KR101869061B1 - 정수 필터용 복합필라멘트 조성물 - Google Patents

정수 필터용 복합필라멘트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트(akaganeite), 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질, 및 고분자 수지를 함유하는 정수용 복합필라멘트 조성물 및 이의 제조 방법, 상기 조성물을 이용하여 제조된 정수용 필터에 관한 것이다.

Description

정수 필터용 복합필라멘트 조성물{COMPLEX FILAMENT COMPOSITION FOR MANUFACTURING WATER PURIFYING FILTER}
본 발명은 3D 프린팅으로 정수 필터를 제조하는데 사용될 수 있는, 정수 기능성 물질, 구체적으로 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트(akaganeite), 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질이 함유된 복합필라멘트 조성물, 복합필라멘트의 제조방법, 및 이로부터 제조된 복합필라멘트 및 정수 필터에 관한 것이다.
3D 프린팅 기술은 CAD를 이용하여 제작하고자 하는 3차원 구조물을 설계한 후, 이를 출력하는 기술을 의미한다. 3D 프린팅 기술은 제작 방법 및 소재에 따라 크게 FDM 방식과 SLA 방식으로 분류된다. 그 중 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 열가소성 수지를 이용하며, 프린터의 노즐 끝에 수지의 용융점 이상의 온도를 가해주어 수지를 용융시킨 후, 정해진 경로를 따라 분출시키면서 구조물의 최저면으로부터 최고면까지 적층시켜 원하는 형태의 구조물을 제작하는 방식이다. 이러한 FDM 방식의 3D 프린팅에 사용되는 소재는 필라멘트(filament)라고 지칭하며, 3D 프린팅 필라멘트는 열가소성 수지를 일정한 크기의 단면을 갖는 긴 와이어로 제작하여 3D 프린터에 주입하기 용이하게 제작된다.
기능성 3D 프린팅 필라멘트를 제작하기 위하여 고온용융사출(Hot Melt Extrusion, HME) 기술이 이용된다. 기본적으로 고온용융사출 기술은 의료분야에 사용할 고분자 소재를 개발하기 위하여 1930년대부터 연구되어 온 기술로서, 고분자와 원료의약품을 실린더에 넣고 가열하면서 섞어준 뒤 작은 지름의 구멍을 통하여 사출하는 과정을 거친다. 이렇게 하여 원료의약품은 고분자 내에 균일하게 분산되고 고분자는 원료의약품의 특성을 지니게 된다. 이러한 고온용융사출 기술을 응용하면 기타 여러가지 기능성 고분자를 얻을 수 있으며 이는 기능성 3D 프린팅 필라멘트에 직결된다.
기능성 3D 프린팅 필라멘트로 제작한 구조체가 오염원을 제거하기 위해서는 오염원과 직접적으로 맞닿아서 표면에서 흡착을 일으켜야 한다. 흡착은 2개의 상(phase)이 서로 접촉하고 있을 때, 상을 이루는 구성 성분이 그 접촉면에서 농축되는 현상을 의미한다. 이러한 흡착이 가능한 물질을 흡착제라고 하며 각종 금속 산화물은 흡착제로 잘 알려져 있다. 다른 오염원을 흡착하여 제거하기 위해서는 해당 오염원과 대응하는 흡착제를 사용할 때 높은 효율을 얻을 수 있다. 흡착 효율을 증가시키기 위해서는 단위 부피당 표면적이 증가시켜야 하며, 특히 3D 프린팅 필라멘트의 경우 단위 질량 당 흡착제의 질량이 증가할수록 흡착하는 오염원의 양도 증가하게 된다.
그러나, 필라멘트 내에서 흡착제로 사용하는 물질의 질량이 증가하게 되면 필라멘트의 물성 또한 달라지게 된다. 필라멘트는 열가소성 수지로서 기본적으로 이물질이 첨가됨에 따라 녹는점과 점성도가 증가하게 된다. 이는 3D 프린팅 구조물의 품질이 달라지게 하는 변수로서 작용할 수 있다. 때문에 흡착 효율을 증가시키기 위해서 무한정 흡착제의 첨가량을 증가시킬 수는 없다.
중금속 중 하나인 비소(Arsenic, As)는 체내에 축적되면, 약하게는 두통, 어지럼증, 구토, 설사 증세 등을 일으키며, 장기적으로 비소에 노출될 경우 혈관 손상, 신진대사 이상, 각종 암 발생 등의 심각한 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 방글라데시, 베트남, 캄보디아 등은 자연적으로 발생하는 비소에 의해 식수원이 오염되었으며, 때문에 이들 국가에서는 음용수 내 비소를 제거하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다.
