KR101809014B1 - A spray composition capable of improving the particulate matter removal efficiency of a filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스프레이 조성물에 관한 것으로, 더 상세하게는 간단하게 분무 방식으로 필터에 도포함으로써, 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a spray composition, and more particularly, to a spray composition capable of improving the fine dust removal efficiency of a filter by simply applying the composition to a filter by a spraying method.
먼지는 입자 크기가 50 ㎛ 이하의 총먼지(TSP, Total Suspended Particles)와 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분되며, 이중 미세먼지는 다시 지름 10 ㎛이하(PM 10)의 미세먼지와 지름 2,5 이하(PM 2.5)의 초미세먼지로 구분되고, 이중 초미세먼지에 해당하는 PM 2.5의 경우 사람의 호흡기로 들어올 경우 더 심각한 질환을 유발한다고 보고되고 있다. Dust is classified into Total Suspended Particles (TSP) and Particulate Matter (TSP) with a particle size of 50 ㎛ or less. Fine dusts are again divided into fine dust particles having a diameter of 10 μm or less (PM 10) and diameters 2 , And less than 5 (PM 2.5). Among these, PM 2.5, which is the ultrafine dust, is reported to cause more serious diseases when it enters the human respiratory tract.
이러한 미세먼지는 2013년 10월 WHO 산하 국제암연구소에 의해 1군 발암물질로 지정되었으며(2013년 10월 17일), 경제협력개발기구 OECD에서는 우리나라가 40년 뒤인 2060년에는 회원국 가운데 미세먼지로 인해 기대수명보다 일찍 생을 마감하는 조기 사망자 비율이 가장 높을 것이라 예측하고 있다.These fine dusts were designated as Group 1 carcinogens by the International Agency for Research on Cancer (WHO) in October 2013 (October 17, 2013), and the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) said that in 2060, 40 years after Korea, And it is predicted that the rate of premature death will be the highest at the end of life expectancy.
일반적으로 미세먼지는 공장의 매연 및 자동차 배기가스와 같은 화석연료가 연소하는 과정에서 발생하며, 주로 황산염, 질산염, 암모니아 및 중금속 등의 유해물질로 구성되어, 이는 코로 호흡시 콧속에서 큰 먼지들은 털을 통해 걸러지거나 코와 목 안에 있는 점액에 의해 걸러 지기도 하지만 미세먼지 및 초미세먼지는 걸러지지 않고 몸 속으로 침투하게 된다.Generally, fine dust occurs in the process of burning fossil fuels such as exhaust gas from factories and automobile exhaust gas, and is mainly composed of harmful substances such as sulfate, nitrate, ammonia and heavy metal, And it is filtered by the mucus in the nose and throat, but fine dust and ultrafine dust are not filtered and penetrate into the body.
한편, 일반적인 아파타이트의 화학식은 Ca10(PO4)6Z2이며 상기 화학식에서 Z는 OH, F, Cl 또는 그들의 혼합을 의미한다. 이 중 OH와 F의 작용기로 이루어진 아파타이트는 자연계에 많이 존재하는데, 특히 OH 일때는 수산화아파타이트, F 일때는 불화아파타이트이며, 이에 따라 화학적 안정성에 차이가 난다. On the other hand, the general formula of apatite is Ca 10 (PO 4 ) 6 Z 2 , where Z represents OH, F, Cl or a mixture thereof. Among them, apatite composed of functional groups of OH and F exists in nature, especially apatite hydroxide is OH, and apatite fluoride is F, so there is a difference in chemical stability.
일반적으로 불화아파타이트가 수산화아파타이트에 비해 화학적 안정성이 뛰어나다고 보고되고 있다. 또한 불화아파타이트와 수산화아파타이트는 OH와 F 작용기의 상호 치환을 통해 전 범위에서 고용체 (solid solution)을 형성하여 불-수산화아파타이트 (fluor-hydroxyapatite)를 이루며, 불소의 치환량이 많을수록 화학적 안정성이 크다고 보고되고 있다.In general, it is reported that fluorinated apatite is superior in chemical stability to apatite hydroxide. In addition, it is reported that apatite fluoride and apatite hydroxide form a solid solution in the entire range through mutual substitution of OH and F functional groups to form fluoro-hydroxyapatite, and as the substitution amount of fluorine increases, have.
