KR102204512B1 - Intergrated ceramic filter and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 필터 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 기능성 물질이 충전된 기능성필터 지지체의 일측 및 타측에 기공율이 상이한 프리필터 및 헤파필터 지지체를 위치시킴으로써, 프리필터, 기능성필터 및 헤파필터를 일체화시킬 수 있고 필터의 구조를 단순화할 수 있는 세라믹 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic filter and a method of manufacturing the same, and more particularly, by positioning a prefilter and a HEPA filter support having different porosities on one side and the other side of a functional filter support filled with a functional material, And a ceramic filter capable of integrating a HEPA filter and simplifying the structure of the filter, and a method of manufacturing the same.

Description

일체형 세라믹 필터 및 그 제조 방법{INTERGRATED CERAMIC FILTER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME} Integrated ceramic filter and its manufacturing method TECHNICAL FIELD [INTERGRATED CERAMIC FILTER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 세라믹 필터 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 기능성 물질이 충전된 기능성필터 지지체의 일측 및 타측에 기공율이 상이한 프리필터 및 헤파필터 지지체를 위치시킴으로써, 프리필터, 기능성필터 및 헤파필터를 일체화시킬 수 있고 필터의 구조를 단순화할 수 있는 세라믹 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic filter and a method of manufacturing the same, and more particularly, by positioning a prefilter and a HEPA filter support having different porosities on one side and the other side of a functional filter support filled with a functional material, And a ceramic filter capable of integrating a HEPA filter and simplifying the structure of the filter, and a method of manufacturing the same.

글로벌 시장 형성과 함께 국내 시장에서도 황사, 대기오염, 웰빙, 새집증후군 등에 대한 관심으로 실내 공기청정기와 같은 환경제품에 대한 수요가 지속적으로 증대되고 있다. Along with the formation of a global market, demand for environmental products such as indoor air purifiers continues to increase in the domestic market due to interest in yellow dust, air pollution, well-being and sick house syndrome.

일반적으로 공기청정기는 실내 공기 중에 함유된 각종 먼지, 가스, 악취, 연기와 같은 불순물을 제거하여 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 장치로, 흡입구와 토출구가 형성된 케이스를 구비한다. In general, an air purifier is a device for creating a comfortable indoor environment by removing impurities such as various dusts, gases, odors, and smoke contained in indoor air, and includes a case having an inlet and an outlet.

공기청정기는 흡입구를 통해 외부 공기를 케이스 내부로 유입시키고 다시 토출구를 통해 케이스 외부로 토출시키도록 송풍력을 제공하는 송풍장치가 마련되며, 흡입구와 토출구 사이에는 케이스 내부로 유입된 공기 중 먼지나 냄새성분을 걸러 내는 필터장치가 구비된다. The air purifier is equipped with a blowing device that provides blowing force to inflow outside air into the case through the inlet and discharge it to the outside of the case again through the outlet, and between the inlet and the outlet, dust or smell of the air introduced into the case A filter device is provided to filter the ingredients.

종래 공기청정기 내부에 구비되는 필터장치는 비교적 큰 먼지를 1차적으로 걸러내도록 마련된 프리필터, 프리필터를 통과한 미세먼지를 집진하도록 마련된 집진필터, 공기 중의 냄새성분 등을 걸러내도록 마련된 탈취필터 및 공기 중에 부유하는 세균 바이러스 또는 진균 등의미생물을 처리하는 향균필터를 포함한다. The filter device provided inside the conventional air purifier includes a pre-filter provided to primarily filter out relatively large dust, a dust collecting filter provided to collect fine dust that has passed through the pre-filter, a deodorizing filter and air provided to filter out odor components in the air. It includes an antibacterial filter that treats microorganisms such as bacterial viruses or fungi floating in the air.

그리고, 집진필터로는 통상 먼지입자의 전리현상을 이용한 전기집진필터나, 석면섬유로 제작된 부직포형태의 여과지로 마련된 헤파필터 등이 사용되고, 탈취필터로는 냄새성분을 흡착하는 활성탄필터나 냄새성분과 함께 세균을 제거하도록 마련된 광촉매필터 등이 사용된다. In addition, as a dust collecting filter, an electric dust collecting filter using the ionization phenomenon of dust particles or a HEPA filter provided with a filter paper in a non-woven fabric made of asbestos fiber are used. As a deodorizing filter, an activated carbon filter or a odor component that absorbs odor components. In addition, a photocatalytic filter or the like provided to remove bacteria is used.

