호흡 공기 필터(RESPIRATORY AIR FILTER)

공개특허 10-2004-0012771
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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
A62B 23/02
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2004-0012771
2004년02월11일
(21) 출원번호 10-2003-7013988
(22) 출원일자 2003년10월24일
번역문 제출일자 2003년10월24일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2002/001507 (87) 국제공개번호 WO 2002/85426
(86) 국제출원출원일자 2002년04월24일 (87) 국제공개일자 2002년10월31일
(30) 우선권주장 10120182.6
10152785.3
2001년04월24일
2001년10월29일
독일(DE)
독일(DE)
(71) 출원인 레르쉬, 울리히
파트리치우스 거리 15번지, 50259 풀하임
니콜라우스, 페트로
임 게베르베게비트 페쉬 3번지, 50767 쾰른
(72) 발명자 레르쉬, 울리히
파트리치우스 거리 15번지, 50259 풀하임
니콜라우스, 페트로
임 게베르베게비트 페쉬 3번지, 50767 쾰른
(74) 대리인 박경훈
이선우
심사청구 : 없음
(54) 호흡 공기 필터
요약
본 발명은 호흡 공기 필터에 관한 것이다. 반(half) 마스크와 필터 구성요소로 이루어진 필터 장치는 이미 알려져 있다
. 그러나 이런 종류의 필터 장치는 조립이 매우 번거롭다. 따라서 본 발명의 과제는 가능한 한 간단하게 조립할 수 있
고 또 저렴하게 생산할 수 있는 호흡 공기 필터를 제시하는 데 있다. 이 같은 과제는 공기 투과 커버(11)와, 커버(11)
내에 설치되어 있고 활성탄을 포함하고 있는 필터 레이어(12, 12')가 있는 호흡 공기 필터(10)를 통해 해결된다. 이 호
흡 공기 필터는 조립이 매우 간단하면서도 저렴한 재료로 만들 수 있다. 또 크기도 코와 입을 덮을 수 있을 정도면 되
기 때문에, 매우 컴팩트하면서도 조작이 용이하다. 가격이 저렴하고 크기도 작아서 휴대용 화장지나 껌처럼 언제 어
디서나 갖고 다니면서, 필요할 때 아무 때나 사용할 수 있다.
대표도
도 1
색인어
필터
공개특허 10-2004-0012771
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명세서
기술분야
본 발명은 호흡 공기 필터에 관한 것이다.
배경기술
종래의 기술 수준에서 반(half) 마스크와, 이 마스크와 연결되어 있는 필터 구성요소가 있는 필터 장치가 알려져 있다.
필요할 경우 이 해프 (H) 마스크를 코와 입에 대고, 필터 구성요소를 거쳐서 마스크 내로 유입되는 공기만 들이마실
수도 있다. 이런 종류의 필터 장치는 조립 방법이 비교적 번거롭고, 저렴하게 양산하는 데에는 적합하지 않다.
발명의 상세한 설명
이에 따라 본 발명의 과제는 가능한 한 간단하게 조립할 수 있고 또 저렴하게 생산할 수 있는 호흡 공기 필터를 마련
하는 데 있다.
이 같은 과제는
- 공기 투과 커버 및
- 적어도 이 커버 내에 설치되어 있고 활성탄을 포함하고 있는 필터 레이어가 있는 호흡 공기 필터를 통해 해결된다.
이런 호흡 공기 필터는 매우 간단하면서도 저렴한 재료로 만들어지기 때문에, 특히 대량 생산에 적합하다. 또 사람의
코와 입을 충분히 덮을 수 있을 정도의 크기만 되면 되기 때문에, 매우 컴팩트하면서도 다루기가 용이하다. 가격도 저
렴하고 크기도 작아서 누구나 갖고 다니는 휴대용 화장지나 껌처럼 어디든 소지하고 다닐 수 있으며, 이로써 언제든
사용할 수 있다. 예를 들어서 자동차 운전석 오른쪽의 서랍에 탑승자 수대로 넉넉하게 넣고 다니다가, 터널에 화재가
발생했을 경우 유독 가스를 들이마시는 것을 늦추는 데에도 아무 문제가 없다.
필터 레이어 내에 포함돼 있는 활성탄은 가스 필터로서 작용해, 들이마시는 공기 속에 포함되는 유해 가스를 적어도
일부는 없애게 된다.
