KR101380092B1 - 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법 - Google Patents

세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 에바포레이터의 표면을 은과 아연으로 무전해 도금하여 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖도록 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 세균 및 곰팡이 등의 미생물 발생 방지효과가 우수한 에바포레이터를 제조할 수 있으며, 이 에바포레이터를 자동차 에어컨디셔너에 설치하는 경우 별도의 세척 등 관리를 하지 않더라도 쾌적한 자동차 실내환경을 조성할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 에바포레이터를 사용하는 것과 병행하여 기존에 개발된 에바포레이터 세척방법, 세척장치 등을 적용하는 경우 보다 우수한 효과를 기대할 수 있을 것이다.

Description

세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법{Manufacturing method of car airconditioner evaporator for preventing microbial and fungal growth}
본 발명은 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 에바포레이터의 표면을 은과 아연으로 무전해 도금하여 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖도록 하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 에어컨디셔너에는 공기를 냉각시키기 위한 에바포레이터가 포함된다.
이 에바포레이터에는 냉매가 흐르며, 이 냉매가 고압파이프의 팽창밸브를 지나면서 기화되어 흡열 반응이 일어나는데, 이를 이용하여 에바포레이터를 지나는 공기를 차갑게 할 수 있다.
자동차의 에어컨디셔너를 사용하다 보면, 유입된 공기가 에바포레이터를 지나며 냉각되는 과정에서 수분이 생성되고, 이 수분이 에바포레이터에 남게 되면서 외부에서 유입된 세균 및 곰팡이가 번식할 수 있는 조건이 생성되기 때문에, 지속적으로 관리하지 않을 경우 에바포레이터가 심각하게 오염되고 이러한 상태에서 에어컨디셔너를 가동하게 되면 각종 세균 및 곰팡이의 포자 등이 다량으로 자동차 실내로 유입되어 탑승자의 건강에 악영향을 끼치게 된다.
이러한 문제점을 해결하고자 대한민국 등록특허 제10-1072180호, 제10-0349891호 등 에바포레이터를 효과적으로 세척하고 세척효과가 오래 지속될 수 있도록 하는 세척방법 또는 세척제 등이 종래에 개발되어 있으나, 세척을 위해 에어컨디셔너를 분해하여야 하는 번거로움 또는 세척제에 포함된 화학물질로 인해 인체에 미치는 부작용을 수반할 수 있으며, 에바포레이터의 청결 유지 기간이 그리 길지 않다는 문제가 있었다.
이에 본 발명자는 보다 근본적으로 에바포레이터의 세균 및 곰팡이의 발생을 차단함으로써 반영구적으로 자동차 에어컨디셔너의 청결을 유지할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다.
이의 결과, 에바포레이터의 표면을 은과 아연으로 도금하는 경우 반영구적으로 미생물의 발생을 차단할 수 있으며, 도금층의 성분함량 및 두께를 조절함으로써 공기 냉각 기능의 저하 없이 우수한 미생물 발생 차단 효과를 기대할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1072180호 대한민국 등록특허 제10-0349891호
따라서 본 발명의 목적은 자동차 에어컨디셔너의 청결을 유지할 수 있도록 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 에바포레이터의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 방법으로 제조된 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 에바포레이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 에바포레이터를 은(Ag) 및 아연(Zn)의 무전해 도금액에 침지하고 초음파를 가하여, 도금층이 은 50 내지 80중량% 및 아연 20 내지 50중량%를 포함하여 이루어지도록 무전해 도금하는 단계; 및 도금된 에바포레이터를 200 내지 450℃에서 15 내지 24시간 가열하는 단계;를 포함하는 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법을 제공한다.
본 발명의 에바포레이터 제조방법에 있어서, 상기 도금층의 두께가 1 내지 12㎛가 되도록 도금하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터를 제공한다.
