KR100922566B1

KR100922566B1 - 공기 정화용 필터

Info

Publication number: KR100922566B1
Application number: KR1020070056696A
Authority: KR
Inventors: 박종훈; 박찬정
Original assignee: 웅진코웨이주식회사
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2009-10-21
Also published as: KR20080108740A

Abstract

본 발명은 공기 정화용 필터에 관한 것으로, 플라스틱으로 이루어진 공기 정화용 필터의 거름망에 은, 구리, 아연으로부터 선택된 적어도 하나의 금속이 증착 또는 도금되어 있고, 그 상부에 금(Au) 또는 백금(Pt)이 증착 또는 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터가 제공된다.

본 발명에 따른 공기 정화용 필터는 인체에 무해하며, 산화방지 기능이 있어 색상이 변하지 않으며 광택이 지속되며, 또한 재사용을 위해 물청소로도 간편하게 청소할 수 있어 관리가 용이할 뿐만 아니라 물청소후에도 항균성능이 저하되지 않고 항균성을 지속적으로 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기 정화용 필터는 지속적으로 전자파 차폐효과를 나타낼 수 있다.

공기, 정화, 필터, 금, 증착

Description

공기 정화용 필터{AIR CLEANING FILTER}

도 1은 본 발명의 공기 정화용 필터의 표면(좌)과 단면(우)의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 공기 정화용 필터의 항균도 측정 시험 결과를 나타낸 것이다(좌상: 필터와 접촉되지 않은 대조군(대장균), 우상: 필터와 접촉되지 않은 대조군(황색포도상구균), 좌하: 필터와 접촉된 실험군(대장균), 우하: 필터와 접촉된 실험군(황색포도상구균)).

본 발명은 공기 정화용 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 무해하며 우수한 항균성을 보유할 뿐만 아니라 재사용을 위해 물로 세척하여도 항균성이 저하되지 않고 지속적으로 항균성을 나타내는 공기 정화용 필터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차, 냉장고와 같은 가전제품, 공조기, 가스마스크, 정수기, 상하수처리장치, 공기정화기, 클린룸 등에는 세균과 진균 등의 미생물을 제거할 수 있는 항균 필터가 장착되어 있다. 예를 들어, 차량용 공기정화 시스템은 차량의 실내 또는 실외 공기를 송풍기를 사용하여 유입 또는 재순환시키는데, 이러한 공기 중에는 세균 및 진균 등의 미생물이 포함되어 있으므로 이들을 제거하여 청결한 공기를 유지시킬 수 있도록 항균 필터가 차량용 스테레오의 후방에 장착되어 있다.

또한, 실험용 동물을 사육하는 동물 사육실 및 병원 수술실 등과 같은 클린룸에는 동물과 사람 등에서 배출되는 배설물과 세균 등에 의해 실내가 오염되는 것이 방지되도록 항균 필터가 장착된 항균 공조기가 설치된다.

항균 필터는 각종 미생물과 같은 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 항균소재가 구비된다. 이와 관련된 선행 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제0213789호에는 폴리우레탄 폼에 활성탄 및 인공효소촉매(Cu-프탈로시아닌)을 도포, 첨착시킨 항균 필터가 개시되어 있다. 이 외에도 항균 성능을 갖게하는 다양한 항균 필터가 개시되어 있다.

한편, 최근 들어 각종 금속 소재에 다양한 기능성이 요구되고 있는데, 특히 항균성능에 대한 수요가 증대되고 있다. 예를 들어, 에어컨 및 공기 청정기의 필터 등은 각종 세균류 및 곰팡이 등이 번식하기 쉬워 악취를 발생하기도 하며, 심지어는 인체에 유해한 세균이 번식하여 각종 질병을 유발하기도 하고, 병원성 대장균 O-157에 의한 식중독, 목욕탕에서 발생하는 폐렴을 일으키는 레지오넬라균 등의 심각한 사회문제를 유발시키기 때문에 이를 방지하기 위한 고기능성 항균도료가 요구되고 있다.

이와 관련하여, 플라스틱에 세균이나 곰팡이의 번식을 방지하기 위한 종래의 기술을 살펴보면, 방균제 또는 항균제를 혼용하는 방법이 과거부터 사용되어 왔다.

예를 들어, 미국 특허 제4,683,080호에 개시된 10,10-옥시비스페녹시 이르신(OBPA) 방균제는 유기 비소계 화합물로서 비소가 인체에 축적되어 신장이나 간장의 조직을 파괴하는 무서운 물질로 알려져 인체에 치명적인 해를 끼치는 단점이 있으며, 타벤다졸(TBZ)는 방균제로서 효과가 광범위하지 못하여 방균력이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 국내 공개특허 제94-14561호에는 방균제와 열안정제를 사용하여 항균력을 부여하는 방법이 소개되어 있으나, 플라스틱 수지내에 첨가하는 방식으로 인체에 해로울 뿐만 아니라, 항균력이 우수하지 못하다.

