KR101237285B1 - Polymer composite materials for building air conditioning or dehumidification and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 방사법을 사용하여 수분 흡착성, 내구성 및 항균성이 우수한 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법은 (S1) 내구성 및 항균성을 부여하도록 가교제 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액 또는 고분자 혼합용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 얻는 단계; (S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계를 포함한다. 본 발명에 따라 제조된 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재는 수분흡착 성능과 내구성이 매우 우수하고 항균성을 가지고 있어, 건물 공조 시 실내 공기내의 수분이 갖고 있는 잠열부하를 회수하여 냉난방공조부하를 낮추어 에너지를 절약함과 아울러 쾌적한 공기를 실내에 공급할 수 있다. 또한 제습식 냉방 시 여름철의 고온다습한 대기로부터 제습을 실시하여 현열과 잠열 부하를 분리하여 잠열부하를 낮춤으로써 공조부하를 낮추어 에너지를 절감시킬 수 있다. 이 외에도 수분에 민감한 생산 공정이나 수분 제어를 필요로 하는 산업분야 또는 수분에 의한 손상이나 부식을 방지하기 위한 분야 등에서 공기 중의 수분을 감소시켜 건조한 공기를 얻는데 활용될 수 있다.The present invention relates to a method for producing a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification excellent in moisture adsorption, durability and antimicrobial properties using the electrospinning method. Specifically, the method for manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material according to the present invention (S1) polymer composite material solution by adding a crosslinking agent or a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution or polymer mixed solution to give durability and antimicrobial properties Obtaining; (S2) preparing a nanofiber sheet by electrospinning the polymer composite material solution; And (S3) crosslinking the nanofiber sheet by heat treatment. The polymer composite material for building air conditioning or dehumidification prepared according to the present invention has excellent moisture adsorption performance and durability, and has antibacterial properties, thereby recovering latent heat loads of moisture in indoor air during building air conditioning to lower air conditioning and air conditioning loads. In addition to saving energy, air can be supplied indoors. In addition, when dehumidifying cooling, dehumidification is carried out from the high temperature and high humidity atmosphere in summer to reduce the latent heat load by separating the sensible heat and latent heat load, thereby reducing the air conditioning load and saving energy. In addition, it can be used to obtain dry air by reducing moisture in the air in a water-sensitive production process or an industrial field requiring moisture control, or an area for preventing damage or corrosion by water.
Description
본 발명은 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친수성 고분자 용액에 가교제 또는 가교제 및 다공성 충전제가 첨가된 고분자 복합소재 용액을 전기 방사하여 나노 크기의 직경을 가진 섬유 시트를 제조하고, 가교반응을 시켜 얻은 항균성과 내구성이 우수하고 표면적이 넓어 수분 흡탈착 특성이 매우 우수한 건물공조용 또는 제습용 고효율 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification, and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a nano-sized diameter by electrospinning a solution of a polymer composite material in which a crosslinking agent or a crosslinking agent and a porous filler are added to a hydrophilic polymer solution. The present invention relates to a highly efficient composite material for building air conditioning or dehumidification having excellent antibacterial properties and durability obtained by crosslinking reaction and having a wide surface area, and having excellent moisture adsorption and desorption characteristics.
근래 건물의 고기밀화, 고단열화 경향으로 인해 오염된 실내 공기의 질을 향상시키기 위한 공조시스템의 중요성이 정부의 규제와 맞물려 부각되고 있다. 건물공조는 난방, 냉방 및 환기로 분류되며 공조를 원활하게 해 줌으로써 건물 내부에서 활동하는 사람들의 건강과 쾌적감, 실내 환경에 대한 만족감을 증진시키며 생산성을 증가시킨다. 건물의 공기조화 시스템의 용량을 결정하는 부하는 현열과 잠열 두 가지의 열부하가 있으며, 그 중 잠열부하가 공조용량의 30~50%를 차지한다. 현열은 열전달에 의한 온도변화를 의미하고, 잠열은 공기 중에 포함된 수분이 기화되거나 액화될 때 전달되는 열량을 의미한다. 수분의 상변화가 일어날 때는 온도변화가 일어나지 않으며 일정한 열량이 전달되어야 하기 때문에 공조부하가 발생한다. 공조소재를 사용하여 공기로부터 수분을 제거하면 제습/냉방시스템은 현열부하만 담당하게 되므로 기존의 방식에 비해 공조기가 작아지고 에너지를 절약할 수 있다. Recently, the importance of air conditioning system to improve the quality of indoor air polluted due to the high density and high insulation of buildings has been highlighted with government regulations. Building air conditioning is classified into heating, cooling, and ventilation, and facilitates air conditioning to increase the productivity and productivity of people working inside the building, improving the health, comfort, and indoor environment. The load that determines the capacity of the building's air conditioning system has two types of heat loads: sensible and latent heat, of which latent heat accounts for 30-50% of the air conditioning capacity. Sensible heat refers to a change in temperature by heat transfer, latent heat refers to the amount of heat transferred when the moisture contained in the air is vaporized or liquefied. When the phase change of moisture occurs, there is no temperature change and air conditioning load occurs because a certain amount of heat must be transferred. Dehumidification / cooling system is responsible for sensible heat load only when removing moisture from air by using air conditioning material, so the air conditioner is smaller and energy can be saved than the conventional method.
이러한 공조시스템에는 환기유니트용 전열교환기. 제습/냉방용 제습로터, 로터식 전열교환기 등이 있다. 도 1은 로터식 전열교환기를 도시한 것으로 외부의 공기가 공급되고 내부의 공기가 배출되는 공정을 나타낸 공정도이다. 이때 실내에서 배기되는 공기로부터 수분을 흡습하여 손실되는 잠열부하를 회수한 상태에서 로터식 전열교환기가 회전하면서 흡습제인 고분자 복합소재가 외부에서 공급된 공기중의 수분과 열교환하여 다시 잠열부하를 회수하여 실내에 공급함으로써, 냉난방시 실내공기를 외부의 신선한 공기와 환기시키면서 에너지를 절감시킬 수 있는 공조시스템이다.This air conditioning system includes a total heat exchanger for the ventilation unit. Dehumidification rotor for dehumidification / cooling, rotor type total heat exchanger. 1 is a process diagram illustrating a process in which an external air is supplied and an internal air is discharged, showing a rotor type heat exchanger. At this time, the rotor type heat exchanger rotates while the latent heat load lost by absorbing moisture from the air exhausted from the room is recovered, and the latent heat load is recovered by exchanging heat with the moisture in the air supplied from the polymer composite material as an absorbent. By supplying indoors, it is an air conditioning system that can save energy while ventilating indoor air with external fresh air during cooling and heating.
