KR101743203B1

KR101743203B1 - 개질된 마이카류 광물 칩이 구비된 공기정화용 에어필터와 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101743203B1
Application number: KR1020160134751A
Authority: KR
Inventors: 진강중
Original assignee: (주)동양정밀
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-06-07

Abstract

프리필터와 항균필터 및 활성탄필터를 슬림구조의 단일의 필터로 대체할 수 있는 공기정화용 에어필터와 이의 제조방법이 개시된다. 이를 위하여 복수개의 격자 셀이 구비된 필터프레임과, 각 격자 셀을 충진하는 복수개의 개질된 마이카류 광물 칩과, 상기 필터프레임의 후면을 커버하도록 상기 후면에 부착되는 제1 그물망, 및 상기 필터프레임의 전면을 커버하도록 상기 전면에 부착되는 제2 그물망을 포함하는 공기정화용 에어필터를 제공한다. 본 발명은 각종 공조기기(에어컨, 공기정화기, 온풍기 등)에 사용되는 프리필터와 항균필터 및 활성탄필터를 하나의 필터로 대체할 수 있다.

Description

개질된 마이카류 광물 칩이 구비된 공기정화용 에어필터와 이의 제조방법{AIR FILTER FOR AIR CLEANING HAVING SURFACE MODIFIED SERICITE CHIP AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 통과하는 공기를 필터링하는 공기정화용 에어필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리필터와 항균필터 및 활성탄필터를 슬림구조의 단일의 필터로 대체할 수 있는 공기정화용 에어필터와 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기(air conditioner)는 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포를 조절하는 동시에 공기 속의 이물질 등을 제거하여 쾌적한 공간을 유지하는 장치이다.

이러한 공기조화기는 수평형, 입형, 복합형, 멀티형 등의 다양한 형식으로 이루어지는 메인박스와, 유동을 일으키는 날개차 및 이 날개차로 들어가고 나오는 유동을 안내하는 케이싱 등으로 이루어지는 송풍기와, 가열기, 냉각기, 응축기 등으로 이루어지는 열교환기와, 공기 속의 먼지나 이물질 등을 제거하는 공기정화장치(Filter) 등을 포함한다.

그리고, 공기정화장치는 적당한 위생환경(또는 작업환경)을 유지하기 위해 실내의 공기를 정화하는 경우와 오염된 공기를 대기속으로 배출하기 전에 정화하는 경우가 있으며, 공기조화장치 속에 포함되는 공기여과기(에어 필터), 공기세척기(에어 와셔) 등은 전자에 속하고, 원자력 시설 등의 배기 장치에 설치되는 것은 후자에 속한다.

여기서, 공기여과기는 직물, 종이, 글라스울, 활성탄(活性炭) 등의 여과재에 공기를 통하여 그 속에 들어있는 먼지를 제거하는 것으로 여과재의 종류의 선택에 따라 성능도 크게 달라진다.

보통 공기여과기에는 실외에서 유입되는 공기 중에 부유하는 각종 미세먼지나 분진 등과 같은 인체에 해로운 이물질을 걸러내고, 또 악취가 나는 가스나 공기, 연기 등을 흡착하여 깨끗하게 정화된 상태로 공급하기 위한 필터가 구비되며, 이러한 필터는 공기의 유입구 또는 배출구 쪽의 공기 유로 상에 필수적으로 장착된다.

보다 구체적으로, 공기여과기는 큰 먼지를 걸러주는 부직포필터, 공기 중의 악취와 냄새를 제거하기 위한 활성탄필터, 각종 유해 세균을 제거하는 항균필터, 또는 미세먼지를 제거하기 위한 특수섬유로 제작된 헤파필터 등을 조합하여 사용하게 된다.

도 1은 종래의 공기정화기용 복합필터를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1을 참고하면, 종래의 복합필터(10)는 상하부에 각각 다수의 통기공(11a,12a)을 갖는 상부케이스(11)와 하부케이스(12)가 마련된다.

