KR102097166B1 - 전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈 - Google Patents

전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체인 전도성 고분자를 포함하는 용액을 전기방사하여 제조된 전도성 고분자 섬유필터, 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 전도성 고분자 섬유필터는 집진 전극에 의해 전기장의 형성이 가능하여 미세먼지 및 라돈의 저감 효율이 우수한 공기정화 모듈을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

Description

전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈 {Conductive polymer fiber filter and manufacturing method thereof, and air purification module including the same}
본 발명은 전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈에 관한 것이다.
라돈은 인체의 폐 세포에 심각한 손상을 주어 폐암을 일으키는 발암물질로, 다른 물질과 화학반응을 잘 하지 않지만 물리적으로는 매우 불안정하며, 강한 방사선을 방출하고, 반감기는 3.8일인 무색무미무취의 비활성기체이다.
라돈이 방사능 붕괴를 하면 폴로늄(218Po,214Po), 비스무스(214Bi)가 만들어지고, 최종적으로 안정된 물질인 납(214Pb)으로 변하는데, 이 물질들을 라돈 자손이라 한다.
라돈이 기체 상태인 것과는 달리 라돈 자손은 입자 형태로 되어 있어, 물리화학적 반응성이 높으며, 미세한 먼지에 잘 달라붙어 숨을 쉴 때 몸속으로 들어와 폐 세포나 기관지에 달라붙어 손상을 준다.
한편, 산업 공정, 자동차 배기가스 및 중국의 황사 등의 영향으로 인한 대기오염물질의 과다한 배출로 대기 환경이 많이 오염되고 있다. 실내 공기 또한 흡연이나 각종 휘발성 유기오염물질로 인하여 그 오염도가 증가하고 있을 뿐만 아니라, 사스, 메르스 또는 지카 바이러스 등의 세균이 대기 중에 존재하는 경우가 자주 발생되고 있는 실정이다. 이러한 오염은 인체에 정신적, 육체적으로 심각한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
이에 따라, 청정하고 쾌척한 실내를 유지하고 작업 공간 환경을 개선하기 위하여 공기청정기가 개발되어 라돈, 초미세먼지, 악취, 세균, 담배연기 등의 대기오염물질을 정화시키는 용도로 활용되고 있으나, 보다 우수한 성능을 가진 공기정화 모듈의 개발이 여전히 요구되고 있다.
이와 유사한 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1852144호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1852144호 (2018.04.19.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 라돈 및 미세먼지의 저감 효과가 우수한 전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체인 전도성 고분자를 포함하는 용액을 전기방사하여 제조된 전도성 고분자 섬유필터에 관한 것으로, 상기 전도성 고분자의 중량평균 분자량은 10,000 내지 200,000 g/mol일 수 있으며, 상기 전도성 고분자 섬유 가닥의 직경은 0.05 내지 10 ㎛일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 테트라시아노퀴노디메탄을 포함하는 반응용액을 자가 중합 반응시켜 전도성 고분자를 제조하는 단계; 및 b) 상기 전도성 고분자 및 용매를 포함하는 방사용액을 전기방사하는 단계;를 포함하는 전도성 고분자 섬유필터의 제조방법에 관한 것이다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 a)단계의 반응용액은 도펀트를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 도펀트는 나트륨 도데실벤젠 술포네이트(NaDBS), 도데실벤젠 슬폰산(DBSA), 캠포술폰산(CSA) 및 나프탈렌술폰산(NSA) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 다른 일 양태에 있어, 상기 b)단계의 용매는 메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 메타-크레졸(m-cresol), 클로로포름(CHCl3) 및 디메틸아세트아미드(DMAc) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 전도성 고분자 섬유필터를 포함하는 공기정화 모듈에 관한 것이다.