또한, 기존 공기 청정기의 프리-필터는 P.P.(폴리프로필렌) 또는 나일론 등의 플라스틱을 이용한 단순 직조형태의 거름망으로 큰 먼지나 애완동물의 털 등을 제거하는 역할을 해왔다. 최근에는, 항균기능을 추가하기 위한 항균 필터를 제공하기 위해 일반적으로 플라스틱에 항균제를 스프레이 또는 디핑처리하여 프리-필터를 항균처리하고 있으나, 이와 같이 제조된 항균 프리-필터는 재사용을 위해 물로 세척하게 되는데 이때 항균제가 씻겨 내려가서 기능을 상실하게 되는 문제가 있다.

이에 본 발명의 목적은 인체에 무해하며 우수한 항균성을 보유할 뿐만 아니라 재사용을 위해 물로 세척하여도 항균성이 저하되지 않고 지속적으로 항균성을 나타내는 공기 정화용 필터를 제공하는데 있다.

본 발명의 일견지에 의하면, 플라스틱으로 이루어진 공기 정화용 필터의 거름망에 은, 구리, 아연 등으로 부터 선택된 적어도 하나의 금속이 증착 또는 도금되어 있고, 그 상부에 금(Au) 또는 백금(Pt)이 증착 또는 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터가 제공된다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구를 거듭한 결과, 플라스틱 재질로 이루어진 필터에 항균성 금속물질을 증착 또는 도금처리한 후 금을 재도포하여 산화방지 기능을 부여함과 동시에 항균성을 지속적으로 유지할 수 있음을 발견하여, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

본 발명의 공기 정화용 필터는 항균성 금속이 증착 또는 도금된 필터에 금 또는 백금이 증착 또는 도금되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 금속의 증착 또는 도금은 일반적으로 알려진 증착 또는 도금법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 금 증착 또는 도금은 진공 플라즈마 증착에 의해 이루어질 수 있으며 그 과정은 다음과 같다. 먼저, 진공 챔버내에 아르곤 가스를 흘려주며, Au에 직류 전원을 공급한다. 그 다음, 피복하고자 하는 물질과 Au 사이에 플라즈마를 발생시킨다. 그러면 고출력 직류전류계에 의해 아르곤 가스가 양이온화되고, 이 양이온은 Au 표면에 충돌 후 Au 원자들이 방출된다. Au 원자들은 전자기장에 의해 모재 위에 충돌하여 표면에 피복된다.

본 발명에서 상기 금 증착 또는 도금은 이에 한정하는 것은 아니나, 진공 증착, 플라즈마증착, 화학 도금법등에 의해 수행될 수 있다.

상기 금 또는 백금층의 두께는 이에 한정하는 것은 아니나, 그 두께가 0.1-100um로 증착 또는 도금되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금 또는 백금은 나노미터수준의 입자크기를 갖는다. 이에 한정하는 것은 아니나, 상기 금 또는 백금은 10-50 나노미터범위의 입자크기가 집적되는 것이 바람직하다. 이러한 나노미터범위의 입자크기로 금 또는 백금이 집적되어 있어 본 발명에 따른 공기 정화용 필터는 세척이나 일상생활의 마찰 등으로 입자가 떨어져나가는 것을 방지한다.

또한, 상기 금 또는 백금은 1cm³내의 면적에 증착되어있는 물질전체 중량 기준으로 1-5 중량%의 양으로 증착 또는 도금되는 것이 바람직하다. 만일 금 또는 백금의 농도가 1중량%미만인 경우에는 금 또는 백금의 검출이 어렵고, 부식 방지등의 효과가 떨어지는 것으로 나타났으며, 5중량%를 넘는 경우에는 재료비적인 문제로 적용하기에는 바람직하지 않다.

한편, 상기 금 또는 백금을 증착 또는 도금하기에 앞서 항균성 금속을 플라스틱으로 이루어진 공기 정화용 필터의 거름망에 증착 또는 도금처리하는데, 이때 상기 항균성 금속은 이에 한정하는 것은 아니나, 은, 구리, 아연으로부터 선택될 수 있다. 이러한 항균성 금속의 증착 또는 도금은 상기 금 또는 백금의 증착 또는 도금과 동일한 방식에 의해 수행될 수 있으며, 이러한 항균성 금속층의 두께는 이에 한정하는 것은 아니나, 그 두께가 0.1-100μm로 증착 또는 도금되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 상기 플라스틱은 이에 한정하는 것은 아니나, P.P.(폴리프로필렌), P.E.(폴리에틸렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 나일론 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 공기 정화용 필터는 프리필터로 사용될 수 있으며, 상기 필터의 거름망은 직조형태 또는 격자의 조합형태일 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예