현재 건물공조소재에 대한 연구가 진행 중이나 대부분 치밀질 종이, 무기질 재료, 금속실리케이트, 실리카겔 및 제올라이트 등을 사용하는 일반적인 흡습제 개발이 주를 이루고 있다. 예를 들어, 일본 세이부기켄(주)은 고분자 흡습제 분말을 개발하여 이를 금속박판 등에 함침 또는 코팅한 전열교환기를 개발 판매 중에 있으나, 상기 고분자 흡습제 분말은 기공에 의한 흡착이 아니라 이온의 수화력에 의한 흡착에 의해 수분만을 흡착하므로 오염분자는 흡착하지 않고 대기로 방출하는 특성이 있다. Currently, research on building air-conditioning materials is underway, but the development of general absorbents using dense paper, inorganic materials, metal silicates, silica gel, and zeolites is the main. For example, Japan's Seibugiken Co., Ltd. has developed a polymer moisture absorbent powder and is developing and selling a total heat exchanger impregnated or coated with a metal thin plate, but the polymer moisture absorbent powder is not absorbed by pores, but by hydration of ions. Adsorption of moisture only by adsorption has the property of releasing polluting molecules into the atmosphere without adsorption.
최근에는 항균성 등의 고기능화 특성을 가지면서 건물공조 및 제습/냉방용 시스템 등의 다양한 디자인에 용이하게 적용할 수 있으며, 흡습성능이 뛰어난 고분자 복합소재를 이용한 건물공조용 또는 제습용 고효율 복합소재의 개발에 대한 요구가 날로 커지고 있다.Recently, it has high functionalization characteristics such as antimicrobial properties and can be easily applied to various designs such as building air conditioning and dehumidification / cooling systems, and development of high efficiency composite materials for building air conditioning or dehumidification using polymer composite materials having excellent moisture absorption performance. The demand for is growing day by day.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 건물 공조시스템의 다양한 디자인에 용이하게 적용할 수 있으며, 항균성과 내구성이 우수하고 수분흡습 특성이 매우 우수한 건물공조용 또는 제습용 고효율 고분자 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. In order to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention can be easily applied to various designs of the building air conditioning system, high efficiency polymer for building air conditioning or dehumidification excellent in antibacterial and durable and excellent moisture absorption properties It is to provide a composite material and a method of manufacturing the same.
본 발명은, (S1) 항균성 및 내구성을 부여하도록 가교제, 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 얻는 단계; (S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계를 포함하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 제조방법은 (S3) 단계 이전 또는 이후, 금속 박판, 세라믹 화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 접착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The present invention provides a polymer composite solution by adding a crosslinking agent, or a crosslinking agent and a porous filler to a hydrophilic polymer solution to impart antimicrobial activity and durability; (S2) preparing a nanofiber sheet by electrospinning the polymer composite material solution; And (S3) provides a method for manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material comprising the step of heat-treating the nanofiber sheet. The manufacturing method according to the present invention may further include adhering to the metal thin plate, the ceramic fiber sheet or the conductive polymer film before or after the step (S3).
본 발명은, (S1) 내구성 및 항균성을 부여하도록 가교제, 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 제조하는 단계; (S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 금속 박판, 세라믹 화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 직접 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계를 포함하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법을 더 제공한다.The present invention, (S1) adding a crosslinking agent, or a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution to give durability and antimicrobial properties to prepare a polymer composite solution; (S2) preparing a nanofiber sheet by directly electrospinning the polymer composite material solution on a metal thin plate, ceramic fiber sheet or conductive polymer film; And (S3) further provides a method of manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material comprising the step of heat-treating the nanofiber sheet.
본 발명은 친수성 고분자와 가교제 또는 가교제 및 다공성 충진제를 포함하는 용액으로부터 전기 방사 및 가교를 통해 제조된 내구성 및 항균성이 우수한 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재를 더 제공한다. The present invention further provides a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification having excellent durability and antibacterial properties prepared by electrospinning and crosslinking from a solution containing a hydrophilic polymer and a crosslinking agent or a crosslinking agent and a porous filler.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
하나의 구체예에서, 본 발명에 의한 건물공조용 고분자 복합소재의 제조방법은, (S1) 내구성 및 항균성을 부여하도록 가교제, 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 얻는 단계; (S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계를 포함한다. In one embodiment, the manufacturing method of the polymer composite material for building air conditioning according to the present invention, (S1) adding a crosslinking agent, or a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution to give durability and antimicrobial properties to obtain a polymer composite solution step; (S2) preparing a nanofiber sheet by electrospinning the polymer composite material solution; And (S3) crosslinking the nanofiber sheet by heat treatment.
(S1) 단계에서, 내구성 및 항균성을 부여하도록 가교제, 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 얻는다. 본 단계에서 친수성 고분자 용액은 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌설폰산, 폴리스티렌 설폰산/말레산 공중합체, 폴리스티렌설폰산 나트륨염, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 레진, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로스 유도체 및 이온교환수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 친수성 고분자를 물, 알코올, DMF, NMP 및 DMAc로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 이때, 친수성 고분자 용액의 중량 기준으로 친수성 고분자 함량은 0.5 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 친수성 고분자의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 점도가 너무 높아 전기방사 공정이 어려운 문제가 있고, 0.5 중량%에 미달하는 경우 점도가 너무 낮아 나노섬유가 제조되지 않는 문제가 있다.In the step (S1), a crosslinking agent, or a crosslinking agent and a porous filler are added to the hydrophilic polymer solution to give durability and antimicrobial properties to obtain a polymer composite solution. In this step, the hydrophilic polymer solution is polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid / maleic acid copolymer, polystyrene sulfonic acid sodium salt, polyacrylate, polyacrylate resin, polyethylene glycol, polyethylene oxide, cellulose derivative And at least one hydrophilic polymer selected from the group consisting of ion exchange resins can be prepared by dissolving in at least one solvent selected from the group consisting of water, alcohol, DMF, NMP and DMAc. In this case, the hydrophilic polymer content is preferably 0.5 to 50% by weight based on the weight of the hydrophilic polymer solution. When the content of the hydrophilic polymer is more than 50% by weight, the viscosity is too high, there is a problem that the electrospinning process is difficult, when the viscosity is less than 0.5% by weight there is a problem that the nanofibers are not manufactured.
