공기투과 장벽재, 이를 이용한 포장 및 장벽재의 장벽성능 향상방법

공기투과 장벽재, 이를 이용한 포장 및 장벽재의 장벽성능 향상방법

제1도는 습기있는 장벽재료내 세공크기의 대표적인 분산을 도시한 도면.

제2도는 본 발명 방법을 수행하기 위한 장치의 실시예를 도식적으로 도시한 도면.

제3도는 낮은, 중간의, 그리고 높은 관성처리를 위한 처리 정도의 공기투과에 대한 관계의 이상적인 그래프를 도시한 도면.

제4도는 낮은, 중간의, 그리고 높은 관성처리를 위한 처리정도 대 최대 세공크기의 이상적인 그래프를 도시한 도면.

제5a,5b 및 5c도 각각 낮은, 중간의, 그리고 높은 관성 각각으로 세공조절제로 처리되어진 장벽재의 한 세공을 도시한 도면.

제6도는 실시예에서 세공조절제로 사용되는 점토 및 백악(halk)의 입자크기 분산을 도시한 도면.

제7도 내지 12도는 하기에서 상세히 설명되는 예의 결과를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 처리챔버 2 : 재료샘플

3 : 흐름조절장치 4 : 분무기

5 : 공기공급라인 6 : 장벽재(barrier material)

7 : 운반 세공 8 : 세공조절제

9 : 챔버 10 : 좁아진 부분

본 발명은 장벽재(일반적으로 장벽 웨브(얇은판)로 만들어진다)에 관한 것이며, 그와 같은 장벽재료 생산하는 방법에 관한 것이다.

공기 투과도를 유지하면서 공중의 미생물 또는 먼지입자들이 통과하지 못하도록 하는 물질에는 여러가지 용도가 있다.

예를 들어 의료적, 외과적인 도구들은 부분적으로 다공성 재료(예를 들어 종이, 중합성 웨브 또는 부직포재료)로부터 제조된 개별 패키지내에 폐쇄된 살균 상태로 일반적으로 공급된다. 이와같은 다공성 재료는 에틸렌 옥사이드와 같은 가스 또는 수증기에 의해 의료도구의 살균울 허용하도록(포장된 뒤에)가스 또는 수증기가 통과하도록 하는 필요가 있는 것이다. 공기의 투과도는 포장처리를 용이하게 하고 포장된 도구 주위에서 공기체적을 줄이기 위해 살균중에 진공상태로 하는데에 중요하다, 그러나 이같은 공기 투과도에서도 불구하고 상기 다공성 재료는 포장된 도구가 살균된 채로 남아 있도록 미생물의 통과에 대한 효과적인 장벽으로 작용하여야만 한다.

의료 분야에서 사용되는 공기 투과성 장벽재료의 다른 예로는 휘장, 포장치, 청결한 실내 클로딩(clothing) 및 안면 마스크가 있다. 장벽 제품의 또 다른 예는 의약, 의료, 전자 및 에너지 산업에서의 청결한 환경을 제공하도록 사용되는 필터 수단이다.

상기에서 설명하는 바와같은 효과적인 장벽재료는 생산하기는 어렵고 또한 비싸다. 더우기 현재 구입될 수 있는 미생물 장벽재료는 미생물을 막는 이들의 능력이 매우 다양하다. 예를들어 살균의 의료 및 외관도구용 포장재로서 현재 사용되는 한 페이퍼는 6×10 ^-10 dm ³ min ^-1 cm ^-2 의 속도로 흐르는 대균성 포자의 확산이 있는 때 약 20%의 투과가 있게 되며, 또 다른 상업적으로 구입가능한 한 페이퍼는 유사한 조건에서 약 0.001%의 침투가 있게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 미생물 또는 공중먼지입자의 통과를 막는데 매우 효과적이고 비교적 쉽고 싸게 생산될 수 있는 장벽재료를 제공하는 것이다.

본 발명의 첫번째 한 특징에 따라, 일련의 크기를 갖는 작은 공기구멍(세공)이 있는 다공성 물질을 포함하는 공기 투과성 장벽재료가 제공되며, 크기가 큰 세공내에서 세공조절제가 선택적으로 사용되고, 상기 크기가 큰 세공들이 총 세공수에 대비하여서는 작은 비율을 차지하며, 상기 세공 조절제가 이들 크기가 큰 세공들을 통한 공중입자의 통과를 제한하도록 세공내에 넓은 표면적 영역을 제공하도록 한다. 세공조절제의 사용은 그같은 사용이 세공 크기를 크게 줄이지 않고도 실시될 수 있으며 다공성 물질의 공기투과도가 아무런 조절제도 사용하지 않는 보다 작은 세공에 의해 제공되기 때문에 다공성 물질의 투과도에는 거의 영향을 주지 않는다.