그러나, 종래 필터는 프리필터, 집진필터, 탈취필터 및 향균필터 각각이 따로 구비되어 생산자의 측면에서는 제조원가 상승요인이 되고 사용자 측면에서는 각 필터부품의 관리가 어렵고 청소 작업 및 필터 교체 작업 또한 별도로 수행해야 하는 번거로움이 발생하였다. However, conventional filters are equipped with separate pre-filters, dust-collecting filters, deodorizing filters, and antibacterial filters, which increase manufacturing cost from the perspective of the producer, and it is difficult to manage each filter component from the perspective of users, and cleaning and filter replacement tasks must be performed separately. There was a hassle.

이와 관려하여, 구조가 간단하고 필터 작업이 용이하며 경제적으로 비용을 감소시킬 수 있는 일체형 필터가 필요한 실정이다. In this regard, there is a need for an integrated filter that has a simple structure, an easy filter operation, and an economical cost reduction.

한국등록특허 제10-1647643호Korean Patent Registration No. 10-1647643

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기능성 물질이 충전된 기능성필터 지지체의 일측 및 타측에 기공율이 상이한 프리필터 및 헤파필터 지지체를 위치시킴으로써, 프리필터, 기능성필터 및 헤파필터를 일체화시켜 단순한 구조의 필터를 제공하는 것이다. The present invention was conceived to solve the above-described problems, by placing a pre-filter and HEPA filter support having different porosities on one side and the other side of the functional filter support filled with a functional material, thereby integrating the pre-filter, the functional filter and the HEPA filter. To provide a filter with a simple structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 필터는 채널(Channel)이 형성된 기능성필터 지지체; 상기 기능성필터 지지체의 일측 및 타측에 각각 위치되는 프리필터 지지체; 및 헤파필터 지지체;을 포함하고, 상기 기능성필터 지지체는, 상기 채널에 기능성 물질이 충전된 것을 특징으로 한다. A ceramic filter according to an embodiment of the present invention includes a functional filter support having a channel formed thereon; A pre-filter support positioned on one side and the other side of the functional filter support; And a HEPA filter support, wherein the functional filter support is characterized in that the channel is filled with a functional material.

일 실시예에서, 상기 기능성 물질은, 광촉매 및 카본 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 광촉매는 산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the functional material includes any one or more of a photocatalyst and carbon, and the photocatalyst includes any one of titanium oxide (TiO 2 ) and tungsten oxide (WO 3 ).

일 실시예에서, 상기 프리필터 및 헤파필터 지지체는, 기공률이 상이한 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the pre-filter and the HEPA filter support are characterized in that the porosity is different.

일 실시예에서, 상기 프리필터 지지체는 상기 헤파필터 지지체 보다 기공율이 큰 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the pre-filter support is characterized in that the porosity is greater than that of the HEPA filter support.

일 실시예에서, 상기 채널은, 크기가 1mm2 내지 500mm2인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the channel is characterized in that the size is 1mm 2 to 500mm 2 .

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 필터 제조 방법은 세라믹 슬러리를 테이프 케스터(tape caster)에 제공하여 그린 시트(green sheet)를 제조하는 단계; 상기 그린 시트를 복수개 제조하고 적층하여 프리필터 지지체, 헤파필터 지지체 및 기능성필터 전구체를 제조하는 단계; 상기 기능성필터 전구체에 채널을 형성하는 단계; 상기 채널에 기능성 물질을 충전하여 기능성필터 지지체를 제조하는 단계; 및 상기 프리필터 지지체, 상기 기능성필터 지지체, 상기 헤파필터 지지체를 적층한 후, 접착 및 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a ceramic filter according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a green sheet by providing a ceramic slurry to a tape caster; Manufacturing and laminating a plurality of green sheets to prepare a pre-filter support, a HEPA filter support, and a functional filter precursor; Forming a channel in the functional filter precursor; Manufacturing a functional filter support by filling the channel with a functional material; And laminating the pre-filter support, the functional filter support, and the HEPA filter support, followed by bonding and firing.

일 실시예에서, 상기 프리필터 지지체 및 헤파필터 지지체를 제조하는 상기 그린 시트는, 기공형성제 첨가량이 상이한 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the green sheet for manufacturing the pre-filter support and the HEPA filter support is characterized in that the addition amount of the pore-forming agent is different.