비소와 반응하는 물질 중에서 산화철은 비소를 제거하기 위한 물질로서 알려져 있다. 산화철을 이용하여 비소를 제거하는 방법 중 가장 간단한 방법으로 녹슨 못을 물에 담근 후 일정 시간이 지난 뒤 이를 걸러서 사용하는 방법이 있는데, 이는 녹슨 못 표면에 존재하는 산화철이 비소와 반응하기 때문이다. 그러나 이 방법은 정수 효율을 조절하기 어렵고, 녹슨 못 표면에서 분리되는 산화철이 또 다른 오염원으로서 작용한다는 단점을 갖는다.
이와 같이, 비소 등 오염물질을 제거하기 위한 기존 방법들의 단점을 극복하기 위해서 각 오염물질을 제거하는 물질로 공지된 물질을 이용하는 새로운 방법으로 3D 프린팅과 결합하는 방법을 고안하였다.
대한민국 특허공개 제10-2015-0098142호 대한민국 특허공개 제10-2009-0079834호
본 발명은 수중 오염물질을 용이하고 효과적으로 제거할 수 있는 정수 필터를 보다 용이하게 제조할 수 있도록 하는 정수 필터용 복합필라멘트 조성물, 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법 및 정수 필터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양상은 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트, 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질, 및 고분자 수지를 함유하는 정수 필터용 복합필라멘트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정수 기능성 물질은 필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 1 내지 20중량% 함유될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자 수지는 열가소성 수지로서, 구체적으로는 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS) 중합체, 폴리락트산 중합체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 중합체, 폴리바이닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 중합체, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중합체 및 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene, HDPE) 중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 양상은 (a) 고분자 수지 펠릿에 오일을 첨가하여 고분자 수지 입자의 표면을 상기 오일로 코팅하는 단계; (b) 상기 오일로 코팅된 고분자 수지 펠릿에 정수 기능성 물질 분말을 첨가하여 부착시키는 단계; 및 (C) 상기 단계 (b)의 결과물을 압출하는 단계를 포함하는 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법으로서, 상기 정수 기능성 물질 분말은 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트, 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질인 것인 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 정수 기능성 물질은 상기 복합필라멘트의 총중량에 대하여 1 내지 20중량% 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자 수지 펠릿은 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌 중합체, 폴리락트산 중합체, 폴리카프로락톤 중합체, 폴리바이닐 알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체 및 고밀도 폴리에틸렌 중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 양상은 상기 방법으로 제조되는 정수 필터용 복합필라멘트를 제공한다.
본 발명의 일 양상은 상기 복합필라멘트를 3D 프린팅하여 제조된 정수용 필터를 제공한다.
본 발명에 따른 정수 필터용 복합필라멘트 조성물을 이용하여 현재 상용화된 정수 필터와 동일 규격으로 정수 필터를 제조하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 정수 제품을 사용하지 않는 공간의 상황 및 필요에 의하여 다양한 형태로 제작할 수 있다. 본 발명에 따른 정수용 복합필라멘트 조성물을 이용한 정수 필터는 고비용, 고효율의 다른 정수 방법의 사용이 불가능한 경우, 낮은 효율이라도 즉각적으로 비소, 크롬, 납, 수용성 염료, 유기 또는 무기 오염물질, 생물학적 오염물질 등 오염원을 제거하여야 하는 경우에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 (a) 일반적인 ABS 펠릿의 열중량분석(Thermogravimetric analysis, TGA) 데이터, (b) 본 발명에 따라 ABS 펠릿에 산화철이 1.834% 함유된 경우의 열중량분석 데이터, 및 (c) 본 발명에 따라 ABS 펠릿에 산화철이 2.377% 함유된 경우의 열중량분석 데이터를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 정수 필터용 복합필라멘트의 중량에 따른 수중 비소의 제거 정도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 정수 필터용 복합필라멘트의 산화철 함유량에 따른 흡착 효율(Sorption Efficiency)을 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 "필라멘트"는 3D 프린터용, 구체적으로는 FDM 형식의 3D 프린터용 필라멘트를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 "복합필라멘트"는 순수한 고분자 소재에 특정 기능을 부여하기 위한 부가적인 성분을 첨가한 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "정수 기능성 물질"은 정수 기능을 발휘하는 물질을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 기능성 물질의 구체적인 예는 하기와 같다.