세공조절제는 적어도 하나의 균일한 입자크기를 갖는다(하기에서 설명된다).

"세공(pore)"이란 낱말은 물질의 한 면(major face)으로부터 반대면으로 연장된 통로 또는 간극을 말하는 것이다.

본 발명의 장벽재에서 대표적인 공중입자는 미생물이다.

본 발명의 두번째 특징에 따라 일정한 범위의 세공크기를 갖는 공기 투과가능 재료의 장벽 수행력을 증가시키는 방법이 제공되며, 이같은 방법이 장벽재를 사이에 두고 압력차를 발생시키며 세공조절제가 큰 크기의 세공내에서 선택적으로 사용되어(크기가 큰 세공은 총세공수의 작은 비율을 차지한다) 이들 세공내에서 큰 표면적을 제공하도록 하여 이들 세공을 통한 공중입자의 통과를 제한하도록 장벽재의 입력이 높은측을 세공조절제의 서스펜션, 분산 또는 에어로졸로 처리한다. 세공조절제는 적어도 하나의 균일한 입자크기 범위를 갖는 것이 바람직하다.

여기서 사용되는 '세공크기(pore size)'라는 말은 그 통상의 의미를 갖는 것으로서, 가령 일정 세공에 대해 세공 길이 전체에서 최소의 단면크기를 갖는 것을 말하는 것이며, 세공크기는 통상적인 종래의 방법으로 결정된다.

본 발명의 장벽재는 예를들어 웨트 레이(wet lay) 기술에 의해 셀룰로즈 섬유의 분산으로부터 페이퍼 제조중에 획득되는 바와같은 일정범위의 세공크기를 갖는 구조의 재료이다. 이같은 재료의 경우에, 그 속에 규정된 바와같은 세공이 로그 정규 분포(正規分布)에 의해 설명되는 각기 다른 크기를 가지며 세공 총 숫자중 작은 부분은 나머지 부분과 비교하여 매우 큰 크기를 갖는다(제1도 도면에 잘 도시되어 있다). 이들 크기가 큰 세공들(운반세공(transport pores))은 이들 세공들이 주로 공중의 미생물 또는 입자들의 통과를 허용하기 때문에 장벽성능을 결정함에 있어 중요하다. 본 발명의 장벽재에서, 크기가 큰 세공은 세공내에 넓은 표면적 영역을 제공하여 공중의 미생물과 입자의 통과를 막을 수 있는 이들 크기가 큰 세공들의 능력을 크게 향상시키도록 세공내에 세공조절제를 사용하여 변경된다. 그러나 작은 크기의 세공에는 세공조절제가 거의 존재하지 않거나 전혀 존재하지 않는다. 이와같은 재료는 공기가 통과 가능한 채로 유 되도록 한다. 큰 세공내에서 세공조절제를 선택적으로 사용해도 그와 같은 재료가 육안으로는 영향을 받지 않게 된다.

본 발명의 장벽재에서, 세공조절제는 처리되지 않는 재료의 최대 세공크기 보다 훨씬 작은 크기를 하며, 이 같은 최대 세공크기는 세공조절제로 처리한 후에도 거의 변경되지 않은 상태로 남아 있게 되고(처리되지 않은 재료와 비교하여)줄어든다 하더라도 장벽재가 제거하려하는 미생물 또는 입자의 크기보다 크게 될 것이다. 따라서 장벽재의 효과는 세공을 막거나 그 크기를 줄임으로써 미생물(또는 입자)를 단순히 거르는데 있지 아니하고, 세공내에 세공조절제가 제공하는 표면적을 증가시킴으로부터 획득된다.

