KR101267788B1

KR101267788B1 - 방독면

Info

Publication number: KR101267788B1
Application number: KR1020120102021A
Authority: KR
Inventors: 지영만
Original assignee: 삼공물산 주식회사
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-05-31

Abstract

본 발명은 방독면에 관한 것으로서, 상기 방독면의 한 예는 착용자가 외부를 확인하도록 하는 투시창, 상기 투시창의 하부에 위치하여 외부 공기를 정화하는 정화통, 상기 정화통 하부에 위치하여 착용자의 숨을 외부로 배출하는 배기 밸브, 그리고 상기 착용자의 머리에 씌워져 상기 착용자를 보호하는 보호 두건을 포함하고, 상기 보호 두건은 원단, 그리고 상기 원단 위에 바로 위치하여 고무부를 포함하며, 상기 고무부는 45중량% 내지 50중량%의 부틸고무(isobutylene-isoprene rubber), 38중량% 내지 40중량%의 경질탄산칼슘, 1.5중량% 내지 2중량%의 노화방지제, 3.8중량% 내지 4중량%의 티타늄디옥사이드(titanium dioxide, TiO₂), 1.5중량% 내지 2중량%의 프로세스 오일(process oil) 및 스테아린산(stearic acid), 그리고 2 중량% 내지 10.2중량%의 나머지 물질을 함유하고 있다.

Description

방독면{GAS MASK}

본 발명은 방독면에 관한 것이다.

방독면은 화학전, 생물학전 또는 핵전쟁 등과 같은 화생방전 시 또는 화재 발생시 각종 유독 가스로부터 인체를 보호하기 위한 것으로서, 사용 목적에 따라 최적의 효과를 내도록 설계되어야 한다.

따라서, 방독면을 형성하는 방독면용 직물은 착용자의 얼굴을 덮고 화학 물질이나 화학 가스에 착용자의 호흡기와 얼굴을 보호해야 하므로, 방독면용 직물은 우수한 내후성, 내가스투과성, 내화학성 등의 특성을 갖고 있어야 한다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방독면용 직물의 성능을 향상시키기 위한 것이다.

발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 방독면을 성능을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 방독면은 착용자가 외부를 확인하도록 하는 투시창, 상기 투시창의 하부에 위치하여 외부 공기를 정화하는 정화통, 상기 정화통 하부에 위치하여 착용자의 숨을 외부로 배출하는 배기 밸브, 그리고 상기 착용자의 머리에 씌워져 상기 착용자를 보호하는 보호 두건을 포함하고, 상기 보호 두건은 원단, 그리고 상기 원단 위에 바로 위치하는 고무부를 포함하며, 상기 고무부는 45중량% 내지 50중량%의 부틸고무(isobutylene-isoprene rubber), 38중량% 내지 40중량%의 경질탄산칼슘, 1.5중량% 내지 2중량%의 노화방지제, 3.8중량% 내지 4중량%의 티타늄디옥사이드(titanium dioxide, TiO₂), 1.5중량% 내지 2중량%의 프로세스 오일(process oil) 및 스테아린산(stearic acid), 그리고 2 중량% 내지 10.2중량%의 나머지 물질을 함유하고 있다.

상기 보호 두건은 상기 투시창, 상기 정화통 및 상기 배기 밸브와 바로 접해있을 수 있다.

상기 특징에 따른 방독면은 상기 보호 두건의 접합부에 부착되어 있는 가스 유입 차단 테이프를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 가스 유입 차단 테이프는 난연성 면원단에 부틸 고부가 코팅된 부틸 고무 테이프일 수 있다.

상기 투시창, 상기 정화통 및 상기 배기 밸브는 마스크 본체에 위치하고, 상기 보호 두건은 상기 마스크 본체와 접해 있을 수 있다.

상기 마스크 본체와 상기 보호 두건의 접합부에는 가스 유입 차단 테이프가 부착되어 있는 것이 바람직하다.

상기 마스크 본체와 상기 보호 두건은 탈부착 가능한 구조를 가질 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 고무부에 티타늄 디옥사이드가 함유하고 있으므로, 고무부의 내화학성이 뛰어나 방독면을 구성하는 방독면용 직물의 성능이 향상되고, 이러한 직물을 이용하여 제작한 방독면의 성능 역시 크게 향상된다. 따라서, 방독독면을 착용하는 착용자의 안전성이 크게 향상된다.

도 1는 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물의 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물을 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물을 이용하여 제작된 두건형 일반 방독면의 개략적인 사시도로서, 도 3a는 두건형 일반 방독면의 전면에 대한 사시도이고, 도 3b는 두건형 일반 방독면의 후면에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물을 이용하여 제작된 전면형 일반 방독면의 개략적인 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 보호용 직물에 대하여 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 보호용 직물은 방독면과 착용자의 머리 등과 같은 착용자의 신체의 적어도 일부를 외부 환경으로부터 보호하는 보호 두건과 같이 방독면에 사용되는 방독면용 직물이지만, 이에 한정되지 않는다.

