KR102167336B1 - Functional filter and manufacturing therof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 여과 효율을 갖는 동시에 고투수성을 나타내는 기능성 필터의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그래핀 옥사이드 및 탄소나노튜브를 이용한 기능성 필터의 제조 방법 및 이로부터 제조된 기능성 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a functional filter having high filtration efficiency and exhibiting high water permeability, and more particularly, to a method of manufacturing a functional filter using graphene oxide and carbon nanotubes, and a functional filter manufactured therefrom. .
Description
본 발명은 우수한 여과 효율을 갖는 기능성 필터의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 기능성 필터의 제조 방법 및 이로부터 제조된 기능성 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a functional filter having excellent filtration efficiency, and more particularly, a method for manufacturing a functional filter including a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide, and manufactured therefrom. It relates to a functional filter.
국내에서는 물을 음용 가능한 생활용수로 공급하기 위하여 정수처리장 시설을 통해 정수된 물을 각 가정에 공급하고 있다. 이러한 정수처리장은 각종 오염물질이 포함된 물을 여과 처리하고, 상기 여과 처리된 물에 살균 소독제의 일종인 염소를 투입하여 정수 처리된 물을 수도관을 통해 각 가정에 공급하고 있다.In Korea, purified water is supplied to each household through a water treatment plant in order to supply water as drinking water for daily use. Such water treatment plants filter water containing various pollutants, and chlorine, a kind of sterilizing agent, is added to the filtered water to supply purified water to each household through a water pipe.
그러나, 상기 살균 소독제로 투입되는 염소 특유의 냄새로 음용 시 불쾌감을 유발하며, 가정으로 정수 처리된 물이 공급되는 과정에서 노후된 수도관으로부터 부식물이 혼합됨에 따라 사실상 식수로는 이용이 불가능한 문제점이 있어, 현재까지 다양한 기능의 정수기들이 널리 개발되고 있는 실정이다.However, the smell of chlorine introduced into the disinfectant disinfectant causes discomfort when drinking, and there is a problem that it is virtually impossible to use it as drinking water as corrosive substances are mixed from the old water pipes in the process of supplying purified water at home, Water purifiers with various functions have been widely developed to date.
정수기는 그 내부에 원수를 필터링 하기 위한 필터가 필수적으로 설치되며, 상기 필터는 부직포 필터, 활성탄 필터, 중공사막 필터, 이온교환수지 필터, 역삼투압 필터 등 물을 여과하는 방법 및 단계에 따라 다양한 정수용 필터가 적용되고 있다.The water purifier is essentially installed with a filter for filtering raw water therein, and the filter is for various water purification according to the method and step of filtering water such as a nonwoven fabric filter, an activated carbon filter, a hollow fiber membrane filter, an ion exchange resin filter, and a reverse osmosis filter. Filters are being applied.
하지만, 상기 필터를 사용하기 위해서는 일정한 설치공간을 확보해야하며, 과다한 부피구성과 그에 따른 전문 설치기술이 요구됨에 따라 상대적으로 제품의 가격이 상승한다.However, in order to use the filter, a certain installation space must be secured, and the price of the product is relatively increased as an excessive volume configuration and specialized installation technology are required.
또한 현재 필터에 보편적으로 적용되고 있는 부직포 필터의 경우, 직경이 커서 바이러스와 같은 나노사이즈 크기의 입자를 여과할 수 없어 수중의 바이러스를 제거할 수 없으며, 여과 정밀도가 낮은 문제점이 있다.In addition, in the case of a nonwoven filter, which is currently commonly applied to filters, because of its large diameter, it cannot filter nano-sized particles such as viruses, so it cannot remove viruses in water, and the filtration accuracy is low.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래 부직포 위에 전기방사하여 고분자 나노 섬유를 도포한 필터가 개발되었으며, 상기 전기방사를 통해 섬유 직경이 수 백 nm인 초극세 섬유를 제조할 수 있어 바이러스와 같은 극미세 입자가 제거될 수 있다. 그러나, 작은 기공 크기를 갖는 필터를 제조하는 것이 쉽지 않고, 기공 크기가 너무 작아지기 때문에 높은 작동 압력이 요구되며 압력 손실이 크고, 낮은 투과성으로 인해 투과 유량이 현저히 낮다. 또한, 사용 중에 기공이 폐쇄되어 투과속도가 급격히 감소할 수 있는 문제점이 존재한다. 즉, 극미세 입자의 제거가 가능한 높은 여과 효율 및 고투수성을 동시에 만족하는 정수용 필터의 개발이 필요한 실정이다.In order to solve this problem, a filter in which polymer nanofibers are coated by electrospinning on a nonwoven fabric has been developed, and ultrafine fibers having a fiber diameter of several hundred nm can be produced through the electrospinning, thereby removing ultrafine particles such as viruses. Can be. However, it is not easy to manufacture a filter having a small pore size, and since the pore size is too small, a high operating pressure is required, a pressure loss is large, and a permeate flow rate is remarkably low due to low permeability. In addition, there is a problem in that the pores are closed during use, so that the permeation speed may decrease rapidly. That is, there is a need to develop a filter for water purification that satisfies both high filtration efficiency and high water permeability capable of removing ultrafine particles.
한편, 환경문제에 대한 인식이 증가하면서 물을 정화하는 장치뿐만 아니라, 미세 분진과 같은 다양한 오염물질을 포함하는 공기를 정화시킬 수 있는 장치의 중요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 공기를 정화시키는 장치로서, 오염물질이 포함된 공기를 정화시켜 청정한 공기를 배출하는 집진장치가 사용되고 있으며, 상기 집진장치용 필터를 이용하여 공기 정화는 물론 각종 냄새 및 진드기, 꽃가루, 애완동물 털과 같은 미세 입자를 제거하고 쾌적하고 건강한 환경을 제공할 수 있는 기능성 필터의 개발이 필요한 실정이다.Meanwhile, as awareness of environmental issues increases, the importance of not only a device for purifying water but also a device capable of purifying air containing various pollutants such as fine dust is increasing. As a device for purifying such air, a dust collector that purifies air containing pollutants to discharge clean air is used, and various odors and mites, pollen, and pet hair as well as air purification using the filter for the dust collector are used. There is a need to develop a functional filter that can remove fine particles such as these and provide a comfortable and healthy environment.
본 발명은 우수한 여과 효율을 갖는 기능성 필터를 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a functional filter having excellent filtration efficiency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 기능성 필터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명의 일 양태는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액을 건조하여 필터 시트를 제조하는 단계 및; 상기 필터 시트를 플라즈마 처리하는 단계;를 포함하는 기능성 필터의 제조 방법이다.One aspect of the present invention for achieving the above object relates to a method of manufacturing a functional filter, specifically, one aspect of the present invention comprises a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes and reduced graphene oxide Preparing a mixed solution; Drying the mixed solution to prepare a filter sheet; It is a method of manufacturing a functional filter comprising a; plasma treatment of the filter sheet.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체의 폴리아미드가 지방족 폴리아미드인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the polyamide of the polyether-polyamide block copolymer may be an aliphatic polyamide.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합 용액은 고형분 총 중량에 대하여 폴리에테르-폴리아미드 블록공중합체 75 ~ 95 중량%, 탄소나노튜브 1 ~ 15 중량% 및 환원 그래핀 옥사이드 1 ~ 15 중량%를 포함하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the mixed solution contains 75 to 95% by weight of a polyether-polyamide block copolymer, 1 to 15% by weight of carbon nanotubes, and 1 to 15% by weight of reduced graphene oxide based on the total weight of the solid content. It can be.
본 발명의 일 양태에서, 상기 상기 환원 그래핀 옥사이드는 그래핀 옥사이드를 기재에 증착하여 열처리 및 박리한 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the reduced graphene oxide may be obtained by depositing graphene oxide on a substrate, followed by heat treatment and peeling.
본 발명의 일 양태에서, 상기 열처리는 100 내지 250℃에서 10 분 내지 3 시간동안 수행하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the heat treatment may be performed at 100 to 250° C. for 10 minutes to 3 hours.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합 용액의 제조 단계는 상기 혼합 용액을 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the step of preparing the mixed solution may further include ultrasonicating the mixed solution.
본 발명의 일 양태에서, 상기 플라즈마 처리는 10 내지 30 Torr의 산소 압력으로 5 내지 60 분간 진행되는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the plasma treatment may be performed for 5 to 60 minutes at an oxygen pressure of 10 to 30 Torr.
