KR0149989B1

KR0149989B1 - 방진 마스크용 울 필터

Info

Publication number: KR0149989B1
Application number: KR1019940035714A
Authority: KR
Inventors: 이광연
Original assignee: 김진시
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-03-30
Also published as: CN1065299C; CN1125274A; EP0718011A1; US5529838A; KR960021099A

Abstract

울 섬유에 화학 수지 필름 슬리팅사를 혼합하여 제조하는 신규의 방진 마스크용 울 필터가 개시되어진다.

상기 방진 마스크용 울 필터는 울사 40 내지 90중량%와 화학 수지 필름 슬리팅사, 특히 폴리올레핀계 수지 필름 슬리팅사 10 내지 60중량%가 랜덤하고 균일하게 혼합된 후물 부직포인 것이 특징이다. 또한 상기 필터에는 화학 약제가 포함되어 있지 않다.

상기 필터는 흡·배기 저항이 낮으면서도 분진 포집효율이 좋으며, 착용자의 건강 및 질병 예방에 기여할 수 있는 것으로서, 석탄 채광 작업장, 조선공업 또는 철강공업 현장, 시멘트 공사장 및 각종 도장 현장 등에서 방진 마스크용 필터로서 매우 유용하게 쓰일 수 있는 것이다.

Description

방진 마스크용 울 필터

본 발명은 방진 마스크용 올 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 울(Wool) 섬유에 화학수지 필름 슬리팅사를 혼합하여 부직포로 제조함으로써 정전기력을 배가시켜서 방진 기능을 보다 향상시킴과 동시에 위생가공이 된 방진 마스크용 울 필터에 관한 것이다.

방진 마스크라고 하면 일반적으로 알려져 있듯이 분진이 많이 발생하는 곳, 즉 석탄 채광 작업장, 조선공업 또는 철강공업 현장, 제분업 또는 섬유공업 현장, 시멘트 공사장, 각종 도장 현장 등에서 대기중에 분산되어 있는 분진이 호흡기 또는 경구를 통하여 체내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 착용하는 마스크로서 공기 흡입 통로인 전면 또는 측면에 상기 분진을 흡착 또는 부착시키기 위한 필터 부재가 채용되는 것이 일반적이다.

본 발명은 이와 같은 방진 마스크용 필터에 관한 것이다.

이와 같은 방진 마스크용 필터에 있어서 요구되는 성능은 흡기 및 배기 저항이 낮으면서도 먼지 및 분진의 포집효율이 높은 것이며 아울러 제조 비용이 저렴한 것이 유리함은 물론이다.

필터의 섬유소재로서는 나일론, 폴리에스터, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 화학섬유와 면, 울 등의 천연섬유가 채용될 수 있겠으나 흡·배기저항 및 분진 포집효율면에서 울이 가장 성능이 좋은 것으로 알려져 있으며 울 소재가 펠트 형태로 또 널리 사용되어지고 있다.

그러나 울을 사용하는 것으로만은 충분치 않으므로 제조 공법면에서 또는 물리 화학적 처리에 의하여 물성을 보다 개선하려는 많은 시도가 있어왔다.

즉, 종래에는 사(絲) 상태의 울섬유를 일정 두께로 적층한 다음 압착하는 방법에 의한 울 펠트가 이용되었었다. 그러나 이와 같이 제조되는 펠트 필터는 균질의 제품을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 배치식 제조로서 연속적인 다량생산이 어렵고 흡·배기저항 및 분진 포집효율면에서 매우 부족하였다.

상기와 같은 결함을 해결하기 위하여 정전기를 일으키는 약제인 정전제를 분말상으로 하여 펠트내에 분산시키거나, 대한민국 특허공고 제 90-2091호에 개시된 바와 같이 스티렌계 수지를 석유수지, 또는 알킬 페놀 수지 등에 1 내지 50 중량% 혼합한 것을 유기용제로서 메틸렌 클로라이드, 벤젠 또는 톨루엔에 녹여서 함침 수지 용액을 조제한 후, 양모 등의 섬유를 부직포상으로 직조한 펠트에 함침시키고 롤러사이로 통과시키면서 펠트에 적당량의 수지가 함침되도록 짠 후에 건조기내에서 건조하는 방법에 의하여 펠트에 정전기를 유도하는 화학 수지를 처리하는 방법 등이 사용되어졌다.