상기 또 다른 일 양태에 있어, 상기 공기정화 모듈은 하우징; 상기 하우징의 일 측에 형성되는 공기 흡입구; 상기 하우징의 타 측에 형성되는 공기 배출구; 및 상기 공기 흡입구와 공기 배출구의 사이에 위치되도록 하우징의 내부에 설치되며, 상기 고분자 섬유필터를 포함하는 필터유닛;을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 고분자 섬유필터는 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체를 전기방사하여 제조된 것으로, 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체는 전기전도 특성을 가진 전도성 고분자임에 따라, 고전압 인가 시 그 주변 영역에 강한 전기장을 형성할 수 있으며, 이를 통해 라돈 입자와 미세먼지 등의 대기오염물질을 효과적으로 흡착할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 전도성 고분자를 전기방사하여 섬유필터를 제조함에 따라, 전도성 고분자 섬유 가닥이 망상 형태로 얽힌 필터체를 수득할 수 있으며, 이에 따라 전도성 고분자 섬유필터의 비표면적이 크게 증가되어 대기오염물질의 흡착 및 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
최근 대기오염물질의 과다한 배출로 인하여 대기 환경이 많이 오염되고 있어, 청정하고 쾌척한 실내를 유지하기 위하여 공기청정기가 개발되어 대기오염물질을 정화시키는 용도로 활용되고 있으나, 보다 우수한 성능을 가진 공기정화 모듈의 개발이 여전히 요구되고 있다.
이에 본 발명자들은 성능이 향상된 공기정화 모듈의 개발을 위하여 거듭 연구한 끝에, 테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ, tetracyanoquinodimethane)의 자가 중합체를 필터로 활용할 시 라돈 입자와 미세먼지를 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상세하게, 본 발명의 일 양태는 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체인 전도성 고분자를 포함하는 용액을 전기방사하여 제조된 전도성 고분자 섬유필터에 관한 것이다.
이와 같은 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체는 전기전도 특성을 가진 전도성 고분자로, 고전압 인가 시 그 주변 영역에 강한 전기장을 형성할 수 있으며, 이를 통해 라돈 입자와 미세먼지 등의 대기오염물질을 효과적으로 흡착할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 전도성 고분자를 전기방사하여 섬유필터를 제조함에 따라, 전도성 고분자 섬유 가닥이 망상 형태로 얽힌 필터체를 수득할 수 있으며, 이에 따라 전도성 고분자 섬유필터의 비표면적이 크게 증가되어 대기오염물질의 흡착 및 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 전도성 고분자는 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체로, 하기 반응식 1과 같이 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합 반응을 통해 형성된 것일 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112019059836667-pat00001
상기 전도성 고분자의 중량평균 분자량은 특별히 한정되지 않으나, 일 예로 중량평균 분자량은 10,000 내지 200,000 g/mol일 수 있으며, 보다 좋게는 15,000 내지 100,000 g/mol, 더욱 좋게는 35,000 내지 60,000 g/mol일 수 있다. 이와 같은 범위에서 방사용액 제조 시 용매에 잘 용해되어 전기방사 효율을 향상시킴에 있어 좋으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 전도성 고분자 섬유필터에 있어, 섬유필터의 두께는 목표하는 특성에 따라 달리 조절될 수 있으며, 구체적인 일 예로, 전도성 고분자 섬유필터의 두께는 0.05 내지 10 ㎜일 수 있으며, 보다 좋게는 0.2 내지 5 ㎜, 더욱 좋게는 0.5 내지 3 ㎜일 수 있다. 이와 같은 범위에서 공기정화 모듈에 활용 시 라돈 입자 및 미세먼지의 흡착 효율이 우수할 수 있다.
아울러, 전도성 고분자 섬유필터에 있어, 섬유 가닥의 직경 역시 목표하는 특성에 따라 달리 조절될 수 있으며, 구체적인 일 예로, 전도성 고분자 섬유 가닥의 직경은 0.05 내지 10 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 0.1 내지 5 ㎛, 더욱 좋게는 0.5 내지 3 ㎛일 수 있다. 이와 같은 범위에서 공기정화 모듈에 활용 시 전도성 고분자 섬유필터의 비표면적이 크게 증가되어 라돈 입자 및 미세먼지 등의 대기오염물질의 흡착 및 제거 효율이 더욱 향상될 수 있어 좋다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 상기 전도성 고분자 섬유필터의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게 전도성 고분자 섬유필터의 제조방법은 a) 테트라시아노퀴노디메탄을 포함하는 반응용액을 자가 중합 반응시켜 전도성 고분자를 제조하는 단계; 및 b) 상기 전도성 고분자 및 용매를 포함하는 방사용액을 전기방사하는 단계;를 포함할 수 있다.