본 발명의 또 다른 양태는 폴리에테르-폴리아미드 블록공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 기능성 필터이다.Another aspect of the present invention is a functional filter comprising a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide.
본 발명의 일 양태에서, 상기 환원 그래핀 옥사이드는 환원 그래핀 옥사이드 시트가 적층된 형태이고, 상기 시트의 층간 간격이 0.7 내지 0.9 nm인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the reduced graphene oxide may be a form in which a reduced graphene oxide sheet is stacked, and an interlayer spacing of the sheet may be 0.7 to 0.9 nm.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기능성 필터는 기공 크기가 10 nm 내지 20 μm인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the functional filter may have a pore size of 10 nm to 20 μm.
본 발명의 일 양태에서, 기능성 필터는 접촉각이 20°이하이고, 작동 압력이 50 psi 이하인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the functional filter may have a contact angle of 20° or less and an operating pressure of 50 psi or less.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기능성 필터는 면저항이 1.0 X 103 Ω/□ 이하인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the functional filter may have a sheet resistance of 1.0
본 발명의 또 다른 양태는 상기 기능성 필터를 포함하는 직수 연결형 정수 장치이다.Another aspect of the present invention is a direct water connection type water purification device including the functional filter.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 기능성 필터를 포함하는 집진 장치이다.Another aspect of the present invention is a dust collecting device including the functional filter.
본 발명에 따른 기능성 필터의 제조 방법은 간단한 공정 및 장비를 이용하여 높은 여과 효율을 갖는 정수용 필터의 제조가 가능한 장점이 있다.The method of manufacturing a functional filter according to the present invention has the advantage of being able to manufacture a filter for water purification having high filtration efficiency using a simple process and equipment.
또한, 본 발명에 따른 기능성 필터는 기계적 강도 및 내구성이 우수하여 필터의 손상 없이 높은 여과 효율을 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the functional filter according to the present invention has excellent mechanical strength and durability, and thus has the advantage of maintaining high filtration efficiency without damaging the filter.
또한, 본 발명에 따른 기능성 필터는 항균 효과가 뛰어나며 바이러스의 제거가 가능할 뿐만 아니라, 비소를 포함한 중금속의 제거가 가능하여 현저히 높은 여과 효율을 나타낸다.In addition, the functional filter according to the present invention is excellent in antibacterial effect and enables removal of viruses, as well as removal of heavy metals including arsenic, thus exhibiting remarkably high filtration efficiency.
또한, 본 발명에 따른 기능성 필터는 상기 높은 여과 효율을 갖는 동시에 투수성이 우수하여 정수 장치에 적용 시 빠른 투과 속도를 유지하며 오염물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, the functional filter according to the present invention has the high filtration efficiency and excellent water permeability, so that when applied to a water purification device, it maintains a fast permeation rate and removes contaminants.
또한, 본 발명에 따른 기능성 필터는 생활용수가 공급되는 수도배관라인에 직수 연결형 구조로 연결하여 사용이 가능함에 따라, 안전한 식수를 편리하게 사용자에게 공급할 수 있는 장점이 있다.In addition, the functional filter according to the present invention has the advantage of being able to conveniently supply safe drinking water to the user as it can be used by connecting it to a water pipe line through which household water is supplied in a direct water connection type structure.
또한, 본 발명에 따른 기능성 필터는 여과 성능이 우수하여 집진 장치에 적용 시, 포집된 미세먼지 등의 오염물질을 단시간에 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.In addition, the functional filter according to the present invention has excellent filtration performance and, when applied to a dust collecting device, has the advantage of being able to efficiently remove contaminants such as collected fine dust in a short time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 기능성 필터의 육안 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 기능성 필터의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 기능성 필터를 장착하여 사용한 수처리 장치의 육안사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 환원 그래핀 옥사이드 필름의 X-선 회절 분석결과이다.1 is a naked eye photograph of a functional filter manufactured according to an embodiment of the present invention.
2 is an SEM photograph of a functional filter manufactured according to an embodiment of the present invention.
3 is a naked eye photograph of a water treatment apparatus equipped with a functional filter manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is an X-ray diffraction analysis result of a reduced graphene oxide film prepared according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms used in the description in the present invention are merely intended to effectively describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.In addition, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.
본 발명의 일 양태는 기능성 필터의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 기능성 필터의 제조 방법은 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액을 건조하여 필터 시트를 제조하는 단계 및; 상기 필터 시트를 플라즈마 처리하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a functional filter, the method for manufacturing a functional filter comprising: preparing a mixed solution comprising a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide; Drying the mixed solution to prepare a filter sheet; And plasma treating the filter sheet.
본 발명에 따른 기능성 필터의 제조 방법은 종래 바이러스와 같은 극미세 입자를 제거하기 위해 전기방사를 통한 섬유상의 필터를 제조하는 방법과 비교하여, 방사 노즐 등의 장비를 사용하지 않고 간단한 공정으로 극미세 기공 크기를 갖는 필터의 제조가 가능한 장점이 있다.The manufacturing method of the functional filter according to the present invention is compared with the conventional method of manufacturing a fibrous filter through electrospinning to remove ultrafine particles such as viruses, and is very fine with a simple process without using equipment such as spinning nozzles. There is an advantage that it is possible to manufacture a filter having a pore size.
본 발명의 일 양태에서, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 혼합 용액을 제조하는 단계는 구체적으로, 상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 용매에 분산시키는 것일 수 있다. In one aspect of the present invention, the step of preparing a mixed solution comprising a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide is specifically, the polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes And it may be to disperse the reduced graphene oxide in a solvent.
상기 용매로는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 분산시킬 수 있는 용매라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면 증류수, 에테르계 용매, 알코올계 용매, 방향족 용매, 지환족 용매, 헤테로방향족 용매, 헤테로지환족 용매, 알칸계 용매, 케톤계 용매 및 할로겐화 용매 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용매로서 증류수, 클로로포름, 아세톤, 에탄올, 메탄올, 벤젠, 톨루엔, 시클로 헥산(cyclohexane), 노말 헥산(n-hexane), 피리딘, 퀴놀린, 에틸렌글리콜, 디메틸포름아마이드, 디메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈 및 테트라하이드로퓨란 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합용매를 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the solvent, any solvent capable of dispersing the polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes and reduced graphene oxide may be used without limitation. For example, distilled water, ether solvent, alcohol solvent, aromatic solvent , An alicyclic solvent, a heteroaromatic solvent, a heteroalicyclic solvent, an alkane solvent, a ketone solvent, a halogenated solvent, and the like, or a mixture thereof. More specifically, as the solvent, distilled water, chloroform, acetone, ethanol, methanol, benzene, toluene, cyclohexane, normal hexane (n-hexane), pyridine, quinoline, ethylene glycol, dimethylformamide, dimethylacetamide, Any one or two or more mixed solvents selected from N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체는 폴리에테르 블록과 폴리아미드 블록이 공중합된 것으로서, 기능성 필터에 적절한 유연성 및 기계적 물성을 부여한다.The polyether-polyamide block copolymer is a copolymer of a polyether block and a polyamide block, and imparts appropriate flexibility and mechanical properties to the functional filter.
상기 폴리에테르로서 제한하는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 및 폴리프로필렌글리콜에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 공중합체를 들 수 있으며, 중량평균분자량이 200 내지 20,000 g/mol, 좋게는 500 내지 15,000 g/mol, 더욱 좋게는 1,000 내지 10,000 g/mol인 것일 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 갖는 폴리에테르는 폴리아미드와 용이하게 반응하여 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체를 형성할 수 있다.Although not limited as the polyether, for example, any one or two or more copolymers selected from polyethylene glycol, polytetramethylene glycol and polypropylene glycol may be mentioned, and the weight average molecular weight is 200 to 20,000 g/mol, Preferably 500 to 15,000 g/mol, more preferably 1,000 to 10,000 g/mol. The polyether having a weight average molecular weight in the above range can easily react with the polyamide to form a polyether-polyamide block copolymer.
