KR20220081837A - Air filter for air purification provided with hydroxy apatite - Google Patents
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Abstract
외부로부터 유입되는 공기에 포함된 미세먼지와 유해가스를 한꺼번에 제거할 수 있는 공기정화용 에어필터가 개시된다. 이를 위하여 공기에 포함된 입자상 물질을 여과하는 필터부재, 및 가스상 물질을 여과할 수 있도록 상기 필터부재에 구비되며 하이드록시 아파타이트가 포함된 무기소재를 포함하는 공기정화용 에어필터를 제공한다. 본 발명에 의하면, 공기 여과를 통해 미세먼지 등과 같은 입자상 유해물질 뿐만 아니라 가스상 유해물질도 제거할 수 있으며, 공기정화용 에어필터가 설치된 공기여과장치가 동작하지 않더라도 기존에 흡착된 가스상 유해물질이 공기여과장치의 외부로 유출되지 않는다.Disclosed is an air filter for air purification capable of removing fine dust and harmful gases contained in air introduced from the outside at once. To this end, there is provided a filter member for filtering particulate matter contained in air, and an air filter for air purification provided in the filter member to filter gaseous material and including an inorganic material containing hydroxyapatite. According to the present invention, it is possible to remove harmful gaseous substances as well as particulate harmful substances such as fine dust through air filtration. It does not leak out of the device.
Description
본 발명은 미세먼지 뿐만 아니라 유해가스도 제거할 수 있는 공기정화용 에어필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 미세먼지와 유해가스를 한꺼번에 제거할 수 있는 하이드록시 아파타이트가 구비된 공기정화용 에어필터에 관한 것이다. The present invention relates to an air filter for air purification that can remove not only fine dust but also harmful gases, and more particularly, includes hydroxyapatite that can remove fine dust and harmful gases contained in air introduced from the outside at once It relates to an air filter for air purification.
산업의 고도화에 따라 대기 오염 문제 등의 환경문제에 대한 인식이 높아지면서, 오염된 공기를 효율적으로 분리, 제거할 수 있는 공기정화장치에 대한 개발이 요구되고 있다. As the awareness of environmental problems such as air pollution increases with the advancement of industry, the development of an air purifier capable of efficiently separating and removing polluted air is required.
대한미국의 공기청정 및 환경제어산업은 첨단산업의 발전의 견인차 역할을 하고 있으나, 아직까지 국내 기술수준은 일부 장비 및 시스템 기술에만 치중하여 공기청정 및 환경제어산업 전반에 대한 수급구조에 문제가 있어 그 발전 및 전문성도 미흡하다. 따라서 공기청정 및 환경제어산업에 대한 기초기반 기술도 취약하여 많은 기술들을 선진국으로부터 도입하고 있는 실정이다. The air cleaning and environmental control industry in the United States in Korea plays a role as a driving force in the development of the high-tech industry, but the domestic technology level is still focused on some equipment and system technology, so there is a problem in the supply and demand structure for the air cleaning and environmental control industry as a whole. Its development and professionalism are also insufficient. Therefore, the basic technology for the air cleaning and environmental control industry is also weak, and many technologies are being introduced from advanced countries.
또한 국제적으로 공기청정 및 환경제어 산업은 국가가 전략으로 육성하고 있는 추세이며 이러한 문제의 해결을 위하여 관련기술의 개발이 절대적으로 필요하다. 필터의 요구 성능을 보면 여과목적에 따라 대상유체가 기체인 건식여과와 대상유체가 액체인 습식여과로 구분되며, 용도별로 에어필터, 집진필터, 마스크, 물정화 필터, 액체필터, 토양필터 등으로 대별되고 있다. 이러한 필터 중에서 최대의 시장규모를 가지는 것을 자동차용 필터이다.In addition, the international air cleaning and environmental control industry is a trend that the country is nurturing as a strategy, and the development of related technologies is absolutely necessary to solve these problems. Looking at the required performance of the filter, it is divided into dry filtration, in which the target fluid is a gas, and wet filtration, in which the target fluid is a liquid, depending on the filtration purpose. are being differentiated Among these filters, an automobile filter has the largest market size.
생활의 필수품인 자동차는 이제 우리의 삶에 있어서 매우 중요한 일부분이기도 하며, 자동차 속에서의 안락함과 쾌적함은 절실하게 요구되어지는 요소이다. 특히, 자동차가 증가하면서 곳곳에 교통 체증 또한 많이 발생하고 있기 때문에 운전자는 차 안에서 많은 시간을 보낼 수밖에 없으며, 그만큼 차 안의 공기도 나빠질 수밖에 없다. 또한, 대기 중에는 먼지, 분진, 꽃가루뿐만 아니라 냄새를 유발하는 기체 상태의 오염 물질도 포함되어 있다. Cars, which are necessities of life, are now a very important part of our lives, and comfort and comfort in the car are essential elements that are desperately required. In particular, as the number of automobiles increases and traffic jams occur in many places, drivers have no choice but to spend a lot of time in the car, and the air in the car is inevitably worse. In addition, the atmosphere contains not only dust, dust, pollen, but also gaseous pollutants that cause odor.