하이드록시아파타이트(수산화아파타이트, hydroxyapatite : HAp)는 칼슘 포스페이트계 세라믹으로, 인체의 뼈를 구성하는 주성분으로 골 전도성, 생체 활성, 생체 친화성, 단백질 흡착성, 중금속 흡착성, 항균성, 항바이러스성 등이 우수하여 정형외과나 치의학 분야의 골 대체제로 주로 사용되고 있다.Hydroxyapatite (hydroxyapatite: HAp) is a calcium phosphate ceramic, which is the main constituent of human bone and has excellent bone conduction, bioactivity, biocompatibility, protein adsorption, heavy metal adsorption, antibacterial and antiviral properties. And is used mainly as a bone substitute in orthopedics and dentistry.
하이드록시아파타이트의 조성은 Ca10(PO4)6OH2로서, 높은 단백질 흡착성능을 바탕으로 액체 크로마토그래피, 수처리용 필터로 사용되고 있다.The composition of hydroxyapatite is Ca 10 (PO 4 ) 6 OH 2 , which is used as a liquid chromatography / water treatment filter based on high protein adsorption performance.
또한, 종래의 아파타이트를 이용하여 필터의 성능을 향상시키는 기술로 선행문헌 1(등록번호 10-1370483)은 부직포에 하이드록시아파타이트를 코팅하여 필터를 제조하는 내용으로 항바이러스 효과를 향상 시킬 수 있는 내용이 기재되어 있으나, 그 외의 미세먼지 및 초미세먼지의 제거에 대한 내용은 기재되어 있지 않다. 선행문헌 2(10-0506333)는 공조 설비에 사용되는 폴리우레탄 폼에 하이드록시아파타이트와 이산화티탄을 이용하여 흡착한 후 광촉매 반응에 의해 유기물을 제거하는 내용이 기재되어 있으며, 선행문헌 3(20-0432637)은 차량용 캐빈 에어필터에 아파타이트 및 광촉매 이산화티탄을 혼합한 코팅액이 도포된 여과필터에 기제되어 있으며, 포름알데히드, 암모니아, 톨루엔에 대한 탈취 시험 및 대장균에 대한 항균효과 시험에만 국한되있고, 미세먼지 및 초미세먼지에 대한 시험은 이루어지지 않았다.In addition, prior art 1 (Registration No. 10-1370483) is a technique for improving the performance of a filter using conventional apatite, which comprises coating a non-woven fabric with hydroxyapatite to prepare a filter, But the contents of the removal of other fine dust and ultrafine dust are not described. Preceding Document 2 (10-0506333) discloses that polyurethane foams used in air-conditioning equipment are adsorbed using hydroxyapatite and titanium dioxide and then removed by photocatalytic reaction. 0432637) is based on a filter filter coated with a coating solution of apatite and photocatalyst titanium dioxide mixed with a cabin air filter for vehicle, and is limited only to the deodorization test for formaldehyde, ammonia and toluene and the antibacterial effect against E. coli, Dust and ultrafine dust were not tested.
한편, 종래의 에어필터는 일반적인 크기의 먼지들을 걸러주거나 또는 악취를 제거하는 목적으로 자동차나 실내 등에서 활성탄, 제올라이트 및 이산화티탄 광촉매 등의 탈취분말들을 도포하여 사용되어 왔다.On the other hand, the conventional air filter has been used by applying deodorizing powders such as activated carbon, zeolite, and titanium dioxide photocatalyst in automobiles and the like for the purpose of filtering dusts of a general size or removing odors.
그러나, 기존에 PM2.5 99%±5% 제거효율이라고 광고하는 제품들은 국제 시험규격에 기준하지 않은 규격으로 테스트하고 있어, 지름 10 ㎛이하(PM 10)의 미세먼지와 지름 2,5 이하(PM 2.5)의 초미세먼지들의 필터링에는 한계가 있고, 습기에 매우 취약하기 때문에 습도가 높은 경우 에어필터의 극성 대전력이 저하되어 필터링의 성능이 떨어지는 문제점이 있어, 습기에 강하며, 지름 10 ㎛이하(PM 10)의 미세먼지와 지름 2,5 ㎛이하(PM 2.5)의 초미세먼지를 필터링 할 수 있는 필터의 개발이 필요한 실정이다. However, products that advertise PM2.5 99% ± 5% removal efficiency have been tested with a standard not based on the international test standard, and the fine dust and diameter of less than 10 ㎛ (PM 10) PM 2.5) has a limitation in filtering the ultrafine dust and is very vulnerable to moisture. Therefore, when the humidity is high, the polarity and power of the air filter are lowered and the filtering performance is lowered. It is necessary to develop a filter capable of filtering ultrafine dusts of not more than 2 μm (PM 10) and not larger than 2.5 μm (PM 2.5).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물을 제공하는데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a spray composition capable of improving fine dust removal efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by a person skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물은, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 적어도 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물:In order to solve the above problems, a spray composition capable of improving fine dust removal efficiency according to a preferred embodiment of the present invention comprises at least one compound represented by the following formula (1) A spray composition capable of improving the fine dust removal efficiency of the spray composition:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
M10(XO4)6Y2 M 10 (XO 4 ) 6 Y 2
(상기 화학식 1에서 M은 Ca2+, Cd2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+, Na+, K+, La3+, Nd3+, Al3+, U4+ 및 Th4+로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상이고, XO4는 PO4 3-, SiO4 4-, AsO4 3-, MnO4 -, SO4 2-, CO3 2-, HPO4 2-, GeO4 4- 및 그 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상이며, Y는 F-, Cl-, OH-, Br-, I-, CO3 2-, O2- 및 그 혼합물로부터 선택되는 1종 이상이 공존할 수 있다).Wherein M is at least one selected from the group consisting of Ca 2+ , Cd 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Pb 2+ , Na + , K + , La 3+ , Nd 3+ , Al 3+ , U 4+ and Th 4+ , and XO 4 is at least one selected from the group consisting of PO 4 3- , SiO 4 4- , AsO 4 3- , MnO 4 - , SO 4 2- , CO 3 2- , HPO 4 2- , GeO 4 4 and is at least one selected from the group consisting of a mixture thereof, Y is F -, Cl -, OH - , Br -, I -, CO 3 2-, O 2- , and at least one member selected from the mixture Can coexist).