본 발명의 기타 특징과 실시예는 하위 청구항에 기술되어 있다.
커버는 플리스[양모피, fleece)]로 설치할 수 있다. 물론 커버의 경우 펠트나 편물, 직물과 같은 다른 섬유를 사용해도
좋다. 그렇지만 이보다는 플리스를 사용하는 것이 훨씬 더 저렴하다.
이 경우 플리스는 폴리프로필렌 섬유로 만들 수 있다. 그런데 이런 폴리프로필렌 섬유는 매우 쉽게 계속 정전기가 발
생하기 때문에, 현 기술 수준에서 보통 다른 실시예에서는 포기하는 것이 일반적이다.
이 외에, 플리스가 현 기술 수준에서 블론 (blown) 프로세스라고도 불리는 용해 기포를 통해 생산될 수 있는 방적 플
리스일 수도 있다.
그밖에도, 커버의 표면 무게 - 표면 밀도라고도 불린다 - 를 30 ~ 40 g/㎡, 주로 35 g/㎡ 로 할 수도 있다.
커버에 정전기를 부하할 수도 있다. 커버에 정전기가 부하되기 때문에, 예를 들어 그을음 입자나 먼지, 연기, 안개 등
과 같은 입자들을 잘 제거할 수 있다. 이런 의미에서 커버는 입자 필터로서 작용한다.
이 외에, 적어도 하나의 필터 레이어를 플리스로 구성할 수 있다. 이 경우에도 다른 섬유를 사용할 수 있지만, 낮은 가
격 때문에 플리스가 가장 선호되고 있다.
이 경우 플리스로 된 각각의 필터 레이어의 표면 무게는 170 ~ 210 g/㎡, 주로 190 g/㎡ 로 할 수 있다.
그밖에 적어도 하나의 필터 레이어에는 아래로 나란히 연결되어 있는 활성탄 그레인(grain)이 있도록 할 수도 있다.
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이 경우 활성탄 그레인은 접착제를 통해 아래로 나란히 연결되어 있다. 이런 종류의 필터 레이어에는 표면 무게가 10
00 ~ 1300 g/㎡, 주로 1265 g/㎡ 인 활성탄과, 표면 무게가 불과 300 ~ 400 g/㎡, 주로 335 g/㎡ 인 접착제가 있어
서, 기존의 활성탄 필터 매트에서보다 활성탄 무게 비율이 약 79% 더 크다.
접착제는 주로 오픈 셀 구조의 폴리우레탄 거품일 수 있다. 그렇지만 다른 물질을 접착제로 이용할 수도 있다.
이 뿐만 아니라, 아래로 나란히 연결되어 있는 활성탄 그레인과 함께 각각의 필터 레이어의 표면 무게는 250 ~ 2700
g/㎡, 주로 1400 ~ 1800 g/㎡, 1500 ~ 1700 g/㎡, 1600 g/㎡ 이 될 수도 있다.
또 활성탄 무게 비율은 70 ~ 90%, 주로 75 ~ 85%, 80% 이고, 접착제 무게 비율은 10 ~ 30%, 주로 15 ~ 25%, 20%
이다.
이 외에, 적어도 하나의 필터 레이어에는 주형(matrix) 재료와, 이와 연결 되어 있는 활성탄 그레인이 있을 수도 있다.
이 경우 주형 재료는 주로 오픈 셀 구조 및/또는 그물 모양의 폴리우레탄 거품이다. 그러나 다른 물질을 주형 재료로
이용할 수도 있다.
활성탄 그레인을 접착제를 통해 주형 재료와 연결할 수도 있다. 접착제는 아크릴 접착제이다. 그렇지만 다른 물질을
접착제로 이용할 수도 있다. 이런 종류의 필터 레이어는 활성탄의 표면 무게가 1000 ~ 1300 g/㎡, 주로 1265 g/㎡
이고, 주형 재료와 접착제의 총 표면 무게가 불과 300 ~ 400 g/㎡, 주로 335 g/㎡ 이어서, 기존의 활성탄 필터 매트에
서보다 활성탄 무게 비율이 약 79% 더 크다.
이 뿐만 아니라 주형 재료와 연결되어 있는 활성탄 그레인과 함께 각 필터 레이어의 표면 무게는 250 ~ 2700 g/㎡,
주로 1400 ~ 1800 g/㎡, 1500 ~ 1700 g/㎡, 1600 g/㎡ 이 될 수도 있다.