또한, 본 단계는, 용매에 친수성 고분자를 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계; 용매에 친수성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 다른 고분자를 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계; 및 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하여 친수성 고분자 용액을 제조하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the step, dissolving a hydrophilic polymer in a solvent to prepare a first solution; Preparing a second solution by dissolving another polymer selected from the group consisting of hydrophilic polymers in a solvent; And mixing the first solution and the second solution to prepare a hydrophilic polymer solution.
친수성 고분자 용액에서 친수성 고분자의 함량비는 특별히 제한되지 않으며, 요구되는 물성에 따라 적절히 조절하여 사용할 수 있다.The content ratio of the hydrophilic polymer in the hydrophilic polymer solution is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the required physical properties.
본 단계에서 내구성과 항균성을 개선하기 위해 첨가되는 가교제는 디벤조일퍼옥사이드(dibenzoyl peroxide)등의 과산화물(peroxide)계, 테트라에틸올소실리케이트와 3,3-디에톡시프로필트리에톡시실란 등의 무기물전구체와 실란 커플링제 화합물, 글루타르알데히드 등의 알데히드류, 폴리아크릴산, 디이소시아네이트, 디에시드와 그 치환물 및 술폰기를 함유하는 유기산 등으로 이루어지는 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 특히 설포숙신산(SSA), 폴리스티렌 설폰산 및 폴리 4-스티렌 설폰산-co 말레산 나트륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 술폰산기를 함유하는 유기산이 바람직하다. In this step, the crosslinking agent added to improve durability and antimicrobial properties is peroxide-based, such as dibenzoyl peroxide, tetraethylolsosilicate and inorganic precursors such as 3,3-diethoxypropyltriethoxysilane. And silane coupling agent compounds, aldehydes such as glutaraldehyde, polyacrylic acids, diisocyanates, diesides and their substituents, and organic acids containing sulfone groups, and the like, and at least one selected from the group consisting of sulfosuccinic acid (SSA). Preferred is an organic acid containing a sulfonic acid group selected from the group consisting of polystyrene sulfonic acid and poly 4-styrene sulfonic acid-co maleic acid sodium salt.
본 단계에서 항균성과 내구성을 개선하기 위해 첨가하는 다공성 충전제는 제올라이트(zeolites), SBA-15, MCM-41, 실리카겔, 탄소, 탄소나노튜브 등이 사용될 수 있다. 또한 Cu나 Ag 등과 같은 금속이온이 치환된 다공성 충전제가 사용될 수 있다.Zeolites, SBA-15, MCM-41, silica gel, carbon, carbon nanotubes, etc. may be used as the porous filler added to improve antimicrobial properties and durability at this stage. In addition, a porous filler substituted with metal ions such as Cu or Ag may be used.
고분자 복합소재 용액에서 가교제의 함량은 친수성 고분자 중량 기준으로 20 중량% 이하인 것이 바람직하다. 가교제의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 가교반응 후 고분자 복합소재의 경도가 너무 높거나 부서지는 문제가 발생할 수 있다.The content of the crosslinking agent in the polymer composite material solution is preferably 20% by weight or less based on the weight of the hydrophilic polymer. When the content of the crosslinking agent exceeds 20% by weight, the hardness of the polymer composite material may be too high or break after the crosslinking reaction.
또한, 고분자 복합소재 용액에서 다공성 충전제의 함량은 친수성 고분자 중량 기준으로 50 중량% 이하인 것이 바람직하다. 다공성 충전제의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 분산이 잘 안되어 뭉쳐지는 문제가 발생할 수 있으며 수분 흡착량이나 흡착속도가 낮아질 수 있다.In addition, the content of the porous filler in the polymer composite solution is preferably 50% by weight or less based on the weight of the hydrophilic polymer. When the content of the porous filler exceeds 50% by weight, poor dispersion may cause agglomeration, and the amount of water adsorption or the rate of adsorption may be lowered.
본 발명의 (S2) 단계에서는 전기방사법이 사용되는데, 전기방사법은 고분자 복합소재 용액을 주사기 또는 모세관 등에 주입하고 전기장을 이용하여 방사함으로써 표면적이 증가된 나노섬유상의 시트를 제조할 수 있다. 전기방사 시에 고압의 전기장을 걸어줌으로써 나노섬유상 조직을 보다 효과적으로 형성할 수 있고, 고분자 복합소재 용액의 점도와 전압 그리고 방사거리 등을 조절함으로써 섬유상 조직의 직경 등을 제어할 수 있으며, 제조되는 섬유상의 직경은 수십 나노미터에서 수십 마이크로미터 등과 같은 넓은 범위를 가지도록 조절될 수 있고, 이에 의해 복합소재 시트의 표면적을 조절할 수 있어 수분의 흡착량이 매우 커질 수 있다. In the step (S2) of the present invention, an electrospinning method is used, and the electrospinning method may prepare a nanofiber sheet having an increased surface area by injecting a polymer composite material solution into a syringe or capillary tube and spinning using an electric field. The nanofibrous tissue can be formed more effectively by applying a high-pressure electric field during electrospinning, and the diameter of the fibrous tissue can be controlled by controlling the viscosity, voltage, and spinning distance of the polymer composite solution. The diameter of can be adjusted to have a wide range, such as several tens of nanometers to several tens of micrometers, thereby adjusting the surface area of the composite sheet can be very large adsorption amount of moisture.
(S3) 단계에서, (S2) 단계에서 제조된 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시킨다. 가교방법은 가열에 의해 가교반응을 개시시키며, 고온에서 일정시간을 유지하여 가교반응을 완료한다. 금속염을 사용한 과산화물을 가교제로 사용한 경우 상온에서 일정시간을 방치하여 가교반응을 진행시킨다.In step (S3), the nanofiber sheet prepared in step (S2) is crosslinked by heat treatment. The crosslinking method initiates a crosslinking reaction by heating and maintains a constant time at a high temperature to complete the crosslinking reaction. When a peroxide using a metal salt is used as a crosslinking agent, the crosslinking reaction is performed by leaving it at a constant temperature at room temperature.
본 발명의 (S3) 단계 이전 또는 이후에, 금속 박판, 세라믹화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 접착시키는 단계를 포함할 수 있다. 알루미늄 박판, 스테인레스 박판 등과 같은 금속박판, 세라믹화이버 등으로 구성된 세라믹화이버 시트, 염화비닐 등과 같은 전도성 고분자 필름 중에서 하나가 선택되어 그 위에 가교된 고분자 복합소재 시트 또는 가교 이전의 나노섬유 시트가 접착될 수 있다. 또한, 금속박판 표면에 접착제를 도포하고 시트를 단면 또는 양면에 접착시킬 수 있다. Before or after step (S3) of the present invention, it may include the step of adhering to the metal sheet, ceramic fiber sheet or conductive polymer film. One can be selected from a ceramic fiber sheet composed of a metal thin plate such as an aluminum thin plate or a stainless steel plate, a ceramic fiber, a conductive polymer film such as vinyl chloride, or the like, and a crosslinked polymer composite sheet or a nanofiber sheet before crosslinking can be adhered thereto. have. In addition, an adhesive may be applied to the metal thin plate surface and the sheet may be adhered to one or both sides.
