미세 먼지 차단 마스크의 원리

마스크 대란 가운데 마스크를 못 구하신분들은 재봉틀로 만들기도하고 손 바느질로 만들면서도 과연 효과가 있는지 궁금해 하는 가운데 이런 기사가 떴습니다.

 

"서울시보건환경연구원은 마스크 성능 평가 결과 수제 면 마스크도 정전기 필터를 장착하면 KF80 보건용 마스크만큼 비말(침) 입자 차단 효과가 있는 것으로 나타났다고 오늘(28일) 밝혔습니다." (2020년 2월 28일 KBS뉴스 인용)

 

KF 의미

 KF(Korea Filter)는보건용 마스크는 KF문자 뒤에 숫자를 표시하여 해당 제품의 입자차단 성능을 나타냅니다.

'KF80’은 평균 0.6㎛ 크기의 미세입자를 80%이상 걸러낼 수 있으며 ‘KF94’, ‘KF99’는 평균 0.4㎛ 크기의 입자를 94%, 99% 이상 각각 걸러낼 수 있습니다. (식약처 홈페이지 인용 : https://www.mfds.go.kr/brd/m_99/view.do?seq=41005)

 

KF99 이면 잘 차단할 수 있지만 숨쉬기가 불편하기 때문에 일상생활에서는 KF80 정도이면 무난하다고 합니다.

 

마스크 필터의 구조

 

보통 섬유는 씨실과 날실로 바둑판 형태로 짜여 있어서 중간 중간 틈이 있는데 미세먼지 마스크의 필터는 잘 달라붙는 부직포 성질의 섬유를 무작위로 얽어 몇겹을 부착해서 만들어 미세 먼지 입자가 마스크 속으로 들어 갈 수 없게 만든 다고 합니다.


일회용마스크는 보통 일반 부직포 두겹 사이에 필터를 넣은 구조로 만들어 집니다.

 

인터넷 쇼핑을 검색하니 마스크 필터로 판매하는 많은 부직포들은 미세먼지 필터라기 보다 일회용 마스크의 겉면인 것으로 보이니 kf라는 표현이 명기되어있는 것을 살펴보시는 것이 좋겠습니다.

 

정전기 필터

 

무작위로 얽어 만들어서 미세입자가 들어가기 힘들게 촘촘히 만들수록 미세먼지가 통과하지 않게 됩니다. 그럴수록 숨이 막힐 정도로 갑갑하기 때문에 정전기의 도움을 받습니다.

 

2020/01/14 - [과학이야기/생활에서] - 정전기 방지 팔찌

 

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지난번에는 정전기가 불편해서 방지하는 방법의 글을 올린 적이 있습니다. 오히려 이번에는 정전기의 도움을 받는 필터입니다.

 

미세먼지가 통과할 수 있을 정도로 만든 후 2만 볼트가 훨씬 넘는 전압에서 전류를 흘려 부직포 섬유에 정전기를 만들고 유지하게 합니다.

 

보통의 먼지를 생각해 보겠습니다. 작은 원자들이 양과 음의 전기로 되어 있어도 전체적으로 같은 양이라 우리는 전기를 느끼지 않습니다.

중성먼지

양의 전하로 된 부직포 실부근으로 다가간 먼지를 보면 원자들이 움직이지는 못하지만 원자의 음의 전하들이 오른쪽에 오도록 배치가 됩니다.

정전기 부근의 미세먼지

 

먼지 전체는 중성처럼 보이지만 왼쪽은 양의 성질이고 오른쪽은 음전하처럼 보이게 되면서 부직포쪽으로 끌려가서 붙게 됩니다.

 

미세 먼지중 몸에 해로운 중금속은 대부분 음의 성질을 가지고 있으므로 또 쉽게 부직포 천으로 끌려가 필터 천 가닥에 붙게 됩니다.

 

실제 틈이 좀 있는 섬유조직이면 숨쉬는 데 용이하고 숨쉴때 따라 들어올 수 있는 미세먼지 입자들은 정전기 처리된 필터를 통과하면서 섬유에 붙게 되는 점을 이용해서 필터를 제작한다고 합니다.

 

지난번 정전기 방지에서 살펴본 것처럼 정전기는 물을 통해 쉽게 빠져나가기 때문데 정전기처리된 필터는 빨거나 수분이 많이 차게되면 효과가 줄게 됩니다. 호흡을 통해 기능을 상실하는 정도는 실험을 통해 8시간가량이라고 합니다.

 

정전기 필터 마스크 만들기

 

패턴과 손바느질로 만드는 방법은 참고하세요.

2020/02/29 - [소소한정보] - 정전기 필터 마스크 만들기(패턴포함)

 

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