일 실시예에서, 상기 세라믹 슬러리는, 세라믹 분말, 기공형성제, 용매, 분산제, 결합제 및 가소제를 혼합하여 제조하고, 상기 세라믹 분말은 알루미나 분말, TiO2, SiC 및 MgAl2O4 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 기공형성제는 카본 분말, 녹말가루 및 구형 유기물입자 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the ceramic slurry is prepared by mixing a ceramic powder, a pore former, a solvent, a dispersant, a binder, and a plasticizer, and the ceramic powder is at least one of alumina powder, TiO 2 , SiC and MgAl 2 O 4 Including, the pore-forming agent is characterized in that it comprises at least one of carbon powder, starch powder and spherical organic particles.

일 실시예에서, 상기 소성 온도는, 1000℃ 내지 1700℃인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the firing temperature is characterized in that the 1000 ℃ to 1700 ℃.

본 발명에 따르면, 기능성 물질이 충전된 기능성필터 지지체의 양측에 프리필터 지지체 및 헤파필터 지지체를 적층시켜 기능성필터, 프리필터 및 헤파필터를 일체화시킴으로써, 세라믹 필터의 구조를 단순화하고 공기청정기에 필터 설치 및 교체가 용이하며 제조비용이 감소되는 효과가 발생하게 된다. According to the present invention, a pre-filter support and a HEPA filter support are stacked on both sides of the functional filter support filled with a functional material to integrate the functional filter, the pre-filter, and the HEPA filter, thereby simplifying the structure of the ceramic filter and installing the filter in the air purifier. And replacement is easy and the manufacturing cost is reduced.

도 1(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터의 사시도이고, 도1(b)는 도 1(a)에 도시된 A-A'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리필터 지지체 및 헤파필터 지지체의 기공율 구배를 나타낸 세라믹 필터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터 제조 방법의 순서도이다. 1(a) is a perspective view of a ceramic filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 1(a).
2 is an exploded perspective view of a ceramic filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a ceramic filter showing a porosity gradient of a prefilter support and a HEPA filter support according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a ceramic filter according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다. The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, repeated descriptions and detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

<세라믹 필터><Ceramic filter>

도 1(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터(100)의 사시도이고, 도1(b)는 도 1(a)에 도시된 A-A'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터(100)의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리필터 지지체(10) 및 헤파필터 지지체(30)의 기공율 구배를 나타낸 세라믹 필터(100)의 단면도이다. 1(a) is a perspective view of a ceramic filter 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 1(a), 2 is an exploded perspective view of a ceramic filter 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a porosity gradient of the pre-filter support 10 and the HEPA filter support 30 according to an embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view of the ceramic filter 100.

본 발명에 따른 세라믹 필터(100)는 프리필터 지지체(10), 기능성필터 지지체(20) 및 헤파필터 지지체(30)를 포함할 수 있다. The ceramic filter 100 according to the present invention may include a prefilter support 10, a functional filter support 20 and a HEPA filter support 30.

본 발명에 따른 세라믹 필터(100)는 공기청정기에 이용될 수 있다. 필터를 이용한 공기청정기는 네 가지 원리를 이용하여 공기 속의 불순물을 거를 수 있다. 입자가 공기의 흐름을 따라 가다가 필터를 구성하는 섬유를 만나면 관성에 의해 필터에 충돌하면서 잡히는 관성효과, 작은 입자들이 공기의 흐름과 관계없이 자유롭게 움직이다가 필터의 섬유에 충돌하며 잡히는 확산 효과, 크기가 비교적 큰 입자들이 필터와 섬유 사이에 끼는 차단효과 및 공기흐름에 접근한 입자가 섬유와의 인력에 의해 잡히는 인력효과 등을 복합적으로 이용하여 불순물을 거를 수 있다. The ceramic filter 100 according to the present invention may be used in an air purifier. An air purifier using a filter can filter out impurities in the air using four principles. The inertia effect that particles are caught by colliding with the filter by inertia when they meet the fibers constituting the filter while following the flow of air, the diffusion effect that small particles move freely regardless of the air flow and collide with the fibers of the filter, size Impurities can be filtered out by using a combination of the barrier effect that particles with relatively large A are pinched between the filter and the fiber, and the attraction effect that the particles approaching the airflow are caught by the attraction with the fiber.

필터방식 공기청정기는 단 하나의 필터를 이용하는 것이 아닌 여러 개의 필터를 이용할 수 있는데, 프리필터, 기능성필터(중간필터) 및 헤파필터를 이용할 수 있다. The filter-type air purifier may use multiple filters rather than a single filter, and may use a pre-filter, a functional filter (intermediate filter), and a HEPA filter.

