 탈부착되며 통기성 있는 재질로 형성된 통기성 매트 유닛;
을 포함하는 욕창 예방 매트.
A circulation mat unit having a plurality of ventilation holes through which air is sprayed on the upper surface and an air supply line connected to the ventilation holes formed therein;
an air fan connected to one side of the circulation mat unit and connected to the air supply line to supply air to the air supply line; and
A breathable mat unit in which the circulation mat unit is detachable from the upper surface and made of a breathable material;
A bedsore prevention mat comprising:
제1항에 있어서,
상기 순환 매트 유닛의 상면에 진동 발생을 위한 압전소자가 구비되는 통기성 매트 유닛.
According to paragraph 1,
A breathable mat unit provided with a piezoelectric element for generating vibration on the upper surface of the circulation mat unit.
제2항에 있어서,
상기 압전소자는 탄소나노튜브를 포함하고,
상기 탄소나노튜브는
상기 압전소자 총 중량에 대하여 4.0wt% ~ 5.0wt% 범위로 포함하는 욕창 예방 매트.
According to paragraph 2,
The piezoelectric element includes carbon nanotubes,
The carbon nanotubes are
A bedsore prevention mat containing the piezoelectric elements in the range of 4.0wt% to 5.0wt% based on the total weight.
제2항에 있어서,
상기 압전소자는
폴리디메틸실록산(PDMS)과 탄소나노튜브(CNT)를 포함하고,
상기 탄소나노튜브는
상기 폴리디메틸실록산 총 중량을 기준으로 4.0 wt% 이상 5.0 wt% 이하가 포함되는 욕창 예방 매트.
According to paragraph 2,
The piezoelectric element is
Contains polydimethylsiloxane (PDMS) and carbon nanotubes (CNT),
The carbon nanotubes are
A bedsore prevention mat containing 4.0 wt% or more and 5.0 wt% or less based on the total weight of the polydimethylsiloxane.
제1항에 있어서,
상기 통기공은 인체의 머리 부분, 등 부분, 허리 부분, 엉덩이 부분 중 적어도 한 곳 이상에 대응되게 형성되는 욕창 예방 매트.
According to paragraph 1,
A bedsore prevention mat in which the ventilation hole is formed to correspond to at least one of the head, back, waist, and buttocks of the human body.
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