도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 두건용 직물(10)은 원단(11) 그리고 원단(11) 위에 위치한 고무부(12)를 구비한다.

원단(11)은 경사와 위사로 이루어진 천으로서, 나일론(nylon)으로 이루어져 있다. 또한 원단(11)은 경사와 위사가 종방향과 횡방향으로 직조된 직물로서 종방향과 횡방향으로 힘이 균형을 이루고, 내열성과 내화학성이 강한 직물일 수 있다.

이러한 원단(11)의 두께는 약 0.05㎜일 내지 0.2㎜일 수 있다.

원단(11)의 두께가 0.2㎜ 이하일 경우, 방독면이나 보호 두건을 착용하는 착용자의 피부와의 촉감이 향상되고 유연성이 증가되어 착용자의 만족도가 증가하고, 원단(11)의 두께가 0.05㎜ 이상일 경우, 원단(11)의 제조가 용이하고 원단(11)의 평탄도와 두께 균일성이 향상된다.

고무부(12)는 원단(11) 위에 바로 위에 위치하여 원단(11)과 바로 접착되어 있다.

이때, 고무부(12)는 약 45중량% 내지 50중량%의 부틸고무(isobutylene-isoprene rubber), 약 38중량% 내지 40중량%의 경질탄산칼슘, 약 1.5중량% 내지 2중량%의 노화방지제, 약 3.8중량% 내지 4중량%의 티타늄디옥사이드(titanium dioxide, TiO2), 약 1.5중량% 내지 2중량%의 프로세스 오일(process oil) 및 스테아린산(stearic acid), 그리고 약 2중량% 내지 10.2중량%의 착색제와 같은 나머지 물질(즉, 기타 물질)로 이루어져 있다.

부틸 고무는 기후의 변화에 잘 견뎌 내후성이 뛰어나고 불포화 결합이 적어 열이나 오존 및 산화제에 강하다. 특히, 부틸 고무는 약 -50℃의 온도에서도 유연성을 갖고 있으므로 가혹한 기후 조건에서도 보호 두건용 직물의 착용감이 감소하지 않는다.

더욱이, 부틸 고무는 또한 전기절연성이 뛰어나며 반발 탄성력이 낮고 진동흡수력이 좋아 충격을 잘 흡수하여 외부 충격으로부터 착용자를 보호하며, 천연고무에 비해 기체 투과성이 작기 때문에 내가스 투과성이 증가하여, 유독 가스로부터 착용자를 보호하게 된다.

부틸 고무의 양이 약 50중량%이하일 경우, 원하는 크기의 반발 탄성력을 갖게 되어 착용감이 향상되고, 부틸 고무의 양이 약 45중량% 이상일 경우, 내가스 투과성이 좀더 향상되어 착용자의 안전성이 향상된다.

경질탄산칼슘은 고무의 내마모성, 인장강도 향상, 증량, 경도 향상용으로 사용된다.

경질탄산칼슘의 양이 약 40중량% 이하일 경우, 착용감이 좀더 향상되고, 약 38중량%이 이상일 경우, 부틸 고무의 내마모성, 인장강도, 및 경도 등이 향상되어, 착용자의 안정성이 좀더 향상된다.

노화 방지제는 고무부(12)의 주 재료인 부틸 고무가 산소, 산화성 물질, 오존, 열, 햇빛, 방사능 등과 같은 외적 인자와 가황도, 고무의 종류, 가황제의 종류, 가황 촉진제의 종류 등과 같은 내적 인자로 인해 산화되어 균열 및 경화 현상을 방지하기 위한 것으로서, 예를 들어, 방향족 아민(amine)계 노화 방지제나 스티레네이티드 페놀[styrenated phenol, SP]이나 니켈 디뷰틸 디티오카바메이트[nickel dibutyl dithiocarbamate, NBC-F]와 같은 페놀(phenol)계 노화 방지제가 사용될 수 있다.

노화 방지제의 양이 2중량% 이하일 경우, 착용자의 착용감이 향상되고, 노화 방지제의 양이 약 1.5중량% 이상일 경우 고무부(12)의 수명이 좀더 향상된다.

티타늄디옥사이드(TiO2)는 화학적으로 안정하고 음폐력(陰蔽力)이 커 거의 모든 용매에 녹지 않으며 생화학적으로 반응을 하지 않아 친환경적이므로 환경과 인체에 무해하다. 또한, 각종 무기산과 유기산, 알칼리, 가스 등에 침식되지 않으며, 고열에도 용해되지 않는다. 이로 인해, 내산성, 내알칼리성, 내광성 및 내공해성 등을 특성을 갖고 있고, 또한 착색력과 은폐력이 좋고 인체에 무해하다. 본 예에서, 티타늄디옥사이드(TiO2)는 또한 안료 역할도 함께 수행할 수 있다.

티타늄디옥사이드(TiO2)의 양이 약 4중량% 이하일 때, 고무부(12)의 내화학성이 향상되어 화학 물질로부터 착용자를 좀더 용이하게 효율적으로 보호하고, 티타늄디옥사이드(TiO2)의 양이 약 3.8중량% 이하일 때, 착용자의 착용감이 좀더 향상된다.