본 발명에서 사용되는 세공조절제는 많은 기준들을 바람직하게 만족시킨다. 특히 이들은 크기가 가장 큰 세공을 목표로 할 수 있어야 한다. 이같은 요구는 균일한 크기의 세공조절제를 사용함으로써 만족될 수 있다(균일한 크기란 세공조절제 90%가 세배의 입자크기 범위내에 즉 큰 입자의 크기가 작은 입자의 세배범위내에 있게 되는 때를 의미한다). 이와같은 크기가 균일하도록 함으로써(균일한 정도는 처리되는 재료에 따라 선택될 수 있다) 큰 세공을 막을 수 있는 큰 입자의 조절제가 많지 않도록 한다. 세공조절제의 평균 크기는 처리되는 재료의 최대 세공크기 1/3보다 작은(바람직하게는 1/5보다 작은)것이 바람직하다. 그러나 특별한 적용을 위해 필요하다면 둘 또는 그 이상의 상이한 조절제로서 균일한 크기의 조절제를 사용하는 것도 가능하다.

장벽재에서 사용되는 세공조절제의 양은 장벽재 본래의 무게와 비교할 때 하찮은 것이나(예를들어 ≤ 1% w/w; 가벼운 재료의 경우에는 예를들어 10%까지인)그럼에도 작은 양의 조절제에 의한 큰 세공의 조절은 장벽 수행에 개선을 제공한다.

세공조절제는 50마이크론 이하 크기를 갖는 입자(액체 또는 고체)이며, 바람직하게는 6마이크론 이하크기이다. 사용된 실제 입자크기는 생산될 장벽재의 종류에 따라 달라질 것이다. 따라서 필터(filter medium)로 사용되는 장벽재의 경우에는 세공조절제가 1∼2 마이크론의 크기범위인 것이 바람직하며, 반면 살균도구의 포장을 위해 사용되어질 장벽재의 경우에는 다른 크기의 세공조절제가 사용될 수 있다.

세공조절제는 예를들어 점토, 백악 또는 유리등과 같은 무기 물질 재료, 알킬 켄텐(alkylketene) 이량체와 같은 유기물질, 그리고 셀룰로즈와 같은 생물학적 물질 등 광범위한 무생물적인 물질로부터 선택된다. 둘 또는 그 이상의 이와같은 물질들을 혼합하여 사용되기도 한다.

본 발명의 장벽재를 생산하는 적합한 방법은 다공성 재료의 한면(장벽 특성이 향상되어질면)을 세공조절제(또는 세공조절제가 유도되어지는 전조(前兆)물로 처리하고, 세공조절제(또는 그 전조물)가 장벽재로 들어가도록 하며 세공크기 범위 중 크기가 가장 큰 장벽재의 세공에서 선택적으로 사용되도록 하는 것이다. 세공조절제는 세공조절제가 불연속 상(相)인 서스펜션 또는 확산(바람직하게는 공중에서) 형태인 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 입자 세공조절제가 작은 물방울 크기인 0.5∼10μ인 에어로졸 형태로 사용된다. 세공조절제는 세공조절제가 가해지는 장벽재의 측면에서 증가된 압력으로 또는 세공조절제가 가해지는 상기 장벽재 측면 맞은편 측면에서 감소된 압력의 형태로 장벽재를 가로질러 압력차를 발생시킴으로서 장벽재내로 � �과하도록 되어진다. 이같은 방법은 처리되는 장벽재의 세공을 통한 서스펜션, 분산 또는 에어로졸의 흐름이 γ ⁴ (γ는 세공 반경)에 비례한다는 사실에 기초한 것이다. 결과적으로 작은 단면을 갖는 것들보다는 큰 단면을 갖는 세공을 통하여 훨씬 큰 흐름이 있게 되며, 이같은 흐름에서의 차이는 모든 세공조절제가 보다 큰 세공을 향하도록 하고 그와같은 큰 세공내에서 사용되도록 한다. 이와같은 방법은 장벽재를 가로질러 압력차가 적용되는, 계속해서 이동하는 웨브상에서 실시될 수 있다.

세공조절처리의 관성조건은 처리과정에서 중요한 인수이다. 하기에서 보다 자세히 설명되는 바와같이, 높은 관성의 사용은 세공조절제가 세공내로의 흐름패턴을 뒤따를 수 없기 때문에 처리되어질 장벽재료의 표면상에 남아 있도록 하는 결과를 낳는다. 장벽재에서 얻어지는 실제특성은 하기에서 다시 상세히 설명되겠지만 세공조절제에 영향을 미치는 관성조건에 달려있는 것이기는 하나, 낮은 관성조건에서 본 발명의 목적이 달성된다.