본 발명에 따른 프리필터 지지체(10)는 프리필터와 동일한 역할로 가장 큰 불순물을 1차적으로 걸러주는 역할을 할 수 있다. 따라서, 프리필터 지지체(10)는 다공성 세라믹 지지체 구조로 제공될 수 있다. 프리필터 지지체(10)의 기공 크기는 4um 내지 10um 로 제공될 수 있다. 기공 크기가 4um미만인 경우, 큰 불순물 이외에 4um미만의 입자를 가지는 미세 불순물이 걸러져 프리필터 지지체(10)의 수명이 짧아지는 문제점이 있습니다. 그리고, 프리필터 지지체(10)의 기공 크기가 10um초과인 경우, 1차적으로 걸려져야 하는 입자가 큰 불순물이 걸러지지 않아 후술되는 기능성필터 지지체(20) 및 헤파필터 지지체(30)의 수명이 짧아지는 문제점이 발생할 수 있습니다. The prefilter support 10 according to the present invention may play a role of primarily filtering out the largest impurities in the same role as the prefilter. Therefore, the prefilter support 10 may be provided in a porous ceramic support structure. The pore size of the prefilter support 10 may be provided in the range of 4um to 10um. If the pore size is less than 4um, there is a problem that the life of the pre-filter support 10 is shortened because fine impurities having particles less than 4um are filtered out in addition to large impurities. In addition, when the pore size of the pre-filter support 10 exceeds 10 um, the large impurities of the particles that must be first caught are not filtered out, so that the functional filter support 20 and the HEPA filter support 30 to be described later have a short lifespan. Losing problems may occur.

기능성필터 지지체(20)는 공기청정기로 유입되는 전체먼지의 60% 내지 90%를 걸러내는 중간필터 역할을 할 수 있다. 기능성필터 지지체(20)는 채널(Channel)이 형성될 수 있는데, 채널에는 기능성 물질이 충전되어 광전자 촉매 시스템(PEC-ion system)에 의해 먼지를 제거할 수 있다. 여기서, 채널이란 기능성필터 지지체(20)를 관통하는 홀을 의미하는 것으로, 기능성필터 지지체(20)에 기능성 물질이 채워질 수 있는 공간이라면 그 의미가 한정되지 않는 것에 유의한다. 그리고, 광전자 촉매 시스템이란 광촉매 산화반응과 고전압 방전 기술을 복합한 것으로 공기중의 미세먼지나 분진, 산업현장의 근로자를 위협하는 휘발성 유기물질(VOC)을 기존보다 2배 이상 효과적으로 제거할 수 있는 시스템을 의미할 수 있다. 그리고, 기능성 물질이란, 광전자 촉매(PEC-ion, 광촉매)로 촉매의 한 종류로서 촉매작용이 빛에너지를 받아 일어나는 물질을 의미할 수 있다. The functional filter support 20 may serve as an intermediate filter that filters 60% to 90% of the total dust flowing into the air purifier. The functional filter support 20 may have a channel, and the channel is filled with a functional material to remove dust by a photoelectric catalyst system (PEC-ion system). Here, it should be noted that the channel means a hole passing through the functional filter support 20, and the meaning is not limited as long as it is a space in which the functional filter support 20 can be filled with a functional material. In addition, the photoelectric catalyst system is a combination of photocatalytic oxidation reaction and high-voltage discharge technology, and is a system that can effectively remove more than twice as much fine dust and dust in the air as well as volatile organic substances (VOC) that threaten workers in industrial sites. Can mean In addition, the functional material is a photoelectron catalyst (PEC-ion, photocatalyst), which is a type of catalyst and may mean a material in which a catalytic action occurs when light energy is received.

본 발명에 따른 기능성 물질은 광촉매 및 카본 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 광촉매는 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS), 산화텅스텐(WO3) 및 산화티타늄(TiO2)중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 기능성필터 지지체(20)의 채널에 TiO2가 충전 될 수 있는데, TiO2는 화학적으로 안정하고 인체에 대한 안정성이 높은 장점이 있다. 또한, TiO2는 입자를 아주 미세하게 만들어 주면 태양광이나 형광등 빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 활성산소를 발생시키고, 활성산소는 강력한 산화 환원 작용을 나타내어 유기물 분해, 살균작용, 방오작용, 친수성 등을 나타낼 수 있다. The functional material according to the present invention may include any one or more of a photocatalyst and carbon, and the photocatalyst is any one of zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), tungsten oxide (WO 3 ), and titanium oxide (TiO 2 ). It may include. In one embodiment, there in the channel of the functional filter support (20) is TiO 2 can be filled, TiO 2 has the advantage of chemically stable and highly safe for the human body. In addition, TiO 2 generates active oxygen by ultraviolet rays contained in sunlight or fluorescent light when particles are made very fine, and active oxygen exhibits a strong redox action to decompose organic matter, sterilize, antifouling, and hydrophilicity. Can represent.