상기 상부케이스(11)와 하부케이스(12) 사이에는 부직포로 이루어진 제1프리필터(13)와, 전하를 가진 미립자 먼지를 흡착하는 제1정전필터(14)와, 필터 내에서의 세균 번식을 억제하는 항균필터(15)와, 전하를 띤 입자를 흡착하기 위한 제2정전필터(16)와, 유해가스와 악취를 흡착하기 위한 활성탄층(17)과, 활성탄층(17)의 입자의 분산을 억제하기 위한 부직포로 된 제2프리필터(18)가 차례로 적층되어 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 복합필터(10)는 상하부에 각각 다수의 통기공을 갖는 커버 및 프레임과 조립되며, 설치 시에는 수직하게 공기정화기 등에 조립되어 사용된다.

한편, 이와 같은 종래의 복합필터는 유해가스와 악취를 흡착하기 위한 활성탄층(17)이 활성탄소 입자로 제공되며, 따라서 활성탄소 입자가 분산되는 것을 방지하기 위해서는 상부와 하부에 입자의 분산을 억제할 수 있는 필터 구조를 필요로 한다. 예를 들어, 도 1에서는 활성탄층(17) 상부의 제2정전필터(16)와 제2프리필터(18)가 활성탄소 입자의 분산을 방지하는 기능을 같이 수행하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 복합필터는 설치 시에 수직하게 배치되며, 따라서 활성탄층(17)의 활성탄소 입자가 균질하게 분포하는 것이 아니라 아래로 몰리면서 상대적으로 위쪽 공간은 빈 공간으로 남게 되어 활성탄층(17)의 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 발생한다.

또한, 종래의 복합필터는 활성탄층을 구성하는 활성탄소 입자가 외부로 분산되지 않도록 별도의 필터 구조를 필요로 하며, 또한 이를 해결하기 위하여 다수의 부직포 등을 적층하는 경우에는 공기의 저항을 높여서 여과효율이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0729374호(2007.06.15 공고) 대한민국 등록특허 제10-1363333호(2014.02.18 공고) 대한민국 공개실용신안 제20-2010-0007129호(2010.07.08 공개)

따라서, 본 발명의 제1 목적은 단일의 필터를 사용하여 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질을 여과시키는 것은 물론, 공기 중에 포함된 악취를 제거하고, 곰팡이와 세균번식이 억제되는 공기정화용 에어필터를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질을 여과시키는 그물망과, 공기 중에 포함된 악취를 제거하는 개질된 마이카류 광물 칩이 구비된 공기정화용 에어필터의 제조방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 복수개의 격자 셀이 구비된 필터프레임과, 각 격자 셀을 충진하는 복수개의 개질된 마이카류 광물 칩과, 상기 필터프레임의 후면을 커버하도록 상기 후면에 부착되는 제1 그물망, 및 상기 필터프레임의 전면을 커버하도록 상기 전면에 부착되는 제2 그물망을 포함하는 공기정화용 에어필터를 제공한다.

또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 개질된 마이카류 광물 분말 75 내지 85 중량% 및 바인더 15 내지 25 중량%를 혼합하여 코팅용 조성물을 제조하는 단계와, 상기 코팅용 조성물을 고온으로 압축한 후 냉각시켜 압축물을 생성하는 단계와, 상기 압축물을 5 내지 20 ㎜의 직경을 갖는 원판형으로 커팅하여 개질된 마이카류 광물 칩을 생성하는 단계와, 후면에 제1 그물망이 부착된 필터프레임의 격자 셀에 개질된 마이카류 광물 칩을 충진하는 단계, 및 상기 필터프레임의 전면에 제2 그물망을 부착하는 단계를 포함하는 공기정화용 에어필터의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 가정용, 산업용 또는 차량용 각종 공조기기(에어컨, 공기정화기, 온풍기 등)에 사용되는 프리필터와 항균필터와 활성탄필터 및 백금필터를 하나의 필터로 대체할 수 있다.

