KR102237128B1

KR102237128B1 - 용접 보안면

Info

Publication number: KR102237128B1
Application number: KR1020200136539A
Authority: KR
Inventors: 곽명식
Original assignee: 곽명식
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2021-04-06

Abstract

이 발명은, 용접작업과 검사작업에 맞추어 작업자가 보안경과 확대경을 개별적으로 사용할 수 있도록 하며, 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 방습 코팅층을 형성하여 습기로 인해 시야가 가려지게 되는 것을 방지함과 동시에 방습 코팅층에 천연재료를 이용한 항균, 소취 기능을 부여하여 용접 작업자의 건강도 보호할 수 있도록 하는, 용접 보안면에 관한 것으로서,
이 발명의 구성은, 용접 불티로부터 작업자의 안면부를 보호하기 위한 금속재질의 마스크와, 상기 마스크의 상부에 설치되어 용접작업시 유해광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 보안경과, 상기 보안경의 하부에 설치되어 용접부위 상태를 확대하여 확인하기 위한 확대경과, 상기 보안경과 확대경의 사이의 경계선 양단에 설치되어 있는 힌지와, 단면이 ┌┐ 형태로 이루어지며 상기 힌지를 중심축으로서 회동가능하게 설치되는 확대경 커버와, 상기 확대경 커버의 양측선과 마스크의 사이에 설치되는 절첩부와, 상기 힌지에 설치되는 스톱퍼와, 상기 확대경 커버의 후방 측면에 돌출 형성되어 스톱퍼에 의해 회전이 차단됨으로써 확대경 커버가 일정각도 이상 개방되지 못하도록 하는 돌기부와, 작업자가 용접 보안면을 착용할 수 있도록 상기 마스크의 상부 후면에 설치되어 있는 착용부와, 상기 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 코팅되어 있는 방습 코팅층을 포함하여 이루어진다.

Description

용접 보안면{Protective mask for welding}

이 발명은 용접 보안면에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 용접작업과 검사작업에 맞추어 작업자가 보안경과 확대경을 개별적으로 사용할 수 있도록 하며, 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 방습 코팅층을 형성하여 습기로 인해 시야가 가려지게 되는 것을 방지함과 동시에 방습 코팅층에 천연재료를 이용한 항균, 소취 기능을 부여하여 용접 작업자의 건강도 보호할 수 있도록 하는, 용접 보안면에 관한 것이다.

용접이란 금속, 유리, 플라스틱 등을 열과 압력으로 접합 하는 기술로서, 아크용접, 가스용접, TIG 용접, MIG 용접 등이 있다.

일반적으로 작업자는 용접을 할때 발생되는 유해광선, 용접 불티, 흄가스(fume gas) 등으로부터 눈, 피부, 호흡기를 보호하기 위하여 용접 보안면을 착용하게 된다.

그리고, 용접작업이 완료되고 나면 용접상태를 검사하게 되는데, 폭발위험성이 높은 용기 등은 확대경을 이용하여 매우 정밀하게 용접상태를 검사하게 된다.

참고로, 용접마스크에 2/3 지점에 차광부재가 있으며 그 위에는 힌지장치(600)가 있어 복합 확대부재(500)를 이동가능하게 하는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2015-0081900호(공개일자 2015년 07월 15일)의 "확대부재가 형성된 용접 마스크"에서 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 공개번호 10-2015-0081900호에서 개시된 종래의 용접 보안면은 검사작업이 아닌 용접작업을 위하여 보안경을 사용할때도 항상 확대경과 겹쳐서 사용해야 함으로써 용접작업을 오래하게 되면 머리가 어지럽게 되는 문제점이 있다.

공개특허공보 공개번호 10-2015-0081900호

이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용접작업과 검사작업에 맞추어 작업자가 보안경과 확대경을 개별적으로 사용할 수 있도록 하는, 용접 보안면을 제공하는 데 있다.