이렇게 매연과 대기오염물질이 더욱더 심해져 가는 요즘, 대부분의 운전자들은 차내의 공기를 정화시켜주는 필터를 많이 장착하고 있다. 그러나, 상기 필터는 먼지, 분진, 꽃가루 등의 입자상 물질은 공기 중에서 어느 정도 제거할 수 있으나, 가스상 물질의 제거효율이 떨어지는 문제가 있었다.These days, when soot and air pollutants are getting worse, most drivers are installing a lot of filters that purify the air in their cars. However, the filter can remove particulate matter such as dust, dust, pollen, etc. to some extent in the air, but there is a problem in that the removal efficiency of the gaseous matter is lowered.
따라서, 본 발명의 목적은 미세먼지 등을 효과적으로 차단하면서 공기에 포함된 유해가스도 제거할 수 있는 하이드록시 아파타이트가 구비된 공기정화용 에어필터를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an air filter for air purification equipped with hydroxyapatite, which can effectively block fine dust and the like and also remove harmful gases contained in the air.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 공기에 포함된 입자상 물질을 여과하는 필터부재, 및 가스상 물질을 여과할 수 있도록 상기 필터부재에 구비되며 하이드록시 아파타이트가 포함된 무기소재를 포함하는 공기정화용 에어필터를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention described above, in one embodiment of the present invention, a filter member for filtering particulate matter contained in air, and a filter member for filtering gaseous substances are provided in the filter member and include hydroxyapatite. To provide an air filter for air purification containing an inorganic material.
본 발명에 의하면, 공기 여과를 통해 미세먼지 등과 같은 입자상 유해물질 뿐만 아니라 가스상 유해물질도 제거할 수 있다. According to the present invention, it is possible to remove harmful gaseous substances as well as particulate harmful substances such as fine dust through air filtration.
또한, 본 발명은 공기 여과를 통해 공기 중에 잔존하는 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스 등의 다양한 바이러스를 제거할 수 있다.In addition, the present invention can remove various viruses such as corona virus and influenza virus remaining in the air through air filtration.
아울러, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 하이드록시 아파타이트가 표면적이 넓은 다공질 구조를 가지고 있기 때문에 공기정화용 에어필터가 설치된 공기여과장치가 동작하지 않더라도 기존에 흡착된 가스상 유해물질이 공기여과장치의 외부로 유출되지 않는다.In addition, since the air filter for air purification according to the present invention has a porous structure in which hydroxyapatite has a large surface area, even if the air filtering device installed with the air filter for air purification does not operate, the previously adsorbed gaseous harmful substances are removed from the air filtering device. does not leak into
더불어, 본 발명은 공기의 필터링 과정에서 필터에 흡착된 미생물이나 바이러스를 제거하여 미생물과 바이러스의 증식을 억제할 수 있다. In addition, the present invention can suppress the proliferation of microorganisms and viruses by removing microorganisms or viruses adsorbed to the filter during the air filtering process.
도 1은 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일부분을 확대한 부분절개 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an embodiment of an air filter for air purification according to the present invention.
2 is an enlarged partially cut-away perspective view of a part of an air filter for air purification according to the present invention.
3 is a perspective view showing another embodiment of the air filter for air purification according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 하이드록시 아파타이트가 구비된 공기정화용 에어필터(이하, '공기정화용 에어필터'라고 약칭함)를 상세하게 설명한다. Hereinafter, an air filter for air purification provided with hydroxyapatite (hereinafter, abbreviated as 'air filter for air purification') according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 에어필터를 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 에어필터를 나타내는 사시도이다. 1 is an exploded perspective view for explaining an air filter for air purification according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an air filter for air purification according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 미세먼지와 같이 공기에 포함된 입자상 물질을 여과하는 필터부재(100), 및 휘발성 유기화합물과 같이 공기에 포함된 가스상 물질을 여과하는 하이드록시 아파타이트가 포함된 무기소재를 포함한다.1 and 2, the air filter for air purification according to the present invention is a
이러한 공기정화용 에어필터는 에어컨, 공기정화기, 온풍기 등의 각종 공조기기에 설치되어 공조기기로 유입되는 공기를 필터링하는 역할을 수행한다.Such an air filter for air purification is installed in various air conditioners such as air conditioners, air purifiers, and hot air fans to filter the air flowing into the air conditioners.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each component will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 필터부재(100)를 포함한다. 1 and 2 , the air filter for air purification according to the present invention includes a
상기 필터부재(100)는 동물의 털, 보푸라기, 머리카락, 먼지 등의 이물질을 제거하는 필터로, 에어컨 등의 공기정화용 장치에 유입되는 공기에 접촉되는 필터를 사용할 수 있다. The
상기 필터부재(100)로는 먼지, 황사 등을 걸려줄 수 있는 공기여과형 필터라면 어떠한 필터를 사용하여도 무방하다. 예를 들면, 필터부재(100)로는 부직포, 여과포, 헤파필터 등이 사용될 수 있다. As the
도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다. 3 is a perspective view showing another embodiment of the air filter for air purification according to the present invention.
