KR102262258B1 - Chemical-chemi adsorption filter for removal of odor and hazardous dust - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an adsorption filter for removing harmful substances and odors, and more specifically, to an adsorption filter that uses a non-combustible metal oxide material to have incombustibility and chemical resistance and to remove harmful substances and odors.

Description

유해물질 및 악취 제거용 케미컬-케미 흡착 필터{CHEMICAL-CHEMI ADSORPTION FILTER FOR REMOVAL OF ODOR AND HAZARDOUS DUST}Chemical-Chemical adsorption filter for removing harmful substances and odors {CHEMICAL-CHEMI ADSORPTION FILTER FOR REMOVAL OF ODOR AND HAZARDOUS DUST}

본 발명은 유해물질 및 악취 제거용 케미컬-케미 흡착 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 불연성 금속 산화물 소재를 사용하여 불연성과 내화학성을 가지며 유해물질 및 악취를 제거할 수 있는 흡착 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical-chemical adsorption filter for removing harmful substances and odors, and more particularly, to an adsorption filter that uses a non-combustible metal oxide material to have incombustibility and chemical resistance and to remove harmful substances and odors. .

흡착 필터는 산업 현장에서 발생되는 오존, 산성 또는 알칼리성 유해 가스와 소각장 등에서 발생되는 휘발성 유해가스 또는 유해물질 및 악취 등을 제거할 수 있다. 일반적으로, 집진을 통해 먼지 등의 이물질을 제거하는 집진필터와 달리 흡착 필터는 활성탄의 흡착성을 이용하여 냄새 및 유해 화학 물질 등을 제거하므로 다양한 방식으로 제작이 가능하고, 대게는 부직포에 활성탄을 수납한 형태로 제작된다.The adsorption filter can remove ozone, acidic or alkaline harmful gases generated in industrial sites, volatile harmful gases or harmful substances and odors generated from incinerators. In general, unlike dust filters that remove foreign substances such as dust through dust collection, adsorption filters use the adsorption properties of activated carbon to remove odors and harmful chemicals, so they can be manufactured in a variety of ways. produced in one form.

그런데, 활성탄을 내장한 타입의 부직포 필터는 활성탄의 입자성으로 인해 탈취 등의 성능이 저하되는 문제점이 있다. 최근에는 이러한 문제점을 해결하고자 부직포에 직접 활성탄을 도포하여 제작하는 부직포 필터가 제안되고 있다. However, the type of nonwoven filter incorporating activated carbon has a problem in that performance such as deodorization is deteriorated due to the particulate nature of activated carbon. Recently, in order to solve this problem, a non-woven fabric filter manufactured by directly coating activated carbon on a non-woven fabric has been proposed.

이러한 부직포 필터의 한 예로, 접착 성분이 침투된 원단에 활성탄을 분사하고, 진동을 주어 활성탄 입자가 원단 표면으로부터 내부 공극에 침착되도록 하여 활성탄이 원단의 내부에 고르게 분산되어 탈취 등의 효과를 높이고자 한 필터 등이 개발되었다. 다만, 이러한 타입의 부직포 필터 또한 부직포 섬유 사이에 활성탄 입자들이 침투하여 통기성이 크게 저하되고, 압력손실이 증대되어 공기필터로 사용하기 곤란하게 되는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 부직포에 도포되는 활성탄의 양을 줄이면 역으로 탈취 등 활성탄 본래의 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 이와 같은 부직포 섬유를 사용하는 경우 불에 취약하고, 유해 화학물질에 의해 쉽게 손상이 된다는 단점이 있다.As an example of such a nonwoven filter, activated carbon is sprayed on the fabric impregnated with an adhesive component, and vibration is applied so that the activated carbon particles are deposited from the surface of the fabric to the internal pores, so that the activated carbon is evenly dispersed in the fabric to increase the effect of deodorization. A filter has been developed. However, this type of nonwoven filter also has problems in that the activated carbon particles penetrate between the nonwoven fibers, greatly lowering the air permeability, and increasing the pressure loss, making it difficult to use as an air filter. In order to overcome this problem, if the amount of activated carbon applied to the nonwoven fabric is reduced, there is a problem in that the original performance of activated carbon, such as deodorization, is reduced. In addition, when using such a nonwoven fiber, there is a disadvantage that it is vulnerable to fire and is easily damaged by harmful chemicals.

흡착 필터의 품질 및 성능을 결정하는데 있어서 다음과 같은 요인을 고려해야 한다: 1) 유해가스와 유해물질 등의 제거효율 및 흡착능력 확보 여부, 2) 진동 또는 풍속 등과 같은 물리적 충격에 의해 발생되는 필터의 마모, 및 수명 손실 발생 여부, 3) 여과 작용시 흡착 필터를 통과하는 유체의 압력 손실을 최소화할 수 있는지 여부, 4) 여과를 위해 사용된 흡착물질에 의한 2차 오염 발생 여부 등.The following factors should be considered in determining the quality and performance of an adsorption filter: 1) whether the removal efficiency and adsorption capacity of harmful gases and harmful substances is secured, 2) the filter generated by physical impact such as vibration or wind speed Whether abrasion and loss of life occur, 3) whether pressure loss of the fluid passing through the adsorption filter can be minimized during filtration, 4) whether secondary contamination occurs due to the adsorbent used for filtration, etc.

기존에 알려진 흡착 필터는 금속 망체에 활성탄이 첨착된 매트릭스의 형태로 제공된다. 이는 첨착 활성탄을 사용하기 때문에 유해가스의 포집량이 크고 고농도의 가스에 적용이 가능하며, 폴리에틸렌과 같은 고분자 망체 또는 알루미늄과 같은 금속 망체에 첨착 활성탄 입자를 고르게 첨착할 수 있어 압력손실이 적다는 장점이 있다. 또한 지지체가 유연하여 평판형, 지그재그형, 관형 등으로 자유롭게 제작할 수 있다는 장점도 있다. 그러나 금속 망체에 첨착 활성탄을 사용한 필터의 경우, 정화시간이 길어질수록 염의 발생량이 많아져서 흡착 필터의 세공을 막을 수 있고, 유체의 압력이 손실되어 필터로서의 기능이 떨어지는 문제점이 존재하였다. The conventionally known adsorption filter is provided in the form of a matrix in which activated carbon is impregnated with a metal mesh. Since the impregnated activated carbon is used, it can be applied to high-concentration gas with a large amount of collection of harmful gases, and the advantage of low pressure loss is that the impregnated activated carbon particles can be evenly attached to a polymer mesh such as polyethylene or a metal mesh such as aluminum. have. In addition, since the support is flexible, there is an advantage that it can be freely manufactured in a flat, zigzag, or tubular shape. However, in the case of the filter using the activated carbon impregnated with the metal mesh, the longer the purification time, the greater the amount of salt generated, which can block the pores of the adsorption filter, and the pressure of the fluid is lost and the filter function is deteriorated.

한국 등록특허 제10-0358262호Korean Patent Registration No. 10-0358262

본 발명은 상기한 종래의 활성탄 부직포 필터가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여, 유해물질 흡착 및 탈취 등의 성능은 향상시키면서 공기필터로서 사용할 수 있을 정도의 통기성을 확보하고, 흡착성 공기필터로 사용되는 필터의 흡착성능은 높이면서도 동시에 압력손실은 낮출 수 있는 흡착 필터를 제공하는 것이다. In order to solve the problems of the conventional activated carbon nonwoven filter described above, the present invention secures air permeability enough to be used as an air filter while improving performance such as adsorption and deodorization of harmful substances, and a filter used as an adsorption air filter It is to provide an adsorption filter that can increase the adsorption performance of the product while at the same time lower the pressure loss.

또한, 본 발명은 불연성 금속 산화물 소재를 사용하여 불연성과 내화학성을 가지면서 흡착성능과 통기성을 동시에 만족시킬 수 있는 흡착성 부직포 필터를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an adsorbent nonwoven filter capable of simultaneously satisfying adsorption performance and air permeability while having incombustibility and chemical resistance using a non-combustible metal oxide material.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

본 발명의 일 측면은 통기성이 확보된 흡착제가 부착된 망형 매트릭스층, 흡착제가 부착된 시트형 매트릭스층, 항균 필터층 및 천연 섬유층으로 구성된 흡착 필터를 제공한다. One aspect of the present invention provides an adsorption filter comprising a mesh matrix layer with an adsorbent attached thereto, a sheet matrix layer with an adsorbent attached thereto, an antibacterial filter layer, and a natural fiber layer.

구체적으로, 상기 망형 매트릭스층은 유연성과 내열성, 그리고 2차 오염 등의 기준에 따라 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 유기고분자 재료와, 알루미늄, 구리, 철과 같은 금속 재료, 유리섬유, 탄소섬유 등과 같은 무기 재료 빛 이들 유기, 무기 및 금속 재료가 혼합된 복합 재료 중에서 선택하여 사용할 수 있다. Specifically, the network matrix layer is formed of an organic polymer material such as polyester, nylon, acrylic, polyethylene, polypropylene, etc., and a metal material such as aluminum, copper, iron, and glass according to standards such as flexibility, heat resistance, and secondary contamination. Inorganic materials such as fibers, carbon fibers, etc. Light It is possible to select and use composite materials in which these organic, inorganic and metallic materials are mixed.

더욱 구체적으로, 상기 망형 매트릭스층은 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF)를 포함하는 원료 물질을 기재 상에 전기 방사하여 형성된 5 내지 50 nm의 선폭을 갖는 복수의 나노 섬유들을 포함할 수 있다. 상기 나노 섬유들은 상기 기재 상에 5 내지 100 nm의 간격으로 이격되어 메쉬 형태로 형성될 수 있다. More specifically, the mesh matrix layer may include a plurality of nanofibers having a line width of 5 to 50 nm formed by electrospinning a raw material including polyvinylidene fluoride (PVDF) on a substrate. . The nanofibers may be spaced apart from each other at intervals of 5 to 100 nm on the substrate to form a mesh shape.

여기서, 상기 나노 섬유의 “선폭”이라 함은, 하나의 나노 섬유의 길이 방향과 수직하는 폭 방향에서, 하나의 나노 섬유 표면 상의 임의의 두 점을 잇는 폭 방향의 직선 거리 중 가장 짧은 거리를 의미하는 것일 수 있고, 나노 섬유의 “직경 ”이라 함은, 기재와 수평하는 방향으로 하나의 나노 섬유의 표면 상의 임의의 두 점을 잇는 직선 거리 중 가장 긴 거리를 의미할 수 있다. 또, “간격(또는 피치)” 이라 함은 서로 인접하는 나노 섬유들 간의 거리 중 가장 짧은 직선 거리를 의미할 수 있다. Here, the "line width" of the nanofiber means the shortest distance among the linear distances in the width direction connecting any two points on the surface of one nanofiber in the width direction perpendicular to the length direction of one nanofiber. The “diameter” of the nanofiber may mean the longest distance among straight-line distances connecting any two points on the surface of one nanofiber in a direction horizontal to the substrate. In addition, the term “gap (or pitch)” may mean the shortest linear distance among the distances between nanofibers adjacent to each other.