스테아린산(stearic acid)는 연화제로 기능하여, 부틸 고무의 유연성을 부여하고 경도를 저하시켜 부틸 고무의 가소성을 향상시킨다. 이로 인해, 부틸 고무의 성형 및 가공이 좀더 용이하게 행해진다.

또한, 프로세스 오일은 배합 고무의 작업 공정 중에 작업성을 좋게 하기 위해 첨가되는 광유로서, 주로 파라핀(paraffin)계, 나프텐계(naphthen), 방향족(aromatic)계의 것이 사용된다.

프로세스 오일과 스테아린산의 양이 약 2중량% 이하일 경우, 원하는 경도의 고무부(12)를 좀더 용이하게 얻게 되어 착용자의 착용감이 향상되고, 프로세스 오일과 스테아린산의 양이 약 1.5중량% 이상일 경우, 부틸 고무의 가소성이 향상되고 성형 및 가공 작용이 좀더 용이하게 행해진다.

기타 재료로서는 고무부(12)가 원하는 색을 발현하도록 하는 착색제 등일 수 있다.

이러한 성분으로 이루어져 있는 고무부(12)는 약 0.11㎜ 내지 0.33㎜의 두께를 가질 수 있다.

이미 설명한 것처럼, 본 실시예의 경우, 고무부(12)에 약 3.8중량% 내지 4중량%의 티타늄 디옥사이드가 첨가되어 있으므로, 산성분과 알칼리 성분 등과 같은 화학 물질에 대한 내화학성이 크게 향상되어 보호 두건의 성능이 크게 향상된다.

다음, 도 2의 (a) 내지 (c)를 참고로 하여, 본 실시예에 따른 보호 두건용 원단의 제조 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 2의 (a)에 도시한 것처럼, 원단(11)을 준비한다. 이때, 원단(11)의 두께는 약 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있고, 폭(W)은 약 146㎝일 수 있다.

이때, 원단(11)은 나일론이지만, 경사와 위사가 종방향과 횡방향으로 직조된 직물로서 종방향과 횡방향으로 힘이 균형을 이루고 내열성과 내화화학성이 강한 직물이면 좋다.

다음, 도 2의 (b)에 도시한 것처럼, 원단(11) 위에 접착제를 도포하여 접착부(121)를 형성한다.

이때, 접착제는 부틸 고무, 프로세스 오일, 스티레네이티드 페놀(SP), 경질탄산칼슘, 티타늄 디옥사이드(TiO2), 산화마그네슘, 니켈 디뷰틸 디티오카바메이트(NBC-F), 썬녹(SUNNOC), 스테아린산, 산화아연화, 테트라메틸 티우람 디슐피데(TT), 유황, 디벤조티아질 디슐피데(DM), 톨루엔(toluene) 및 ARE-E를 혼합하여 형성된다.

이미 설명한 것처럼, 프로세스 오일은 연화제로 작용하고, 스티레네이티드 페놀(SP)은 노화 방지제로 작용하고, 경질탄산칼슘은 충진제로 작용하며 티타늄 디옥사이드(TiO2)는 안료이고 내화학성을 향상시킨다.

산화마그네슘은 가황제로 기능하고, 니켈 디뷰틸 디티오카바메이트(NBC-F)와 썬녹은 노화 방지제로 작용하고, 스테아린산은 슬립(slip)제와 연화제로 기능하며 산화아연화는 착색제로 기능하며, 테트라메틸 티우람 디슐피데(TT)은 가황 촉진제 및 지연제로 작용한다.

디벤조티아질 디슐피데(DM)은 가황 촉진제로 기능하며 ARE-E은 접착 촉진제로 작용한다.

이때, 톨루엔은 용제로서 접착제의 농도를 맞추기 위해 사용된다.

유황은 고무 분자간의 결합을 가교하여 망상 구조를 형성하도록 하는 가황제로서 첨가되어 작용하여, 고무의 탄성을 증가시키게 된다.

가황 촉진제는 가황 시간의 단축시키고 가황 온도를 낮추며, 가황제의 양을 감소시켜 고무의 품질을 향상시키기 위한 것이다.

테트라메틸 티우람 디슐피데(TT)는 저온에서 가황 시 사용되며 가황 촉진제 역할뿐만 아니라 내노화성 및 내열성의 향상을 돕는 기능 역시 수행하고, 디벤조티아질 디슐피데(DM)는 고온에서 가황 시 사용되며 가황 촉진제 역할뿐만 아니라 고무가 급속히 건조되는 것을 방지한다.

또한, 가황 지연제는 부틸 고무가 임계 온도 이하에서 활성화되어 스코치(scorch)가 발생하는 것을 막아준다.

본 예에서, 원단(11) 위에 도포되는 접착부(121)는 총 4번의 도포 공정과 총 4번의 건조 공정이 행해지는데, 첫 번째 도포될 때 접착제의 재료의 농도와 두 번째 내지 세 번째 도포될 때 접착제의 농도는 상이하다.