상기 필터부재(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기가 유입되어 배출되는 상하 방향으로 지그재그로 접어진 형태로 형성될 수 있다. 이는, 필터부재(100)에 일체형으로 구비된 무기소재에 대한 공기의 접촉 면적을 극대화시키기 위함이다.As shown in FIG. 3 , the
필요에 따라, 필터부재(100)는 산소에 노출 시 고분자의 분해를 촉진시키는 산화생분해 촉매제를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 산화생분해 촉매제가 포함된 필터부재(100)는 자연 환경에서 빛, 열 등에 의한 산화가 촉진되어 생분해 속도가 향상된다.If necessary, the
보다 구체적으로, 상기 산화생분해 촉매제는 아미노산 금속염과 하이드록시산 금속염을 포함한다. 이때, 산화생분해 촉매제는 필터부재 100 중량%를 기준으로 1 중량% 내지 15 중량%로 포함된다.More specifically, the oxidative biodegradation catalyst includes an amino acid metal salt and a hydroxy acid metal salt. In this case, the oxidative biodegradation catalyst is included in an amount of 1 wt% to 15 wt% based on 100 wt% of the filter member.
또한, 산화생분해 촉매제는 아미노산 금속염 100 중량부를 기준으로 하이드록시산 금속염 1 내지 50 중량부가 혼합되어 구성된다. 이때, 하이드록시산 금속염이 1 내지 50 중량부를 벗어나도록 첨가되면 산화생분해 효과가 저하되는 문제가 발생될 수 있다.In addition, the oxidative biodegradation catalyst is composed of a mixture of 1 to 50 parts by weight of the metal hydroxy acid salt based on 100 parts by weight of the amino acid metal salt. At this time, when the hydroxy acid metal salt is added so as to be out of 1 to 50 parts by weight, there may be a problem in that the oxidative biodegradation effect is lowered.
상기 아미노산 금속염은 포타시움글루타메이트, 소디움글루타메이트, 마그네슘글루타메이트, 망간글루타메이트, 실버글루타메이트, 징크글루타메이트, 포타시움글라이시네이트, 소디움글라이시네이트, 마그네슘글라이시네이트, 망간글라이시네이트, 실버글라이시네이트, 징크글라시네이트, 카파글라이시네이트 중 어느 하나 이상을 포함한다. The amino acid metal salt is potassium glutamate, sodium glutamate, magnesium glutamate, manganese glutamate, silver glutamate, zinc glutamate, potassium glycinate, sodium glycinate, magnesium glycinate, manganese glycinate, silver glycinate, zinc glycinate nate, and any one or more of kappa glycinate.
상기 하이드록시산 금속염은 포타시움리놀레이트, 소디움리시놀레이트, 실버리시놀레이트, 징크리시놀레이트, 포타시움디하이드록시스테아레이트, 마그네시움리시놀레이트, 망간리시놀레이트, 망간하이드록시스테아레이트, 소디움디하이드록시스테아레이트, 실버디하이드록시스테아레이트, 징크디하이드록시스테아레이트 중 어느 하나 이상을 포함한다. The hydroxy acid metal salt is potassium linoleate, sodium ricinolate, silver ricinolate, zinc ricinolate, potassium dihydroxystearate, magnesium ricinolate, manganese ricinolate, manganese hydroxy stearate, sodium dihydroxystearate, silver dihydroxystearate, zinc dihydroxystearate, including any one or more.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 무기소재(210)를 포함한다. 1 and 2 , the air filter for air purification according to the present invention includes an
상기 무기소재(210)는 가스상 물질을 여과할 수 있도록 필터부재(100)에 구비되는 것으로, 하이드록시 아파타이트(hydroxy apatite)가 포함된다. 필요에 따라, 무기소재(210)는 유해가스에 대한 살균력을 부여할 수 있도록 하이드록시 아파타이트에 ZnO나 CuO 또는 이들 모두가 포함될 수 있다.The
상기 하이드록시 아파타이트는 나노미터에서 수십 나노미터 크기일 수 있으며, 비표면적은 40m3/g 내지 100 m3/g 일 수 있다.The hydroxyapatite may have a size of nanometers to several tens of nanometers, and a specific surface area may be 40 m 3 /g to 100 m 3 /g.
상기 하이드록시 아파타이트는 인공치근이나 뼈의 충진재 등의 생체 경조직 대체 재료로 활용되고 있으며, Ca10(PO4)6(OH)2로 나타내며, 칼슘 포스페이트(Calcium Phosphate)를 주성분으로 한다.The hydroxyapatite is used as an alternative material for living hard tissue such as artificial tooth root or bone filler, and is represented by Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , and has calcium phosphate as a main component.