또 활성탄의 무게 비율은 70 ~ 90%, 주로 75 ~ 85%, 80% 이고, 주형 재료와 접착제의 무게 비율은 총 10 ~ 30%,
주로 15 ~ 25%, 20% 일 수도 있다.
이 밖에 그레인은 알갱이 모양의 형성물 및/또는 크리스털이다. 입질물(粒質物)로도 불리는 이 알갱이 모양의 형성물
은 가루 입자로 된 비대칭 집합체이다.
이 외에도, 그레인의 크기는 0.01 ~ 1.0 mm, 주로 0.1 ~ 0.5 mm 이 될 수도 있다.
활성탄은 산소 및/또는 오존으로 부하된다. 이런 목적을 위해 원하는 호흡 공기 필터가 주로 가스 차단 포장이 되기
전에, 원하는 가스 양이 흡착될 때까지 활성탄을 해당 가스에 노출시킨다.
적어도 하나의 필터 레이어에는 일산화탄소를 필터링 하는 장치가 있을 수도 있다.
이 경우 이 장치는 일산화탄소가 이산화탄소로 산화되도록 작용한다. 이 장치에는 적어도 하나의 Hopcalit(Cu/Mn-O
xid)이 있다. 이 Hopcalit은 가령 60% 의 MnO 2 와 40% 의 CuO 또는 50% 의 MnO 2 와 30% 의 CuO, 15% 의 코
발트 산화물 및 5%의 Ag 2 O 로 구성될 수 있다.
그밖에, 적어도 2개의 필터 레이어가 아래로 나란하게 설치되어 있고, 2개의 인접한 각 필터 레이어 사이에 공기 투과
분리 장치가 있을 수도 있다. 필터링 능력은 필터 레이어의 수에 따라 함께 증가하기 때문에, 호흡하기 전에, 정화하
려는 호흡 공기가 가능한 한 많은 필터 레이어를 통과하도록 하는 것이 좋다. 그렇지만 필터 레이어 수가 지나치게 많
을 경우에는 스트리밍 저항이 발생할 수도 있다.
이 경우에 있어서, 각 분리 장치는 플리스로 이루어진다. 여기에서도 마찬가지로 다른 섬유를 사용할 수 있지만, 물론
플리스가 낮은 가격 때문에 가장 선호된다.
또 플리스는 폴리에스테르 섬유로도 만들 수 있다.
플리스가 구멍이 나 있는 스펀레이스된 (spunlaced) 플리스일 수도 있다. 즉 물줄기를 이용하여 역학적으로 경직된
구멍이 있다는 것이다. 이렇게 구멍이 있는 스펀레이스된 (spunlaced) 플리스 생산은 현 기술 수준에서 이미 잘 알려
져 있기 때문에, 여기에서는 더 이상 자세하게 언급하지 않기로 한다.
또, 각 분리 장치의 표면 무게가 35 ~ 65 g/㎡, 주로 50 g/㎡ 이 되도록 할 수도 있다.
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이 밖에, 커버가 이 가스 밀폐 포장 내에서 차단되도록 할 수도 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 가스 밀폐 포장된 제 1 실시예에서 호흡 공기 필터의 단면도;
도 2는 도 1의 호흡 공기 필터의 평면도;
도 3은 가스 밀폐 포장된 제 2 실시예에서 호흡 공기 필터의 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 호흡 공기 필터
11 : 커버
12, 12': 필터 레이어
13 : 분리 장치
14 : 포장 비닐
실시예
이하에서는 선호되는 실시예들을 동봉된 도면을 이용해 좀 더 자세하게 설명하도록 하겠다.
도 1에는 제 1 실시예에서 호흡 공기 필터(10)가 나타나 있다. 여기에는 공기 투과 커버(11)와, 필터 레이어 4개(12),
그리고 공기 투과 분리 장치 3개(13)가 설치되어 있다.
커버(11)는 폴리프로필렌 섬유로 용해 기포를 통해 생산되는 방적 플리스로 이루어져 있다. 플리스는 지속적으로 정
전기 부하되며, 표면 무게가 30 ~ 40 g/㎡, 주로 35 g/㎡ 이다.