또한 상기 폴리아미드는 통상의 폴리아미드 합성 방법을 통하여 제조된 것인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 계면 중축합, 용해 중축합 또는 용액 중축합 반응을 이용하여 제조된 것을 사용할 수 있다.In addition, the polyamide is not limited if it is prepared through a conventional polyamide synthesis method, but specifically, it may be prepared by interfacial polycondensation, dissolution polycondensation, or solution polycondensation reaction.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리아미드는 분자 사슬 내에 방향족 고리를 함유하지 않는 지방족 폴리아미드인 것일 수 있으며, 구체적으로 반복단위의 탄소수가 10 내지 20의 지방족 폴리아미드인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 지방족 폴리아미드로서 구체적으로 예를 들면, 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 910, 폴리아미드 912, 폴리아미드 913, 폴리아미드 914, 폴리아미드 915, 폴리아미드 616, 폴리아미드 936, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012, 폴리아미드 1013, 폴리아미드 1014, 폴리아미드 1210, 폴리아미드 1212, 폴리아미드 1213, 폴리아미드 1214, 폴리아미드 614, 폴리아미드 615, 폴리아미드 616 및 폴리아미드 613에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 좋게는 폴리아미드 6, 폴리아미드 11 또는 폴리아미드 12을 사용하는 것일 수 있으며, 이를 포함함에 따라 필터의 유연성, 내화학성 및 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.In one aspect of the present invention, the polyamide may be an aliphatic polyamide that does not contain an aromatic ring in the molecular chain, and specifically, may be an aliphatic polyamide having 10 to 20 carbon atoms in the repeating unit, but is limited thereto. It is not. Specifically as the aliphatic polyamide, for example, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 910, polyamide 912, polyamide 913 , Polyamide 914, Polyamide 915, Polyamide 616, Polyamide 936, Polyamide 1010, Polyamide 1012, Polyamide 1013, Polyamide 1014, Polyamide 1210, Polyamide 1212, Polyamide 1213, Polyamide 1214, Poly Any one or a mixture of two or more selected from amide 614, polyamide 615, polyamide 616 and polyamide 613 may be used. Preferably, polyamide 6, polyamide 11 or polyamide 12 may be used, and the flexibility, chemical resistance, and durability of the filter may be further improved by including it.
또한, 상기 폴리아미드는 중량평균분자량이 5,000 내지 50,000 g/mol, 좋게는 7,000 내지 40,000 g/mol, 더욱 좋게는 8,000 내지 30,000 g/mol인 것일 수 있다. In addition, the polyamide may have a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000 g/mol, preferably 7,000 to 40,000 g/mol, and more preferably 8,000 to 30,000 g/mol.
상기의 폴리에테르 및 폴리아미드를 포함하는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체는 중량평균분자량이 5,000 내지 70,000 g/mol, 좋게는 7,000 내지 60,000 g/mol, 더욱 좋게는 8,000 내지 50,000 g/mol인 것일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.The polyether-polyamide block copolymer comprising the polyether and polyamide has a weight average molecular weight of 5,000 to 70,000 g/mol, preferably 7,000 to 60,000 g/mol, more preferably 8,000 to 50,000 g/mol. However, it is not limited thereto.
또한, 상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체 내 폴리에테르의 함량은 2 내지 80 중량%, 좋게는 15 내지 80 중량%, 더욱 좋게는 30 내지 80 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 폴리에테르를 함유하는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체는 충분한 기계적 강도를 가지는 동시에 우수한 유연성을 가지는 장점이 있다. 또한, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드와 함께 사용함으로써 향상된 투수성을 가지며, 우수한 여과 효율을 나타내는 효과가 있다.In addition, the content of polyether in the polyether-polyamide block copolymer may be 2 to 80% by weight, preferably 15 to 80% by weight, and more preferably 30 to 80% by weight, but is not limited thereto. The polyether-polyamide block copolymer containing the polyether in the above range has the advantage of having sufficient mechanical strength and excellent flexibility. In addition, it has improved water permeability by using it with carbon nanotubes and reduced graphene oxide, and has an effect of showing excellent filtration efficiency.
상기 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)는 그래파이트 면이 나노크기의 직경으로 둥글게 말린 속이 빈 튜브 형태이며, 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube; SWCNT), 이중벽 탄소나노튜브(Double-walled carbon nanotube; DWCNT), 얇은벽 탄소나노튜브(Thin multi-walled carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled carbon nanotube;MWCNT) 및 다발형 탄소나노튜브(Roped carbon nanotube)에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브일 수 있으며, 이를 포함함에 따라 기계적 물성을 보다 향상시키고, 투수성, 항균성 및 전도성을 부여하는 효과가 있다. 보다 구체적으로, 기능성 필터에 항균 효과를 부여함에 따라 여러 종류의 박테리아 및 세균의 제거가 가능할 뿐만 아니라, 필터 자체를 정화시킬 수 있다. 이는 단순히 물 또는 공기가 필터를 통과함에 따라 정화 및 항균 작용이 동시에 일어나는 것으로서 추가의 항균 단계를 필요로 하지 않으며, 필터의 반영구적인 사용이 가능한 장점이 있다.The carbon nanotube (CNT) has a shape of a hollow tube in which the graphite surface is rounded to a nano-sized diameter, and is a single-walled carbon nanotube (SWCNT), a double-walled carbon nanotube. carbon nanotube; DWCNT), thin-walled carbon nanotube (Thin multi-walled carbon nanotube), multi-walled carbon nanotube (MWCNT), and any one selected from the roped carbon nanotube (Roped carbon nanotube) Alternatively, a mixture of these may be used. Preferably, the carbon nanotubes may be multi-walled carbon nanotubes, and as such, there is an effect of further improving mechanical properties and imparting water permeability, antibacterial properties and conductivity. More specifically, as an antibacterial effect is given to the functional filter, it is possible to remove various types of bacteria and germs, as well as to purify the filter itself. This is simply that as water or air passes through the filter, purification and antibacterial actions occur at the same time, and an additional antibacterial step is not required, and the filter can be used semi-permanently.
또한, 상기 환원 그래핀 옥사이드(reduced GO, rGO)는 그래파이트(Graphite, 흑연)를 이용해서 화학적으로 산화된 그래핀인 그래핀 옥사이드(Graphene oxide, GO)를 합성한 뒤 다시 환원시켜 제조된 것으로서 통상적으로 이용되는 그래핀 옥사이드로부터 제조된 것일 수 있다.In addition, the reduced graphene oxide (reduced GO, rGO) is prepared by synthesizing graphene oxide (GO), which is chemically oxidized graphene using graphite (graphite), and then reducing it again. It may be prepared from graphene oxide used as.
본 발명의 일 양태에서, 상기 환원 그래핀 옥사이드는 그래핀 옥사이드를 기재에 증착하여 열처리 및 박리한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the reduced graphene oxide may be obtained by depositing graphene oxide on a substrate, heat treatment, and peeling, but is not limited thereto.
보다 구체적으로, 상기 기재는 상기 그래핀 옥사이드를 부착할 수 있는 기재라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 일 예로, 철, 마그네슘, 니켈, 알루미늄, 주석 및 구리 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 금속 기재에 그래핀 옥사이드를 증착하는 것일 수 있다.More specifically, the substrate may be used without limitation as long as it is a substrate to which the graphene oxide can be attached, for example, including any one selected from iron, magnesium, nickel, aluminum, tin, and copper, or a mixture thereof. It may be to deposit graphene oxide on a metal substrate.
또한 상기 증착 방법으로서 예를 들면, 그래핀 옥사이드를 용매에 첨가하여 균일하게 분산시킨 후, 이를 양극 산화 알미늄(Anodic Aluminum Oxide, AAO)에 진공 증착하는 것일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 이 때, 상기 그래핀 옥사이드가 분산된 용매를 증착하기 전, 초음파 처리하여 그래핀 옥사이드의 분산성을 보다 향상시키는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, as the deposition method, for example, graphene oxide may be added to a solvent to uniformly disperse it, and then vacuum deposited on an anodic aluminum oxide (AAO), but is not limited thereto. In this case, before depositing the solvent in which the graphene oxide is dispersed, it may include a step of further improving the dispersibility of the graphene oxide by ultrasonic treatment, but is not limited thereto.
이 후, 기재에 증착된 그래핀 옥사이드는 열처리를 통해 환원 그래핀 옥사이드로 제조될 수 있다.Thereafter, the graphene oxide deposited on the substrate may be prepared as reduced graphene oxide through heat treatment.