다시 말해, 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터는 통과하는 공기에 포함된 먼지, 황사 등의 이물질과 각종 유해 세균 및 일산화탄소를 제거할 수 있으며, 세균이나 곰팡이의 번식을 억제한다.

또한, 본 발명은 공조기기에 사용되어 원적외선과 음이온을 다량 방출함으로써 사용자의 신진대사를 촉진시킬 수 있으므로, 공조기기를 사용하는 사람들의 건강증진에 도움을 줄 수 있다.

아울러, 본 발명은 여러 개의 다른 종류의 필터를 단일의 필터로 대체할 수 있으므로, 슬림 구조의 공조기기를 제작하는 토대를 마련해 줄 수 있다.

더욱이, 본 발명은 기존 공조기기의 사용 환경에 따라 기존 공조기기에 한 개 또는 복수개를 선택적으로 사용함으로써 맞춤형 성능을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 공기정화기용 복합필터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의한 개질된 마이카류 광물 칩이 구비된 공기정화용 에어필터(이하, '공기정화용 필터'라고 약칭함)를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일 실시예를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 일 실시예를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터는 에어컨, 공기정화기, 온풍기 등의 각종 공조기기에 설치되어 공조기기로 유입되는 공기를 필터링하는 것으로, 필터의 외형을 제공하는 필터프레임(100)과, 상기 필터프레임(100)에 내부에 수용되는 개질된 마이카류 광물 칩(200)과, 상기 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 필터프레임(100)의 외부로 이탈되지 않도록 필터프레임(100)의 후면 및 전면에 부착되는 제1 그물망(300) 및 제2 그물망(400)을 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터는 필터프레임(100)을 포함한다.

상기 필터프레임(100)은 에어컨, 공기정화기, 온풍기 등의 각종 공조기기에 사용될 수 있도록 호환성을 제공하는 것으로, 각종 공조기기에 설치되는 필터의 외형에 대응되는 외형을 갖는 몸체(110)를 포함한다. 이러한 몸체(110)는 각종 공조기기에 장착될 수 있다면 어떠한 외형을 갖도록 형성되어도 무방하며, 바람직하게는 사각 평판형 구조를 갖도록 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 필터프레임(100)은 내장되는 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 일정하게 배치될 수 있도록 몸체(110)에 복수개의 격자 셀(120)이 구비된다. 이러한 격자 셀(120)은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 원형 등의 구조를 갖도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터는 복수개의 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 포함한다.

상기 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 필터프레임(100)에 구비된 각 격자 셀(120)을 충진하는 것으로, 필터프레임(100)을 통과하는 공기에 음이온 및 원적외선을 공급할 뿐만 아니라 공기에 포함된 산소의 농도를 증가시키는 기능을 제공한다.

상기 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 격자 셀(120)을 충진하도록 군집되더라도 공기가 통과할 수 있다면 칩 형태나 알갱이 형태 등 어떠한 형태로 형성되더라도 무방하지만, 공기가 원활히 통과할 수 있도록 원판형 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 5 내지 20㎜의 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 제1 그물망(300)과 제2 그물망(400)의 구멍을 통해 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 공기정화용 필터의 외부로 이탈되지 않도록 상기 구멍보다 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 크게 형성하기 때문이다.

상기 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 마이카류 광물 분말과 바인더를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로, 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 개질된 마이카류 광물 분말과 바인더의 용융물을 고온 압축하여 봉으로 만들고, 이후 상기 봉을 작은 크기로 커팅하여 칩으로 제조한다.

이러한 개질된 운모류 광물 분말로는 희토류 금속 산화물이 코팅된 운모류 광물 분말을 사용할 수 있다. 이때, 상기 희토류 금속 산화물은 산화 세륨 등을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 운모류 광물 분말의 표면을 코팅하는 산화 세륨(CeO₂)은 공기 중에 포함된 일산화탄소(CO)를 산화시키는 촉매로 작용하며, 디젤의 연소 효율을 증가시키는 역할을 수행한다.

