KR102248182B1 - Fine dust filter for windows and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방충망 및 방충망에 부착된 나노섬유의 망구조를 포함하는 창호용 미세먼지 필터로서, 상기 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유의 망구조가 방충망에 부착된 형태인 바 창호틀에 쉽게 적용이 가능하고, 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 포함하는 나노섬유를 포함하여 미세먼지 제거 효율이 우수한 창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fine dust filter for windows and doors and a method of manufacturing the same, and more particularly, as a fine dust filter for windows and doors including a net structure of nanofibers attached to a screen and a screen, wherein the fine dust filter for windows and doors is a nanofiber A fine dust filter for windows and doors with excellent fine dust removal efficiency including nanofibers containing dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone, and can be easily applied to window frames. And it relates to a method of manufacturing the same.

Description

창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법{Fine dust filter for windows and method for manufacturing the same}Fine dust filter for windows and method for manufacturing the same}

본 발명은 창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방충망 및 방충망에 부착된 나노섬유의 망구조를 포함하는 창호용 미세먼지 필터로서, 상기 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유의 망구조가 방충망에 부착된 형태인 바 창호틀에 쉽게 적용이 가능하고, 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 포함하는 나노섬유를 포함하여 미세먼지 제거 효율이 우수한 창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fine dust filter for windows and doors and a method of manufacturing the same, and more particularly, as a fine dust filter for windows and doors including a net structure of nanofibers attached to a screen and a screen, wherein the fine dust filter for windows and doors is a nanofiber A fine dust filter for windows and doors with excellent fine dust removal efficiency including nanofibers containing dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone, and can be easily applied to window frames. And it relates to a method of manufacturing the same.

실내 공간을 창호로 밀폐하여 장시간 생활할 경우, 실내공간에는 각종 먼지, 미생물, 실내 건축재에서 배출되는 각종 오염물질(포름알데히드, 휘발성 유기물, 석면가루, 라돈) 등이 공기 중에 부유하게 되며, 이들은 호흡기 질병과 각종 알레르기를 유발하고, 두통, 기침, 피부병, 암 등의 질병을 유발시킨다. When living for a long time by sealing the indoor space with windows, various dusts, microorganisms, and various pollutants (formaldehyde, volatile organic matter, asbestos powder, radon) discharged from indoor building materials float in the air in the indoor space. It causes diseases and various allergies, and causes diseases such as headache, cough, skin disease, and cancer.

따라서 실내와 외부를 통풍시켜 실내 공기를 환기시키는 것이 중요한데, 이러한 환기과정에서 창호를 열게 되면 외부의 먼지, 날벌레가 침입할 뿐 아니라 공기중의 중금속 등이 실내로 유입되어 오히려 건강을 해치게 되는 문제점이 발생되었다.Therefore, it is important to ventilate the indoor air by ventilating the interior and exterior.If the window is opened during this ventilation process, external dust and flying insects infiltrate, as well as heavy metals in the air entering the interior, thereby damaging health. Occurred.

특히, 공기 중의 미립자물질(Particulate Matter, PM)은 사람들의 건강에 위협이 될 수 있다. PM은 아주 작은 입자와 액체 방울의 복합 혼합물이다. PM은 입자 크기에 기초하여 PM2.5 및 PM10으로 분류되고, 이들은 각각 2.5μm 및 10μm 미만의 입자 크기를 말한다. PM2.5 및 PM10 오염물질은 작은 크기로 인해 사람의 기관지와 폐에 침투할 수 있으므로 PM2.5 및 PM10에 장기간의 노출은 유병률과 사망률을 증가시킨다. In particular, particulate matter (PM) in the air can pose a threat to people's health. PM is a complex mixture of tiny particles and droplets. PM is classified as PM2.5 and PM10 based on the particle size, and these refer to particle sizes of 2.5 μm and less than 10 μm, respectively. Since PM2.5 and PM10 contaminants can penetrate human bronchi and lungs due to their small size, prolonged exposure to PM2.5 and PM10 increases prevalence and mortality.

이에 따라, 일례로 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0003992호에서는 벌레의 침입을 막는 방충 기능과 함께, 플라즈마를 발생시켜 공기를 정화시킬 수 있는 기능을 동시에 가지는 방충망을 개시하고 있다.Accordingly, for example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0003992 discloses an insect repellent net having a function to purify air by generating plasma as well as an insect repellent function to prevent the invasion of insects.

그러나 상기와 같은 방충망은 외부와 내부의 이중망으로 일측은 '+', 타측은 '-'전극을 인가하는 등 복수개의 프레임을 사용하여야 하므로 구성이 복잡하고 부피가 커져서 기존의 창호틀에 쉽게 적용이 어려운 문제점이 있었다. However, since the above screen is a double net outside and inside, it has to use multiple frames, such as applying'+' to one side and'-' electrode to the other, so the composition is complicated and bulky, so it is easily applied to the existing window frame. There was this difficult problem.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창호틀에 쉽게 적용이 가능하고, 미세먼지 제거 효율이 우수한 창호용 미세먼지 필터의 개발이 절실히 요구되는 실정이다. Therefore, in order to solve the above problems, it is urgently required to develop a fine dust filter for windows that can be easily applied to a window frame and has excellent fine dust removal efficiency.

KR 10-2012-0003992 A (2012. 1. 12.)KR 10-2012-0003992 A (2012. 1. 12.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 창호틀에 쉽게 적용이 가능하고, 미세먼지 제거 효율이 우수한 창호용 미세먼지 필터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fine dust filter for windows and doors that can be easily applied to a window frame and has excellent fine dust removal efficiency, and a method of manufacturing the same.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은 방충망 및 방충망에 부착된 나노섬유의 망구조를 포함하는 창호용 미세먼지 필터로서, 상기 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 3-50중량% 포함하는 것인 창호용 미세먼지 필터를 제공한다.The present invention for realizing the object as described above is a fine dust filter for windows and doors including a network structure of nanofibers attached to a screen and a screen, wherein the nanofibers contain 3 dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone. It provides a fine dust filter for windows and doors containing -50% by weight.

또한, 본 발명은 A)폴리비닐피롤리돈으로 유전체 무기입자를 코팅하는 단계; B)폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 1-20중량% 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및 C)방충망에 상기 방사용액을 전기 방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착시키는 단계를 포함하는 창호용 미세먼지 필터의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention A) coating the dielectric inorganic particles with polyvinylpyrrolidone; B) preparing a spinning solution containing 1-20% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone; And C) electrospinning the spinning solution on a screen to attach a network structure of nanofibers to the screen.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명의 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유의 망구조가 방충망에 부착된 형태인 바, 방충망의 설치라는 간단한 시공으로 창호틀에 쉽게 적용이 가능한 효과가 있다. The fine dust filter for windows and doors of the present invention according to the configuration as described above has an effect that can be easily applied to a window frame with a simple construction such as installation of an insect screen, since a network structure of nanofibers is attached to a screen.