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2) 및 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2)인것이 바람직하다.In one embodiment, the compound represented by the above formula (1), fluorinated apatite that the:: (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 hydroxyapatite) (flourapatite Ca 10 (PO 4) 6 F 2) and hydroxide apatite desirable.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2) 및 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2)인 것이 바람직하다.In one embodiment, the compound represented by the above formula (1), fluorinated apatite that the:: (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 hydroxyapatite) (flourapatite Ca 10 (PO 4) 6 F 2) and hydroxide apatite desirable.
일 실시예에 있어서, 유기용매 및 바인더를 더 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable to further include an organic solvent and a binder.
일 실시예에 있어서, 상기 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2) 및 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2)는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the flourapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ) and the hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) .
일 실시예에 있어서, 상기 유기용매는, 물, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 글리세린으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이고, 상기 바인더는, 알긴산, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 셀롤로오스 및 그 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이 바람직하다.In one embodiment, the organic solvent is at least one selected from the group consisting of water, ethanol, methanol, ethyl acetate, butanol, propylene glycol, butylene glycol and glycerin, and the binder is selected from the group consisting of alginic acid, gelatin, polyvinyl At least one selected from the group consisting of alcohol, celluloses and derivatives thereof is preferable.
일 실시예에 있어서, 상기 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2), 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2), 유기용매 및 바인더는, 전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 50 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더 0.025 ~ 30 중량%로 포함되며, 상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함되는 것이 바람직하다. In one embodiment, the flourapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ), hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ), organic solvent and binder, Wherein the apatite fluoride and the apatite hydroxide are contained in an amount of 1: 0.01 to 99 parts by weight based on 100% by weight of the fluorinated apatite and the hydroxide apatite, 0.5 to 50% by weight of the fluorinated apatite, 50 to 99% by weight of the organic solvent, and 0.025 to 30% .
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 조성물은, 스프레이용 케이스와, 상기 케이스 내 충진되는 스프레이 조성물을 포함하고, 상기 스프레이 조성물은, 전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 50 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더0.025 ~ 30 중량%로 포함되며, 상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a composition capable of improving the fine dust removing efficiency comprises a spraying case and a spraying composition filled in the case, wherein the spraying composition comprises 100 wt% 0.5 to 50 wt% of fluorinated apatite and hydroxide apatite, 50 to 99 wt% of organic solvent and 0.025 to 30 wt% of binder, and the apatite fluoride and apatite hydroxide are contained in a ratio of 1: 0.01 to 99 wt% .
본 발명에 의한 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물을 이용하면, 사용 중인 에어필터에 간단히 분무 방식으로 도포하는 것으로 미세먼지는 물론 초미세먼지 제거 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있어, 항상 쾌적한 실내공기를 유지할 수 있는 효과가 있다.When the spray composition capable of improving the fine dust removing efficiency of the filter according to the present invention is used, it is possible to effectively improve the fine dust removing efficiency as well as the fine dust by simply applying the spray composition to the air filter in use, It is possible to maintain a comfortable indoor air.
도 1(a) 및 (b)는 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 및 비교예 1를 초기분별제거효율 성능평가 후 캐빈 에어필터의 이미지를 나타낸 것이다.Figs. 1 (a) and 1 (b) show images of a cabin air filter after the initial fractionation removal efficiency performance evaluation of Example 1 and Comparative Example 1 produced according to the present invention.
