KR102377375B1 - 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 공기 중의 유해가스에 대한 탈취효율이 우수하고 공기 중의 분자와 반응하여 색이 변화하도록 구성하여 탈취필터의 교체시기를 시각적으로 확인 가능한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 종이, 아크릴계 수성바인더로 이루어진 수용성 바인더에 상기 다공성 지지체를 담지하는 단계(S10); 상기 수용성 바인더가 부착된 다공성 지지체를 압착 및 에어분사하여 뭉쳐진 수용성 바인더를 탈리하는 단계(S20); 상기 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체를 건조하는 제1건조단계(S30); 산성 용액에 활성물질을 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40); 제조된 첨착물질 수용액에 활성탄을 함침하는 단계(S50); 상기 첨착물질 수용액으로부터 활성탄을 분리하는 단계(S60); 분리된 첨착활성탄을 건조하는 제2건조단계(S70); 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체에 첨착활성탄을 부착하는 단계(S80); 상기 첨착활성탄이 부착된 다공성 지지체를 건조하는 제3건조단계(S90); 및 건조된 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체의 표면에 광촉매 물질을 코팅하는 단계(S100)를 포함한다.
이를 위해 종이, 아크릴계 수성바인더로 이루어진 수용성 바인더에 상기 다공성 지지체를 담지하는 단계(S10); 상기 수용성 바인더가 부착된 다공성 지지체를 압착 및 에어분사하여 뭉쳐진 수용성 바인더를 탈리하는 단계(S20); 상기 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체를 건조하는 제1건조단계(S30); 산성 용액에 활성물질을 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40); 제조된 첨착물질 수용액에 활성탄을 함침하는 단계(S50); 상기 첨착물질 수용액으로부터 활성탄을 분리하는 단계(S60); 분리된 첨착활성탄을 건조하는 제2건조단계(S70); 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체에 첨착활성탄을 부착하는 단계(S80); 상기 첨착활성탄이 부착된 다공성 지지체를 건조하는 제3건조단계(S90); 및 건조된 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체의 표면에 광촉매 물질을 코팅하는 단계(S100)를 포함한다.
Description
본 발명은 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 공기 중의 유해가스에 대한 탈취효율이 우수하고, 탈취필터의 측면에 색변화제가 부착되어 탈취성능에 영향을 주지 않으면서 공기 중의 가스와 반응하여 색이 점차 변하도록 구성하여 탈취필터의 사용 상태에 따른 교체시기를 시각적으로 확인 가능한 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법에 관한 것이다.
공기청정기는 공기 정화 및 황사, 알레르기 물질, 새집증후군의 원인인 유기화합물, 미세먼지 등을 제거해주는 기능을 하며, 최근 국내의 미세먼지 증가와 새집증후군 등 실내공기의 오염 증가에 따라 가정, 회사, 병원, 학교 등의 다양한 장소에서의 사용이 급증하고 있는 추세이며, 오염 물질의 제거 효율을 높이기 위한 다양한 필터의 개발이 이루어지고 있다.
실내 공기를 오염시킬 수 있는 원인은 크게 세 가지로 구분될 수 있다. 우선 에너지 절약 차원에서 건물이 점차 기밀화되는 가운데 단열성능을 높이기 위해 내외부가 보다 기밀하게 시공되고 자연환기가 줄면서 실내에서 방출되는 오염물질이 외부로 빠져나가지 못해 실내에 누적되는 현상을 들 수 있다.
그리고 내외장재에서 사용되는 건축자재가 이전보다 많은 화학물질을 사용해 오염 물질을 보다 많이 방출하여 과거보다 실내오염물질이 증가하였다. 그리고 외부의 차량이나 건설 현장에서의 분진 등이 실내에 누적되기도 한다.
또한, 일반주택 및 공공건물에 많이 사용되는 우레아수지폼 단열재나 섬유옷감, 실내가구의 칠, 난방연료의 연소과정, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제, 벽지, 페인트 등에 의해 실내공기오염의 주요 원인물질인 포름알데히드는 발생된다.
이러한 실내공간의 유해물질을 제거하는 공기청정기는 공기 정화 및 황사, 알레르기 물질, 새집증후군의 원인인 유기화합물, 미세먼지 등을 제거해주는 기능을 위해, 이물질 유입을 막아주는 프리 필터와 먼지나 세균 등을 걸러주는 헤파 필터, 잡냄새 제거에 효과적인 탈취 필터로 구성된다.
그 중 탈취필터는 각종 생활악취의 원인이 되는 암모니아와 초산은 물론 새집증후군의 원인이 되는 포름알데히드 및 아세트알데히드와 발암성 물질인 톨루엔, 벤젠 등의 유해물질을 제거하여 실내의 쾌적한 환경을 유지하는 기능을 한다.
이러한 탈취필터에는 악취의 원인이 되는 물질을 제거하기 위해 활성탄이 포함되며, 활성탄은 탈취 기능을 할 수 있는 한계가 있기 때문에 탈취 필터의 교체가 주기적으로 이루어져야 실내 공간을 청정하게 유지할 수 있다.
탈취필터의 교체주기는 제품에 따라 6개월 내지 1년이 바람직한데, 교체주기가 지났음에도 불구하고 교체가 이루어지지 않는다면 탈취필터로서의 흡착 기능을 할 수 없게 되어 암모니아, 초산, 아세트알데히드, 포름알데히드, 톨루엔 등의 실내공간의 오염물질을 제거할 수 없게 된다.
