KR102303250B1 - 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치 - Google Patents

Abstract

정전기를 이용한 마스크의 필터링 효과를 유지하기 위해서는 마스크가 충분한 정전 전하를 보유하고 있어야 하는데, 정전기 특성이 공기 중 노출이나 인체에 접촉하면 자연스럽게 자체 정전 전하량이 감소하게 되어 초기의 필터링 효과가 점점 저하하여 마스크로써 기능하기 어려운 현상이 발생하게 된다.
본 발명은 정전기 내에 감소되거나 없어진 정전 전하량을 재충전하여 마스크의 재사용이 가능하도록 하는 마스크 정전기 재충전 장치에 관한 것이다.

Description

사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치 {Static electricity recharging device for a used mask}

본 발명은 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치에 관한 것이다. 정전기를 이용한 마스크의 필터링 효과를 유지하기 위해서는 마스크가 충분한 정전 전하를 보유하고 있어야 하는데, 정전기 특성이 공기 중에 노출되거나 인체와 접촉하면 자연스럽게 정전 전하량이 감소하게 되어 초기의 정전 필터링 효과가 점점 저하하여 결국 최초 목적한 마스크로서 기능하기 어렵게 된다.

본 발명은 사용 후 마스크 내에 감소되거나 없어진 정전 전하를 재충전하고 동시에 사용 과정에 부착된 세균을 살균할 수 있어, 종래 재사용이 불가능하였던 마스크를 재사용할 수 있도록 하기 위한 장치에 관한 것이다.

미세먼지 흡입이나 바이러스 감염 예방을 위해 다양한 마스크들이 이용되고 있으나, 이 중 정전기 필터를 활용한 정전기 마스크가 가장 널리 이용되고 있는 추세이다.

정전기 마스크의 경우, 통상 원자재의 제조 공정 상에서 고압의 전기를 이용하여 원단 자체에 일정 이상의 정전 전하를 가지도록 만들어진다. 그런데 정전기 마스크는 공기 중의 노출이나 인체 접촉, 여타 대전 물질과의 접촉으로 인해 자연스럽게 초기에 가지고 있는 전하량의 감소가 점진적으로 일어나게 된다.

특히 장시간 마스크를 사용하거나, 세척을 하게 되면 마스크 내의 정전 전하량의 감소가 급격히 일어나므로, 정전기 마스크가 가지는 본연의 필터링 성능 저하를 일으키게 되므로, 원칙적으로 사용 수명 이후에는 재사용을 해서는 안 되며, 새로운 마스크를 사용하여야 한다.

현재 시판되고 있는 여러 정전 마스크를 대상으로 포장 개봉 직후에 정전 전압을 측정해 보면, 정전 전압의 범위가 2,000 ~ 3,000V, 9,000 ~ 10,000V 등 정전 전압의 세기가 제각각이고, 심지어 마스크 내에 정전기량이 거의 없는 수준의 불량 제품까지 유통되는 것을 확인할 수 있었다.

그리고, 일정 이상의 정전 전하를 유지하는 마스크도, 착용하지 않더라도 개봉 후 5 ~ 6시간이 경과하면 초기값으로부터 최소 20% 이하로 정전 전하가 감소하는 경향을 보였으며, 실제 마스크를 착용할 경우에는 인체의 영향으로 정전 전하의 감소 속도가 훨씬 빠른 것을 확인할 수 있었다.

즉, 기존의 정전기 마스크는 그 기능이 유지되는 시간이 짧아 장시간 사용이나 반복 재사용 시, 정전기가 방전되어 마스크 본연의 필터링 성능이 열화되므로 바이러스에 노출시 감염 확률이 증가할 수 있다.

또한, 재사용으로 인한 마스크 표면의 대장균 등의 세균 번식도 가능하여 2차 건강 문제 또한 유발할 수 있다.

등록특허공보 제10-2039702호

본 발명은 전술한 종래의 정전기 마스크의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용에 의한 정전 필터링 효과의 감소, 마스크 세척이나 소독에 의한 정전 필터링 효과의 감소가 발생한 사용 후 마스크의 정전기를 재충전하면서 동시에 이온과 오존에 의해 마스크에 부착된 바이러스나 세균 등을 살균할 수 있어, 사용 후 정전기 마스크의 장시간 사용 및/또는 재사용을 가능하게 하는, 마스크 정전기 재충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되며 마스크를 삽입할 수 있도록 소정 간격을 두고 서로 대향하며 적어도 정전기 마스크의 필터의 일부를 커버하는 형상으로 이루어진 2개의 전극과, 전원으로부터 상기 2개의 전극에 인가되는 전압을 조절하는 전압 조절부를 포함하고, 상기 전원을 통해 상기 2개의 전극에 전압이 인가되어 형성되는 전기장에 의해 상기 마스크의 필터 부분에 정전기가 충전되는, 마스크 정전기 재충전 장치를 제공한다.

