KR101325967B1 - 활성탄 필터용 용지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성탄 분말이 쉽게 탈락하지 않고, 파열강도 및 인장강도 등의 물성이 우수하며 공기투과도가 양호한 활성탄 필터용 용지에 관한 것으로서, 닥펄프 및 일반 펄프가 혼합되고 해리된 펄프혼합물에 사이즈제, 정착제 및 활성탄을 혼합하여 초지 및 건조되어 이루어진 한지를 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.

Description

활성탄 필터용 용지{Activated carbon filter paper}
본 발명은 활성탄 분말이 쉽게 탈락하지 않고, 파열강도 및 인장강도 등의 물성이 우수하며 공기투과도가 양호한 활성탄 필터용 용지에 관한 것이다.
생활환경에서 발생하는 공기오염물질은 꽃가루, 분진 및 미세먼지 등의 입자상 오염물질과 휘발성유기화합물(VOCs), 악취, 환경호르몬 등의 가스상 오염물질, 곰팡이, 세균, 박테리아 등의 생물학적 오염물질로 구분되며 최근 건축 재료 및 마감재의 사용이 증가하면서 인간의 생활공간 내의 공기환경은 점점 악화되고 있다.
이러한 공기오염물질이 인체에 미치는 피해는 즉시 나타나지 않기 때문에 간과하기 쉬우나 미량의 오염물질이라도 장시간 노출되면 심각한 피해가 유발될 수 있고 특히, 유아 및 노약자 등 면역성이 낮은 사람에게는 그 피해정도가 매우 심각하다.
대표적인 피해로는 꽃가루 및 미세먼지로 인한 알러지성 호흡기질환, 집먼지 진드기로 인한 아토피 피부염, 건축 자재 및 마감재에서 발생하는 가스상 오염물질로 인한 새집증후군 등이 있으며 최근 급속도로 확산되었던 신종인플루엔자와 더불어 피해강도는 날로 심각해지고 있다.
이와 같은 피해와 심각성에도 불구하고 실내 공기환경 개선에 대한 실제적인 노력은 미흡한 실정이며 일부 환기시설이 완비된 대규모 공공시설을 제외하고 대다수의 시설에서는 환기시설이 제대로 갖추어져 있지 않아 실내공기의 오염정도는 매우 높은 것으로 나타나고 있다.
최근 가전업체에서는 환풍기 및 에어컨 등 냉난방기에 공기정화용 장치를 부착하여 시판하고 있고 별도의 공기정화만을 위한 공기청정기도 생산판매하고 있으며 그 시장이 점차 확대되고 있다.
현재 대부분의 필터부품은 화학섬유를 부직포형태로 가공하여 사용하고 있으며, 화학필터는 고가이고 사용 후 산업폐기물로 처리되어 처리비용 뿐만 아니라 환경에 악영향을 주고 있다.
본 발명은 활성탄 분말이 쉽게 탈락하지 않고, 파열강도 및 인장강도 등의 물성이 우수하며 공기투과도가 양호한 활성탄 필터용 용지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 닥펄프 및 일반 펄프가 혼합되고 해리된 펄프혼합물에 사이즈제, 정착제 및 활성탄을 혼합하여 초지 및 건조되어 이루어진 한지를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 활성탄 필터용 용지를 제공한다.
특히, 상기 닥펄프 및 일반 펄프는 1:30~50의 중량비율로 혼합되어 이루어지는 것이 좋다.
상기 사이즈제는 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 0.4~0.5중량부 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
그리고 상기 활성탄은 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 5~10중량부 혼합되어 이루어지고, 상기 정착제는 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 0.1~0.3중량부 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 활성탄 필터용 용지에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 활성탄 필터용 용지는 닥펄프 및 일반 펄프가 혼합되고 해리된 펄프혼합물에 사이즈제, 정착제 및 활성탄을 혼합하여 초지 및 건조되어 이루어진 한지를 이용하여 제조된다.
상기 펄프혼합물은 닥펄프와 일반펄프가 혼합되어 이루어지고, 특히 닥펄프와 일반펄프가 1:30~50의 중량비율로 혼합되는 것이 좋다. 일반펄프가 다량 혼합되는 경우 물성이 저하되고 공기투과도가 저하되며, 일반펄프가 소량 혼합되는 경우 내구성은 향상되나 제조비용이 상승하는 문제가 있다.
그리고 상기 사이즈제는 CMC(carboxymethyl cellulose) 등을 사용하고, 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 0.4~0.5중량부가 혼합되는 것이 좋다. 사이즈제가 0.4중량부 미만으로 혼합되는 경우 내수성 및 내구성 등이 좋지 못하고, 0.5중량부 초과로 혼합되는 경우 섬유와 반응하지 못하는 사이즈제가 물에 의해 가수분해되어 사이징효과를 저하시키는 문제가 있다.
