KR20180066886A - 자외선 차단이 가능한 용접용 헬멧 및 고글 - Google Patents

Abstract

용접작업시 발생하는 용접 불꽃은 강한 자외선을 방출하므로 보안경을 착용하고 작업을 한다. 이때 착용하는 용접용 보안경은 짙은 색의 렌즈를 장착하게 되는데, 자외선을 차단하나, 투명도가 낮아 용접 불꽃이 발생 전에는 사물을 확인할 수 없어서 착용하지 않고 용접을 시도하는 경우가 많으므로 작업자의 시력 저하를 일으키고 정확한 용접 포인트를 확인하기도 어렵다. 짙은 색의 렌즈를 탈피하는 방안중 하나로는 렌즈 표면에 자외선 차단제를 코팅할 경우 약재와 렌즈의 굴절률 차이로 인해 백화 현상이 발생하여 투명도가 떨어지고, 렌즈 본체에 첨가하려면 유리는 500℃ 이상의 가공 온도에서 자외선 차단제가 열분해 되어 제 기능을 발휘하지 못하며, 플라스틱일 경우에는 유리보다 가공온도가 낮은 200 ∼ 300℃인 관계로 혼합하여 가공할 수는 있으나 고분자 렌즈의 조직이 자외선 차단제를 조직 바깥으로 밀어내어 플라스틱 렌즈의 표면까지 밀려나는 이행현상이 동반하게 되어(도 6) 자외선 차단제는 하얗게 막을 형성하여 도포한 경우와 같은 백화 현상이 발생하여 투명도를 저하 시킨다. 상기의 문제점들을 해결할 수 있는 방안으로는 자외선 차단제를 용매와 혼합한 용액을 유리 및 플라스틱병에 담아서 그 자체를 렌즈로 사용할 경우(도 1) 자외선 차단 효과를 볼 수 있어 용접용 고글, 야외용 보안경(썬글라스) 등의 고글 제품에 적용이 가능하다.

Description

자외선 차단이 가능한 용접용 헬멧 및 고글 { Ultraviolet-ray protection goggle }

본 발명은 자외선차단용 헬멧에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 산업용 용접작업용 헬멧(마스크), 레저용 보안경, 자동차 운전자 및 비행기 조종사의 헬멧 보안경으로도 사용되는 자외선차단 고글에 관한 것이다.

종래의 용접 헬멧에 부착된 고글은 용접시 발생하는 자외선과 강한 빛을 차단하기 위해 어둡게 선팅한 관계로 일반 가시광선을 차단하여 사용자의 시야를 가려서 어두운 곳은 물론이며 밝은 곳에서도 강한 용접 불빛이 발생하기 전에는 대상 사물을 식별하기 어려운 단점을 지닌다. 이런 불편함 때문에 용접 작업자는 용접헬멧을 착용하지 않고 용접작업을 실시하기도 하는데 안구의 이상현상을 발생시키고 시력도 저하 시키는 원인이 된다.

고글을 어둡고 진하게 선팅하여 자외선과 강한 빛을 차단하는 방법으로는 자외선 차단효과는 볼 수 있지만 가시광선도 차단하여 용접 작업시에 최초 착점을 정확히 겨냥하기 어려워서 사용을 기피하게 되고 고글을 벗은 육안으로 최초 착점을 확인한 후 감각으로 용접작업을 진행하기도 하여 용접의 정확성을 떨어뜨리는 결과를 초래하기에 용접용 고글을 착용한 상태에서 최초 착점을 확인할 수 있는 투명도를 지니면서 자외선 차단효과를 동시에 지니는 렌즈를 제조 할 수 있는 방법이 필요하다.

고글 렌즈의 투명도를 개선하기 위해 자외선 차단제를 렌즈 표면에 도포할 경우와 렌즈 내부에 혼합처방하여 사용하는 경우를 생각할 수도 있으나 기존의 일반적인 처방 방법으로는 다음과 같은 부작용으로 실제 제품에 적용하기 어렵다.

자외선 차단제를 렌즈 표면에 도포할 경우 고분자 렌즈와의 굴절률 차이가 발생하여 도포 막을 형성할 경우 뿌옇게 흐려지는 백화 현상이 발생하여 투명도를 저하시켜서 기존의 검은색을 띤 일반 보안경의 투명도와 차이가 없을 정도로 흐려진다. 자외선 차단제는 주로 벤조페논 계열의 약제를 비롯한 여러 종류의 약재가 있으나 500℃ 이상의 유리가공 온도에서는 열분해 되어 제 기능을 발휘하지 못하며, 플라스틱 렌즈일 경우에는 유리에 비하여 가공온도가 낮은 200 ∼ 300℃인 관계로 혼합하여 가공할 수는 있으나 충분한 자외선 차단효과를 얻기 위해 다량의 자외선 차단제를(30) 투입할 경우에는 고분자 렌즈의 조직이(35) 자외선 차단제를 조직 바깥으로 밀어내는 분리현상이 발생하여 플라스틱 렌즈의 표면까지 밀려나는 이행현상이 동반하게 되어(도 6) 자외선 차단제는 하얗게 막을 형성하여 도포한 경우와 같은 백화 현상이 발생하여 투명도를 저하 시킨다.

