WO2023243841A1

WO2023243841A1 - 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치

Info

Publication number: WO2023243841A1
Application number: PCT/KR2023/004791
Authority: WO
Inventors: 이재관
Original assignee: 주식회사 디젠트바이오
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2023-04-10
Publication date: 2023-12-21
Also published as: KR102540031B1

Abstract

본 발명은 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 관한 것으로서, 구체적으로는 초산화칼륨 및 수산화칼슘이 기 설정된 배합비율로 혼합됨으로써, 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질과 반응하여 산소를 발생시키는 산소 발생 기제; 산소 발생 기제가 수납되고, 산소 발생 기제를 밀봉 저장하도록 하는 실리콘 수지 소재의 내부 파우치; 및, 내부 파우치를 감싸고 있는 부직포 소재의 외부 파우치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유연 소재가 적용된 산소 발생 패치

본 발명은 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 관련된 것으로서, 구체적으로는 적어도 초산화칼륨을 이용하는 산소 발생 기제를 실리콘 수지로 처리하여, 이용 상의 안정성을 높이면서 실리콘 수지 특유의 유연성과 높은 기체 투과성으로 하여금, 적용 대상의 범위가 확대된 산소 발생 패치를 제공하는 기술과 관련된 것이다.

현대인들은 과학 문명의 급속한 발전에 따른 대기 오염의 증가와 도심 속 공기 중 산소 농도 감소로 인한 질병에 노출되어 있다.

이러한 이유로 공기의 질이 크게 저하하면서 산소를 발생시켜 공급하도록 하는 장치의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정에 있다.

관련된 종래 기술로서 얇은 막을 이용하여 공기 중의 산소를 선택적으로 투과시키거나, 제올라이트 등의 흡착제를 사용하여 공기 중 산소 이외의 가스를 선택적으로 흡착시키는 방법 등을 이용한 산소 발생기 등이 시판되고 있다.

그러나 이러한 종래의 산소 발생기들은 공기 중의 산소 외에 가스가 부산물로 생성되어 부산물 가스의 배기를 위한 실외기 및 압축기가 필요하였기에 장치의 대형화가 불가피하였고, 산소 발생을 위한 별도의 전력 공급이 요구되어야 한다는 한계가 있었다.

이에 한국 등록 특허 제10-2245573호에서는 마스크 등에 부착하여 사용할 수 있고, 상기의 산소 발생기에 비하여 단순한 구조이면서 외부 전력을 필요로 하지 않는 산소 발생 키트에 대한 기술이 제안되기도 하였다.

그러나 이러한 선행기술은 산소 발생기에 비하여 소형화, 단순화된 구조를 갖는다는 장점은 있으나, 유연성이 없는 소재로 이루어져 적용 대상이 지극히 제한적이었으며, 산소 발생 키트 자체에 고체 산소가 수용되는 공간, 고체산소와 반응하는 반응액이 수용되는 공간, 다공성 담체가 수용되는 공간 등이 필수적으로 요구되어 두께를 줄이는 것에도 큰 제약이 따른다는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 적어도 초산화칼륨을 이용하는 산소 발생 기제를 실리콘 수지로 처리하여, 이용 상의 안정성을 높이면서 실리콘 수지 특유의 유연성과 높은 기체 투과성으로 하여금, 적용 대상의 범위가 확대된 산소 발생 패치를 제공하도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 초산화칼륨 및 수산화칼슘이 기 설정된 배합비율로 혼합됨으로써, 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질과 반응하여 산소를 발생시키는 산소 발생 기제; 산소 발생 기제가 수납되고, 산소 발생 기제를 밀봉 저장하도록 하는 실리콘 수지 소재의 내부 파우치; 및, 내부 파우치를 감싸고 있는 부직포 소재의 외부 파우치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상술한 산소 발생 기제는, 초산화칼륨 6 내지 8중량부 당 수산화칼슘이 2 내지 4중량부의 배합 비율로 혼합되어 있을 수 있는 것이 바람직하다.

또한 상술한 내부 파우치는, 실리콘 수지 소재로서, 실리콘 고무(Silicon Rubber) 및, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질이 이용될 수 있는 것이 바람직하다.