본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully inform the category of the invention to those who possess it. Further, the present invention is only defined by the scope of the claims.
나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Further, in the following description of the present invention, if it is determined that related arts or the like may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.
종래의 초미세먼지용 에어필터는 일반적인 미세먼지의 크기인 PM 2.5를 기준으로 제조되고 있다. 하지만, PM 2.5의 미세먼지 제거 효율은 규격화된 시험법에 의거하지 않은 상태로 평가 후 홍보를 하고 있으며, 실질적으로 문제가 되는 PM 2.5보다 작은 초미세먼지인 PM 1.0 이하에 대한 제거효율이 우수하지 못한 문제가 있다. 특히, 이러한 초미세먼지용 에어필터는 표면이 양극 또는 음극으로 대전되어 있는 미세먼지의 특성상 정전기 유도방식을 이용하여 미세먼지를 필터링하였으나, 이러한 정전기 유도방식의 필터는 습기에 매우 취약하기 때문에 습도가 높은 경우 극성 대전력이 저하되어 필터의 성능이 현저히 떨어지는 문제가 있다.Conventional air filters for ultrafine dusts are manufactured on the basis of PM 2.5, which is the size of ordinary fine dust particles. However, the fine dust removal efficiency of PM 2.5 is evaluated after the evaluation without being based on the standardized test method, and the removal efficiency of PM 1.0 which is the ultrafine dust smaller than the problematic PM 2.5 is excellent I have a problem. Particularly, in such an air filter for ultrafine dust, fine dust is filtered using the electrostatic induction method due to the characteristics of the fine dust whose surface is charged to the positive electrode or the negative electrode. However, since such an electrostatic induction filter is very vulnerable to moisture, There is a problem that the performance of the filter is remarkably deteriorated because the polarity vs. power is lowered.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 초미세먼지의 제거효율이 높지 못하고, 습도에 취약한 에어필터의 단점을 해소하기 위하여, 에어필터의 표면에 아파타이트 계열의 고형분을 도포함으로써, 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물을 제공하는 것이다.Therefore, in order to solve the disadvantage of the conventional air filter which does not have high removal efficiency of the conventional ultrafine dust and is poor in humidity, the present invention improves the fine dust removing efficiency of the filter by applying apatite-based solid matter to the surface of the air filter To provide a spray composition.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 적어도 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by containing at least one compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
M10(XO4)6Y2 M 10 (XO 4 ) 6 Y 2
상기 화학식 1에서 M은 Ca2+, Cd2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+, Na+, K+, La3+, Nd3+, Al3+, U4+ 및 Th4+로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상이고, XO4는 PO4 3-, SiO4 4-, AsO4 3-, MnO4 -, SO4 2-, CO3 2-, HPO4 2-, GeO4 4- 및 그 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상이며, Y는 F-, Cl-, OH-, Br-, I-, CO3 2-, O2- 및 그 혼합물로부터 선택되는 1종 이상이 공존할 수 있다.Wherein M is at least one selected from the group consisting of Ca 2+ , Cd 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Pb 2+ , Na + , K + , La 3+ , Nd 3+ , Al 3+ , U 4+ and Th 4 + , And XO 4 is at least one selected from the group consisting of PO 4 3- , SiO 4 4- , AsO 4 3- , MnO 4 - , SO 4 2- , CO 3 2- , HPO 4 2- , GeO 4 4, and is at least one selected from the group consisting of a mixture thereof, Y is F -, Cl -, OH - , Br -, I -, CO 3 2-, O 2- , and at least one member selected from the mixture You can coexist.
즉, 상기와 같은 화학식 1로 표시되는 화합물은 결정 표면에 양극과 음극을 모두 띄고 있기 때문에, 미세먼지는 물론, PM 1.0 수준의 초미세먼지의 흡착능을 현격히 높일 수 있다.That is, since the compound represented by the above formula (1) has both the positive electrode and the negative electrode on the surface of the crystal, the ability of adsorbing ultrafine dust of the PM 1.0 level as well as the fine dust can be remarkably enhanced.
따라서, 상기와 같은 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 에어필터에 스프레이하여 도포하면, PM 2.5 수준의 미세먼지는 물론, PM 1.0 이하의 초미세먼지 흡착능이 현격히 개선되며, 습도에도 영향을 받지 않으므로 습도로 인한 필터의 성능 저하가 방지된다.Therefore, when at least one of the compounds represented by the formula (1) is applied by spraying on an air filter, the ability to adsorb ultrafine dust of not more than PM 1.0 as well as fine dust of PM 2.5 level is remarkably improved, The filter performance is prevented from being deteriorated due to humidity.