이러한 희토류 금속 산화물을 물과 함께 운모류 광석 분말에 혼합시켜 슬러리를 형성한 후, 상기 슬러리를 약 200℃ 이하의 온도에서 열처리하면, 운모류 광석 분말의 표면상에 희토류 금속 산화물이 코팅된다.

상기 개질된 마이카류 광물 칩(200)으로부터 발산된 원적외선은 피부 세포를 침투하여 각 세포의 물분자에 공조 진동을 일으켜 세포조직을 활성화시켜 인체의 신진대사를 촉진시키고, 혈액의 순환을 향상시키고, 소취력을 강화시킨다. 또한, 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 알파(α)파를 방사하여 유해 박테리아 발생을 70% 이상 억제하고, 중금속, 유기물, 냄새 및 잡균을 흡착 분해시키며, 인체에 유익한 미네랄을 풍부하게 제공한다.

아울러, 마이카류 광물의 분자구성은 KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂이며, 물과 격하게 반응하는 물질을 주성분으로 구성되어 있으므로, 이러한 구성들이 물질의 이온화 에너지를 발생시킨다. 여기서, 상기 주성분으로는 이산화규소(SiO₂)와 산화알루미늄(Al₂O₃)과 산화칼륨(K₂O)과 산화칼슘(CaO)과 산화철(Fe₂O₃)과 산화마그네슘(MgO)과 산화나트륨(Na₂O) 등을 포함한다.

이와 같이, 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 구성하는 성분들이 물과 반응하는 성질로부터 공기 중의 습기와 활발한 이온교환을 수행한다. 그리고 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 마이너스 이온(O^2-)을 방출하며, 마이너스 이온(O^2-)은 공기 중에 존재하는 양이온과 결합하여 산소가 된다.

구체적으로, 상기 산화칼륨은 공기 중의 물에도 반응하여 고열을 발산하는 것으로, 이때 이온화 에너지가 발생된다. 그리고 산화마그네슘은 물과 반응하여 용적의 큰 수산화마그네슘이 되는데 이 물질적 작용에서도 이온화 에너지가 발생된다. 또한, 산화나트륨은 물과 격하게 반응하여 수산화나트륨으로 변화하는데 이 과정에서도 이온화 에너지가 발생된다.

일반적으로는 전기적으로 물질을 분해하여 이온화를 행하나, 마이카류 광물은 구성성분인 산화칼륨, 산화칼슘, 산화철, 산화마그네슘, 산화나트륨 등이 물과 반응함에 따라 이온화 즉, 광물의 내부에서 전기분해가 발생된다.

결과적으로, 코팅용 조성물로 형성된 코팅층(220)은 실내 공기 중의 습기(수분)와 반응하여 마이너스 이온(O^2-)을 방출하며, 상기 마이너스 이온은 공기 중에 분포된 양이온을 끌어 당겨 결합하여 산소를 생성한다.

다시 말해, 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 공기와 접촉 시에 산소를 생성함으로써, 공기 중에 포함된 산소의 농도를 증가시키는 역할을 한다.

상기 바인더는 개질된 마이카류 광물 분말이 마이카류 광물 칩(200)을 구성할 수 있도록 고정력을 제공하는 것이다. 이러한 바인더로는 폴리에틸렌 또는 벤토나이트(bentonite) 등의 무기질 바인더, 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.

여기서 특히 벤토나이트는 점토로서 그 성분이 광물인 몬모릴로나이트를 주 성분으로 한다. 이러한 벤토나이트는 그 자체로서 음이온과 원적외선을 방사하는 성질이 있고, 또한, 점토로서 결합력이 있어 주물형의 결합제, 요업원료의 혼입제, 연고의 기초제 등으로 이용된다. 따라서 본 발명에서 사용되는 벤토나이트는 바인더로서의 역할을 하면서, 동시에 음이온을 방출하고 원적외선을 방사하여 본 발명의 효과를 보다 증대시키는 이 중의 역할을 한다.