본 발명은 에바포레이터의 표면에 은과 아연으로 이루어진 도금층이 형성되도록 하여 에어컨디셔너의 사용에 따라 에바포레이터에 수분이 축적되더라도 세균이나 곰팡이가 서식할 수 없도록 하는 것을 특징으로 하는데, 은과 아연의 항균력이 발휘될 수 있도록 도금하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 발명에서는 무전해 도금 방식을 사용한다. 도금 방식에는 대표적으로 전기 도금, 무전해 도금, 용해금속 침지도금 등이 있는데, 이중 전기 도금을 본 발명에 적용하는 경우에는 은과 아연의 활성화 등의 문제로 인해 항균력이 나타나지 않거나 낮은 효과만을 나타내며, 용해금속 침지도금을 적용하는 경우에는 에바포레이터의 구조상 좁은 틈이 많은데 이러한 부분의 표면까지 도금하는 것이 용이하지 않다. 세균 및 곰팡이의 특성 상 외부에 잘 드러나는 부분 보다 수분이 오랫동안 머물러 있을 수 있는 틈 등에 발생할 확률이 높기 때문에 이러한 부분이 완전히 도금되지 않는다면 제대로된 미생물 발생 방지효과를 기대하기 어렵다. 이에 비해 무전해 도금 방식을 사용하게 되면, 은과 아연의 항균력을 유지하면서 에바포레이터에서 공기가 접촉하는 구석구석의 표면까지 균일한 도금이 이루어질 수 있다. 또한 본 발명에서는 항균 효과를 위해 은과 아연 입자가 표면에 골고루 노출될 수 있도록 하여야 하는데, 전기 도금 또는 용해금속 침지도금 방식을 사용하는 경우에는 이를 실현하기가 어려운 반면, 무전해 도금 방식을 사용하면 이를 효과적으로 실현시킬 수 있다.
특히 무전해 도금 시 초음파를 가하면, 초음파로 인해 도금액이 좁고 구석진 부분까지 용이하게 침투할 수 있고 전체적으로 균일하게 도금층이 형성될 수 있기 때문에 보다 효율적으로 도금을 실시할 수 있으며, 은과 아연 입자가 표면에 골고루 노출되는 효과 또한 더욱 효과적으로 실현할 수 있다. 초음파의 파장은 20 내지 50kHz 정도면 충분하고, 강약을 조절하면서 적용할 수 있다. 이 초음파는 에바포레이터를 도금액에 침지한 상태에서 10 내지 30분간 가하는 것이 바람직하다. 에바포레이터의 형태에 따라 표면적이 넓거나 좁은 틈이 많은 경우에는 초음파의 세기를 강하게 또는 시간을 늘릴 수 있고, 그 반대인 경우에는 초음파 세기를 약하게 또는 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에서는 도금층에 함유되는 은과 아연의 비율을 도금층 총 중량을 기준으로 은 50 내지 80중량%, 아연 20 내지 50중량%로 하는 것이 바람직하다. 이는 도금층으로 인한 항균 효과를 최적화할 수 있는 비율이며, 도금 과정에서 도금액의 pH를 가장 적합한 상태로 조절하기 위한 비율이기도 하다. 또한, 상기 도금층의 두께가 1 내지 12㎛가 되도록 도금하는 것이 바람직하다. 도금층의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 에바포레이터 본연의 역할인 공기 냉각 효율이 상대적으로 낮아지고, 너무 얇을 경우에는 이 도금층으로 인한 항균 효과가 낮아질 수 있다. 도금 시 도금층의 성분 비율 및 두께를 조절하는 방법은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 무전해 도금을 위해, 질산은을 은 화합물로 사용할 수 있으며, 질산아연을 아연 화합물로 사용할 수 있다. 이때 각 화합물의 비율을 조절하여 도금층에 함유되는 은과 아연의 비율을 결정할 수 있다. 질산은과 질산아연 및 가성소다가 포함된 용액을 도금용액으로 사용할 수 있다.
무전해 도금 이후에는 도금층이 형성된 에바포레이터의 표면에 잔존하는 무전해 도금액 성분을 제거하는 것이 필요하다. 무전해 도금된 에바포레이터의 표면에는 가성소다가 잔존하게 되는데, 이를 중화하기 위해 산용액에 침지하는 방법을 사용할 수 있다. 산용액으로는 붕산수를 사용할 수 있으며, 도금과정을 거친 에바포레이터를 80 ~ 100℃ 정도의 붕산수에 침지하면 잔존 가성소다의 중화가 가능하다. 이후에는 물로 세척한 다음 건조하는 것이 좋다. 이 과정을 통해 대부분의 도금액을 제거할 수 있으나, 에바포레이터의 좁은 틈 부분에 존재하는 도금액 등을 완전히 제거하는 것은 어렵다. 도금액에는 인체에 유해한 물질들이 포함되어 있으므로, 이러한 물질이 완전히 제거되지 않는다면 새차 증후군과 같이 화학물질로 인한 피해가 발생할 수 있어, 이러한 물질을 완전히 제거해야할 필요가 있다. 이에 본 발명에서는 고온에서 가열하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 세척 및 건조 이후 200 내지 450℃의 온도로 에바포레이터를 가열하면 도금 과정에서 표면에 남게 된 유해 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 이때 가열시간은 15 내지 24시간으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 세균 및 곰팡이 등의 미생물 발생 방지효과가 우수한 에바포레이터를 제조할 수 있으며, 이 에바포레이터를 자동차 에어컨디셔너에 설치하는 경우 별도의 세척 등 관리를 하지 않더라도 쾌적한 자동차 실내환경을 조성할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 에바포레이터를 사용하는 것과 병행하여 기존에 개발된 에바포레이터 세척방법, 세척장치 등을 적용하는 경우 보다 우수한 효과를 기대할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 에바포레이터의 사진이다.