그리고, 본 발명에 따른 기능성 물질은 카본(Carbon, 활성탄)을 포함할 수 있다. 기능성필터 지지체(20)의 채널에 카본이 충전되면, 본 발명에 따른 기능성필터 지지체(20)는 공기청정기의 카본필터와 동일한 역할을 할 수 있다. 즉, 채널에 충전된 카본은 냄새와 유해화학물질을 제거할 수 있고, VOC를 제거할 수 있다. And, the functional material according to the present invention may include carbon (activated carbon). When the channel of the functional filter support 20 is filled with carbon, the functional filter support 20 according to the present invention may play the same role as the carbon filter of the air purifier. In other words, the carbon filled in the channel can remove odors and harmful chemicals, and can remove VOCs.

본 발명에 따른 기능성필터 지지체(20)는 세라믹 지지체에 채널이 형성된 골격이 제공될 수 있다. 이때, 채널이 형성되지 않은 부분의 세라믹 지지체는 기공률 구배가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 기능성필터 지지체(20)의 일측에 프리히터 지지체(10)가 위치되고, 타측에 헤파필터 지지체(30)가 위치될 경우, 기능성필터 지지체(20)는 일측에서 타측으로 갈수록 기공의 크기가 작아지는 구조로 제공될 수 있다. 따라서, 프리필터 지지체(10)에서 걸러지지 못한 입자가 큰 불순물을 2차적으로 걸러줄 수 있다. The functional filter support 20 according to the present invention may be provided with a skeleton having a channel formed in the ceramic support. In this case, a porosity gradient may be formed in the ceramic support in which the channel is not formed. In one embodiment, when the preheater support 10 is positioned on one side of the functional filter support 20 and the HEPA filter support 30 is positioned on the other side, the functional filter support 20 goes from one side to the other. It may be provided in a structure in which the size of the pores is reduced. Accordingly, impurities having large particles that cannot be filtered by the prefilter support 10 can be secondarily filtered.

헤파필터 지지체(30)는 미세한 먼지까지 걸러내는 것으로, 0.5㎛ 이하의 입자를 통과시켰을 때 99% 이상 제거 가능한 구성이다. 따라서, 헤파필터 지지체(30)는 다공성 구조의 세라믹 지지체로 제공될 수 있고, 상술된 프리필터 지지체(10)와 기공률이 상이하게 제공될 수 있다. 도 3을 참고하면, 헤파필터 지지체(30)는 미세한 먼지를 필터링 하기 위해 프리필터 지지체(10)보다 기공 크기가 작게 형성될 수 있고, 따라서, 헤파필터 지지체(30)의 기공 크기는 0.5㎛이하로 제공될 수 있다. 기공 크기가 0.5㎛를 초과할 경우, 미세 먼지가 헤파필터 지지체(30)를 통과할 수 있고, 필터링된 공기에 미세 먼지가 포함될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 그리고, 공기와 접촉하는 접촉면이 감소되어 세라믹 필터의 효율을 감소시킬 수 있다. The HEPA filter support 30 is configured to filter out fine dust, and is capable of removing 99% or more when particles of 0.5 μm or less are passed. Accordingly, the HEPA filter support 30 may be provided as a ceramic support having a porous structure, and the porosity may be different from that of the prefilter support 10 described above. Referring to FIG. 3, the HEPA filter support 30 may have a smaller pore size than the prefilter support 10 in order to filter fine dust, and thus, the pore size of the HEPA filter support 30 is 0.5 μm or less. Can be provided as When the pore size exceeds 0.5 μm, there may be a problem in that fine dust may pass through the HEPA filter support 30 and fine dust may be included in the filtered air. Further, the contact surface in contact with the air is reduced, so that the efficiency of the ceramic filter may be reduced.

본 발명에 따른 세라믹 필터(100) 구조는 다양하게 제공될 수 있다. 우선, 기능성필터 지지체(20) 일측 및 타측에 각각 프리필터 지지체(10)와 헤파필터 지지체(30)가 위치 혹은 적층되어 일체형으로 제공될 수 있다. 프리필터 지지체(10)에 입자가 큰 불순물이 1차적으로 필터링 된 후, 기능성필터 지지체(20)를 통해 불순물, 냄새, 세균 등의 요소를 제거할 수 있고, 마지막으로 공기가 헤파필터 지지체(30)를 통과하여 미세 먼지가 제거될 수 있다. The structure of the ceramic filter 100 according to the present invention may be provided in various ways. First, the pre-filter support 10 and the HEPA filter support 30 may be positioned or stacked on one side and the other side of the functional filter support 20 to be provided integrally. After the impurities having large particles are first filtered in the pre-filter support 10, elements such as impurities, odors, and bacteria can be removed through the functional filter support 20, and finally, air is transferred to the HEPA filter support 30. ), fine dust can be removed.

