KR200222893Y1

KR200222893Y1 - 유해가스 방지용 마스크

Info

Publication number: KR200222893Y1
Application number: KR2019980016235U
Authority: KR
Inventors: 김홍식; 이재근; 윤경덕; 김태일
Original assignee: 이재근; 김태일
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2001-06-01
Also published as: KR20000005424U

Abstract

본 고안의 목적은 화재현장, 공해 발생장소, 농약방제시 또는 유해가스 발생 작업장 등에서 인명피해 방지를 위해 간편하게 사용할 수 있도록 한 이온교환 필터를 이용한 유해가스 방지용 마스크를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하게 되는 본 고안 가스마스크는 부직포형태의 양이온 교환필터층과 음이온 교환 필터층과 활성탄소 필터층을 적층시켜 내부 공간부를 가지고 코와 입 주변을 커버하게 되는 원뿔형상의 마스크를 형성하고, 상기 마스크의 양쪽 가장자리에는 마스크를 안면부에 밀착시켜 주기 위한 조절가능한 헤드밴드를 마련하고, 상기 원뿔형상 마스크의 전면 톱부에는 호흡배기의 원활화를 도모하기 위해 체크밸브를 설치하여 제작된다.

Description

유해가스 방지용 마스크

본 고안은 화재현장, 공해 발생장소, 농약방제시 또는 유해가스 발생 작업장 등에서 인명피해 방지를 위해 간편하게 사용할 수 있도록 한 이온교환 필터를 이용한 유해가스 방지용 마스크에 관한 것이다.

최근들어 화학, 자동차, 전자, 금속산업 등의 급격한 발달은 그 산업의 특성상 유해가스와 환경오염 폐기물을 대량으로 발생시켜 왔고, 이러한 유해가스가 발생되는 산업현장에서 작업하는 작업자의 인명을 보호하기 위해서는 유해가스를 필터링하기 위한 고성능 방독면이나 방독마스크가 필요하게 된다.

또한 농약살포시나 화재시에도 인체에 유해한 농약비산물이나 유해가스가 발생되는데, 이때 마스크를 이용하여 유해물질을 효과적으로 차단시켜준다면 인명손상을 최소화 시킬 수 있을 것이다.

흔히 가정에서 사용하고 있는 마스크는 단지 수겹의 면을 이용하여 물리적으로 일정크기 이상의 분진만을 필터링하는 기능을 가지는데도 불구하고, 유독가스 작업현장이나 매연 대량발생장소에서 근무하는 자가 이러한 면 마스크를 그대로 사용게 됨에 따라 결국 유해가스나 매연등에 그대로 노출된 것과 같은 상태가 되어 가스 중독사고가 빈번하게 발생되어 왔다.

본 고안의 목적은 화재현장, 공해 발생장소, 농약방제시 또는 유해가스 발생 작업장 등에서 환경오염가스를 효과적으로 차단시켜 인명피해를 방지할 수 있도록 한 사용이 간편한 이온교환 필터방식의 유해가스 방지용 마스크를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안 가스마스크의 필터구조를 설명하기 위해 일부위를 절개시켜 그의 단면을 표현한 가스마스크 일 실시예의 분해사시 구조도이다.

도 2는 본 고안 가스마스크의 사용상태 사시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 마스크본체 11 : 양이온교환수지

12 : 음이온교환수지 13 : 활성탄소층

14 : 내피 15 : 외피

16 : 체크밸브 17 : 헤드밴드

18 : 고정부재

상기 목적을 달성하게 되는 본 고안 가스마스크는 부직포 형태의 양이온 교환필터층과 음이온 교환 필터층과 활성탄소 필터층을 적층시켜 내부 공간부를 가지고 코와 입 주변을 커버하게 되는 원뿔형상의 마스크를 형성하고, 상기 마스크의 양쪽 가장자리에는 마스크를 안면부에 밀착시켜 주기 위한 조절가능한 헤드밴드를 마련하고, 상기 원뿔형상 마스크의 전면 톱부에는 호흡배기의 원활화를 도모하기 위해 체크밸브를 설치하여 제작된다.

널리 알려져 있는 바와 같이, 대기오염물질에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 먼지, 매연(smoke), 연무(mist), 안개, 훈연(fume), 검댕(soot), 분진(particle), 비산재(fly ash), 스모그(smog) 등이 있다.