더욱 구체적으로, 상기 망형 매트릭스층은 원료물질로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride PVDF), 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO) 및 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN)를 함께 용매에 용해하여 방사용액을 구성하는 혼합단계, 상기 방사용액에 고전압을 인가하여 기재 상에 전기방사함으로써 나노 섬유를 성형하는 단계, 및 상기 성형된 나노 섬유에서 PEO만을 선택적으로 제거하여 생성된 나노 섬유 표면을 다공성화 하는 기공형성 단계를 포함하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.More specifically, the network matrix layer is a spinning solution by dissolving polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene oxide (PEO) and polyacrylonitrile (PAN) together in a solvent as a raw material. A mixing step constituting the composition, forming a nanofiber by applying a high voltage to the spinning solution and electrospinning on a substrate, and selectively removing only PEO from the formed nanofiber to form pores to porous the surface of the nanofiber produced It may be prepared including the steps, but is not limited thereto.

더욱 구체적으로, 상기 PVDF : PEO : PAN의 중량비는 PVDF 100중량부 대비 PEO 8 내지 20 중량부, PAN 45 내지 70중량부일 수 있고, 바람직하게는 PVDF 100중량부 대비 PEO 12 중량부, PAN 70 중량부일 수 있다. More specifically, the weight ratio of PVDF: PEO: PAN may be 8 to 20 parts by weight of PEO, 45 to 70 parts by weight of PAN relative to 100 parts by weight of PVDF, preferably 12 parts by weight of PEO, 70 parts by weight of PAN compared to 100 parts by weight of PVDF can be negative

상술한 범위보다 PEO의 함량이 적으면 방사 과정에서 제거에 따른 기공 형성이 부족하고, 많이 포함시키는 경우에는 PEO의 완전한 제거가 어려울 뿐만 아니라 PEO가 제거된 나노 섬유의 물성이 나빠지는 단점이 있다. 또한 PAN이 상기 함량보다 적으면 나노 섬유의 굵기가 굵어져 원하는 두께를 맞추기 어렵고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 인장강도 및 신장율이 하락하는 문제가 발생한다. If the content of PEO is less than the above range, pore formation due to removal in the spinning process is insufficient, and when a large amount is included, it is difficult to completely remove PEO, and the physical properties of the nanofiber from which PEO is removed have a disadvantage. In addition, if the PAN is less than the above content, the thickness of the nanofiber becomes thick, making it difficult to match the desired thickness, and when the PAN exceeds the above content, there is a problem in that the tensile strength and elongation rate decrease.

상기 원료물질의 용매로서 EMC (ethyl methyl carbonate), NMP(Nmethyl-2-pyrrolidone), DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), PC(propylene carbonate), 및 아세톤으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 DMA와 NMP가 1:2의 비율로 혼합된 경우 가장 수득율이 높은 것을 확인하였다. As a solvent of the raw material, EMC (ethyl methyl carbonate), NMP (Nmethyl-2-pyrrolidone), DMA (dimethyl acetamide), DMF (N,N-dimethylformamide), DMSO (dimethyl sulfoxide), THF (tetra-hydrofuran), At least one selected from the group consisting of ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), propylene carbonate (PC), and acetone may be used. Specifically, it was confirmed that the highest yield was obtained when DMA and NMP were mixed in a ratio of 1:2.

상기 PVDF, PEO 및 PAN 혼합물을 DMA와 NMP가 1:2의 비율로 혼합된 85℃의 용매에 녹여 농도가 20%(w/w)인 용액을 제조하고, 용액 100중량부를 기준으로 물 2 내지 4 중량부를 추가하여 혼합하였다. 물과 혼합하는 경우에는 증기압 차이와 액체-액체 상분리에 의해서 더 많은 기공이 형성될 수 있다. The PVDF, PEO and PAN mixture is dissolved in a solvent at 85° C. in which DMA and NMP are mixed in a ratio of 1:2 to prepare a solution having a concentration of 20% (w/w), and 2 to 2 to water based on 100 parts by weight of the solution 4 parts by weight were added and mixed. When mixed with water, more pores may be formed due to the vapor pressure difference and liquid-liquid phase separation.

상기 방사용액을 방사구에 연결하고, 45℃에서 70kV의 전압을 인가 하고 홀당 0.05 ~ 1cc/g으로 토출하여 전기방사를 실시하여 나노 섬유를 수득하였다. The spinning solution was connected to a spinneret, and a voltage of 70 kV was applied at 45° C., and electrospinning was performed by discharging it at a rate of 0.05 to 1 cc/g per hole to obtain nanofibers.

상기 원료물질을 전기방사하여 성형된 나노 섬유는 50℃ 내지 70℃의 물을 이용하여 PEO를 용해시키는 공정을 수행할 수 있다. 본 공정을 거치면 나노 섬유에 기공이 형성되어 다공성 나노 섬유를 수득할 수 있다. 본 발명의 망형 매트릭스층은 상기 다공성 나노 섬유가 나노 메쉬 형태로 형성되고, 이러한 나노 섬유가 갖는 다공성 및 메쉬 형태에 의해 유해 물질 및 미세 입자들이 포집될 수 있다. The nanofibers formed by electrospinning the raw material may be subjected to a process of dissolving PEO using water at 50°C to 70°C. Through this process, pores are formed in the nanofiber to obtain a porous nanofiber. In the network matrix layer of the present invention, the porous nanofibers are formed in the form of a nanomesh, and harmful substances and fine particles may be collected by the porosity and mesh form of the nanofibers.

상기 시트형 매트릭스층은 일반적인 핫 멜트 방식의 부직포로 이루어지되, 상기 부직포의 제조 성분을 폴리올레핀계 고분자 : 폴리아마이드계 고분자 : 복합 금속 산화물을 100 : 100 : 15의 중량비로 혼합한 후에 이를 접착제와 혼합하여 100 내지 250℃의 온도에서 용융시켜 핫 멜팅 시트 폼으로 제조하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 시트형 매트릭스층은 표면에 상기 금속 산화물 분말을 증착하여 불연성 및 내화학성을 부여할 수 있다.The sheet-like matrix layer is made of a general hot melt nonwoven fabric, and the manufacturing components of the nonwoven fabric are mixed with polyolefin polymer: polyamide polymer: composite metal oxide in a weight ratio of 100: 100: 15, and then mixed with an adhesive. It was prepared as a hot-melting sheet foam by melting at a temperature of 100 to 250 ℃, but is not limited thereto. The sheet-like matrix layer may be provided with non-combustibility and chemical resistance by depositing the metal oxide powder on the surface.

상기한 수치범위보다 금속 산화물을 적게 넣는 경우 시트형 매트릭스층의 충분한 불연성 및 내화학성을 담보할 수 없고, 과량 첨가되는 경우 부직포의 유연성이 떨어져 부스러지는 부작용이 발생하였다.When the metal oxide is less than the above numerical range, sufficient incombustibility and chemical resistance of the sheet-like matrix layer cannot be ensured, and when it is added in excess, the flexibility of the nonwoven fabric is deteriorated, resulting in a side effect of crumbling.

구체적으로, 상기 금속 산화물을 구성하는 금속 원소는 특별히 한정되지 않고, 상온·상압, 대기 중에서 안정한 산화물을 구성하는 금속 원소면 어느 것이든 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 금속 산화물은 실리카(이산화 규소), 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아(MgO), 산화철, 산화구리, 산화아연, 산화주석, 산화텅스텐, 산화바나듐 등의 단독 산화물, 및 2종 이상의 금속 원소를 함유하는 복합 산화물(예를 들면 실리카-알루미나, 실리카-티타니아, 실리 카-티타니아-지르코니아 등)을 들 수 있다. 또한 복합 산화물의 경우, 단독 산화물이 수분에 대하여 비교적 민감한 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속(주기율표 제4 주기 이후)을 구성 금속 원소로서 함유하는 것도 가능하다. Specifically, the metal element constituting the metal oxide is not particularly limited, and any metal element constituting the oxide stable at room temperature, atmospheric pressure, and air may be used. For example, the metal oxide may be a single oxide such as silica (silicon dioxide), alumina, titania, zirconia, magnesia (MgO), iron oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide, vanadium oxide, and the like, and two or more kinds. and complex oxides containing a metal element (eg, silica-alumina, silica-titania, silica-titania-zirconia, etc.). In the case of the composite oxide, it is also possible for the single oxide to contain, as a constituent metal element, an alkali metal or alkaline earth metal (after the fourth period of the periodic table), which is relatively sensitive to moisture.

본 발명에 있어서 사용 가능한 금속 산화물 중에서도, 경량이기 때문에 벌크 밀도를 보다 작게 할 수 있는 점, 및, 저렴하여 입수하기 쉬운 점에서, 실리카, 또는 실리카를 주성분으로 하는 복합 산화물이 바람직하다. 상기 실리카를 주성분으로 한다는 것은, 당해 복합 산화물이 함유하는 산소 이외의 원소군에 차지하는 규소(Si)의 몰 비율이 50% 이상 100% 미만, 바람직하게는 65% 이상이며, 보다 바람직하게는 75% 이상이며, 더 바람직하게는 80% 이상인 것을 의미한다. Among the metal oxides that can be used in the present invention, silica or a composite oxide containing silica as a main component is preferable from the viewpoints of being lightweight, allowing a bulk density to be made smaller, and being inexpensive and readily available. The silica as the main component means that the molar ratio of silicon (Si) in the group of elements other than oxygen contained in the composite oxide is 50% or more and less than 100%, preferably 65% or more, and more preferably 75% or more, more preferably 80% or more.

실리카를 주성분으로 하는 복합 산화물을 사용할 경우, 규소 이외에 함유되는 금속 원소로서 바람직한 것으로서는, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 주기율표 제Ⅱ족 금속, 알루미늄, 이트륨, 인듐, 붕소, 란타늄 등의 주기율표 제Ⅲ족 금속(또, 붕소는 금속 원소로서 취급하는 것으로 한다), 및 티타늄, 지르코늄, 게르마늄, 주석 등의 주기율표 제Ⅳ족 금속 등을 예시할 수 있고, 이들 중에서도, Al, Ti, 및 Zr을 특히 바람직하게 채용할 수 있다. 실리카를 주성분으로 하는 복합 산화물은, 규소 이외에 2종 이상의 금속 원소를 함유하고 있어도 된다. In the case of using a composite oxide containing silica as a main component, preferred metal elements contained in addition to silicon include a group II metal of the periodic table such as magnesium, calcium, strontium, and barium, and a periodic table agent such as aluminum, yttrium, indium, boron, and lanthanum. Group III metals (in addition, boron is treated as a metal element), and Group IV metals of the periodic table such as titanium, zirconium, germanium, and tin can be exemplified. Among these, Al, Ti, and Zr are particularly It can be employ|adopted preferably. The composite oxide containing silica as a main component may contain 2 or more types of metal elements other than silicon.