보다 구체적으로, 마이카류 광물 분말은 마이카류 광물 칩(200) 100 중량%를 기준으로 75 내지 85 중량%의 범위로부터 선택할 수 있다. 아울러, 상기 바인더는 개질된 마이카류 광물 칩 100 중량%를 기준으로 15 내지 25 중량%의 범위로부터 선택할 수 있다.

이러한 개질된 마이카류 광물 분말은 마이카류 광물 칩 100 중량%를 기준으로 75 중량%의 미만으로 첨가되면 공기정화용 필터의 사용자에 충분한 음이온 및 원적외선을 제공할 수 없으며, 흡입되는 공기에 함유된 유해물질을 원활하게 차단하기 어렵다. 그리고 바인더는 개질된 마이카류 광물 칩 100 중량부를 기준으로 15 중량% 미만으로 첨가되면 사용기간이 경과됨에 따라 개질된 마이카류 광물 칩(200)으로부터 마이카류 광물 분말이 떨어져 나가는 문제가 발생될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터는 제1 그물망(300)을 포함한다.

상기 제1 그물망(300)은 필터프레임(100)의 후면을 커버하도록 상기 후면에 부착되는 그물망이다.

상기 제1 그물망(300)은 필터프레임(100)의 격자 셀(120)에 충진되는 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 필터프레임(100)의 후면으로 이탈되지 않도록 필터프레임(100)의 후면을 그물망으로 차단하는 기능을 제공한다. 이를 위해, 상기 제1 그물망(300)은 필터프레임(100)의 후면에 접착제 등을 통해 부착되는 형태로 고정될 수 있다.

상기 제1 그물망(300)은 망상 구조를 가지며, 그 구멍의 크기가 5 내지 10㎜의 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 이는, 공기의 미세먼지가 제2 그물망(400)을 통해 여과되므로, 공기에 포함된 이물질을 제2 그물망(400)이 추가적으로 여과시킬 필요가 없기 때문이다.

상기 제1 그물망(300)은 철, 구리, 스테인리스(stainless)와 같은 금속류나, 또는 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride : PVC), 폴리에틸렌(Polyethylene : PE), 아크릴 수지 중 어느 하나의 합성수지류의 재질로 구성될 수 있다.

이때, 금속류 그물망은 내구성이 우수하고, 합성수지류 그물망은 녹이 발생되지 않고 경량이라는 장점을 갖는다. 또한, 합성수지류 그물망은 금속류 그물망보다 코팅용 조성물이 도포된 후 경화되는데 시간이 덜 소요된다. 이에 따라, 합성수지류 그물망이 적용된 공기정화용 필터는 금속류 그물망이 적용된 공기정화용 필터보다 제작시간이 적게 걸리는 장점을 갖는다.

필요에 따라, 상기 제1 그물망(300)은 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 보조하기 위해 개질된 마이카류 광물 분말이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 그물망(300)에 구비되는 개질된 마이카류 광물 분말은 공기정화용 필터를 통과하는 공기 중에 음이온 및 원적외선을 제공하며, 상기 공기에 함유된 유해물질을 살균하는 기능을 제공한다.

제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 개질된 마이카류 광물 분말은 제1 그물망(300)의 제작 시에 제1 그물망(300)의 주재료와 혼합되어 제1 그물망(300)의 표면에 분산된 형태로 구비될 수 있다.

제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 개질된 마이카류 광물 분말은 바인더와 함께 코팅용 조성물에 포함될 수 있다. 이때, 상기 코팅용 조성물은 붓이나 스프레이 등을 통해 제1 그물망(300)에 코팅되어 코팅층을 형성한다. 따라서, 상기 개질된 마이카류 광물 분말은 코팅용 조성물의 구성원으로 사용되어 제1 그물망(300)의 표면에 분산된 형태로 구비될 수 있다.