또한 상술한 외부 파우치는, 내부 파우치를 부직포 소재가 이중으로 감싸도록 하되, 제1 외부 파우치의 코어 영역에는 제1 방향으로의 장력을 인가함으로써 제1외부 파우치가 제1 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제1 절취선이 마련되어 있고, 제2 파우치의 코어 영역에는 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로의 장력을 인가함으로써 제2 외부 파우치가 제2 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제2 절취선이 마련되도록 하여, 산소 발생 기제에 의한 산소 발생 반응 개시 전, 제1 절취선 및 제2 절취선이 서로 다른 방향으로 찢겨져 공극이 형성되도록 함으로써, 산소 공급 경로가 확보될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 내부 파우치는, 산소 발생 기제의 수납 영역을 복수 개로 구획하여 복수 개의 수납 영역에 기 설정된 양의 산소 발생 기제를 분할하여 수납할 수 있는 것이 바람직하다.

또한 상술한 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl alcohol) 수지, 폴리케톤(Polyketone) 수지 및 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile) 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질의 포장재로 최종 포장하여 공급되게 할 수 있는 것이 바람직하다.

또한 상술한 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 마스크 내면에 부착되는 산소 발생 장치로서 이용 가능하되, 외부 파우치의 엣지 영역에 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 마스크 내면에 부착시키기 위한 접착부가 구비되도록 하고, 마스크의 내면 일 영역에 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 부착 설치되도록 하여, 산소 발생 기제가 마스크 착용자의 호흡에 포함된 이산화탄소 및 수분을 이용하여 산소 발생 반응을 개시함으로써 마스크 착용자에게 발생된 산소를 공급할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 전용 카트리지가 구비될 시 거치형 산소 발생 장치로서 이용 가능하되, 전용 카트리지는, 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 수납되는 제1 수납부; 제1 수납부의 상부에서 제1 수납부에 수납된 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 적어도 수분을 포함하는 반응액을 공급하기 위한 반응액 파우치가 수납되는 제2 수납부; 제1 수납부 및 제2 수납부의 기밀성을 유지시키되, 적어도 일 영역에 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치와, 반응액 간의 상호 작용에 의해 획득된 산소를 공급하는 경로가 형성되어 있는 외부 케이스;를 포함할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 적어도 초산화칼륨을 이용하는 산소 발생 기제를 실리콘 수지로 처리하여, 이용 상의 안정성을 높이면서 실리콘 수지 특유의 유연성과 높은 기체 투과성으로 하여금, 적용 대상의 범위가 확대된 산소 발생 패치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 마스크에 적용될 시, 마스크 착용자의 호흡에 포함된 이산화탄소 및 수분을 이용하여 산소 발생 반응을 개시할 수 있기 때문에 더욱 컴팩트한 구조의 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치의 공급이 가능하고, 특유의 유연성으로 인하여 굴곡면이 다수 형성되는 마스크에서 밀착 설치되어 마스크 착용의 이질감 없이 마스크 내부 환경을 더욱 쾌적한 상태로 조성하여 줄 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 실내 공간 등에 거치되는 거치형 산소 발생 장치로서 이용될 시, 실내 공기 질 개선에 유의한 작용을 하면서도, 특유의 유연성으로 인하여 전용 카트리지의 형태에 구애 받지 않는 산소 발생 장치로서 기능할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 산소 발생 기제의 바람직한 배합 비율의 예.

도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 파우치의 찢김 구조를 형상화한 예.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 파우치의 수납 영역이 복수 개로 구획될 수 있음을 나타내는 예.

도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 마스크에 적용한 예.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 거치 타입의 산소 발생기에 적용한 예.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 관련된 것으로서, 구체적으로는 적어도 초산화칼륨을 이용하는 산소 발생 기제를 실리콘 수지로 처리하여, 이용 상의 안정성을 높이면서 실리콘 수지 특유의 유연성과 높은 기체 투과성으로 하여금, 적용 대상의 범위가 확대된 산소 발생 패치를 제공하도록 하는 것을 목적으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 더욱 상세한 설명을 개진하여 보기로 하며, 하나의 기술적 특징 및 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 수 있을 것이다.

첨부된 도면을 개략적으로 살펴보면, 도 1에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 2에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 산소 발생 기제의 바람직한 배합 비율의 예가 도시되어 있다.

또한 도 3 및 4에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 파우치의 찢김 구조를 형상화한 예가 도시되어 있으며, 도 5에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 파우치의 수납 영역이 복수 개로 구획될 수 있음을 나타내는 예를 살펴볼 수 있다.