상기 하이드록시 아파타이트는 결정 표면에 양극(+)과 음극(-)을 모두 띄고 있기 때문에 단백질의 흡착 능력이 있다. 이에 따라, 하이드록시 아파타이트는 바이러스나 대장균 등의 세균류를 흡착할 수 있고 암모니아, 알데히드류, 이산화황, 이산화질소, 아세트산, NOx등 가스상 물질도 흡착할 수 있다.Since the hydroxyapatite has both positive and negative poles (+) and negative poles (-) on the crystal surface, it has the ability to adsorb proteins. Accordingly, hydroxyapatite can adsorb bacteria such as viruses and Escherichia coli, and can also adsorb gaseous substances such as ammonia, aldehydes, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, acetic acid, and NOx.
보다 구체적으로, 하이드록시 아파타이트는 질소산화물(nitrogen oxide:NOX), 휘발성 유기화합물(Volatile organic compounds:VOCs), 일산화탄소(CO), 암모니아(NH3) 등의 유해가스를 탈취할 수 있으며 황화메틸, 황화수소, 이황화메틸, 황화메틸 트리메틸아민, 아황산 등의 악취물질을 탈취할 수 있다. More specifically, hydroxyapatite can deodorize harmful gases such as nitrogen oxide (NOX), volatile organic compounds (VOCs), carbon monoxide (CO), ammonia (NH 3 ), methyl sulfide, It can deodorize odor substances such as hydrogen sulfide, methyl disulfide, methyl sulfide trimethylamine, and sulfurous acid.
상기 하이드록시 아파타이트는 공침법으로 제조될 수도 있으며, 수열합성법 및 고상반응법 등으로 합성될 수도 있다. 그리고 하이드록시 아파타이트는 아파타이트의 종횡비(aspect ratio)를 조절하는 기술 및 결정 구조상의 결함을 유도하는 기술을 적용하여 결정 표면의 양극(+)과 음극(-)의 면적 및 표면 극성 세기를 조절, 타겟의 흡착능을 향상시킬 수 있다. The hydroxyapatite may be prepared by a co-precipitation method, or may be synthesized by a hydrothermal synthesis method, a solid-phase reaction method, or the like. And hydroxyapatite controls the area and surface polarity of the anode (+) and cathode (-) of the crystal surface by applying the technology to control the aspect ratio of the apatite and the technology to induce defects in the crystal structure, adsorption capacity can be improved.
또한, 하이드록시 아파타이트는 제조과정에서 조성, 온도, 시간 등의 주변 조건에 따라 형상이나, 크기, 밀도, 두께 등을 조절할 수 있으나, 입자크기가 0.01㎛ 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 이는, 필터부재(100)의 표면에 코팅될 경우에 하이드록시 아파타이트 입자가 필터부재(100)의 공극을 메워서 생길 수 있는 통기성 저하를 예방하고, 하이드록시 아파타이트의 흡착효율을 향상시키기 위함이다.In addition, the shape, size, density, thickness, etc. of hydroxyapatite can be adjusted according to ambient conditions such as composition, temperature, and time during the manufacturing process, but the particle size is preferably 0.01 μm to 20 μm. This is to prevent a decrease in air permeability that may occur when the hydroxyapatite particles fill the pores of the
제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 무기소재(210)는 칼슘 이온의 일부가 은 이온, 구리 이온, 아연 이온 중 어느 하나로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 무기소재(210)는 하이드록시 아파타이트에 포함된 칼슘 이온의 5~30%가 은 이온, 구리 이온, 아연 이온 중 어느 하나로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함할 수 있다. 이와 같이, 하이드록시 아파타이트에 포함된 칼슘 이온의 5~30 중량%가 은 이온, 구리 이온, 아연 이온 등으로 치환되면, 무기소재(210)는 공기 중에 포함된 유해 가스를 흡착과 살균을 통해 제거할 수 있게 된다.As a first embodiment, the
제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 무기소재(210)는 칼슘 이온의 일부가 티타늄 이온으로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 무기소재(210)는 하이드록시 아파타이트에 포함된 칼슘 이온의 10~50%가 티타늄 이온으로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함할 수 있다. 이와 같이, 하이드록시 아파타이트에 포함된 칼슘 이온의 10~50 중량%가 티타늄 이온으로 치환되면, 광촉매 역할을 수행할 수 있게 된다.As a second embodiment, the
다시 말해, 무기소재(210)에 별도로 광촉매가 혼합되지 않더라도 무기소재(210)는 빛이 제공되는 경우 유해가스를 산화 및 분해하는 광촉매의 기능을 제공할 수 있게 된다.In other words, even if a separate photocatalyst is not mixed with the
제3 실시 양태로서, 본 발명에 따른 무기소재(210)는 바인더 및 용매가 혼합되어 혼합물을 형성한 후 도포 방법을 통해 필터부재(100)의 표면에 구비되어 코팅층(200)을 형성할 수 있다. As a third embodiment, the
또한 혼합물의 도포 방법으로는 함침 도포법, 스프레이 분무 도포법, 또는 에어레스 분무 도포법을 이용할 수 있다. In addition, as a coating method of the mixture, an impregnation coating method, a spray spray coating method, or an airless spray coating method can be used.