본 발명의 일 양태에서, 상기 열처리는 100 내지 250℃, 좋게는 120 내지 230℃, 더욱 좋게는 150 내지 200℃에서 10 분 내지 3 시간동안 상압 또는 진공 압력 하에 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상압에서 열처리를 수행 시 비활성 기체 분위기에서 수행될 수 있으며, 일 예로 아르곤, 질소 등의 비활성 기체일 수 있다.In one aspect of the present invention, the heat treatment may be performed at 100 to 250°C, preferably 120 to 230°C, more preferably 150 to 200°C for 10 minutes to 3 hours under normal or vacuum pressure, but is limited thereto. It is not. When the heat treatment is performed at normal pressure, it may be performed in an inert gas atmosphere, and for example, it may be an inert gas such as argon or nitrogen.
보다 구체적으로, 열처리를 수행함에 따라 상기 그래핀 옥사이드를 포함하는 용액 내 용매의 제거가 가능하며, 이 때 용매가 차지하던 부분이 기공으로 형성될 수 있다.More specifically, by performing the heat treatment, it is possible to remove the solvent in the solution containing the graphene oxide, and at this time, a portion occupied by the solvent may be formed as pores.
또한, 상기 열처리를 통해 그래핀 옥사이드 내 존재하는 수산화기 및 카르복실기 등의 작용기가 제거됨에 따라, 그래핀 고유의 벌집 모양을 갖는 나노 채널(nano channel)의 크기를 조절할 수 있으며, 우수한 기계적 안정성을 확보할 수 있다.In addition, as functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups present in graphene oxide are removed through the heat treatment, the size of the nanochannel having a honeycomb shape unique to graphene can be adjusted, and excellent mechanical stability can be secured. I can.
특히, 상기 범위에서 열처리를 수행함으로써, 제조되는 필터가 100 nm 이하의 공극을 포함할 수 있으며, 이로 인해 바이러스 및 중금속 등의 극미세 입자의 제거가 가능하여 현저히 높은 필터 여과 효율을 부여한다.In particular, by performing the heat treatment in the above range, the filter to be manufactured may include pores of 100 nm or less, and thus, ultrafine particles such as viruses and heavy metals can be removed, thereby providing remarkably high filter filtration efficiency.
또한, 상기 범위의 열처리를 통해 환원된 그래핀 옥사이드 시트 사이의 간격을 조절할 수 있으며, 상기 시트 사이에 2차원 모세관(capillaries)이 형성됨에 따라 통해 물의 흐름이 현저히 향상되어, 정수 필터의 투수성을 보다 향상시키는 효과를 부여한다. In addition, the distance between the reduced graphene oxide sheets can be adjusted through the heat treatment within the above range, and the flow of water is remarkably improved through the formation of two-dimensional capillaries between the sheets, so that the water permeability of the water filter Gives an effect to further improve.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합 용액은 고형분 총 중량에 대하여 폴리에테르-폴리아미드 블록공중합체 75 ~ 95 중량%, 탄소나노튜브 1 ~ 15 중량% 및 환원 그래핀 옥사이드 1 ~ 15 중량%를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 좋게는 폴리에테르-폴리아미드 블록공중합체 80 ~ 90 중량%, 탄소나노튜브 2 ~ 10 중량% 및 환원 그래핀 옥사이드 2 ~ 10 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 범위의 고형분을 포함하는 혼합 용액을 건조 및 플라즈마 처리 시 제조되는 기능성 필터가 우수한 투수성을 가지며, 수돗물 내 잔류 염소 등의 유해물질을 제거하는 성능이 우수한 효과가 있다. 또한, 수돗물뿐만 아니라 미세먼지 등 공기에 포함된 오염물질도 용이하게 제거할 수 있는 장점이 있다.In one aspect of the present invention, the mixed solution contains 75 to 95% by weight of a polyether-polyamide block copolymer, 1 to 15% by weight of carbon nanotubes, and 1 to 15% by weight of reduced graphene oxide based on the total weight of the solid content. It may be, but is not limited thereto. Preferably, the polyether-polyamide block copolymer may contain 80 to 90% by weight, 2 to 10% by weight of carbon nanotubes, and 2 to 10% by weight of reduced graphene oxide, and a mixed solution containing a solid content in the above range The functional filter produced during drying and plasma treatment has excellent water permeability, and has excellent performance in removing harmful substances such as residual chlorine in tap water. In addition, there is an advantage of being able to easily remove pollutants contained in air such as fine dust as well as tap water.
상기 혼합 용액 내 고형분의 함량은 0.1 ~ 10 중량%, 좋게는 1 내지 7 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 상기 범위에서 고형분이 용액 내에 균일하게 분산되어 추후 안정적으로 기능성 필터를 제조할 수 있는 장점이 있다.The solid content in the mixed solution may be 0.1 to 10% by weight, preferably 1 to 7% by weight, but is not limited thereto. In the above range, the solid content is uniformly dispersed in the solution, so that the functional filter can be stably manufactured in the future.
또한 상기 혼합 용액의 제조 단계는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 상기 함량이 되도록 용매에 첨가한 후, 공지의 분산 방법으로 균일하게 분산시키는 것일 수 있다.In addition, the preparation step of the mixed solution may include adding polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide to the solvent so as to have the above content, and then uniformly dispersing it by a known dispersion method.
상기 분산 방법으로서 바람직하게는, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 용매에 첨가하여 균일하게 분산 시킨 후 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체를 첨가하여 40 내지 90℃에서 1 내지 6 시간 교반하여, 상기 공중합체가 완전히 용해된 혼합 용액을 제조하는 것 일수 있다.As the dispersion method, preferably, carbon nanotubes and reduced graphene oxide are added to a solvent to uniformly disperse, and then a polyether-polyamide block copolymer is added, followed by stirring at 40 to 90°C for 1 to 6 hours, It may be to prepare a mixed solution in which the copolymer is completely dissolved.
또한, 상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드는 혼합 용액의 제조 단계에 앞서, 각각의 원료를 80 내지 130℃의 온도 범위에서 건조시키는 전처리 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 전처리 단계를 포함함에 따라, 이 후 각 단계를 통한 기능성 필터의 제조 시 기공 형성이 보다 용이한 효과가 있다.In addition, the polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes and reduced graphene oxide may further include a pretreatment step of drying each raw material at a temperature range of 80 to 130°C prior to the preparation step of the mixed solution. I can. By including the pretreatment step, there is an effect that pore formation is easier when the functional filter is manufactured through each step after that.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합 용액의 제조 단계는 상기 혼합 용액을 초음파 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 용매에 첨가한 후, 1 내지 6 시간 동안 초음파 처리하는 것일 수 있으며, 이를 통해 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드의 용액 내 응집을 방지하고, 기능성 필터 내에 고르게 분산시키는 효과를 부여하며, 필터의 기계적 물성 및 항균성을 현저히 향상시키는 장점이 있다.In one aspect of the present invention, the step of preparing the mixed solution may further include ultrasonicating the mixed solution. More specifically, after adding carbon nanotubes and reduced graphene oxide to a solvent, it may be ultrasonically treated for 1 to 6 hours, thereby preventing aggregation of carbon nanotubes and reduced graphene oxide in a solution, and functional It gives the effect of evenly dispersing in the filter, and has the advantage of remarkably improving the mechanical properties and antibacterial properties of the filter.
또한, 상기 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드가 분산된 용액에 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체를 첨가하여 교반한 이후에, 10 분 내지 3 시간 동안 혼합 용액을 초음파 처리함으로써 공중합체의 분산성을 향상시키고, 필터의 균일한 유연성을 부여할 수 있다.In addition, after adding and stirring the polyether-polyamide block copolymer to the solution in which the carbon nanotubes and the reduced graphene oxide are dispersed, the mixture solution is ultrasonicated for 10 minutes to 3 hours to improve the dispersibility of the copolymer. It can improve and give the filter uniform flexibility.
다음으로, 본 발명에 따른 기능성 필터의 제조 방법은 상기 혼합 용액을 건조하여 필터 시트를 제조하는 단계를 포함한다.Next, the method of manufacturing a functional filter according to the present invention includes the step of manufacturing a filter sheet by drying the mixed solution.