또한 도 6에서는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 마스크에 적용한 예가 도시되어 있으며, 도 7에서는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 거치 타입의 산소 발생기에 적용한 예가 도시되어 있다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)에 대한 설명을 개진하여 보면, 본 발명에서는 초산화칼륨 및 수산화칼슘이 기 설정된 배합비율로 혼합됨으로써 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질과 반응하여 산소를 발생시키는 산소 발생 기제(10)를 포함한다.

이때 상술한 초산화칼륨은 상온에서 노란색 고체로 존재하며, 칼륨을 유리관 속에서 건조한 공기를 통하면서 장기간 가열할 시 생성된다. 이산화탄소 또는 수분과 반응하여 산소를 방출하고 수산화칼륨(KOH)을 생성(반응식 1 참조)하며, 강력한 산화제로 알려져 있다

또한 상술한 수산화칼슘은 초산화칼륨이 이산화탄소 또는 수분과 반응하였을 때의 반응성을 안정시키기 위하여 채택된 알칼리토금속의 수산화물로 구성된 안정제의 개념으로 이해될 수 있으며, 가장 바람직하게 전술한 수산화칼슘이 이용될 것이나, 유사한 기능을 발휘하는 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 대체될 수도 있다.

한편 상술한 수산화칼슘은 백색 분말의 염기성화합물로서, 1L의 물에 0.82g 정도만 녹는 정도로 물에 잘 녹지는 않지만 이온화도(해리성)이 높은 특성이 있다. 이러한 이유로 물에 녹은 수산화칼슘은 pH 12.5정도의 강한 염기성을 나타낸다.

한편, 상술한 수산화칼슘은 온실 가스인 이산화탄소(CO₂)와 반응하면 이산화 탄소를 하기의 반응식을 통해 탄산 칼슘(반응식 2 참조)이나 탄산수소 칼슘(반응식 3 참조)으로 바꿀 수 있어 이산화탄소를 처리 하는 것에도 유용하게 이용될 수 있다.

아울러 산화제인 초산화칼륨과 안정제인 수산화칼슘은 중량 기준으로 초산화칼륨 6 내지 8중량부 당 수산화칼슘이 2 내지 4중량부의 배합비율로 혼합되도록 할 수 있는데, 이러한 배합 비율은 산화제의 폭발성을 상기의 안정제로 하여금 안정시킬 수 있는 배합비율의 개념으로 이해될 수 있을 것이며, 가장 바람직하게는 도 2의 100에 도시된 초산화칼륨 7중량부 당 수산화칼슘 3중량부가 이용될 수 있을 것이다.

한편 본 발명에서 상술한 산소 발생 기제(10)를 수납하여, 산소 발생 기제(10)를 밀봉 저장하도록 하는 실리콘 수지 소재의 내부 파우치(20)가 포함된다.

구체적으로 상술한 내부 파우치(20)는 실리콘 수지 소재 중, 실리콘 고무 및 폴리디메틸실록산 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질이 이용되는 것이 바람직할 것이다.

이때 상술한 실리콘 고무 및 폴리디메틸실록산 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실리콘 수지는, 분자 간의 인력이 작아 낮은 낮은 온도에서도 고화되지 않을 뿐만이 아니라, 일반 유기 고분자에 비하여 온도 의존성이 적다.

게다가 상술한 실리콘 고무 및 폴리디메틸실록산 중 적어도 어느 하나를 포함하는 실리콘 수지는 다른 유기 고분자에 비하여 분자 사이의 거리가 길기 때문에 기체 투과성이 매우 크다.

한 예로서, 실리콘 고무의 산소 투과성은 폴리에틸렌보다 100배 가까이 크고, 폴리스티렌에 비해서는 1000배 이상 크다는 특징이 있고 이러한 특징에 의해, 전술한 산소 발생 기제(10)가 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나의 물질과 반응하여 산소 발생 반응이 개시될 시, 산소 발생 기제(10)에 의해 발생된 산소가 실리콘 고무를 통과하여 외부로 공급될 수 있게 된다는 효과가 있다.

아울러 이러한 실리콘 수지 소재의 내부 파우치(20)는, 기체의 투과성이 우수한 반면, 분말 상태의 산소 발생 기제(10)가 인체의 호흡기 등으로 흡인되는 것을 방지하여 주는 효과가 있어 산소 발생 기제(10)의 안전한 이용을 도모하는 효과 역시 발휘할 수 있다.