상기 혼합물은 하이드록시 아파타이트 0.1~10 중량%, 바인더 0.5~20 중량%, 용매 68~98.35 중량%, 및 계면활성제 1.05~2 중량%를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 혼합물 전체 100 중량%를 기준으로 하이드록시 아파타이트의 함량이 0.1 중량% 미만으로 첨가되면 유해가스 제거 효율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하면 상기 혼합물이 필터부재(100)에 도포되어 건조된 후 완벽한 접착이 이루어지지 않아 분진이 생성될 수 있다.The mixture may be composed of 0.1 to 10% by weight of hydroxyapatite, 0.5 to 20% by weight of a binder, 68 to 98.35% by weight of a solvent, and 1.05 to 2% by weight of a surfactant. At this time, when the content of hydroxyapatite is added to less than 0.1% by weight based on 100% by weight of the total mixture, there may be a problem that the removal efficiency of harmful gas is lowered, and when it exceeds 10% by weight, the mixture is added to the
상기 바인더는 전체 100 중량%를 기준으로 0.5 중량% 미만으로 첨가되면 무기소재(210)가 필터부재(100)의 표면에 부착되지 않는 문제가 발생될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 점도가 너무 높아 조성물 내에서 무기소재(210)가 분산이 되지 않고 균일하게 분무되지 않는 문제가 발생될 수 있다.If the binder is added in an amount of less than 0.5% by weight based on 100% by weight of the total, a problem may occur that the
또한, 바인더는 폴리비닐 알코올, 알긴산, 젤라틴, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐 알코올을 사용하는 것이 좋다. 그리고 바인더는 분말 형태로 사용되거나 용매에 용해되어 있는 상태로 사용될 수 있다.In addition, the binder may be composed of polyvinyl alcohol, alginic acid, gelatin, cellulose, a cellulose derivative, or a mixture thereof, preferably polyvinyl alcohol. In addition, the binder may be used in a powder form or dissolved in a solvent.
아울러, 바인더는 500 ~ 10,000 분자량의 것을 선택하는 것이 바람직하고, 분자량이 500 미만이면 바인더의 역할을 수행하지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 분자량이 10,000을 초과하면 점도가 높아져 조성물로 사용하기가 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. In addition, it is preferable to select a binder having a molecular weight of 500 to 10,000, and if the molecular weight is less than 500, a problem may occur that cannot perform the role of the binder, and if the molecular weight exceeds 10,000, the viscosity increases, making it difficult to use as a composition Problems can arise.
상기 용매는 전체 100 중량%를 기준으로 68 중량% 미만으로 첨가되면 무기소재(210)가 충분히 분산되지 않고 분무가 균일하게 되지 못한다는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 용매는 전체 100 중량%를 기준으로 98.35 중량%를 초과하여 첨가되면 바인더의 함량이 너무 낮아지기 때문에 필터부재(100)에 도포되더라도 필터부재(100)의 표면과 충분한 결합되지 않아서 혼합액으로 형성된 코팅층(200)이 필터부재(100)로부터 분리되는 문제가 발생될 수 있다. When the solvent is added in an amount of less than 68% by weight based on 100% by weight of the total, a problem that the
또한, 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 글리세린, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.In addition, as the solvent, water, ethanol, methanol, ethyl acetate, butanol, propylene glycol, butylene glycol, glycerin, or a mixture thereof may be used.
상기 계면활성제는 폴리옥시알킬렌 계열일 수 있으며, 소포제 역할과 분산의 안정성을 높이는 것이라면 그 종류가 한정되지 않는다. 이러한 계면활성제가 전체 100 중량%를 1.05 중량% 미만으로 첨가되면 소포제 역할을 하지 못하여 거품이 생성되는 문제가 발생될 수 있으며, 2 중량%를 초과하면 원재료의 흡착 특성에 영향을 줄 수 있다.The surfactant may be a polyoxyalkylene series, and the type is not limited as long as it acts as an antifoaming agent and improves dispersion stability. If the total amount of 100% by weight of the surfactant is added less than 1.05% by weight, it may not function as an antifoaming agent, and thus a foaming problem may occur, and if it exceeds 2% by weight, the adsorption properties of the raw material may be affected.