또는, 헤파필터 지지체(30)의 일측 및 타측 각각에 프리필터 지지체(10)와 기능성필터 지지체(20)가 위치될 수 있다. 크기를 가지고 있는 불순물을 프리필터 지지체(10) 및 헤파필터 지지체(30)를 이용하여 제거한 후, 광촉매 혹은 카본이 포함된 기능성필터 지지체(20)를 이용하여 냄새 및 세균 등과 같은 요소를 제거할 수 있다. 이때, 기능성필터 지지체(20)의 채널 이외에 부분은 헤파필터 지지체(30)와 동일 혹은 더 작은 기공이 형성되어 헤파필터 지지체(30)에 의해 필터링되지 않은 미세한 먼지를 2차적으로 거를 수 있다. Alternatively, the pre-filter support 10 and the functional filter support 20 may be positioned on one side and the other side of the HEPA filter support 30. After removing impurities having a size using the prefilter support 10 and the HEPA filter support 30, elements such as odors and bacteria can be removed using a photocatalyst or a functional filter support 20 containing carbon. have. At this time, portions other than the channel of the functional filter support 20 are formed with pores equal to or smaller than those of the HEPA filter support 30, so that fine dust not filtered by the HEPA filter support 30 can be secondarily filtered.

다음으로, 세라믹 필터(100)는 프리필터 지지체(10), 기능성필터 지지체(20), 헤파필터 지지체(30), 기능성필터 지지체(20) 순서로 위치될 수 있다. 여기서, 헤파필터 지지체(30)의 일측 및 타측에 위치되는 기능성필터 지지체(20)는 각각 다른 기능성 물질을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 프리필터 지지체(10)와 헤파필터 지지체(30) 사이 위치되는 기능성필터 지지체(20)의 채널에는 광촉매가 충전될 수 있고, 헤파필터 지지체(30)의 타측에 위치된 기능성필터 지지체(20)는 카본이 충전될 수 있다. Next, the ceramic filter 100 may be positioned in the order of the prefilter support 10, the functional filter support 20, the HEPA filter support 30, and the functional filter support 20. Here, the functional filter support 20 positioned on one side and the other side of the HEPA filter support 30 may each include different functional materials. In one embodiment, the channel of the functional filter support 20 positioned between the pre-filter support 10 and the HEPA filter support 30 may be filled with a photocatalyst, and the functionality positioned on the other side of the HEPA filter support 30 The filter support 20 may be filled with carbon.

그리고, 본 발명에 따른 세라믹 필터(100)는 적층 순서와 상관없이 일체형으로 제공됨으로써, 공기청정기에 사용할 때, 필터(100)의 구조가 간단하여 교체가 용이하고, 제조비용을 감소시킬 수 있으며, 하나의 필터(100)에 의해 다양한 기능이 발휘되므로 보다 쾌적한 실내환경을 구현할 수 있는 효과가 발생할 수 있다. And, since the ceramic filter 100 according to the present invention is provided as an integral type regardless of the stacking order, when used in an air purifier, the structure of the filter 100 is simple, so that replacement is easy, and manufacturing cost can be reduced. Since various functions are exerted by one filter 100, an effect of realizing a more comfortable indoor environment may occur.

<세라믹 필터 제조 방법><Ceramic filter manufacturing method>

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 필터 제조 방법의 순서도이다. 3 is a flowchart of a method of manufacturing a ceramic filter according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 세라믹 필터 제조 방법은 그린 시트(green sheet)를 제조하는 단계(S100), 프리필터 지지체, 헤파필터 지지체 및 기능성필터 전구체를 제조하는 단계(S200), 채널을 형성하는 단계(S300), 기능성필터 지지체를 제조하는 단계(S400) 및 소성하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. The ceramic filter manufacturing method according to the present invention includes the steps of manufacturing a green sheet (S100), manufacturing a prefilter support, a HEPA filter support, and a functional filter precursor (S200), and forming a channel (S300). , It may include manufacturing a functional filter support (S400) and firing (S500).