상기 코팅용 조성물은 물과, 개질된 마이카류 광물 분말 및 바인더로 구성된 베이스 성분을 포함할 수 있으며, 선택적으로 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 물은 용매로 사용된 것으로, 환경 친화적이고, 무색·무미·무취하며, 연수, 증류수, 탈이온수 또는 정제수를 이용할 수 있다. 이때, 물의 사용량은 특별히 한정되지 않고, 다른 구성요소의 종류 및 그 사용량이나, 목적으로 하는 코팅용 조성물의 성형방법 또는 용도 등에 따라 조절될 수 있다. 상기 물의 사용량은 넓은 범위, 예컨대 코팅용 조성물 100 중량%를 기준으로 20 내지 40 중량% 정도의 범위로부터 선택할 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 35 중량%를 사용하는 것이 좋다.

상기 베이스 성분은 코팅용 조성물 100 중량%를 기준으로 55 내지 79 중량% 정도의 범위로부터 선택할 수 있다. 또한, 베이스 성분을 구성하는 개질된 마이카류 광물 분말은 베이스 성분 100 중량%를 기준으로 95 내지 97 중량% 정도의 범위로부터 선택할 수 있다. 아울러, 베이스 성분을 구성하는 바인더는 베이스 성분 100 중량%를 기준으로 3 내지 5 중량%를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 바인더로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리설폰, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴수지, 에폭시수지, 실리콘수지, 또는 벤토나이트(bentonite) 등의 무기질 바인더를 1 이상 선택하여 사용할 수 있다.

상기 마이카류 광물 분말로는 분쇄기에서 350 내지 1,000 메쉬로 분쇄된 마이카류 광물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 마이카류 광물 분말의 평균 입도가 350 메쉬 미만이면, 물과 마이카류 광물 분말의 혼합물이 제대로 겔화되지 않는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 마이카류 광물 분말의 평균 입도가 1,000 메쉬를 초과하면, 마이카류 광물 분말의 분쇄 비용에 대비하여 코팅용 조성물의 물성이 향상되지 않는다.

상기 기타 첨가제는 셀룰로우스에테르, 가소제, 분산제, 증점제, 안정제, 항균제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 기타 첨가제는 코팅용 조성물 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 25 중량% 정도의 범위로부터 첨가될 수 있다.

상기 셀룰로우스에테르는 물과 혼합된 각 성분이 침전되지 않고 균질한 상태가 유지되도록 작용하는 것으로, 코팅용 조성물에 점성을 부여하여 코팅작업에서의 점착력을 발휘하도록 한다. 또한, 셀룰로우스에테르는 물을 함유하는 보수성을 갖기 때문에 도료의 표면 건조 후에도 도막에 수분을 공급함으로써 수화반응이 지속적으로 발현할 수 있도록 도와주는 역할을 수행한다. 이때, 셀룰로우스에테르는 코팅용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.5 내지 1 중량%가 포함된다.

상기 셀룰로우스에테르는 하이드록시에틸 셀룰로우스(HEC), 메틸 셀룰로우스(MC), 카복시메틸 셀룰로우스(CMC), 에틸하이드록시에틸 셀룰로우스(EHEC), 메틸하이드록시프로필 셀룰로우스(MPHC), 메틸하이드록시에틸 셀룰로우스(MHEC) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 하이드록시에틸 셀룰로우스를 사용하는 것이 좋다.

상기 셀룰로우스에테르의 함량이 0.5 중량% 미만이면 코팅용 조성물 전체의 성상이 액상이 되어 그물망(210)에 도포하는 작업 시 흐름 현상으로 인하여 작업이 어렵다. 그리고 셀룰로우스에테르의 함량이 1 중량%를 초과하면 코팅용 조성물의 교반이 어려워진다.