본 명세서에서 사용되는 "산화철(III)"은 비소의 제거에, "산화티타늄(II)"은 유기 또는 무기 오염물질의 제거에, "산화마그네슘", "요오드화 은" 및 "은"은 대장균, 박테리아 등 생물학적 오염원의 제거에, "아카가네이트"는 크롬(VI)의 제거에, "키토산"은 납(II)의 제거에, "CNT"는 수용성 염료의 제거에 특이적 효과를 발휘한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정수 기능성 물질은 복합필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 1 내지 20중량% 함유될 수 있다. 상기 정수 기능성 물질의 함량이 복합필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 20중량%를 초과하는 경우, 필라멘트의 강도가 낮아지기 때문에 프린팅을 위하여 노즐에 주입하는 과정에서 정해진 경로를 통과하지 못하고 휘어지거나 부러지므로 상용 3D 프린터에 적용하기에 바람직하지 않다. 정수 기능성 물질의 함량이 증가하게 되면 복합필라멘트 조성물 중의 고분자 수지의 함량이 감소하므로 필라멘트의 강성이 감소하게 되는데, 임계질량 이상의 정수 기능성 물질을 포함하게 되면 필라멘트가 녹으면서 발생하는 점성을 극복하는 압력을 견뎌내지 못하기 때문이다.
본 명세서에서 사용되는 "고분자 수지"는 열가소성 수지로서, 구체적으로는 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌 중합체, 폴리락트산 중합체, 폴리카프로락톤 중합체, 폴리바이닐 알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체 및 고밀도 폴리에틸렌 중합체로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "오일"은 파라핀 오일, 실리콘 오일 및 식용유로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 파라핀 오일이 바람직하다. 상기 오일은 복합필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 1중량% 이하로 첨가될 때 가장 효율적으로 정수 물질을 부착할 수 있다.
본 발명에 따른 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법 중 (c) 단계는 (b) 단계의 결과물을, 예를 들어, 압출기를 통하여 압출시킴으로써, 고분자 수지 펠릿이 압출기 내부에서 용융되는 동안 정수 기능성 물질 분말이 분산되어, 이후 노즐을 통과하여 복합필라멘트 형태로 압출된다.
3D 프린터는 설계 데이터에 따라 소재를 가공하고 적층 방식(Layer-by-layer)으로 쌓아올려 입체물을 제조하는 장비로서, 적층 방식과 활용 재료에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 적층 방식은 압출, 잉크젯 방식의 분사, 광경화, 파우더 소결, 인발, 시트 접합 등으로 구분가능하며, 활용 가능 재료는 수지, 금속, 종이, 목재, 식재료 등 매우 다양하다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 상기 방법으로 제조되고 직경이 1.75mm인 정수 필터용 복합필라멘트가 제공된다.
본 발명의 정수 필터용 복합필라멘트를 3D 프린팅하여 정수 필터를 제조할 수 있다. 압출 방식의 3D 프린터를 이용하여 정수 필터를 제조할 수 있는 바, 복합필라멘트를 노즐 안에서 녹여 출력하여 원하는 형상 및 크기로 물품을 제조할 수 있으므로, 목적하는 형상 및 크기의 정수 필터를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복합필라멘트를 제조함에 있어, 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트, 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 2종 이상의 정수 기능성 물질을 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상의 정수 기능성 물질을 포함하는 복합필라멘트를 이용하여 정수 필터를 제조하고, 이에 정수할 액체를 통과시켜, 1종 이상의 오염물질을 일시에 제거할 수 있다. 또는, 단일 성분의 정수 기능성 물질을 함유하는 수 종의 복합필라멘트를 제조하고, 각각의 복합필라멘트로부터 수 종의 정수 필터를 제조한 후, 한 곳에 여러 필터를 적층시킨 후 정수할 액체를 통과시켜, 1종 이상의 오염물질을 일시에 제거할 수 있다.
본 발명의 복합필라멘트로부터 제조한 정수 필터의 형상은 사각판형, 삼각판형, 원판형, 육면체형, 삼각기둥형, 원기둥형 또는 다각뿔형이 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 하나 이상의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 실시예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 산화철 분말이 함유된 복합필라멘트의 제조 1
아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS, Filabot사로부터 구입) 펠릿 19g을 50mL 원심분리관(centrifuge tube)에 투입하고, 파라핀 오일(paraffin oil, Sigma-aldrich사로부터 구입) 10μL를 첨가하였다. 교반기를 이용하여 원심분리관을 5분 동안 진동시켜, ABS 펠릿의 표면을 파라핀 오일로 완전히 코팅하였다. 파라핀 오일 코팅이 완료된 후, 산화철(III) 분말(cnvision사로부터 구입) 1g을 넣어주고, ABS 표면에 부착될 수 있도록 다시 교반시켰다.