본 발명의 금속 산화물 분말은, BET법에 의한 비표면적(BET 비표면 적)이 400∼1000㎡/g이며, 바람직하게는, 400∼850㎡/g이다. 비표면적이 클수록, 금속 산화물 분말의 독립 입자의 다공질 구조(망목 구조)를 구성하는 1차 입자의 입자경이 작은 것을 나타낸다. 따라서 BET 비표면적이 클수록, 보다 적은 양의 금속 산화물로 금속 산화물 분말 입자의 골격 구조를 형성하는 것이 가능하다.The metal oxide powder of the present invention has a specific surface area (BET specific surface area) of 400 to 1000 m 2 /g by BET method, preferably 400 to 850 m 2 /g. It shows that the particle diameter of the primary particle which comprises the porous structure (network structure) of the independent particle|grains of a metal oxide powder is small, so that a specific surface area is large. Therefore, the larger the BET specific surface area, the smaller it is possible to form the skeletal structure of the metal oxide powder particles with a smaller amount of metal oxide.

또 당해 BET법에 의한 비표면적은, 상술한 바와 같이, 측정 대상의 샘플을, 압력 1㎪ 이하의 감압 환경하에서, 200℃의 온도에서 3시간 이상 건조시키고, 그 후 액체 질소 온도에 있어서의 질소의 흡착 측만의 흡착 등온선을 취득하고, BET법에 의해 해석하여 구한 값이다. In addition, the specific surface area by the BET method is, as described above, the sample to be measured is dried at a temperature of 200° C. for 3 hours or more under a reduced pressure environment of 1 kPa or less, followed by nitrogen at a liquid nitrogen temperature. It is a value calculated|required by acquiring the adsorption isotherm of only the adsorption|suction side of and analyzing by the BET method.

본 발명의 금속 산화물은 분말 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The metal oxide of the present invention may be in the form of a powder, but is not limited thereto.

구체적으로, 본 발명의 복합 금속 산화물은 실리카-티타니아, 실리카-알루미나 및 실리카-지르코니아가 1:1.5:1의 중량비로 혼합된 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Specifically, the composite metal oxide of the present invention may be a mixture of silica-titania, silica-alumina, and silica-zirconia in a weight ratio of 1:1.5:1, but is not limited thereto.

상기 흡착 필터에 쓰이는 흡착제로는 다공성 이온 교환수지, 다공성 유기-무기 복합 흡착제, 첨착 활성탄, 무기 흡착형 흡착제, 및 나노기공 무기 흡착제 등이 사용될 수 있다. 상기 흡착제의 수분 함량은 10 내지 35% 인 것이 바람직하다. 이러한 흡착제는 구형(spherical), 입자형(granule), 사출형 (injection) 또는 압출형(extrudate)등 여러 형태와 크기로 제조될 수 있다. As the adsorbent used in the adsorption filter, a porous ion exchange resin, a porous organic-inorganic composite adsorbent, impregnated activated carbon, an inorganic adsorbent, and a nanopore inorganic adsorbent may be used. The moisture content of the adsorbent is preferably 10 to 35%. These adsorbents may be manufactured in various shapes and sizes, such as spherical, granule, injection, or extrudate.

첨착 활성탄 흡착제는 오존, VOC 류 등 일반 유해가스를 흡착 여과하기 위한 것이다. 활성탄은 비표면적이 1,000㎡/g 이상인 높은 비표면적과 0.05-2.00mm의 평균 입경을 갖는 입자형, 사출형 또는 압출형 활성탄을 제조하고, 여기에 유해가스의 흡착능을 갖는 흡착 물질, 예를 들어 KI 나 H3PO3등의 흡착 물질을 첨착시켜 제조된 것일 수 있다. The impregnated activated carbon adsorbent is for adsorbing and filtering general harmful gases such as ozone and VOCs. Activated carbon produces particulate, injection, or extruded activated carbon having a high specific surface area of 1,000 m 2 /g or more and an average particle diameter of 0.05-2.00 mm, and an adsorbent material having the ability to adsorb harmful gases, for example It may be prepared by impregnating an adsorbent such as KI or H3PO3.

일 실시예에서, 상기 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착된 흡착제가 첨착 활성탄일 경우, 상기 첨착 활성탄은 표면에 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 입자가 첨착될 수 있다. 금속-실리카 다공성 입자도 활성탄과 유사하게 흡착 성능을 가질 수 있다. 상기 망형 매트릭스층과 상기 시트형 매트릭스층에 금속-실리카 다공성 입자가 첨착된 활성탄이 부착될 경우, 본 발명의 흡착 필터는 유해물질이나 악취의 흡착 성능이 더욱 향상될 수 있다.In one embodiment, when the adsorbent attached to the network matrix layer and the sheet matrix layer is impregnated activated carbon, the impregnated activated carbon may have metal-silica porous particles having a core-shell structure impregnated on the surface of the impregnated activated carbon. Metal-silica porous particles may also have adsorption performance similar to activated carbon. When activated carbon having metal-silica porous particles is attached to the mesh matrix layer and the sheet matrix layer, the adsorption filter of the present invention can further improve adsorption performance of harmful substances or odors.

코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 입자는 코어부의 금속 화합물과 이를 둘러싸는 쉘부의 실리카를 포함할 수 있다. 코어부의 금속 화합물은 전이금속 이온을 포함하는 화합물이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으나 보통 수산화물(Hydroxides), 산화물(Oxides), 탄산화합물(Carbonates) 등이 적용될 수 있다. 여기서, 금속은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 구리(Cu) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 코어부의 금속화합물은 입자의 크기가 1㎛ 이하, 또는 500nm 내지 800nm의 크기를 가질 수 있다. 코어부의 입자 크기가 1㎛ 보다 큰 경우, 비표면적이 작아 흡착 특성이 저하될 수 있다. The metal-silica porous particles having a core-shell structure may include a metal compound in a core portion and silica in a shell portion surrounding the metal compound. The metal compound of the core part may be used without particular limitation as long as it is a compound containing a transition metal ion, but usually hydroxides, oxides, carbonates, etc. may be applied. Here, the metal is preferably any one of iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), and copper (Cu). The metal compound of the core part may have a particle size of 1 μm or less, or a size of 500 nm to 800 nm. When the particle size of the core portion is larger than 1 μm, the specific surface area is small and the adsorption property may be deteriorated.

실리카를 포함하는 쉘부는 코어부의 금속화합물이 분산된 용매에 실리카 전구 물질을 첨가하여 형성될 수 있다. 금속화합물이 제조되면 이를 용매에 분산시키고, 실리카 전구물질로서 규산나트륨(Na2SiO3) 또는 유기실리콘 화합물(예를 들면, 알콕사이드 화합물)을 용매에 첨가하고 가수분해시키면, 금속화합물을 둘러싸는 실리카 쉘이 형성될 수 있다. The shell part including silica may be formed by adding a silica precursor to a solvent in which the metal compound of the core part is dispersed. When the metal compound is prepared, it is dispersed in a solvent, and sodium silicate (Na2SiO3) or an organosilicon compound (for example, an alkoxide compound) as a silica precursor is added to the solvent and hydrolyzed to form a silica shell surrounding the metal compound. can be

상기와 같이 제조된 코어-쉘 구조의 금속-실리카 입자는 용매로부터 분리, 세척되고, 500℃ 이상의 산화분위기에서 하소(calcine)하여 유기물을 연소시켜 제거하는 공정이 수행된다. 여기서, 쉘 부에는 유기물의 연소에 따라 동공이 형성되어 금속-실리카 입자는 다공성을 띠게 된다. 상기 연소 공정이 완료되면 열처리하여 코어내 금속화합물을 금속 입자로 환원시켜 금속-실리카 다공성 입자를 수득할 수 있다. The metal-silica particles of the core-shell structure prepared as described above are separated from the solvent, washed, and calcined in an oxidizing atmosphere of 500° C. or higher to burn and remove organic matter. Here, pores are formed in the shell part according to combustion of the organic material, so that the metal-silica particles are porous. When the combustion process is completed, the metal compound in the core is reduced to metal particles by heat treatment to obtain metal-silica porous particles.

금속-실리카 다공성 입자가 수득되면, 이를 활성탄의 표면에 첨착시켜 첨착 활성탄을 제조할 수 있다. 먼저, 상기 금속-실리카 다공성 입자를 바인더 용액에 분산시켜 분산액을 만든다.When the metal-silica porous particles are obtained, the impregnated activated carbon can be prepared by impregnating them on the surface of the activated carbon. First, the metal-silica porous particles are dispersed in a binder solution to prepare a dispersion.

상기 바인더 용액은 유기, 무기 및 유기-무기 혼합 바인더를 선택하여 적용할 수 있다. 무기바인더로는 콜로이드 실리카 졸, 알루미나 졸 계, 규산나트륨 계, 천연 또는 합성점토 분산액이 적용될 수 있다. 또는 유기바인더로는 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴릭산, 폴리메틸메타아클릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀루로오즈와 같은 고분자 물질이 적용될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 바인더 용액은 상기 무기바인더와 유기바인더를 적절한 비율로 혼합하여 적용할 수 있다. 특히 콜로이드 실리카 졸과 합성점토 분산액을 혼합하여 무기바인더는 활성탄과 금속-실리카 다공성 입자의 공극을 막지 않으면서 다공성 입자를 활성탄의 표면에 잘 첨착시킬 수 있다. The binder solution may be applied by selecting organic, inorganic and organic-inorganic mixed binders. As the inorganic binder, colloidal silica sol, alumina sol-based, sodium silicate-based, natural or synthetic clay dispersion may be applied. Alternatively, as the organic binder, a polymer material such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyacrylic acid, polymethyl methacrylate, or hydroxypropylmethyl cellulose may be applied. However, the present invention is not limited thereto, and the binder solution may be applied by mixing the inorganic binder and the organic binder in an appropriate ratio. In particular, by mixing the colloidal silica sol and the synthetic clay dispersion, the inorganic binder can adhere the porous particles to the surface of the activated carbon well without blocking the pores between the activated carbon and the metal-silica porous particles.

금속-실리카 다공성 입자와 바인더 용액의 혼합비는 1:10~1:50의 범위가 바람직하다. 다공성 입자와 바인더 용액의 혼합비가 1:10 이하인 경우, 즉 바인더 용액의 양이 적을 경우에는 금속-실리카 다공성 입자가 바인더 용액 내에 균일하게 분산되기 어려워 활성탄과의 첨착 공정이 잘 이루어지지 않을 수 있다. 반면, 다공성 입자와 바인더 용액의 혼합비가 1:50 이상인 경우, 금속-실리카 다공성 입자의 함량이 지나치게 적어 첨착 활성탄의 흡착 능력이 낮을 수 있다. The mixing ratio of the metal-silica porous particles and the binder solution is preferably in the range of 1:10 to 1:50. When the mixing ratio of the porous particles and the binder solution is 1:10 or less, that is, when the amount of the binder solution is small, it is difficult for the metal-silica porous particles to be uniformly dispersed in the binder solution, so that the process of adhering with the activated carbon may not be performed well. On the other hand, when the mixing ratio of the porous particles and the binder solution is 1:50 or more, the adsorption capacity of the impregnated activated carbon may be low because the content of the metal-silica porous particles is too small.