이때 본 발명의 다른 바람직한 실시 예로서, 본 발명에서 언급하는 실리콘 수지 소재 기반의 내부 파우치(20)는, 산소 발생 기제(10)의 수납 영역을 단일의 수납 영역으로 구비하기보다, 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이 복수 개로 구획하여 복수 개의 수납 영역에 기 설정된 양의 산소 발생 기제(10)를 분할하여 수납할 수 있도록 함이 바람직하다.

도 5의 실시 예에서는 내부 파우치(20)를 제1 수납 영역(20a), 제2 수납 영역(20b), 제3 수납 영역(20c) 및 제4 수납 영역(20d)로 구획하여 각 수납 영역에 산소 발생 기제(10)가 분할하여 수납될 수 있는 예를 도시하였으며, 이러한 수납 방식에 의하면 본 발명의 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)가 마스크 등에 설치되었을 때, 어느 한 쪽으로 산소 발생 기제(10)가 응집되어, 산소 발생 기제(10)와 이산화탄소 또는 수분이 접촉하는 면적이 지극히 적어지는 문제를 해소할 수 있게 된다.

다시 말해, 도 5의 실시 예와 같은 내부 파우치(20)의 수납 방식에 의하면 산소 발생 기제(10)와 이산화탄소 또는 수분이 접촉하는 표면적을 넓은 면적으로 유지할 수 있게 하여 산소 발생 효율이 저하되는 문제를 방지하는 효과가 발휘되는 것이다.

물론 도 5에 도시된 수납 영역의 구획 방식은 한 실시 예에 불과하며, 수납 영역을 격자형으로 구획하거나, 수납 영역을 사선형, 물결형 등으로 구획하는 등 다양한 형태로 수납 영역을 분할하여 구획할 수 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.

한편 본 발명에서는 산소 발생 기제(10)와 내부 파우치(20)로 구성된 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 제공할 수도 있을 것이나, 바람직하게는 전술한 산소 발생 기제(10), 내부 파우치(20)와 함께 상기 내부 파우치(20)를 감싸고 있는 부직포 소재의 외부 파우치(30)를 포함하는 형태로 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 제공할 수 있다.

이때 상술한 부직포 소재는 친수성 부직포(또는 흡수성 부직포)가 이용될 수 있는데, 이는 산소 발생 기제(10)와 수분이 반응할 시, 수분을 상기 친수성 부직포에 담지되도록 하여 산소 발생 기제(10)로 수분을 지속 공급할 수 있게 하기 위함인 것으로 이해될 수 있으며, 이러한 기능 수행에 의하여 산소 발생 기제(10)로부터 발생하는 산소의 효율 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한 이에 더하여, 본 발명에서 상술한 외부 파우치(30)는 내부 파우치(20)를 감싸도록 함에 있어서, 부직포 소재를 이중으로 레이어드하여 감싸도록 할 수 있다.

구체적으로 외부 파우치(30)는 내부 파우치(20)를 직접 감싸는 제1 외부 파우치(31)와, 상기 제1 외부 파우치(31)를 감쌈으로써 내부 파우치(20)를 간접적으로 감싸는 제2 외부 파우치(32)로 준비될 수 있는 것이다.

더욱 상세하게, 상술한 제1 외부 파우치(31)의 코어 영역(310)에는 제1 방향으로의 장력을 인가함으로써 제1 외부 파우치(31)가 제1 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제1 절취선이 마련되어 있을 수 있고, 상술한 제2 외부 파우치(32)의 코어 영역(320)에는 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로의 장력을 인가함으로써 제2 외부 파우치(32)가 제2 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제2 절취선이 마련되어 있을 수 있다.

한 예로서 외부 파우치(30)의 개략적인 형상이 도시된 도 3을 동시 참조하여 보면, 도 3의 A에서는 제1 외부 파우치(31)의 개략적인 형상으로서, 코어 영역(310)에 제1 방향으로 절취선이 마련되어 있는 예를 살펴볼 수 있으며, 도 3의 B에서는 제2 외부 파우치(32)의 개략적인 형상으로서, 코어 영역(320)에 제2 방향으로 절취선이 마련되어 있는 예를 살펴볼 수 있다.

아울러 도 3의 C에서는 본 발명에서 외부 파우치(30)를 이중 레이어어 구조로 구성함에 따라서, 서로 다른 방향으로 절취선이 형성되어 있는 제1 외부 파우치(31)와 제2 외부 파우치(32)를 겹친 상태를 나타내는 실시 예가 도시되어 있다.