상기 산화철 분말이 표면에 부착된 ABS 펠릿을 모아 압출기(Extruder, Noztek사)에 넣고, 사출 온도 210℃, 사출 속도 60rpm 및 노즐 사이즈 1.75mm으로 복합필라멘트를 사출시켰다. 사출기 내부에서 펠릿은 용융되는 동안 산화철 분말들은 분산되어 ABS와 같이 섞이며, 이후 노즐을 통과하여 필라멘트 형태로 사출되었다.
실시예 2 내지 10. 다양한 복합필라멘트의 제조
하기 표 1과 같은 화합물을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 복합필라멘트를 제조하였다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
ABS 펠릿 19.7g 19.5g 19g 19g 19g 19g 19g 19g 19g
파라핀 오일 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL
산화철(III)
분말		 0.3g 0.5g - - - - - - -
산화티타늄(II)
분말		 - - 1g - - - - - -
산화마그네슘 분말 - - - 1g - - - - -
요오드화 은
분말		 - - - - 1g - - - -
은 분말 - - - - - 1g - - - -
아카가네이트 분말 - - - - - - 1g - -
키토산 분말 - - - - - - - 1g -
CNT 분말 - - - - - - - - 1g
시험예 1. 복합필라멘트의 열중량분석
본 발명에 따른 복합필라멘트 중 실시예 2 및 3에서 제조한 복합필라멘트에 대하여 열중량분석기(TGAQ50, TA Instruments-Waters L.L.C.사)를 사용하여 각 조성물의 열중량분석을 측정하였다.
실험 결과, 400 내지 700℃ 범위의 데이터 변화를 통하여 본 발명에 따른 복합필라멘트, 구체적으로 상기 실시예 2 및 3에 따른 복합필라멘트 내부에 정수 기능성 물질인 산화철이 함유되어 있음을 확인하였다(도 1 참조).
시험예 2. 산화철 분말이 함유된 복합필라멘트의 비소 검출 및 제거 효과 확인
본 발명에 따른 정수 필터용 복합필라멘트의 비소 흡착 여부를 확인하기 위하여, 비소 검출용 키트인 Arsenic Kit(Industrial Test Systems사로부터 구입)를 사용하였다.
표준 용액으로 제조한 1.35x10-4M 비소 용액 50mL에 상기 실시예 1에서 제조한 복합필라멘트를 각각 0.5g, 1g, 2g씩 담구어 4시간 동안 방치한 후 비소 용액의 농도 변화를 확인하여 본 발명의 복합필라멘트의 비소 흡착 능력을 확인하였다. 실험 결과, 본 발명의 복합필라멘트를 담가 둔 용액의 비소 농도가 감소하는 것을 확인하였으며, 나아가 사용된 복합필라멘트의 질량이 증가할수록 비소의 제거 효과도 큼을 확인하였다(도 2 참조).
시험예 3. 복합필라멘트의 정상 출력 여부 확인
상기 실시예 1 내지 10에 의하여 제조된 복합필라멘트의 정상 출력 여부를 확인하기 위하여, Replicator 2X 3D 프린터(MakerBot사)를 이용하여 출력하였다. 실험 결과, 필라멘트는 정상적으로 3D 프린터의 노즐로 주입되며 노즐 온도 230℃의 조건에서 정상적으로 출력됨을 확인하였다.
시험예 4. 출력성 관련 복합필라멘트 내의 기능성 물질의 적정 함유량 확인
정상 출력을 위한 복합필라멘트 내의 기능성 물질의 적정 함유량을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 3에 추가하여, 산화철(III) 분말의 함량을 달리하여 실시예 11 내지 13 및 비교예 1 및 2를 수행하였다. 하기 표 2와 같은 화합물을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 복합필라멘트를 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 11 실시예 12 실시예 13 비교예 1 비교예 2
ABS 펠릿 19g 19.7g 19.5g 18g 17g 16g 15.5g 15g
파라핀 오일 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL
산화철(III) 분말 1g 0.3g 0.5g 2g 3g 4g 4.5g 5g
제조한 복합필라멘트 총중량에 대한 산화철(III) 분말의 함량비 5 중량% 1.9 중량% 2.4 중량% 10 중량% 15 중량% 20 중량% 22.5 중량% 25 중량%
정상 출력 여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △
실시예 11 내지 13 및 비교예 1 및 2에 의하여 제조된 복합필라멘트의 정상 출력 여부를 추가로 확인한 결과, 제조한 복합필라멘트 총중량에 대하여 산화철(III) 분말이 20중량%를 초과하여 함량되어 있는 경우(비교예 1 및 2), 3D 프린팅을 하기에 필요한 최소한의 강성을 잃고 정상적으로 출력되지 않음을 확인하였다.
