KR101488973B1 - 연기 제거 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수분 흡수 시트, 입자 및 먼지를 걸러내는 예비 필터, 발수 기능이 구현된 주 필터, 활성탄소 시트가 적층된 구조의 다층 콤팩트형 연기 제거 필터에 관한 것이다.
상기 본 발명의 복강경 수술용 연기 제거 필터에 의해, 인체에 유해한 기체 제거를 통한 환자 및 의료시술자의 건강 보호 및 발생되는 연기로 인한 수술 시야 저하 방지 등의 기능을 부여할 수 있다.

Description

연기 제거 필터{The filter for removing surgical smoke}
본 발명은 연기제거 필터에 관한 것으로, 상세하게는 수술 시 발생하는 연기(Surgiical Smoke)를 제거할 수 있는 복합 필터에 관한 것이다.
연기 제거 필터는 여러 층의 기능성 기재가 적층된 구조이며, 수술시 발생하는 연기를 제거하기 위한 필터로 대표적인 제품으로는 미국 PALL사에서 생산되는 LSF1이 있으며, 기능성 기재는 크게 예비 필터(Pre-Filter), 본 필터(Main Filter), 활성 탄소 필터(Activated Carbon Filter)의 3층 구조로 구성되어 있다. 각 기능성 기재 별 역할은 첫 번째, 예비 필터에서는 세포, 바이러스 및 큰 입자들을 제거하고, 두 번째 주 필터는 예비 필터에서 제거되지 못한 바이러스 및 미세입자를 제거한다. 세 번째 활성 탄소 필터에서는 유해가스 및 악취를 흡착한 뒤 깨끗한 공기를 밖으로 내보낸다.
하지만 기존 제품으로는 주 필터의 경우, 수술 시 외부 기온과 인체 내의 온도 차로 인한 수분이 필연적으로 발생하는데, 수분이 가스 흡입 튜브 내면에 맺히게 되어 필터 내로 침투하면 필터의 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 발생한다.
미국 특허공개 US20030200738
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은,
첫 번째, 주 필터의 효율을 최대 99.999% (0.12㎛ DOP 기준) 필터를 적용하여 미세입자 제거 효율을 향상(제품 사양에 따라 다름)시키며,
두 번째, 주 필터 자체에 발수기능을 부여하여 수분으로 인한 필터 성능저하를 방지하며,
세 번째, 필터 내 SAP(Super Absorbent Polymer) 재료를 적용하여 수분 차단 성능을 극대화시키며,
네 번째, 기존 활성탄소입자를 적용한 제품보다 흡착 용량 및 흡착 효율이 우수한 금속화합물 첨착 활성탄소섬유를 적용하여 0.1㎛ 이하의 바이러스 입자까지 제거할 수 있는 항바이러스 처리된, 99.99%의 바이러스 차단율을 구현하는 다층 복합 적층 구조의 콤팩트형 연기 제거 필터를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 필터는, 수분 흡수 시트, 입자 및 먼지를 걸러내는 예비 필터, 발수 기능이 구현된 주 필터, 활성탄소 시트가 적층된 구조의 다층 콤팩트형 연기 제거 필터이다.
상기 본 발명의 복강경 수술용 연기 제거 필터에 의해, 인체에 유해한 기체 제거를 통한 환자 및 의료시술자의 건강 보호 및 발생되는 연기로 인한 수술 시야 저하 방지 등의 기능을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 필터를 도시한 개략도이다.
본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 필터는 중심부에 수분흡수 시트(1)가 내장되어 있다. 수분흡수 시트에는 수분흡수 중합체(SAP :Super Absorbent Polymer) 성분이 함유된다. 수분 흡수 중합체로는 폴리아크릴산, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 옥시드 등의 수용성 고분자를 가교시킨 것을 사용할 수 있다. 수분흡수 시트는 수분흡수 중합체 분말, 펄프, 열가소성 수지 등으로 구성되어 있으며, 20~200gsm, 두께가 1~3mm인 공기 적층(Air Laid) 방식으로 제조된 부직포를 사용한다.
주 필터(3)의 내외에 예비 필터(2.2')가 적층되는데 예비 필터는 열가소성 수지로 구성된 스태이플 섬유(Staple fiber) 또는 필라멘트로 구성되며, 중량은 10~200gsm, 두께는 0.1~2.5mm, 공극 크기는 20~300㎛인 부직포이다. 이 부직포는 스펀본드 공법 또는 니들 펀칭 방식에 의해 제조된 부직포를 사용할 수 있다. 안 쪽 예비 필터(2)는 주 필터(3)의 발수 기능을 증진하기 위해 발수 필름을 사용할 수도 있다.
주 필터(3)는 최대 99.999%의 여과효율과 발수 기능이 구현된 것을 사용한다. 주 필터(3)는 유리섬유, 열가소성 섬유 및 수지 등으로 구성되고, 발수 처리를 통해 수분 차단 성능을 구현하며, 중량은 10~100gsm, 두께는 0.1~2.0mm인 습식법(Wet laid) 또는 멜트블로운(meltblown) 제조방식으로 제조된 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 또는 ULPA(Ultra-Low Penetration Air) 필터를 사용하는 것이 바람직하다.
바깥 쪽 예비필터(2')의 외부로 활성 탄소 시트(4)가 적층되는데, 활성 탄소 섬유로 형성된 부직포에 금속화합물이 첨착된 형태로 구성되며, 중량은 10~200g/㎡, 두께가 0.3~2.5mm, 표면적이 100~2,000g/㎡인 첨착 활성 탄소섬유 시트를 사용한다.
활성 탄소 시트(4)의 바깥 족으로 내피(5)와 외피(6)가 적층되며, 내피와 외피는 각각 열가소성 수지로 구성된 스태이플 섬유(Staple fiber) 또는 필라멘트로 구성되며, 중량은 10~300gsm, 두께는 0.1~3mm, 공극 크기는 20~400㎛인 부직포이다. 이 부직포는 스펀본드 공법 또는 니들 펀칭 방식에 의해 제조된 부직포를 사용할 수 있다.
본 발명의 필터는 상기에서 설명된 각 층을 열 융착, 고주파 본딩 또는 초음파 본딩을 통해 적층하는 방법으로 제조되며, 초음파 본딩은 주파수 10~25㎑, 용접 시간 0.1~5초, weld force 300~2000N의 조건에서 이루어진다.
실시예에 의해 본 발명의 대표적인 예를 설명한다.
실시예 1
가운데에 수분흡수 고분자를 포함하는 수분흡수시트(1)를 놓고, 그 바깥쪽으로 열가소성 수지의 스태이플 섬유를 니들 펀칭하여 제조한 예비 필터(2)를 적층하고, 다시 그 바깥쪽으로 발수처리된 HPEA급 여과재(3)를 적층한 다음, 다시 그 바깥쪽으로 열가소성 수지의 스태이플 섬유나 필라멘트를 스펀본드 공법으로 제조한 부직포로 이루어진 예비 필터(2')를 적층하고, 다시 그 바깥쪽으로 활성 탄소 시트(4) 및 열가소성 수지의 스태이플 섬유나 필라멘트를 스펀본드 공법으로 제조한 부직포로 이루어진 내피(5) 및 외피(6)를 순서대로 적층하여, 총 13층의 재료를 열융착 또는 주파수 10~25㎑, 용접 시간 0.1~5초, weld force 300~2000N의 조건에서 초음파 본딩하여 필터를 제조하였다. 이 필터의 성능을 측정한 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실시예 2
주 필터를 발수처리된 HPEA급 여과재 대신 발수처리된 ULPA급 여과재를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 필터를 제조하였다. 이 필터의 성능을 측정한 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
구분 실시예 1 실시예 2
필터 적층 수 13겹 13겹
접착공정 열융착, 초음파 열융착, 초음파
접착 작업성 결과 양호 양호
TVOCs 측정 (제거효율) 96.10% 99.00%
필터 효율 99.97% 99.999%
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 필터는 복강경 수술용 연기 제거 필터로 사용할 수 있으며, 99.9% 이상의 우수한 필터 효율을 나타낸다.
1 : 수분 흡수 시트
2, 2' : 예비 필터
3 : 주 필터
4 : 활성 탄소 시트
5 : 내피
6 : 외피