한편 본 발명에서는 산소 발생 기제(10)에 의한 산소 발생 반응 개시 전, 사용자로 하여금 제1 절취선 및 제2 절취선이 형성된 제1 방향 및 제2 방향으로 장력을 인가하도록 함으로써, 제1 절취선과 제2 절취선이 서로 다른 방향으로 찢겨져 외부 파우치(30)에 다수의 공극이 형성되게 할 수 있으며, 이를 통해 산소 발생 기제(10)에서 발생된 산소가 내부 파우치(20)를 통과한 후, 외부 파우치(30)에 형성된 다수의 공극을 경로로 이용하여 최종적으로 사용자 측으로 제공될 수 있게 되는 것이다.

한 예로서 도 4에서는 제1 외부 파우치(31) 및 제2 외부 파우치(32)로 이루어진 외부 파우치(30)가 사용자에 의해 장력이 인가됨으로써 제1 방향 및 제2 방향으로 찢겨져 코어 영역(310, 320)에 다수의 공극이 형성되는 예와 함께, 이렇게 형성된 공극으로 산소가 배출되는 실시 예가 도시되어 있다.

다만 이때, 상술한 외부 파우치(30)의 구조가 이중 레이어 구조로 적용되는 영역은 외부 파우치(30) 전 영역일 수도 있으나, 산소 공급 경로가 명확히 정해진 경우, 이를 테면 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)가 마스크 내면에 부착되는 경우, 마스크 착용자의 호흡기 측으로만 산소 공급 경로가 설정되면 되기 때문에, 마스크 착용자의 호흡기와 마주보는 일 면에 한정하여 외부 파우치(30)의 구조를 이중 레이어 구조로 선택적으로 적용할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.

또 다른 한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서는, 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 공급함에 있어서, 전술한 산소 발생 기제(10), 산소 발생 기제(10)를 밀봉하여 저장하고 있는 내부 파우치(20) 및, 내부 파우치(20)를 감싸고 있는 외부 파우치(30) 그 자체로 공급 및 유통되게 하기 보다는 상기 산소 발생 기제(10), 내부 파우치(20) 및 외부 파우치(30)를 에틸렌 비닐알코올 수지, 폴리케톤 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질의 포장재로 최종 포장하여 공급하도록 함이 바람직하다.

이는, 상기 산소 발생 기제(10), 내부 파우치(20) 및 외부 파우치(30) 자체만으로 공급할 시, 산소 발생 기제(10)의 기밀성을 효과적으로 유지할 수 없기 때문인 것으로 이해될 수 있을 것이며, 상기의 비닐알코올 수지, 폴리케톤 수지 및 폴리아크릴로나이트릴 수지는 기체 투과도가 극히 낮아 산소 발생 기제(10)의 기밀성을 유지 시킬 수 있기 때문에 상기의 소재들을 포장재로 사용함이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명에서 설명하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 마스크 내면에 부착되는 산소 발생 장치로서 이용이 가능한데, 이 경우, 외부 파우치(30)의 엣지 영역에 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 마스크 내면에 부착시키기 위한 접착부가 구비될 수 있다.

이때, 상술한 엣지 영역이라 함은, 전술한 제2 절취선이 형성된 코어 영역(320)을 제외한 나머지 영역의 개념으로 이해될 수 있을 것이고, 상기 접착부는 예를 들어 친환경 무독성 접착제로 가장 널리 사용되는 EVA 접착제가 사용될 수 있을 것이다.

이를 통해 마스크 내면 일 영역에 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)가 부착된 후에는, 산소 발생 기제(10)가 마스크 착용자의 호흡에 포함된 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질을 이용하여 산소 발생 반응을 개시하게 되며, 이렇게 획득된 산소는 마스크 내부로 공급되어 마스크 착용자의 호흡기로 공급되게 된다.

도 6에는 명시적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에서는, 외부 파우치(30)의 일 단부(a 영역)를 후크면으로 형성하고, 외부 파우치(30)의 타 단부(b 영역)를 루프면으로 형성하여 벨크로 구조를 이룸으로써, 복수의 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 연결하여 이용하게 할 수도 있다.

예를 들어 제1 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)의 후크면과, 제2 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)의 루프면을 연결하여 마스크 내면에 둘 이상의 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)의 설치가 가능하게 하는 것이다.

