KR100673859B1 - 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법은 공조기 송풍기의 표면에 1∼20나노미터(nm)의 크기를 갖는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택되는 금속의 나노 입자를 10～200nm 크기의 나노 점토와 혼합하고, 이를 일정 비율로 아크릴수지와 에폭시수지 중에서 선택되는 어느 하나의 수지를 함유한 도료에 혼합하여 공조기 송풍기 임펠러 및 케이스의 표면에 도장처리함으로써 공조기의 송풍기 표면에 서식하는 각종 박테리아나 곰팡이류의 서식 및 증식을 원천적으로 제거하여 위생적인 실내공기를 지속적으로 공급할 수 있도록 하는 것이다.

Description

금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법{Manufacture method of the ventilator have anti-fungi and antimicrobial function that coated by metallic nano particles and nano clay}
도 1은 본 발명에 따라 제조된 항균 송풍기를 내장한 공조기(空調機)의 내부를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 항균 송풍기에 표면처리된 금속의 나노 입자로서의 은(Ag) 나노 입자가 평균 7나노미터(nm)로 분포될 때의 안정된 상태를 보여주는 일실시예로서의 TEM(Transmission Electron Microscope:투과 전자 현미경)사진.
도 3은 본 발명에 따라 항균 송풍기에 표면처리된 금속의 나노 입자로서의 은(Ag) 나노 입자가 평균 1～2나노미터(nm)로 분포되어 있는 상태를 나타낸 다른 실시예로서의 TEM사진.
도 4는 본 발명에 따라 항균 송풍기에 표면처리된 나노크기의 점토의 AFM(Atomic Force Microscope:표면 특성 측정용 원자 현미경)사진.
도 5는 본 발명에 따라 200nm 크기의 나노 점토의 또다른 실시예로서의 TEM사진.
본 발명은 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1∼20nm 크기의 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택된 금속 나노 입자를 아크릴수지 또는 에폭시수지를 함유한 도료에 혼합하여 공조기의 송풍기 임펠러 및 케이싱의 표면에 코팅처리하여 강력한 항곰팡이성 및 살균성과 항균성이 지속적으로 부여되도록 함으로써 각종 박테리아 및 곰팡이류의 서식을 원천적으로 제거하여 그 송풍기를 통과한 위생적인 공기가 실내에 공급될 수 있도록 하기 위한 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법에 관한 것이다.
삭제
특히, 본 발명에 따른 공조기 항균 송풍기의 제조방법에서는 기존의 소재와는 다르게 금속의 입자를 나노미터 크기로 하여 소량을 사용하고도 지속적이고 우수한 항곰팡이성을 유지하고 박테리아를 1시간 이내에 강력하게 살균할 수 있도록 하였으며, 건조의 속도를 짧게 하고 도막 표면의 내구성을 향상시키기 위해 점토를 나노크기화해서 금속의 나노 입자와 혼합하여 송풍기 임펠러 및 케이스의 표면에 코팅 처리하게 된다.
일반적으로, 공조기는 송풍기 임펠러 및 케이싱을 포함하여 구성되는 바, 그 송풍기 임펠러 및 케이싱의 표면에 대해서는 적절한 항균 처리를 하지 않고 사용하여 왔다.
그러나, 공조기의 내부는 열교환시의 온도차에 의해 항상 높은 습도를 유지하게 되고, 그에 따라 공조기 내부의 환경과 송풍기 임펠러 및 케이싱 표면에 부착되는 유기물 분진 사이에는 곰팡이를 비롯한 각종 박테리아와 같은 미생물이 서식할 수 있는 조건이 형성되는 바, 그 때문에 공조기의 내부에서 송풍기 임펠러 및 케이스에 대해서는 인체에 무해하면서 강력하고도 지속적인 항균력을 유지할 수 있는 항균 코팅 처리방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 금속의 나노 입자(nano-particle)를 사용한다 하더라도 강력한 항곰팡이성(anti-fungi) 및 살균성과 항균성을 나타내지 않으면 그 효과를 얻기가 힘들다는 점을 고려하여, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택되는 금속의 입자를 나노크기로 하되, 그 입자크기가 1∼20nm가 되도록 해서 사용하고, 그 금속의 나노 입자의 전체 표면적을 증가시켜 강력한 살균력을 유지하고자 할 경우에는 1～10nm 크기의 입자를 이용하며, 공조기의 송풍기 임펠러 및 케이싱의 표면에 처리하기 위한 도료는 아크릴수지/에폭시수지를 함유한 것을 사용하여 건조 시간을 단축시키면서도 부착력 및 내구성을 높일 수 있도록 하며, 건조의 속도를 짧게 하고 도막 표면의 내구성을 향상 시키고자 점토를 나노크기로 하여 이를 적절하게 혼합하여 코팅 처리할 수 있도록 된 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
삭제
삭제
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 금속의 나노 입자 및 나노 점토에 의해 공조기의 송풍기 임펠러와 케이싱의 표면을 항균처리하기 위해, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택되는 금속의 나노 입자를 나노 점토와 혼합한 후, 아크릴수지와 에폭시수지 중에서 선택되는 어느 하나를 함유한 도료에 혼합하여 상기 송풍기 임펠러 및 케이싱의 표면에 코팅 처리하고, 상기 나노 점토와의 혼합 전의 금속 나노 입자의 초기농도는 1,000ppm～10,000ppm이면서 그 크기는 1∼20nm이며, 상기 금속의 나노입자의 최종 사용농도는 상기 나노 점토 및 도료에 혼합시 100ppm～200ppm로 되도록 하는 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법이 제공된다.