필요에 따라, 하이드록시 아파타이트가 포함된 무기소재(210)와 바인더와 용매 및 계면활성제의 혼합물은 유해가스 제거 효율을 향상시킬 수 있는 첨가제, 살균제, 방향제 성분을 더 포함할 수 있다.If necessary, the mixture of the
한편, 전술한 함침 도포법은 상기 혼합물이 담긴 용기에 필터부재(100)를 담근 다음 꺼내어 적절한 함수율(필터부재(100) 중량 대비 약 50∼300%)이 되도록 롤러를 통과시키는 방법이다. On the other hand, the above-described impregnation coating method is a method of immersing the
상기 스프레이 분무 도포법은 압축공기를 써서 상기 혼합물을 안개 모양으로 하여 그 압축 공기와 같이 필터부재(100)로 분무하여 도포하는 방법이다. 이때 장방형의 스프레이 건(spray gun)을 이용하여 3∼3.5Kg/cm2의 분무압력으로, 피도장물로부터 15∼25cm 분무거리 간격을 두고, 20∼50cm/sec의 분무속도로 필터부재(100)의 양면을 코팅한다. The spray spray application method is a method of applying the mixture by using compressed air to form a mist and spraying it with the
상기 에어레스 분무 도포법은 하이드라 스프레이라고도 하여 압축공기를 사용하지 않는 분무방법이다. 상기 혼합물에 플런저(Plunger)로 고압, 예컨대, 100∼200Kg/cm2를 가하여 초경합금의 특수한 가느다란 노즐에서 분출시켜 도포한다. 이때, 분무거리는 30∼40cm로 하며, 분무속도는 100cm/sec로 한다.The airless spray application method is also called hydra spray and is a spray method that does not use compressed air. High pressure, for example, 100 to 200Kg/cm 2 is applied to the mixture with a plunger, and sprayed from a special thin nozzle of cemented carbide. At this time, the spraying distance is 30 to 40 cm, and the spraying speed is 100 cm/sec.
제4 실시 양태로서, 본 발명에 따른 무기소재(210)는 마스터배치 형태로 형성되어 필터부재의 방사제조과정에서 인입될 수 있다. 다시 말해, 무기소재(210)는 필터부재(100)의 제조과정에서 마스터배치 형태로 첨가되어 필터부재(100)에 인입될 수 있다.As a fourth embodiment, the
보다 구체적으로, 상기 마스터배치 100 중량%를 기준으로 무기소재(210)는 1 내지 30 중량%로 포함되며, 상기 공기정화용 에어필터 100 중량%를 기준으로 상기 마스터배치는 1 내지 30중량%로 포함될 수 있다.More specifically, the
이때, 마스터배치는 무기소재(210)는 1 내지 30 중량%, 및 필터부재와 동일 또는 유사한 소재 70 내지 99 중량%로 구성될 수 있다. 그리고 공기정화용 에어필터는 마스터배치 1 내지 30중량%, 및 필터부재 70 내지 99 중량%로 구성될 수 있다. In this case, the master batch may be composed of 1 to 30 wt% of the
본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 이산화티탄(TiO2) 광촉매를 더 포함할 수 있다.The air filter for air purification according to the present invention may further include a titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst.
상기 광촉매는 빛이 제공되면 유해가스를 산화 및 분해하는 것으로, 무기소재와 바인더와 용매 및 계면활성제가 포함된 혼합물에 첨가된다. 이러한 광촉매는 혼합물이 필터부재(100)에 도포되어 코팅층(200)을 형성하면 상기 코팅층에 포함된다.The photocatalyst oxidizes and decomposes harmful gases when light is provided, and is added to a mixture containing an inorganic material, a binder, a solvent, and a surfactant. Such a photocatalyst is included in the coating layer when the mixture is applied to the
이와 같이, 무기소재(210)가 구비된 필터부재(100)는 빛(자외선)을 조사하지 않아도 무기소재(210)가 균이나 알데히드류 같은 유해가스를 흡착하므로, 야간이나 빛이 닿지 않는 장소에서도 무기소재(210)가 유해물질을 흡착하며, 빛이 조사되면 광촉매가 무기소재(210)에 흡착된 유해물질을 산화 및 분해한다.In this way, in the
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 필터프레임(300)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the air filter for air purification according to the present invention may further include a
상기 필터프레임(300)은 필터부재(100)를 고정하는 것으로서, 필터고정부(310) 및 연장부(320)를 포함한다. 필요에 따라, 필터프레임(300)은 장착부(330), 씰링부재(340), 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있다.The
상기 필터고정부(310)는 필터부재(100)가 필터프레임(300)의 내부에 배치될 수 있도록 필터부재(100)의 설치공간을 제공하는 구성이다. 이때, 필터고정부(310)는 필터부재(100)의 둘레를 감싸는 형태로 형성되어 필터부재(100)를 지지한다.The
일 실시 양태로, 필터부재(100)는 필터고정부(310)의 내주면에 접착제 등을 통해 부착되는 형태로 고정될 수 있다.In an embodiment, the
다른 실시 양태로, 필터고정부(310)의 하부에 내측으로 돌출 형성된 받침대가 구비된 경우에는 필터부재(100)가 받침대에 안착된 형태로 결합될 수 있다.In another embodiment, when a pedestal protruding inwardly under the
상기 연장부(320)는 필터고정부(310)를 지지하는 부분이다. 보다 구체적으로, 연장부(320)는 필터고정부(310)의 상단에서 필터고정부(310)의 둘레를 따라 필터고정부(310)의 외측으로 돌출 형성된다. 또한, 연장부(320)는 장착부(330)보다 필터고정부(310)가 공기가 유입되는 방향의 후방에 위치되도록 경사지게 형성될 수 있다. 이는, 연장부(320)의 강성이 향상되어 필터프레임(300)의 변형을 방지하는 동시에 공기의 유입을 원활히 하여 공기가 연장부(320)에 부딪혀 발생되는 소음을 감소시키기 위함이다.The