또한, 상기 마스크 정전기 재충전 장치에 있어서, 상기 하우징은 제 1 하우징과, 상기 제 1 하우징으로 분리되어 있는 제 2 하우징과, 상기 제 1 하우징과 제 2 하우징을 회동 가능하게 연결하는 연결부재를 구비하고, 상기 대향하는 전극의 일측은 상기 제 1 하우징의 내측에 고정되고, 상기 대향하는 전극의 타측은 상기 제 2 하우징의 내측에 고정될 수 있다.

또한, 상기 마스크 정전기 재충전 장치에 있어서, 바람직하게 상기 대향하는 전극의 형상은 정전기 마스크 형상과 동일 내지 유사한 평면구조 또는 입체구조로 이루어질 수 있다.

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또한, 상기 마스크 정전기 재충전 장치에 있어서, 바람직하게 배터리를 포함하는 전원을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 장치에 의하면, 장시간 사용으로 정전 필터링 기능이 저하된 마스크의 정전기를 재충전할 수 있어 지속적으로 적절한 수준의 필터링 효과를 유지할 수 있어, 정전기 마스크의 사용 시간을 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치에 의하면, 정전기 재충전 과정에 생성된 이온과 오존에 의해 마스크에 부착된 바이러스나 세균 등을 살균하는 효과를 동시에 얻을 수 있어 보다 위생적으로 마스크를 재활용할 수 있다.

또한, 미세 먼지나 바이러스와 같은 오염 물질이 축적된 정전기 마스크를 세척하거나 소독을 한 후에 정전기가 사라진 마스크의 정전기를 초기 상태와 유사한 수준으로 정전기를 재 충전시킴으로써, 마스크의 재사용을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 개방한 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 저면에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 구성하는 전원, 전극 등을 하우징으로부터 분리한 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치의 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치의 사용 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 개방한 상태의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 저면에서 본 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치를 구성하는 전원, 전극 등을 하우징으로부터 분리한 상태의 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 정전기 재충전 장치(100)는, 하우징(110), 제어부(120), 고압전압변환 회로부(130), 전원공급부(140), 전극(150a, 150b) 및 전원의 on/off를 위한 스위치부(160)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(110)은 일면이 개방되고 내부에 수용 공간을 구비하는 대략 직육면체 형상으로 이루어진 상부 하우징(110a)과, 상부 하우징(110a)으로부터 분리된 하부 하우징(110b)으로 이루어진다. 또한 도시되지는 않았지만 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b)은 경첩과 같은 회동 연결부재를 통해 연결되어 개폐 가능하게 되어 있다. 상기 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b)의 양 단부에는 양 하우징이 닫힌 상태일 때 고정할 수 있는 고정수단(110c, 110d)가 형성되어 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 회동 연결부재를 사용하였으나, 상하 또는 수평 슬라이드 차폐방식 또는 동작 구속 조건이 없는 단순한 체결 수단(예를 들어, 상부 하우징(110a)을 하부 하우징(110b)의 외주부에 억지 끼워 맞춤으로 압입하는 방법 등)으로 양 하우징을 체결할 수도 있다.

상기 상부 하우징(110a)은 일측에 개방부가 있으며 내부에 공간을 형성하는 직육면체 형상으로 이루어져 있고 내부에는 상기 전극(150a)을 고정하기 위한 고정수단이 설치되어 있다. 또한, 상기 하부 하우징(110b)도 일측에 개방부가 있으며 내부에 공간을 형성하는 직육면체 형상으로 이루어져 있고 내부에는 상기 전극(150b)을 고정하기 위한 고정수단이 설치되어 있다. 또한, 상기 하부 하우징(110b)의 일측에는 제어부(120), 고전압변환 회로부(130) 및 전원공급부(140) 가 배치되어 있다.

상기 제어부(120)는 장치 전반에 대한 제어신호를 생성한다. 상기 제어부(120)로는 예를 들어 MCU(Micro Controller Unit)을 사용할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 제어부(120)는 장치에 설치된 조작부인 키(key)를 제어하는 키 제어부와, 상기 상부 및 하부 하우징(110a, 110b)의 개폐 여부를 확인하여 장치의 동작 상태를 결정하는 차폐인식 센서부와, 사용자에게 각종 상태를 표시하는 LED 인디케이터부와, 전극에 제공되는 전류를 제어하는 DC-DC 컨버터 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서 상기 제어부(120)는 도 5에 도시된 것과 같은 시스템으로 구성되어 있으나, 필요에 따라 다른 기능이 추가되거나 기존 기능 중에서도 본 장치의 가동에 필수적이지 않은 기능은 선택적으로 제외될 수 있음은 자명하다.