이렇게 준비된 금속-실리카 다공성 입자와 바인더 용액의 분산액에 활성탄을 침지시키고, 금속-실리카 다공성 입자를 활성탄의 표면에 첨착시킨다. 활성탄은 상술한 바와 같이 비표면적이 1,000㎡/g 이상이고, 0.05-2.00mm의 평균 입경을 갖는 입자형, 사출형 또는 압출형 활성탄일 수 있다. 분산액에 침지되는 활성탄의 함량은 금속-실리카 다공성 입자의 함량 비율에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 금속-실리카 다공성 입자가 첨착된 활성탄은 상기 망형 매트릭스층 및 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는데, 각 매트릭스층마다 다른 표면 특성을 가짐에 따라 부착되는 활성탄의 비율이 다를 수 있고, 그에 따라 어느 매트릭스층에 부착되는 활성탄인지에 따라 금속-실리카 다공성 입자의 함량 또한 달라질 수 있다. Activated carbon is immersed in the thus prepared dispersion of the metal-silica porous particles and the binder solution, and the metal-silica porous particles are attached to the surface of the activated carbon. As described above, the activated carbon may be a particle type, injection type, or extrusion type activated carbon having a specific surface area of 1,000 m 2 /g or more and an average particle diameter of 0.05-2.00 mm. The content of activated carbon immersed in the dispersion may be adjusted according to the content ratio of metal-silica porous particles. In addition, as described above, the activated carbon to which the metal-silica porous particles are impregnated is attached to the network matrix layer and the sheet matrix layer, and as each matrix layer has different surface properties, the ratio of the attached activated carbon may be different, Accordingly, the content of the metal-silica porous particles may also vary depending on which matrix layer the activated carbon is attached to.

상기 망형 매트릭스층은 표면에 다공성인 나노 섬유가 메쉬 형태로 형성되어 있고, 이에 첨착 활성탄이 부착된다면 나노 섬유 상, 또는 메쉬 형태로 형성된 나노 섬유 사이에 부착될 수 있다. 과량의 활성탄이 상기 망형 매트릭스층에 부착될 경우 나노 섬유 사이의 공간을 가득 채울 수 있는데, 이 경우 유해 물질의 흡착 성능은 향상될 수 있으나, 공기 필터로의 통기성은 저하될 수 있다. 반면, 상기 시트형 매트릭스층은 표면에 메쉬 형태의 구조가 형성되지 않는 바, 상기 망형 매트릭스층보다는 과량의 활성탄이 부착되더라도 무방하다. 그에 따라, 상기 망형 매트릭스층과 상기 시트형 매트릭스층에 각각 부착되는 첨착 활성탄의 중량이 서로 다를 뿐만 아니라, 각 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄에서, 활성탄과 금속-실리카 다공성 입자의 중량 비율도 다를 수 있다. The porous nanofibers are formed on the surface of the mesh matrix layer in the form of a mesh, and if the activated carbon is attached thereto, it may be attached on the nanofibers or between the nanofibers formed in the mesh form. When an excessive amount of activated carbon is attached to the mesh matrix layer, the space between the nanofibers may be filled. In this case, the adsorption performance of harmful substances may be improved, but the air permeability to the air filter may be reduced. On the other hand, since the sheet-like matrix layer does not have a mesh-like structure formed on its surface, it is okay if an excess of activated carbon is attached to the sheet-like matrix layer. Accordingly, the weight ratio of the activated carbon and the metal-silica porous particles in the impregnated activated carbon attached to each matrix layer may be different as well as the weight of the impregnated activated carbon attached to each of the matrix layer and the sheet-like matrix layer is different. .

예를 들어, 상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자가 60 내지 80중량부로 포함될 수 있고, 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자가 30 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 망형 매트릭스층은 상기 시트형 매트릭스층보다 적은 양의 첨착 활성탄이 부착되므로, 첨착 활성탄의 함량이 적은 것을 고려하여 더 많은 함량의 금속-실리카 다공성 입자가 활성탄의 표면에 첨착될 수 있다. 상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄과 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄의 중량비는 1:2 내지 1:5의 범위를 가질 수 있다. For example, the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer may contain 60 to 80 parts by weight of metal-silica porous particles based on 100 parts by weight of the activated carbon, and the impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer is metal based on 100 parts by weight of the activated carbon. - The silica porous particles may be included in an amount of 30 to 50 parts by weight. Since a smaller amount of impregnated activated carbon is attached to the network-type matrix layer than the sheet-like matrix layer, a larger amount of metal-silica porous particles may be attached to the surface of the activated carbon in consideration of the low content of the impregnated activated carbon. A weight ratio of the impregnated activated carbon adhered to the network matrix layer to the impregnated activated carbon adhered to the sheet-shaped matrix layer may be in a range of 1:2 to 1:5.

이는 흡착 필터에서 유해 물질 및 악취의 흡착 능력과 공기 필터로서의 통기성을 고려하여 조절된 것일 수 있다. 상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄에서, 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자가 60중량부 이하로 포함될 경우, 상기 망형 매트릭스층에서 흡착 성능이 부족할 수 있고, 80중량부 이상으로 포함될 경우, 활성탄 자체에 형성된 공극이 금속-실리카 다공성 입자에 의해 막히게 되어 충분한 통기성 확보가 어려워질 수 있다. 이와 유사하게, 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄에서, 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자가 30중량부 이하로 포함될 경우, 상기 시트형 매트릭스층에서 흡착 성능이 부족할 수 있고, 50중량부 이상으로 포함될 경우, 활성탄 자체에 형성된 공극이 금속-실리카 다공성 입자에 의해 막히게 되고, 비교적 많은 양의 첨착 활성탄이 부착되는 상기 시트형 매트릭스층에서 충분한 통기성 확보가 어려워질 수 있다.This may be adjusted in consideration of the adsorption capacity of harmful substances and odors in the adsorption filter, and air permeability as an air filter. In the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer, when the amount of metal-silica porous particles is less than 60 parts by weight relative to 100 parts by weight of the activated carbon, the adsorption performance may be insufficient in the network matrix layer, and when it contains 80 parts by weight or more, The pores formed in the activated carbon itself are clogged by the metal-silica porous particles, which may make it difficult to secure sufficient air permeability. Similarly, when the impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer contains 30 parts by weight or less of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, the adsorption performance may be insufficient in the sheet-like matrix layer, and 50 parts by weight or more When included, the pores formed in the activated carbon itself are clogged by the metal-silica porous particles, and it may be difficult to secure sufficient ventilation in the sheet-like matrix layer to which a relatively large amount of impregnated activated carbon is attached.

활성탄의 표면에 금속-실리카 다공성 입자가 충분히 첨착되면, 상기 분산액에서 다공성 입자가 첨착된 활성탄을 분리하여 열처리 공정을 수행한다. 상기 열처리 공정은 바인더에 의해 첨착된 금속-실리카 다공성 입자와 활성탄 간의 결합력을 증가시킬 수 있다. 상기 열처리 공정은 공기, 산소, 수소나 질소와 같은 산화 또는 환원 분위기 하에, 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 30분 내지 10시간 동안 수행될 수 있다. 400℃ 이하의 온도에서 30분 이하의 시간동안 열처리 공정이 수행된다면, 활성탄의 표면에 다공성 입자가 충분히 첨착되지 않아 서로 분리될 수 있다. 반면, 600℃ 이상의 온도에서 10시간 이상의 시간동안 열처리 공정이 수행된다면, 장시간 고온에서 활성탄 및 다공성 입자가 노출됨에 따라 이들이 손상되거나 심하게는 부스러질 수도 있다. 상술한 온도 범위 및 시간 범위 동안 적절히 열처리함으로써, 금속-실리카 다공성 입자가 첨착된 활성탄을 수득할 수 있다. When the metal-silica porous particles are sufficiently attached to the surface of the activated carbon, the activated carbon having the porous particles attached thereto is separated from the dispersion to perform a heat treatment process. The heat treatment process may increase the bonding force between the metal-silica porous particles and the activated carbon impregnated with the binder. The heat treatment process may be performed for 30 minutes to 10 hours in a temperature range of 400° C. to 600° C. under an oxidizing or reducing atmosphere such as air, oxygen, hydrogen or nitrogen. If the heat treatment process is performed at a temperature of 400° C. or less for 30 minutes or less, the porous particles may not be sufficiently attached to the surface of the activated carbon and thus may be separated from each other. On the other hand, if the heat treatment process is performed at a temperature of 600° C. or more for 10 hours or more, the activated carbon and porous particles may be damaged or severely crushed as the activated carbon and porous particles are exposed at high temperature for a long time. By appropriately heat-treating for the above-described temperature range and time range, activated carbon having metal-silica porous particles impregnated therein can be obtained.

한편, 상술한 바와 같이 상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄과 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 금속-실리카 다공성 입자의 함량 비율이 다르므로, 후속 열처리 공정의 조건도 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 망형 매트릭스층에 부착된 상기 첨착 활성탄은 500℃ 내지 600℃에서 4시간 내지 10시간동안 열처리하여 제조되고, 상기 시트형 매트릭스층에 부착된 상기 첨착 활성탄은 400℃ 내지 500℃에서 30분 내지 6시간동안 열처리하여 제조될 수 있다. 상기 망형 매트릭스층에 부착된 상기 첨착 활성탄은 금속-실리카 다공성 입자가 활성탄 대비 더 많은 함량으로 포함되므로, 더 많은 함량의 바인더 용액으로 분산액이 제조될 수 있다. 그에 따라, 후속 열처리 공정도 비교적 고온에서 장시간 수행될 수 있다. 반면, 상기 시트형 매트릭스층에 부착된 상기 첨착 활성탄은 금속-실리카 다공성 입자가 활성탄 대비 더 적은 함량으로 포함되므로, 더 적은 함량의 바인더 용액으로 분산액이 제조될 수 있다. 그에 따라, 후속 열처리 공정도 비교적 저온에서 단시간 수행될 수 있다.Meanwhile, as described above, since the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer and the impregnated activated carbon attached to the sheet matrix layer have different content ratios of metal-silica porous particles, the conditions of the subsequent heat treatment process may be different from each other. For example, the impregnated activated carbon attached to the mesh matrix layer is prepared by heat treatment at 500° C. to 600° C. for 4 to 10 hours, and the impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer is 30° C. to 400° C. to 500° C. It can be prepared by heat treatment for minutes to 6 hours. Since the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer contains metal-silica porous particles in a larger amount than the activated carbon, a dispersion may be prepared with a binder solution having a larger content. Accordingly, the subsequent heat treatment process may also be performed at a relatively high temperature for a long time. On the other hand, since the impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer contains a smaller amount of metal-silica porous particles compared to the activated carbon, a dispersion may be prepared with a binder solution having a smaller content. Accordingly, the subsequent heat treatment process may also be performed at a relatively low temperature for a short time.

이렇게 제조된 첨착 활성탄은 상기 망형 매트릭스층과 상기 시트형 매트릭스층에 각각 부착될 수 있고, 이를 포함하여 제조된 흡착 필터는 우수한 흡착 성능 및 통기성을 확보할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 시트형 매트릭스층이 복합 금속 화합물이 처리됨에 따라, 우수한 내산화성 및 내열성도 확보할 수 있다.The impregnated activated carbon prepared in this way can be attached to the mesh matrix layer and the sheet matrix layer, respectively, and the adsorption filter prepared including the same can secure excellent adsorption performance and air permeability. In addition, as the sheet-like matrix layer is treated with a composite metal compound as described above, excellent oxidation resistance and heat resistance may be secured.