이와 같이 정전기를 이용하고자 하는 이유는 전하를 띠고 있는 먼지입자들을 방진 마스크용 필터의 하전력에 의하여 섬유상에 흡착시키며, 또한 전하를 띠고 있지 않은 입자라 하더라도 필터의 하전력에 의하여 대전되어 역시 흡착되게 함으로써 흡·배기저항을 높이지 않으면서도 효과적으로 분진 흡착율을 높일 수 있기 때문이다.

상기와 같이 정전기를 이용해 분진을 포집하는 필터는 당업계에서 정전 필터로 명명하기도 하는 것으로서 하전된 섬유의 정전기력에 의해 아주 미세한 입자까지를 포집할 수 있는 필터이다. 통상적으로 비대전된 에어 필터는 포집 메카니즘중 주로 관성작용과 확산작용으로 에어로졸 미립자를 포집한다. 그러나, 위와 같은 2개의 작용에 의한 포집효율은 아래 그림 1에 나타난 것처럼 입자경 0.3㎛ 부근에서 최소가 되어 서브 미크론 영역의 입자를 포집하기가 매우 어렵다. 그러나, 정전 필터는 이러한 작용에 추가하여 정전기력에 의한 쿨롱력(Coulombic force)과 정전기력(Electrostatic induction force)이 작용하여 보다 많은 입자를 효과적으로 포집할 수 있게 된다.

그러나 전기한 바와 같이 화학적인 약제 또는 수지처리를 하는 것은 별도의공정을 필요로 할 뿐만 아니라 약제 또는 수지 분진이 체내로 흡입될 수 있고, 과다 처리될 경우 섬유간의 공극이 약제 또는 수지로 채워져 흡·배기저항을 높이는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결할 수 있는 것으로서 본 출원인의 대한민국 특허 공고 제 90-3634 호에 개시된 바와 같이 화학 수지 필름이 대전력을 가지는 것을 이용하여 얇은 폴리프로필렌 필름을 가늘게 슬리팅하여 적충하고 그 상하에 부직포층을 덧붙여 제조한 방진용 필터가 시도되고 상품화되기도 하였다.

그러나, 이러한 제품은 사간(絲間) 공극이 불균일할 수 있고 부직포로서의 집속성이 약하여 제 3의 부직포와 중첩해서 사용하여야 하는 단점이 있었다.

본 발명자는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 다년간 연구한 결과 특수 위생 가공된 울사에 화학 수지 슬리팅사를 혼합하여 통상의 부직포 공정을 채용하여 제조하는 본 발명의 방진 마스크용 울 필터를 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 정전기를 유도하기 위한 화학 약제나 수지처리를 하지 않고, 흡·배기저항이 낮으면서도 분진 포집효율이 좋은 방진 마스크용 울 필터를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 방진 마스크용 울 필터는 울사 40 내지 90 중량% 와 화학 수지 필름 슬리팅사 10 내지 60 중량%가 균일하게 혼합되어 이루어진 후물 부직포인 것을 특징으로 한다.

상기 화학 수지 필름 소재로는 모든 종류의 화학 수지가 채용될 수 있으나 섬유성 및 대전 성능이 우수한 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 폴리올레핀계 수지로 하는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명에 따른 방진 마스크용 울 필터를 상세히 기술할 것이다.

본 발명에 따른 방진 마스크용 울 필터는 울사 40 내지 90 중량% 와 화학 수지 필름 슬리팅사 10 내지 60 중량%, 더욱 바람직하기로는 울사 60 내지 80 중량%와 화학 수지 필름 슬리팅사 20 내지 40 중량%가 랜덤하고 균일하게 혼합된 후물 부직포인 것이 특징이다.

상기 화학 수지 슬리팅사와 울사의 비율은 상기 범위외로 하여도 가능하나 부직포의 집속성, 흡·배기저항 및 분진 포집효율면에서 상기 범위가 바람직하며 화학 수지 필름 슬리팅사가 정도이상으로 많게 되면 부직포의 집속성 및 혼합체의 균질성이 떨어지고 흡·배기저항이 낮아지는 문제점이 발생되며, 반대로 울사의 비율이 정도이상으로 많게 되면 부직포의 집속성 및 혼합체의 균질성은 향상되나 흡·배기저항이 높아지고 화학 수지 필름 슬리팅사에 의한 대전력이 저하되어 분진 포집효율이 낮아지게 되는 단점이 생긴다.