장벽재가 그 장벽의 수행성능을 향상시키기 위해 처리되는 시간은 장벽재를 가로지르는 압력차, 서스펜션, 분산 또는 에어로졸에서의 세공조절제의 농도 및 요구되는 장벽성능 향상의 정도와 같은 인수들에 달려 있다. 그러나 일반적으로 장벽 성능의 실질적인 개선은 비교적 짧은 처리시간으로 그리고 단지 작은 양의 세공조절제를 상용하여 획득된다.

세공조절제는 에어로졸로서 사용되는 것이 가장 바람직하다. 이같은 에어로졸은 고체 세공조절제의 공기 분산에 의해 또는 세공조절제의 액체 서스펜션 에어로졸화에 의해 발생될 수 있다. 선택적으로 세공조절제가 유도되어지는 액체 또는 고체로부터 발생된 에어로졸은 사용함이 가능하다. 표면활성제는 에어로졸의 형성을 보조하도록 사용될 수도 있다.

경우에 따라서는 세공내에 세공조절제의 보유를 향상시키기 위해 접착제가 세공조절제와 협력하여 사용되기도 한다. 이같은 접착제(예를 들어, 라텍스)는 서스펜션, 분사 또는 에어로졸내에 일원으로 되어지며, 장벽재가 이들 서스펜션, 분사 또는 에어로졸로 처리된다. 선택에 따라서는 장벽재가 세공조절제로 처리된 후 접착작용이 물리적 또는 화학적 처리에 의해 개시되는 접착제를 장벽재가 이미 소유하고 있을 수도 있다. 접착제는 열료 활성화되는 것일 수 있다.

매우 다양한 공기 투과재가 다양한 최종용도를 위해 본 발명의 방법에 의해 처리될 수 있다. 이들 공기 투과재는 웨트레이(wetlaying) 기술에 의해 제조될 수 있으나 필요불가결한 것은 아니다. 바람직하게 공기투과 기능 재료로는 예를들어 종이, 직물, 메트 보드 또는 필름(예를들어 스펀결합 필름(spun-bonded film))등의 짜거나 짜지 않는 재료인 것이다. 이들 장벽재들은 셀룰로즈 섬유, 합성섬유, 유리섬유, 광물섬유 및 세라믹 섬유로부터 선택된 섬유로 이루어진다. 섬유혼합물이 사용될 수도 있다.

특정 예로서 다양한 비중을 갖는 다공성 웨브재료(예를들어 셀룰로즈 페이퍼 중하베 웨브 및 다른 짜지 않은 재료)가 의료 또는 외과 도구용 포장재로 사용하기 위해 처리될 수 있다.

짜기 않은 물질은 의료용 휘장, 포장재, 청결한 룸 클로딩으로 사용하도록 처리될 수 있다. 또한 HEPA필터, 심부필터(depthfiter) 및 다른 필터수단이 적절한 재료의 처리에 의해 만들어질 수 있다.

따라서 본 발명의 방법은 필요한 세공크기와 관련하여 다공성 성분 및 특성을 참작하여 주문 생산된 재료나 기존 습득가능한 재료로부터 효과적인 장벽재를 만들도록 사용될 수 있다.

본 발명은 첨부도면을 참조하여 하기에서 상세히 설명될 것이다.

제1도는 무작위로 방향이 정해진 섬유로 된 수분이 과하여진 세공크기의 대표적인 로그정규분포의 형태로 도시한 것이다. 본 발명을 실시하는 한 방법은 도면에서 도시된 AA 절단선의 오른쪽 세공크기를 갖는 모든 세공의 조절을 발생시킨다. AA 선의 정확한 위치는 처리시간, 재료를 통한 흐름속도 그리고 에어로졸내 세공조절제의 농도와 같은 인수에 달려있다. 정해진 처리조건에서 처리시간이 증가하면 AA선은 도시된 그래프에서 왼쪽으로 더욱 이동하게 된다.

제2도에서 도시된 장치는 처리되어질 재료샘플(2)가 도시된 바와같이 지지되는 처리챔버(1)을 포함한다. 흐름조절장치(3)은 재료(2)를 가로질러 압력차를 만들도록 하며 공기공급라인(5)과 연결된 핫슨(Hudson)분무기(4)는 타 측면에 제공된다. 이같은 장치를 사용하는 때 제공조절제의 에어로졸은 분무기(4)에서 발생되며 가해진 진공의 덕택으로 재료를 통하여 흡입된다. 상기에서 설명된 바와같이 세공조절제는 장벽재료 물질의 큰 세공내에 선택적을 놓이게 되며 따라서 재료의 장벽특성을 향상시킨다.