자외선 차단제를 렌즈 표면에 코팅하는 경우 처방하는 투명한 병이나 밀폐용기에 자외선차단제를 함유한 액체를 주입하고 마개로 밀봉하여 만든 렌즈를 부착한 고글은 자외선 차단효과를 도모하면서 적당한 투명성을 지닌다.

용접시 발생하는 자외선을 비롯한 강한 빛을 차단하는 성능을 지니면서도 투명한 고글을 부착한 헬멧은 가시광선의 투광이 높은 관계로 사용자의 시야 확보에 유리하여 산업용 용접헬멧을 비롯하여 야외 활동시 착용하는 보안경 및 운전자용 보안경, 조종사용 헬멧 등 자외선 차단이 필요한 고글 헬멧 들 모두에 대체 적용이 가능하다.

[도 1] 단일 렌즈 형태의 고글
[도 2] 쌍안경 렌즈 형태의 고글
[도 3] 병 모양의 렌즈
[도 4] 병 모양의 렌즈 뚜껑
[도 5] 병 모양의 렌즈 테두리 예시
[도 6] 플라스틱 렌즈에서 자외선 차단제의 이행 모습 예시

용접용 고글에 자외선이나 강한 빛을 차단하면서 작업자의 시야 확보도 가능한 기능을 부여하는 렌즈를 제조하는 방안으로는, 투명한 재질의 플라스틱이나 유리 재질로 만든 병 모양의 용기(도 1) 안에 자외선을 차단하는 약재와 파란색, 빨간색, 초록색 등 원하는 색상의 염료와 용매를 섞은 용액을 채우고 뚜껑을(도 4) 닫아 밀봉한다. (도 1) 이때 병의 두께가 너무 얇으면 자외선 차단효과가 저하되고 너무 두껍게되면 사용상 무겁고 외관상 좋지 않으므로 약재 함유한 병 모양의 렌즈의 최대 두께는 5cm 이하로 하는 것이 바람직하다. 투명한 병의 재질로는 유리 및 강화유리를 사용하거나 PET, PC, PMMA, 투명 ABS 등의 투명한 플라스틱 재료들이 보편화 되어 있으므로 택하여 사용한다.

자외선을 차단하는 약재의 종류는 다양한데 주로 벤조페논계열의 약재를 비롯한 여러 종류의 약재들이 피부 보호용 화장품 및 의류 및 장신구뿐만 아니라 산업용으로도 많이 사용되고 있고 효능도 검증되어 있다. 용매로는 물을 사용할 수도 있으나 겨울에 동파 되는 문제로 인해 물만 사용할 수는 없고 물과 글리세린(자동차 부동액의 원료)의 혼합물, 물과 알코올의 혼합물, 알코올 단독, 아세톤이나 MEK ( 메틸 에틸 케톤) 등의 용제들을 사용할 수 있는데 가급적 유독성이 적은 약재를 선별하는 것이 바람직하다. 용액의 적정 비율로는 자외선 차단 약재 10% 미만, 염료 1% 미만, 용매는 89∼90% 이상의 비율로 한다.

제조된 자외선차단 용액을 투명한 병에 담고 뚜껑을 닫아 형성된 렌즈를 탄성이 있는 재질로 만든 안경프레임(15) 에 끼워서 고글 형태를 만들고, 신축성이 있는 벨트(20)를 벨트 길이를 조절하는 연결부(25)에 연결하여 (도 1) 머리에 써서 사용할 수 있게 한다. 고글은 단일 렌즈를 적용한(도 1) 형태와 쌍안경 형태(도 2)로 만들수도 있다.

5 자외선차단제 용액을 담은 병 모양의 렌즈
10 병 모양의 렌즈 뚜껑
15 병 모양의 렌즈 테두리
20 신축성 벨트
25 벨트 길이 조절부
30 자외선 차단제 입자
35 플라스틱 렌즈 조직

Claims (1)

1. 용접용 및 레저 활동용 보안경에 있어 :
   투명한 병에 자외선 차단 약재 10% 미만 + 빨강, 파랑, 녹색 등 원하는 색상의 염료 1% 미만 + 용매 89∼90%를 혼합한 용액을 담고 뚜껑을 닫은 병을 보안경 렌즈로 사용(도 3)
   상기의 방법으로 제조된 보안경 렌즈의 부착과 탈착이 용이하도록 부드럽고 탄성이 있는 재질로 된 보안경 테두리(도 5)
   상기의 렌즈와 테두리를 결합하여 형성된 보안경을 연결하여 머리에 쓸 수 있도록 하는 신축성 벨트로 연결하여 형성된 용접용 및 레져 활동용 보안경 (도 1)
   

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