이때, 본 발명에 따른 스프레이 조성물의 가장 바람직한 형태로는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2) 및 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2)의 2종을 포함하는 것이다.At this time, as a most preferred form of the spray composition according to the present invention, flourapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ) and hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ).
상기 화학식 1에서 M이 Ca이고, XO4가 PO, Y가 수산화기(-OH)일 때를 수산화아파타이트라 하며, 상기 수산화기(-OH)는 불소(F)로 치환이 가능하며 이것을 불화아파타이트라 한다.Wherein M is Ca, XO 4 is PO, When Y is a hydroxyl group (-OH), it is called apatite hydroxide, and the hydroxyl group (-OH) can be substituted with fluorine (F), which is called apatite fluoride.
본 발명에 있어서, 상기 수산화아파타이트의 수산화기(-OH)를 불소 이온의 치환을 통해 불화아파타이트를 합성할 수 있다. In the present invention, apatite fluoride can be synthesized through substitution of the hydroxyl group (-OH) of the hydroxyapatite with the fluorine ion.
또한, 이는 화학적, 구조적으로 안정한 불화아파타이트를 형성함으로써 저온 합성된 수산화아파타이트의 결정화도 및 안정성을 증가시킬 수 있다In addition, this can increase the crystallinity and stability of hydroxyapatite synthesized at low temperatures by forming chemically and structurally stable apatite fluoride
상기 수산화아파타이트의 수산화기(-OH)를 불소이온으로의 치환을 위한 불화물로는 불화나트륨, 불화암모늄 등의 불화물이 사용될 수 있다.As the fluoride for substituting the hydroxyl group (-OH) of the hydroxyapatite with the fluorine ion, a fluoride such as sodium fluoride or ammonium fluoride may be used.
상기 수산아파타이트는 인공치근이나 뼈의 충진재 등의 생체 경조직 대체 재료로 활용되고 있으며, 단결정과 같은 막대형 수산화아파타이트는 인공뼈의 골절 강도를 증가시키는데 사용되고 있다. 또한, 탈취효과가 뛰어나 악취를 제거하는 비누, 천연 무기 항균제등에도 사용된다. The fish apatite has been used as a substitute material for hard tissues of human body such as artificial root and bone fillers, and rod-shaped hydroxyapatite such as single crystal has been used to increase the fracture strength of artificial bones. In addition, it is excellent in deodorizing effect and is also used in soap and natural inorganic antibacterial agent for removing odor.
상기 불화아파타이트는 결정구조상 c plane에 PO4 3-와 불소(F)이온이 공존하여 항균성을 추가적으로 부여 가능하다. 이는 c plane에 존재하는 불소(F)이온의 약산성 특성을 이용하여 세포질의 산성화를 이끌어 결과적으로 당 분해효소를 억제, 세포의 흡수 및 분비 감소 등에 대한 이유로 항균성을 나타낼 수 있다.The apatite fluoride has PO 4 3- and fluorine (F) ions coexisting on the c plane in the crystal structure, and thus it is possible to additionally impart antibacterial properties. This can lead to acidification of the cytoplasm using the weakly acidic property of the fluorine (F) ion present on the c plane, and as a result, it can exhibit antimicrobial activity due to inhibition of glucosease, reduction of cell uptake and secretion.
또한, 상기 수산화아파타이트는 공침법, 수열합성법, 고상반응법 등으로 합성할 수 있으며, 아파타이트의 종횡비(aspect ratio)를 조절하는 기술을 적용하여 결정 표면의 양극(+)과 음극(-)의 면적을 조절, 타겟의 흡착능을 향상시킬 수 있다.The apatite hydroxide can be synthesized by coprecipitation, hydrothermal synthesis, solid phase reaction, etc., and the technique of adjusting the aspect ratio of apatite is applied to determine the area of the positive electrode (+) and negative electrode (- And the adsorption ability of the target can be improved.
상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 고형분이며, 본 발명에 따른 스프레이 조성물 100 중량% 기준으로, 상기 고형분은 0.5 ~ 50 중량%를 포함할 수 있고, 상기 고형분 함량이 상기 범위를 벗어나면 본 발명에 의해 제조되는 스프레이 조성물 내에서 상기 고형분이 균일한 분산을 이루어지지 못해 필터의 초기분별제거효율을 저해할 수 있어, 상기한 범위가 바람직하다.The flame retardant apatite and the hydroxyapatite are solid components, and the solid content may include 0.5 to 50 wt% based on 100 wt% of the spray composition according to the present invention. If the solid content is out of the above range, The solid content can not be uniformly dispersed in the spray composition, and the initial fractionation removal efficiency of the filter can be impaired.