다음으로 상기 정착제는 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 0.1~0.3중량부가 혼합되는 것이 좋다. 상기 정착제가 0.1 중량부 미만으로 혼합되는 경우 인장강도 등이 좋지 못하고 활성탄의 결합력이 좋지 못하며, 0.3중량부 초과로 혼합되는 경우 파열강도가 저하되어 필터 제조하기 위해 편파성형시 불량이 많이 발생하는 문제가 있다.
상기 활성탄은 분말형태로 상기 펄프혼합물에 혼합되고, 상기 펄프혼합물 100중량부에 대해 5~10 중량부가 혼합되는 것이 좋다. 상기 활성탄이 5중량부 미만으로 혼합되는 경우 소취성, 항균성 등이 좋지 못하고, 10 중량부 미만으로 혼합되는 경우 인장강도 등의 물성이 저하되는 문제가 있다.
그리고 상기 펄프혼합물에는 사용 용도에 따라 세피오라이트, 제올라이트 및 세라믹 섬유 등이 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 활성탄 필터용 용지는 활성탄 분말이 쉽게 탈락하지 않고, 파열강도 및 인장강도 등의 물성이 우수하며 공기투과도가 양호한 효과가 있다.
이와 같은 본 발명의 활성탄 필터용 용지는 공기청정기 뿐만 아니라 냉·난방기, 차량의 공기정화필터 등에 널리 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예 2의 원지의 앞면 및 뒷면을 각각 촬영한 전자현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 활성탄 필터용 용지를 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
닥펄프 및 일반 펄프를 1: 20의 중량비율로 혼합한 펄프혼합물 100 중량부에 사이즈제로서 CMC 0.4 중량부, 정착제 0.2 중량부, 활성탄 5 중량부를 혼합하여 장망초지기를 이용하여 초지한 후 건조 및 압착하여 실시예 1인 활성탄 필터용 용지를 제조하였다.
[실시예 2]
닥펄프 및 일반 펄프를 1: 30의 중량비율로 혼합한 펄프혼합물 100 중량부에 사이즈제로서 CMC 0.5 중량부, 정착제 0.1 중량부, 활성탄 7 중량부를 혼합하여 장망초지기를 이용하여 초지한 후 건조 및 압착하여 실시예 2인 활성탄 필터용 용지를 제조하였다.
[실시예 3]
닥펄프 및 일반 펄프를 1: 40의 중량비율로 혼합한 펄프혼합물 100 중량부에 사이즈제로서 CMC 0.5 중량부, 정착제 0.3 중량부, 활성탄 10 중량부를 혼합하여 장망초지기를 이용하여 초지한 후 건조 및 압착하여 실시예 3인 활성탄 필터용 용지를 제조하였다.
[실시예 4]
닥펄프 및 일반 펄프를 1: 50의 중량비율로 혼합한 펄프혼합물 100 중량부에 사이즈제로서 CMC 0.4 중량부, 정착제 0.2 중량부, 활성탄 5 중량부를 혼합하여 장망초지기를 이용하여 초지한 후 건조 및 압착하여 실시예 4인 활성탄 필터용 용지를 제조하였다.
[실시예 5]
닥펄프 및 일반 펄프를 1: 60의 중량비율로 혼합한 펄프혼합물 100 중량부에 사이즈제로서 CMC 0.4 중량부, 정착제 0.2 중량부, 활성탄 7 중량부를 혼합하여 장망초지기를 이용하여 초지한 후 건조 및 압착하여 실시예 5인 활성탄 필터용 용지를 제조하였다.
[평량, 파열강도 등의 측정]
실시예 1 내지 5의 활성탄 필터용 용지의 평량, 파열강도, 인장강도, 공기투과도를 측정하였고, 그 결과를 표 1로 나타냈다. 이때 원지의 평량은 KS M ISO 536, 파열강도는 KS M ISO 2758, 인장강도는 KS M ISO 1924-2, 공기투과도는 KS K 0570(시험면적: 20cm2, 정압: 200Pa)의 방법에 의하여 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
평량
(g/m2)		 144 138 140 148 142
파열강도
(kPa)		 220 225 215 221 218
인장강도
(kN/m)		 MD 0.94 0.91 0.98 0.95 0.96
CD 0.49 0.45 0.51 0.48 0.46
공기투과도
(cm2/분/cm2)		 95 97 93 96 95
[원지의 표면분석]
활성탄 필터용 용지의 표면에 활성탄 입자가 균일하게 분포되어 있는지 여부를 확인하기 위하여 실시예 2의 원지의 앞면 및 뒷면에 대해 각각 전자현미경(SEM)을 이용하여 분석하였다. 실시예 2의 원지의 앞면 및 뒷면의 전자현미경 사진은 도 1 및 도 2이다.
도 1 및 도 2와 같이 원지의 앞·뒷면이 유사한 균일도를 가졌으며, 닥펄프 사이의 공극에 활성탄 입자들이 안정적으로 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다.
[소취율 시험]
실시예 2의 활성탄 필터용 용지에 대해 암모니아, 포름알데히드 및 아세트산의 소취율을 가스검지법에 의해 시험하였고, 그 시험결과를 표 2로 나타냈다.
시험시간 암모니아 포름알데히드 아세트산 시험조건