이온교환 수지흡착제는 양이온 교환수지 또는 음이온 교환수지가 가 능하며, 상기 이온교환 수지의 혼합물도 가능하다. 또한 페놀계, 아크릴계, 스티렌계 등의 여러가지 이온 교환 수지도 사용 가능하다. 이온교환수지형 흡착제는 비표면 적이 300㎡/g 이상의 다공성 흡착제로 수지 표면에 붙어 있는 관능기의 종류에 따 라 음이온성과 양이온성 교환수지로 나누어진다. 이들 이온 교환수지형 흡착제는 평균 입경(d)이 0.1 -1.0 mm 범위를 같은 구 형태로 이루어지며, 이온 교환능은 1.0-4.0 단량/kg 정도로 유해가스와 산 -염기 중화반응을 통해 유해가스를 흡착 제거하게 된다. The ion exchange resin adsorbent may be a cation exchange resin or an anion exchange resin, and a mixture of the ion exchange resins is also possible. Moreover, various ion exchange resins, such as a phenol type, acryl type, a styrene type, can also be used. Ion exchange resin type adsorbents are porous adsorbents with a specific surface area of 300 m 2 /g or more, and are divided into anionic and cationic exchange resins according to the type of functional group attached to the resin surface. These ion exchange resin type adsorbents have a spherical shape with an average particle diameter (d) in the range of 0.1 -1.0 mm, and have an ion exchange capacity of 1.0-4.0 units/kg to adsorb harmful gases through acid-base neutralization reaction. will be removed

무기 흡착형 흡착제는 실리카, 활성 알루미나, 제올라이트, 필라드 클레이 등의 다공성 흡착제, 마그네슘 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등의 금속 흡착제 또는 상기물질이 활성탄과 같은 유기물과 하이브리드 된 흡착제일 수 있다. The inorganic adsorbent may be a porous adsorbent such as silica, activated alumina, zeolite, or pillared clay, a metal adsorbent such as magnesium oxide, zirconium oxide, or titanium oxide, or an adsorbent in which the material is hybridized with an organic material such as activated carbon.

나노기공 무기 흡착제의 경우 무기 흡착제와 재료가 동일하나 흡착 제 입자의 입경이 매우 미세한 마이크로포러스(microporous), 메조포러스 (mesoporous), 마크로포러스(macroporous) 입자상으로 그 성능 및 물성이 매우 특화된 고기능성 흡착제이다. 나노기공 무기 흡착제는 극소량의 유해 물질까지도 흡착하는 탁월한 효과가 있다. In the case of nanoporous inorganic adsorbents, the materials are the same as those of inorganic adsorbents, but they are microporous, mesoporous, and macroporous particles with very fine adsorbent particles, and are highly functional adsorbents with very specialized performance and properties. to be. The nanopore inorganic adsorbent has an excellent effect of adsorbing even a very small amount of harmful substances.

또한 본 발명에 따른 흡착 필터는 상기한 흡착제 중 한 종류만을 사용하여 제작하는 것도 가능하지만 활성탄, 이온교환 수지, 무기 흡착형 흡착제 및 나노 기공 무기 흡착제를 2이상 혼합한 형태로 사용할 수도 있다. 혼합된 흡착제를 사용할 경우, 미량의 오존, 산성 또는 알칼리성 유해가스, 휘발성 유해가스 또는 유해물질을 제거할 수 있어 필터의 흡착 성능을 극대화할 수 있다. In addition, the adsorption filter according to the present invention can be manufactured using only one type of the above-mentioned adsorbent, but it can also be used in the form of a mixture of two or more activated carbon, ion exchange resin, inorganic adsorption type adsorbent and nano-pore inorganic adsorbent. When a mixed adsorbent is used, it is possible to remove trace amounts of ozone, acidic or alkaline harmful gases, volatile harmful gases or harmful substances, thereby maximizing the adsorption performance of the filter.

유기-무기 복합 흡착제는 넓은 표면적을 갖는 다공성 무기물 담체 표면에 관능기를 갖는 유기 흡착제 성분을 그래프팅(grafting) 시킨 흡착제이다. 여기서, 무기물 담체로는 비표면적 300㎡/g 이상인 물질, 예를 들어 실리카, 알루미나, 제올라이트 또는 메조포어 물질(MCM-41등)을 사용하게 되며, 평균 입도가 0.05-0.20mm인 입자형 또는 구형으로 제조하여 사용한다. 또한 무기질 담체를 붙이기 위한 유기물 물질은 RSO3H 나 RNH4OH 등의 OH를 갖는 관능기를 들 수 있으며, 이 유기 성분은 무기질 담체 표면을 알킬 실란과 같은 커플링제로 그래프팅시켜 제조된다.The organic-inorganic composite adsorbent is an adsorbent in which an organic adsorbent component having a functional group is grafted onto the surface of a porous inorganic carrier having a large surface area. Here, as the inorganic carrier, a material having a specific surface area of 300 m 2 /g or more, for example, silica, alumina, zeolite, or a mesopore material (MCM-41, etc.) is used, and an average particle size of 0.05-0.20 mm is a particle type or a spherical shape. manufactured and used. In addition, the organic material for attaching the inorganic carrier may include a functional group having OH such as RSO3H or RNH4OH, and this organic component is prepared by grafting the inorganic carrier surface with a coupling agent such as alkyl silane.

이러한 흡착제는 제거하고자 하는 유해물질에 따라 상기 흡착제 중 적합한 하나 이상의 흡착제를 선택하여 사용하게 된다. 예를 들어 유해 가스가 HF, HCl, SOx등과 같은 산성 가스인 경우에는 알칼리성 이온교환수지, 유기-무기 복합 흡착제, 활성탄 또는 제올라이트 등의 무기 흡착제가 효과적이며, 암모니아와 같은 알칼리성 유해가스인 경우에는 산성의 이온교환수지, 유기 - 무기 복합 흡착제, 활성탄 또는 제올라이트 등의 무기 흡착제를 사용하는 것이 효과적이다. The adsorbent is used by selecting one or more suitable adsorbents from among the adsorbents according to the harmful substances to be removed. For example, if the harmful gas is an acidic gas such as HF, HCl, SOx, etc., an alkaline ion exchange resin, an organic-inorganic composite adsorbent, or an inorganic adsorbent such as activated carbon or zeolite is effective. In the case of an alkaline noxious gas such as ammonia, acid It is effective to use inorganic adsorbents such as ion exchange resins, organic-inorganic composite adsorbents, activated carbon or zeolite.

또한 유해 가스가 유기 아민류, 유기 용제류, 오존, 다이옥신, DOP와 같은 프탈레이트계 가소제 등과 같은 휘발성 유기화합물의 경우에는 산성-알칼리성 중화작용으로 흡착제거가 어려우며, 미세 세공에 의한 모세관 현상으로 유해 물질을 제거하게 되는데, 이때에는 활성탄이나 제올라이트등의 무기흡착제와 같이 500㎡/g 이상의 높은 비표면적을 갖는 다공성 흡착제를 사용할 수 있다. In addition, in the case of volatile organic compounds such as organic amines, organic solvents, ozone, dioxin, and phthalate-based plasticizers such as DOP, it is difficult to adsorb and remove harmful gases due to acid-alkaline neutralization, and harmful substances are removed by capillary action due to micropores. In this case, a porous adsorbent having a high specific surface area of 500 m 2 /g or more may be used, such as an inorganic adsorbent such as activated carbon or zeolite.

또한, 구체적으로 상기 항균 필터층은, 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2 항균 필터층으로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In addition, specifically, the antibacterial filter layer is a natural product-derived extract that exhibits an antibacterial effect on the first antibacterial filter layer and the fabric coated with nanoparticles of one or more selected from the group consisting of copper (Cu), tin (Sn) and silver (Ag) It may be composed of a second antibacterial filter layer prepared by coating, but is not limited thereto.

더욱 구체적으로는 상기 구리, 주석 및 은으로 이루어진 제1 항균 필터층은, 구리 74~77.2중량%, 주석 20~22.3중량% 및 은 0.5~6중량%의 함유량으로 구성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.More specifically, the first antibacterial filter layer made of copper, tin and silver may have a content of 74 to 77.2 wt% of copper, 20 to 22.3 wt% of tin, and 0.5 to 6 wt% of silver, but is limited thereto no.

또한, 구체적으로 상기 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물은 항균 및 항바이러스 효과를 나타내는 천연물로서 몰약(Commiphora myrrha Holmes), 유향나무(Boswellia Carterii), 금은화(Lonicera japonica), 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.), 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria), 번행초(Tetragonia tetragonioides), 오미자(Schisandra chinensis), 인진쑥(Artemisia campestris), 솔잎 및 프로폴리스로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In addition, the extracts derived from natural products that specifically exhibit the antibacterial effect are natural products that exhibit antibacterial and antiviral effects, and include myrrh (Commiphora  myrrha Holmes), frankincense (Boswellia Carterii), Lonicera japonica, octagonal (八角, Illicium verum Hook. f.), Bongchul (Curcuma zedoaria), Tetragonia tetragonioides, Schisandra chinensis, Artemisia campestris, pine needles, and propolis may be extracted after mixing at least one natural product. However, it is not limited thereto.

더욱 구체적으로, 상기 혼합 추출물은 몰약(Commiphora myrrha Holmes) 15 중량부, 유향나무(Boswellia Carterii)의 줄기 및 뿌리 10 중량부, 금 은화(Lonicera japonica) 10 중량부, 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.) 8 중량 부, 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria) 5 중량부, 번행초(Tetragonia tetragonioides) 5 중량부, 오미자(Schisandra chinensis) 5 중량부, 인진쑥(Artemisia campestris) 3 중량부, 솔잎 3 중량부 및 프로폴리스 1 중량부를 혼합하고, 이를 80% 내지 90%의 에탄올로 75℃에서 2시간 내지 4시간동안 환류 추출하여 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. More specifically, the mixed extract contains 15 parts by weight of myrrh (Commiphora  myrrha Holmes), 10 parts by weight of stems and roots of Boswellia Carterii, 10 parts by weight of Lonicera japonica, octagonal (八角, Illicium verum Hook). f.) 8 parts by weight, Curcuma zedoaria 5 parts by weight, Tetragonia tetragonioides 5 parts by weight, Schisandra chinensis 5 parts by weight, Artemisia campestris 3 parts by weight, pine needles 3 parts by weight And 1 part by weight of propolis may be mixed, and it may be prepared by reflux extraction with 80% to 90% of ethanol at 75° C. for 2 to 4 hours, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 구체적으로 상기 천연물 유래의 추출물은 물, C1 내지 C4의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합 용매로 추출된 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는 증류수 또는 80% 내지 90%의 에탄올을 이용해 추출된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, specifically, the extract derived from the natural product may be extracted with water, a C1 to C4 lower alcohol, or a mixed solvent thereof. More specifically, it may be extracted using distilled water or 80% to 90% ethanol, but is not limited thereto.

구체적으로, 상기 추출물의 추출공정은 냉침, 온침, 가열, 환류 및 초음파 추출로 구성된 군에서 하나 이상 선택되는 방법을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 이를 적절히 변경하여 적용할 수 있다. Specifically, in the extraction process of the extract, one or more methods selected from the group consisting of cold chim, warm chim, heating, reflux and ultrasonic extraction may be used alone or in combination, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately changed and applied as necessary. can

또한, 상기 추출물은 추출 또는 분획과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있고, 구체적으로는 추출 후에 감압 농축하는 과정을 거쳐 추출물을 수 득할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 적절히 변경하여 적용 가능하다. In addition, after performing the extraction or fractionation process, the extract may be concentrated or the solvent may be removed by performing a filtration process under reduced pressure or further concentration and/or freeze-drying, specifically, the process of concentration under reduced pressure after extraction The extract can be obtained through the process, but it is not limited thereto, and it can be applied by appropriately changing it.

구체적으로, 상기 흡착 필터의 천연 섬유층을 구성하는 섬유는 친환경 천연섬유로 이루어진 것으로서, 목화, 대마 껍질 및 코코넛 열매 껍질로부터 수득한 섬유를 이용하여 제조된 직물을 이용한 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 섬유는 목화 섬유, 대마 껍질 및 코코넛 열매 껍질의 10 내지 20 중량부의 정제 수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 과정을 거친 후, 120℃의 물에서 1시간 내지 5시간 동안 가열하는 증해(蒸解) 단계를 거치고, 락토바실러스 살리바리우스 (Lactobacillus salivarius) 10 내지 15 중량부 및 마이크로코커스 로제우스 (Micrococcus roseus) 5 내지 10 중량부, 펙틴 3 중량부, 프락토올리고당 3 중량부를 혼합하여 실온에서 2 내지 4시간 동안 숙성시켜 제조한 것을 사용하였다. 하지만, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 이를 적절히 변경하여 적용 가능하다.Specifically, the fibers constituting the natural fiber layer of the adsorption filter are made of eco-friendly natural fibers, and may be fabrics manufactured using fibers obtained from cotton, hemp husks and coconut husks. More specifically, the fiber is cooked by adding 10 to 20 parts by weight of purified water of cotton fiber, hemp husk and coconut husk, and then soaking for 24 hours, and then heating it in water at 120° C. for 1 hour to 5 hours. (蒸解) step, 10 to 15 parts by weight of Lactobacillus salivarius and 5 to 10 parts by weight of Micrococcus roseus, 3 parts by weight of pectin, and 3 parts by weight of fructooligosaccharide were mixed at room temperature. Those prepared by aging for 2 to 4 hours were used. However, the present invention is not limited thereto and may be appropriately changed and applied as needed.

이때, 상기 천연 섬유층에도 불연성 및 내화학성을 부여하기 위하여 상기 망형 매트릭스와 동일한 방법으로 복합 금속 산화물을 처리하였다.At this time, in order to impart incombustibility and chemical resistance to the natural fiber layer, the composite metal oxide was treated in the same manner as in the mesh matrix.

본 발명의 흡착 필터는 유해물질 흡착 및 탈취 등의 성능은 향상시키면서도, 공기필터로서 사용할 수 있을 정도의 통기성을 확보함으로써, 흡착성 공기필터로 사용되는 필터의 흡착성능은 높이면서도 동시에 압력손실은 낮출 수 있는 것을 특징으로 한다. The adsorption filter of the present invention improves the performance of adsorption and deodorization of harmful substances, and secures the air permeability enough to be used as an air filter, thereby increasing the adsorption performance of the filter used as an adsorption air filter and at the same time lowering the pressure loss. characterized by having

필터의 처짐이나 열변형을 방지하여 작업성을 향상시킬 뿐만 아니라, 종래 사용하던 단층 또는 동일한 종류의 매트릭스를 적층한 필터에 비해 필터 흡착력이 개선되고 다양한 종류의 오염 물질을 흡착할 수 있는 새로운 필터에 관한 것이다.In addition to improving workability by preventing sagging or thermal deformation of the filter, the filter adsorption power is improved compared to the conventional single-layer or same type of matrix laminated filter, and a new filter capable of adsorbing various types of contaminants. it's about

또한, 본 발명의 필터는 불연성 금속 산화물 소재를 사용하여 불연성과 내화학성을 나타내면서도, 금속-실리카 다공성 입자가 표면에 첨착된 첨착 활성탄이 부착되어 우수한 흡착 성능과 통기성을 동시에 만족시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the filter of the present invention uses a non-combustible metal oxide material to exhibit non-combustibility and chemical resistance, while the impregnated activated carbon with metal-silica porous particles attached to the surface is attached, so that excellent adsorption performance and breathability can be satisfied at the same time. do it with

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소 들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구 별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as 1st, 2nd, etc. are used to describe various components, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and limiting the components. not used for For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprises" or "have" described herein are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or the It should be understood that the above does not preclude the possibility of the existence or addition of other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. Also, "a or an", "one", "the" and like related terms are used differently herein in the context of describing the invention (especially in the context of the following claims). Unless indicated or clearly contradicted by context, it may be used in a sense including both the singular and the plural.

상술한 용어들 이외에, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. In addition to the above-mentioned terms, specific terms used in the following description are provided to help the understanding of the present invention, and the use of these specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1. 본 발명 흡착 필터의 제조 Example 1. Preparation of the adsorption filter of the present invention

본 발명의 흡착 필터는 흡착제로서 금속-실리카 다공성 입자가 표면에 첨착된 첨착 활성탄이 부착된 망형 매트릭스층, 흡착제가 부착된 시트형 매트릭스층, 항균 필터층 및 천연 섬유층으로 구성하였다. The adsorption filter of the present invention was composed of an adsorbent, a mesh matrix layer with impregnated activated carbon with metal-silica porous particles attached to the surface, a sheet matrix layer with an adsorbent attached thereto, an antibacterial filter layer, and a natural fiber layer.

구체적으로, 상기 망형 매트릭스층은 PVDF를 주 원료로 하는 다공성 나노섬유를 약 5 내지 100 nm의 간격으로 형성하여 제조하였다. 이에 대한 자세한 내용은 전술한 바와 같다. Specifically, the mesh matrix layer was prepared by forming porous nanofibers using PVDF as a main raw material at intervals of about 5 to 100 nm. Details of this are the same as described above.

상기 시트형 매트릭스층은 폴리올레핀계 고분자 : 폴리 아마이드계 고분자 : 복합 금속 산화물을 100 : 100 : 15의 중량비로 혼합한 후, 이를 핫멜팅 시트 폼으로 제조한 것이다. 이에 대한 자세한 내용은 전술한 바와 같다. The sheet-like matrix layer is prepared by mixing a polyolefin-based polymer: a polyamide-based polymer: a composite metal oxide in a weight ratio of 100: 100: 15, followed by a hot-melting sheet foam. Details of this are the same as described above.

상기 금속-실리카 다공성 입자가 표면에 첨착된 첨착 활성탄의 제조는 다음과 같다. 먼저 활성탄은 비표면적이 1,000㎡/g 이상이고, 0.05-2.00mm의 평균 입경을 갖는 입자형 활성탄을 준비하고, 금속화합물은 입자의 크기가 500nm 내지 800nm인 철 산화물을 준비하였으며, 실리카 전구물질은 규산 나트륨을 준비하였다. 또한, 바인더 용액은 콜로이드 실리카 졸과 합성점토 분산액을 혼합한 무기바인더를 준비하였다. 이렇게 준비된 각 성분들을 이용하여 금속-실리카 다공성 입자가 첨착된 첨착 활성탄을 제조하였으며, 이에 대한 자세한 내용은 전술한 바와 같다. The preparation of the impregnated activated carbon in which the metal-silica porous particles are attached to the surface is as follows. First, activated carbon had a specific surface area of 1,000 m 2 /g or more, and particle-type activated carbon having an average particle diameter of 0.05-2.00 mm was prepared, and for the metal compound, iron oxide having a particle size of 500 nm to 800 nm was prepared, and the silica precursor was Sodium silicate was prepared. In addition, as the binder solution, an inorganic binder in which colloidal silica sol and synthetic clay dispersion were mixed was prepared. Impregnated activated carbon with metal-silica porous particles was prepared using each of the components prepared in this way, and the details thereof are as described above.

여기서, 상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 65중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 500℃ 내지 550℃의 온도에서 8시간 동안 열처리하여 제조하였다. 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 35중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 450℃ 내지 470℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 제조하였다. 또한, 망형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄과 시트형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄의 중량비는 1:4로 조절하였다.Here, the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer was prepared to include 65 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was performed by heat treatment at a temperature of 500° C. to 550° C. for 8 hours. The impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer was prepared to include 35 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was performed by heat treatment at a temperature of 450° C. to 470° C. for 3 hours. In addition, the weight ratio of the impregnated activated carbon adhered to the mesh matrix layer and the impregnated activated carbon adhered to the sheet-shaped matrix layer was adjusted to 1:4.

상기 항균 필터층은 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층으로 구성하였으며, 이에 관한 자세한 내용은 전술한 바와 같다. The antibacterial filter layer is a first antibacterial filter layer coated with nanoparticles of one or more selected from the group consisting of copper (Cu), tin (Sn) and silver (Ag) and an extract derived from a natural product having an antibacterial effect on the fabric. It was composed of a second antibacterial filter layer, and details thereof are the same as described above.

또한, 마지막으로 상기 흡착 필터를 구성하는 천연 섬유층은 대마 껍질 및 코코넛 열매 껍질로부터 수득한 섬유를 미생물 및 복합 금속 산화물을 처리하여 제조하였으며, 이에 대해서도 자세한 내용은 전술한 바와 같다. In addition, lastly, the natural fiber layer constituting the adsorption filter was prepared by treating fibers obtained from hemp husks and coconut husks with microorganisms and complex metal oxides, and the details are the same as described above.

비교예 1. 첨착 활성탄을 부착하지 않은 흡착 필터의 제조 Comparative Example 1. Preparation of adsorption filter not attached with impregnated activated carbon

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 첨착 활성탄을 부착하는 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 1의 흡착 필터를 제조하였다. The adsorption filter of Comparative Example 1 of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1, the step of attaching the impregnated activated carbon to the mesh matrix layer and the sheet matrix layer was omitted. .

비교예 2. 망형/시트형 매트릭스층에 동일한 첨착 활성탄을 부착한 흡착 필터의 제조 1Comparative Example 2. Preparation 1 of an adsorption filter in which the same impregnated activated carbon was attached to a mesh/sheet matrix layer

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄의 중량비를 1:1로 조절한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 2의 흡착 필터를 제조하였다.Comparative Example 2 of the present invention in the same manner as in Example 1, except that in the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1, the weight ratio of the net matrix layer and the impregnated activated carbon attached to the sheet matrix layer was adjusted to 1:1. of the adsorption filter was prepared.

비교예 3. 망형/시트형 매트릭스층에 동일한 첨착 활성탄을 부착한 흡착 필터의 제조 2Comparative Example 3. Preparation of an adsorption filter in which the same impregnated activated carbon is attached to a mesh/sheet matrix layer 2

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄을 이하의 방법으로 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 2의 흡착 필터를 제조하였다.In the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1, the adsorption of Comparative Example 2 of the present invention was performed in the same manner as in Example 1, except that the net matrix layer and the impregnated activated carbon adhered to the sheet matrix layer were prepared by the following method. A filter was prepared.

첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 65 중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 500℃ 내지 550℃의 온도에서 8시간 동안 열처리하여 제조하였다. 이렇게 제조된 첨착 활성탄은 각각 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 동일하게 부착되었으며, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄의 중량비는 1:1로 조절하였다.The impregnated activated carbon was prepared to include 65 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was prepared by heat treatment at a temperature of 500° C. to 550° C. for 8 hours. The impregnated activated carbon thus prepared was equally attached to the net matrix layer and the sheet matrix layer, respectively, and the weight ratio of the impregnated activated carbon adhered to the net matrix layer and the sheet matrix layer was adjusted to 1:1.

비교예 4. 망형/시트형 매트릭스층에 동일한 첨착 활성탄을 부착한 흡착 필터의 제조 3Comparative Example 4 Manufacture of an adsorption filter in which the same impregnated activated carbon is attached to a mesh/sheet matrix layer 3

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄을 이하의 방법으로 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 4의 흡착 필터를 제조하였다.In the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1, the adsorption of Comparative Example 4 of the present invention was performed in the same manner as in Example 1, except that the net matrix layer and the impregnated activated carbon adhered to the sheet matrix layer were prepared by the following method. A filter was prepared.

첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 35 중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 450℃ 내지 470℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 제조하였다. 이렇게 제조된 첨착 활성탄은 각각 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 동일하게 부착되었으며, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄의 중량비는 1:1로 조절하였다.The impregnated activated carbon was prepared to include 35 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was prepared by heat treatment at a temperature of 450° C. to 470° C. for 3 hours. The impregnated activated carbon thus prepared was equally attached to the net matrix layer and the sheet matrix layer, respectively, and the weight ratio of the impregnated activated carbon adhered to the net matrix layer and the sheet matrix layer was adjusted to 1:1.

비교예 5. 망형/시트형 매트릭스층에 동일한 첨착 활성탄을 부착한 흡착 필터의 제조 4Comparative Example 5. Preparation of an adsorption filter in which the same impregnated activated carbon is attached to a mesh/sheet matrix layer 4

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄을 이하의 방법으로 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 5의 흡착 필터를 제조하였다.In the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1, the adsorption of Comparative Example 5 of the present invention was performed in the same manner as in Example 1, except that the net matrix layer and the impregnated activated carbon adhered to the sheet matrix layer were prepared by the following method. A filter was prepared.

상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 65중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 450℃ 내지 470℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 제조하였다. 상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 35중량부를 포함하도록 제조되었으며, 후속 열처리 공정은 450℃ 내지 470℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 제조하였다. 여기서 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄의 중량비는 1:4로 조절하였다.The impregnated activated carbon attached to the network matrix layer was prepared to include 65 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was performed by heat treatment at a temperature of 450° C. to 470° C. for 3 hours. The impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer was prepared to include 35 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon, and the subsequent heat treatment process was performed by heat treatment at a temperature of 450° C. to 470° C. for 3 hours. Here, the weight ratio of the activated carbon impregnated to the mesh matrix layer and the sheet matrix layer was adjusted to 1:4.

비교예 6. 복합 금속 산화물을 처리하지 않은 흡착 필터의 제조 Comparative Example 6. Preparation of adsorption filter not treated with composite metal oxide

실시예 1의 흡착 필터를 제조하는 방법에서 복합 금속 산화물을 처리하는 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명 비교예 6의 흡착 필터를 제조하였다. An adsorption filter of Comparative Example 6 of the present invention was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the step of treating the composite metal oxide was omitted in the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1.

비교예 7. 항균 필터층을 포함하지 않는 흡착 필터의 제조 Comparative Example 7. Preparation of adsorption filter without antibacterial filter layer

상기 실시예 1의 흡착 필터의 제조 방법에서 항균 필터층을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 본 발명 비교예 7의 흡착 필터를 제조하였다. The adsorption filter of Comparative Example 7 of the present invention was manufactured in the same manner except that the antibacterial filter layer was omitted from the method of manufacturing the adsorption filter of Example 1.

실험예 1. 유해가스 제거율, 및 불연성 확인 Experimental Example 1. Confirmation of harmful gas removal rate and non-combustibility

본 발명 흡착 필터의 제조 방법에 따라 유해가스 제거율 및 분연성의 차이를 비교하였다. The difference in harmful gas removal rate and flammability was compared according to the manufacturing method of the adsorption filter of the present invention.

이때, 내화학성은 NaOH 10% 용액에 24시간 침지한 후, 흐르는 물에 세척하고 자연상태에서 상기 실시예 및 비교예를 건조하고, 크랙상태를 확인하여 가수분해에 의한 경도 저하 및 10%로 희석시킨 염산액에 노출시킨 후 부식 정도를 확인하는 두가지 실험을 병행하고, 하기 표 1에 나타내었다.At this time, the chemical resistance is immersed in NaOH 10% solution for 24 hours, washed in running water, dried the Examples and Comparative Examples in a natural state, and checked the crack state to decrease the hardness by hydrolysis and dilute to 10% After exposure to the hydrochloric acid solution, two experiments were conducted to check the degree of corrosion, and are shown in Table 1 below.

구분division 유해가스 제거율(%)Harmful gas removal rate (%) 불연성nonflammable 내화학성chemical resistance 실시예 1Example 1 99.799.7 비교예 1Comparative Example 1 79.379.3 비교예 2Comparative Example 2 91.591.5 비교예 3Comparative Example 3 99.199.1 비교예 4Comparative Example 4 85.485.4 비교예 5Comparative Example 5 89.289.2 비교예 6Comparative Example 6 98.598.5 XX XX 비교예 7Comparative Example 7 98.998.9

(◎: 우수, △: 보통, Х: 불량).(◎: Excellent, △: Average, Х: Poor).

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1과 비교예 6, 및 비교예 7은 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층이 각각 특정 조건으로 조절된 첨착 활성탄이 부착됨에 따라, 매우 우수한 유해가스 제거율을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이와 유사하게, 비교예 3의 경우, 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층이 각각 첨착 활성탄이 활성탄 대비 많은 함량의 금속-실리카 다공성 입자를 포함함에 따라, 실시예 1과 유사한 수준의 유해가스 제거율을 가질 수 있었다. As shown in Table 1 above, in Example 1, Comparative Example 6, and Comparative Example 7 of the present invention, the mesh-type matrix layer and the sheet-type matrix layer were respectively attached with impregnated activated carbon adjusted to specific conditions, so a very excellent removal rate of harmful gases was found to represent Similarly, in the case of Comparative Example 3, the network-type matrix layer and the sheet-type matrix layer each contained a higher amount of metal-silica porous particles than the activated carbon in the impregnated activated carbon, so it can have a harmful gas removal rate similar to that of Example 1. there was.

반면, 첨착 활성탄이 부착되지 않는 비교예 1은 유해가스 제거율이 실시예 1과 비교하여 현저하게 낮은 것을 알 수 있었고, 망형/시트형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄의 중량비가 1:1인 비교예 2는 상대적으로 유해가스 제거율이 낮을 것을 알 수 있었다. 비교예 2는 실시예 1과 대비하여 시트형 매트릭스층의 유해가서 제거능이 부족한 것으로 확인될 수 있다. On the other hand, in Comparative Example 1 to which the impregnated activated carbon was not attached, it was found that the harmful gas removal rate was significantly lower than that of Example 1, and Comparative Example 2 in which the weight ratio of the impregnated activated carbon attached to the mesh/sheet type matrix layer was 1:1 was found to have a relatively low removal rate of harmful gases. Comparative Example 2 can be confirmed that compared to Example 1, the removal ability of the sheet-like matrix layer is insufficient.

또한, 이와 유사하게 망형 매트릭스층과 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄이 실시예 1과 대비하여 저 함량의 금속-실리카 다공성 입자를 갖거나(비교예 4), 저온의 열처리 공정만이 수행된 경우(비교예 5)에도 유해가스 제거율이 부족한 것을 알 수 있었다. 비교예 4는 망형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄이 충분한 양의 금속-실리카 다공성 입자를 갖지 못한 것 때문이고, 비교예 5는 망형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄이 열처리 공정이 부족하여 대부분의 금속-실리카 다공성 입자가 활성탄 표면에 첨착되지 못하고 이탈되었기 때문인 것으로 확인할 수 있었다. 또한, 복합 금속 화합물을 처리하지 않은 비교예 6은 불연성 및 내화학성이 불량한 결과를 나타내었다.In addition, similarly, when the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer and the sheet matrix layer has a low content of metal-silica porous particles compared to Example 1 (Comparative Example 4), or when only a low-temperature heat treatment process is performed It was also found that the removal rate of harmful gases was insufficient in (Comparative Example 5). In Comparative Example 4, the impregnated activated carbon attached to the network matrix layer did not have a sufficient amount of metal-silica porous particles. It could be confirmed that the silica porous particles were not attached to the surface of the activated carbon and were separated. In addition, Comparative Example 6, in which the composite metal compound was not treated, showed poor nonflammability and chemical resistance.

실험예 2. 통기성 여부 확인 Experimental Example 2. Check whether breathability

본 발명의 흡착 필터는 유해가스를 제거할 수 있으면서 공기 필터로서 우수한 통기성을 나타내는 바, 흡착 필터를 이용하여 통기성 성능을 확인하였다. Since the adsorption filter of the present invention can remove harmful gases and exhibits excellent air permeability as an air filter, the air permeability performance was confirmed using the adsorption filter.

구체적으로, 실시예 1 및 비교예 1 내지 5의 흡착 필터를 이용하여 호흡용 마스크를 제작하였고, 상기 마스크를 검사자 5명에게 착용시킨 뒤, 호흡에 불편함이 있는지 여부를 평가하게 하였다. 각 검사자들은 '호흡이 편한 경우'는 5점, '호흡이 원활하지 않은 경우'는 4점, '호흡이 매우 힘든 경우'는 3점을 부여하였고, 각 검사자의 점수를 평균 내어 비교하였다. Specifically, a breathing mask was manufactured using the adsorption filter of Example 1 and Comparative Examples 1 to 5, and after wearing the mask to 5 examiners, it was evaluated whether there was any discomfort in breathing. Each examiner gave 5 points for 'easy breathing', 4 points for 'not breathing smoothly', and 3 points for 'extremely difficult breathing', and the scores of each examiner were averaged and compared.

구분division 통기성 평가Breathability Assessment 실시예 1Example 1 4.74.7 비교예 1Comparative Example 1 4.84.8 비교예 2Comparative Example 2 4.64.6 비교예 3Comparative Example 3 2.32.3 비교예 4Comparative Example 4 4.74.7 비교예 5Comparative Example 5 4.84.8

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 흡착 필터인 실시예 1은 첨착 활성탄을 처리하지 않은 비교예 1과 비교할 때, 통기성 평가 결과가 크게 뒤쳐지지 않는 것을 알 수 있었다. 첨착 활성탄이 부착되지 않은 비교예 1이 통기성 평가에서 가장 높은 점수를 획득하였으며, 첨착 활성탄이 부착된 실시예 1, 비교예 2 내지 비교예 5는 비교예 1에 비할 때 비교적 낮은 점수를 획득하였다. 그 중에서, 비교예 3으로부터 각 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄이 과량의 금속-실리카 다공성 입자를 포함할 경우, 오히려 통기성이 악화되는 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 2, it was found that the adsorption filter of Example 1 of the present invention did not significantly lag behind in the air permeability evaluation result when compared with Comparative Example 1 in which the impregnated activated carbon was not treated. Comparative Example 1 to which the impregnated activated carbon was not attached obtained the highest score in the air permeability evaluation, and Comparative Example 1 and Comparative Examples 2 to 5 to which the impregnated activated carbon was attached obtained a relatively low score compared to Comparative Example 1. Among them, it was found from Comparative Example 3 that, when the impregnated activated carbon attached to each matrix layer contained an excessive amount of metal-silica porous particles, the air permeability was rather deteriorated.

실험예 3. 악취 제거 효과 및 2차 오염에 따른 악취 발생여부 확인 Experimental Example 3. Effect of odor removal and confirmation of occurrence of odor due to secondary pollution

본 발명 흡착 필터는 유해가스 외에 악취의 제거 효과를 동시에 나타내는 바, 음식물 쓰레기를 이용하여 본 발명 흡착 필터의 악취 제거 효과를 확인하였다. Since the adsorption filter of the present invention simultaneously exhibits the effect of removing odors in addition to harmful gases, the effect of removing the odor of the adsorption filter of the present invention was confirmed using food waste.

또한, 유기물질이 흡착필터 표면에 흡착됨에 따라 미생물 번식에 의한 2차 오염이 발생하고, 이로부터 발생하는 악취가 있는지를 추가로 확인하였다. In addition, as the organic material was adsorbed on the surface of the adsorption filter, secondary contamination by microbial propagation occurred, and it was further checked whether there was an odor generated therefrom.

구체적으로, 통상적인 음식물 쓰레기 감량기의 배기관에 실시예 및 비교예의 필터를 각각 설치하였다. Specifically, the filters of Examples and Comparative Examples were installed in the exhaust pipe of a conventional food waste reduction device, respectively.

상기 배기관으로는 상기 음식물 쓰레기를 건조 처리하는 과정에서 발생되는 수분과 악취가 3.3m/s로 유속으로 강제 배기되도록 설정하고, 일반인 검사자 5명이 관능법으로 악취 제고 효과를 검사하였다. The exhaust pipe was set to forcibly exhaust moisture and odors generated in the process of drying the food waste at a flow rate of 3.3 m/s, and five general inspectors tested the odor-reducing effect using a sensory method.

검사 방법은 상기 음식물 쓰레기 배기관의 출구로부터 30cm 정도 떨어진 위치에서 상기 검사자 5명이 각각 냄새를 맡게 한 다음, '악취가 전혀 없는 경우'는 5점, '악취가 거의 없는 경우'는 4점, '악취가 약간 있는 경우'는 3점, 'The inspection method was conducted by having 5 inspectors sniff each at a position about 30 cm away from the outlet of the food waste exhaust pipe, then 5 points for 'no odor at all', 4 points for 'no odor at all', and 4 points for 'no odor.' ' is 3 points, '

악취가 심한 경우'는 2점, '악취가 아주 심한 경우'는 1점을 부여하게 하고, 각 검사자의 점수를 평균 내어 비교하였다. 2 points were given for 'severe odor' and 1 point for 'very bad odor', and the scores of each tester were averaged and compared.

또한, 상기 검사가 종료된 이후, 상기 실시예 및 비교예 필터를 상온에서 3일간 보관한 후, 음식물 쓰레기 없이 배기구에 동일한 검사자가 위치하도록 하여 동일한 방법으로 2차 오염에 따른 악취 발생여부를 확인하였다.In addition, after the inspection was completed, the filters of the Examples and Comparative Examples were stored at room temperature for 3 days, and the same inspector was placed in the exhaust port without food waste, and the occurrence of odor due to secondary pollution was checked in the same manner. .

구분division 탈취효과(d+0)Deodorizing effect (d+0) 탈취효과(d+3)Deodorizing effect (d+3) 실시예 1Example 1 4.74.7 4.94.9 비교예 1Comparative Example 1 4.24.2 4.54.5 비교예 6Comparative Example 6 4.44.4 4.74.7 비교예 7Comparative Example 7 4.34.3 2.52.5

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 흡착 필터인 실시예 1은 우수한 탈취효과를 나타내며, 특히 3일 경과 후 실험에서는 음식물 쓰레기가 없으므로 미미하게 남아 있는 퀘퀘한 냄새만 맡을 수 있어 더욱 높은 점수를 획득하였다. 반면, 항균 필터층이 생략된 비교예 7의 경우에는 3일 경과 후 유기물의 미생물 번식 등 2차 오염이 발생하여 음식물 쓰레기 없이도 오히려 점수가 현저히 하락하는 것을 확인하였다.As shown in Table 3, Example 1, which is an adsorption filter of the present invention, exhibits an excellent deodorizing effect, and in particular, there is no food waste in the experiment after 3 days, so only a slight musty smell can be smelled, which gives a higher score obtained. On the other hand, in the case of Comparative Example 7, in which the antibacterial filter layer was omitted, secondary contamination such as microbial propagation of organic matter occurred after 3 days, and it was confirmed that the score significantly decreased even without food waste.

본 명세서에서 설명한 주제의 특정한 실시형태를 설명하였다. 기타의 실시형 태들은 이하의 청구항의 범위 내에 속한다. Certain embodiments of the subject matter described herein have been described. Other embodiments are within the scope of the following claims.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발 명을 설명하기 위하여, 그리고 통상의 기술자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용 어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. The present description sets forth the best mode of the invention, and provides examples to illustrate the invention, and to enable a person skilled in the art to make and use the invention. This written specification does not limit the present invention to the specific terminology presented. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art can make modifications, changes, and modifications to the examples without departing from the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위에 의해 정하여야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (7)

통기성이 확보된 흡착제가 부착된 망형 매트릭스층;
흡착제가 부착된 시트형 매트릭스층;
항균 필터층; 및
천연 섬유층을 포함하고,
상기 흡착제는 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 입자가 표면에 첨착된 첨착 활성탄을 포함하고,
상기 망형 매트릭스층은 다공성 표면을 갖는 나노 섬유들이 기재 상에 5 내지 100nm의 간격으로 형성된 나노 메쉬로 구성되고,
상기 망형 매트릭스층의 상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF)를 포함하는 원료 물질을 상기 기재 상에 전기 방사하여 5 내지 50 nm의 선폭을 가지며 형성된 것이고,
상기 시트형 매트릭스층은 폴리올레핀계 고분자 : 폴리아마이드계 고분자 : 복합 금속 산화물을 100 : 100 : 15의 중량비로 혼합한 후에 이를 접착제와 혼합하여 100 내지 250℃의 온도에서 용융시켜 핫 멜팅 시트 폼으로 제조한 것이며,
상기 첨착 활성탄은, 비표면적이 1,000㎡/g 이상이고 0.05-2.00mm의 평균 입경을 갖는 입자형 활성탄에 입자의 크기가 500nm 내지 800nm인 철 산화물 및 규산 나트륨이 분산된 분산액을 표면에 피착시켜 제조한 것이고,
상기 망형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 65중량부를 포함하여 500℃ 내지 550℃의 온도에서 8시간 동안 열처리하여 제조하고,
상기 시트형 매트릭스층에 부착되는 첨착 활성탄은 활성탄 100 중량부 대비 금속-실리카 다공성 입자 35중량부를 포함하여 450℃ 내지 470℃의 온도에서 3시간 동안 열처리하여 제조하고,
상기 망형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄과 시트형 매트릭스층에 부착된 첨착 활성탄의 중량비는 1:4이고,
상기 항균 필터층은 구리 74~77.2중량%, 주석 20~22.3중량% 및 은 0.5~6중량%의 나노 입자가 도포된 제1항균 필터층 및 원단에 항균 효과를 나타내는 천연물 유래 추출물을 도포하여 제조한 제2항균 필터층으로 구성되며,
상기 천연물 유래 추출물은 몰약(Commiphora myrrha Holmes) 15 중량부, 유향나무(Boswellia Carterii)의 줄기 및 뿌리 10 중량부, 금 은화(Lonicera japonica) 10 중량부, 팔각(八角, Illicium verum Hook. f.) 8 중량 부, 봉출(蓬朮, Curcuma zedoaria) 5 중량부, 번행초(Tetragonia tetragonioides) 5 중량부, 오미자(Schisandra chinensis) 5 중량부, 인진쑥(Artemisia campestris) 3 중량부, 솔잎 3 중량부 및 프로폴리스 1 중량부를 포함하여 제조된, 흡착 필터.
a mesh matrix layer with an adsorbent attached thereto;
a sheet-like matrix layer to which an adsorbent is attached;
antibacterial filter layer; and
comprising a layer of natural fibers,
The adsorbent includes an impregnated activated carbon having metal-silica porous particles immobilized on the surface of the core-shell structure,
The network matrix layer is composed of a nano-mesh in which nanofibers having a porous surface are formed at intervals of 5 to 100 nm on a substrate,
The nanofibers of the mesh matrix layer are formed by electrospinning a raw material containing polyvinylidene fluoride (PVDF) on the substrate to have a line width of 5 to 50 nm,
The sheet-like matrix layer is prepared by mixing polyolefin-based polymer: polyamide-based polymer: composite metal oxide in a weight ratio of 100: 100: 15, mixing it with an adhesive, and melting it at a temperature of 100 to 250 ° C. will,
The impregnated activated carbon is prepared by depositing a dispersion in which iron oxide and sodium silicate having a particle size of 500 nm to 800 nm are dispersed on particulate activated carbon having a specific surface area of 1,000 m 2 /g or more and an average particle diameter of 0.05-2.00 mm on the surface. did it,
The impregnated activated carbon attached to the network matrix layer is prepared by heat treatment at a temperature of 500° C. to 550° C. for 8 hours, including 65 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon,
The impregnated activated carbon attached to the sheet-like matrix layer is prepared by heat treatment at a temperature of 450° C. to 470° C. for 3 hours, including 35 parts by weight of metal-silica porous particles relative to 100 parts by weight of activated carbon,
The weight ratio of the impregnated activated carbon adhered to the mesh matrix layer to the impregnated activated carbon adhered to the sheet-shaped matrix layer is 1:4,
The antibacterial filter layer is a first antibacterial filter layer coated with nanoparticles of 74-77.2% by weight of copper, 20-22.3% by weight of tin, and 0.5-6% by weight of silver. It is composed of 2 antibacterial filter layers,
The natural product-derived extract is myrrh ( Commiphora myrrha Holmes ) 15 parts by weight, frankincense tree ( Boswellia Carterii ) stems and roots 10 parts by weight, gold silver ( Lonicera japonica ) 10 parts by weight, octagonal (八角, Illicium verum Hook. f .) 8 parts by weight, Curcuma zedoaria ) 5 parts by weight, Tetragonia tetragonioides 5 parts by weight, Schisandra chinensis 5 parts by weight, Artemisia campestris 3 parts by weight, pine needles 3 parts by weight and propolis An adsorption filter prepared by including 1 part by weight.
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