이와 같은 전기전도 특성을 가진 전도성 고분자인 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체를 이용하여 전도성 고분자 섬유필터를 제조함으로써, 고전압 인가 시 그 주변 영역에 강한 전기장을 형성할 수 있으며, 이를 통해 라돈 입자와 미세먼지 등의 대기오염물질을 효과적으로 흡착할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 전도성 고분자를 전기방사하여 섬유필터를 제조함에 따라, 전도성 고분자 섬유 가닥이 망상 형태로 얽힌 필터체를 수득할 수 있으며, 이에 따라 전도성 고분자 섬유필터의 비표면적이 크게 증가되어 대기오염물질의 흡착 및 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 전도성 고분자 섬유필터의 제조방법의 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, a) 테트라시아노퀴노디메탄을 포함하는 반응용액을 자가 중합 반응시켜 전도성 고분자를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 본 단계는 테트라시아노퀴노디메탄 단량체를 하기 반응식 1과 같이 자가 중합 반응시켜 전도성 고분자를 제조하기 위한 단계로, 테트라시아노퀴노디메탄 단량체를 자가 중합 시킬 수 있는 방법이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112019059836667-pat00002
구체적인 일 예로, 상기 a)단계는 테트라시아노퀴노디메탄을 포함하는 반응용액을 0 내지 80℃의 온도에서 3시간 이상 교반하여 수행될 수 있으며, 보다 좋게는 0 내지 60℃의 온도에서 5 내지 48시간, 더욱 좋게는 0 내지 25℃의 온도에서 8 내지 24시간 교반하여 수행될 수 있다. 이와 같은 조건에서 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합 반응이 잘 일어나 전도성 고분자가 잘 제조될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 a)단계의 반응용액은 용매를 더 포함할 수 있으며, 이때 용매는 증류수(H2O) 등일 수 있으며, 후술하는 도펀트가 용매로 사용될 수도 있다.
이때, 상기 반응용액은 총 중량 중 테트라시아노퀴노디메탄 1 내지 50 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 3 내지 30 중량%, 더욱 좋게는 5 내지 15 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 나머지 잔량은 상기 용매일 수 있다. 이와 같은 범위에서 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합 반응이 잘 일어날 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 a)단계의 반응용액은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 전도성 고분자에 도핑되어 전도성 고분자의 전도성을 증가시킴과 동시에 방사용액 제조 시 용매에 대한 용해성을 높이기 위한 것으로, 구체적인 일 예시로, 나트륨 도데실벤젠 술포네이트(NaDBS), 도데실벤젠 슬폰산(DBSA), 캠포술폰산(CSA) 및 나프탈렌술폰산(NSA) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도펀트가 포함될 경우, 반응용액은 총 중량 중 테트라시아노퀴노디메탄 0.1 내지 50 중량% 및 도펀트 0.1 내지 35 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 테트라시아노퀴노디메탄 0.5 내지 35 중량% 및 도펀트 0.5 내지 25 중량%, 더욱 좋게는 테트라시아노퀴노디메탄 1 내지 25 중량% 및 도펀트 1 내지 15 중량%, 가장 좋게는 테트라시아노퀴노디메탄 3 내지 15 중량% 및 도펀트 3 내지 10 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 나머지 잔량은 상기 용매일 수 있다. 이때, 상기 용매는 도펀트의 용이한 용해를 위하여 증류수, 탈이온수 등의 물을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합 반응이 더욱 잘 일어날 수 있다.
보다 바람직하게는, 테트라시아노퀴노디메탄과 도펀트의 몰비를 적정 범위로 조절하여 주는 것이 더 효과적인 테트라시아노퀴노디메탄 자가 중합 반응을 수행할 수 잇어 좋다. 일 구체예로, 테트라시아노퀴노디메탄 : 도펀트의 몰비는 1 : 0.1 내지 1일 수 있으며, 보다 좋게는 1 : 0.2 내지 0.5일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, b) 전도성 고분자 및 용매를 포함하는 방사용액을 전기방사하는 단계를 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전도성 고분자를 전기방사하여 섬유필터를 제조함에 따라, 전도성 고분자 섬유 가닥이 망상 형태로 얽힌 필터체를 수득할 수 있으며, 이에 따라 전도성 고분자 섬유필터의 비표면적이 크게 증가되어 대기오염물질의 흡착 및 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 전기방사는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로 설명하면, 방사용액을 실린지에 채운 후 이를 니들팁으로 토출하면서 고전압을 가해주면, 고전압에서 발생하는 전기장을 통해 액상인 방사용액이 섬유 가닥으로 방사되어, 최종 전도성 고분자 섬유필터가 제조될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 예에 따른 방사용액은 전도성 고분자를 용매에 용해시켜 제조된 것으로, 상기 b)단계의 방사용액은 1 내지 20 중량%의 전도성 고분자를 포함하는 것일 수 있으며, 좋게는 1.5 내지 15 중량%, 더욱 좋게는 2 내지 10 중량%, 가장 좋게는 3 내지 6 중량%일 수 있다. 이와 같은 범위에서 섬유 가닥이 여러 필라멘트로 끊이지 않고 연속상 섬유를 형성할 수 있으며, 공기정화 모듈용 섬유필터에 적합한 두께의 섬유 가닥이 잘 제조될 수 있다.