상기 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2) 및 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2)는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함될 수 있다.The above flourapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ) and hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) may be contained in a weight ratio of 1: 0.01 to 99.
상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트의 중량비는 수산화아파타이트를 불화아파타이트로 합성하는 과정을 통해 조절이 가능하다. 여기서, 상기 수산화아파타이트의 함량이 너무 적으면 항균성이 저하되며, 과량이 되면 조성물의 안정성이 저하될 수 있으므로, 상기한 중량비가 바람직하다.The weight ratio of the apatite fluoride and the apatite hydroxide can be controlled by synthesizing apatite hydroxide with apatite fluoride. If the content of the hydroxyapatite is too small, the antibacterial property is deteriorated. If the content is excessive, the stability of the composition may be deteriorated.
본 발명에 있어서, 상기 스프레이 조성물은 유기용매 및 바인더를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the spray composition may further include an organic solvent and a binder.
상기 불화아파타이트(flourapatite:Ca10(PO4)6F2), 수산화아파타이트(hydroxyapatite:Ca10(PO4)6(OH)2), 유기용매 및 바인더는, 전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 50 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더 0.025 ~ 30 중량%로 포함되며, 상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함될 수 있다.The fluoroapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ), the hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ), the organic solvent and the binder, The composition of the present invention includes 0.5 to 50% by weight of apatite and hydroxide apatite, 50 to 99% by weight of an organic solvent and 0.025 to 30% by weight of a binder, and the apatite fluoride and apatite hydroxide may be contained in a ratio of 1: 0.01 to 99% by weight.
상기 유기용매의 중량%가 50 미만이면 상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트와 충분히 혼합되지 않고, 점도가 높아 본 발명에 따른 스프레이 조성물로 적합하지 않다. 99을 초과하면 점도가 너무 낮아 필터에 흡착제인 고형 성분이 도포되지 않고 유기용매와 함께 흘러내리는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다. If the weight percentage of the organic solvent is less than 50, it is not sufficiently mixed with the apatite fluoride and apatite hydroxide, and the viscosity is high, so that it is not suitable as a spray composition according to the present invention. If it exceeds 99, the viscosity is too low, and the solid component which is the adsorbent is not applied to the filter and flows down together with the organic solvent.
상기 유기 용매는, 물, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 글리세린으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것일 수 있으며, 바람직하게는 물과 에탄올일 수 있다.The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of water, ethanol, methanol, ethyl acetate, butanol, propylene glycol, butylene glycol and glycerin, preferably water and ethanol.
상기 유기용매는 본 발명에 따른 스프레이 조성물을 분무 방식으로 사용하기 위한 분산액이다.The organic solvent is a dispersion for use in spraying the spray composition according to the present invention.
상기 바인더의 중량%가 0.025 미만이면 상기 스프레이 조성물 중 흡착제인 고형 성분이 필터에 부착되지 않는 문제점이 발생하고, 30을 초과하면 점도가 너무 높아 뭉치는 문제점이 발생할 수 있어, 상기 범위가 바람직하다. If the weight percentage of the binder is less than 0.025, a solid component as an adsorbent in the spray composition may not adhere to the filter. If the weight percentage of the binder is more than 30, the viscosity may be too high to cause aggregation.
상기 바인더는, 알긴산, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 셀롤로오스 및 그 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐알콜일 수 있다. 또한, 고형 성분이거나 용매에 용해되어 있는 상태로 사용될 수 있으며, 이때, 용매에 용해되어 있는 형태의 경우에는 그 용매는 유기용매의 중량%에 포함된다.The binder may be at least one selected from the group consisting of alginic acid, gelatin, polyvinyl alcohol, celluloses and derivatives thereof, preferably polyvinyl alcohol. In addition, it can be used as a solid component or dissolved in a solvent. In the case of a form dissolved in a solvent, the solvent is included in the weight% of the organic solvent.
상기 바인더는, 상기 스프레이 조성물이 필터에 분무되어 도포 될 경우 상기 고형분인 불화아파타이트 및 수산화아파타이트를 필터에 부착 및 고정시키기 위해 사용되는 접착제 역할을 한다.The binder serves as an adhesive used to adhere and fix the solid particles of apatite fluoride and apatite hydroxide to the filter when the spray composition is spray applied to the filter.