실시예 1

본 발명의 공기 정화용 필터의 제조

흰색 또는 투명한 재질의 PET 화이버를 격자형태로 제직하여 필터 형태로 제 작한후 진공 챔버 안에서 1차로 은을 증착시키고 구리와 아연을 2차로 증착시킨후, 마지막으로 Au을 증착을 시키게 된다. 이때 공정 시간은 2m/min이며 증착되는 금속 입자의 크기는 10nm에서 200nm 이내의 크기를 갖는다. 증착공정은 다음과 같다: Step #1 - 진공 챔버 내에 아르곤 가스를 흘려주며, Target(Gold)에 직류 전원을 공급. Step #2 - 코팅하고자 하는 물질과 Target(Gold) 사이에 플라스마 발생시킴. Step #3 - 고출력 직류전류계에 의해 아르곤 가스 양이온화됨. Step #4 - 양이온이 Target(Gold)표면에 충돌 후 Target(gold) 원자들이 방출 됨. Step #5 - Target(Gold) 원자들이 전자기장에 의해 모재 위에 충돌하여 표면에 파묻히게 됨(안정적 증착). 이때 수분을 제거하기 위한 전처리 조건은 75℃, 60분이었으며, 진공 챔버 조건은 초기는 1×10^-6 torr, 진행시 3×10^-6 torr로 하였다. 모든 증착 과정은 동일한 공정을 따르며 공정 속도는 2m/min이었으며 증착기의 기기는 일본 미쯔비시사 진공 증착기 MP-V 6000을 사용하였으며, 그리고 증착물은 증착이 진행 될 때 약 300-600nm로 증착이 되고 1차, 2차, 3차 증착을 거치면 약 1000 nm-2000nm의 증착층이 생기도록 하였다.

실시예 2

필터의 항균 성능 시험

상기 실시예 1에서 제조된 필터의 항균 성능을 시험하였다. 시험은 KS M 0146-2003 진탕플라스크법에 의해 한국소비과학 연구센타 (FITI)에 의뢰하여 이루 어졌으며, 시험방법 및 결과는 다음과 같다.

시험은 시험균액을 (37±1℃)에서 24시간 진탕 배양후 균수 측정 하였으며 사용 균주는 ATCC 6538표준 균주인 황색포도상구균 (Staphylococcus)와 ATCC 25922 표준 균주인 대장균(Escherichia coil)를 사용하여 시험 하였다.

<시험 결과>

본 발명에 따른 항균 코팅제가 적용된 시료의 시험균주에 대한 항균 시험 결과는 다음과 같다.

(1) 항균도 시험결과

항균력(KS M 0146-2003, 진탕플라스크법) : 세균수/ml, 세균감소율 %

		BLANK	시료
균주 1	초기균수	1.3×10⁴	1.3×10⁴
	24시간후	1.1×10⁷	<10
	세균감소율	---	99.9
균주 2	초기균수	1.2×10⁴	1.2×10⁴
	24시간후	1.6×10⁸	<10
	세균감소율	---	99.9

주) ·시험조건

- 시험균액을 (37±1)℃에서 24시간 진탕 배양후 균수 측정(진탕횟수 120회/분)

- 중화용액 사용량 : 50ml, 접종배지 : TBS 1ml

- 중화용액 : 1/500 TSB(TRYPTICASE SOY BROTH) 포함.

·사용공시균주 :

균주 1 - 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) ATCC 6538.

균주 2 - 에스케리차 콜라이(Escherichia coli) ATCC 25922.

·< = 미만

<결과 요약>

항균도 시험 결과, 대조군에 비하여 본 발명의 항균 코팅제로 코팅된 필터는 99.9%의 항균력을 나타내어 우수한 항균 효과를 나타내었다.

Claims

플라스틱으로 이루어진 공기 정화용 필터의 거름망에 은, 구리, 및 아연으로 부터 선택된 적어도 하나의 금속이 증착 또는 도금되어 있고, 그 상부에 금(Au) 또는 백금(Pt)이 그 두께가 0.1-100 um로, 그리고 금 또는 백금이 증착되어 있는 물질 전체 중량을 기준으로 1-5중량%의 양으로 증착 또는 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 금 또는 백금은 10-50나노미터범위의 입자크기가 증착 또는 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 플라스틱은 P.P.(폴리프로필렌), P.E.(폴리에틸렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 나일론 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터.
제 1항에 있어서, 상기 공기 정화용 필터는 프리필터로 사용되는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터.
제 1항에 있어서, 상기 공기 정화용 필터의 거름망은 직조형태 또는 격자의 조합형태인 것을 특징으로 하는 공기 정화용 필터.