KR102235864B1 - 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법 - Google Patents

유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 전처리를 하는 프리 필터; 상기 프리 필터의 후단에 배치되며, 다공성 활성탄을 구비하는 카본필터; 상기 카본필터의 후단에 배치되는 헤파필터; 상기 헤파 필터의 후단에 배치되며, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물이 코팅된 유해가스 제거용 필터; 및 상기 하우징 내부로 공기를 흡입하여, 흡입된 공기가 상기 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 통과하도록 공기를 유동시키는 송풍팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법{Air cleaner comprising filter for eliminating harmful gases and the manufacturing method thereof}
본 발명은 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포름알데히드 및 벤젠 등과 같은 유해가스를 제거하는 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
공기청정기는 공기 속의 먼지, 세균, 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 등 따위를 걸러 내어 공기를 깨끗하게 하는 장치이다.
휘발성 유기화합물은 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물의 총칭이다. 대기오염뿐만 아니라 발암성 물질이며, 지구온난화의 원인물질이므로 국가마다 배출을 줄이기 위해 정책적으로 관리하고 있다.
휘발성 유기화합물은 벤젠이나 포름알데히드, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등을 통칭한다. 휘발성 유기화합물에 의한 급성 중독증상은 휘발성 유기화합물의 구조, 노출 정도와 기간, 다른 휘발성 유기화합물과의 복합노출, 개인의 감수성 등에 따라 다르게 나타나지만, 고농도 휘발성 유기화합물에 의한 급성독성장애는 휘발성 유기화합물의 종류에 따른 차이가 거의 없이 비슷한 증상을 나타낸다. 일부 휘발성 유기화합물 중 방향족탄화수소와 할로겐화탄화수소 등은 그 자체로서 건강에 유해하며, 특히, 다고리 방향족 탄화수소류는 대기 중에 미량으로 존재하더라도 발암가능성이 있음이 널리 알려져 있다.
현재까지 개발된 휘발성 유기화합물(VOCs) 흡착용 조성물은 활성탄들을 이용한 제품이 대부분이였으나, 최근 상기한 문제를 야기하고 있는 휘발성 유기화합물를 처리하기 위해 다양한 방법이 개발되고 있는 추세에 있다.
종래 기술로서 공개특허 제2015-0074513호는 활성탄을 이용한 재생 가능한 탈취필터 및 이를 포함하는 공기청정기에 대하여 개시하고 있고, 도 1에는 상기 종래 기술의 공기청정기(200)의 하우징(210), 전처리 필터(220), 항균필터(230), 탈취필터(100), 헤파필터(240) 및 송풍팬(250)에 대하여 도시하고 있다. 또한, 등록특허 제1286217호는 천연식물을 이용한 공기 정화용 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 포름알데히드, 황화수소, 암모니아 성분에 대한 제거 기술에 대하여는 개시하고 있다. 그러나 상기 종래 기술들은 공기청정기에서 휘발성 유기화합물 중 포름알데히드 및 발암물질인 벤젠을 동시에 효과적으로 제거하는 기술에 대하여는 개시하고 있지 않다.
이에, 본 발명자들은 공기청정기에서 휘발성 유기화합물 중 포름알데히드 및 발암물질인 벤젠을 동시에 효과적으로 제거하는 기술에 대하여 연구하던 중, 유해가스 제거용 필터 제조시 유근피 추출물과 벌개미취 추출물을 혼합하여 코팅함으로써 포름알데히드 및 벤젠 흡착율이 개선됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허 제1286217호 (공고일자 2013. 07. 16)
따라서 본 발명의 목적은 포름알데히드 및 벤젠 등과 같은 유해가스를 제거하는 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기는 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 전처리를 하는 프리 필터; 상기 프리 필터의 후단에 배치되며, 다공성 활성탄을 구비하는 카본필터; 상기 카본필터의 후단에 배치되는 헤파필터; 상기 헤파 필터의 후단에 배치되며, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물이 코팅된 유해가스 제거용 필터; 및 상기 하우징 내부로 공기를 흡입하여, 흡입된 공기가 상기 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 통과하도록 공기를 유동시키는 송풍팬을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기에 있어서, 상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기에 있어서, 상기 유근피 추출물은 유근피를 에탄올로 추출한 추출물인 것을 특징으로 한다.,
본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법은, 하우징의 내부에 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 구비하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법에 있어서, 상기 유해가스 제거용 필터는, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물을 제조하는 조성물 제조단계; 상기 유해가스 흡착용 조성물을 필터 기재에 분무 코팅하는 코팅단계; 및 상기 코팅된 필터를 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법에 있어서, 상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기 및 그 제조방법에 따르면, 유해가스 흡착용 조성물이 코팅된 유해가스 제거용 필터에 유근피 추출물과 벌개미취 잎 추출물을 동량 혼합함으로써 포름알데히드 및 벤젠 흡착율이 현저히 상승한 우수한 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 공기청정기의 필터 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 공기청정기에 구비된 유해가스 제거용 필터의 제조 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기는 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 전처리를 하는 프리 필터; 상기 프리 필터의 후단에 배치되며, 다공성 활성탄을 구비하는 카본필터; 상기 카본필터의 후단에 배치되는 헤파필터; 상기 헤파 필터의 후단에 배치되며, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물이 코팅된 유해가스 제거용 필터; 및 상기 하우징 내부로 공기를 흡입하여, 흡입된 공기가 상기 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 통과하도록 공기를 유동시키는 송풍팬을 포함한다.
하우징은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 외관을 구성할 수 있다. 이러한 하우징에는 외부 공기가 하우징 내부로 흡입되는 공기흡입부와 하우징 내부의 공기가 외부로 토출되는 공기토출부가 구비될 수 있다.
프리 필터는 하우징의 내부에 구비되며, 하우징 내부에서 유동하는 공기의 유동경로 상에 배치될 수 있다. 이러한 프리 필터는 극세사 망으로 구성되어, 비교적 큰 먼지 및 곰팡이, 머리카락, 애완동물의 털 등을 제거할 수 있다.
카본 필터는 활성탄 등과 같이 공기가 통과할 수 있는 카본 입자로 된 다공성 재질로 형성된다. 카본 필터를 통하여 유해물질 및 먼지 등이 흡착제거되어 공기의 정화가 가능해 진다.
헤파필터는 카본필터의 후단에 구비되어, 미세분진 및 담배연기를 제거할 수 있다.
유해가스 제거용 필터는 헤파 필터의 후단에 배치되며, 휘발성 유기화합물 중 포름알데히드 및 벤젠을 효과적으로 제거하기 위하여 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물이 코팅되어 있다.
본 발명에서의 용어 "추출물"이란 용매에 침지한 다음, 상온 또는 가온상태에서 일정시간동안 추출하여 수득한 액상성분, 상기 액상성분으로부터 용매를 제거하여 수득한 고형분 등의 결과물을 의미할 수 있다.
유근피(느릅나무 뿌리껍질)(Ulmus davidiana var japonica)는 오랫동안 생약 및 식용으로 사용되어 오던 건강 식재료로 사용되어 왔다. 하지만 유근피의 휘발성 유기화합물의 제거 효과를 연구한 사례는 없었다. 상기 유근피 추출물은 유근피를 에탄올로 추출한 추출물인 것이 바람직하다.
벌개미취(Aster koraiensis)는 국화과(Asteraceae)에 속하는 다년생 초본으로 빛이 잘들고 물기가 많은 습지 등에서 자라며, 한국의 경기도 이남 및 제주도에서 자생하는 한국의 특산식물이다. 본 발명에서, 상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것이 바람직하다. 상기 벌개미취 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜 및 이들의 혼합 용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 추출한 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 추출물에는, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물 중 어느 하나도 포함될 수 있다.
본 발명에서, 유해가스 제거용 필터에 유근피 추출물과 벌개미취 잎 추출물을 동량 혼합함으로써 포름알데히드 및 벤젠 흡착율이 현저히 상승한 우수한 효과가 있다.
송풍팬은 유해가스 제거용 필터의 후단에 구비되어, 하우징 내부로 공기가 흡입된 후 다시 실내로 배출될 수 있도록 공기를 유동시킬 수 있다. 이러한 송풍팬은 흡입된 공기가 상기 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 통과하도록 공기를 유동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법은, 하우징의 내부에 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 구비하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법에 있어서, 상기 유해가스 제거용 필터는, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물을 제조하는 조성물 제조단계; 상기 유해가스 흡착용 조성물을 필터 기재에 분무 코팅하는 코팅단계; 및 상기 코팅된 필터를 건조하는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유근피 추출물은 유근피를 에탄올로 추출한 추출물이고, 상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것이 바람직하다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예>
유근피(느릅나무 뿌리껍질)(Ulmus davidiana var japonica) 200 g을 2 리터의 70% 에탄올수용액(70% EtOH)에 침지하여 교반한 다음, 상온에서 1시간 동안 초음파 추출하고 여과지에 여과하였다. 상기 과정을 3회 반복한 후, 상기 추출액을 45 내지 50℃에서 농축기를 사용하여 감압 농축한 후, 동결 건조시켜 70% 에탄올 13g의 유근피 추출물을 제조하였다.
벌개미취(Aster koraiensis)의 잎 부위를 채취하여 건조시킨 후 파우더 형태로 분쇄한 벌개미취 분말 300g에 물 1.5ℓ를 가하여 80℃의 수욕상에서 12시간 중탕하여 추출하고 여과지로 여과한 뒤 농축하여 벌개미취 추출물을 제조하였다.
폴리프로필렌 필터 기재에 상기 제조된 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 동향 혼합한 용액을 분무 코팅하여 140℃에서 4분 동안 건조하여 유해가스 제거용 필터를 제조하였다.
< 비교예 >
비교예 1은 실시예와 동일하게 실시하되, 유근피 추출물만을 코팅하여 필터를 제조하였다.
비교예 2는 실시예와 동일하게 실시하되, 유근피 대신 느릅나무 잎을 사용하여 추출한 추출물과 벌개미취 잎 추출물을 동량 혼합 후 코팅하여 필터를 제조하였다.
비교예 3은 실시예와 동일하게 실시하되, 벌개미취 잎 추출물만을 코팅하여 필터를 제조하였다.
비교예 4는 실시예와 동일하게 실시하되, 벌개미취 잎 추출물 대신 벌개미취 뿌리를 사용하여 추출한 벌개미취 뿌리 추출물과 유근피 추출물을 동량 혼합 후 코팅하여 필터를 제조하였다.
비교예 5는 어떠한 추출물도 처리하지 않은 필터를 사용하였다.
<실험예>
상기 실시예, 비교예 1 내지 비교예 5의 필터를 이용하여 휘발성 유기화합물(VOCs)의 유해가스인 포름알데히드 및 벤젠의 흡착율을 하기와 같이 측정하였다.
즉, 상기 실시예, 비교예 1 내지 비교예 5의 필터에 대하여 유해가스 흡착율을 KS M0062 규격에 의거하여 검지관식 가스측정 방식으로 실시하였다. 20cm의 크기로 제조한 필터를 5L 용량의 용기에 두고 각각 50ppm의 포름알데히드 가스 및 벤젠 가스를 주입하여 30분, 60분, 90분, 120분에 달한 시점에 내부의 포름알데히드가스 및 벤젠 가스의 농도 변화 양상을 살펴보았으며, 포름알데히드 가스의 농도변화 결과는 하기 표 1(단위: ppm)에, 벤젠 가스 농도변화 결과는 하기 표 2(단위: ppm)에 나타내었다.
시간(분) 실시예 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
0 50 50 50 50 50 50
30 23 45 46 46 43 49
60 15 41 42 43 36 49
90 13 38 38 40 33 48
120 12 34 35 37 30 47
시간(분) 실시예 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
0 50 50 50 50 50 50
30 19 47 47 48 44 49
60 15 44 43 45 38 49
90 12 42 40 42 34 49
120 10 41 37 40 32 48
포름알데히드 가스의 농도변화를 나타내는 표 1 및 2의 결과에 의하면, 시간이 경과함에 따라 실시예의 포름알데히드 및 벤젠 흡착율이 현저히 개선됨을 알 수 있다. 따라서, 유근피 추출물만을 코팅하여 제조한 필터(비교예 1) 및 벌개미취 잎 추출물만을 코팅하여 제조한 필터(비교예 3)보다는 유근피 추출물과 벌개미취 잎 추출물을 혼합하여 코팅한 실시예의 필터가 포름알데히드 및 벤젠 흡착율이 현저히 상승하는 뛰어난 효과가 있다.
한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되어 전처리를 하는 프리 필터;
    상기 프리 필터의 후단에 배치되며, 다공성 활성탄을 구비하는 카본필터;
    상기 카본필터의 후단에 배치되는 헤파필터;
    상기 헤파 필터의 후단에 배치되며, 유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물이 코팅된 유해가스 제거용 필터; 및
    상기 하우징 내부로 공기를 흡입하여, 흡입된 공기가 상기 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 통과하도록 공기를 유동시키는 송풍팬;
    을 포함하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것을 특징으로 하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유근피 추출물은 유근피를 에탄올로 추출한 추출물인 것을 특징으로 하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기.
  4. 하우징의 내부에 프리 필터, 카본필터, 헤파필터 및 유해가스 제거용 필터를 구비하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법에 있어서,
    상기 유해가스 제거용 필터는,
    유근피 추출물 및 벌개미취 추출물을 유효성분으로 포함하는 유해가스 흡착용 조성물을 제조하는 조성물 제조단계;
    상기 유해가스 흡착용 조성물을 필터 기재에 분무 코팅하는 코팅단계; 및
    상기 코팅된 필터를 건조하는 건조단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 벌개미취는 벌개미취 잎인 것을 특징으로 하는 유해가스 제거용 필터를 구비하는 공기청정기의 제조방법.
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