상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트의 함량에 대해서는 상기에서 설명하였기에 이에 대한 설명은 생략한다.Since the content of the apatite fluoride and the apatite hydroxide has been described above, a description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 스프레이 조성물은 상기 불화아파타이트, 수산화아파타이트, 물, 알코올 및 폴리비닐알콜을 기계식 교반기를 사용하여 제조될 수 있으며, 교반온도와 교반시간은 제한하지 않는다.The spray composition according to the present invention can be prepared by using a mechanical stirrer, such as apatite fluoride, apatite hydroxide, water, alcohol and polyvinyl alcohol, and the stirring temperature and stirring time are not limited.
본 발명의 일 실시예에 따라 스프레이용 케이스와, 상기 케이스 내 충진되는 스프레이 조성물을 포함하고, 상기 스프레이 조성물은, 전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 50 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더 0.025 ~ 30 중량%로 포함되며, 상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a spray composition comprising a case for spraying and a spray composition to be filled in the case, wherein the spray composition comprises 0.5 to 50% by weight of apatite fluoride and apatite hydroxide in an organic solvent 50 to 99% by weight of a binder and 0.025 to 30% by weight of a binder, and the apatite fluoride and the apatite hydroxide are contained in a ratio of 1: 0.01 to 99: 1 by weight. can do.
상기 스프레이용 케이스는 통상적으로 사용될 수 있는 분무기라면 이를 제한하지 않으며, 대량으로 필터에 분무하는 경우에는 대용량 콤프레셔를 스프레이로 사용하여 상기 조성물을 분무할 수도 있다.The case for spraying is not limited to a spraying machine which can be used normally, and in the case of spraying a large amount of the filter, the composition may be sprayed using a high-capacity compressor as a spray.
또한, 상기 스프레이 조성물의 점도 및 중량비에 대해서는 상기에서 설명하였기에 이에 대한 설명은 생략한다.Since the viscosity and the weight ratio of the spray composition have been described above, a description thereof will be omitted.
상기 스프레이는 에어필터의 표면으로부터 10 cm 이상의 거리에서 에어필터에 분사되었을 때 열을 가하지 않고 20 ~ 30 ℃에서 1 ~ 30 분 이내에 지촉건조(set to touch drying)될 수 있다.The spray can be set to touch dried at 20 to 30 ° C within 1 to 30 minutes without being heated when sprayed on the air filter at a distance of 10 cm or more from the surface of the air filter.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
실시예 1:스프레이 조성물의 제조Example 1: Preparation of spray composition
먼저, 불화아파타이트를 제조하기 위해 수산화아파타이트와 불화나트륨 수용액을 사용하여 반응시켰다. 불화아파타이트와 수산화아파타이트가 혼재된 반응액을 수차례 세척 후, 고형 성분이 분산되어 있는 분산액을 제조하였다. 고상의 폴리비닐알코올을 초순수를 이용하여 일정량을 용해시켜 폴리비닐알코올 수용액을 제조하였다. 불화아파타이트 및 수산화아파타이트가 분산되어 있는 분산액 10g, 유기용매인 알코콜 20g, 폴리비닐알코올 수용액 20g을 준비하였다.First, in order to prepare apatite fluoride, apatite hydroxide and sodium fluoride aqueous solution were used for reaction. The reaction liquid in which the fluorinated apatite and the hydroxyapatite were mixed was washed several times to prepare a dispersion in which the solid component was dispersed. A polyvinyl alcohol aqueous solution was prepared by dissolving a certain amount of solid polyvinyl alcohol using ultrapure water. 10 g of a dispersion in which apatite fluoride and apatite hydroxide were dispersed, 20 g of alcoholic alcohol and 20 g of aqueous polyvinyl alcohol solution were prepared.
상기 준비된 원료을 기계식 교반기에 넣고 25℃온도에서 30분간 교반하여 스프레이 조성물의 제조를 완료하였다.The prepared raw material was placed in a mechanical stirrer and stirred at 25 DEG C for 30 minutes to complete the preparation of the spray composition.
실시예 2Example 2
실시예 1에 따라 제조된 스프레이 조성물을 1 분간 20 mg/cm2 를 T사의 캐빈 에이필터에 분사한 후 30 분간 상온건조하여 준비하였다.The spray composition prepared according to Example 1 was sprayed onto a cabin A filter of 20 mg / cm 2 for 1 minute and then dried at room temperature for 30 minutes.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 2에서 사용한 동일의 T사 캐빈 에이필터를 준비하였다.The same T-cabin A filter used in Example 2 was prepared.