상기 금속의 나노 입자 중에서 은(Ag) 나노입자(nano-silver)는 그 금속 염 및 화합물인 질산은(AgNO3), 과염소산 은(AgClO4), 염소산 은(AgClO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산 은(CH3COOAg)에서 선택된 것을 이용하여 제조된 것이다.
또, 상기 은(Ag) 화합물 중에서 상기 질산은(AgNO3)에 의해 제조된 은(Ag) 나노 입자는 그 질산은(AgNO3)에 의한 제조시 필연적으로 생성되는 은 이온(Ag+)의 상대 이온인 질산기(NO3 -)를 제거한 콜로이드 상태의 은(Ag) 나노입자이고, 상기 질산기(NO3 -)의 제거에는 이온교환수지를 통과시키는 방식과 진공증류방식이 포함된다.
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 공조기 항균 송풍기의 제조방법은 아크릴수지/에폭시수지를 함유하는 공조기 송풍기 및 케이싱의 표면처리용 도료에 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택된 금속의 나노 입자를 혼합하게 된다.
본 발명에 따르면 상기 금속의 나노 입자의 초기농도(즉, 상기 나노 점토와 혼합하기 이전의 농도)는 1,000ppm～10,000ppm로 상정되며, 상기 금속의 나노 입자의 크기는 1∼20nm로 상정된다.
특히, 금속의 나노입자의 전체 표면적을 증대시켜 보다 강력한 살균력을 유지하고자 할 경우에는 1～10nm 크기의 금속 나노 입자를 이용하며, 그 농도는 100ppm～200ppm이며 바람직하게 된다.
상기 금속의 나노 입자 중에서 특히 은(Ag) 나노 입자(즉, 나노실버:nano-silver)의 경우에는 질산은(AgNO3), 과염소산 은(AgClO4), 염소산 은(AgClO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산 은(CH3COOAg)등의 염 및 화합물을 이용하여 제조된 것이 바람직하게 적용된다.
또한, 상기 은(Ag) 화합물 중에서 질산은(AgNO3)을 원료로 하여 은 나노 입자를 제조할 경우에는 그 은 화합물(AgNO3)에서 필연적으로 생성되는 은 이온(Ag+)의 상대적 이온인 질산기 이온(NO3 -)을 분리하게 된다. 왜냐하면, 질산기 이온(NO3 -)은 송풍기의 표면에 코팅된 피막을 산화 및 부식시키거나 색의 변환인 황변(黃變)을 일으키기 때문으로, 그 질산기 이온(NO3 -)을 제거하기 위해서는 이온교환수지에 통과시키거나 진공증류방법 등을 이용하며, 그 결과에 따라 질산기 이온이 제거된 콜로이드 상태의 은(Ag) 나노 입자를 이용한다.
또, 본 발명에 따르면 도막의 건조 시간을 단축하고 내구성을 향상시키기 위하여 10～200nm 입자 크기의 나노 점토(nano clay)를 그 고형분 함량이 5∼10wt％ 정도의 저점도의 것으로 하고, 그 나노 점토를 금속의 나노 입자와 혼합함과 더불어 에폭시수지 또는 아크릴수지를 함유한 도료와 혼합하여 공조기의 송풍기 임펠러 및 케이싱 표면에 코팅처리하여 항균성을 얻도록 한다.
다음에, 본 발명을 보다 알기 쉽고 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 들어 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시예에만 한정되지 않음을 밝힌다.