본 발명의 일 양태에서, 상기 건조는 앞서 제조된 혼합 용액을 몰드에 100 내지 500 μm, 좋게는 150 내지 400 μm, 더욱 좋게는 200 내지 300 μm두께가 되도록 주입한 후, 공지의 건조 방법으로 용액 내 용매를 제거하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 건조 방법으로 구체적인 예를 들어, 25 내지 80℃의 온도 범위에서 상압 또는 감압 하에 6 내지 72 시간 건조하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 상온 및 상압에서 12 내지 48 시간 방치 후 감압 하에 잔류 용매를 모두 제거하는 것이 목적하는 물성 상승효과를 구현하는 측면에서 더욱 효과적이다.In one aspect of the present invention, the drying is performed by injecting the previously prepared mixed solution into a mold to a thickness of 100 to 500 μm, preferably 150 to 400 μm, and more preferably 200 to 300 μm, and then using a known drying method. It may be to remove the solvent, but is not limited thereto. As a specific example of the drying method, it may be dried for 6 to 72 hours under normal pressure or reduced pressure in a temperature range of 25 to 80°C, and preferably, left at room temperature and atmospheric pressure for 12 to 48 hours, and then all residual solvents are removed under reduced pressure. Removing it is more effective in terms of realizing the desired property synergistic effect.
다음으로, 본 발명에 따른 기능성 필터의 제조 방법은 상기 필터 시트를 플라즈마 처리하는 단계를 포함한다.Next, a method of manufacturing a functional filter according to the present invention includes plasma treating the filter sheet.
구체적으로, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 필터 시트를 플라즈마 처리함으로써, 필터에 투수성을 부여하고 여과 효율을 현저히 상승시킬 수 있다.Specifically, by plasma-treating a filter sheet including a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide, it is possible to impart water permeability to the filter and significantly increase filtration efficiency.
본 발명의 일 양태에서, 상기 플라즈마 처리는 10 내지 30 Torr의 산소 압력으로 5 내지 60 분간, 좋게는 10 내지 15 Torr의 산소 압력으로 20 내지 60 분간 진행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the plasma treatment may be performed at an oxygen pressure of 10 to 30 Torr for 5 to 60 minutes, preferably at an oxygen pressure of 10 to 15 Torr for 20 to 60 minutes, but is not limited thereto.
상기 플라즈마 처리는 필터 시트의 우수한 기계적 물성을 유지하면서, 동시에 필터 시트에 존재하는 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드에 카보닐기와 같은 극성을 도입하여 필터의 친수성을 향상시키는 효과가 있다. 보다 구체적으로, 상기 필터 시트를 플라즈마 처리함에 따라 시트 표면에 존재하는 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드뿐만 아니라, 시트 내부에 존재하는 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드에 균일하게 극성을 도입시켜 필터의 친수성을 향상시키며, 이에 따라 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체 고유의 높은 소수성 및 작은 기공 크기로 인한 낮은 투수성을 현저히 향상시켜 우수한 여과 효율을 나타낸다.The plasma treatment has an effect of improving the hydrophilicity of the filter by introducing a polarity such as a carbonyl group to the carbon nanotubes and reduced graphene oxide present in the filter sheet while maintaining excellent mechanical properties of the filter sheet. More specifically, by plasma treatment of the filter sheet, polarity is uniformly introduced into the carbon nanotubes and reduced graphene oxide present in the sheet as well as the carbon nanotubes and reduced graphene oxide present on the sheet surface. The hydrophilicity is improved, and thus, the high hydrophobicity inherent in the polyether-polyamide block copolymer and the low water permeability due to the small pore size are significantly improved, thereby exhibiting excellent filtration efficiency.
즉, 상기 필터 시트에 산소 플라즈마 처리하여 제조되는 기능성 필터는 기공 크기의 조절이 가능하여 비교적 작은 입자 크기를 갖는 바이러스, 중금속 및 초미세먼지에서 분진 및 꽃가루에 이르기까지 다양한 유해 물질에 대한 여과가 가능하여 정수 및 집진 장치 등에 사용되는 필터로 적용이 가능한 장점이 있다.That is, the functional filter manufactured by treating the filter sheet with oxygen plasma can control the pore size, so that it is possible to filter various harmful substances from viruses, heavy metals and ultrafine dust with relatively small particle size to dust and pollen. Therefore, there is an advantage that it can be applied as a filter used in water purification and dust collecting devices.
본 발명의 또 다른 양태는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체, 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드를 포함하는 기능성 필터에 관한 것으로, 상기 기능성 필터의 제조 방법으로부터 제조될 수 있다.Another aspect of the present invention relates to a functional filter comprising a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide, and may be prepared from the method of manufacturing the functional filter.
본 발명에 따른 기능성 필터는 우수한 기계적 강도뿐만 아니라 유연성을 가짐에 따라 필터의 손상없이 장기적으로 사용이 가능한 장점이 있다. The functional filter according to the present invention has the advantage that it can be used for a long time without damaging the filter as it has excellent mechanical strength as well as flexibility.
또한, 항균 효과를 나타냄에 따라 추가의 항균 단계 없이 한 번의 필터 과정를 통해 박테리아 및 세균 등의 제거가 가능한 효과가 있다.In addition, as it exhibits an antibacterial effect, it is possible to remove bacteria and germs through a single filter process without an additional antibacterial step.
또한, 상기 기능성 필터는 높은 투수성을 나타내는 동시에 중금속 및 초미세먼지를 포함하는 유해 물질에 대한 여과 효율이 매우 우수하여 종래 기공 크기에 따라 두 개 이상의 필터를 연결 또는 적층하여 사용하는 기능성 필터를 대체할 수 있어, 여과 단계 및 필터 설치 공간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the functional filter exhibits high water permeability and has excellent filtration efficiency for harmful substances including heavy metals and ultrafine dust, replacing the conventional functional filter that is used by connecting or stacking two or more filters according to the pore size. As a result, there is an advantage of minimizing the filtration step and the installation space of the filter.
본 발명의 일 양태에서, 상기 환원 그래핀 옥사이드는 환원 그래핀 옥사이드 시트가 적층된 형태고, 상기 시트의 간격이 0.7 내지 0.9 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the reduced graphene oxide may be in a form in which a reduced graphene oxide sheet is stacked, and the interval between the sheets may be 0.7 to 0.9 nm, but is not limited thereto.
상기 환원 그래핀 옥사이드는 2차원 평면 구조를 이루는 환원 그래핀 옥사이드가 적층된 형태로 필터 내에 존재할 수 있으며, 이에 따라 필터의 기계적 안정성이 증가하고, 정수 필터로 사용 시 물의 흐름성이 보다 향상되어 투수성이 우수하며 투과 속도가 빠른 효과가 있다.The reduced graphene oxide may be present in the filter in a stacked form of reduced graphene oxide constituting a two-dimensional planar structure, thereby increasing the mechanical stability of the filter, and when used as a water filter, the flow of water is more improved and the water permeability It has excellent properties and has a high transmission rate.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기능성 필터는 기공 크기가 10 nm 내지 20 μm, 구체적으로 20 nm 내지 20 μm, 보다 구체적으로 50 nm 내지 20 μm인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the functional filter may have a pore size of 10 nm to 20 μm, specifically 20 nm to 20 μm, and more specifically 50 nm to 20 μm, but is not limited thereto.
상기 범위의 기공 크기를 가짐으로써, 필터가 높은 투수성을 나타내는 동시에 다양한 크기의 유해물질을 분리해 낼 수 있으며, 구체적으로, 잔류 염소, 바이러스, 세균, 박테리아, 중금속 및 초미세먼지에 이르는 다양한 유해 물질에 대한 여과 효율이 우수한 효과가 있다.By having a pore size within the above range, the filter can exhibit high water permeability and can separate harmful substances of various sizes, specifically, various harmful substances ranging from residual chlorine, viruses, bacteria, bacteria, heavy metals and ultrafine dust. There is an effect of excellent filtration efficiency for substances.
이는 기공 크기에 따른 필터를 두 개 이상 연결하거나, 다수의 필터가 이격된 대형 필터를 사용하여 유해물질의 단계적 제거가 필수적인 종래 기능성 필터와 비교하였을 때, 현저히 우수한 효과를 가지는 것이다. This has a remarkably excellent effect as compared to a conventional functional filter in which two or more filters according to the pore size are connected or a large number of filters are separated from each other, and a stepwise removal of harmful substances is essential.