이를 통해, 본 발명에서는 마스크 착용자가 더 많은 산소량을 필요로 할 때, 마스크 내부에 부착 설치되는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)의 수를 늘림으로써 필요로 하는 산소량을 공급받게 될 수 있다는 효과가 있다.

또 다른 한편 본 발명의 다른 실시 예로서, 상술한 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)는 전용 카트리지(1000)가 구비될 시, 거치형 산소 발생 장치로서도 이용이 가능하다.

한 예로서 도 7을 참조하여 상술한 전용 카트리지(1000)를 설명하면, 상기 전용카트리지는 바람직하게 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)가 수납되는 제1 수납부와, 제1 수납부의 상부에서 제1 수납부에 수납된 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)에 적어도 수분을 포함하는 반응액을 공급하기 위한 반응액 파우치(1201)가 수납되는 제2 수납부를 포함하며, 제1 수납부 및 제2 수납부의 기밀성을 유지시키되, 적어도 일 영역에 상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)와, 상기 반응액 간의 상호 작용에 의하여 획득된 산소를 공급하는 경로가 형성되어 있는 외부 케이스를 포함하는 형태를 갖는다.

도 7의 A에서는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 포함하는 전용 카트리지(1000)의 단면도를 살펴볼 수 있다.

아울러, 도 7의 A에 개략적으로 도시되었듯 전용 카트리지(1000)는 내부에 수납되는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)와, 반응액 파우치(1201)가 소모될 시 교체 사용을 보조하기 위한 도어부(1100, 1200)가 구비될 수 있을 것이고, 이러한 도어부는 실리콘 마개 등으로 구비되어 내부의 기밀성을 유지할 수 있을 것이다.

또한 이에 더하여, 도 7의 A에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에서는 전용 카트리지(1000)의 일 측 영역에 제2 수납부에 수납된 반응액 파우치(1201)를 외부에서 가압하는 외력에 의하여 파열시키는 파열 수단(1202)가 구비되도록 한다.

이때 상술한 반응액 파우치(1201)는 폴리염화비닐리덴을 비롯한 포장재 중 하나로 밀봉되어 있을 수 있을 것이고, 상술한 파열 수단(1202)은 반응액 파우치(1201)를 파괴시킬 수 있도록 끝 단부가 날렵하게 가공된 파열핀 등으로 구비되어 파열 수단(1202)에 외력이 가해질 시, 반응액 파우치(1201)를 터뜨림으로써 반응액 파우치(1201)에 저장되어 있던 수분 등의 반응액을 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1) 측으로 유입시켜 산소 발생 반응을 유도할 수 있다.

즉 이는, 마스크에 적용되는 형태가 아니어서 마스크 착용자의 호흡에 포함된 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나의 반응 물질을 이용할 수 없는 경우에도 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)의 산소 발생 반응을 유도시키기 위한 구성으로 이해될 것이고, 더욱 바람직하게 상술한 파열 수단(1202)의 파열핀은 전술한 반응액 파우치(1201)로 정확한 타게팅이 요구됨에 따라서, 도 7에는 명시적으로 도시하지 않았으나, 전용 카트리지(1000) 내부 일 영역에 파열핀의 파괴력 인가 방향을 가이드하기 위하여 파열핀을 감싸도록 하는 원통형의 가이드 부재를 더 포함할 수도 있을 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다..

한편, 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)가 전용 카트리지(1000)에 설치되어 거치형 산소 발생 장치로서 기능하는 경우, 마스크에 적용되는 경우와 달리, 마스크 착용자의 호흡을 이용할 수 없어 이산화탄소 및 수분을 비롯한 반응 물질이 주기적으로 공급되지 않는 문제가 존재하며, 이 경우 산소 발생 효율이 저하될 우려가 있다.

이에 본 발명에서는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1) 및 반응액 저장부의 사이 영역에 다공성 물질로 이루어진 다공성 필터 부재(1210)가 포함되도록 할 수 있다.

이때 상술한 다공성 필터 부재(1210)는, 제올라이트를 비롯한 다공성 담지체를 포함하는 카본 필터의 개념으로 이해될 수 있으며, 반응액을 상기 다공성 담지체에 담지하여 다공성 필터(1210)를 포함하지 않는 것에 비하여 더 오랜 시간 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)에 반응액을 공급할 수 있게 하여 산소 발생 효율을 높이면서, 카본 필터에 의해 반응액에 포함된 잔류 이물질을 제거하도록 하는 기능을 수행하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편 도 7의 B에서는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)를 포함하는 전용 카트리지(1000)의 상부면의 형상을 살펴볼 수 있는 평면도가 도시되어 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치(1)에서 발생한 산소의 공급 경로(1300)가 슬릿의 형태로 형성되어 있는 것을 살펴 볼 수 있다.

물론 상술한 산소의 공급 경로는 도 7의 B에 도시된 슬릿의 형태로 국한되지 않는 것으로 이해됨이 바람직할 것이고, 산소 발생 반응의 개시 전에는 기밀성 유지를 위하여 상술한 산소 공급 경로가 기체 투과도가 지극히 낮은 에틸렌 비닐알코올 수지, 폴리케톤 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질 기반의 필름으로 차폐되어 있을 수도 있음이 당연할 것이다.

결과적으로, 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 적어도 초산화칼륨을 이용하는 산소 발생 기제를 실리콘 수지로 처리하여, 이용 상의 안정성을 높이면서 실리콘 수지 특유의 유연성과 높은 기체 투과성으로 하여금, 적용 대상의 범위가 확대된 산소 발생 패치를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 대한 설명으로 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 대한 설명을 수행하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을\ 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 있어서,

초산화칼륨 및 수산화칼슘이 기 설정된 배합 비율로 혼합됨으로써, 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질과 반응하여 산소를 발생시키는 산소 발생 기제;

상기 산소 발생 기제가 수납되고, 상기 산소 발생 기제를 밀봉 저장하도록 하는 실리콘 수지 소재의 내부 파우치; 및,

상기 내부 파우치를 감싸고 있는 부직포 소재의 외부 파우치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 산소 발생 기제는,

상기 초산화칼륨 6 내지 8중량부 당 상기 수산화칼슘이 2 내지 4중량부의 배합 비율로 혼합되어 있을 수 있는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 내부 파우치는,

상기 실리콘 수지 소재로서, 실리콘 고무(Silicon Rubber) 및, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질이 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 외부 파우치는,

상기 내부 파우치를 상기 부직포 소재가 이중으로 감싸도록 하되,

제1 외부 파우치의 코어 영역에는 제1 방향으로의 장력을 인가함으로써 상기 제1 외부 파우치가 상기 제1 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제1 절취선이 마련되어 있고, 제2 파우치의 코어 영역에는 상기 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로의 장력을 인가함으로써 상기 제2 외부 파우치가 상기 제2 방향으로 찢겨질 수 있도록 하는 하나 이상의 제2 절취선이 마련되도록 하여,

상기 산소 발생 기제에 의한 산소 발생 반응 개시 전, 상기 제1 절취선 및 상기 제2 절취선이 서로 다른 방향으로 찢겨져 공극이 형성되도록 함으로써, 산소 공급 경로가 확보될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 내부 파우치는,

상기 산소 발생 기제의 수납 영역을 복수 개로 구획하여 복수 개의 수납 영역에 기 설정된 양의 산소 발생 기제를 분할하여 수납할 수 있는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는,

에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl alcohol) 수지, 폴리케톤(Polyketone) 수지 및 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile) 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질의 포장재로 최종 포장하여 공급되게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 마스크 내면에 부착되는 산소 발생 장치로서 이용 가능하되,

상기 외부 파우치의 엣지 영역에 상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치를 상기 마스크 내면에 부착시키기 위한 접착부가 구비되도록 하고,

상기 마스크의 내면 일 영역에 상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 부착 설치되도록 하여, 상기 산소 발생 기제가 상기 마스크 착용자의 호흡에 포함된 이산화탄소 및 수분 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질을 이용하여 산소 발생 반응을 개시함으로써 상기 마스크 착용자에게 발생된 산소를 공급할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.
제1항에 있어서,

상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치는, 전용 카트리지가 구비될 시 거치형 산소 발생 장치로서 이용 가능하되,

상기 전용 카트리지는,

상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치가 수납되는 제1 수납부;

상기 제1 수납부의 상부에서 상기 제1 수납부에 수납된 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치에 적어도 수분을 포함하는 반응액을 공급하기 위한 반응액 파우치가 수납되는 제2 수납부;

상기 제1 수납부 및 상기 제2 수납부의 기밀성을 유지시키되, 적어도 일 영역에 상기 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치와, 상기 반응액 간의 상호 작용에 의해 획득된 산소를 공급하는 경로가 형성되어 있는 외부 케이스;를 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 유연 소재가 적용된 산소 발생 패치.