실험예 1 : 필터의 성능평가Experimental Example 1: Evaluation of filter performance
본 발명의 실시예 2 및 비교예 1에 따라 처리된 캐빈 에어필터의 성능을 평가하였다. 실시예 2 및 비교예 1의 캐빈 에어필터를 독일식 콤비네이션 사이클 시험법인 DIN71460 규격으로 초기분별제거효율에 대한 성능평가를 진행하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. The performance of the cabin air filter treated according to Example 2 and Comparative Example 1 of the present invention was evaluated. The cabin air filters of Example 2 and Comparative Example 1 were evaluated for their initial fractionation removal efficiency according to DIN71460, a German combination cycle test method, and the results are shown in Table 1.
평가조건은 유속은 300m3/h 이고, 미세먼지의 농도는 20 mg/m3를 유지하였다.The evaluation conditions were a flow rate of 300 m 3 / h and a fine dust concentration of 20 mg / m 3 .
도 1(a) 및 (b)는 초기분별제거효율 성능평가 후 T사의 캐빈 에어필터의 이미지를 나타낸 것이다.Figs. 1 (a) and 1 (b) show images of the cabin air filter of T company after the initial fractionation removal efficiency performance evaluation.
Particle size (㎛)
Performance improvement (%)
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이 비교예 1은 5.0 - 10.0㎛의 입자크기에서 조차 100% 필터링 되지 않는 반면, 실시예 2는 3.0 - 5.0㎛ 및 5.0 - 10.0㎛의 입자크기에서 100% 필터링 효율이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 PM 1.0 이하 수준, 즉, 0.5 - 1.0㎛ 및 0.3 - 0.5 ㎛에서 비교예 1은 각각 79 %, 71.5 %의 성능을 보인 반면 실시예 2는 각각 94 %, 89.2 %의 미세먼지 제거 성능을 보여, 그 성능 향상이 16 %, 20.1 %임을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 1 above, Comparative Example 1 was not 100% filtered even at 5.0-10.0 μm particle size, whereas Example 2 showed 100% filtering efficiency at 3.0-5.0 μm and 5.0-10.0 μm particle size In particular, the performance of Comparative Example 1 was 79% and 71.5%, respectively, while that of PM 1.0 was lower than that of Comparative Example 1. In Example 2, 94% and 89.2%, respectively It was confirmed that the performance improvement was 16% and 20.1%, respectively.
상기 시험 결과를 바탕으로 본 발명에 따른 스프레이 조성물의 미세먼지 및 초미세먼지를 흡착하는 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.Based on the test results, it was confirmed that the spray composition according to the present invention has excellent characteristics of adsorbing fine dust and ultrafine dust.
지금까지 본 발명의 실시예에 따른 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although the embodiments of the spray composition capable of improving the fine dust removal efficiency of the filter according to the embodiment of the present invention have been described above, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Do.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the claims.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.
Claims (7)
전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 49.975 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더 0.025 ~ 30 중량%로 포함되며,
상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물.
But: (Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 hydroxyapatite), an organic solvent and a binder,: fluoride apatite (flourapatite Ca 10 (PO 4) 6 F 2), hydroxide apatite
0.5 to 49.975% by weight of an apatite fluoride and apatite hydroxide, 50 to 99% by weight of an organic solvent and 0.025 to 30% by weight of a binder, based on 100% by weight of the total composition,
Wherein the apatite fluoride and the apatite hydroxide are contained in a weight ratio of 1: 0.01 to 99: 1.
상기 유기용매는,
에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 글리세린으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이고,
상기 바인더는,
알긴산, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 셀롤로오스 및 그 유도체로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 하는 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이 조성물.
The method according to claim 1,
The organic solvent may include,
At least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, ethyl acetate, butanol, propylene glycol, butylene glycol and glycerin,
Wherein the binder comprises:
Wherein at least one selected from the group consisting of alginic acid, gelatin, polyvinyl alcohol, celluloses and derivatives thereof is capable of improving the fine dust removing efficiency of the filter.
상기 스프레이 조성물은, 전체 조성물 100 중량%에 대해서, 불화아파타이트 및 수산화아파타이트 0.5 ~ 49.975 중량%, 유기용매 50 ~ 99 중량%, 바인더 0.025 ~ 30 중량%로 포함되며,
상기 불화아파타이트 및 수산화아파타이트는 1 : 0.01 ~ 99 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터의 미세먼지 제거 효율을 향상시킬 수 있는 스프레이.
A spraying case and a spraying composition filled in the case,
The spray composition comprises 0.5 to 49.975% by weight of an apatite fluoride and apatite hydroxide, 50 to 99% by weight of an organic solvent, and 0.025 to 30% by weight of a binder, based on 100%
Wherein the apatite fluoride and the apatite hydroxide are contained in a ratio of 1: 0.01 to 99: 1 by weight.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |