KR102229838B1 - 공기 정화용 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 정화용 필터에 관한 것으로, 복층 구조의 복합 필터; 복합 필터의 테두리 중 좌측면 및 우측면에 배치되고, 향을 함유하는 프레임으로 구성된 향 마감 바; 및 복합 필터의 테두리 중 상측면 및 하측면에 배치되는 마감재를 포함하는 공기 정화용 필터를 제공한다.

Description

공기 정화용 필터{Filter for air purification}
본 발명은 공기 정화용 필터에 관한 것으로, 특히 공기 정화용(캐빈) 필터의 고-항균력을 발휘하는 복합 필터 구조와 향(침착/함유) 마감 바(bar)를 포함한 필터 프레임의 4면 구조 제조 방법 및 복합 기능성 필터 원단을 브레이징(brazing)하는 방법과 이를 이용한 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 자동차 실내 공기 정화기에 사용되는 에어 필터 또는 캐빈(cabin) 에어 필터에 관한 것으로, 실내 공기 정화기, 특히 자동차 시험 규격에서 규정하고 있는 압력 손실, 분진 제거 효율, 항균성, 항공팡이 등의 악취 가스와 항균류에 대해서 보다 강력한 항균성을 보유한 항균 처리된 복합 필터 원단과 이를 성형 필터 구조로 제조하는 방법 중 방향제 및 향수류를 필터 구조의 외형 프레임 마감 시 복합적으로 적용하는 구조와 이를 제조하는 특성을 가지는 공기 정화기용 필터 및 자동차 캐빈 필터에 관한 것이다.
최근 중금속을 포함한 대규모의 황사가 유입되고 있으며, 산업화로 인한 대기 분진의 미세화 및 분진 농도의 급증으로 대기 오염이 가속화되고 있다.
국내 및 해외에서는 대기 환경 관련 규제가 지속적으로 강화되고 있다. 구체적으로, 국내에서는 대기 환경 기준이 PM 2.5로 강화되었고, 다중 이용 시설 등의 실내 공기질 관리법이 지속적으로 개정되고 있다(2014.01.07 개정). 이처럼 실내외 적용 기준이 강화되고 적용 대상이 확장되고 있다.
국내 업계의 품질 수준은 정체되어 있는데, 변화된 환경 대비 업계의 기술 및 품질이 정체되어 있다. 최근 추세에 맞추어 HAPA급(11등급) 원단 멜트 블로운(Melt Blown) 부직포의 개발이 필요하고, 2.5 미세 분진의 차단 등 품질의 업그레이드가 필요하며, 고급스러운 제품군의 유지 및 홍보 전략의 수립이 필요하다.
최근에는 A급 업체 및 수입 업계의 점유가 증가하고 있다. 일본 Toray, 독일 Vileda, 미국 BBA 등에서 고성능 필터의 수출을 확대하고, B사(불스원)은 기술 보유 기업으로 소비자에게 어필하는 추세이다. 수입 및 B사(불스원)소비자 단가는 지속적으로 증가하나, 중소 기업들은 정체되어 있다.
자동차 실내환경은 자동차에서 배출되는 NOx, SOx, CO, CO2, 탄화수소, 타이어 분진과; 중국발 중금속 황사와 미세먼지, 꽃가루 등의 다양한 오염 물질; 및 축사, 농토 및 수산물 취급 시설 등에서 발생하는 악취 물질로 오염되어 있기 때문에, 더욱 다양한 기능을 가지는 자동차 캐빈 필터에 대한 요구가 매우 높다.
캐빈 에어 필터는 꽃가루, 타이어분진, 미세먼지 등과 같은 입자상 물질만을 여과하는 형태의 필터; 도로 환경에서 노출될 수 있는 NOx, SOx, C7H8, n-부탄 등의 가스상 물질을 여과하는 형태의 필터; 그리고 입자상 물질과 가스상 물질을 동시에 제거할 수 있는 복합 필터로 구분될 수 있다.
기존의 캐빈 에어 필터와 같은 자동차용 필터는 PM2.5에 해당하는 분진과 SO2, C7H8, n-부탄 가스상 물질에 대한 제거 효율만을 요구하고 있으나, 자동차 실내 환경은 보다 다양한 가스상 물질들에 대해 노출되어 있는 것이 현실이다.
본 발명의 목적은 복합형 필터 원단의 마감부를 보다 견고하고 깔끔하게 처리함과 동시에, 지속적으로 공기 정화 장치가 가동되는 동안 방향 등의 기능성이 발휘되며, 또한 필터의 교체 주기와 사용 수명을 가늠할 수 있는 다-기능성 그리고 안정하고 쾌적한 공기 정화 장치용 복합 필터 및 자동차 실내 공기 질을 유지할 수 있는 효과적인 필터 제품을 제공하는데 있다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 복층 구조의 복합 필터; 복합 필터의 테두리 중 좌측면 및 우측면에 배치되고, 향을 함유하는 프레임으로 구성된 향 마감 바; 및 복합 필터의 테두리 중 상측면 및 하측면에 배치되는 마감재를 포함하는 공기 정화용 필터를 제공한다.
본 발명에서 향 마감 바는 나무 또는 플라스틱으로 구성되고, 프레임은 속이 꽉 찬 구조 또는 속이 빈 파이프 구조를 가지며, 향은 프레임에 첨착 또는 함침되거나, 파이프 구조의 내부에 주입될 수 있다.
본 발명에서 복합 필터는 부직포에 향균 재료를 포함하는 코팅액이 폼 형태로 코팅된 제1층; 제1층 하부에 배치되고, 부직포에 활성탄이 함침 코팅된 제2층; 제2층 하부에 배치되고, 접착 재료로 구성되는 제3층; 제3층 하부에 배치되고, 활성탄을 포함하는 제4층; 제4층 하부에 배치되고, 정전 필터로 구성되는 제5층; 및 제5층 하부에 배치되고, 부직포로 구성되는 제6층; 중 적어도 복수의 층을 포함하되, 제1층 내지 제6층 중에서 선택 적용 가능하다.
본 발명에서 제1층, 제2층 및 제6층의 부직포는 폴리프로필렌 부직포이고, 제1층은 바인더, 향균 재료인 이산화 티타늄 및 규조토를 포함하는 코팅액에 기포를 형성한 후, 부직포에 코팅하여 다공성 구조의 폼 코팅층으로 형성되며, 제2층은 80 내지 250 메시의 크기를 갖는 활성탄을 포함하는 코팅액을 부직포에 함침하여 형성되고, 제3층은 핫멜트 접착제로 형성되고, 제4층은 30 내지 80 메시의 크기를 갖는 활성탄 분말을 제3층에 뿌려서 형성되며, 제5층은 헤파급 멜트블로운 정전 필터로 구성될 수 있다.
본 발명에서는 복합 필터의 성형성을 높이기 위하여 지지 원단(프리 필터)을 적용할 때에 3D(항균재) 버블 폼 코팅을 처리하여 항균력을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 복합 필터를 합지하는 단계에서 본딩(액상 또는 핫멜트(hot melt) 원단)을 할 때 본딩재(천연소재 또는 강한 항균성 소재)를 선택적으로 사용할 수 있다.
또한, 성형 복합 원단을 공기 정화 장치용 필터로 브레이징하는 단계에서 상하 측면은 기존 방식으로 핫멜팅(부직포 원단 띠)을 하지만, 좌우 측면은 복합층의 내부 재료(활성탄 및 기타 가루층)가 유실되는 현상을 방지하고 본딩층의 결합력을 향상시키기 위하여 보편적으로 재봉(오버로크(overlock)) 처리한다. 그러나, 본 발명에서는 재봉 마감을 대체하는 방법으로 나무 등(성형물, 플라스틱, 철, 비철 등)의 구조물에 향(첨착, 주입 등)을 포함한 향 마감 바를 사용함으로써 4측면부 모두가 견고하고 깔끔한 성형물을 얻음과 동시에, 공기 정화 장치가 가동되는 동안 자연스럽게 향(편백 향, 피톤치드, 기타 향수류 등)을 실내에 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 첨착, 함침, 주입(장기간의 사용량은 주입형이 유리) 등의 사전에 향 처리된 향 마감 바를 다양한 기능으로 제공함으로써, 견고하고 깔끔한 복합필터 구조의 성형 공기 정화용 향 마감재 필터를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 향 마감 바가 적용된 공기 정화 장치의 필터는 향 발현의 정도에 따라 필터의 수명 및 교환 주기를 사용자가 감지(직감)할 수 있는 기능 또한 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 필터의 구성도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터의 구성도로서, 중앙 도면은 필터의 정면도, 상부 도면은 필터의 상측면도(평면도), 우측 도면은 필터의 우측면도이다. 도시된 바와 같이, 필터는 전체적으로 얇은 육면체 형태(판 형태)로 구성될 수 있고, 따라서 정면과 후면을 제외한 나머지 면(테두리 면)은 편의상 모두 측면으로 지칭한다. 즉, 도 1을 기준으로, 좌측 테두리에는 좌측면, 우측 테두리에는 우측면, 상측 테두리에는 상측면, 하측 테두리에는 하측면이 배치된다. 또한, 필터는 정면에서 봤을 때, 수평(좌우) 방향의 길이가 수직(상하) 방향보다 더 긴 직사각형 형태일 수 있다. 그러나, 필터의 형상과 크기(치수)는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 필터는 복합 필터(10), 향 마감 바(20), 마감재(30) 등으로 구성될 수 있다. 복합 필터(10)는 좌우 끝단에 재봉 마감부(40)를 포함할 수 있는데, 재봉 마감부(40)는 필요에 따라 생략할 수 있다. 본 발명에 따른 필터는 자동차 실내 공기 정화기용 에어 필터, 자동차 캐빈 에어 필터 등에 적용될 수 있다.
복합 필터(10)는 복층 구조의 성형체로서, 예를 들어 2 내지 10층, 3 내지 8층, 또는 4 내지 6층의 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 복합 필터(10)는 적어도 하나의 층이 파형(물결 모양)으로 주름 잡힌 코러게이티드(corrugated) 구조(절곡 구조)를 가질 수 있고, 이에 따라 유효 여과 면적을 증대시킬 수 있다.
구체적으로, 복합 필터(10)는 부직포에 향균 재료를 포함하는 코팅액이 버블 폼 형태로 코팅된 제1층; 제1층 하부에 배치되고, 부직포에 활성탄이 함침 코팅된 제2층; 제2층 하부에 배치되고, 접착 재료로 구성되는 제3층; 제3층 하부에 배치되고, 활성탄을 포함하는 제4층; 제4층 하부에 배치되고, 정전 필터로 구성되는 제5층; 및 제5층 하부에 배치되고, 부직포로 구성되는 제6층; 중 적어도 복수의 층을 포함하되, 제1층 내지 제6층 중에서 선택 적용 가능하며, 예를 들어 제2층 및/또는 제4층 등은 생략 가능하다.
제1층은 부직포를 코팅 기재 또는 지지층으로 하여 향균 재료를 포함하는 코팅액이 버블 폼(bubble foam) 형태로 코팅된 버블 폼 코팅층일 수 있다. 폼 코팅층은 3 ㎛ 이하의 분진을 1차 제거하여 미세먼지 등의 포집 효율을 극대화할 수 있다. 부직포는 단겹(단층) 또는 다겹(다층)으로 구성될 수 있고, 폴리프로필렌(PP) 부직포 등을 사용할 수 있다. 코팅액(도료)은 바인더, 향균 재료인 이산화 티타늄 및 규조토 등을 포함할 수 있다.
바인더(수지)는 접착성을 부여하는 역할을 하고, 1액형 또는 2액형으로 구성될 수 있으며, 유기 바인더(유기질 접착제) 또는 무기 바인더, 또한 천연 바인더, 무독성 바인더, 수용성(수분산) 바인더일 수 있다. 예를 들어, 유기질 바인더로서 녹말 가루 같은 것을 끓여서 만든 풀을 사용하거나, 수용성(수분산) 아크릴계 바인더 등을 사용할 수 있다.
항균 재료는 항균성을 부여하고, 또한 색도를 향상시키는 역할을 한다. 향균 재료로는, 광 촉매로 사용되는 이산화 티타늄(TiO2), 나노 실버, 규조토(규산, 실리카) 등을 사용할 수 있다. 항균 재료의 사용량은 바인더 100 중량부 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 0.05 내지 8 중량부, 또는 0.1 내지 5 중량부일 수 있다.
코팅액에 버블 기포를 형성한 후, 부직포에 코팅(도포) 또는 함침하여 다공성 구조의 폼 코팅층으로 형성할 수 있다. 코팅 도료를 기포화해서 폼 코팅을 할 경우에, 3차원(3D) 구조의 다공성 폼 코팅층을 형성할 수 있다. 코팅 도료에 기포를 형성하는 이유는 결합력을 증가시키고, 또한 일반 코팅 도료에 비해 부직포 원단을 조밀하게 나누어 칸막이 역할을 부여할 수 있기 때문이다. 기포화 방법은 회전 날개 등을 이용하여 코팅 도료에 기포를 만들어 주는 방법 등을 이용할 수 있다. 기포화된 코팅 도료를 부직포 원단에 슬리팅(코팅)한 후 건조하여 폼 코팅층을 형성하며, 건조 후에도 다공성 구조는 유지된다.
제2층은 성형 필터의 지지층 역할 및 장력을 보강하는 역할을 한다. 제2층은 부직포 원단 또는 프리 필터를 코팅 기재 또는 지지층으로 하여 카본 도료를 도포 또는 함침한 코팅층일 수 있다. 부직포로는 단겹(단층) 또는 다겹(다층)의 폴리프로필렌(PP) 부직포 등을 사용할 수 있다. 부직포 원단은 제1층보다 두껍고 중량도 증가하여 지지층 역할 및 장력 보강 역할을 부여할 수 있다. 코팅액(도료)은 활성탄 분말 입자를 도료화한 것으로, 활성탄 및 물 등을 포함할 수 있다. 활성탄 분말의 입자 크기는 40 메시 이상, 예를 들어 #100 내지 400, 바람직하게는 80 내지 250 메시로 고운 편이어서, 필터 성능(흡착 성능 등)을 개선할 수 있다. 활성탄의 요오드가는 900 내지 1,200일 수 있고, 코팅액 중 활성탄 함량은 1 내지 30 중량%일 수 있다.
제3층은 제4층(활성탄 가루층) 및 제2층(기능성 원단)과의 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 제3층은 접착 재료로 구성된 접착제층일 수 있고, 예를 들어 핫멜트 접착제층 또는 수지 접합층으로 형성될 수 있다. 접착제층은 액상 형태 또는 원단 형태일 수 있다.
제4층은 활성탄을 포함하는 활성탄 분말층으로서, 냄새를 억제하고 유해 화합물 및 포름알데히드를 중화 및 분해시킬 수 있다. 제4층은 제2층의 성능을 보강하여 필터 성능을 더욱 개선시킬 수 있고, 필요에 따라 생략 가능하다. 제4층은 활성탄 분말을 제3층인 접착제층에 전체적으로 또는 부분적으로 균일하게 살포하여 형성할 수 있다. 제4층에 사용되는 활성탄의 입자 크기는 제2층의 활성탄보다 크고, 예를 들어 30 내지 80 메시의 크기를 가질 수 있다. 제4층에는 활성탄 분말 이외에 다른 기능성 분말을 추가로 첨가할 수 있다.
제4층에 사용되는 활성탄은 첨착 활성탄일 수 있다. 첨착 활성탄은 일반 활성탄에 특정 화학물질을 첨착하여 일반 활성탄이 제거하기 힘든 물질들을 제거 또는 정제할 수 있게 처리한 활성탄으로서, 활성탄 내부의 미세 기공의 조절과 첨착 물질의 고른 분산을 통한 고효율의 첨착 활성탄 제조를 통해 다양한 가스상 물질에 대해 높은 제거 효율을 가질 수 있으며, 냄새 물질(황화수소, 메틸메르캅탄, 트리메틸아민, 암모니아 등), 휘발성 유기 화합물(아세트알데히드, 톨루엔, 포름알데히드 등), 유독가스 (BTX)를 흡착 분해할 수 있다. 산 첨착 활성탄은 황화수소나 아황산가스 및 메틸메르캅탄류 등의 산성 가스류의 제거에 사용되고, 염기 첨착 활성탄은　암모니아나 메칠아민류 등의 알칼리성 가스 제거에 사용된다. 첨착 활성탄의 표면적은 1,000 내지 2,000 ㎡/g일 수 있다.
첨착 활성탄은 예를 들어 촉매로서 에틸렌 우레아와 인산 및 질산 니켈을 0.5~2:1~5:0.5~3 중량 비율로 혼합하여 만든 함침 용액에 활성탄 분말을 함침함으로써 형성할 수 있다. 함침 용액 중 에틸렌 우레아와 인산 및 질산 니켈의 농도는 각각 독립적으로 0.5 내지 5 중량%일 수 있고, 나머지는 물로 구성될 수 있다. 또한, 첨착 활성탄은 예를 들어 촉매로서 KOH, KMnO4, P2O5를 각각 독립적으로 0.5 내지 5 중량% 포함하는 코팅액을 활성탄 분말에 코팅하여 형성할 수 있다.
제5층은 주로 입자상 물질을 제거하는 기능을 담당하는 정전 필터로 구성될 수 있고, 특히 바람직하게는 헤파(HEPA: High Efficiency Particulate Air)급(H10~13등급) 멜트블로운(MB: Meltblown) 정전 필터로 구성될 수 있다. 정전(MB) 필터는 폴리프로필렌(PP) 부직포 등에 코로나 방전 또는 하이드로차징을 통해 정전기 기능을 부여하여 제작할 수 있다.
제6층은 절곡(성형) 작업성을 향상시키고, 제5층인 정전(MB) 필터의 원사가 약해서 이를 보호하는 작용을 한다. 제6층은 부직포 마감재(보호재)로서, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 부직포로 구성될 수 있다. 제5층과 제6층은 일체로 적층된 하나의 세트로 구성될 수 있다.
각 층들은 접착제(핫멜트) 접착, 열 접착 등을 이용하여 적층될 수 있고, 적어도 하나 이상의 층을 절곡 성형하여 코러게이티드 구조를 형성할 수 있다.
향 마감 바(20)는 복합 필터(10)의 테두리 중 좌측면 및 우측면에 배치되고, 향을 함유하는 프레임으로 구성될 수 있다. 향 마감 바(20)는 나무(편백 나무 등) 또는 플라스틱 등으로 구성될 수 있다. 프레임은 속이 꽉 찬 구조 또는 속이 빈 파이프(사각 또는 원형 파이프) 구조를 가질 수 있다. 프레임 두께는 최대 5 mm까지 가능하다. 향(액상의 향수, 향료, 방향제 등)은 프레임에 첨착 또는 함침되거나, 파이프 구조의 내부 공간에 주입될 수 있다. 주입식 구조가 장기간 사용에 유리할 수 있다. 또한, 파이프 구조는 그 자체로 또는 별도로 형성된 원료 충진통(내통)을 포함할 수 있으므로, 장기간용 방향통(대량 보관 공간) 확보가 가능하다. 또한, 프레임에 향 충진용 홈을 형성할 수도 있다.
향 마감 바(20)는 복합 필터(10)의 좌우 끝단과 핫멜트 등으로 접착될 수 있고, 또한 복합 필터(10)와는 접착되지 않고 마감재(30)에만 접착될 수 있다. 프레임이 파이프 구조인 경우 중공(구멍) 구조로 인해 상하(앞뒤)가 개방될 수 있는데, 마감재(30)를 접합할 때 핫멜트 접착제 등으로 개방(구멍) 부위를 덮어서 밀폐시킬 수 있다.
이와 같이, 재봉 마감을 대체하여, 향 마감 바(20)를 사용함으로써 4측면부 모두가 견고하고 깔끔한 성형물을 얻음과 동시에, 공기 정화 장치가 가동되는 동안 자연스럽게 향을 실내에 공급할 수 있다.
또한, 향 발현의 정도에 따라 필터의 수명 및 교환 주기를 사용자가 감지할 수 있다. 즉, 향이 발산되지 않거나 발산량이 줄어들었을 경우, 필터의 수명도 거의 다 된 것으로 간주하여 필터를 교환(교체)할 수 있다. 향 발산량은 프레임의 재질과 치수(두께 등) 및 구조, 향의 함량(사용량) 등을 적절하게 설정함으로써 조절할 수 있다. 프레임은 향을 발산할 수 있는 재질을 사용하거나, 프레임에 미세 구멍 등을 형성하여 향을 발산할 수 있다.
마감재(30)는 복합 필터(10)의 테두리 중 상측면 및 하측면에 배치될 수 있고, 폴리프로필렌(PP) 부직포 등으로 구성될 수 있으며, 복합 필터(10) 및 향 마감 바(20) 양쪽 모두에 핫멜트 접착제 등을 통해 접착될 수 있다. 또한, 마감재(30)는 부직포 없이 핫멜트 접착제 원단으로만 구성될 수도 있다.
필터 제조 공정은 복합 필터 원단 제조, 원단 절곡, 제품 성형, 밴드 컷팅, 내부 인쇄, 조립 및 포장 공정 등을 포함할 수 있고, 절곡기, H 벤딩 머신 및 밴드 컷팅기, 인쇄기 및 포장기 등을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 공기 정화용 필터는 강력한 항균 3D 폼 코팅 및 접착제 사용을 통해 항균 및 항바이러스 효과를 얻을 수 있다. 또한, 향 마감 바를 적용함으로써 견고하고 깔끔한 공기 정화용 필터 프레임 구조를 제공할 수 있다. 또한, 향을 내포하는 마감 바를 적용하여 쾌적성과 필터 교환주기 감지효과를 얻을 수 있다. 또한, 향 마감 바를 적용함으로써 필터 절단 끝단부(재봉)를 효과적으로 대체할 수 있다. 또한, 향 마감 바는 원료 충진통을 포함할 수 있으므로, 장기간용 방향통 확보가 가능하다. 또한, 복합필터의 합지(접착) 과정에 사용하는 항균 또는 천연 소재 사용으로 기존보다 친환경적인 성능을 도출할 수 있다. 또한, 폼 코팅 등의 개선을 통해 압력 손실을 제거하여 통기도를 강화할 수 있다(통기도 기존 제품 ?비 200% 수준). 또한, A급 활성탄을 다량(200 g) 사용하여 소비자 인지 기능(유해물질, 매연, 냄새 등) 포인트를 강화할 수 있다. 또한, 기능성(H11급) 활성탄 콤비 필터로 미세 먼지 포집 효율 등을 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 필터의 효과를 시험성적서를 통해 제시한다.
먼저, 통기도 시험을 한국생산기술연구원(KITECH)에 의뢰하였다. 시험 방법은 DIN 71460-1:2006이었고, 결과는 표 1에 나타내었다. 표 1에 따르면, 공기 유속 100 내지 600 ㎥/h에서 압력 손실은 60 내지 600 Pa이었다. 구체적으로, 공기 유속 100 ㎥/h에서 압력 손실은 70 Pa 이하이었다. 공기 유속 200 ㎥/h에서 압력 손실은 145 Pa 이하이었다. 공기 유속 300 ㎥/h에서 압력 손실은 240 Pa 이하이었다. 공기 유속 400 ㎥/h에서 압력 손실은 340 Pa 이하이었다. 공기 유속 500 ㎥/h에서 압력 손실은 445 Pa 이하이었다. 공기 유속 600 ㎥/h에서 압력 손실은 570 Pa 이하이었다.
Air flow rate (㎥/h) Pressure loss (Pa)
100 67.2
200 143.9
300 237.8
400 336.4
500 444.5
600 565.8
다음, 미세 먼지 포집 효율 시험을 한국생산기술연구원(KITECH)에 의뢰하였다. 시험 방법은 DIN 71460-1:2006이었고, 이때 공기 유속은 300 ㎥/h이었으며, 시험 먼지는 ISO A2 미세 먼지이었고, 먼지 농도는 20 mg/㎥이었다. 결과는 표 2에 나타내었다. 표 2에 따르면, 입자 크기가 0.3~0.5 ㎛인 경우, 입자 제거 효율은 60% 이상이었다. 입자 크기가 0.5~1 ㎛인 경우, 입자 제거 효율은 75% 이상이었다. 입자 크기가 1~3 ㎛인 경우, 입자 제거 효율은 94% 이상이었다. 입자 크기가 3~5 ㎛인 경우, 입자 제거 효율은 97% 이상이었다. 입자 크기가 5~10 ㎛인 경우, 입자 제거 효율은 96% 이상이었다.
Particle size (㎛) Initial fractional efficiency (%)
0.3 ~ 0.5 60.1
0.5 ~ 1.0 75.6
1.0 ~ 3.0 94.5
3.0 ~ 5.0 97.9
5.0 ~ 10.0 96.5
다음, 압력 손실 및 먼지 보유 용량 시험을 한국생산기술연구원(KITECH)에 의뢰하였다. 시험 방법은 DIN 71460-1:2006이었고, 이때 공기 유속은 300 ㎥/h이었으며, 시험 먼지는 ISO A2 미세 먼지이었고, 먼지 농도는 70 mg/㎥이었다. 결과는 표 3에 나타내었다. 표 3에 따르면, 초기 압력 손실은 240 Pa 이하이었고, 최종 압력 손실은 595 Pa 이하이었으며, 먼지 보유 용량은 7 g 이상이었다.
Initial pressure loss (Pa) 237.8
Final pressure loss (Pa) 594.5
Dust holding capacity (g) 7.4
다음, 항균 시험을 FITI 시험연구원에 의뢰하였다. 향균도 시험 방법은 KS K 0693:2016이었고, 이때 표준 포는 면 100%이었으며, 비이온 계면활성제는 Tween 80을 이용하였고, 접종 균액에 0.05% 첨가하였다. 시험 균주 1은 Staphylococcus aureus ATCC 6538이었고, 시험 균주 2는 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352이었다. 결과는 표 4에 나타내었다. 표 4에 따르면, 본 발명에 따른 필터의 두 균주에 대한 정균 감소율은 모두 99% 이상이었다.
Blank #1
균주 1 초기 균수(수/mL) 1.8×104 1.8×104
18시간 후 균수(수/mL) 9.8×106 < 10
정균 감소율(%) - 99.9
균주 2 초기 균수(수/mL) 1.9×104 1.9×104
18시간 후 균수(수/mL) 3.8×107 < 1
정균 감소율(%) - 99.9
10: 복합 필터
20: 향 마감 바
30: 마감재
40: 재봉 마감부

Claims (4)

  1. 복층 구조의 복합 필터;
    복합 필터의 테두리 중 좌측면 및 우측면에 배치되고, 향을 함유하는 프레임으로 구성된 향 마감 바; 및
    복합 필터의 테두리 중 상측면 및 하측면에 배치되는 마감재를 포함하며,
    복합 필터는 부직포에 향균 재료를 포함하는 코팅액이 폼 형태로 코팅된 제1층; 제1층 하부에 배치되고, 부직포에 활성탄이 함침 코팅된 제2층; 제2층 하부에 배치되고, 접착 재료로 구성되는 제3층; 제3층 하부에 배치되고, 활성탄을 포함하는 제4층; 제4층 하부에 배치되고, 정전 필터로 구성되는 제5층; 및 제5층 하부에 배치되고, 부직포로 구성되는 제6층; 중 적어도 복수의 층을 포함하되, 제1층 내지 제6층 중에서 선택 적용한 공기 정화용 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    향 마감 바는 나무 또는 플라스틱으로 구성되고,
    프레임은 속이 꽉 찬 구조 또는 속이 빈 파이프 구조를 가지며,
    향은 프레임에 첨착 또는 함침되거나, 파이프 구조의 내부에 주입되는 공기 정화용 필터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제1층, 제2층 및 제6층의 부직포는 폴리프로필렌 부직포이고,
    제1층은 바인더, 향균 재료인 이산화 티타늄 및 규조토를 포함하는 코팅액에 기포를 형성한 후, 부직포에 코팅하여 다공성 구조의 폼 코팅층으로 형성되며,
    제2층은 80 내지 250 메시의 크기를 갖는 활성탄을 포함하는 코팅액을 부직포에 함침하여 형성되고,
    제3층은 핫멜트 접착제로 형성되고,
    제4층은 30 내지 80 메시의 크기를 갖는 활성탄 분말을 제3층에 뿌려서 형성되며,
    제5층은 헤파급 멜트블로운 정전 필터로 구성되는 공기 정화용 필터.
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