한 예로서, 첫 번째 도포될 때 접착제의 농도는 500ps 내지 700ps의 점도를 가질 수 있고, 두 번째 내지 네 번째 도포될 때의 접착제의 농도는 200ps 내지 400ps의 점도를 가질 수 있다.

위에 기재한 것처럼, 원단(11) 위에 맨 처음 접착제가 도포될 때의 접착제의 농도가 나머지 도포 공정 시 도포되는 접착제의 농도보다 묽음을 알 수 있다.

이는 원단(11)과 직접 접하는 접착제가 원단(11) 내부로 좀더 용이하게 침투한 후 건조되어 원단(11)과 접착제와의 접착력을 향상시키기 위한 것이다.

이로 인해, 서로 다른 재료로 이루어진 원단(11)과 접착제와의 결합력이 향상되어, 외부 압력이나 외부 조건에 의해 원단(11)과 접착부(121)가 분리되는 현상이 감소한다.

이러한 접착제의 농도는 이미 설명한 것처럼 접착제에 함유되는 용제(예, 톨루엔)의 양을 이용하여 제어한다.

본 예에서, 접착제를 도포하는 공정 온도는 약 120 내지 145℃이고, 접착부(121)가 도포되는 원단(11)의 이동 속도는 약 15rpm 이하이다. 이때, 접착제의 도포 공정 온도가 100℃ 이상으로 높기 때문에 각 도포 공정에서 도포된 접착제는 건조를 위한 별도의 열처리를 요하지 않고, 접착제가 도포된 후 자연 건조된다.

이때, 자연 건조 시 접착제에 함유된 용제와 접착 촉진제의 일부는 대기 중으로 증발할 수 있다.

네 번의 도포 과정을 통해 원단(11) 위에 도포되는 접착부(121)의 두께는 약 0.01㎜ 내지 0.03㎜일 수 있다.

본 예의 경우, 접착부(121)는 부틸 고무를 포함 부틸 고무 화합물로 이루어져 있고, 특히, 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 함유하고 있다.

다음, 접착부(121)가 도포된 원단(11) 위에 부틸 고무, 노화 방지제, 연화제, 유황, 가황 촉진제 및 가황 지연제, 착색제 등이 배합된 배합 고무(122)를 도포한다[도 2의 (c) 및 (d)].

본 예에서, 접착제의 농도를 조절하고 접착을 촉진하기 위해 접착제에 함유된 용제(예, 톨루엔)와 접착 촉진제(예, ARF-E)을 제외하면 배합 고무(122)의 재료는 접착제의 재료와 동일하고, 배합 고무(122)와 접착제에 각각 함유된 동일한 재료의 함량 역시 동일하다.

이 때, 배합 고무(122)는 원하는 색을 발현하기 위한 안료(예, 안료노랑과 안료청색)와 경화를 촉진하거나 조정하는 경화제(예, HAF 카본블랙)를 함유하지 않은 상태이다. 따라서, 배합 고무(122)가 이들 안료와 경화제를 함유할 경우, 용제, 접착 촉진제, 안료 및 경화제를 제외하면, 접착제의 재료는 배합 고무의 재료와 동일하며 동일한 재료에 대한 함량 역시 동일하다.

따라서, 용제와 접착 촉진제를 포함하고 있고, 용제와 접착 촉진제 포함한 접착제의 모든 재료에 대한 각 재료의 비율은 배합 고무의 각 재료의 비율과 상이하지만, 용제와 접착 촉진제를 제외한 접착제의 모든 재료에 대한 각 재료의 비율은 배합 고무의 각 재료의 비율과 동일하다.

본 예에서, 이때, 원단(11) 위에 도포되는 배합 고무(122)는 세 번의 혼합 공정을 거쳐 완성된다.

즉, 1차 혼합 공정에서는 부틸고무, 프로세스 오일, 스티레네이티드 페놀(SP), 경질탄산칼슘 및 티타늄 디옥사이드를 약 30℃ 이하의 온도에서 혼합하여 1차 혼합물을 만들고, 약 20초 동안 압력을 가하지 않은 상태에서 1차 혼합물을 혼합시키면서 숙성시키는 숙성 과정을 거친 후, 다시 약 5분 30초 내지 6분 30초 동안 압력을 가한 상태에서 1차 혼합물을 혼합하면서 1차 혼합물에 함유된 공기를 배출하는 공기 배출 과정을 거친다.

본 예에서, 배합 고무(122)의 모든 재료에 대해, 부틸 고무의 함량비는 46.40%±0.01%이고, 프로세스 오일의 함량비는 2.30%±0.01%이고, 스티레네이티드 페놀(SP)의 함량비는 0.50%±0.01%이며, 경질탄산칼슘의 함량비는 37.11%±0.01%이며, 티타늄 디옥사이드의 함량비는 4.60%±0.01%일 수 있다.

그런 다음, 2차 혼합 공정에서, 공기 배출 과정을 거친 1차 혼합물에 산화마그네슘, 니켈 디뷰틸 디티오카바메이트(NBC-F), 썬녹, 스테아린산 및 산화 아연을 섞어 약 45℃ 이하의 온도에서 혼합하여 2차 혼합물을 만들고, 약 20초 동안 숙성 과정을 거친 다음 약 4분 30초 내지 5분 30초 동안 공기 배출 과정을 거친다.

본 예에서, 배합 고무(122)의 모든 재료에 대해, 산화마그네슘의 함량비는 0.49%±0.01%이고, 니켈 디뷰틸 디티오카바메이트(NBC-F)의 함량비는 0.49%±0.01%이고, 썬녹의 함량비는 0.49%±0.01%이며, 스테아린산의 함량비는 0.49%±0.01%이고, 산화 아연의 함량비는 4.60%±0.01%일 수 있다.

3차 혼합 공정에서, 공기 배출 과정을 거친 2차 혼합물에 테트라메틸 티우람 디슐피데(TT), 유황, 디벤조티아질 디슐피데(DM)을 섞어 약 90℃ 이하의 온도에서 혼합하여 3차 혼합물을 만들고, 약 20초 동안 숙성 과정을 거친 다음 약 3분 30초 내지 4분 30초 동안 공기 배출 과정을 거쳐 배합 고무(122)를 완성한다.

본 예에서, 배합 고무(122)의 모든 재료에 대해, 테트라메틸 티우람 디슐피데(TT)의 함량비는 1.00%±0.01%이고, 유황의 함량비는 0.90%±0.01%이며, 디벤조티아질 디슐피데(DM)의 함량비는 0.50%±0.01%일 수 있다.

대안적인 예에서, 배합 고무(122)는 공기 배출 과정을 거친 3차 혼합물에 안료 노랑 및 안료 청색의 안료와 HAF 카본블랙의 경화제을 추가로 섞어 혼합하는 4차 혼합 공정을 추가하여 완성될 수 있다. 이 경우, 4차 혼합 공정은 3차 혼합 공정을 마친 3차 혼합물에 안료를 섞어 원하는 색상을 내는 공정이다.

4차 혼합 공정이 추가로 행해질 경우, 배합 고무(122)의 모든 재료에 대해, 안료 노랑의 함량비는 0.01%±0.001%이고, HAF 카본블랙의 함량비는 0.10%±0.01%이며, 안료 청색의 함량비는 0.02%±0.001%일 수 있다.

배합 고무(122)의 재료에 대한 비율(%)은 총 재료에 대한 각 성분(재료)의 중량을 기준으로 산출된 중량%일 수 있다.

다음 [표 1]에 이러한 함량비를 갖고 있는 배합 고무(122)의 함량의 한 예를 도시한다. 이러한 배합 고무(122)의 함량은 용제와 접착 촉진제를 제외하면 이미 설명한 것처럼, 접착부(121)를 구성하는 접착제의 함량과도 동일하다.

물질	배합량
부틸고무	25kg
프로세스 오일	1.25kg
SP	250g
경질탄산칼슘	20kg
티타늄디옥사이드	2.5kg
산화마그네슘	250g
NBC-F	250g
썬녹	250g
스테아린산	250g
산화 아연	2.5kg
TT	550g
유황	500g
DM	250g

대안적인 예에서, 배합 고무(122)가 안료와 경화제를 함유할 경우, 5g의 안료노랑, 10g 의 안료청색, 그리고 75g의 HAF 카본블랙을 더 함유할 수 있다.

다음 [표 2]에 본 실시예에 따른 접착제의 함량의 한 예를 도시한다.

물질	배합량
부틸고무	25kg
프로세스 오일	1.25kg
SP	250g
경질탄산칼슘	20kg
티타늄디옥사이드	2.5kg
산화마그네슘	250g
NBC-F	250g
썬녹	250g
스테아린산	250g
산화 아연	2.5kg
TT	550g
유황	500g
DM	250g
톨루엔	적정량
ARF-E	접착제 총량의 5%

본 예의 경우, 배합 고무(122)를 형성할 때, 접착제와 동일하게, 티타늄 디옥사이드(TiO2)가 함유되어 있다.

이로 인해, 배합 고무(122)에 티타늄 디옥사이드를 포함하지 않은 경우에 비해, 본 예에 따른 배합 고무(122)의 내구성, 내후성, 내열성 및 내화학성 등이 크게 향상된다.

이러한 세 번의 혼합 공정을 거쳐 만들어진 배합 고무(122)는, 도 2의 (c)에 도시한 것처럼, 약 60℃ 이하의 온도에서 약 10분 동안 복수의 롤러(roller)에 의해 원하는 두께를 가진 필름(film) 형상으로 만들어진 후 접착부(121) 위에 위치하고, 도 2의 (d)에 도시한 것처럼, 롤러(roller)의 동작에 의해 배합 고무(122)가 접착부(121) 쪽으로 가압되어 접착부(121)와 밀착되어 배합 고무(122)가 접착된다.

이때, 롤러는 약 100℃ 내지 120℃의 온도를 갖고 있으므로, 접착부(121)에 남아있는 용제와 접착 촉진제의 적어도 일부가 증발해버리면서 접착부(121)가 건조되므로 롤러에 의해 접착부(121) 쪽으로 가압되어 밀착되는 배합 고무(122)와 접착부(121)와의 접착 동작이 행해진다.

본 예에서, 접착부(121)가 부착된 원단(11)을 이동시키는 컨베이어(conveyor)의 이동 속도는 약 300rpm 내지 500rpm일 수 있다.

이처럼, 롤러의 동작에 의해 접착부(121)에 부착된 배합 고무(122)의 두께는 약 0.1㎜ 내지 0.3㎜일 수 있다.

이미 설명한 것처럼, 용제와 접착 촉진제를 제외하면 접착부(121)의 접착제와 배합 고무(122)의 재료가 동일하므로, 접착부(121)와 배합 고무(122) 간의 화학적인 결합이 용이하고 접착부(121)와 배합 고무(122) 사이의 미세 기공 등과 같은 물리적인 결함 발생이 감소하여, 접착부(121)와 배합 고무(122)간의 접착력이 향상된다. 이로 인해, 원단(11) 위에 접착된 배합 고무(122)의 내화학성, 내기후성, 내열성과 내구성 등이 크게 향상된다.

또한, 접착제(121) 위에 배합 고무(122)를 도포하는 공정 중에 접착제에 함유된 용제와 접착 촉진제가 증발해버리므로, 접착부(121)와 이 접착부(121) 위에 도포된 배합 고무(122)는 실제적으로 하나의 고무층(123)을 형성하게 된다.

다음, 고무층(123)을 약 140℃ 내지 170℃의 온도에서 약 10분 내지 14분 동안 열처리하여, 고무층(123) 속에 함유된 가황제를 활성화시켜 고무 분자 사슬 사이에서 가황제가 가교 역할을 하도록 한다. 이러한 열처리 공정에 의해, 고무층(123)은 3차원 망상 구조를 갖는 고분화 화합물로 되어 고무부(12)를 형성하여 보호 두건용 직물(10)을 완성한다(도 1 참조). 가황제를 활성화시키기 위한 열처리 동작 중에 고무층(123)에 남아있는 용제와 접착 촉진제는 모두 증발하게 된다.

이미 설명한 것처럼, 고무부(12)를 제조하는 배합 고무(122)에 티타늄 디옥사이드(TiO2)가 포함되어 있으므로, 이 티타늄 디옥사이드(TiO2)의 작용에 의해 고무부(12)의 내구성, 내후성, 내열성 및 내화학성 등이 크게 향상된다. 이로 인해, 보호 두건용 직물(10)의 성능이 향상되어, 방독면 또는 보호 두건을 착용한 착용자의 안전성이 증가한다.

다음, 도 3a 및 도 3b를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물(10)을 이용하여 제작된 방독면에 대하여 설명한다.

도 3a 및 도 3b에 도시한 방독면은 주로 민간인에게 장착되는 일반 방독면(100)으로서, 도 3a 및 도 3b에 도시한 것처럼, 일반 방독면(100)은 단부가 재봉되어 착용자의 머리에 씌워지도록 하측이 개방되어 있는 보호 두건(111), 보호 두건(111)의 전면 상측에 위치하여 착용자가 외부를 확인하도록 하는 투시창(112), 투시창(112)의 하측에 위치하고 외부 공기가 보호 두건(111)의 내측으로 유입될 때 유입되는 외부 공기를 정화하는 정화통(13), 정화통(13)의 하측에 위치하고 착용자가 숨을 내쉴 때 공기의 역류를 방지하고 보호 두건(111)의 내부 공기를 외부로 배출하도록 하는 배기 밸브(14), 그리고 정화통(13)의 양측에 형성된 걸개공(13a)에 걸려 걸개공(13a)에 연결되어 있고 연결부(16)에 의해 서로 결합되어 착용자의 머리에 방독면을 고정시키는 고정 밴드(17)를 구비한다.

보호 두건(111)는 이미 도 1 내지 도 2의 (a) 내지 (d)를 참고로 하여 설명한 방독면용 직물(10)로 이루어져 있다.

보호 두건(111)는 단일 시트로 이루어질 수 있지만, 두 개 이상의 시트가 재봉질 등으로 연결되어 이루어질 수 있고, 하나 이상의 시트를 원하는 형상으로 재봉하여 제작되어, 착용을 위해 착용자의 머리가 삽입되는 부분인 하부를 제외한 나머지 부분이 연결되어 있다.

도 3a에 도시한 것처럼, 보호 두건(111)의 중앙부는 착용자의 안면 부분에 해당한다.

이로 인해, 투시창(112), 정화통(13) 및 배기 밸브(14)는 보호 두건(111)의 중앙부에 위치하여 착용자의 안면 쪽에 위치하는 보호 두건(111)의 부분과 바로 접해 있으므로, 보호 두건(111)의 중앙부에는 이들 투시창(112), 정화통(13) 및 배기밸브(14)의 장착을 위한 복수의 개구부가 형성되어 있다.