세공조절제의 관성조건은 처리되는 재료의 특성에 트게 영향을 미친다. 제3도는 높은관성(곡선 A), 중간관성(곡선 B), 및 낮은관성(곡선 C)에서의 주어진 재료의 공기투과와 처리정도간의 관계에 대한 이상적인 그래프(실제 결과를 기초로 한다)이다. 제4도는 높은관성(곡선 D), 중간관성(곡선 E), 그리고 낮은관성(곡선 F-곡선 D)와 일치하는 것으로 도시됨)에서의 최대 세공크기와 처리 정도간의 관계에 대한 이상적인 그래프(실제결과를 기초로 한다)이다.

세공조절제의 관성조건은 입자의 질량과 흐릅속도에 비례하며 처리되는 재료의 구멍크기에는 반비례한다. 즉, 높은 관성은 세공저절제 입자의 질량이 크고, 그 흐름속도는 빠르며, 처리되는 재료의 세공이 작은 때이다.

본 발명의 실시예는 낮은 처리정도를 사용하며, 따라서 작은 양의 조절제만이 사용된다. 낮은 관성처리에서는 최대 구멍크기가 줄어들지 않고(처리가 점차 증가하는 곡선 F) 공기투과의 감소(곡선 C)가 있게 된다. 중간 관성에서 최대 세공크기(곡선 B)의 감소가 있게 되며, 낮은 관성처리에서 보다 큰 공기투과(곡선 E)의 감소가 있게 된다. 높은 관성에서는 공기 투과에 어떤 감소도 없으며(곡선 A) 세공 크기도 감소되지 않는다(곡선 D). 이는 사용된 조절제의 작은 양 때문이다. 많은 양을 사용하면(특히 높은 관성에서) 세공조절제가 상측표면으로 산분(散粉) 또는 코팅을 형성시키도록 스며들게 되며, 세공크기와 공기투과가 떨어지게 된다. 이는 구멍크기가 산분에 의해 좌우되는 세공개구의 크기에 의해 결정되기 때문이다. 즉, 세공은 그 표면에서 막힌다.

제5a, 5b 및 5c도는 세공조절제 각각에 대해 낮고, 중간이며 높은 관성을 사용하여, 처리되는 재료에 세공조절제가 침착되어지는 것을 도시한 것이다. 이들 도면 각각에서, 재료가 참고번호(6)으로 표시되며, 그 속의 운반세공은 (7)로 그리고 입자의 세공조절제는 (8)로 표시된다. 전형적으로 세공(7)은 하나 또는 둘 이상의 챔버(9)와 하나 또는 둘 이상의 "좁아진 부분"(10)을 포함하며, 그중 가장 작은 것이 세공크기를 결정하는 세공의 최소 단면인 것이다.

제5a도의 낮은 관성의 경우에, 세공조절제(8)(화살표 X방향으로 재료(6)을 향하여 이동한다)은 흐름 스트림을 뒤따르며 세공(7)의 챔버로 들어가고, 여기서 브라운이언(Brownian)의 운동포획(motion capture)에 의해 도시된 바와같이 붙잡혀진다. 결과적으로 모든 세공조절제는 챔버(9)내에 위치하며 표면적의 증가를 제공한다. 좁아진 부분(10)에는 세공조절제가 위치하지 않기 때문에 재료의 측정된 세공크기를 감소되지 않는다. 그러나 챔버(9)내에 세공조절자가 있기 때문에 처리된 재료의 공기투과도는 다소 감소하게 될 것이다.

중간 관성으로 처리하는 경우에(제5b도에서 도시된 바와같이) 세공조절제의 운동량이 챔버(9)내에 브라운이언의 운동 포획을 위해 너무 크다. 입자는 좁아진 부분(10)에서 그리고 좁아진 부분의 주위에서 게공의 벽에 충돌하므로서 흐름 스트림을 벗어난다. 좁아진 부분(10)에서의 퇴적은 측정된 세공크기를 줄이며 세공조절제가 세공의 최소다면 크기를 줄이기 때문에 낮은 관성처리를 위한 것보다 큰 공기투과의 감소가 있게 된다.