본 발명의 창호용 미세먼지 필터는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 포함하는 나노섬유를 포함하여 미세먼지 제거 효율이 우수한 효과가 있다.The fine dust filter for windows and doors of the present invention includes nanofibers including dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone, and has excellent fine dust removal efficiency.

또한, 본 발명의 창호용 미세먼지 필터는 방사용액 하부에 침전물이 생기지 않아 나노섬유 내 유전체 무기입자의 분산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the fine dust filter for windows and doors of the present invention has excellent dispersibility of dielectric inorganic particles in nanofibers since no precipitate is generated under the spinning solution.

도 1은 광 투과율에 따른 본 발명의 창호용 미세먼지 필터의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 창호용 미세먼지 필터 제조방법의 모식도이다.
도 3은 나노섬유 내에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자(BaTiO3)의 함량을 분석하기 위한 열중량분석(Thermogravimetric analysis, TGA) 그래프이다.
1 is a photograph of a fine dust filter for windows and doors of the present invention according to light transmittance.
2 is a schematic diagram of a method of manufacturing a fine dust filter for windows and doors according to an embodiment of the present invention.
3 is a thermogravimetric analysis (TGA) graph for analyzing the content of dielectric inorganic particles (BaTiO 3) coated with polyvinylpyrrolidone in nanofibers.

이하에서는 본 발명을 본 발명의 첨부한 도면과 함께 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail together with the accompanying drawings of the present invention.

본 발명은 방충망 및 방충망에 부착된 나노섬유의 망구조를 포함하는 창호용 미세먼지 필터로서, 상기 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 3-50중량% 포함하는 것인 창호용 미세먼지 필터에 관한 것이다.The present invention is a fine dust filter for windows and doors comprising a net structure of nanofibers attached to a screen and a screen, wherein the nanofibers contain 3-50% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone It relates to a fine dust filter for use.

상기 방충망은 금속, 합성수지 및 무기섬유 중 선택되는 1종 이상으로 제조될 수 있다. The insect screen may be made of one or more selected from metals, synthetic resins, and inorganic fibers.

상기 금속은 일례로 구리, 알루미늄 및 스테인레스 스틸으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. The metal may be one or more selected from the group consisting of copper, aluminum, and stainless steel, for example.

상기 합성수지는 일례로 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. The synthetic resin may be one or more selected from the group consisting of polyester and nylon including polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene terephthalate, and polybutylene terephthalate, for example.

상기 무기섬유는 일례로 유리섬유를 포함할 수 있다. The inorganic fibers may include glass fibers as an example.

상기 방충망은 가로와 세로 방향으로 와이어가 일정간격으로 배열되어 일정 크기의 격자가 형성된 메쉬 구조로 이루어질 수 있다. The insect screen may have a mesh structure in which wires are arranged at regular intervals in the horizontal and vertical directions to form a grid having a predetermined size.

상기 와이어의 직경은 110-140μm, 또는 120-130μm일 수 있다. 상기 와이어의 직경이 상기 범위 미만인 경우 와이어의 강도가 낮게 되어 파손의 우려가 있고, 상기 범위 초과인 경우 강도가 필요 이상으로 높게 되면서 재료비가 상승할 수 있다. The diameter of the wire may be 110-140μm, or 120-130μm. If the diameter of the wire is less than the above range, the strength of the wire is low and there is a risk of breakage. If the diameter of the wire is greater than the above range, the strength may be higher than necessary and the material cost may increase.

상기 방충망의 격자의 크기는 310-340μmⅹ310-340μm 또는 320-330μmⅹ320-330μm일 수 있다. 상기 격자의 크기가 상기 범위 미만인 경우 통기성이 저하될 수 있고, 상기 범위 초과인 경우 큰 오염입자 및 해충을 제외한 오염물질들이 실내공간으로 유입가능해질 수 있다.The size of the grid of the insect screen may be 310-340 μm×310-340 μm or 320-330 μm×320-330 μm. When the size of the grid is less than the above range, ventilation may be reduced, and when the size of the grid exceeds the above range, contaminants excluding large contaminants and pests may be allowed to enter the indoor space.

상기 유전체 무기입자는 여과성능을 높이기 위해 첨가되는 것으로, 일례로, BaTiO3, TiO2, SiO2, Al2O3, V2O3, ZnO2, La2O3, HfO2, SrTiO3, 및 Nb2O5으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. The dielectric inorganic particles are added to increase filtration performance, for example, BaTiO 3 , TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , V 2 O 3 , ZnO 2 , La 2 O 3 , HfO 2 , SrTiO 3 , And Nb 2 O 5 It may be one or more selected from the group consisting of.

상기 유전체 무기입자의 유전상수는 1000-1600, 또는 1200-1400일 수 있다. 물질의 유전율은 보통 상대 유전율, 즉 진공의 유전율에 대한 상대적인 값 εr로 나타낼 수 있다. 이 값을 흔히 유전상수(dielectric constant, 誘電常數)라고도 한다. 실제 유전율은 상대 유전율에다 진공의 유전율 ε0를 곱해서 구할 수 있다(ε = εrε0). 물질의 유전상수가 클수록 정전력이 커져 정전력에 의한 여과성능을 높일 수 있다. 상기 유전체 무기입자는 구체적 일례로 1200의 유전상수를 갖는 BaTiO3일 수 있다.The dielectric constant of the dielectric inorganic particles may be 1000-1600, or 1200-1400. The dielectric constant of the material can usually expressed as a value relative to the relative permittivity ε r of, that is the vacuum permittivity. This value is often referred to as the dielectric constant (誘電常數). The actual permittivity can be obtained by multiplying the relative permittivity by the permittivity ε 0 of the vacuum (ε = ε r ε 0 ). The larger the dielectric constant of a material, the greater the static power, and the filtering performance by the constant power can be improved. As a specific example, the dielectric inorganic particles may be BaTiO 3 having a dielectric constant of 1200.