상기 황산화물의 특징은 대표적으로 대기오염의 지표(0.05ppm)가 되는 이산화황(SO2 : 아황산가스)을 들 수 있으며, 비연소성, 무색의 자극성이 강한 기체로서 산성비의 원인이 되고 있다. 그 발생원인은 황을 함유한 광석이나 화석연료의 연소시에 발생되는데, 일예로 자동차, 각종 난방시설, 화력발전소 등에서 석탄이나 중유등의 연소시에 발생되고, 또한 황산제조, 표백, 펄프제조, 염료제조 등에서 광화학반응에 의해 발생된다. 이러한 이산화황 가스가 인치에 미치는 영향으로 호흡곤란, 기관지염, 천식, 폐기종, 시각장애, 빈혈, 뇌세포파괴 등을 들 수 있다.

상기 질소산화물의 특징은 대표적인 물질로 이산화 질소(NO2)를 들 수 있으며, 가스나 석탄의 연소시, 흡연시, 질산제조 및 금속표면 처리시에 발생된다. 이러한 질소산화물이 인체에 미치는 영향으로는 혈액중의 헤모글로빈과의 친화력에 의해 혈액에 의한 산소 운반능력을 감소시키고 눈과 코의 점막을 자극하여 만성기관지염. 폐암 등을 초래할 수 있다.

먼지는 직경이 1-100㎛ 크기의 입자로서 정전기에 의해서만 응집되는 물질이고, 매연은 직경이 0.01-1㎛ 크기의 검은색 탄소입자로서 공장주변지역의 대표적인 오염물질이고, 연무는 직경이 0.5-3㎛의 액체 입자로서 물이 주성분인 물질을 말한다.

또한 훈연은 1㎛이하의 수분이나 먼지로 구성된 입자상 물질로서 승화, 휘발, 연소 및 화학반응시 기체가 응축할 때 발생되고, 검댕은 타르에 젖은 탄소입자가 뭉쳐져서 직경 1㎛ 이상의 크기로 생성되는 물질로서 탄소화합물이 불완전 연소할 때 발생된다.

한편, 상기의 오염물질들과는 다르게 분류될수 있는 독성물질로서 농촌에서 사용하는 농약과 실험실 등에서 화학실험시 발생되는 각종 유해 화학가스를 들 수 있다.

농약 살포시는 농약성분이 에어졸 형태로 공기중에 잔류하여 호흡을 통해 인체에 흡입되게 되며, 특히 하우스와 같이 밀폐된 공간에서의 농약살포는 농약중독을 초래하기도 한다. 또한 학생들이나 연구원 들이 화학실험실에서의 화학실험시 미세한 유독가스의 누출에 의해 피해를 입기도 한다.

이와 같은 유해가스 등에 의한 인명피해를 방지하기 위해 본 고안은 화학적으로 처리된 이온교환수지를 필터재로 하여 도 1과 같은 형태의 가스마스크를 제작하였다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 양이온교환수지층(11)과 음이온교환수지층(12)을 포함하는 이온교환필터재를 이용하여 내측에 공간부가 마련되면서 코와 입 주변을 커버하게 되는 원뿔형상의 마스크본체(10)를 형성하고, 상기 마스크 본체(10)의 원뿔 끝 부분은 적절한 크기로 원이 형성되게 절단한 후 여기에 호흡 흡입시 외기의 직접유입을 방지하고 호흡 배기를 원활히 배출하기 위한 체크밸브(16)를 장착하고, 상기 체크밸브가 설치된 마스크본체(10)의 반대쪽 가장자리 양측에는 마스크를 안면에 밀착시켜주기 위해 조절가능한 헤드밴드(17)를 설치하고 있다.

상기 이온교환필터재는 양이온교환수지층(11)과 음이온교환수지층(12)외에 냄새제거나 유독가스의 물리적인 흡착기능을 추가하기 활성탄소층(13)을 추가할수 있으며 이들 필터층의 배열순서는 가스 필터링효과에 크게 영향하지 않는다. 또한 안면 피부와의 접촉성을 개선하고 바깥쪽 필터층을 보호하기 위해 내피(14)와 외피(15)를 형성할 수 있다.

고정부재(18)는 도 2에서 참고되는 바와 같이, 가스 마스크 본체의 착용위치를 나타내주며 얼굴의 코 부위에서 형성되는 굴곡부위에서 마스크 형상이 무너지는 것을 방지하기 위해 장착된다.