상기 화학 수지 필름 슬리팅사의 수지 소재로는 박(薄) 필름화가 가능한 어떤 화학 수지라도 적용이 가능하나 그 중에서도 대전 성능 및 섬유성이 좋은 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 슬리팅사로 하는 것이 바람직하다.

부직포의 후도는 특별히 제한적이지는 않지만 대체로 300 내지 600 g/㎡ 정도의 후물인 것이 바람직하며 부직포는 집속성을 주기 위해 니들 펀칭하는 것이 바람직하다.

상기 울사는 통상의 울사를 사용할 수 있다.

상기 화학 수지 필름 슬리팅사의 두께는 0.005 내지 0.015㎜, 폭은 0.005 내지 0.5㎜, 길이는 5 내지 100㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 상기 슬리팅사의 두께가 너무 얇으면 공정성이 좋지 않게 되며, 또한 반대로 너무 두꺼우면 슬리팅사간에 면접합현상이 일어나 흡·배기성능이 저하될 수 있다. 상기 슬리팅사의 폭과 길이는 특히 제한적이지는 않지만 너무 좁거나 넓으면 또는 너무 짧거나 길면 부직포화 공정성이 저하된다.

이하에서 본 발명에 따른 방진 마스크용 울 필터의 바람직한 실시예가 기술되어질 것이다. 그러나 이하에서 기술되는 실시예들이 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

[실시예 1]

두께 0.007㎜, 길이 50㎜, 폭 0.01㎜ 로 되게 폴리프로필렌 슬리팅사를 제조하고, 상기 폴리프로필렌 슬리팅사 10 중량%, 울사 90 중량%를 혼합하여 통상의 후물 부직포 제조공정을 채용하되 어떠한 화학 약제의 처리도 없이 개면 및 혼면, 성형, 니들 펀칭 및 권취공정을 순차적으로 행하여 본 발명의 방진 마스크용 울 필터 부직포를 제조하였다.

상기 제조된 부직포 필터의 물성을 KS M 6673에 의하여 측정한 결과 실리카 분진의 포집율이 80% 이였다.

[실시예 2~4]

상기 폴리프로필렌 슬리팅사의 함량을 각각 20, 30, 40 중량%로 늘리고 상기 울사의 함량을 각각 80, 70, 60 중량%로 줄여가면서 [실시예 1]과 동일한 공정을 수행하였다.

제조된 부직포 필터의 물성을 하기 [표 1]에 나타내었다.

[실시예 5]

실시예 1에서 폴리프로필렌 슬리팅사 대신 나일론 슬리팅사를 채용하여 통일한 공정을 수행하였다.

제조된 부직포 필터의 물성을 하기 [표 1]에 나타내었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 흡·배기저항이 낮게 개선되고 분진 포집효율이 대폭 향상되며 착용자의 건강에 매우 유익한 방진 마스크용 울 필터가 제조되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 화학 약제를 사용치 않음으로써 인체에 무해하고 환경공해 요인이 제거되는 방진 마스크용 울 필터가 제공되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면 통상의 부직포 공정에 따라 연속 다량 제조가 가능한 방진 마스크용 울 필터가 제조되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 방진 마스크용 울 필터는 석탄 채광 작업장, 조선공업 또는 철강공업 현장, 제분업 또는 섬유공업 현장, 시멘트 공사장, 각종 도장 현장 등에서 방진 마스크용 필터로서 유용하게 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술적 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연하다.

Claims

울사 40 내지 90 중량% 와 화학 수지 필름 슬리팅사 10 내지 60 중량%가 랜덤하고 균일하게 혼합되어 있으며, 화학 약제를 포함하지 않은 후물 부직포인 것을 특징으로 하는 방진 마스크용 울 필터.
제1항에 있어서, 상기 60 내지 80 중량%, 상기 화학 수지 필름 슬리팅사가 20 내지 40 중량%으로 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 방진 마스크용 울 필터.
제1항에 있어서, 상기 화학 수지 필름 슬리팅사가 폴리올레핀계 필름 슬리팅사인 것을 특징으로 하는 상기 방진 마스크용 울 필터.
제1항에 있어서, 상기 화학 수지 필름 슬리팅사가 두께 0.005 내지 0.015㎜, 폭 0.005 내지 0.5㎜, 길이 5 내지 100㎜ 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 방진 마스크용 울 필터.
제1항에 있어서, 상기 부직포가 300 내지 600 g/㎡ 정도의 후물 부직포인 것을 특징으로 하는 상기 방진 마스크용 울 필터.