이때, 잔량은 용매일 수 있으며, 상기 용매는 전도성 고분자가 잘 용해되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 용매는 메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 메타-크레졸(m-cresol), 클로로포름(CHCl3) 및 디메틸아세트아미드(DMAc) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 N-메틸피롤리돈(NMP)을 사용하는 것이 전도성 고분자를 잘 용해시킬 수 있어 좋다.
본 발명의 일 예에 있어, 전도성 고분자 섬유필터를 효과적으로 제조하기 위해서는 니들구경과, 니들팁과 컬렉터 간의 이격 거리인 방사거리, 전압의 세기 및 방사 속도 또한 중요한데, 구체적인 일 예시로, 상기 b)단계의 전기방사는 니들구경 0.1 내지 1.5 ㎜, 방사거리 5 내지 50 ㎝, 전압 5 내지 45 kV 및 방사 유속 0.5 내지 15 ㎖/시간의 조건으로 수행되는 것일 수 있다. 보다 좋게는 니들구경 0.3 내지 1.2 ㎜, 방사거리 10 내지 40 ㎝, 전압 7 내지 30 kV 및 방사 유속 1 내지 10 ㎖/시간의 조건으로 수행될 수 있으며, 더욱 좋게는 니들구경 0.5 내지 0.8 ㎜, 방사거리 15 내지 30 ㎝, 전압 10 내지 15 kV 및 방사 유속 2 내지 5 ㎖/시간의 조건으로 수행되는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 전기방사를 통해 끊이지 않으면서도 목표하는 바의 두께를 가지는 섬유 가닥이 용이하게 형성되어 우수한 필터 효율을 가진 전도성 고분자 섬유필터가 제조될 수 있다.
아울러, 상기 전도성 고분자 섬유필터의 제조방법은 전기방사된 섬유를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조는 방사용액이 방사됨과 동시에 전기방사된 섬유가 건조되거나 또는 전기방사 완료 후 제조된 전도성 고분자 섬유필터가 건조되는 것일 수 있다. 이때 건조 조건은 방사용액에 사용된 용매에 따라 달라질 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 방법을 통해 건조 공정을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 상기 전도성 고분자 섬유필터를 포함하는 공기정화 모듈에 관한 것으로, 통상적인 공기정화 모듈의 필터부에 상기 전도성 고분자 섬유필터가 추가적으로 결합된 것일 수 있다.
구체적인 일 예시로, 상기 공기정화 모듈은 하우징; 상기 하우징의 일 측에 형성되는 공기 흡입구; 상기 하우징의 타 측에 형성되는 공기 배출구; 및 상기 공기 흡입구와 공기 배출구의 사이에 위치되도록 하우징의 내부에 설치되며, 상기 고분자 섬유필터를 포함하는 필터유닛;을 포함하는 것일 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 예에 따른 공기정화 모듈에 있어, 상기 하우징은 공기 흡입구 및 공기 배출구 외 모든 부분이 밀폐된 구조를 가진 것일 수 있으며, 하우징의 형상은 원형 또는 사각형 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 하우징의 밀폐는 통상적인 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 일 구체예로 친수성 접착제로 밀폐하거나 또는 실리콘계열의 개스킷을 사용하여 밀폐하여 내부의 플라즈마에서 발생한 활성 산소나 자외선 광, 오존 등이 배출되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 상기 필터유닛은 전처리필터, 광플라즈마 모듈, 광촉매 자외선 모듈, 전도성 고분자 섬유필터, 및 헤파필터 등을 포함하는 것일 수 있다.