구체적으로, 일반적인 정수용 필터로 사용되는 활성탄 및 중공사막 필터의 경우, 원재료 확보가 어렵고 바이러스 및 중금속 등의 유해물질의 제거가 불가능한 것과 비교하여, 본 발명의 기능성 필터는 상기 범위의 기공 크기를 가짐에 따라 활성탄 및 중공사막의 여과 기능을 동시에 확보할 수 있어 하나의 필터로 대체가 가능한 장점이 있다.Specifically, in the case of activated carbon and hollow fiber membrane filters used as general water purification filters, compared to the fact that it is difficult to secure raw materials and remove harmful substances such as viruses and heavy metals, the functional filter of the present invention has a pore size within the above range. Accordingly, it is possible to secure the filtering function of the activated carbon and the hollow fiber membrane at the same time, so there is an advantage that it can be replaced with a single filter.
또한 미세먼지 차단용 필터로서 다수의 필터를 일정 간격으로 이격하여 대형 필터를 제조하는 것과 비교하여 본 발명의 기능성 필터는 상기 범위의 기공 크기를 가짐으로써 하나의 필터로 초미세먼지에서 애완동물의 털까지 다양한 오염물질을 제거할 수 있어, 최소의 설치 공간으로 오염물질의 포집효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, as a filter for blocking fine dust, compared to manufacturing a large filter by separating a plurality of filters at regular intervals, the functional filter of the present invention has a pore size within the above range. Since it is possible to remove various contaminants up to, there is an advantage of maximizing the collection efficiency of contaminants with a minimum installation space.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기능성 필터는 접촉각이 20°이하이고, 작동 압력이 50 psi 이하, 좋게는 접촉각이 15°이하이고, 작동 압력이 40 psi 이하, 더욱 좋게는 접촉각이 10°이하이고, 작동 압력이 20 psi 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the functional filter has a contact angle of 20° or less, an operating pressure of 50 psi or less, preferably a contact angle of 15° or less, an operating pressure of 40 psi or less, more preferably a contact angle of 10° or less, , The operating pressure may be less than 20 psi, but is not limited thereto.
일반적으로 유연성이 우수한 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체를 정수용 필터의 소재로 사용할 경우, 상기 공중합체가 갖는 고유의 소수성 및 작은 기공 크기로 인하여 물이 필터를 통과하기 힘들고 높은 작동 압력이 요구되어 정수용 필터로 사용이 불가한 반면, 본 발명에 따른 기능성 필터는 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체를 탄소나노튜브 및 환원 그래핀 옥사이드와 함께 플라즈마 처리하여 사용함으로써, 상기 범위의 접촉각 및 작동 압력을 갖는다. 상기 범위의 접촉각 및 작동 압력을 가짐에 따라, 가능성 필터는 친수성이 극대화되고 투과 속도의 저하 없이 우수한 여과율을 유지할 수 있다.In general, when a polyether-polyamide block copolymer with excellent flexibility is used as a material for a filter for water purification, it is difficult for water to pass through the filter and high operating pressure is required due to the inherent hydrophobicity and small pore size of the copolymer. While it cannot be used as a filter, the functional filter according to the present invention has a contact angle and an operating pressure within the above range by using a polyether-polyamide block copolymer with carbon nanotubes and reduced graphene oxide by plasma treatment. By having the contact angle and operating pressure in the above range, the possibility filter can maximize the hydrophilicity and maintain an excellent filtration rate without lowering the permeation rate.
본 발명의 일 양태에서, 상기 기능성 필터는 면저항이 1.0 X 103 Ω/□ 이하, 좋게는 0.8 X 103 Ω/□ 이하, 더욱 좋게는 0.7 X 103 Ω/□인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the functional filter may have a sheet resistance of 1.0 X 10 3 Ω/□ or less, preferably 0.8 X 10 3 Ω/□ or less, and more preferably 0.7 X 10 3 Ω/□, but is limited thereto. It does not become.
본 발명에 따른 기능성 필터는 탄소나노튜브를 포함함에 따라 전도성을 나타내며 상기 범위의 낮은 면저항을 가짐으로써 전도성 필터로도 적용될 수 있는 장점이 있다. 즉, 상기 기능성 필터는 적은 전기 저항으로 높은 전기 전도도를 나타내므로, 전기력을 이용하여 오염물질을 제거하는 전도성 필터로의 적용이 가능하다. 보다 구체적으로, 외부에서 기능성 필터로 전기를 인가하여 전기장에 의한 전기력으로 먼지 입자 등을 포집할 수 있으며, 이를 집진판으로 포집 및 분리함으로써 공기 중의 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.The functional filter according to the present invention exhibits conductivity as it includes carbon nanotubes, and has a low sheet resistance within the above range, and thus can be applied as a conductive filter. That is, since the functional filter exhibits high electrical conductivity with low electrical resistance, it can be applied as a conductive filter that removes contaminants using electrical force. More specifically, by applying electricity to a functional filter from the outside, dust particles and the like can be collected by electric force due to an electric field, and pollutants in the air can be efficiently removed by collecting and separating them with a dust collecting plate.
본 발명의 일 양태는 상기 기능성 필터를 포함하는 직수 연결형 정수 장치이다.One aspect of the present invention is a direct water connection type water purification device including the functional filter.
본 발명에 따른 기능성 필터는 각 가정에 생활용수를 공급하는 수도배관라인에 직수 연결형 구조로 연결하여, 정수된 생활용수를 수도밸브를 통해 사용자에게 직접 공급될 수 있다. 이에 따라, 생활용수의 사용효율이 증대되며 안전한 물을 다량으로 편리하게 공급할 수 있는 효과가 있다. The functional filter according to the present invention may be connected to a water pipe line that supplies living water to each home in a direct water connection type structure, so that purified living water can be directly supplied to a user through a water valve. Accordingly, there is an effect that the use efficiency of living water is increased and safe water can be conveniently supplied in large quantities.
즉, 종래 복잡한 정수기의 구성 및 과다한 설치 공간을 필요로 하지 않으며, 저렴하고 단순한 제품 구성에 따라 불필요한 비용 낭비를 예방할 수 있다. That is, the conventional complex water purifier configuration and excessive installation space are not required, and unnecessary cost waste can be prevented according to the inexpensive and simple product configuration.
또한, 종래 정수용 필터 재료의 원재료 확보 문제가 없으며, 우수한 제품 경쟁력을 갖는 직수 연결형 정수의 제공이 가능한 장점이 있다.In addition, there is no problem of securing the raw material of the conventional filter material for water purification, and there is an advantage that it is possible to provide direct water connection type water having excellent product competitiveness.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 기능성 필터를 포함하는 집진 장치이다.Another aspect of the present invention is a dust collecting device including the functional filter.
본 발명에 따른 기능성 필터는 집진 장치의 오염 공기 정화용 필터로 적용하여, 진드기, 꽃가루, 미세먼지, 분진 및 애완동물 털 등 다양한 오염물질을 단시간에 효율적으로 제거하고 공기를 정화시킬 수 있다.The functional filter according to the present invention can be applied as a filter for purifying contaminated air of a dust collector, effectively removing various contaminants such as mites, pollen, fine dust, dust and pet hair in a short time and purifying the air.
또한, 냄새를 탈취하며 필터에서 증식할 수 있는 박테리아, 바이러스 및 곰팡이 등의 미생물의 제거가 가능하여 쾌적하고 건강한 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage of providing a pleasant and healthy environment by deodorizing odors and removing microorganisms such as bacteria, viruses, and fungi that can proliferate in the filter.
이와 같이, 본 발명에 따른 기능성 필터는 필터가 갖는 여과 기능 뿐 아니라 항균 및 탈취 등 다양한 기능이 부가된 우수한 성능의 필터를 제공한다.As described above, the functional filter according to the present invention provides a filter of excellent performance to which various functions such as antibacterial and deodorizing as well as the filtering function of the filter are added.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. However, the following Examples and Comparative Examples are only one example for describing the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following Examples and Comparative Examples.
1. 접촉각 측정1. Contact angle measurement
기능성 필터를 평평하게 배열한 뒤 물방울을 떨어뜨린 다음, 접촉각계(Phoenix10, SEO(surface electro optics))를 사용하여 60 초 후의 접촉각을 측정하였다.After the functional filters were arranged flat, water droplets were dropped, and the contact angle after 60 seconds was measured using a contact angle meter (Phoenix10, surface electro optics (SEO)).