S100 단계는 테이프 캐스팅(Tape casting) 공법을 이용하여 그린 시트를 제조할 수 있다. 좀 더 상세하게는, 그린 시트는 테이프 캐스터(tape caster)에 의해 제조될 수 있는데, 테이프 캐스터는 슬러리 챔버(slurry chamber), 닥터 블레이드(doctor blade) 및 건조실(drying chamber)로 구성될 수 있다. 따라서, 세라믹 슬러리를 슬러리 챔버에 제공하면, 닥터 블레이드를 통해 캐리어 필름에 세라믹 슬러리가 필름 형태로 얇게 코팅한 후, 건조되어 그린 시트를 제조할 수 있다. In step S100, a green sheet may be manufactured using a tape casting method. In more detail, the green sheet may be manufactured by a tape caster, and the tape caster may be composed of a slurry chamber, a doctor blade, and a drying chamber. Therefore, when the ceramic slurry is provided to the slurry chamber, the ceramic slurry is thinly coated in the form of a film on a carrier film through a doctor blade, and then dried to prepare a green sheet.

이때, 세라믹 슬러리는 세라믹 분말, 기공형성제, 용매, 분산제, 결합제 및 가소제를 혼합하여 제조할 수 있고, 세라믹 분말은 알루미나 분말, TiO2, SiC 및 MgAl2O4 중 어느 하나 이상을 포함하고, 기공형성제는 카본 분말, 녹말가루 및 구형 유기물입자 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. At this time, the ceramic slurry may be prepared by mixing ceramic powder, a pore former, a solvent, a dispersant, a binder, and a plasticizer, and the ceramic powder includes any one or more of alumina powder, TiO 2 , SiC, and MgAl 2 O 4 , The pore forming agent may include any one or more of carbon powder, starch powder, and spherical organic particles.

S200 단계는 테이프 캐스터에 의해 제조된 그린 시트를 하나 이상 적층하여 프리필터 지지체, 헤파필터 지지체 및 기능성필터 전구체를 제조할 수 있다. In step S200, one or more green sheets manufactured by a tape caster may be stacked to prepare a pre-filter support, a HEPA filter support, and a functional filter precursor.

이때, 프리필터 지지체와 헤파필터 지지체를 구성하는 그린 시트는 기공율이 상이하게 제조되어야 한다. 일 실시 예에 있어서, 프리필터 지지체를 구성하는 그린 시트 제조 시, 세라믹 슬러리에 포함되는 기공형성제의 첨가량은 헤파필터 지지체를 구성하는 그린 시트 제조 시 세라믹 슬러리에 포함되는 기공형성제의 첨가량보다 많은 것을 유의한다. At this time, the green sheet constituting the pre-filter support and the HEPA filter support must have different porosities. In one embodiment, when manufacturing the green sheet constituting the pre-filter support, the amount of the pore former included in the ceramic slurry is greater than the amount of the pore forming agent included in the ceramic slurry when the green sheet constituting the HEPA filter support is manufactured. Note that.

그리고, 기능성필터 전구체는 높이에 따라 기공율이 상이할 수 있는데, 일측에서 타측으로 갈수록 그린 시트 제조 시 세라믹 슬러리에 첨가되는 기공형성제의 첨가량이 작아지는 것을 특징으로 한다. In addition, the functional filter precursor may have a different porosity depending on the height, and it is characterized in that the addition amount of the pore-forming agent added to the ceramic slurry when manufacturing the green sheet decreases from one side to the other side.

S300 단계 및 S400 단계는 기능성필터 지지체를 제조하는 단계로, S200 단계에 의해 제조된 기능성필터 전구체에 기능성 물질이 충전될 수 있는 채널을 형성하는 것으로, 채널 형성 방법에는 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 일 실시 예에 있어서, 크기가 1mm2 내지 500mm2인 펀치가 기능성필터 전구체에 직접적으로 맞닿아 기능성필터 전구체를 가압하여 채널을 제조할 수 있다. 펀치에 의해 형성된 채널에 기능성 물질을 충전하여 기능성필터 지지체를 제조할 수 있다. Steps S300 and S400 are steps of manufacturing a functional filter support, forming a channel into which a functional material can be filled in the functional filter precursor prepared by step S200, and various methods may be used for the channel formation method. In an embodiment, a punch having a size of 1 mm 2 to 500 mm 2 directly contacts the functional filter precursor to pressurize the functional filter precursor to manufacture a channel. The functional filter support may be manufactured by filling the channel formed by the punch with a functional material.