다른 구체예에서, 본 발명에 의한 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법은, (S1) 내구성 및 항균성을 부여하도록 가교제, 또는 가교제 및 다공성 충전제를 친수성 고분자 용액에 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 제조하는 단계; (S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 금속 박판, 세라믹화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 직접 전기방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계를 포함한다. 본 구체예에서는 고분자 복합소재 용액을 금속 박판, 세라믹화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 직접 전기방사하여 나노섬유 시트를 제조한 후 가교 반응시킨다는 점을 제외하고는 첫 번째 구체예와 동일하다. In another embodiment, the method of manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material according to the present invention, (S1) by adding a crosslinking agent, or a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution to impart durability and antimicrobial properties to the polymer composite solution Preparing a; (S2) preparing a nanofiber sheet by directly electrospinning the polymer composite material solution on a metal thin plate, ceramic fiber sheet or conductive polymer film; And (S3) crosslinking the nanofiber sheet by heat treatment. In this embodiment, the polymer composite material solution is the same as the first embodiment except that the cross-linking reaction after preparing the nanofiber sheet by direct electrospinning to the metal thin plate, ceramic fiber sheet or conductive polymer film.
본 발명에 의한 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재는 환기유니트용 전열교환기, 제습/냉방용 제습로터와 로터식 전열교환기 등에 광범위하게 사용될 수 있다. 환기유니트용 전열교환기는 투습특성이 우수한 전열교환막을 이용하여 제조되는 직육면체 형태의 열교환기로서 수분을 투과시키고, 오염공기는 투과하지 않는 전열교환막을 개발하여 허니컴 형태로 성형함으로써 얻어진다. 이러한 전열교환기는 환기시 배출되는 공기 중의 수분이 갖고 있는 잠열을 종이 전열막을 통해 도입 외기에 전달하여 실내온도 및 습도를 유지시킬 수 있고, 황사 등 미세먼지를 제거하여 각종 질병을 예방할 수 있으며, 천정 취부형으로 밀폐되므로 소음 발생을 최소화하여 조용하게 실내를 유지할 수 있고, 배기구와 흡기구가 구분되어 있는 양방향 강제 환기방식으로 환기효과가 탁월하며, 그리고 실내공기의 재순환이 아닌 말끔히 여과된 외부의 신선한 공기를 공급하므로 건강하고 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있는 장점들이 있다. The polymer composite material for building air conditioning or dehumidification according to the present invention can be widely used in a ventilation unit preheat exchanger, a dehumidification / cooling dehumidification rotor and a rotor type preheat exchanger. The total heat exchanger for the ventilation unit is a rectangular parallelepiped heat exchanger manufactured using a total heat exchange membrane having excellent moisture permeability, and is obtained by developing a honeycomb type by developing a total heat exchange membrane that does not permeate moisture and does not transmit contaminated air. The heat exchanger can transfer the latent heat of moisture in the air discharged through ventilation to the outside air through the paper heat transfer membrane to maintain indoor temperature and humidity, and to prevent various diseases by removing fine dust such as yellow dust. As it is sealed by mounting type, it can keep the room quietly by minimizing the occurrence of noise, and it has excellent ventilation effect by the two-way forced ventilation method that separates the exhaust vent and the intake vent, and cleanly filtered fresh air instead of recirculation of indoor air. There are advantages in maintaining a healthy and comfortable indoor environment.
제습/냉방용 제습로터는 여름철의 고온다습한 대기로부터 제습을 실시하여 잠열부하와 현열부하를 분리함으로써 적은 에너지로 냉방을 실시하는 제습 냉방시스템의 핵심부품으로 사용되며, 또한 공기 중의 수분을 감소시켜 제품의 저온건조나, 품질향상 및 유지, 생산공정의 습도조절 등을 목적으로 사용되며, 구체적으로 제약이나 전자, 식품 빛 분말건조 등과 같은 수분에 민감한 제품의 생산 공정이나, 수분에 의한 손상이나 부식을 방지하기 위한 분야 등에서 공기 중의 수분을 감소시켜 건조한 환경을 얻는데 사용될 수 있다. The dehumidification rotor for dehumidification / cooling is used as a key part of the dehumidification cooling system that cools with low energy by separating the latent heat and sensible heat by performing dehumidification from the high temperature and high humidity atmosphere in summer and also reducing moisture in the air. It is used for low temperature drying of products, quality improvement and maintenance, and humidity control of production processes.In particular, the production process of moisture sensitive products such as pharmaceuticals, electronics, light powder drying, etc. It can be used to obtain a dry environment by reducing the moisture in the air, for example in the field for preventing.
로터식 전열교환기는 실내외 공기의 유입 및 유출에 의해 발생하는 열수지를 제어하고, 실내공기 정화에도 효과적이며, 냉난방 부하를 절감시킬 수 있는 고효율 에너지 절약형 장치이다. 이러한 로터식 전열교환기는 냉난방 환기시 배기공기의 수분이 갖고 있는 잠열을 회수하여 급기되는 공기내의 수분이 갖고 있는 잠열과 열 교환함으로써 별도의 가열원이나 냉각원 없이 강제 급ㆍ배기 열회수 환기장치로 이용될 수 있다. 로터식 전열교환기의 잠열교환매체인 흡습제가 함침, 코팅 또는 접착되어 있는 원통형의 허니컴 구조체가 이용되고 있으며, 이러한 허니컴 구조체에 사용되는 잠열교환매체로 본 발명의 건물공조용 고분자 복합소재가 사용될 수 있다.The rotor type heat exchanger is a high efficiency energy-saving device that controls the heat balance generated by inflow and outflow of indoor and outdoor air, is effective for purifying indoor air, and can reduce heating and cooling loads. The rotor type heat exchanger recovers the latent heat of moisture in the exhaust air during air conditioning and heat exchange with the latent heat of moisture in the supplied air, and is used as a forced supply / exhaust heat recovery ventilator without a separate heating or cooling source. Can be. A cylindrical honeycomb structure in which a moisture absorbent, which is a latent heat exchange medium of a rotor type heat exchanger, is impregnated, coated, or bonded, is used. As the latent heat exchange medium used in the honeycomb structure, the polymer composite material for building air conditioning of the present invention may be used. .