상기 장착부(330)는 차량용 에어필터가 필터하우징(200)에 고정될 수 있도록 필터하우징(200)에 결합되는 부분이다. 보다 구체적으로, 장착부(330)는 연장부(320)의 끝단에서 연장부(320)의 둘레를 따라 상부 및 하부로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다.The mounting part 330 is a part coupled to the
상기 씰링부재(340)는 장착부(330)에 결합되는 부분이다. 보다 구체적으로, 씰링부재(340)는 필터프레임(300)과 공기정화용 에어필터의 사이를 기밀하여 공기가 필터부재(100)를 거치지 않고 필터프레임(300)과 필터부재(100) 사이로 새어나가는 것을 방지한다. 이러한 씰링부재(340)는 탄성력을 가져 기밀성이 높은 합성수지, 우레탄, 실리콘, 합성고무 등으로 형성될 수 있다.The sealing
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, it will be described in more detail through specific examples and experimental examples of the present invention. However, these examples and experimental examples are intended to help the understanding of specific examples of the above-described invention, and the scope of the rights should not be construed as being limited thereby.
이산화황, 이산화질소 탈취시험Sulfur dioxide and nitrogen dioxide deodorization test
하이드록시 아파타이트 코팅층이 있을 때와 없을 때 탈취시험을 실시하여 이산화황과 이산화질소의 변화량을 측정하였다. 이때, 온도는 23±5℃이고, 습도는 40±5%이며, 시험용기는 5L 테들라 백을 사용하였다. 그리고 유해가스 제거효율은 멀티 배출가스측정기[MK-6000, RAR, 독일]를 사용하여 측정하였다.A deodorization test was performed with and without the hydroxyapatite coating layer to measure changes in sulfur dioxide and nitrogen dioxide. At this time, the temperature was 23±5℃, the humidity was 40±5%, and a 5L Tedlar bag was used for the test container. And the harmful gas removal efficiency was measured using a multi-emission gas meter [MK-6000, RAR, Germany].
아세트산 탈취율Acetic acid deodorization rate
하이드록시 아파타이트 코팅층이 있을 때와 없을 때 탈취시험(FITI 시험지침서 FTM-5-2:2004)을 실시하여 아세트산 탈취율을 측정하였다. The deodorization rate of acetic acid was measured by performing a deodorization test (FITI test guide FTM-5-2: 2004) with and without a hydroxyapatite coating layer.
아세트산 탈취율Acetic acid deodorization rate
하이드록시 아파타이트 코팅층이 있을 때와 없을 때 탈취시험(KS I 2218:2009)을 실시하여 암모니아 소취율을 측정하였다. A deodorization test (KS I 2218:2009) was performed with and without the hydroxyapatite coating layer to measure the ammonia deodorization rate.
[실시예][Example]
1. 하이드록시 아파타이트 분말[(주)베이서스, 한국] 10g과 계면활성제 1g과, 폴리비닐 알코올(5 wt%)수용액 600㎖와, 물 389 ㎖를 기계식 교반기에 넣고 25℃ 온도에서 교반하여 혼합물을 생성하였다. 1. Put 10 g of hydroxyapatite powder [Basus, Korea], 1 g of surfactant, 600 ml of polyvinyl alcohol (5 wt%) aqueous solution, and 389 ml of water in a mechanical stirrer, and stir at 25 ° C. was created.
2. 상기 혼합물을 스프레이 건을 이용하여 3.0Kg/cm2의 분무압력으로, 헤파필터로부터 20cm 분무거리 간격을 두고, 35cm/sec의 분무속도로 헤파필터의 양면을 코팅하였다.2. Using a spray gun, the mixture was coated on both sides of the HEPA filter at a spray pressure of 3.0Kg/cm2, at a spray distance of 20cm from the HEPA filter, and at a spray rate of 35cm/sec.
3. 상기 헤파필터에 코팅된 혼합물을 건조시켜 공기정화용 에어필터를 제조하였다. 그리고 공기정화용 에어필터를 가로ㅧ 세로가 각각 16㎝가 되도록 제단하였다.3. The mixture coated on the HEPA filter was dried to prepare an air filter for air purification. And the air filter for air purification was cut so that the width and length were each 16 cm.
[실험예 1][Experimental Example 1]
실시예를 통해 제조된 공기정화용 에어필터와, 실시예에서 사용된 헤파필터와 동일한 헤파필터를 비교예로 하여 각 필터의 이산화황과 아세트산의 변화를 측정하였다. 이때, 실험결과는 아래의 [표 1]로 나타내었다.The changes in sulfur dioxide and acetic acid of each filter were measured by using the air filter for air purification prepared in Examples and the HEPA filter identical to the HEPA filter used in Examples as Comparative Examples. At this time, the experimental results are shown in [Table 1] below.