2. 면저항 측정2. Sheet resistance measurement
기능성 필터를 10 mm X 10 mm의 크기로 자른 후 면저항 측정기(CMT-300s)를 이용하여 면 저항을 측정하였다. 실험은 10 회 반복하여 면저항 값을 측정하고 평균값을 계산하였다.After the functional filter was cut into a size of 10
3. 환원 그래핀 옥사이드 시트의 층간 간격3. Interlayer spacing of reduced graphene oxide sheet
환원 그래핀 옥사이드 시트의 층간 간격을 확인하기 위하여 X-선 회절 장치(X-ray diffraction, XRD, Bruker, D8 DISCOVER) 및 하기 식 1로부터 상기 층간 간격을 계산하였다.In order to check the interlayer spacing of the reduced graphene oxide sheet, the interlayer spacing was calculated from an X-ray diffraction (X-ray diffraction, XRD, Bruker, D8 DISCOVER) and Equation 1 below.
[식 1]
(상기 식 1에서, d는 결정의 층간 간격이고, λ는 입사광의 파장이고, θ는회절각이다.)(In Equation 1, d is the interlayer spacing of the crystal, λ is the wavelength of incident light, and θ is the diffraction angle.)
[실시예 1] [Example 1]
80℃ 오븐에서 12 시간 건조시킨 환원 그래핀 옥사이드(rGO-V50, STANDARD GRAPHENE) 및 다중벽 탄소나노튜브(한화케미칼(주), CM-130, 직경:10 ~ 15 nm)를 70% 에탄올(EMSURE) 48.5 g에 각각 0.15 g 첨가하여 1 시간 동안 초음파 처리하였다. 이어서, 온도를 80℃로 상승시킨 후 Pebax®1657(Arkema, 폴리에틸렌글리콜 60 중량%, 폴리아미드 6 40 중량%)를 1.5 g 첨가하여 2 시간 교반하고, 30 분간 초음파 처리하여 혼합 용액을 제조하였다.Reduced graphene oxide (rGO-V50, STANDARD GRAPHENE) and multi-walled carbon nanotubes (Hanwha Chemical Co., Ltd., CM-130, diameter: 10 to 15 nm) dried in an oven at 80°C for 12 hours were mixed with 70% ethanol ) 0.15 g each was added to 48.5 g, and sonicated for 1 hour. Then, after raising the temperature to 80 ℃ Pebax ® 1657 stirring (Arkema, polyethylene glycol 60 percent by weight, polyamide 6 40 wt%) 1.5 g was added to 2 hours, to prepare a mixed solution was sonicated for 30 minutes.
제조된 혼합 용액을 직경 53 mm의 원기둥형 몰드에 230 μm 두께가 되도록 주입하여 24 시간 상온에서 방치 후, 24 시간 진공건조하여 필터 시트를 제조하였다.The prepared mixed solution was injected into a cylindrical mold having a diameter of 53 mm to a thickness of 230 μm, allowed to stand at room temperature for 24 hours, and vacuum dried for 24 hours to prepare a filter sheet.
이어서, 제조된 필터 시트를 직경 3 인치 X 높이 6.5 인치의 원통형 챔버 내에서 플라즈마(PLASMA CLEANER(PDC-32G-2), HARRICK PLASMA, MHz range, 100W) 장치를 사용하여 산소 플라즈마 처리하였다. 이 때, 플라즈마 처리는 13 Torr의 산소 압력으로 20 분간 수행하여 기능성 필터를 제조하였다.Subsequently, the prepared filter sheet was treated with oxygen plasma using a plasma (PLASMA CLEANER (PDC-32G-2), HARRICK PLASMA, MHz range, 100W) apparatus in a cylindrical chamber of 3 inches in diameter X 6.5 inches in height. At this time, the plasma treatment was performed for 20 minutes at an oxygen pressure of 13 Torr to manufacture a functional filter.
제조된 기능성 필터의 육안 사진을 도 1에 도시하였으며, 상기 필터 밑면의 일면 및 타면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM, Zeiss Merlin Compact)으로 분석한 결과를 도 2에 도시하였다. 이를 통해 제조된 필터가 10 nm ~ 20 μm의 다양한 기공 크기를 가지는 것을 확인하였다.A visual photograph of the manufactured functional filter is shown in FIG. 1, and the results of analyzing one side and the other side of the filter underside with a Scanning Electron Microscope (SEM, Zeiss Merlin Compact) are shown in FIG. 2. Through this, it was confirmed that the prepared filter had various pore sizes of 10 nm to 20 μm.
또한, 제조된 기능성 필터의 접촉각 및 면저항을 측정한 결과 접촉각 5°이하, 면저항 535.95 Ω/□이었으며, 이를 통해 우수한 친수성 및 낮은 저항 값을 가지는 것을 확인하였다.In addition, as a result of measuring the contact angle and sheet resistance of the manufactured functional filter, the contact angle was 5° or less and the sheet resistance was 535.95 Ω/□, and it was confirmed that it has excellent hydrophilicity and low resistance value.
또한, 제조된 기능성 필터를 직경 14.5 cm의 정사각형으로 커팅하고 세디멘트에 감아서 도 3과 같은 수처리 장치에 장착한 후, 물을 1 L씩 통수시켜 필터한 결과, 작동 압력이 18 psi이며 투과 속도의 저하 없이 우수한 투수성을 유지하는 것을 확인하였다.In addition, the manufactured functional filter was cut into a square with a diameter of 14.5 cm, wound around a sediment, mounted on a water treatment device as shown in FIG. 3, and filtered by passing water by 1 L. As a result, the operating pressure was 18 psi and the transmission rate It was confirmed that excellent water permeability was maintained without deterioration of the.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1의 다중벽 탄소나노튜브를 0.25 g 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 제조된 기능성 필터의 접촉각 및 면저항을 측정한 결과 접촉각 5°이하, 면저항 619.76 Ω/□이었으며, 이를 통해 우수한 친수성 및 낮은 저항 값을 가지는 것을 확인하였다.Except that 0.25 g of the multi-walled carbon nanotubes of Example 1 were used, the same procedure was carried out. As a result of measuring the contact angle and sheet resistance of the manufactured functional filter, the contact angle was 5° or less and the sheet resistance was 619.76 Ω/□, and it was confirmed that it has excellent hydrophilicity and low resistance value.
또한, 제조된 기능성 필터를 직경 14.5 cm의 정사각형으로 커팅하고 세디멘트에 감아서 도 3과 같은 수처리 장치에 장착한 후, 물을 1 L씩 통수시켜 필터한 결과, 작동 압력이 20 psi이며 투과 속도의 저하 없이 우수한 투수성을 유지하는 것을 확인하였다.In addition, the manufactured functional filter was cut into a square with a diameter of 14.5 cm, wound around a sediment, mounted on a water treatment device as shown in FIG. 3, and filtered by passing water by 1 L. As a result, the operating pressure was 20 psi and the transmission rate It was confirmed that excellent water permeability was maintained without deterioration of the.
[실시예 3][Example 3]
그래핀 옥사이드(Standard Graphene, GO-V20, Lateral size ≥ 7.0 um, Thickness < 5 nm, Carbon 50-56 %, Oxygen 30-35 %, Hydrogen ≤ 4.5 %) 2.6 g을 증류수 1 L에 첨가하고 1 시간 동안 초음파 처리하여 그래핀 옥사이드 용액을 제조하였다. 이 후, 상기 용액 10 mL를 양극 산화 알미늄(AAO, Whatman, Anodisc 47, 직경 : 47 mm)기재에 0.08 MPa 압력으로 진공 증착 및 건조하여 환원 그래핀 옥사이드 시트를 제조하였다. 이 후, 3 x 10-3 torr의 진공 압력 하에 170℃에서 1 시간 동안 환원 그래핀 옥사이드 시트에 열처리하여 두께 42 nm의 환원 그래핀 옥사이드시트를 제조하였다. 제조된 환원 그래핀 옥사이드 시트를 기재로부터 박리하여 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD, Bruker, D8 DISCOVER) 분석한 결과를 도 4에 도시하였으며, 환원 그래핀 옥사이드의 층간 간격이 0.73 nm인 것을 확인하였다.Add 2.6 g of graphene oxide (Standard Graphene, GO-V20, Lateral size ≥ 7.0 um, Thickness <5 nm, Carbon 50-56%, Oxygen 30-35%, Hydrogen ≤ 4.5%) to 1 L of distilled water for 1 hour During sonication, a graphene oxide solution was prepared. Thereafter, 10 mL of the solution was vacuum-deposited and dried at 0.08 MPa pressure on an anodized aluminum (AAO, Whatman,
실시예 1의 환원 그래핀 옥사이드를 상기 열처리한 환원 그래핀 옥사이드로 대신하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the reduced graphene oxide of Example 1 was used in place of the heat-treated reduced graphene oxide.