상기 전처리필터는 공기 흡입구로부터 유입된 공기 중 부유먼지 등의 크기가 큰 분진을 물리적으로 미리 집진하여 제거하기 위한 것으로, ㎜ 사이즈의 비교적 큰 크기의 대기오염물질을 제거할 수 있다. 상기 전처리필터는 당 업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 일 구체예로, 부직포 필터 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 벌집형 부직포 필터를 이용하여 필터 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 광플라즈마 모듈은 상기 전처리필터를 통과한 공기에 함유되어 있는 라돈 입자, 미세먼지, 세균성 바이러스 및 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질을 광 플라즈마를 이용해 분해시켜 저감시키는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 일 구체예로, 상기 광플라즈마 모듈은 전원장치에서 공급된 전원의 전압을 조절하는 전압 변환기; 상기 전압 변환기에서 변환된 전압이 각각 연결되는 + 전극판과 - 전극판;을 포함하며, 일련의 교차 배열로 + 전극판과 - 전극판을 설치하여 각 전극판 사이의 공간으로 라돈 입자 등의 대기오염물질이 통과하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 전압 변환기는 20 내지 30 kV 범위의 전압으로 변압시키도록 하는 것이 바람직하다.
상기 구성의 광플라즈마 모듈은 공기 중의 다양한 산소종과 자유라디칼을 발생시켜서 라돈 입자, 미세먼지, 세균성 바이러스, 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질을 1차적으로 분해시킬 수 있다.
상기 광플라즈마 모듈을 통과한 공기 중의 라돈 입자, 미세먼지, 세균성 바이러스, 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질은 광촉매 자외선 모듈에 의해 2차적으로 분해되며, 광촉매 자외선 모듈에 의한 잠재된 산화 에너지와 오존을 발생시키는 강력한 반응 활성으로 유해물질을 분해시킬 수 있다. 상기 광촉매 자외선 모듈은 당 업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다.
상기 광플라즈마 모듈과 광촉매 지외선 모듈을 통과한 공기 중의 잔류성 오염물질과 오존은 전도성 고분자 섬유필터에 의해 흡착되어 제거될 수 있으며, 이는 고전압 인가 시 발생하는 전기장에 의해 잔류성 오염물질 및 오존이 전도성 고분자 섬유필터에 흡착되는 것이다.
상기 전도성 고분자 섬유필터마저 통과한 공기 중의 초미세먼지는 헤파필터에 의해 제거될 수 있으며, 헤파필터는 당 업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다.
이 외에도 본 발명의 일 예에 따른 공기정화 모듈은 필요에 따라 음이온 발생기 등의 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 전도성 고분자 섬유필터와 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 공기정화 모듈에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시 예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시 예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[실시예 1]
테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ, tetracyanoquinodimethane) 5 g과 증류수 50 ㎖를 혼합한 반응용액에, 나트륨 도데실벤젠 술포네이트(NaDBS, sodium dodecylbenzene sulfonate) 4 g을 증류수 10 ㎖에 녹인 용액을 천천히 첨가한 후, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다.
반응 완료 후, 생성된 전도성 고분자 침전물은 감압 여과하고, 증류수 및 메탄올로 수회 세척하였다. 세척된 전도성 고분자를 50℃ 오븐에서 24시간 건조하여 전도성 고분자(p-TCNQ)를 제조하였다.
다음으로, 전도성 고분자(p-TCNQ) 1 g을 NMP 20 ㎖에 녹여 방사용액을 제조하고, 이를 전기방사 하여 두께가 약 1.0 ㎜, 섬유 직경이 약 1 ㎛인 전도성 고분자 섬유필터를 제조하였다.
이때, 전기방사는 니들구경 0.7 ㎜, 방사거리 15 ㎝, 전압 15 kV 및 방사 속도 2 ㎖/시간의 조건으로 수행되었으며, 이후, 상온에서 2일 동안 진공 건조하였다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 하우징; 상기 하우징의 일 측에 형성되는 공기 흡입구; 상기 하우징의 타 측에 형성되는 공기 배출구; 및 상기 공기 흡입구와 공기 배출구의 사이에 위치되도록 하우징의 내부에 설치되며, 전처리필터, 광플라즈마 모듈, 광촉매 자외선 모듈, 전도성 고분자 섬유필터 및 헤파필터를 포함하는 필터 유닛;을 포함하며, 상기 전도성 고분자 섬유필터는 테트라시아노퀴노디메탄의 자가 중합체인 전도성 고분자를 포함하는 용액을 전기방사하여 제조된 공기정화 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자의 중량평균 분자량은 10,000 내지 200,000 g/mol인, 공기 정화모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 섬유필터는 전도성 고분자 섬유 가닥의 직경이 0.05 내지 10 ㎛인, 공기정화 모듈.
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