본 발명에 의한 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재는 표면적의 증가에 의한 흡착과 이온의 수화력에 의한 흡착을 통해 수분흡착 성능이 우수하고, 내구성 및 항균성이 매우 우수하여, 건물 공조 시 실내 공기내의 수분이 갖고 있는 잠열부하를 회수하여 냉난방 공조부하를 낮추어 에너지를 절약함과 아울러 쾌적한 공기를 실내에 공급할 수 있다. 또한 제습식 냉방 시 여름철의 고온다습한 대기로부터 제습을 실시하여 현열과 잠열 부하를 분리하여 잠열부하를 낮춤으로써 공조부하를 낮추어 에너지를 절감시킬 수 있다. 이 외에도 수분에 민감한 생산 공정이나 수분제어를 필요로 하는 산업분야 또는 수분에 의한 손상이나 부식을 방지하기 위한 분야 등에서 공기 중의 수분을 감소시켜 건조한 공기를 얻는데 활용될 수 있다. 따라서 본 발명은 다양한 분야의 수분 흡습 및 제습용으로 활용될 수 있는 장점이 있다.The polymer composite material for building air conditioning or dehumidification according to the present invention has excellent water adsorption performance through adsorption by increasing surface area and hydration of ions, and has excellent durability and antibacterial properties. By recovering the latent heat load of moisture, the air-conditioning load can be lowered to save energy and supply air to the room. In addition, when dehumidifying cooling, dehumidification is carried out from the high temperature and high humidity atmosphere in summer to reduce the latent heat load by separating the sensible heat and latent heat load, thereby reducing the air conditioning load and saving energy. In addition, it can be used to obtain dry air by reducing moisture in the air in a water-sensitive production process or an industrial field requiring moisture control or in a field for preventing damage or corrosion by water. Therefore, the present invention has an advantage that can be utilized for moisture absorption and dehumidification of various fields.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 고분자 복합소재를 이용한 고효율 건물공조용 또는 제습용 소재의 제조 방법에 따르면, 항균특성이 우수하고 수분흡착 성능과 내구성이 현저하게 개선되어 건물 공조 시 냉난방용 공기의 수분을 조절하여 공조부하를 낮추고 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러 각종 질병을 예방할 수 있으며 쾌적한 공기를 실내에 공급할 수 있다. 또한 제습식 냉방 시 여름철의 고온다습한 대기로부터 제습을 실시하여 현열과 잠열 부하를 분리하여 잠열부하를 낮춤으로써 공조부하를 낮추어 에너지를 절감시킬 수 있다. 이 외에도 수분에 민감한 생산 공정이나 수분제어를 필요로 하는 산업분야 또는 수분에 의한 손상이나 부식을 방지하기 위한 분야 등에서 공기 중의 수분을 감소시켜 건조한 공기를 얻는데 활용될 수 있다. As described above, according to the manufacturing method of the high-efficiency building air conditioning or dehumidification material using the polymer composite material of the present invention, the antibacterial property is excellent and the moisture adsorption performance and durability is remarkably improved. By controlling the air conditioning load can be lowered and the energy efficiency can be improved. In addition, various diseases can be prevented and comfortable air can be supplied indoors. In addition, when dehumidifying cooling, dehumidification is carried out from the high temperature and high humidity atmosphere in summer to reduce the latent heat load by separating the sensible heat and latent heat load, thereby reducing the air conditioning load and saving energy. In addition, it can be used to obtain dry air by reducing moisture in the air in a water-sensitive production process or an industrial field requiring moisture control or in a field for preventing damage or corrosion by water.
본 발명의 고분자 복합소재는 다양한 분야의 수분 흡습 및 제습용으로 활용될 수 있는 장점이 있는데 구체적으로 보면 환기유니트용 전열교환기, 제습/냉방용 제습로터와 로터식 전열교환기 등의 다양한 건물공조 및 제습/냉방용 시스템에 사용될 수 있다. The polymer composite material of the present invention has an advantage that can be utilized for moisture absorption and dehumidification in various fields. Specifically, various building air conditioning and dehumidification such as a heat exchanger for a ventilation unit, a dehumidification / cooling dehumidification rotor for a ventilation unit, and a rotor type heat exchanger. / Can be used in cooling systems.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환로터의 공정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 PVA 고분자의 가교반응 메카니즘을 도시한 그림이다.
도 3는 실시예 1의 PVA 나노섬유 시트, 가교된 시트 그리고 제올라이트를 첨가한 나노섬유 시트의 주사전자현미경 사진들이다.
도 4는 실시예 2의 나노섬유 시트의 수분흡착량을 측정한 그래프이다.
도 5는 실시예 2-4의 내구성을 측정한 것으로 세척 후 남아있는 고분자량을 초기 고분자 대비로 계산하여 백분율로 표시한 표이다.
도 6은 실시예 5-7의 항균성을 측정한 것으로 대장균을 35℃에서 24시간 배양한 사진이다.
도 7은 실시예 5-7의 항균성을 측정한 것으로 살모렐라균을 35℃에서 24시간 배양한 사진이다. 1 is a process chart showing the process of the total heat exchange rotor according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a crosslinking mechanism of the PVA polymer of Example 1 of the present invention.
3 is a scanning electron micrograph of the nanofiber sheet to which the PVA nanofiber sheet, crosslinked sheet and zeolite were added in Example 1;
Figure 4 is a graph measuring the moisture adsorption amount of the nanofiber sheet of Example 2.
5 is a table measuring the durability of Examples 2-4 and calculating the high molecular weight remaining after washing to the initial polymer relative to the percentage.
Figure 6 is a photograph of the culture of E. coli at 35 ℃ for 24 hours to measure the antimicrobial activity of Example 5-7.
Figure 7 is a photo of the Salmonella bacteria cultured at 35 ℃ for 24 hours to measure the antimicrobial activity of Example 5-7.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.
실시예Example 1 One
60℃에서 폴리비닐알코올(PVA, 87-89% hydrolyzed, Sigma-Aldrich)을 증류수에 10중량%로 용해시켜 PVA 용액을 제조하였다. 제조된 PVA 용액에 가교제로 설포숙신산(SSA, Aldrich)을 PVA 무게 대비 20중량%를 첨가하여 1시간 이상 교반시킨다. 또한 제올라이트 A를 PVA 중량 기준으로 1 중량%를 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 제조하였다. PVA solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol (PVA, 87-89% hydrolyzed, Sigma-Aldrich) at 60 ° C in distilled water at 10% by weight. To the prepared PVA solution, sulfosuccinic acid (SSA, Aldrich) was added as a crosslinking agent to 20 wt% of the PVA weight and stirred for at least 1 hour. In addition, 1% by weight of zeolite A based on the PVA weight was added to prepare a polymer composite solution.
제조된 고분자 복합소재 용액을 전기방사장치(NT-PS-35K, NTSEE Co., Korea)를 사용하여 전기 방사하여 고분자 나노섬유 시트를 제조하였다. 전기방사에 사용된 전압은 20 kV였으며, 양전하가 걸린 주사바늘과 음전하가 걸린 집속장치와의 거리는 18cm이였다. 방사 용액을 담은 주사기로는 유리로 제조된 10ml 주사기를 사용하였으며 주사 바늘의 직경은 0.5 mm이었다. 용액의 공급 속도는 시간당 0.7ml, 집속장치의 회전속도는 300 rpm이였다. 방사시간에 따라 나노섬유 시트의 두께를 조절할 수 있으며, 본 실시예에서 제조된 나노섬유 시트의 두께는 30 ㎛이었다.The polymer composite material solution was electrospun using an electrospinning apparatus (NT-PS-35K, NTSEE Co., Korea) to prepare a polymer nanofiber sheet. The voltage used for electrospinning was 20 kV, and the distance between the needle with the positive charge and the focusing device with the negative charge was 18 cm. As a syringe containing the spinning solution, a 10 ml syringe made of glass was used, and the diameter of the injection needle was 0.5 mm. The feed rate of the solution was 0.7 ml per hour, and the rotation speed of the focusing apparatus was 300 rpm. The thickness of the nanofiber sheet can be adjusted according to the spinning time, and the thickness of the nanofiber sheet prepared in this example was 30 μm.
제조된 나노섬유 시트를 120℃에서 1시간 동안 가열하여 가교반응을 진행하였다. 본 실시예의 가교반응 메카니즘을 도 2에 나타내었다. 또한 주사전자현미경(SEM, Hitachi S-4700)을 사용하여 제조된 나노섬유 시트를 관찰하였으며 PVA 나노섬유 시트, 가교된 시트 그리고 제올라이트를 첨가한 나노섬유 시트의 주사전자현미경 사진들을 도 3에 나타내었다. The prepared nanofiber sheet was heated at 120 ° C. for 1 hour to proceed with the crosslinking reaction. The crosslinking mechanism of this example is shown in FIG. In addition, nanofiber sheets prepared using a scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-4700) were observed, and scanning electron micrographs of PVA nanofiber sheets, crosslinked sheets and nanofiber sheets to which zeolite was added are shown in FIG. 3. .
제조된 나노섬유 시트의 수분흡착 속도를 측정하였다. 수분흡착 실험조건은 열교환효율을 측정하는 KS규격 실험조건을 기준으로 하였으며 Fick's 법칙으로부터 확산계수를 계산하였다. 온도 30℃, 상대습도 60%에서 측정된 수분 흡착속도는 PVA 나노섬유 시트의 경우 2.48x10-11 cm2/s,그리고 1%의 제올라이트가 포함된 나노섬유 시트의 경우 2.96x10-11 cm2/s이였다.The moisture adsorption rate of the prepared nanofiber sheet was measured. The moisture adsorption test conditions were based on the KS standard test conditions for measuring heat exchange efficiency and the diffusion coefficient was calculated from Fick's law. The water adsorption rate measured at a temperature of 30 ℃, relative humidity of 60% in the case of a nanofiber sheet containing the of 2.48x10 -11 cm 2 / s, and 1% of the PVA nanofiber sheet zeolite 2.96x10 -11 cm 2 / s was.
실시예Example 2-4 2-4
60℃에서 폴리비닐알코올(PVA, 87-89% hydrolyzed, sigma-aldrich)을 증류수에 10중량%로 용해시켜 PVA 용액을 제조하였다. 별도로 증류수를 이용하여 폴리스티렌 설폰산-말레산 공중합체(PSSA-MA, sigma-aldrich) 10중량% 용액을 제조한다. 제조된 10중량% PVA 용액과 10중량% PSSA-MA 용액을 각각 PVA:PSSA-MA 비율이 9:1(실시예 2), 8:2(실시예 3), 7:3(실시예 4)이 되도록 혼합하고 교반하여 PVA/PSSA-MA 용액을 제조하였다. 제조된 혼합용액에 가교제인 설포숙신산(SSA, Aldrich)를 PVA 중량 기준으로 20중량% 첨가하여 1시간 이상 교반시켰다.PVA solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol (PVA, 87-89% hydrolyzed, sigma-aldrich) at 10 ° C. in distilled water at 10% by weight. Separately using distilled water to prepare a 10% by weight solution of polystyrene sulfonic acid-maleic acid copolymer (PSSA-MA, sigma-aldrich). In the prepared 10 wt% PVA solution and 10 wt% PSSA-MA solution, the PVA: PSSA-MA ratio was 9: 1 (Example 2), 8: 2 (Example 3), 7: 3 (Example 4), respectively. This was mixed and stirred to prepare a PVA / PSSA-MA solution. 20 wt% of sulfosuccinic acid (SSA, Aldrich), which is a crosslinking agent, was added to the prepared mixed solution based on the PVA weight and stirred for 1 hour or more.
제조된 고분자 복합소재 용액을 전기방사장치 (NT-PS-35K, NTSEE Co., Korea)를 사용하여 전기방사하여 고분자 나노섬유 시트를 제조하였다. 전기방사에 사용된 전압은 20kV였으며, 양전하가 걸린 주사바늘과 음전하가 걸린 집속장치와의 거리는 18cm이였다. 방사 용액을 담은 주사기로는 유리로 제조된 10ml 주사기를 사용하였으며 주사 바늘의 직경은 0.5 mm이었다. 용액의 공급속도는 시간당 0.7ml, 집속장치의 회전속도는 300rpm이였다. 방사시간에 의해 나노섬유 시트의 두께를 조절하였다. 제조된 나노섬유 시트를 120℃에서 1시간 동안 가열하여 가교시켰다.The polymer composite material solution was electrospun using an electrospinning apparatus (NT-PS-35K, NTSEE Co., Korea) to prepare a polymer nanofiber sheet. The voltage used for electrospinning was 20 kV, and the distance between the needle with the positive charge and the focusing device with the negative charge was 18 cm. As a syringe containing the spinning solution, a 10 ml syringe made of glass was used, and the diameter of the injection needle was 0.5 mm. The feed rate of the solution was 0.7 ml per hour, and the rotation speed of the focusing apparatus was 300 rpm. The thickness of the nanofiber sheet was adjusted by spinning time. The prepared nanofiber sheet was crosslinked by heating at 120 ° C. for 1 hour.
제조된 나노섬유 시트의 수분 흡착량을 측정하여 도 4에 나타내었다. 수분흡착 실험조건은 열교환효율을 측정하는 KS규격 실험조건을 기준으로 하였으며 Fick's 법칙으로부터 확산계수를 계산하였다. SSA 첨가에 의한 가교반응에 의해 수분 흡착량이 기대 이상으로 증가했음을 보이고 있다. 또한 온도 30℃, 상대습도 60%에서 측정된 흡착속도는 실시예 2 샘플의 경우 가교 전 2.59x10-9 cm2/s, 가교 후 1.79x10-8 cm2/s이였다.The moisture adsorption amount of the prepared nanofiber sheet was measured and shown in FIG. 4. The moisture adsorption test conditions were based on the KS standard test conditions for measuring heat exchange efficiency and the diffusion coefficient was calculated from Fick's law. It has been shown that the amount of water adsorption increased more than expected by the crosslinking reaction by SSA addition. Also, the adsorption rate measured at a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 60% was 2.59 × 10 −9 cm 2 / s before crosslinking and 1.79 × 10 −8 cm 2 / s after crosslinking for the sample of Example 2.
본 실시예에서 제조된 건물공조 소재의 내구성을 측정하기 위하여 60℃ 증류수를 사용하여 1시간 동안 나노섬유 시트를 세척하였다. 세척 후 남아있는 고분자량을 초기 고분자 대비로 계산하여 백분율로 표시하였으며 도 5에 나타내었다. 실시예 2로부터의 샘플은 "1", 실시예 3으로부터의 샘플은 "2", 그리고 실시예 4로부터의 샘플은 "3"으로 표지되어 있다. 가교제 사용으로 인하여 내구성이 현저하게 개선되었음을 보이고 있다. In order to measure the durability of the building air-conditioning material prepared in this embodiment, the nanofiber sheet was washed for 1 hour using 60 ℃ distilled water. The remaining high molecular weight after washing was calculated as a percentage relative to the initial polymer and is shown in FIG. 5. Samples from Example 2 are labeled "1", samples from Example 3 are labeled "2", and samples from Example 4 are labeled "3". It has been shown that the use of the crosslinking agent is significantly improved durability.
실시예Example 5-7 5-7
60℃에서 폴리비닐알코올(PVA, 87-89% hydrolyzed, sigma-aldrich)을 증류수에 10중량%로 용해시켜 PVA 용액을 제조하였다. 별도로 증류수를 이용하여 폴리스티렌 설폰산-말레산 공중합체(PSSA-MA, sigma- aldrich) 10중량% 용액을 제조한다. 제조된 10 중량% PVA 용액과 10중량% PSSA-MA 용액을 PVA:PSSA-MA 비율이 9:1(실시예 5)이 되도록 혼합하고 교반하여 PVA/PSSA-MA 용액을 제조하였다. 또한 제조된 혼합용액에 가교제인 설포숙신산(SSA, Aldrich)를 PVA 중량 기준으로 20 중량% 첨가하여 1시간 이상 교반하여 고분자 용액을 제조하였다(실시예 6). 여기에 제올라이트 A를 고분자 중량 기준으로 1% 첨가하여 고분자 복합소재 용액을 제조하였다(실시예 7).PVA solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol (PVA, 87-89% hydrolyzed, sigma-aldrich) at 10 ° C. in distilled water at 10% by weight. Separately using distilled water to prepare a 10% by weight solution of polystyrene sulfonic acid-maleic acid copolymer (PSSA-MA, sigma- aldrich). The prepared 10 wt% PVA solution and 10 wt% PSSA-MA solution were mixed and stirred so that the PVA: PSSA-MA ratio was 9: 1 (Example 5) to prepare a PVA / PSSA-MA solution. In addition, 20 wt% of sulfosuccinic acid (SSA, Aldrich), which is a crosslinking agent, was added to the prepared mixed solution based on PVA weight, and stirred for 1 hour or more to prepare a polymer solution (Example 6). Zeolite A was added 1% by weight of the polymer to prepare a polymer composite solution (Example 7).
제조된 고분자 복합소재 용액의 항균성을 측정하기 위하여 각 샘플에 대장균과 살모렐라 균을 배양하였다. 35℃에서 24시간 균을 배양한 후 사진을 촬영하여 측정하였다. 대장균 항균측정의 경우 비교를 위해 대장균 샘플을 별도로 배양하였으며 도 6에 나타내었다. 실시예 5로부터의 샘플은 "1", 실시예 6으로부터의 샘플은 "3", 그리고 실시예 7로부터의 샘플은 "4"로 표시되어 있다. 대장균의 경우 실시예 5의 샘플에서는 약간의 대장균이 배양되었으나, 실시예 6번과 실시예 7번 샘플에서는 전혀 번식하지 않았다. 그러나 실험을 반복한 결과 실시예 6번 샘플의 경우 아주 약간의 대장균이 배양되기도 하였다. 도 7에 나타낸 살모렐라 균의 경우 오른쪽에 비교를 위해 균만 배양하였으며, 왼쪽이 샘플을 이용하여 배양한 결과이다. 살로렐라 균의 경우도 실시예 5의 샘플에서는 약간의 대장균이 배양되었으나, 실시예 6번과 실시예 7번 샘플에서는 전혀 번식하지 않았다. 살모렐라 균의 경우 반복실험에서도 실시예 6번과 7번 샘플의 경우 균이 전혀 배양되지 않았다. 따라서 가교제와 다공성 충전제를 첨가할 경우 항균성이 매우 우수함을 확인하였다.In order to measure the antimicrobial activity of the prepared polymer composite solution, E. coli and Salmonella were cultured in each sample. After incubating the bacteria for 24 hours at 35 ℃ photographed was measured. In the case of E. coli antimicrobial measurement, E. coli samples were separately cultured for comparison. Samples from Example 5 are indicated by "1", samples from Example 6 are indicated by "3", and samples from Example 7 are indicated by "4". In the case of E. coli, a little E. coli was cultured in the sample of Example 5, but no reproduction was performed in the samples of Example 6 and Example 7. However, as a result of repeating the experiment, in case of sample 6, very few Escherichia coli were cultured. In the case of Salmonella bacteria shown in FIG. In the case of Salorella, a little E. coli was cultured in the sample of Example 5, but did not reproduce at all in the samples of Example 6 and Example 7. Salmonella bacteria were not cultured at all in the case of samples 6 and 7 even in the repeated experiments. Therefore, when the crosslinking agent and the porous filler was added, it was confirmed that the antibacterial property was very excellent.