S500 단계는 세라믹 필터를 제조하는 단계로, S200에 의해 제조된 프리필터 지지체 및 헤파필터 지지체 사이에 S400에 의해 제조된 기능성필터 지지체를 적층한 후, 접합 및 소성하여 일체형의 세라믹 필터를 제조할 수 있다. 프리필터 지지체, 기능성필터 지지체 및 헤파필터 지지체를 접합하는 방법으로는 소성, 세라믹 슬러리, 접착제, 핫 프레스(Hot press) 및 콜드 프레스(Cold press)를 사용할 수 있다. Step S500 is a step of manufacturing a ceramic filter. The functional filter support manufactured by S400 is laminated between the prefilter support manufactured by S200 and the HEPA filter support, and then bonded and fired to manufacture an integral ceramic filter. have. As a method of bonding the pre-filter support, the functional filter support, and the HEPA filter support, firing, ceramic slurry, adhesive, hot press, and cold press may be used.

소성은 각 구성을 적층한 후 온도 및 압력을 가하여 접합시키는 것으로, 이때, 소성 온도는 1000℃ 내지 1700℃ 온도일 수 있다. 온도가 1000℃ 미만일 경우 각 구성이 접합되지 않을 수 있고, 1700℃ 초과일 경우, 세라믹 필터 형태에 변형이 일어나거나, 기능성 물질이 산화되거나 결정 성장될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. The sintering is performed by applying a temperature and pressure after laminating each component, and the sintering temperature may be a temperature of 1000°C to 1700°C. When the temperature is less than 1000° C., each component may not be bonded. When the temperature is higher than 1700° C., deformation may occur in the shape of the ceramic filter, or the functional material may be oxidized or crystal growth may occur.

그리고, 세라믹 슬러리 및 접착제는 각 구성의 일측 및 타측에 접착력이 있는 세라믹 슬러리 혹은 접착제를 도포하여 접착하는 방법이다. In addition, the ceramic slurry and the adhesive are a method of bonding by applying a ceramic slurry or an adhesive having adhesive strength to one side and the other side of each component.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it

10: 프리필터 지지체
20: 기능성필터 지지체
30: 헤파필터 지지체
100: 세라믹 필터10: prefilter support
20: functional filter support
30: HEPA filter support
100: ceramic filter

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 세라믹 슬러리를 테이프 케스터(tape caster)에 제공하여 그린 시트(green sheet)를 제조하는 단계;
상기 그린 시트를 복수개 제조하고 적층하여 프리필터 지지체, 헤파필터 지지체 및 기능성필터 전구체를 제조하는 단계;
상기 기능성필터 전구체에 채널을 형성하는 단계;
상기 채널에 기능성 물질을 충전하여 기능성필터 지지체를 제조하는 단계; 및
상기 프리필터 지지체, 상기 기능성필터 지지체, 상기 헤파필터 지지체를 적층한 후, 접착 및 소성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
세라믹 필터 제조 방법.
Providing a ceramic slurry to a tape caster to prepare a green sheet;
Manufacturing and laminating a plurality of green sheets to prepare a pre-filter support, a HEPA filter support, and a functional filter precursor;
Forming a channel in the functional filter precursor;
Manufacturing a functional filter support by filling the channel with a functional material; And
After laminating the pre-filter support, the functional filter support, and the HEPA filter support, bonding and firing;
Ceramic filter manufacturing method.
 제6항에 있어서,
상기 프리필터 지지체 및 헤파필터 지지체를 제조하는 상기 그린 시트는,
기공형성제 첨가량이 상이한 것을 특징으로 하는, 세라믹 필터 제조 방법.
The method of claim 6,
The green sheet for manufacturing the pre-filter support and the HEPA filter support,
A method for producing a ceramic filter, characterized in that the amount of the pore-forming agent added is different.
 제6항에 있어서,
상기 세라믹 슬러리는,
세라믹 분말, 기공형성제, 용매, 분산제, 결합제 및 가소제를 혼합하여 제조하고, 상기 세라믹 분말은 알루미나 분말, TiO2, SiC 및 MgAl2O4 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 기공형성제는 카본 분말, 녹말가루 및 구형 유기물입자 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 세라믹 필터 제조 방법.
The method of claim 6,
The ceramic slurry,
A ceramic powder, a pore former, a solvent, a dispersant, a binder, and a plasticizer are mixed and prepared, and the ceramic powder contains at least one of alumina powder, TiO 2 , SiC and MgAl 2 O 4 , and the pore forming agent is carbon A method for manufacturing a ceramic filter, comprising at least one of powder, starch powder, and spherical organic particles.
 제6항에 있어서,
상기 소성 온도는,
1000℃ 내지 1700℃인 것을 특징으로 하는, 세라믹 필터 제조 방법.
The method of claim 6,
The firing temperature is,
1000 ℃ to 1700 ℃, characterized in that, ceramic filter manufacturing method.
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