각각의 필터 레이어(12)는 직각의 플리스로 이루어지는데, 이 플리스의 폭은 5 ~ 9cm, 주로 7cm, 길이는 9 ~ 13cm,
주로 11cm, 두께는 1 ~ 3mm, 주로 2mm 이고, 표면 무게는 170 ~ 210 g/㎡, 주로 190 g/㎡ 이다. 필터 레이어(12)
의 플리스는 한편으로는 입자 필터로서, 그리고 다른 한편으로는 활성탄 운반장치 역할을 한다. 이런 종류의 활성탄
필터 매트의 생산에 대해서는 현 기술 수준에서 이미 널리 알려져 있기 때문에, 여기에서는 더 자세히 언급하지 않도
록 하겠다.
각 분리장치(13)는 직각의 스펀레이스된 (spunlaced) 플리스로 이루어지는데, 이 플리스의 폭과 길이는 필터 레이어(
12)와 동일하며, 두께는 0.5 ~ 1.5mm, 주로 1.0mm, 그리고 표면 무게는 35 ~ 65g/㎡, 주로 50g/㎡이다. 이 플리스
는 폴리에스터 섬유로 만들어지며 구멍이 나 있다.
4개의 필터 레이어(12)와 3개의 분리 장치(13)는 아래로 나란히 설치되어 직육면체 꼴로 형성되어 있고, 이웃한 2개
의 필터 레이어(12) 사이에 하나의 분리장치(13)가 놓여 있다. 이 직육면체 모양은 포장 비닐(14) 내에 가스 밀폐되어
있는 커버(11)에 의해 에워싸여져 있다.
필요할 경우 이 포장 비닐을 찢고 호흡 공기 필터(10)를 꺼낸다. 그리고 도 2에 나타나 있는 것처럼 이 필터를 손에 놓
고 손가락 사이의 가로벽 쪽으로 가볍게 눌러서 오목하게 만든다. 그런 다음 호흡 공기 필터(10)를 이 오목한 쪽이 얼
굴에 오도록 살짝 누르면서 입과 코가 덮이도록 한다. 그런 다음 숨을 들이마시면 손가 락 사이로 공기가 호흡 공기
필터(10) 쪽으로 들어와서 이 필터를 거친 후 입 및/또는 코로 들어간다.
도 3에는 호흡 공기 필터(10)의 제 2 실시예가 나타나 있다. 이 제 2 실시예는, 커버(11) 내에 4개의 필터 레이어(12)
와 3개의 분리장치(13) 쪽에 단순히 하나의 필터 레이어(12')만 있다는 점에서, 그리고 이 필터 레이어(12')는 제 1 실
시예에서는 폴리우레탄 거품을 통해 아래로 나란히 연결되어 있는 활성탄 그레인으로 구성된다는 점에서, 도 1의 제
1 실시예와 차이가 있다.
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제 2 실시예에서 이 필터 레이어(12')는 다공질의 폴리우레탄 같은 주형 재료와, 아크릴 접착제를 통해 주형 재료와
연결되어 있는 활성탄 그레인으로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 호흡 공기 필터(10)는 가격이 저렴하고, 컴팩트하며, 간단하게 이용할 수 있다. 따라서 휴대용 화장지
처럼 갖고 다니면서 언제 어디서나 사용할 수 있고, 예를 들어 자동차 운전선 오른쪽의 서랍에 넣고 다니거나, 아니면
호텔 침실 옆 테이블에 놓아두고 아무 때나 사용할 수 있다.
산업상 이용 가능성
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것
이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으
로 이해되어져야 한다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
- 공기 투과 커버(11) 및
- 적어도 이 커버(11) 내에 설치되어 있고 활성탄을 포함하고 있는 필터 레이어(12, 12')가 있는
호흡 공기 필터(10).
청구항 2.
제 1항에 있어서, 커버(11)가 플리스로 되어 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 3.
제 2항에 있어서, 플리스가 폴리프로필렌 섬유로 만들어진 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 4.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 플리스가 방적 플리스인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 5.
제 4항에 있어서, 플리스가 용해 기포를 통해 만들어지는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 6.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 커버(11)의 표면 무게가 30 ~ 40 g/㎡, 주로 35 g/㎡ 인 것을 특징
으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 7.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 커버(11)가 정전기 부하되는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 8.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 필터 레이어(12)가 플리스로 되어 있는 것을 특징으
로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 9.