시험예 5. 기능성 관련 복합필라멘트 내의 기능성 물질의 적정 함유량 확인
정수 기능 발휘를 위한 복합필라멘트 내의 기능성 물질의 적정 함유량을 확인하기 위하여, 산화철(III) 분말의 함량을 달리하여 실시예 14 내지 23을 수행하였다. 하기 표 3과 같은 화합물을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 복합필라멘트를 제조하였다.
실시예 14 실시예 15 실시예 16 실시예 17 실시예 18 실시예 19 실시예 20 실시예 21 실시예 22 실시예 23
ABS 펠릿 14.86g 14.71g 17.28g 17.15g 17.72g 17.81g 18.00g 19.57g 20.68g 19.07g
파라핀 오일 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL 10μL
산화철(III) 분말 0.277g 0.608g 1.321g 2.603g 2.950g 3.377g 3.571g 4.395g 5.281g 5.492g
제조한 복합필라멘트 총중량에 대한 산화철(III) 분말의 함량비 1.83
중량%		 3.97
중량%		 7.10
중량%		 13.18
중량%		 14.27
중량%		 15.94
중량%		 16.55
중량%		 18.34
중량%		 20.34
중량%		 22.36
중량%
정상 출력 여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △
실시예 14 내지 21에 의하여 제조된 복합필라멘트의 수중 비소 제거량을 확인하였다. 수중 비소 제거량은 하기와 같은 방식으로 계산하였다:
Figure 112016087025452-pat00001
(qe: 금속이 흡착제에 의해 제거된 양(mg/g),
ci,ce: 초기 농도 및 나중 농도(mg/ml),
V : 분석 용액의 부피(ml),
W : 사용한 흡착제의 질량(g))
산화철(III) 함유량이 20중량%에 근접할수록 필라멘트 단위질량당 흡수하는 비소의 양이 특정값으로 수렴하는 것을 확인하였다(도 3 참조).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트(akaganeite), 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질, 오일 및 고분자 수지를 함유하는 정수 필터용 복합필라멘트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정수 기능성 물질은 상기 복합필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 1 내지 20중량% 함유되는 것인 정수 필터용 복합필라멘트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일은 파라핀 오일, 실리콘 오일 또는 식용유인 정수 필터용 복합필라멘트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일은 상기 복합필라멘트 조성물의 총중량에 대하여 0중량% 초과 1중량% 이하로 함유되는 것인 정수 필터용 복합필라멘트 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS) 중합체, 폴리락트산 중합체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 중합체, 폴리바이닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 중합체, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중합체 및 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene, HDPE) 중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 정수 필터용 복합필라멘트 조성물.
  6. (a) 고분자 수지 펠릿에 오일을 첨가하여 고분자 수지 펠릿의 표면을 상기오일로 코팅하는 단계;
    (b) 상기 오일로 코팅된 고분자 수지 펠릿에 정수 기능성 물질 분말을 첨가하여 부착시키는 단계; 및
    (C) 상기 단계 (b)의 결과물을 압출하는 단계
    를 포함하는 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법으로서,
    상기 정수 기능성 물질 분말은 산화철(III), 산화티타늄(II), 산화마그네슘, 요오드화 은, 은, 아카가네이트, 키토산 및 CNT로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 정수 기능성 물질인 것인 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정수 기능성 물질은 상기 복합필라멘트의 총중량에 대하여 1 내지 20중량% 첨가되는 것인 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스타이렌 중합체, 폴리락트산 중합체, 폴리카프로락톤 중합체, 폴리바이닐 알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체 및 고밀도 폴리에틸렌 중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 정수 필터용 복합필라멘트의 제조 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 정수 필터용 복합필라멘트.
  10. 제 9 항에 따른 복합필라멘트를 3D 프린팅하여 제조된 정수용 필터.
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