상기 고전압변환 회로부(130)는 상기 DC-DC 컨버터를 통해 제공되는 전압을 정전기 마스크에 정전기를 재충전할 수 있는 수준의 고전압으로 변환시키기 위한 회로부이다. 변환되는 전압의 수준은 마스크 필터에 요구되는 정전기 전압 수준에 따라 다르게 제어할 수 있다.

상기 전원공급부(140)는 장치를 작동하게 하는 전원을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시형태에서는 충분한 시간 동안 본 발명의 장치를 작동하는데 문제가 없고 장치의 휴대성을 높이기 때문에 전원으로 배터리(바람직하게는 충전이 가능한 이차전지)를 사용하나, 반드시 이에 한정되지 않으며 외부에서 공급되는 일반적인 전원을 사용할 수도 있다.

상기 전극(150a, 150b)은, 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이, 서로 대향하며 판상으로 이루어지는 제 1 전극(150a)와 제 2 전극(150b)을 포함하여 이루어진다. 상기 2개의 전극의 형상은 바람직하게 2개의 전극 사이에 삽입되는 마스크의 형상에 대응하는 형상으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 2개의 전극 간의 거리는 그 사이에 삽입되는 마스크와 재충전 효율을 고려하여 적절하게 조절될 수 있다. 또한, 제 1 전극(150a)와 제 2 전극(150b) 각각은 단일의 전극으로 형성되거나, 여러 개의 전극의 집합체로 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 상기 전극은 판상으로 제조하였으나, 망상으로 이루어진 예를 들어 메쉬(mesh)형 전극을 사용할 수도 있다.

다음으로 본 발명에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

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도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 사용 후 마스크의 정전기 재충전 장치의 사용 상태도이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 제 1 하우징(110a)을 열고, 장시간 사용으로 필터 성능이 저하되거나, 많은 오염 물질이 부착되어 세척 또는 소독을 행한 마스크를 제 2 전극(150b) 위에 올려 둔 후, 제 1 하우징(110a)을 닫아 정전기 재충전을 위한 마스크를 올려 놓는다.

제 1 하우징(110a)을 닫으면 차폐인식 센서부는 장치의 작동이 가능한 상태로 센싱한다.

다음으로, 사용자가 스위치(160)를 누르면 제어부(120)는 전원을 DC-DC 컨버터로 제공하고, 이는 고압변환회로부(130)를 통해 제 1 전극 및 제 2 전극(150a, 150b)에 필터에 정전기를 생성할 수 있을 정도의 고전압을 인가하게 된다. 전극에 인가된 고전압은 마스크에 정전기를 유도한다. 이때, 고전압이 인가된 양 전극 사이에 전기장이 형성되고, 형성된 전기장은 공기층의 유전분극을 발생시키고 유전분극은 이온과 오존을 생성하는데, 이와 같이 생성된 이온과 오존은 마스크에 부착된 바이러스나 세균을 죽이기 때문에 정전기 재충전과 함께 살균처리를 하는 효과를 동시에 얻을 수 있다. 일정 시간이 경과하면 상기 제어부(120)는 전원 인가를 중지하고, LED 인디케이터를 통해 정전기 재충전이 완료된 표시를 한다.

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100 : 정전기 재충전 장치
110 : 하우징
120 : 제어부
130 : 고전압변환 회로부
140 : 전원공급부 - 배터리
150a, 150b : 전극A, 전극B
160: 스위치

Claims (8)

1. 하우징과,
   상기 하우징 내에 배치되며 마스크를 삽입할 수 있도록 소정 간격을 두고 서로 대향하며 적어도 정전기 마스크의 필터의 일부를 커버하는 형상으로 이루어진 2개의 전극과,
   전원으로부터 상기 2개의 전극에 인가되는 전압을 조절하는 전압 조절부를 포함하고,
   상기 전원을 통해 상기 2개의 전극에 전압이 인가되어 형성되는 전기장에 의해 상기 마스크의 필터 부분에 정전기가 충전되는, 마스크 정전기 재충전 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 제 1 하우징과,
   상기 제 1 하우징으로 분리되어 있는 제 2 하우징과,
   상기 제 1 하우징과 제 2 하우징을 회동 가능하게 연결하는 연결부재를 구비하고,
   상기 대향하는 전극의 일측은 상기 제 1 하우징의 내측에 고정되고,
   상기 대향하는 전극의 타측은 상기 제 2 하우징의 내측에 고정되는, 마스크 정전기 재충전 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
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7. 제 1 항에 있어서,
   상기 대향하는 전극의 형상은 정전기 마스크 형상과 동일 내지 유사한 평면구조 또는 입체 구조로 이루어지는, 마스크 정전기 재충전 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원은 사용후 충전이 가능한 이차전지를 포함하는, 마스크 정전기 재충전 장치.

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