Claims (10)

  1. 수분 흡수 시트(1), 그 양쪽으로 입자 및 먼지를 걸러내는 내측 예비 필터(2), 그 양쪽으로 발수 기능이 구현된 주 필터(3), 그 바깥쪽으로 활성 탄소 시트(4)가 적층되는 구조이고,
    상기 주 필터(3)와 활성 탄소 시트(4) 사이에 외측 예비필터(2')가 더 적층되는 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 활성 탄소 시트(4)의 외부에 순서대로 적층되는 내피(5) 및 외피(6)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 수분흡수 시트(1)는 수분흡수 고분자 분말, 펄프, 및 열가소성 수지를 포함하고, 20~200gsm, 두께가 1~3mm인 공기 적층 방식으로 제조된 부직포인 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 예비필터(2,2')는 열가소성 수지로 구성된 스태이플 섬유 또는 필라멘트로 구성되며, 중량은 10~200gsm, 두께는 0.1~2.5mm, 공극 크기는 20~300㎛인 부직포인 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주 필터(3)는 유리섬유, 열가소성 섬유 및 수지를 포함하고, 발수처리된 것으로, 중량은 10~100gsm, 두께는 0.1~2.0mm인 HEPA 또는 ULPA 필터인 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 활성 탄소 시트(4)는 활성 탄소 섬유 부직포에 금속화합물이 첨착된 형태로 구성되며, 중량은 10~200g/㎡, 두께가 0.3~2.5mm, 표면적이 100~2,000g/㎡인 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 내피(5) 및 외피(6)는 열가소성 수지로 이루어진 스태이플 섬유 또는 필라멘트로 구성되며, 중량은 10~300gsm, 두께는0.1~3mm, 공극 크기 20~400㎛인 부직포로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연기 제거 필터.
  9. 제 1항, 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 각 층을 열 융착, 고주파 본딩 또는 초음파 본딩을 통해 적층하는 것을 특징으로 하는 연기제거 필터의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 초음파 본딩은 Frequency 10~25㎑, 용접 시간 0.1~5초, weld force 300~2000N의 조건에서 행해지는 것을 특징으로 하는 연기제거 필터의 제조방법.
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