도 2는 자동차의 에어컨디셔너에 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 에바포레이터가 장착된 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에바포레이터의 시편을 대상으로 황색포도상구균에 대한 항균성을 조사한 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에바포레이터의 시편을 대상으로 대장균에 대한 항균성을 조사한 결과를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에바포레이터의 시편을 대상으로 곰팡이에 대한 항균성을 조사한 결과를 나타내는 사진이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
< 실시예 >
본 실시예에서는 시판되고 있는 자동차용 에바포레이터를 사용하여 무전해 도금을 실시하였다. 이 에바포레이터의 재질은 알루미늄이다.
1. 도금액 제조
질산은, 가성소다(NaOH) 및 물을 혼합하여 은도금 용액을 제조하고, 질산아연, 가성소다(NaOH) 및 물을 혼합하여 아연도금 용액을 제조하였다.
은도금 용액과 아연도금 용액을 혼합하여 최종 도금액을 제조하였다.
각 혼합비율은 도금과정에서 형성되는 도금층의 은과 아연의 비율이 각각 약 70중량%, 30중량%가 되도록 조절하였다.
2. 무전해 도금
상기 1에서 제조한 도금액에 에바포레이터를 침지한 다음, 20 내지 50kHz의 초음파를 10 내지 30분간 가하면서 무전해 도금을 실시하였다. 도금층의 두께가 12㎛는 넘지 않도록 조절하였다.
이때 초음파는 강약을 조절하여 각각 10 ~ 20초 간격으로 반복적으로 처리하였다.
3. 세척 및 건조
상기 2에서 도금된 에바포레이터를 약 90℃의 붕산수에 침지한 다음 물로 깨끗이 수세하고 건조하였다.
4. 가열
상기 3에서 수세 및 건조한 에바포레이터를 전기로에 투입하여 약 300 ~ 400℃에서 약 20시간 동안 가열하였다.
5. 항균 효과 검증
본 발명의 제조방법을 통해 제조된 에바포레이터의 미생물 발생 방지효과를 확인하고자 하였다.
상기 4에서 제조한 에바포레이터의 시편을 시료로 사용하였으며, 한국섬유기술연구소에 의뢰하여 JIS(일본공업규격, Japanese industrial standard) Z 2801:2010, KS(한국산업규격) J 3201:1980(2006 확인)(구 KS A 0702), JIS Z 2801:2000의 시험방법에 따라 평가하였다.
JIS Z 2801:2010의 시험방법에 따라 황색포도상구균 및 대장균에 대한 항균성을 평가한 결과는 표 1 및 2, 도 3 및 4와 같으며, 본 발명에 따른 에바포레이터의 황색포도상구균과 대장균에 대한 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났다.
황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)
시료 생균수 항균활성치 감소율(%)
무가공시험편(접종직후) 2.6×105 - -
무가공시험편(24시간후) 3.4×105 - -
시료(24시간후) < 10 4.5 99.9
* 무가공시험편으로는 폴리에틸렌 필름을 사용.
대장균(Escherichia coli ATCC 8739)
시료 생균수 항균활성치 감소율(%)
무가공시험편(접종직후) 3.2×105 - -
무가공시험편(24시간후) 1.0×106 - -
시료(24시간후) < 10 5.0 99.9
* 무가공시험편으로는 폴리에틸렌 필름을 사용.
KS J 3201:1980의 시험방법에 따라 곰팡이(Chaetomium globosum)에 대한 항균성을 평가한 결과는 도 5와 같으며, 곰팡이 저항성의 표시 3(시료를 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않는다는 결과)으로 나타났다. 즉, 본 발명에 따른 에바포레이터의 곰팡이에 대한 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났다.

Claims (3)

  1. 에바포레이터를 은(Ag) 및 아연(Zn)의 무전해 도금액에 침지하고 초음파를 가하여, 도금층이 은 50 내지 80중량% 및 아연 20 내지 50중량%를 포함하여 이루어지도록 무전해 도금하는 단계; 및
    도금된 에바포레이터를 200 내지 450℃에서 15 내지 24시간 가열하는 단계;를 포함하는 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도금층의 두께가 1 내지 12㎛가 되도록 도금하는 것을 특징으로 하는 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 에바포레이터 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항의 제조방법으로 제조된 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 에바포레이터.
KR1020120138614A 2012-12-01 2012-12-01 세균 및 곰팡이 발생 방지효과를 갖는 자동차 에어컨디셔너의 에바포레이터 제조방법 KR101380092B1 (ko)

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