한편, 코팅용 조성물 100 중량%를 기준으로 가소제는 2 내지 20 중량%, 분산제는 0.7 내지 1.3 중량%, 증점제는 0.01 내지 1 중량%, 안정제는 1 내지 2 중량%, 항균제는 0.1 내지 2 중량%가 포함될 수 있다. 이때, 가소제, 분산제, 증점제, 안정제, 항균제는 코팅용 조성물에 일반적으로 사용되는 것을 사용하므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터는 제2 그물망(400)을 포함한다.

상기 제2 그물망(400)은 필터프레임(100)의 전면을 커버하도록 상기 필터프레임(100)의 전면에 부착되는 그물망이다.

상기 제2 그물망(400)은 필터프레임(100)의 격자 셀(120)에 충진되는 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 필터프레임(100)의 전면으로 이탈되지 않도록 필터프레임(100)의 전면을 그물망으로 차단하며, 공기정화용 에어필터를 통과하는 공기 중에 포함된 동물의 털, 보푸라기, 머리카락, 먼지 등의 이물질을 걸러내는 기능을 제공한다. 이를 위해, 상기 제2 그물망(400)은 필터프레임(100)의 전면에 접착제 등을 통해 부착되는 형태로 고정될 수 있다.

상기 제2 그물망(400)은 망상 구조를 가지며, 그 구멍의 크기가 0.1 내지 2㎜로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 제2 그물망(400)이 필터프레임(100)의 내부로 공기가 유입되기 전에 공기에 포함된 이물질을 여과시키는 기능을 제공하기 위함이다.

필요에 따라, 상기 제2 그물망(400)은 전술한 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 보조하기 위해 개질된 마이카류 광물 분말이 구비될 수 있다. 여기서, 제2 그물망(400)에 구비되는 개질된 마이카류 광물 분말은 공기정화용 필터를 통과하는 공기 중에 음이온 및 원적외선을 제공하며, 상기 공기에 함유된 유해물질을 살균하는 기능을 제공한다.

제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 개질된 마이카류 광물 분말은 제2 그물망(400)의 제작 시에 제2 그물망(400)의 주재료와 혼합되어 제2 그물망(400)의 표면에 분산된 형태로 구비될 수 있다.

제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 개질된 마이카류 광물 분말은 바인더와 함께 코팅용 조성물에 포함될 수 있다. 이때, 상기 코팅용 조성물은 붓이나 스프레이 등을 통해 제2 그물망(400)에 코팅되어 코팅층을 형성한다. 따라서, 상기 개질된 마이카류 광물 분말은 코팅용 조성물의 구성원으로 사용되어 제2 그물망(400)의 표면에 분산된 형태로 구비될 수 있다.

상기 제2 그물망(400)에 사용된 코팅용 조성물은 제1 그물망(300)에 사용된 코팅용 조성물과 동일하므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 공기정화용 에어필터의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화용 필터의 제조방법은 개질된 마이카류 광물 분말 75 내지 85 중량% 및 바인더 15 내지 25 중량%를 혼합하여 칩 조성물을 제조하는 제1 단계(S100)와, 상기 칩 조성물을 용융시켜 용융물을 생성하는 제2 단계(S200)와, 상기 용융물을 압출기에 투입하여 압출 및 성형하는 제3 단계(S300)와, 상기 압축물을 성형된 압출물을 절단하고 건조하여 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 생성하는 제4 단계(S400)와, 후면에 제1 그물망(300)이 부착된 필터프레임(100)의 격자 셀(120)에 복수개의 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 충진하는 제5 단계(S500), 및 상기 필터프레임(100)의 전면에 개질된 마이카류 광물 칩(200)의 이탈을 방지하는 제2 그물망(400)을 부착하는 제6 단계(S600)를 포함한다.