[실시예]
(실시예 1)
평균 7nm 크기를 갖는 은(Ag) 나노 입자를 200ppm 농도로 하고, 200nm 크기의 점토를 7wt％로 하여 아크릴수지 또는 에폭시수지를 함유한 도료에 혼합하여 표면 코팅 처리된 공조기 항균 송풍기의 임펠러 시편을 대장균(escherichia coli ATCC 8739)에 대하여 살균력 시험을 45분후, 60분후로 각각 실시한 결과, 45분 만에 99％ 이상의 살균력을 검증하였다.
1. 시험결과 : 살균력(의뢰자 제시방법-JIS Z 2801, 필름밀착법 2000 준용)-45분, 60분 경과 후
<표 1>
Figure 112005033913390-pat00001
(실시예 2)
상기 실시예 1의 공조기 송풍기 임펠러 항균 시편을 동일한 시료로 하여 곰팡이 저항성 시험을 실시한 결과,‘곰팡이 균사의 발육이 인지되지 않는다'라는 결과를 얻었다.
1. 시험명 : 곰팡이 저항성의 표시
2. 시험방법 : KS A 0702(2001)에 준함
3. 시험조건 : 1) 시험균종 : 아스퍼질러스 니가(aspergillus niger) ATCC 6275
2) 배양조건 : 온도 28～30℃, 습도 95～99％
4. 시험결과의 표시 : 곰팡이 저항성의 표시 3
<표 2>
Figure 112005033913390-pat00002
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법에 의하면, 1∼20nm의 크기를 갖는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택되는 금속의 나노 입자를 나노 점토(10∼200nm)와 일정 비율로 혼합하고나서 공조기 송풍기의 임펠러 및 케이싱 표면에 아크릴수지 또는 에폭시수지를 함유한 도료에 혼합하여 항균 코팅 처리함으로써, 금속의 나노 입자에 의해 송풍기 표면에 서식하는 각종 박테리아 및 곰팡이류를 원천적으로 제거할 수 있고, 특히 박테리아를 1시간 이내에 강력하게 살균할 수 있는 효과가 있다.
삭제
또한, 나노크기의 점토가 상기 송풍기 임펠러 및 케이싱의 표면을 고르게 하고 내구성을 향상시킬 뿐 아니라 도막의 건조 시간을 단축시키게 된다.
또, 상기 금속의 나노 입자 중에서 질산은(AgNO3)을 사용하여 제조된 금속의 은(Ag) 나노 입자를 이용할 경우 콜로이드 용액 중 제조과정에서 발생되는 은 이온(Ag+)의 상대 이온인 질산기 이온(NO3 -)을 제거한 상태에서 사용하기 때문에 부식성 없고 색 변화인 황변도 나타나지 않음과 동시에 우수한 내구성을 유지시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 금속의 나노 입자와 나노 점토에 의해 공조기의 송풍기 임펠러와 케이싱의 표면을 항균처리하기 위해, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO2)에서 선택되는 어느 하나 또는 그 조합의 금속의 나노 입자를 상기 나노 점토와 혼합한 후, 아크릴수지와 에폭시수지 중에서 선택된 어느 하나를 함유하는 도료에 혼합하여 상기 송풍기 임펠러와 케이싱의 표면을 코팅 처리하고,
    상기 나노 점토와 혼합하기 이전의 상기 금속의 나노 입자의 초기 농도는 1,000ppm～10,000ppm 이고, 그 입자크기는 1∼20nm이며,
    상기 나노 점토 및 도료와의 혼합시 금속의 나노 입자의 최종 사용농도는 100ppm～200ppm이고,
    상기 나노 점토의 입자크기는 10∼200nm인 것을 특징으로 하는 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속의 나노 입자 중에서 은(Ag) 나노입자(nano-silver)는 그 금속 염 및 화합물인 질산은(AgNO3), 과염소산 은(AgClO4), 염소산 은(AgClO3), 황산은(Ag2SO4), 아세트산 은(CH3COOAg)에서 선택된 것을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 은(Ag) 화합물 중에서 상기 질산은(AgNO3)에 의해 제조된 은(Ag) 나노 입자는 그 질산은(AgNO3)에 의한 제조시 필연적으로 생성되는 은 이온(Ag+)의 상대 이온인 질산기(NO3 -)를 제거한 콜로이드 상태의 은(Ag) 나노 입자이고,
    상기 질산기(NO3 -)의 제거에는 이온교환수지를 통과시키는 방식과 진공증류 방식이 포함되는 것을 특징으로 하는 금속의 나노 입자 및 나노 점토가 표면 처리된 공조기 항균 송풍기의 제조방법.
  4. 삭제
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