상기 이온교환필터의 제조과정을 보면 폴리머구조의 부직포에 방사능, 전자비임 또는 플라즈마를 조사하여 래디컬(radical)을 형성하고 이렇게 활성화 된 부직포에 모노머를 결합시키는 공중합을 실시하여 이온교환필터를 제조한다.

일예로, 폴리머 구조의 폴리에틸렌((CH₂-CH₂)n, 여기서 n은 반복계수이다)에 플라즈마 등을 조사하여 래디컬 구조를 형성한다.

-CH₂-^*CH-CH₂-^*CH-CH₂-^*CH- (^*: 래디컬)

이어서 활성화된 폴리에틸렌에 모노머로서 아크릴산( CH₂=CH )을 공중합

|

COOH

결합을 실시한다.

-CH₂-^*CH-CH₂-^*CH-

+

CH₂=CH

|

COOH

= (CH₂-CH)n(CH₂-CH )m

|

COOH

여기에서 n,m은 반복계수이다.

이와 같은 화학필터의 제조중 공중합 반응에 사용되는 모노머는 황산, 아크릴산, 수산화암모늄 등 여러 가지가 있으며, 이 모노머의 종류에 따라 강산 양이온 교환수지, 약산 양이온교환수지, 강염기 양이온교환수지, 약염기 음이온교환수지 등으로 제조될 수 있다.

화학적 필터수지가 강산 양이온교환수지 및 약산 양이온교환수지인 경우 암모니아(NH₃), 아민그룹, 황산화물(SOx), 질산화물(NOx), 중금속(구리,니켈,카드뮴,수은,납)등을 처리할 수 있다.

화학적 필터수지가 강염기 음이온교환수지 및 약염기 음이온교환수지인 경우 불산(HF), 염산(HCL), 황산(H₂SO₄), 질산(HNO₃), 크롬산(CrO₃)등을 처리할 수 있다.

필터의 에시적인 반응경로를 화학식으로 표시하면 다음과 같다.

R₁-H + NH₃→ R₁-NH₄R₁: 강산 양이온 교환수지

R₂+ HF → R₂-HF R₂: 약염기 음이온 교환수지

R₃-OH + HCl → R₃-Cl + H₂O R₃: 강염기 음이온 교환수지

한편 가스마스크에서 유독,유해물질에 대한 화학적 필터링을 위한 음이온 및 양이온교환 수지필터에 활성탄소 필터층을 추가로 마련하는 경우 냄새제거나 유독가스의 물리적인 흡착기능이 추가되어 기타 오염물질에 대한 가스마스크의 필터링특성 향상을 기대 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안 가스마스크는 공기중에 존재하는 가스형태나 에어졸 형태의 혼합물중에 포함된 유해가스, 예를 들면 SO₂,SO₃,HF,HCl, NO₂,NO₃,H₂SO₄,HNO₃,CrO₃,구리,니켈,카드늄,납,수은 등과 같은 유독성 가스 및 중금속물질을 화학적으로 필터링하게 되므로 유해가스나 유해 중금속물질이 발생하는 장소에서의 인명피해를 방지할수 있게 된다.

또한 본고안 가스마스크는 화재시에 발생되는 유해가스들과 농약살포시에 발생되는 에어졸형태의 농약성분에 대해서도 우수한 필터링특성을 가지게 된다.

Claims

화학적 이온교환필터재를 이용하여 내측에 공간부가 마련되면서 코와 입 주변을 커버하게 되는 원뿔형상의 마스크본체(10)를 형성하고, 상기 마스크 본체(10)의 원뿔 끝 부분에 호흡 흡입시 외기의 직접유입을 방지하고 호흡 배기를 원활히 배출하기 위한 체크밸브(16)장착하고, 상기 체크밸브가 설치된 마스크본체(10)의 반대쪽 가장자리 양측에는 마스크를 안면에 밀착시켜주기 위해 조절가능한 헤드밴드(17)를 설치하고, 상기 이온교환필터재는 폴리머 계열의 부직포에 플라즈마 등의 조사로 래디컬을 형성시킨후 모노머를 공중합 반응시켜 형성되는 양이온교환수지층(11)과 음이온교환수지층(12)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유해가스 방지용 마스크.
제1항에 있어서, 양이온교환수지층(11)과 음이온교환수지층(12)으로 구성되는 화학적 이온교환필터에 냄새, 먼지 등을 물리적으로 필터링하여 제거하기 위한 활성탄소 필터층이 추가된 것을 특징으로 하는 유해가스 방지용 마스크.