이때, 제1 그물망(300)은 필터프레임(100)의 후면에서 필터프레임(100)의 내부에 배치된 개질된 마이카류 광물 칩(200)이 필터프레임(100)의 후면으로 이탈되지 않도록 마이카류 광물 칩(200)의 이탈을 차단하는 역할을 수행한다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 제1 단계(S100)는 고속교반장치가 부착된 배합기에 개질된 마이카류 광물 분말 75 내지 85 중량%와 및 바인더 수지분말 15 내지 25 중량%를 투입한 후, 800 내지 1,500rpm으로 10분 이상 교반하여 개질된 마이카류 광물 분말과 바인더 수지분말을 고르게 배합시키는 단계이다.

필요에 따라, 상기 제1 단계 이전에는 개질된 마이카류 광물 분말을 생성하는 전처리 단계가 더 포함될 수 있다.

상기 전처리 단계는 희토류 금속 산화물과 물 및 마이카류 광석 분말을 혼합시켜 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리를 약 200℃ 이하의 온도에서 약 1 내지 5분 동안 열처리시켜 희토류 금속 산화물이 코팅된 마이카류 광석 분말을 생성하는 단계이다.

본 발명에 따른 제2 단계(S200)는 상기 제1 단계(S100)를 통해 교반된 분말을 높은 전단력과 긴 체류시간을 유도할 수 있는 스크류를 장착한 압출기를 사용하여 170 내지 270℃의 온도에서 반응시켜 개질된 마이카류 광물 분말과 바인더의 용융물을 생성하는 단계이다.

본 발명에 따른 제3 단계(S300)는 압출기를 통해 용융물을 압출시키고 성형하는 단계이다.

본 발명에 따른 제4 단계(S400)는 성형된 압출물을 건조하고 3 내지 15mm 간격으로 절단하여 펠릿 형태의 개질된 마이카류 광물 칩(200)을 생성하는 단계이다.

보다 구체적으로, 개질된 마이카류 광물 칩(200)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 원판 형상인 것이 바람직하다. 이때, 개질된 마이카류 광물 칩(200)은 제1 그물망 및 제2 그물망을 벗어나지 않도록 제1 그물망(300) 및 제2 그물망(400)에 형성된 구멍보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.

필요에 따라, 상기 제4 단계(400)와 제5 단계(500) 사이에는 코팅층이 구비된 제1 그물망(300), 코팅층이 구비된 제2 그물망(400), 또는 이들 모두를 제조하는 그물망 제조단계가 더 포함될 수 있다.

상기 그물망 제조단계는 제1 그물망(300), 제2 그물망(400), 또는 이들 모두에 개질된 마이카류 광물 분말이 구비되도록 그물망을 제조하는 단계로, 코팅용 조성물 형성단계와, 상기 코팅용 조성물을 그물망에 코팅시키는 단계, 및 상기 코팅용 조성물을 경화시켜 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 필터프레임 110 : 몸체
120 : 격자 셀 200 : 개질된 마이카류 광물 칩
300 : 제1 그물망 400 : 제2 그물망

Claims

복수개의 격자 셀이 구비된 필터프레임;
각 격자 셀을 충진하는 복수개의 개질된 마이카류 광물 칩;
상기 필터프레임의 후면을 커버하도록 상기 후면에 부착되는 제1 그물망; 및
상기 필터프레임의 전면을 커버하도록 상기 전면에 부착되는 제2 그물망을 포함하며,
상기 개질된 마이카류 광물 칩은 희토류 금속 산화물이 코팅된 마이카류 광물 분말 75 내지 85 중량%, 및 바인더 15 내지 25 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
제1 항에 있어서, 상기 제1 그물망과 제2 그물망은
구멍의 크기가 0.1 내지 2.0㎜로 형성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
제1 항에 있어서, 상기 개질된 마이카류 광물 칩은
공기가 통과할 수 있도록 원판형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
제3 항에 있어서, 상기 개질된 마이카류 광물 칩은
0.1 내지 2.0㎜의 직경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
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제1 항에 있어서, 상기 희토류 금속 산화물은
세륨 산화물(CeO₂)인 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
제1 항에 있어서,
상기 바인더는 폴리에틸렌, 벤토나이트 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 공기정화용 에어필터.
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