높은 관성처리의 경우, 세공조절제는 세공(7)내로의 흐름 스트림을 뒤따를 수 없으며 재료의 표면에 충돌하여 그 위에서 산분을 형성시키도록 한다. 상당한 양의 표면위에 산분을 발생시키기에는 조절제의 양이 너무 작으므로(세공크기를 줄이기 위해 세공입구를 충분히 막기에는) 세공크기는 줄어들지 않으며 공기 투과도는 줄어들지 않는다. 그러나 높은 관성의 경우에도 처리의 정도가 높으면 재료의 상측표면에 조절제층이 발생되도록 하며 결국 세공크기개구가 줄어들게 되고 따라서 공기투과도 줄어들게 된다.

제5a도 및 5b도에 도시된 바와같은 조절, 변경된 세공을 갖는 재료만이 세공내에 넓은 표면적의 영역이 있기 때문에 개선된 장벽수행성능을 갖는다. 따라서 결국 표면을 막게하는 높은 관성처리는 피하여져야 할 것이다.

장벽 수행성능에서의 개선은 세공내 증가된 표면적(세공조절제에 의해 제공되는 바의)으로부터 주로 발생되며 이는 몇배의 효과를 갖는다. 우선 첫째로, 세공으로 들어가는 어떠한 미생물 또는 입자도 세공을 통한 공기흐름 통로를 따라간다. 그러나 확산 및 충돌힘에 의해 미생물이 그와같은 흐름으로부터 이탈하도록 하여 침착된 세공조절제에 의해 포획되어 장벽재료를 통과하지 못하도록 한다. 둘째로 세공조절제의 존재는 이에 의해 줄어든 세공을 통한 공기흐름에 대한 장애를 제공한다. 결과적으로 세공으로 들어가는 입자의 가능성은 줄어든다.

다음의 예는 본 발명을 설명하기 위해 제공된다. 모든 예는 다음의 조건하에서 작용되며 제2도에 도시된 장치를 사용하여 수행된다.

낮은 공기투과(약 100벤트센(Bendtsen)의 60g/m ² 종이가 물속의 점토 서스펜션의 분무기(4)내에서 발생된 에어로졸로 처리되며, 서스펜션은 다음의 성분을 갖는다.

에 대하여 점토는 제6도에 도시된 균일한 입자크기 분산을 갖는다.

이같은 방법으로 재료(같은 웨브로부터 만들어진)중 각기 다른 샘플을 사용하여 재료를 가로지르는 여러개의 다른 흐름속도 각각에서 처리시간을 변경시키기 위해 수행되며 각기 다른 처리정도를 제공하도록 한다. 그 결과가 제7도 및 8도에 도시되며 이들은 각각 최대 세공크기 대 처리정도와 공기투과도(Bendtsen)대 처리정도의 그래프이다. 제7도는 중간흐름속도(7.8X10 ^-2 및 3.5×10 ^-1 dm ³ min ^-1 cm ^-2 )에 대한 최대 세공크기의 감소를 도시하며 낮고(1.7×10 ^-2 dm ³ min ^-1 cm ^-2 ) 높은 흐름속도(7×10 ^-1 dm ³ min ^-1 cm ^-2 )에서는 최대 구멍크기는 일정하게 유지된다. 높은 관성의 경우 상기 결과의 분산은 균일한 표면 코팅을 위한 조절제가 불충분하여 제멋대로 세공크기가 변동하였기 때문에 일어난다. 제8도는 낮고 중간인 흐름속도에서의 공기투과감소와 속도(제3도 및 4도의)에서의 일정한 공기투과를 도시한다.

[실시예 2]

본 실시예는 높은 공기투과(약 6500벤트센)의 상이한 60g/cm ² 종이를 사용하는 것을 제외하고는 대체로 제1실시예의 반복이다. 상기 실시의 결과(그리고 사용된 흐름속도)는 제9도 및 제10도에 도시된다. 반복해서 할 수 있듯이 공기투과 및 최대 세공크기의 변이는 이들 그래프에서 분명하다.

[실시예 3]

중간 공기투과(약 350벤트센)의 세번째 60g/cm ² 종이의 샘플이 장벽재료 물질을 가로질러 1.7×10 ^-2 dm ³ min ^-1 cm ^-2 의 속도로 처리시간을 변경시키므로서 상이한 처리정도(따라서 상이한 공기투과도)를 제공하면서 세공조절제로서 점토를 포함하는 에어로졸로 각각 처리되었다. 또한 이 새로운 장벽재료의 샘플은 7.8×10 ^-2 dm ³ min ^-1 cm -2의 흐름속도로도(다양한 시간에 대하여) 처리되었다.