Claims (17)
(S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계
를 포함하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. (S1) obtaining a polymer composite solution by adding a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution to impart durability and antimicrobial properties;
(S2) preparing a nanofiber sheet by electrospinning the polymer composite material solution; And
(S3) heat-treating the nanofiber sheet to crosslink
Method for producing a polymeric composite material for building air conditioning or dehumidification comprising a.
(S3) 단계 이전 또는 이후, 금속 박판, 세라믹화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 접착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method according to claim 1,
(S3) before or after the step, the method of manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material further comprising the step of adhering to the metal sheet, ceramic fiber sheet or conductive polymer film.
(S2) 상기 고분자 복합소재 용액을 금속 박판, 세라믹화이버 시트 또는 전도성 고분자 필름에 직접 전기 방사하여 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 나노섬유 시트를 열처리하여 가교시키는 단계
를 포함하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. (S1) preparing a polymer composite solution by adding a crosslinking agent and a porous filler to the hydrophilic polymer solution to impart durability and antimicrobial properties;
(S2) preparing a nanofiber sheet by directly electrospinning the polymer composite material solution on a metal thin plate, ceramic fiber sheet or conductive polymer film; And
(S3) heat-treating the nanofiber sheet to crosslink
Method for producing a polymeric composite material for building air conditioning or dehumidification comprising a.
상기 (S1) 단계의 친수성 고분자 용액은 용매에 친수성 고분자를 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The hydrophilic polymer solution of the step (S1) is a manufacturing method for building air conditioning or dehumidifying polymer composite material, characterized in that the hydrophilic polymer is prepared by dissolving in a solvent.
상기 (S1) 단계의 친수성 고분자 용액은
용매에 친수성 고분자를 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계;
용매에 상기 친수성 고분자와 다른 친수성 고분자를 용해시켜 제2 용액을 제조하는 단계; 및
상기 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하여 친수성 고분자 용액을 제조하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The hydrophilic polymer solution of the (S1) step
Preparing a first solution by dissolving a hydrophilic polymer in a solvent;
Dissolving the hydrophilic polymer and another hydrophilic polymer in a solvent to prepare a second solution; And
Mixing the first solution and the second solution to produce a hydrophilic polymer solution, characterized in that it comprises a step of manufacturing a building air conditioning or dehumidifying polymer composite material.
상기 용매는 물, 알코올, DMF, NMP 및 DMAc로 이루어지는 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method of claim 4,
The solvent is water, alcohol, DMF, NMP and DMAc method for producing a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌설폰산, 폴리스티렌 설폰산/말레산 공중합체, 폴리스티렌 설폰산 나트륨염, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 레진, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로스 유도체 및 이온교환수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method of claim 4,
The hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid / maleic acid copolymer, polystyrene sulfonic acid sodium salt, polyacrylate, polyacrylate resin, polyethylene glycol, polyethylene oxide, cellulose derivative and ion exchange Method for producing a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification, characterized in that selected from the group consisting of a resin.
상기 친수성 고분자 용액은 친수성 고분자 용액의 중량 기준으로 친수성 고분자의 함량이 0.5 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method of claim 4,
The hydrophilic polymer solution is a method of manufacturing a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification, characterized in that the content of the hydrophilic polymer is 0.5 to 50% by weight based on the weight of the hydrophilic polymer solution.
상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올인 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The hydrophilic polymer is a manufacturing method of a polymer composite material for building air conditioning or dehumidification, characterized in that the polyvinyl alcohol.
상기 가교제는 과산화물(peroxide)계, 무기물 전구체와 실란 커플링제 화합물, 알데히드류, 폴리아크릴산, 디이소시아네이트, 디에시드와 그 치환물 및 술폰기를 함유하는 유기산으로 이루어지는 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The crosslinking agent is at least one selected from the group consisting of peroxides, inorganic precursors and silane coupling agent compounds, aldehydes, polyacrylic acids, diisocyanates, diesides and their substituents and organic acids containing sulfone groups. Method for manufacturing polymer composite material for building air conditioning or dehumidification.
상기 술폰기를 함유하는 유기산은 설포숙신산(SSA), 폴리스티렌 설폰산 및 폴리 4-스티렌 설폰산-co 말레산 나트륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method of claim 10,
The organic acid containing the sulfonic group is prepared from the group consisting of sulfosuccinic acid (SSA), polystyrene sulfonic acid, and poly 4-styrene sulfonic acid-co maleic acid sodium salt. Way.
상기 가교제는 친수성 고분자 중량 기준으로 20 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. The method of claim 10,
The crosslinking agent is a manufacturing method for building air conditioning or dehumidifying polymer composite material, characterized in that 20% by weight or less based on the weight of the hydrophilic polymer.
상기 다공성 충전제는 제올라이트, SBA-15, MCM-41, 실리카겔, 탄소, 탄소나노튜브 또는 Cu 또는 Ag가 치환된 다공성 충전제인 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The porous filler is zeolite, SBA-15, MCM-41, silica gel, carbon, carbon nanotubes or Cu or Ag substituted porous filler characterized in that the manufacturing method for building air conditioning or dehumidifying polymer composite material.
상기 다공성 충전제는 친수성 고분자 중량 기준으로 50 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재의 제조방법. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The porous filler is a manufacturing method for building air conditioning or dehumidifying polymer composite material, characterized in that 50% by weight or less based on the weight of the hydrophilic polymer.
상기 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재가 환기유니트용 전열교환기 및 로터식 전열교환로터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 건물공조 시스템에 사용되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재. The method according to claim 15,
The building air conditioning or dehumidifying polymer composite material is used in a building air conditioning system selected from the group consisting of a heat exchanger and a rotor type heat exchange rotor for a ventilation unit.
상기 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재가 제습용 제습로터 및 제습식 냉방용 제습로터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제습/냉방 시스템에 사용되는 것을 특징으로 하는 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재.The method according to claim 15,
The building air conditioning or dehumidifying polymer composite material is used for dehumidification / cooling systems selected from the group consisting of a dehumidifying rotor for dehumidification and a dehumidifying cooling dehumidifying rotor.
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