[실험예 2][Experimental Example 2]
실시예를 통해 제조된 공기정화용 에어필터와, 실시예에서 사용된 헤파필터와 동일한 헤파필터를 비교예로 하여 각 필터의 2시간 후 아세트산 탈취율을 측정하였다. 이때, 실험결과는 아래의 [표 2]로 나타내었다.The acetic acid deodorization rate of each filter was measured after 2 hours by using the air filter for air purification prepared in Examples and the HEPA filter identical to the HEPA filter used in Examples as Comparative Examples. At this time, the experimental results are shown in [Table 2] below.
[실험예 3][Experimental Example 3]
실시예를 통해 제조된 공기정화용 에어필터와, 실시예에서 사용된 헤파필터와 동일한 헤파필터를 비교예로 하여 각 필터의 30분 후 암모니아 소취율을 측정하였다. 이때, 실험결과는 아래의 [표 3]으로 나타내었다.Ammonia deodorization rate was measured after 30 minutes of each filter by using the air filter for air purification prepared in Examples and the HEPA filter identical to the HEPA filter used in Examples as Comparative Examples. At this time, the experimental results are shown in [Table 3] below.
[표 1]과 [표 2] 및 [표 3]을 참조하면, 기존의 헤파필터를 기반으로 제작된 본 발명의 공기정화용 에어필터는 기존의 헤파필터에 비해 유해가스의 탈취효과가 우수한 것으로 관찰되었다.Referring to [Table 1], [Table 2] and [Table 3], it is observed that the air filter for air purification of the present invention manufactured based on the existing HEPA filter has an excellent deodorizing effect of harmful gas compared to the existing HEPA filter. became
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that you can.
100 : 필터부재
200 : 코팅층
210 : 무기소재
300 : 필터프레임
100: filter member 200: coating layer
210: inorganic material 300: filter frame
Claims (9)
가스상 물질을 여과할 수 있도록 상기 필터부재에 구비되며, 하이드록시 아파타이트가 포함된 무기소재를 포함하는 공기정화용 에어필터.a filter member for filtering particulate matter contained in air; and
An air filter for air purification provided in the filter member to filter gaseous substances and comprising an inorganic material containing hydroxyapatite.
하이드록시 아파타이트에 ZnO, CuO, 또는 이들 모두가 포함된 혼합물인 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.According to claim 1, wherein the inorganic material is
An air filter for air purification, characterized in that it is a mixture containing hydroxyapatite, ZnO, CuO, or all of them.
상기 무기소재와 바인더가 포함된 혼합물이 상기 필터부재의 표면에 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.According to claim 1,
The air filter for air purification, characterized in that the mixture containing the inorganic material and the binder forms a coating layer on the surface of the filter member.
하이드록시 아파타이트 0.1~10 중량%, 바인더 0.5~20 중량%, 용매 68~98.35 중량%, 및 계면활성제 1.05~2 중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.4. The method of claim 3, wherein the mixture is
An air filter for air purification comprising 0.1 to 10 wt% of hydroxyapatite, 0.5 to 20 wt% of a binder, 68 to 98.35 wt% of a solvent, and 1.05 to 2 wt% of a surfactant.
마스터배치 형태로 형성되어 필터부재의 방사제조과정에서 인입된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.According to claim 1, wherein the inorganic material is
An air filter for air purification, characterized in that it is formed in the form of a master batch and introduced during the spinning manufacturing process of the filter member.
상기 마스터배치 100 중량%를 기준으로 상기 무기소재는 1 내지 30 중량%로 포함되며, 상기 공기정화용 에어필터 100 중량%를 기준으로 상기 마스터배치는 1 내지 30중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터. 6. The method of claim 5,
Air, characterized in that the inorganic material is included in an amount of 1 to 30% by weight based on 100% by weight of the masterbatch, and the masterbatch is included in an amount of 1 to 30% by weight based on 100% by weight of the air filter for air purification Air filter for purification.
칼슘 이온의 일부가 은 이온, 구리 이온, 아연 이온 중 어느 하나로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터. According to claim 1, wherein the inorganic material is
An air filter for air purification, characterized in that a portion of calcium ions contains hydroxyapatite substituted with any one of silver ions, copper ions, and zinc ions.
칼슘 이온의 일부가 티타늄 이온으로 치환된 하이드록시 아파타이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터. According to claim 1, wherein the inorganic material is
An air filter for air purification, characterized in that it contains hydroxyapatite in which a portion of calcium ions are substituted with titanium ions.
산소에 노출 시 고분자의 분해를 촉진시키는 산화생분해 촉매제를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터. According to claim 1, wherein the filter member is
An air filter for air purification characterized in that it contains an oxidative biodegradation catalyst that promotes the decomposition of polymers when exposed to oxygen.
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