제조된 기능성 필터의 접촉각 및 면저항을 측정한 결과 접촉각 5°이하, 면저항 398.86 Ω/□이었으며, 이를 통해 우수한 친수성 및 낮은 저항 값을 가지는 것을 확인하였다.As a result of measuring the contact angle and sheet resistance of the manufactured functional filter, the contact angle was 5° or less and the sheet resistance was 398.86 Ω/□, and it was confirmed that it has excellent hydrophilicity and low resistance value.
또한, 제조된 기능성 필터를 직경 14.5 cm의 정사각형으로 커팅하고 세디멘트에 감아서 도 3과 같은 수처리 장치에 장착한 후, 물을 1 L씩 통수시켜 필터한 결과, 작동 압력이 15 psi이며 투과 속도의 저하 없이 우수한 투수성을 유지하는 것을 확인하였다.In addition, the manufactured functional filter was cut into a square having a diameter of 14.5 cm, wound around a sediment, mounted on a water treatment device as shown in FIG. 3, and filtered by passing water by 1 L. As a result, the operating pressure was 15 psi and the transmission rate It was confirmed that excellent water permeability was maintained without deterioration of the.
[비교예 1][Comparative Example 1]
80℃ 온도에서 70% 에탄올 48.5 g에 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체 1.5 g 첨가하여 2 시간 교반하고, 30 분간 초음파 처리하여 고분자 용액을 제조하였다. 제조된 고분자 용액을 직경 53 mm의 원기둥형 몰드에 230 μm 두께가 되도록 주입하여 24 시간 상온에서 방치 후, 24 시간 진공건조하여 필터 시트를 제조하였다.1.5 g of a polyether-polyamide block copolymer was added to 48.5 g of 70% ethanol at a temperature of 80° C., stirred for 2 hours, and subjected to ultrasonic treatment for 30 minutes to prepare a polymer solution. The prepared polymer solution was injected into a cylindrical mold having a diameter of 53 mm to a thickness of 230 μm, allowed to stand at room temperature for 24 hours, and vacuum dried for 24 hours to prepare a filter sheet.
이어서, 상기 필터 시트를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 산소 플라즈마 처리하여 필터를 제조하였으며, 제조된 필터의 접촉각 및 면저항을 측정한 결과 접촉각이 5°이하이고, 면저항이 5,067.8 Ω/□로 높은 저항 값을 나타내는 것을 확인하였다.Subsequently, a filter was manufactured by treating with oxygen plasma in the same manner as in Example 1 using the filter sheet, and as a result of measuring the contact angle and sheet resistance of the manufactured filter, the contact angle was 5° or less, and the sheet resistance was as high as 5,067.8 Ω/□. It was confirmed that the resistance value was shown.
또한, 제조된 기능성 필터를 직경 14.5 cm의 정사각형으로 커팅하고 세디멘트에 감아서 도 3과 같은 수처리 장치에 장착한 후 물을 1 L씩 통수시켜 필터한 결과, 투수성이 매우 낮고 작동압력이 큰 것을 확인하였다.In addition, the manufactured functional filter was cut into a square with a diameter of 14.5 cm, wound around a sediment, mounted on a water treatment device as shown in FIG. 3, and filtered by passing water by 1 L. As a result, the water permeability was very low and the operating pressure was high. Confirmed.
[비교예 2][Comparative Example 2]
실시예 1에서 제조된 필터 시트를 플라즈마 처리하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 필터를 제조하였다. 제조된 필터의 접촉각 및 면저항을 측정한 결과 접촉각이 61.54°이고 면저항 5,218.8 Ω/□로 높은 저항 값을 나타내는 것을 확인하였다.A filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the filter sheet prepared in Example 1 was not subjected to plasma treatment. As a result of measuring the contact angle and sheet resistance of the manufactured filter, it was confirmed that the contact angle was 61.54° and the sheet resistance was 5,218.8 Ω/□, indicating a high resistance value.
또한, 제조된 기능성 필터를 직경 14.5 cm의 정사각형으로 커팅하고 세디멘트에 감아서 도 3과 같은 수처리 장치에 장착한 후, 물을 1 L씩 통수시켜 필터한 결과, 물이 필터를 통과하지 않는 것을 확인하였다.In addition, the manufactured functional filter was cut into a square with a diameter of 14.5 cm, wound around a sediment, mounted on a water treatment device as shown in FIG. 3, and filtered by passing water by 1 L. As a result, water did not pass through the filter. Confirmed.
Claims (14)
상기 혼합 용액을 건조하여 필터 시트를 제조하는 단계 및;
상기 필터 시트를 플라즈마 처리하는 단계;
를 포함하며, 상기 혼합 용액은 고형분 총 중량에 대하여 폴리에테르-폴리아미드 블록공중합체 75 ~ 95 중량%, 탄소나노튜브 1 ~ 15 중량% 및 환원 그래핀 옥사이드 1 ~ 15 중량%를 포함하는 기능성 필터의 제조 방법.Preparing a mixed solution containing a polyether-polyamide block copolymer, carbon nanotubes, and reduced graphene oxide;
Drying the mixed solution to prepare a filter sheet;
Plasma treating the filter sheet;
Including, wherein the mixed solution is a functional filter comprising 75 to 95% by weight of a polyether-polyamide block copolymer, 1 to 15% by weight of carbon nanotubes, and 1 to 15% by weight of reduced graphene oxide based on the total weight of the solid content Manufacturing method.
상기 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체의 폴리아미드가 지방족 폴리아미드인 기능성 필터의 제조 방법.The method of claim 1,
The method for producing a functional filter in which the polyamide of the polyether-polyamide block copolymer is an aliphatic polyamide.
상기 환원 그래핀 옥사이드는 그래핀 옥사이드를 기재에 증착하여 열처리 및 박리한 것인 기능성 필터의 제조 방법.The method of claim 1,
The reduced graphene oxide is a method of manufacturing a functional filter that is heat-treated and peeled off by depositing graphene oxide on a substrate.
상기 열처리는 100 내지 250℃에서 10 분 내지 3 시간동안 수행하는 것인 기능성 필터의 제조 방법.The method of claim 4,
The heat treatment is a method of manufacturing a functional filter to be performed for 10 minutes to 3 hours at 100 to 250 ℃.
상기 혼합 용액의 제조 단계는 상기 혼합 용액을 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 기능성 필터의 제조 방법.The method of claim 1,
The manufacturing step of the mixed solution further comprises the step of ultrasonicating the mixed solution.
상기 플라즈마 처리는 10 내지 30 Torr의 산소 압력으로 5 내지 60 분간 진행되는 것인 기능성 필터의 제조 방법.The method of claim 1,
The plasma treatment is a method of manufacturing a functional filter that is performed for 5 to 60 minutes at an oxygen pressure of 10 to 30 Torr.
상기 환원 그래핀 옥사이드는 환원 그래핀 옥사이드 시트가 적층된 형태이고, 상기 시트의 층간 간격이 0.7 내지 0.9 nm인 기능성 필터.The method of claim 8,
The reduced graphene oxide is a form in which reduced graphene oxide sheets are stacked, and the interlayer spacing of the sheet is 0.7 to 0.9 nm.
상기 기능성 필터는 기공 크기가 10 nm 내지 20 μm인 기능성 필터.The method of claim 8,
The functional filter is a functional filter having a pore size of 10 nm to 20 μm.
상기 기능성 필터는 접촉각이 20°이하이고, 작동 압력이 50 psi 이하인 기능성 필터.The method of claim 8,
The functional filter is a functional filter having a contact angle of 20° or less and an operating pressure of 50 psi or less.
상기 기능성 필터는 면저항이 1.0 X 103 Ω/□ 이하인 기능성 필터.The method of claim 8,
The functional filter is a functional filter with a sheet resistance of 1.0 X 10 3 Ω/□ or less.
상기 기능성 필터가 제 8항에 따른 기능성 필터인 직수 연결형 정수 장치.In the direct water connection type water purification device comprising a functional filter,
The direct water connection type water purifying apparatus wherein the functional filter is the functional filter according to claim 8.
상기 정화용 필터가 제 8항에 따른 기능성 필터인 집진 장치.In a dust collecting device comprising a filter for purifying polluted air,
A dust collecting device wherein the purification filter is the functional filter according to claim 8.
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