이 발명의 다른 목적은, 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 방습 코팅층을 형성하여 습기로 인해 시야가 가려지게 되는 것을 방지 함과 동시에 방습 코팅층에 천연재료를 이용한 항균, 소취 기능을 부여하여 용접 작업자의 건강도 보호할 수 있도록 하는, 용접 보안면을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 용접 불티로부터 작업자의 안면부를 보호하기 위한 금속재질의 마스크와, 상기 마스크의 상부에 설치되어 용접작업시 유해광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 보안경과, 상기 보안경의 하부에 설치되어 용접부위 상태를 확대하여 확인하기 위한 확대경과, 상기 보안경과 확대경의 사이의 경계선 양단에 설치되어 있는 힌지와, 단면이 ┌┐ 형태로 이루어지며 상기 힌지를 중심축으로서 회동가능하게 설치되는 확대경 커버와, 상기 확대경 커버의 양측선과 마스크의 사이에 설치되는 절첩부와, 상기 힌지에 설치되는 스톱퍼와, 상기 확대경 커버의 후방 측면에 돌출 형성되어 스톱퍼에 의해 회전이 차단됨으로써 확대경 커버가 일정각도 이상 개방되지 못하도록 하는 돌기부와, 작업자가 용접 보안면을 착용할 수 있도록 상기 마스크의 상부 후면에 설치되어 있는 착용부와, 상기 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 코팅되어 있는 방습 코팅층을 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기 방습 코팅층은 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate), 산(acid), 물(HzO), 유기용매를 포함하며, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 천연 첨가제 15~18 중량부, 제올라이트를 포함하는 소취비드 3~5 중량부, 난연제 3 중량부를 포함하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기 천연 첨가제는, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 캐럽콩검 11~18 중량부, 폴리락트산 10~15 중량부, 부틸아크릴레이트 8~10 중량부, 상록수 껍질 추출물 5 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1~3 중량부를 포함하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기 제올라이트를 포함하는 소취비드는, D/I Water 65~70 중량%에 PVA 10~15 중량%, 알긴산나트륨 1~5 중량%를 첨가하고 교반하여 완전히 용해하는 단계; 용해된 상기의 용액에 제올라이트 10~15 중량%를 첨가하고 교반하여 용해하는 단계; 상기의 교반된 조성물을 300~500㎛의 크기로 분무 건조하는 단계; 상기의 분무 건조한 조성물을 20시간 동안 전기로에서 경화시키는 단계; 상기의 경화된 조성물을 증류수를 이용하여 세척하는 단계를 포함하여 제조하면 바람직하다.

이 발명은, 용접작업과 검사작업에 맞추어 작업자가 보안경과 확대경을 개별적으로 사용할 수 있도록 하며, 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 방습 코팅층을 형성하여 습기로 인해 시야가 가려지게 되는 것을 방지함과 동시에 방습 코팅층에 천연재료를 이용한 항균, 소취 기능을 부여하여 용접 작업자의 건강도 보호할 수 있도록 하는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 측면도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 정면도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 사시도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 확대경 개방상태를 보여주는 측면도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 확대경 폐쇄상태를 보여주는 측면도이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 이 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 균등물 내지 대체물들을 포함하는 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능하다.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 이 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정한다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 측면도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 정면도이고, 도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 사시도이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 확대경 개방상태를 보여주는 측면도이고, 도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 용접 보안면의 확대경 폐쇄상태를 보여주는 측면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 용접 보안면의 구성은, 용접 불티로부터 작업자의 안면부를 보호하기 위한 금속재질의 마스크(1)와, 상기 마스크(1)의 상부에 설치되어 용접작업시 유해광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 보안경(2)과, 상기 보안경(2)의 하부에 설치되어 용접부위 상태를 확대하여 확인하기 위한 확대경(3)과, 상기 보안경(2)과 확대경(3)의 사이의 경계선 양단에 설치되어 있는 힌지(4q, 4b)와, 단면이 ┌┐ 형태로 이루어지며 상기 힌지(4a, 4b)를 중심축으로서 회동가능하게 설치되는 확대경 커버(5)와, 상기 확대경 커버(5)의 양측선과 마스크(1)의 사이에 설치되는 절첩부(6a, 6b)와, 상기 힌지(4a, 4b)에 설치되는 스톱퍼(7)와, 상기 확대경 커버(5)의 후방 측면에 돌출 형성되어 스톱퍼(7)에 의해 회전이 차단됨으로써 확대경 커버(5)가 일정각도 이상 개방되지 못하도록 하는 돌기부(8)와, 작업자가 용접 보안면을 착용할 수 있도록 상기 마스크(1)의 상부 후면에 설치되어 있는 착용부(9)와, 상기 마스크(1)와 보안경(2)과 확대경(3)의 내측 표면에 코팅되어 있는 방습 코팅층을 포함하여 이루어진다.

상기 방습 코팅층은 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate), 산(acid), 물(HzO), 유기용매를 포함하며, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 천연 첨가제 15~18 중량부, 제올라이트를 포함하는 소취비드 3~5 중량부, 난연제 3 중량부를 포함하여 제조한다.

상기 천연 첨가제는, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 캐럽콩검 11~18 중량부, 폴리락트산 10~15 중량부, 부틸아크릴레이트 8~10 중량부, 상록수 껍질 추출물 5 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1~3 중량부를 포함한다.

상기 부틸아크릴레이트는 접착제로서 많이 사용되는데, 상기 천연 첨가제에 첨가함으로써 접착성을 증가시킬 수 있다. 특히, 부틸아크릴레이트와 천연 첨가제는 서로 상용성이 좋으며 가교 네트워크(cross-linking network)의 영향으로 고분자 사슬의 얽히면서 분자사슬의 움직임에 제한이 적어 바인더의 유연성을 극대화할 수 있다.

상기 상록수 껍질 추출물에 다량 함유되어 있는 키라야사포닌은 분자 내에 하이드록시기가 다수 존재하기 때문에 사포닌 중에서도 계면활성효과가 우수하다고 알려져있으며, 이러한 상록수 껍질 추출물을 첨가함으로써 천연 첨가제가 균일하게 혼합될 수 있도록 하며, 또한 항균효과를 나타내도록 한다.

상기 제올라이트를 포함하는 소취비드는, D/I Water 65~70 중량%에 PVA 10~15 중량%, 알긴산나트륨 1~5 중량%를 첨가하고 교반하여 완전히 용해하는 단계; 용해된 상기의 용액에 제올라이트 10~15 중량%를 첨가하고 교반하여 용해하는 단계; 상기의 교반된 조성물을 300~500㎛의 크기로 분무 건조하는 단계; 상기의 분무 건조한 조성물을 20시간 동안 전기로에서 경화시키는 단계; 상기의 경화된 조성물을 증류수를 이용하여 세척하는 단계를 포함하여 제조하고, 직경이 300~500㎛인 것을 사용한다.

상기 제올라이트는 분무 건조 이전의 교반 조성물을 기준으로 10~15 중량%를 첨가하는데, 10 중량% 미만일 경우에는 소취성이 미약하고, 15 중량%를 초과할 경우 PVA에 제올라이트가 과하게 흡착되어 소취성이 떨어질 수 있다.

상기 방습코팅층을 위한 조성물은 점도가 2000~4000cps가 될때까지 가열교반한다. 상기 방습코팅층을 위한 조성물의 점도가 4,000cps을 초과하게 되면 도포를 위한 분사시에 분사 배출구가 막히는 현상이 발생하여 공정에 적합하지 않게 되며, 점도가 2,000cps 미만이 되면 도포를 위한 분사시에 주변으로 튀는 현상이 발생하여 주변이 오염될 수 있다.