접합부가 형성되는 보호 두건(111)의 후면은 주로 착용자의 머리 뒤쪽 부분에 위치하여, 착용자의 머리 뒤쪽을 보호한다.

그런 다음, 재봉 작업에 의해 서로 접해 있는 보호 두건(111)의 접합부를 따라 정해진 폭을 갖는 가스유입 차단 테이프(20)가 접합부 위에 부착되어 있다.

이때, 가스 유입 차단 테이프(20)의 약 1/2폭에 해당하는 가스 유입 차단 테이프(20)의 부분은 접합부를 중심으로 좌측 부분에 부착되며, 가스 유입 차단 테이프(20)의 나머지 약 1/2폭에 해당하는 가스 유입 차단 테이프(20)의 나머지 부분은 접합부를 중심으로 우측 부분에 부착된다.

이로 인해, 봉재 작업 시 재봉침에 의해 발생된 침공이 가스 유입 차단 테이프(20)에 의해 막히게 되어, 침공을 통해 유독 가스가 보호 두건(111) 내부로 유입되는 것이 차단된다. 따라서, 착용자의 안전성이 향상된다.

이러한 가스 유입 차단 테이프(20)는 난연성 면 원단에 부틸 고무를 코팅하여 제작된 부틸 고무 테이프로 이루어질 수 있다. 이때, 보호 두건(111)과 접하는 가스 유입 차단 테이프(20)의 면에는 접착제가 도포되어 있다.

투시창(112)은 착용자가 외부의 사물이나 상황을 확인하도록 플라스틱(plastic)과 같은 투명한 재료로 이루어져 있다.

정화통(13)은, 이미 설명한 것처럼, 착용자의 호흡 동작에 의해 외부 공기가 보호 두건(111) 속으로 유입될 때 화학 물질 등으로 오염된 외부 공기를 정화한다. 따라서, 이러한 정화통(13)은 착용자의 코와 입과 같은 호흡기가 위치하는 곳에 장착되는 것이 좋다.

배기 밸브(14)는 격막 밸브로 이루어져 있다.

이러한 일반 방독면(100)의 동작은 다음과 같다.

먼저, 일반 방독면(100)을 착용하고자 하는 착용자는 고정 밴드(17)의 단부에 설치된 연결부(16)를 해제한 상태에서 보호 두건(111)의 하측에 형성된 개구부를 통해 보호 두건(111)을 머리에 쓴 다음, 정화통(13)의 내측부를 착용자의 입 주변에 밀착시킨다. 이런 상태에서, 고정 밴드(17)를 당겨서 연결부(16)에 결합시켜 방독면(100)을 착용자의 머리에 고정시킨다.

이처럼, 일반 방독면(100)을 착용한 상태에서, 착용자가 숨을 들이마시면 정화통(13)을 통해 외부 공기가 정화 처리되어 보호 두건(111) 내측으로 유입되고, 숨을 내쉬게 되면 일반 방독면(100) 내부의 공기는 정화통(13) 아래에 설치된 배기 밸브(14)를 통해 일반 방독면(100) 외부로 배출된다.

이때, 배기 밸브(14)는 격막에 의해 일반 방독면(100)에서 외부로의 공기 배출만 허용하고, 외부에서 일반 방독면(100) 내부로부터의 공기 유입을 허용하지 않는다.

가스유입 차단 테이프(20)에 의해 봉재선을 따라 형성된 침공을 통해 유독 가스가 일반 방독면(100) 내부로 유입되는 것이 차단된다.

추가로, 보호 두건(111)에는 티타늄디옥사이드가 함유되어 내화학성이 크게 향상된 방독면용 직물(10)로 이루어져 있으므로, 보호 두건(111)에 의해 유해 가스는 더욱더 효율적으로 차단되면 화학 물질로부터의 안전성이 더욱더 향상된다.

이처럼, 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물(10)로 이루어진 보호 두건(111)은 도 1에 도시한 두건형 일반 방독면(100)이 아닌 안면부의 호흡기만을 보호하는 전면형 일반 방독면에도 적용 가능하다.

다음, 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물(10)로 이루어진 보호 두건(111)이 전면형 일반 방독면(200)에 적용된 에에 대하여 설명한다.

도 4에 도시한 것처럼, 전면형 일반 방독면(200)은 착용자의 안면부에 착용되는 마스크 본체(101), 마스크 본체(101)의 상부 중앙에 위치한 투시창(102), 투시창(102) 아래의 마스크 본체(101)의 세로 중앙부에 위치하고 착용자의 코를 덮고 있는 코틀 조리체(110)와 연결되어 있으며 외부와의 정보 통신을 위한 음성 전달부(103), 음성 전달부(103) 하부에 위치한 배기 밸브(104), 음성 전달부(103)의 양측에 각각 위치하는 정화통(105), 그리고 마스크 본체(101)와 연결되어 있는 보호 두건(111')을 구비한다.

이러한 전면용 일반 방독면(200)에서 도 3a 및 도 3b에 도시한 일반 방독면(100)에 부여된 명칭과 동일한 명칭을 갖는 부분은 같은 재료로 만들어져 동일한 기능을 수행하므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

또한, 이러한 전면형 일반 방독면(200)은 마스크 본체(101)의 외주면에 위치하여 마스크 본체(101)를 착용자의 머리에 고정하는 결합하는 고정밴드(107)를 구비한다. 이때, 고정 밴드(107)는 연결부(108)를 통해 연결되어 착용자의 머리에 마스크 본체(101)를 고정한다.

마스크 본체(101)는 플라스틱이나 강화 고무 등으로 이루어져 있다.

보호 두건(111')은 이미 설명한 것처럼, 보호 두건(111)과 비교하여 모양만 상이할 때 보호 두건(111)과 동일한 직물인 본 발명의 한 실시예에 따른 방독면용 직물(10)로 이루어져 있어 동일한 기능을 수행한다.

이때, 보호 두건(111')에 봉재선을 존재하여 침공이 발생할 경우, 이미 설명한 것처럼, 가스 유입 차단 테이프를 이용하여 침공을 밀봉할 수 있다. 이로 인해, 침공을 통해 유해 가스가 마스크 본체(101) 속으로 유입되는 것이 방지된다.

전면형 일반 방독면(200)의 마스크 본체(101)와 보호 두건(111')은 봉재 작업을 통해 고정되게 부착되거나 탈부착이 가능한 구조로 부착된다.

탈부착이 가능한 구조를 가질 경우, 도 4에 도시한 것처럼, 마스크 본체(101)는 외주면에 보호 두건(111')이 걸리는 복수의 고리(1011)를 구비한다. 이때, 복수의 걸이(1011)에 결합된 보호 두건(111')의 단부에는 탄력 밴드를 형성하여 마스크 본체(101)와 보호 두건(111') 사이에 발생하는 틈을 막도록 한다.

다른 방안으로는, 마스크 본체(101)와 보호 두건(111')의 외주면에 밸크로 테이프(velcro magic tape)나 스냅(snap) 단추를 부착하여 마스크 본체(101)에 보호 두건(111')을 결합할 수 있다.

이와 같이, 보호 두건(111')의 마스크 본체(101)에 탈부착됨에 따라, 주변 환경의 위험 상황에 따라 착용자는 보호 두건(111')을 마스크 본체(101)로부터 제거하거나 마스크 본체(101)에 부착하므로, 착용자의 편리성이 크게 향상된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 방독면용 직물, 11: 원단
12: 고무부 121: 접착부
122: 배합 고무 123: 고무층
100, 200: 방독면 101: 마스크 본체
111, 111': 보호 두건 112, 102: 투시창
13, 105: 정화통 14, 104: 배기 밸브
17, 107: 고정 밴드 1011: 고리

Claims

착용자가 외부를 확인하도록 하는 투시창,
상기 투시창의 하부에 위치하여 외부 공기를 정화하는 정화통,
상기 정화통 하부에 위치하여 착용자의 숨을 외부로 배출하는 배기 밸브, 그리고
상기 착용자의 머리에 씌워져 상기 착용자를 보호하는 보호 두건
을 포함하고,
상기 보호 두건은,
원단, 그리고
상기 원단 위에 바로 위치하는 고무부
를 포함하며,
상기 고무부는 45중량% 내지 50중량%의 부틸고무(isobutylene-isoprene rubber), 38중량% 내지 40중량%의 경질탄산칼슘, 1.5중량% 내지 2중량%의 노화방지제, 3.8중량% 내지 4중량%의 티타늄디옥사이드(titanium dioxide, TiO₂), 프로세스 오일(process oil) 및 스테아린산(stearic acid), 그리고 2중량% 내지 10.2중량%의 착색제를 함유하고 있고,
상기 프로세스 오일과 상기 스테아린산을 합한 중량%는 1.5중량% 내지 2중량%인
방독면.
제1항에서,
상기 보호 두건은 상기 투시창, 상기 정화통 및 상기 배기 밸브와 바로 접해있는 방독면.
제2항에서,
상기 보호 두건의 접합부에 부착되어 있는 가스 유입 차단 테이프를 더 포함하는 방독면.
제3항에서,
상기 가스 유입 차단 테이프는 난연성 면원단에 부틸 고부가 코팅된 부틸 고무 테이프인 방독면.
제1항에서,
상기 투시창, 상기 정화통 및 상기 배기 밸브는 마스크 본체에 위치하고, 상기 보호 두건은 상기 마스크 본체와 접해 있는 방독면.
제5항에서,
상기 마스크 본체와 상기 보호 두건의 접합부에는 가스 유입 차단 테이프가 부착되어 있는 방독면.
제6항에서,
상기 가스 유입 차단 테이프는 난연성 면원단에 부틸 고부가 코팅된 부틸 고무 테이프인 방독면.
제6항에서,
상기 마스크 본체와 상기 보호 두건은 탈부착 가능한 구조를 갖는 방독면.