따라서 이같이 처리되어 획득된 샘플은 각각 동일한 조건하에서 6.5×10 ^-3 dm ³ min ^-1 cm ^-2 흐름속도의 공중미생물로 공격을 받았으며, 웨브를 통한 그와같은 미생물의 침투 퍼센트(침투정도)가 결정되었다. 결과가 제11도에 도시되어 있으며 이는 침투퍼센트 대 공기투과(벤트센)(모두 대수로 도면에 기입된다)의 그래프이다. 제11도에서 "X"로 표시된 점들은 7.8×10 ^-2 dm ³ min ^-1 cm ^-2 (곡선 G)의 흐름속도 세공조절제로 처리된 샘플이며, "0"로 표시된 점들은 1.7×10 ^-2 dm ³ min ^-1 cm ^-2 (곡선 H)로 처리된 샘플들이다.

이들 두 곡선에 대한 설명은 운반 세공내 세공조절제의 침착에 의해 형성된 넓은 표면적이 있는가에 달려 있다. 낮은 관성(곡선 H)의 조건하에서 침투퍼센트는 공기투과가 다소 감소함과 함께 급격하게 떨어지는 것으로 보인다. 이는 세공 크기를 줄이지 않고 세공캠버내에 높은 표면적 영역을 형성시키므로서 장벽특성을 증가시키는 것과 일치한다. 반면 중간 관성의 조건(곡선 G)하에서는 침투퍼센트가 낮은 관성조건과 비교하여 공기투과가 크게 감소한 경우에 급격히 떨어짐을 알 수 있다. 이는 세공이 좁아진 부분에서 높은 표면적을 갖는 영역의 형성에 의해 장벽 특성이 향상됨과 일치한다. 이같은 조건하에서 증가된 장벽 특성에 더하여 높은 표면적 영역은 세공크기를 감소하게 하며, 이같인 세공크기가 감소함에 따라 감소된 공기투과를 제공한다. 중간관성의 조건하에서 세공크기의 변화는 최대 세공크기에서의 감소로부터 기인함이 분명한 것이다(제11도에서의 박스내 최대 세공크기의 값을 참조).

[실시예 4]

낮은 공기 투과(약 100벤트센)의 네 번째 60g/cm ² 종이가 물내백악 서스펜션의 분무기(4)에서 발생된 에어로졸로 처리되며, 이때의 서스펜션은 다음의 성분을 갖는다.

에 대하여 백악가루는 제6도에서 도시된 균일한 입자크기 분산을 갖는다.

이같은 방법은 각기 다른 샘플(같은 종이웨브로부터 만든다)을 사용하여 각기 다른 처리 정도(dm ³ 로 표시된)를 제공하도록 다양한 처리시간에 대하여 반복된다. 다음에 다양하게 처리된 샘플(처리되지 않은 샘플과 함께)은 동일한 조건하에서 공중의 미생물로 개별적으로 공격을 받게 되며, 상기 웨브를 통과하는 이같은 미생물의 침투퍼센트가 결정된다. 그 결과는 제12도에서 도표로 도시되며, 미생물의 침투퍼센트(대수 스케일로)가 처리정도에 대하여 도식된다.

처리되지 않은 샘플에 대하여 0.4%의 침투퍼센트가 1dm ² 이하의 처리정도에 대해 약 0.0002%의 크기로 크게 떨어진다(확실히 0.4이하로).

[실시예 5 및 6]

본 실시예는 실시예 1과 대체로 유사하며, 유사한 에어로졸 성분을 사용한다. 실시예 5는 중간 공기 투과(약 450벤트젠)의 60g/cm ² 이를 사용한다. 실시예 6은 중간공기 투과(약 500벤트젠)의 45g/cm ² 종이를 사용하였다. 두 종이 모두는 4%의 미생물 침투 크기를 가졌으나 개선되었다. 제12도는 각기 다른 처리정도에 의해 어떻게 이들이 감소되는 지를 보여준다. 보다 무거운 종이(실시예 5)의 침투성은 단지 약 0.1dm ³ /78.5cm ² 의 처리에 의해 0.0004로 줄어든다. 보다 가벼운 종이(실시예 6)의 침투성은 유사하게 줄어드나(0.0003%로)이는 보다 많은 처리(1.3dm ³ /78.5cm ² )를 필요로 한다.