(실험예 1)

상기 천연 첨가제의 동적 유연성을 확인하기 위하여 표 1에서와 같이 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3을 준비한 후, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3에 대하여 천연 첨가제의 동적 유연성을 분석하였다. 상기 천연 첨가제의 동적 유연성 분석은 Perkin-Elmer사의 N535 dynamic mechanical analyzer(DMA)를 사용하였다. 너비 10㎜, 길이 30㎜, 두께 0.4~0.7㎜ 직사각형 필름으로 유압프레스를 사용하여 제작하였고, 승온 속도 10℃/min 온도범위 -100~180℃, 1Hz의 진동수로 동적 점탄성 분석을 한 후 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3
캐럽콩검	15	35	25	15
폴리락트산	10	×	10	10
부틸아크릴레이트	10	×	×	10
상록수 껍질 추출물	5	5	5	×
T _gobtained by tanδ(℃)	85.7	58.9	-44.2, 58.9	65.2

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 2의 경우 tanδ 피크가 두개로 제각각으로 나타났으며, 이는 천연 첨가제의 소재들간에 상용성이 적다는 것을 확인할 수 있고, 비교예 3의 경우 tanδ 피크가 하나의 피크로 나타났지만, 실시예 1과 폴리락트산과 부틸아크릴레이트를 첨가하지 않은 비교예 1의 사이값이기 때문에 부분적으로 상용성을 가진다고 판단할 수 있다. 실시예 1의 경우 tanδ 피크가 하나의 피크로 나타났고 그 값이 가장 높게 측정되었으며, 이는 천연 첨가제의 소재들간의 상용성이 증가한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 이 발명에 따라 상용성을 향상한 천연 첨가제를 방습코팅 조성물에 적용함으로써 내구성 및 유연성을 증가하여 방습코팅층의 균열을 방지하고 유지기간을 증가시킬 수 있다.

(실험예 2)

상기 천연 첨가제가 항균효과를 확인하기 위하여 표 2에서와 같이 실시예 1, 비교예 3를 준비한 후, 실시예 1, 비교예 3에 대하여 균 검출 시험을 수행하였다. 균 검출 시험은 무균 작업대에서 수행하였으며, 황색포도상구균용 건조필름 배지를 사용하였다.

먼저, 분쇄된 천연 첨가제 1g에 멸균수 9mL을 넣고 균질기를 이용하여 고르게 혼합한 10배 희석용액을 만든다. 멸균된 시험관에 시료 희석용액을 옮긴 후 황색포도상구균을 3.0×10²CFU/mL 농도가 되도록 접종하고 Voltex Mixer를 사용하여 혼합한다. 완성된 시료용액의 1mL를 건조필름 배지에 접종한 후 인큐베이터로 옮겨 35℃에서 48시간 동안 배양한다. 48시간 뒤 건조필름 배지에 형성되는 집락수를 판독하여 균수의 변화율을 계산한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	실시예1	비교예3
상록수 껍질 추출물	5	×
균 농도(CFU/mL)	1.7×10²	3.6×10²
균수의 변화율	-41%	+22%

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 상록수 껍질 추출물이 첨가되지 않은 비교예 3의 경우 접종한 균농도보다 증가하였지만, 실시예 1의 경우 균이 상당수 제거되어 항균효과를 나타냄을 확인할 수가 있다.

(실험예 3)

상기 제올라이트를 포함하는 소취비드가 악취를 제거할 수 있는지 확인하기 위하여 10cm×10cm×10cm 크기로 방습코팅된 마스크 조각에 소취비드의 유무에 따라 실시예 1, 비교예 4를 준비한 후, 소취효과측정 시험을 수행하였다.

아크릴판을 이용해 850mm×562mm×562mm 크기의 상자를 만들고 상자 안에 Stirrer/Hot을 넣은 후 상자의 한쪽 면에 5cm×8cm 크기의 구멍을 뚫고, 뚜껑을 만들어 소취실험장치를 제작하였다. 이때, 구멍을 제외한 상자의 모든 틈새를 파라필름으로 밀봉하였다.

바이알에 넣은 암모니아수 0.5ml를 Stirrer/Hot으로 가열해 기화시킨 후 암모니아수가 완전히 기화되어 골고루 확산되면(약 10분 소요) 뚜껑을 짧은 순간 아주 조금만 열어 상자 안에 바이알을 꺼내고 그 자리에 방습코팅된 마스크 조각을 놓고 상자를 다시 밀봉하였다. 10분, 30분, 60분이 지난 후 검지관으로 상자 속의 암모니아 농도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

	실시예1	비교예4
소취비드 유무	○	×
10분 경과 후 농도(ppm)	310	260
30분 경과 후 농도(ppm)	170	255
감소율(%)	45.1	1.91

표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 소취율이 45.1%로 월등히 우수한 것을 확인할 수 있다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 용접 보안면의 작용은 다음과 같다.

용접작업시에 작업자는 착용부(9)를 이용하여 용접 보안면을 착용한 뒤에 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 확대경 커버(5)를 내려서 마스크(1)에 접하도록 함으로써 확대경(3)을 폐쇄한 후, 보안경(2)을 통하여 용접부위를 확인하면서 용접작업을 진행하게 된다.

용접작업이 끝나면, 작업자는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 확대경 커버(5)를 들어올려서 확대경(3)이 노출되도록 한 뒤에, 확대경(2)을 통하여 용접상태를 확인하는 검사작업을 진행하게 된다.

이처럼 작업자가 확대경 커버(5)를 들어올려서 확대경(3)이 노출되도록 하는 경우에, 확대경 커버(5)의 후방 측면에 돌출 형성되어 있는 돌기부(8)가 스톱퍼(7)에 의해 회전이 차단됨으로써 확대경 커버(5)가 일정각도 이상 개방되지 못하도록 하며, 확대경 커버(5)와 힌지(4a, 4b)의 마찰력에 의해서 확대경 커버(5)는 개방된 상태를 유지하게 된다.

작업자가 확대경 커버(5)를 내리지 않아서 확대경(3)이 노출되어 있다 하더라도, 스톱퍼(7)와 돌기부(8)의 작용에 의해서 확대경 커버(5)가 일정 각도 이상 개방되지 않게 되어, 용접을 할때 발생되는 유해광선, 용접 불티가 확대경(3)으로 직접적으로 입사되지 못하도록 확대경 커버(5)에 의해서 차단되므로, 용접작업과 검사작업을 병행하면서 작업을 진행해야 하는 경우에 작업자는 확대경 커버(5)를 들어올렸다 내렸다 하는 불편함이 없이 확대경(3)을 계속 노출시킨채 작업을 할 수도 있다.

1 : 마스크 2 : 보안경
3 : 확대경 4a, 4b : 힌지
5 : 확대경 커버 6a, 6b : 절첩부
7 : 스톱퍼 8 : 돌기부
9 : 착용부

Claims

용접 불티로부터 작업자의 안면부를 보호하기 위한 금속재질의 마스크와,
상기 마스크의 상부에 설치되어 용접작업시 유해광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 보안경과,
상기 보안경의 하부에 설치되어 용접부위 상태를 확대하여 확인하기 위한 확대경과,
상기 보안경과 확대경의 사이의 경계선 양단에 설치되어 있는 힌지와,
단면이 ┌┐ 형태로 이루어지며 상기 힌지를 중심축으로서 회동가능하게 설치되는 확대경 커버와,
상기 확대경 커버의 양측선과 마스크의 사이에 설치되는 절첩부와,
상기 힌지에 설치되는 스톱퍼와,
상기 확대경 커버의 후방 측면에 돌출 형성되어 스톱퍼에 의해 회전이 차단됨으로써 확대경 커버가 일정각도 이상 개방되지 못하도록 하는 돌기부와,
작업자가 용접 보안면을 착용할 수 있도록 상기 마스크의 상부 후면에 설치되어 있는 착용부와,
상기 마스크와 보안경과 확대경의 내측 표면에 코팅되어 있는 방습 코팅층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 보안면.
제 1항에 있어서,
상기 방습 코팅층은 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate), 산(acid), 물(HzO), 유기용매를 포함하며, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 천연 첨가제 15~18 중량부, 제올라이트를 포함하는 소취비드 3~5 중량부, 난연제 3 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 보안면.
제 2항에 있어서,
상기 천연 첨가제는, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 캐럽콩검 11~18 중량부, 폴리락트산 10~15 중량부, 부틸아크릴레이트 8~10 중량부, 상록수 껍질 추출물 5 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 보안면.
삭제