30분
90
98
90



- 시료량: 10×10cm(1.5g)
- 가스농도: 500ppm
- 용기부피: 1000ℓ
- 시험온습도: 24℃, 33%

60분
92
99
96

90분
92
99
96

120분
94
99
96
표 2와 같이 활성탄 필터용 용지의 소취율 시험결과 120분 후 암모니아 94%, 포름알데히드 99%, 아세트산 96%의 제거율을 나타냈으며, 포름알데히드와 아세트산은 빠른 소취율을 보였다.
[항균도 시험결과]
실시예 2의 활성탄 필터용 용지에 대해 폐렴균, 포도상구균을 이용하여 KS K 0693 시험방법으로 항균도 시험을 실시하였고, 그 결과는 표 3과 같다.
시험항목
 시험결과
균주 1 균주 2
항균도 시험법

(KS K 0693)
99.9
99.9
1) 시험균종
- 균주 1: Staphylococcos aureus ATCC 6538
- 균주 2: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352
2) 대조푠: 표준 면포
3) 접종균액의 농도: 균주1(1.3×105 CFU/ml), 균주2(1.3×105 CFU/ml)
4) 비이온계면활성제: Tween80, 접종균액에 0.05% 첨가
표 3과 같이 실시예 2의 활성탄 필터용 용지는 폐렴군, 포도상구균 모두 99.9%의 항균도를 보유하는 것으로 나타났다.
[휘발성유기화합물 제거율 시험]
실시예 2의 활성탄 필터용 용지에 대해 휘발성유기화합물 제거율 시험을 하였고, 그 결과는 표 4와 같다.

 VOC
Ethyl
benzene		 Styrene Benzene Toluene Xylene TVOC
검출량

(mg/kg)
1미만
1미만
1미만
1미만
1미만
1.41

검출한계
1
1
1
1
1
-
1) 시험규격: MS 300-55준용, HS(head space법)
2) TVOC: hexane에서 hexadecane까지 톨루엔으로 외삽하여 산출
표 4와 같이 실시예 2의 활성탄 필터용 용지의 휘발성유기화합물(VOC) 제거율이 기준치 미만으로 제거됨을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 닥펄프 및 일반 펄프가 1:30~50의 중량 비율로 혼합되고 해리된 펄프혼합물에 사이즈제, 정착제 및 활성탄을 혼합하여 초지 및 건조되어 이루어진 한지를 이용하여 제조되고,
    상기 펄프혼합물 100중량부에 상기 사이즈제 0.4~0.5중량부, 상기 정착제 0.1~0.3중량부, 상기 활성탄 5~10중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 활성탄 필터용 용지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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