제 8항에 있어서, 플리스로 된 각각의 필터 레이어(12)의 표면 무게가 170 ~ 210 g/㎡, 주로 190 g/㎡ 인 것을 특징
으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 10.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 필터 레이어(12')에 아래로 나란히 연결되어 있는 활
성탄 그레인이 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 11.
제 10항에 있어서, 활성탄 그레인이 접착제를 통해 아래로 나란히 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
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청구항 12.
제 11항에 있어서, 접착제가 폴리우레탄 거품인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 13.
제 10항 내지 제 12항 가운데 어느 한 항에 있어서, 각각의 필터 레이어 (12')가 아래로 나란히 연결되어 있는 활청탄
그레인과 함께 표면 무게가 250 ~ 2700 g/㎡, 주로 1400 ~ 1800 g/㎡, 1500 ~ 1700 g/㎡, 1600 g/㎡ 인 것을 특징
으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 14.
제 10항 내지 제 13항 가운데 어느 한 항에 있어서, 활성탄 무게 비율이 70 ~ 90%, 주로 75 ~ 85%, 80% 이고, 접착
제 무게 비율이 10 ~ 30%, 주로 15 ~ 25%, 20% 인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 15.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 적어도 한 필터 레이어 (12')에 주형 재료 및 이와 연결된 활성탄 그
레인이 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 16.
제 15항에 있어서, 주형 재료가 폴리우레탄 거품인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 17.
제 15항 또는 제 16항에 있어서, 활성탄 그레인가 접착제를 통해 주형 재료와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 호
흡 공기 필터.
청구항 18.
제 17항에 있어서, 접착제가 아크릴 접착제인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 19.
제 15항 내지 18항 가운데 어느 한 항에 있어서, 각각의 필터 레이어(12')가 주형 재료와 연결되어 있는 활성탄 그레
인과 함께 표면 무게가 250 ~ 2700 g/㎡, 주로 1400 ~ 1800 g/㎡, 1500 ~ 1700 g/㎡, 1600 g/㎡ 인 것을 특징으로
하는 호흡 공기 필터.
청구항 20.
제 15항 내지 제 19항 가운데 어느 한 항에 있어서, 활성탄 무게 비율이 70 ~ 90%, 주로 75 ~ 85%, 80% 이며, 주형
재료와 접착제 무게 비율이 10 ~ 30%, 주로 15 ~ 25%, 20% 인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 21.
제 10항 내지 제 20항 가운데 어느 한 항에 있어서, 그레인이 알갱이 모양의 형성물 및/또는 크리스털인 것을 특징으
로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 22.
제 10항 내지 제 21항 가운데 어느 한 항에 있어서, 그레인의 크기가 0.01 ~ 1.0mm, 주로 0.1 ~ 0.5mm 인 것을 특
징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 23.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 활성탄이 산소 및/또는 오존으로 부하되는 것을 특징으로 하는 호흡
공기 필터.
청구항 24.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 필터 레이어(12, 12')에 일산화탄소 필터링 장치가
설치되어 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 25.
제 24항에 있어서, 장치가 일산화탄소가 이산화탄소로 산화되도록 작용하는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 26.
제 25항에 있어서, 장치에 적어도 하나의 Hopcalit(Cu/Mn-Oxid) 이 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
공개특허 10-2004-0012771
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청구항 27.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 필터 레이어 (12, 12')가 아래로 나란하게 설치되어
있고, 2개의 인접한 각 필터 레이어(12, 12') 사이에 공기 투과 분리 장치(13)가 있는 것을 특징으로 하는 호흡 공기
필터.
청구항 28.
제 27항에 있어서, 각 분리 장치(13)가 플리스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 29.
제 28항에 있어서, 플리스가 폴리에스테르 섬유로 만들어진 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 30.
제 28항 또는 제 29항에 있어서, 플리스가 구멍이 나 있는 spunlace 플리스인 것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 31.
제 28항 내지 제 30항 가운데 어느 한 항에 있어서, 각 분리 장치(13)의 표면 무게가 35 ~ 65 g/㎡, 주로 50 g/㎡ 인
것을 특징으로 하는 호흡 공기 필터.
청구항 32.
상기 언급한 청구항 가운데 어느 한 항에 있어서, 커버(11)가 가스 밀폐 포장(14) 내에서 차단되어 있는 것을 특징으
로 하는 호흡 공기 필터.
도면
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도면2
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