상기 유전체 무기입자는 나노섬유에 포함되도록 하기 위해 방사용액을 제조할 때, 방사용액 내에서 상기 유전체 무기입자가 균일하게 분산되지 못하고 침전물로 가라앉아 전기방사 노즐이 막히거나 방사되더라도 나노섬유로 잘 형성되지 않을 수 있다. 특히, 상기 유전체 무기입자의 함량이 증가할수록 분산성은 더 저하될 수 있다. 따라서, 나노섬유에 대한 상기 유전체 무기입자의 분산성을 향상시키기 위하여 상기 유전체 무기입자는 코팅될 수 있다.When preparing the spinning solution to include the dielectric inorganic particles in the nanofibers, the dielectric inorganic particles are not uniformly dispersed in the spinning solution and sink into a sediment, so that even if the electrospinning nozzle is blocked or spun, it is well formed into nanofibers. It may not be. In particular, as the content of the dielectric inorganic particles increases, the dispersibility may further decrease. Therefore, the dielectric inorganic particles may be coated in order to improve the dispersibility of the dielectric inorganic particles in the nanofibers.

상기 나노섬유는 일례로 폴리비닐리덴플루오라이드 (Polyvinylidenefluoride), 폴리에테르설폰 (Polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile), 폴리이미드 (Polyimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아릴설폰(Polyarylsulfone) 및 에틸렌클로로-트리플루오로에틸렌(Ethylene chloro-trifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 포함할 수 있다. Examples of the nanofibers include polyvinylidenefluoride, polyethersulfone, polysulfone, polyacrylonitrile, polyimide, polyamideimide, It may include at least one resin selected from the group consisting of polyurethane, polystyrene, polyarylsulfone, and ethylene chloro-trifluoroethylene.

상기 수지의 쌍극자 모멘트는 5-12 Debye(D), 또는 6-10D일 수 있다. 미세먼지의 표면은 극성 작용기를 갖기 때문에 상기 수지의 쌍극자 모멘트가 클수록 전기적으로 미세먼지를 포집하는 능력이 증가할 수 있다. The dipole moment of the resin may be 5-12 Debye (D), or 6-10D. Since the surface of the fine dust has a polar functional group, the greater the dipole moment of the resin, the greater the ability to electrically collect fine dust.

상기 수지의 융점은 300-400℃, 또는 320-380℃일 수 있다. 상기 수지는 상기 범위의 융점을 가져 미세먼지 배출 온도 범위인 50-300℃에서 열적 안정성을 가질 수 있다. The melting point of the resin may be 300-400°C, or 320-380°C. The resin may have a melting point in the above range and have thermal stability at a temperature of 50-300° C., which is a fine dust discharge temperature range.

상기 수지는 구체적 일례로 6.16D의 쌍극자 모멘트와 300-400℃의 융점을 갖는 폴리이미드일 수 있다. As a specific example, the resin may be a polyimide having a dipole moment of 6.16D and a melting point of 300-400°C.

상기 나노섬유의 직경은 방사용액의 농도 및 적용되는 전압을 변화시킴으로써 조절될 수 있는 것으로, 상기 나노섬유의 직경은 10-900nm, 또는 100-800nm, 또는 300-500nm일 수 있다. 상기 나노섬유의 직경이 작을수록 이용가능한 비표면적이 증가하여 창호용 미세먼지 필터의 미세먼지 제거 효율이 증가할 수 있기 때문에 상기 범위의 직경을 갖는 나노섬유를 포함하는 창호용 미세먼지 필터는 미세먼지를 효율적으로 제거할 수 있다. The diameter of the nanofibers can be adjusted by changing the concentration of the spinning solution and the applied voltage, and the diameter of the nanofibers may be 10-900nm, or 100-800nm, or 300-500nm. As the diameter of the nanofibers is smaller, the usable specific surface area increases, so that the fine dust removal efficiency of the fine dust filter for windows and doors can be increased. Can be removed efficiently.

상기 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 3-50중량%, 또는 3-48중량% 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 이를 포함하는 창호용 미세먼지 필터의 미세먼지 제거 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 포함하는 방사용액을 전기방사하여 제조되는 것으로, 상기 방사용액 내에 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자가 과량으로 포함되는 경우 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자가 균일하게 분산되지 못하고 침전물로 가라앉아 전기방사 노즐이 막히거나 방사되더라도 나노섬유로 잘 형성되지 못할 수 있다. 따라서, 상기 나노섬유는 상기 범위 초과로 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 포함할 수 없다.The nanofibers may include 3-50% by weight, or 3-48% by weight of the dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone. When the dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone are included in less than the above range, the fine dust removal efficiency of the fine dust filter for windows and doors including the same may be reduced. In addition, the nanofibers are prepared by electrospinning a spinning solution containing dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone, and an excessive amount of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone in the spinning solution In this case, the dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone may not be uniformly dispersed and settle as a precipitate, so that even if the electrospinning nozzle is clogged or spun, it may not be well formed into nanofibers. Therefore, the nanofibers cannot include dielectric inorganic particles coated with the polyvinylpyrrolidone in excess of the above range.

상기 나노섬유의 망구조의 평량은 0.01-0.2g/m2, 또는 0.01-0.1g/m2일 수 있다. 평량(Basis Weight or Grammage)은 단위 면적당 질량, 즉 바람직한 단위로서 제곱미터당 그램(g/m2)으로 정의될 수 있다. 상기 나노섬유의 망구조의 평량이 상기 범위 미만인 경우 기계적 물성이 저하될 수 있고, 상기 범위 초과인 경우 생산성이 저하될 수 있다.The basis weight of the network structure of the nanofibers may be 0.01-0.2g/m 2 , or 0.01-0.1g/m 2 . Basis Weight or Grammage may be defined as mass per unit area, that is, grams per square meter as a preferred unit (g/m 2 ). When the basis weight of the network structure of the nanofibers is less than the above range, mechanical properties may be deteriorated, and when it is exceeded the above range, productivity may be reduced.

상기 창호용 미세먼지 필터는 광 투과율이 50-95%, 60-93%, 또는 70-90% 일 수 있다. 상기 광 투과율은 400 내지 800nm 의 AM(Air Mass)1.5 태양광 스펙트럼을 가중하여 얻어지는 광 투과율의 평균값일 수 있다. 상기 창호용 미세먼지 필터의 광 투과율이 상기 범위 미만인 경우 가시성 및 통기성을 확보하기 어려울 수 있고, 상기 범위 초과인 경우 미세먼지 제거효율이 저하될 수 있다. (도 1 참조)The fine dust filter for windows and doors may have a light transmittance of 50-95%, 60-93%, or 70-90%. The light transmittance may be an average value of light transmittance obtained by weighting an AM (Air Mass) 1.5 solar spectrum of 400 to 800 nm. When the light transmittance of the fine dust filter for windows is less than the above range, it may be difficult to secure visibility and breathability, and if it exceeds the above range, the fine dust removal efficiency may be lowered. (See Fig. 1)

상기 창호용 미세먼지 필터는 50-95%의 광 투과율에서 PM2.5 기준의 품질인자(Quality factor, QF)가 0.05-0.8Pa-1, 또는 0.06-0.65Pa-1일 수 있다. 구체적 일례로, 52%의 광 투과율에서 QF는 0.055-0.16Pa-1, 또는 0.06-0.14Pa-1일 수 있다. 또다른 구체적 일례로, 89%의 광 투과율에서 QF는 0.23-0.6 Pa-1, 또는 0.25-0.59 Pa-1일 수 있다.The fine dust filter for windows and doors may have a PM2.5-based quality factor (QF) of 0.05-0.8Pa -1 or 0.06-0.65Pa -1 at a light transmittance of 50-95%. As the specific example, in a light transmittance of 52% QF it may be 0.055-0.16Pa -1, or 0.06-0.14Pa -1. As another specific example, at a light transmittance of 89%, QF may be 0.23-0.6 Pa -1 , or 0.25-0.59 Pa -1 .

효율과 압력 강하를 모두 고려한 필터의 전체적 성능은 QF에 의해 평가될 수 있으며 상기 QF가 높을수록 필터는 우수한 성능을 나타낸다. 상기 QF는 QF = -ln(1-E)/ΔP로 정의될 수 있다. 상기 E는 미세먼지 제거 효율, 상기 ΔP는 필터의 압력 강하이다. 상기 QF 범위 내에서 상기 창호용 미세먼지 필터는 우수한 미세먼지 제거효율 및 통기성을 구현할 수 있다. The overall performance of the filter considering both efficiency and pressure drop can be evaluated by QF, and the higher the QF, the better the filter performance. The QF may be defined as QF = -ln(1-E)/ΔP. E is the fine dust removal efficiency, and ΔP is the pressure drop of the filter. Within the QF range, the fine dust filter for windows and doors may implement excellent fine dust removal efficiency and breathability.

상기 창호용 미세먼지 필터는 50-95%의 광 투과율에서 미세먼지(PM 2.5) 제거 효율(E)이 81-98%, 또는 81.5-97%일 수 있다. 구체적 일례로, 52%의 광 투과율에서 미세먼지(PM 2.5) 제거 효율은 81-98%, 또는 81.5-97%일 수 있다. 또다른 구체적 일례로, 89%의 광 투과율에서 미세먼지(PM 2.5) 제거 효율은 80-96%, 또는 81-95.5%일 수 있다. The fine dust filter for windows and doors may have a fine dust (PM 2.5) removal efficiency (E) of 81-98%, or 81.5-97% at a light transmittance of 50-95%. As a specific example, the removal efficiency of fine dust (PM 2.5) at a light transmittance of 52% may be 81-98%, or 81.5-97%. As another specific example, the efficiency of removing fine dust (PM 2.5) at a light transmittance of 89% may be 80-96%, or 81-95.5%.

상기 창호용 미세먼지 필터는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자와 수지를 포함하는 나노섬유 사이의 큰 전기적 인력으로 상기와 같은 미세먼지 제거 효율을 나타낼 수 있다. (표 1 참조) The fine dust filter for windows and doors may exhibit the above-described fine dust removal efficiency due to a large electrical attraction between the dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone and nanofibers including resin. (See Table 1)

상기 창호용 미세먼지 필터는 50-95%의 광 투과율에서 압력강하가 5-27Pa, 또는 5.5-26.5Pa일 수 있다. 구체적 일례로, 52%의 광 투과율에서 압력강하는 25-30Pa, 또는 26-28Pa일 수 있다. 또다른 구체적 일례로, 89%의 광 투과율에서 압력강하는 5.5-6.5Pa, 또는 5.8-6.2Pa일 수 있다.The fine dust filter for windows and doors may have a pressure drop of 5-27Pa, or 5.5-26.5Pa at a light transmittance of 50-95%. As a specific example, the pressure drop at 52% light transmittance may be 25-30Pa, or 26-28Pa. As another specific example, the pressure drop at 89% light transmittance may be 5.5-6.5Pa, or 5.8-6.2Pa.

한편, 압력강하는 공기의 유속이 증가함에 따라 그 값이 증가하는 것으로 상기 창호용 미세먼지 필터의 압력강하는 단위면적 당 0.21m/s 풍속의 바람으로 측정한 결과이다. 본 발명의 창호용 미세먼지 필터는 상기의 풍속 조건 하에서 상기와 같은 압력 강하를 나타내어 우수한 통기성을 구현할 수 있다. On the other hand, the pressure drop increases as the flow velocity of air increases, and the pressure drop of the fine dust filter for windows is a result of measuring wind at a wind speed of 0.21 m/s per unit area. The fine dust filter for windows and doors of the present invention may exhibit the pressure drop as described above under the above wind speed conditions, thereby implementing excellent air permeability.

창호용 미세먼지 필터 제조방법은 A)폴리비닐피롤리돈으로 유전체 무기입자를 코팅하는 단계; B)폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 1-20 중량% 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및 C)방충망에 상기 방사용액을 전기방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. (도 2 참조)A method for manufacturing a fine dust filter for windows and doors includes: A) coating dielectric inorganic particles with polyvinylpyrrolidone; B) preparing a spinning solution containing 1-20% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone; And C) attaching a network structure of nanofibers to the screen by electrospinning the spinning solution to the screen. (See Fig. 2)

상기 A)폴리비닐피롤리돈으로 유전체 무기입자를 코팅하는 단계는 a) 유전체 무기입자를 포함하는 용액을 제조하는 단계; b)상기 용액에 폴리비닐피롤리돈을 첨가하는 단계; 및 c)상기 폴리비닐피롤리돈이 첨가된 용액을 교반 및 원심분리하여 생긴 침전물을 세척 및 건조하는 단계를 포함할 수 있다.The step of coating the inorganic dielectric particles with A) polyvinylpyrrolidone may include: a) preparing a solution containing the inorganic dielectric particles; b) adding polyvinylpyrrolidone to the solution; And c) washing and drying the precipitate formed by stirring and centrifuging the solution to which the polyvinylpyrrolidone is added.

상기 a)단계는 에탄올에 유전체 무기입자를 첨가한 용액을 음파 처리(sonication) 방법으로 1-2시간 동안 분산시키는 단계일 수 있다.The step a) may be a step of dispersing a solution obtained by adding dielectric inorganic particles to ethanol for 1-2 hours by a sonication method.

상기 b)단계는 상기 용액에 폴리비닐피롤리돈이 유전체 무기입자와 0.7:1 내지 1.3:1, 또는 0.8:1 내지 1.2:1의 중량비율로 포함되도록 첨가한 후 sonication 방법으로 1-2시간 동안 분산시키는 단계일 수 있다. 상기 폴리비닐피롤리돈이 상기 중량비율 미만으로 포함되는 경우 상기 나노섬유에 대한 상기 유전체 무기입자의 분산성 향상효과가 미미할 수 있고, 상기 중량비율 초과로 포함되는 경우 폴리비닐피롤리돈이 용액 내에 분산되지 않고 뭉치게 되어 유전체 무기입자가 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅되기 어려울 수 있다.In the step b), polyvinylpyrrolidone is added to the solution in a weight ratio of 0.7:1 to 1.3:1, or 0.8:1 to 1.2:1 with the dielectric inorganic particles, and then for 1-2 hours by sonication method. It may be a step of dispersing during. If the polyvinylpyrrolidone is contained in an amount less than the weight ratio, the effect of improving the dispersibility of the dielectric inorganic particles with respect to the nanofibers may be insignificant, and if it is contained in an amount exceeding the weight ratio, polyvinylpyrrolidone is contained in the solution. Since they are not dispersed and aggregated, it may be difficult for the dielectric inorganic particles to be coated with the polyvinylpyrrolidone.

상기 c)단계는 상기 폴리비닐피롤리돈이 첨가된 용액을 상온에서 22-26시간 동안 교반하여 상기 유전체 무기입자 표면에 상기 폴리비닐피롤리돈이 완전히 코팅되도록 한 후, 5000rpm에서 10-30분 동안 원심분리하여 생긴 침전물을 증류수로 세척 및 동결건조하는 단계일 수 있다. In the step c), the solution to which the polyvinylpyrrolidone is added is stirred at room temperature for 22-26 hours so that the polyvinylpyrrolidone is completely coated on the surface of the dielectric inorganic particles, and then at 5000 rpm for 10-30 minutes. It may be a step of washing and lyophilizing the precipitate generated by centrifugation during the period with distilled water.

상기 폴리비닐피롤리돈은 상기 유전체 무기입자 표면에 3-10nm, 또는 4-8nm의 두께로 코팅될 수 있다. 상기 폴리비닐피롤리돈은 상기 범위의 두께로 상기 유전체 무기입자 표면에 코팅되어 상기 나노섬유에 대하여 우수한 분산성을 구현할 수 있다. The polyvinylpyrrolidone may be coated to a thickness of 3-10 nm or 4-8 nm on the surface of the dielectric inorganic particles. The polyvinylpyrrolidone may be coated on the surface of the dielectric inorganic particles to a thickness within the above range, thereby implementing excellent dispersibility for the nanofibers.

상기 B)폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 1-20중량% 포함하는 방사용액을 제조하는 단계는 수지를 DMF(Dimethyl Formamide)에 용해시켜 수지 용액을 제조한 후, 상기 용액에 상기 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 첨가하여 4-6시간동안 교반하여 방사용액을 제조하는 단계일 수 있다.The step of preparing a spinning solution containing 1-20% by weight of dielectric inorganic particles coated with B) polyvinylpyrrolidone is to prepare a resin solution by dissolving the resin in DMF (Dimethyl Formamide), and then in the solution. It may be a step of preparing a spinning solution by adding the dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone and stirring for 4-6 hours.

상기 C)방충망에 상기 방사용액을 전기방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착시키는 단계는 21-게이지 니들 팁을 가진 16mm 내경, 12mL 부피의 주사기를 사용하여 방사용액을 로딩하고, 주사기 펌프를 사용하여 니들 팁으로부터 방사용액을 펌핑한 후, 상기 방충망에 상기 방사용액을 직접 전기방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착하는 단계일 수 있다. The step of attaching the network structure of nanofibers to the insect screen by electrospinning the spinning solution to the C) insect screen is to load the spinning solution using a 16 mm inner diameter, 12 mL volume syringe with a 21-gauge needle tip, and a syringe pump. After pumping the spinning solution from the needle tip by using, electrospinning the spinning solution directly to the screen may be a step of attaching a network structure of nanofibers to the screen.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid in the understanding of the present invention, but the following examples are only illustrative of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention. It is natural that changes and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예Example

실시예 1Example 1

A) 폴리비닐피롤리돈으로 유전체 무기입자를 코팅하는 단계A) coating dielectric inorganic particles with polyvinylpyrrolidone

94 중량%의 에탄올 250mL에 BaTiO3 10g을 첨가한 후 1시간 동안 sonication하여 분산시킨 후, 상기 용액에 폴리비닐피롤리돈(MW=360,000 g/mol, Sigma Aldrich, CAS#9003-39-8)을 BaTiO3와 1:1의 중량비율이 되도록 첨가한 후 1시간 동안 sonication하여 더 분산시켰다. 이후, 상기 용액을 상온에서 24시간 동안 교반하여 BaTiO3에 폴리비닐피롤리돈이 6nm의 두께로 완전히 코팅되도록 한 후, 5000rpm에서 20분 동안 원심분리하여 수득한 침전물을 증류수로 4-5번 세척 및 동결건조하였다. After adding 10 g of BaTiO 3 to 250 mL of 94% by weight of ethanol, sonication for 1 hour to disperse, polyvinylpyrrolidone (MW=360,000 g/mol, Sigma Aldrich, CAS#9003-39-8) Was added so as to have a weight ratio of 1:1 with BaTiO 3 and then sonicated for 1 hour to further disperse. Thereafter, the solution was stirred at room temperature for 24 hours so that polyvinylpyrrolidone was completely coated on BaTiO 3 to a thickness of 6 nm, and then the precipitate obtained by centrifugation at 5000 rpm for 20 minutes was washed 4-5 times with distilled water. And lyophilized.

B)폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 20중량% 포함하는 방사용액을 제조하는 단계B) preparing a spinning solution containing 20% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone

폴리이미드(Alfa Aesar, CAS#62929-02-6) 0.903g을 DMF(Duksan Reagents, CAS#68-12-2) 5mL에 용해시켜 16 중량%의 폴리이미드 용액을 제조한 후, 이 용액에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 20 중량%로 포함되도록 첨가하고 5시간 동안 교반시켜 방사용액을 제조하였다. After dissolving 0.903 g of polyimide (Alfa Aesar, CAS#62929-02-6) in 5 mL of DMF (Duksan Reagents, CAS#68-12-2) to prepare a 16% by weight polyimide solution, BaTiO 3 coated with vinylpyrrolidone was added to contain 20% by weight and stirred for 5 hours to prepare a spinning solution.

C) 방충망에 상기 방사용액을 전기 방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착시키는 단계C) attaching the network structure of nanofibers to the insect screen by electrospinning the spinning solution to the screen

21-게이지 니들 팁을 가진 16mm 내경, 12mL 부피의 주사기를 사용하여 상기 방사용액을 로딩하고 전압 공급부(ES30P-5W, Gamma High Voltage Research)에 연결했다. 주사기 펌프(KD Scientific)를 사용하여 니들 팁으로부터 상기 방사용액을 펌핑했다. 접지된 구리 메시에 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유의 망구조를 부착하였다. 구리 메시의 와이어 직경은 127μm였고, 구리 메시의 격자의 크기는 322.45μmⅹ324.12μm였다. 전기방사 동안 나노섬유를 메시 구멍을 가로질러 배치하여 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다. 이 때, 나노섬유의 직경은 391nm였고, 나노섬유의 망구조의 평량은 0.05g/m2였다.The spinning solution was loaded using a 16 mm inner diameter, 12 mL volume syringe with a 21-gauge needle tip and connected to a voltage supply (ES30P-5W, Gamma High Voltage Research). The spinning solution was pumped from the needle tip using a syringe pump (KD Scientific). The spinning solution was electrospun onto the grounded copper mesh to attach a network structure of nanofibers. The wire diameter of the copper mesh was 127 μm, and the size of the grid of the copper mesh was 322.45 μm x 324.12 μm. During electrospinning, nanofibers were placed across the mesh hole to form a fine dust filter for windows and doors. At this time, the diameter of the nanofibers was 391 nm, and the basis weight of the network structure of the nanofibers was 0.05 g/m 2 .

여기서 창호용 미세먼지 필터의 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 46.1중량% 포함되었다. Here, 46.1% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was included in the nanofibers of the fine dust filter for windows and doors.

실시예 2Example 2

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 7중량%로 포함되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was prepared in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to the polyimide solution in an amount of 7% by weight to prepare a spinning solution. Formed.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 27.4중량% 포함되었다. Here, the nanofibers contained 27.4% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone.

실시예 3Example 3

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 1중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 1% by weight to prepare a spinning solution. I did.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 3중량% 포함되었다. Here, the nanofibers contained 3% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone.

실시예 4Example 4

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 3중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 3% by weight to prepare a spinning solution. I did.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 10중량% 포함되었다. Here, the nanofibers contained 10% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone.

실시예 5Example 5

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 5중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 5% by weight to prepare a spinning solution. I did.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 19.3중량% 포함되었다. Here, the nanofibers contained 19.3% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone.

실시예 6Example 6

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 10중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 10% by weight to prepare a spinning solution. I did.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 34.5중량% 포함되었다. Here, 34.5% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was included in the nanofibers.

비교예 1Comparative Example 1

상기 A)단계를 포함하지 않고, 상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 첨가하지 않고 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.For windows and doors in the same manner as in Example 1, except that the step A) was not included, and BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone in step B) was not added to the polyimide solution to prepare a spinning solution. A fine dust filter was formed.

비교예 2Comparative Example 2

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 0.5중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 0.5% by weight to prepare a spinning solution. I did.

여기서 상기 나노섬유에는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 1.2중량% 포함되었다. Here, the nanofibers contained 1.2% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone.

비교예 3Comparative Example 3

상기 B)단계에서 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3를 폴리이미드 용액에 25중량%가 되도록 첨가하여 방사용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.In the step B), a fine dust filter for windows and doors was formed in the same manner as in Example 1, except that BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone was added to a polyimide solution in an amount of 25% by weight to prepare a spinning solution. I did.

참조예 1Reference Example 1

상기 A)단계를 포함하지 않고, B)단계에서 폴리아크릴로나이트릴(Mw=150,000, Sigma Aldrich, CAS#25014-41-9) 0.58g를 DMF(Duksan Reagents, CAS#68-12-2) 5ml에 용해시켜 11중량% 농도의 폴리아크릴로나이트릴 용액을 제조한 후 BaTiO3를 첨가하지 않고 상기 폴리아크릴로나이트릴 용액을 방사용액으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 창호용 미세먼지 필터를 형성하였다.Without including the step A), in step B ) 0.58 g of polyacrylonitrile (M w =150,000, Sigma Aldrich, CAS#25014-41-9) was added to DMF (Duksan Reagents, CAS#68-12-2). ) After dissolving in 5 ml to prepare a polyacrylonitrile solution having a concentration of 11% by weight, BaTiO 3 was not added and the polyacrylonitrile solution was used as a spinning solution, except that the window and door were used in the same manner as in Example 1 A fine dust filter was formed.

상기 실시예, 비교예, 참조예에 사용된 물질의 그레이드는 아래와 같다.The grades of the materials used in the Examples, Comparative Examples, and Reference Examples are as follows.

- 폴리이미드(Alfa Aesar, CAS#62929-02-6)-Polyimide (Alfa Aesar, CAS#62929-02-6)

- 에탄올(OCI company Ltd Korea, CAS#64-17-5)-Ethanol (OCI company Ltd Korea, CAS#64-17-5)

- 폴리비닐피롤리돈(Mw=360,000, Sigma Aldrich, CAS#9003-39-8)-Polyvinylpyrrolidone (M w =360,000, Sigma Aldrich, CAS#9003-39-8)

- DMF(Duksan Reagents, CAS#68-12-2)-DMF (Duksan Reagents, CAS#68-12-2)

- 폴리아크릴로나이트릴(Mw=150,000, Sigma Aldrich, CAS#25014-41-9)-Polyacrylonitrile (M w =150,000, Sigma Aldrich, CAS#25014-41-9)

- 위에서, 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 창호용 미세먼지 필터의 나노섬유 내의 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3의 함량은 열중량분석을 통해 측정한 것으로, 구체적으로는 가열 전의 나노섬유 중량을 기준으로 800℃에서의 나노섬유의 중량을 측정하여 %로 환산한 값이다(도 3 참조). -Above, the content of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone in the nanofibers of the fine dust filters for windows and doors of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 was measured through thermogravimetric analysis, specifically before heating. It is a value converted into% by measuring the weight of the nanofibers at 800°C based on the weight of the nanofibers (see FIG. 3).

시험예Test example

분산성Dispersibility

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 2 내지 3의 방사용액의 분산성을 육안으로 측정하였다. 가라앉는 유전체 무기입자가 생겨 상기 방사용액의 하부에 흰색 침전물이 생긴 경우 분산성이 불량한 것으로 평가하였고, 그렇지 않은 경우 분산성이 우수한 것으로 평가하여 표 1에 나타내었다.The dispersibility of the spinning solutions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 to 3 was visually measured. When white precipitates were formed in the lower part of the spinning solution due to the occurrence of sinking dielectric inorganic particles, the dispersibility was evaluated as poor, and otherwise, the dispersibility was evaluated as being excellent and shown in Table 1.

상기 방사용액의 분산성이 우수하면 나노섬유 내 유전체 무기입자의 분산성이 우수할 수 있다. When the dispersibility of the spinning solution is excellent, the dispersibility of the dielectric inorganic particles in the nanofibers may be excellent.

광 투과율Light transmittance

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3 및 참조예 1의 창호용 미세먼지 필터의 광 투과율은 400 내지 800nm의 AM1.5 태양광 스펙트럼을 가중한 후 얻어지는 광 투과율 값의 평균값으로 나타내었다. The light transmittance of the fine dust filters for windows and doors of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1 was expressed as the average value of the light transmittance values obtained after weighting the AM1.5 solar spectrum of 400 to 800 nm.

미세먼지(PM,Particulate Matter) 제거 효율(E)Particulate Matter (PM) Removal Efficiency (E)

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2 및 참조예 1의 창호용 미세먼지 필터가 있을 때와 없을 때 PM2.5 입자 수 농도를 비교하여 PM2.5 제거 효율을 측정하여 표 1에 나타내었다. 상기 PM 2.5 농도는 portable particle counter(DT-9881, CEM instrument, India)를 사용하여 측정되었다. 초기 농도는 250μg/m3 초과의 농도에서 실험을 진행하였다. The PM2.5 removal efficiency was measured by comparing the concentration of the number of PM2.5 particles with and without the fine dust filters for windows and doors of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 2, and Reference Example 1, and is shown in Table 1. . The PM 2.5 concentration was measured using a portable particle counter (DT-9881, CEM instrument, India). The initial concentration was conducted at a concentration of more than 250 μg/m 3.

상기 PM 2.5 제거 효율 증가할수록 창호용 미세먼지 필터가 우수한 성능을 나타낼 수 있다.As the PM 2.5 removal efficiency increases, the fine dust filter for windows and doors may exhibit excellent performance.

압력강하(ΔP)Pressure drop (ΔP)

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2 및 참조예 1의 단위면적 당 0.21m/s 풍속의 바람이 창호용 미세먼지 필터를 가로지르는 압력 차이를 차등 압력 게이지(EM201B, UEi test instrument)로 측정하여 압력 강하를 측정하여 표 1에 나타내었다.The differential pressure gauge (EM201B, UEi test instrument) was used to measure the pressure difference across the fine dust filter for windows and doors of the wind at a wind speed of 0.21 m/s per unit area of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 2, and Reference Example 1. It was measured and the pressure drop was measured and shown in Table 1.

상기 압력강하가 낮을수록 창호용 미세먼지 필터가 우수한 통기성을 나타낼 수 있다.As the pressure drop is lower, the fine dust filter for windows and doors may exhibit excellent ventilation.

QF(Quality Factor)Quality Factor (QF)

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2 및 참조예 1의 상기 창호용 미세먼지 필터의 QF는 QF = -ln(1-E)/ΔP에 의해 계산하여 표 1에 나타내었다. The QF of the fine dust filters for windows and doors of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 2, and Reference Example 1 was calculated by QF = -ln(1-E)/ΔP and shown in Table 1.

상기 QF가 증가할수록 미세먼지 필터가 우수한 성능을 나타낼 수 있다. As the QF increases, the fine dust filter may exhibit excellent performance.

SampleSample 분산성Dispersibility 광 투과율(%)Light transmittance (%) PM 2.5 제거 효율(%)PM 2.5 removal efficiency (%) 압력강하(Pa)Pressure drop (Pa) QF(Pa-1)
PM2.5기준
QF(Pa -1 )
PM2.5 standard
실시예 1
Example 1
우수Great 8989 95.395.3 66 0.50850.5085
5252 96.896.8 2828 0.12300.1230 2020 98.498.4 5757 0.07300.0730 실시예 2
Example 2
우수Great 8989 87.687.6 66 0.34770.3477
5252 9292 2828 0.09020.0902 2020 94.694.6 5757 0.05120.0512 실시예 3
Example 3
우수Great 8989 82.382.3 66 0.28830.2883
5252 85.685.6 2828 0.06920.0692 2020 93.193.1 5757 0.04700.0470 비교예 1
Comparative Example 1
-- 8989 68.168.1 66 0.19060.1906
5252 7676 2828 0.05100.0510 2020 90.590.5 5757 0.04130.0413 비교예 2
Comparative Example 2
우수Great 8989 74.374.3 66 0.22640.2264
5252 78.378.3 2828 0.05460.0546 2020 92.692.6 5757 0.04570.0457 비교예 3Comparative Example 3 불량Bad 8989 -- -- -- 5252 -- -- -- 2020 -- -- -- 참조예 1Reference Example 1 -- 8989 62.362.3 66 0.16260.1626 5252 70.470.4 2828 0.04350.0435 2020 8282 5757 0.03010.0301

(비교예 1 및 참조예 1의 방사용액의 분산성 시험 미실시, 비교예 3의 창호용 미세먼지 필터의 PM2.5 제거효율, 압력강하, QF 측정 불가)(The dispersibility test of the spinning solution of Comparative Example 1 and Reference Example 1 was not carried out, and the PM2.5 removal efficiency, pressure drop, and QF of the fine dust filter for windows and doors of Comparative Example 3 were not measured)

상기 실시예 1 내지 3의 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유 내에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3의 분산성이 우수하였다. 또한, 상기 창호용 미세먼지 필터는 미세먼지 제거 효율 및 QF가 우수하며 낮은 압력강하를 나타내어 통기성이 우수하였다.The fine dust filters for windows and doors of Examples 1 to 3 were excellent in dispersibility of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone in nanofibers. In addition, the fine dust filter for windows and doors was excellent in fine dust removal efficiency and QF, and exhibited a low pressure drop, and thus air permeability was excellent.

한편, 비교예 1의 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 포함되지 않아 실시예들에 비해 미세먼지 제거 효율 및 QF가 저하되었다.On the other hand, the fine dust filter for windows and doors of Comparative Example 1 did not contain BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone in the nanofibers, so the fine dust removal efficiency and QF were lowered compared to the examples.

한편, 비교예 2의 창호용 미세먼지 필터는 나노섬유에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 1.2중량% 포함되어 실시예들에 비해 미세먼지 제거 효율이 저하되었다.On the other hand, the fine dust filter for windows and doors of Comparative Example 2 contained 1.2% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone in the nanofibers, so that the fine dust removal efficiency was lowered compared to the Examples.

한편, 비교예 3의 창호용 미세먼지 필터는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 25중량% 포함된 방사용액을 이용한 것으로, 상기 방사용액은 하부에 침전물이 생겨 분산성이 불량하였다. 따라서, 상기 방사용액의 침전물로 인하여 상기 방사용액을 전기방사 하였을 때 방사공정이 원활하지 못하여 창호용 미세먼지 필터의 제조가 불가하였으며, 이에 따라 미세먼지 제거효율, 압력강하 및 QF 측정을 할 수 없었다. On the other hand, the fine dust filter for windows and doors of Comparative Example 3 used a spinning solution containing 25% by weight of BaTiO 3 coated with polyvinylpyrrolidone, and the spinning solution had poor dispersibility due to the formation of a precipitate in the lower portion. Therefore, when the spinning solution was electrospun due to the sediment of the spinning solution, the spinning process was not smooth, so it was impossible to manufacture a fine dust filter for windows and doors, and accordingly, it was not possible to measure the fine dust removal efficiency, pressure drop, and QF. .

한편, 참조예 1의 창호용 미세먼지 필터는 실시예 1 내지 6에서 사용된 수지로 폴리이미드 대신 쌍극자 모멘트 값이 작은 폴리아크릴로나이트릴을 사용하고, 나노섬유에 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 BaTiO3가 포함되지 않아 미세먼지 제거효율 및 QF가 저하되었다. On the other hand, the fine dust filter for windows and doors of Reference Example 1 is the resin used in Examples 1 to 6, using polyacrylonitrile having a small dipole moment value instead of polyimide, and coated with polyvinylpyrrolidone on nanofibers. Since BaTiO 3 was not included, the efficiency of removing fine dust and QF were lowered.

Claims (15)

방충망 및 방충망에 부착된 나노섬유의 망구조를 포함하는 창호용 미세먼지 필터로서, 상기 나노섬유는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 3-50중량% 포함하되,
상기 유전체 무기입자는 BaTiO3이고,
상기 나노섬유는 폴리이미드(Polyimide)인 것인 창호용 미세먼지 필터.
A fine dust filter for windows and doors comprising a net structure of nanofibers attached to a screen and a screen, wherein the nanofibers contain 3-50% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone,
The dielectric inorganic particles are BaTiO 3 ,
The nanofiber is a fine dust filter for windows and doors that are polyimide (Polyimide).
제 1항에 있어서,
상기 방충망은 금속, 합성수지 및 무기섬유 중 선택되는 1종 이상으로 제조되는 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The screen is made of one or more selected from metal, synthetic resin, and inorganic fiber fine dust filter for windows and doors.
제 1항에 있어서,
상기 방충망은 와이어의 직경이 110-140μm, 격자의 크기가 310-340μmⅹ310-340μm인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The screen is a fine dust filter for windows and doors of which the diameter of the wire is 110-140μm, the size of the grid is 310-340μm x 310-340μm.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 나노섬유는 직경이 10-900nm인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The nanofibers are fine dust filters for windows and doors of 10-900nm in diameter.
제 1항에 있어서,
상기 창호용 미세먼지 필터는 광 투과율이 50-95%인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The fine dust filter for windows and doors has a light transmittance of 50-95%.
제 1항에 있어서,
상기 창호용 미세먼지 필터는 52%의 광 투과율에서 미세먼지(PM2.5) 기준의 QF가 0.055-0.16Pa-1 또는 89%의 광 투과율에서 미세먼지(PM2.5) 기준의 QF가 0.23-0.6Pa-1인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The fine dust filter for windows has a QF based on fine dust (PM2.5) of 0.055-0.16Pa -1 at a light transmittance of 52%, or 0.23- based on fine dust (PM2.5) at a light transmittance of 89%. A fine dust filter for windows and doors of 0.6Pa -1.
제 1항에 있어서,
상기 창호용 미세먼지 필터는 52%의 광 투과율에서 미세먼지(PM2.5) 제거효율이 81-98% 또는 89%의 광 투과율에서 미세먼지(PM2.5) 제거 효율이 80-96%인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The fine dust filter for windows has an efficiency of removing fine dust (PM2.5) of 81-98% at a light transmittance of 52% or 80-96% of a fine dust (PM2.5) removal efficiency at a light transmittance of 89%. Fine dust filter for windows and doors.
제 1항에 있어서,
상기 창호용 미세먼지 필터는 52%의 광 투과율에서 압력강하가 25-30Pa 또는 89%의 광 투과율에서 압력 강하가 5.5-6.5Pa인 것인 창호용 미세먼지 필터.
The method of claim 1,
The fine dust filter for windows and doors has a pressure drop of 25-30Pa at a light transmittance of 52% or a pressure drop of 5.5-6.5Pa at a light transmittance of 89%.
A)폴리비닐피롤리돈으로 유전체 무기입자를 코팅하는 단계; B)폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 유전체 무기입자를 1-20 중량% 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및 C)방충망에 상기 방사용액을 전기방사하여 상기 방충망에 나노섬유의 망구조를 부착시키는 단계;를 포함하되,
상기 유전체 무기입자는 BaTiO3이고, 상기 나노섬유는 폴리이미드(Polyimide)인 것인 창호용 미세먼지 필터의 제조방법.
A) coating the dielectric inorganic particles with polyvinylpyrrolidone; B) preparing a spinning solution containing 1-20% by weight of dielectric inorganic particles coated with polyvinylpyrrolidone; And C) attaching a network structure of nanofibers to the insect screen by electrospinning the spinning solution to the screen screen.
The method of manufacturing a fine dust filter for windows and doors, wherein the dielectric inorganic particles are BaTiO 3 and the nanofibers are polyimide.
제 13항에 있어서,
상기 A)단계는 a)유전체 무기입자를 포함하는 용액을 제조하는 단계; b)상기 용액에 폴리비닐피롤리돈을 첨가하는 단계; 및 c)상기 폴리비닐피롤리돈이 첨가된 용액을 교반 및 원심분리하여 생긴 침전물을 세척 및 건조하는 단계를 포함하는 것인 창호용 미세먼지 필터 제조방법.
The method of claim 13,
The step A) comprises: a) preparing a solution containing dielectric inorganic particles; b) adding polyvinylpyrrolidone to the solution; And c) washing and drying the precipitate generated by stirring and centrifuging the solution to which the polyvinylpyrrolidone is added.
제 14항에 있어서,
상기 용액은 폴리비닐피롤리돈과 유전체 무기입자를 0.7:1 내지 1.3:1의 중량비율로 포함하는 것인 창호용 미세먼지 필터 제조방법.
The method of claim 14,
The solution is a method for producing a fine dust filter for windows and doors containing polyvinylpyrrolidone and dielectric inorganic particles in a weight ratio of 0.7:1 to 1.3:1.
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