그러나 기존의 탈취필터는 육안상으로 교체시기를 확인할 수 없고, 사용환경 과 사용시간에 따라 탈취필터의 수명은 다르게 되는데, 이에 따른 탈취필터의 사용 상태를 알 수 없어 정확한 교체시기를 확인할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 탈취필터의 사용상태를 시각적으로 확인가능 하도록 구성하여 교체가 필요한 시기에 교체가 이루어지도록 유도해야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 포름알데히드, 초산, 암모니아, 톨루엔, 아세트알데히드 등의 성분에 대한 탈취효율이 우수한 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 탈취필터의 측면에 부착된 색변화제가 공기 중의 가스와 반응하여 색이 변화하도록 구성하여 탈취필터의 교체시기를 시각적으로 확인 가능한 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 종이, 우레탄, PE 중 어느 하나로 이루어진 다공성 지지체를 재단하고, 아크릴계 수성바인더로 이루어진 수용성 바인더에 상기 다공성 지지체를 담지하는 단계; 상기 수용성 바인더가 부착된 다공성 지지체를 압착 및 에어 분사하여 뭉쳐진 수용성 바인더를 탈리하는 단계; 상기 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체를 오븐에서 50~70℃에서 20~40분 범위 내에서 건조하는 제1건조단계; 산성 용액에 활성물질을 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계; 제조된 첨착물질 수용액에 활성탄을 함침하는 단계; 상기 첨착물질 수용액으로부터 활성탄을 분리하는 단계; 분리된 첨착 활성탄을 50~100℃에서 8~14시간 범위 내에서 건조하는 제2건조단계; 상기 제1건조단계에서 건조된 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체에 상기 제2건조단계에서 건조된 첨착 활성탄을 부착하는 단계; 상기 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체를 오븐을 통해 40~70℃에서 3~5시간 범위 내에서 건조하는 제3건조단계; 및 건조된 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체의 표면에 광촉매 물질을 코팅하는 단계을 포함한다.
그리고 상기 첨착물질 수용액은 H3PO4로 이루어진 pH 4 이하의 산성 용액으로 산 1~15중량%, 증류수 75~98중량%, 활성물질 1~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다공성 지지체의 측면에 시간 경과에 따라 공기와 반응하여 색상이 변하는 색변화제가 부착되는 단계;가 더 포함되고, 상기 색변화제는, 공기와 반응하여 색이 변하는 색상변화물질이 담지된 색변화 지지체와, 상기 색변화 지지체의 표면에 도포되어 상기 탈취필터를 통과하는 공기의 흐름에 따라 점차적으로 제거됨으로써 상기 색상변화물질과 공기의 접촉에 의한 색상 변화 반응을 지연시키는 보호 피막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법에 의하면, 포름알데히드, 초산, 암모니아, 톨루엔, 아세트알데히드 등의 오염물질을 흡착할 수 있는 첨착활성탄을 최대로 부착하되 뭉침 또는 탈리 현상이 없도록 최적의 조건으로 부착함으로써 탈취효율이 우수하여 실내 공기를 효율적으로 정화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 색변화제가 탈취필터의 측면에 부착되어 첨착활성탄의 탈취 성능에 영향을 주지 않으면서, 공기 중의 가스와 반응하여 탈취필터 교체시기가 되면 색상이 변하도록 구성되어 교체시기를 시각적으로 확인할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 탈취필터의 표면에 광촉매 코팅층이 형성되어 입자성 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법을 도시한 개략적인 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 다공성 지지체의 기공 사이즈에 따라 첨착활성탄이 부착된 표면을 비교한 사진,
도 3은 본 발명에 따른 다공성 지지체 발포조건에 따른 탈취필터 압력 손실 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 수용성 바인더 건조시간에 따른 활성탄 부착상태를 나타낸 사진,
도 5는 본 발명에 따른 수용성 바인더 건조시간에 따른 폼 타입 탈취필터의 압력손실 그래프,
도 6은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탈취필터의 탈취효율 성능시험 결과이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공성 지지체의 기공 사이즈에 따라 첨착활성탄이 부착된 표면을 비교한 사진,
도 3은 본 발명에 따른 다공성 지지체 발포조건에 따른 탈취필터 압력 손실 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 수용성 바인더 건조시간에 따른 활성탄 부착상태를 나타낸 사진,
도 5는 본 발명에 따른 수용성 바인더 건조시간에 따른 폼 타입 탈취필터의 압력손실 그래프,
도 6은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탈취필터의 탈취효율 성능시험 결과이다.
이하에서는 본 발명에 따른 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법의 제조방법에 관하여 첨부된 도면과 더불어 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법을 도시한 개략적인 순서도,
본 발명에 따른 공기청정기용 탈취필터의 제조방법은 냄새를 제거하고 공기 정화를 위해 포름알데히드, 초산, 아세트알데히드, 암모니아, 톨루엔 등의 물질의 제거 효율을 향상시킨다.
이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 전체 제작단계 중 다공성 지지체를 재단하고, 아크릴계 수성바인더로 이루어진 수용성 바인더에 상기 다공성 지지체를 담지하는 단계(S10)를 시작으로 제작과정이 이루어진다.
상기 다공성 지지체는 종이, 우레탄, PE 중 어느 하나로 이루어지고, Foam type 또는 Honeycomb type으로 이루어진다. 그리고 상기 다공성 지지체의 기공은 10 ppi 내지 25 ppi로 형성되는데, 가장 바람직하게는 10 ppi로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로는 상기 수용성 바인더가 부착된 다공성 지지체를 압착 및 에어 분사하여 뭉쳐진 수용성 바인더를 탈리하는 단계(S20)와 상기 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체를 오븐에서 50~70℃에서 20~40분 범위 내에서 오븐으로 건조하는 제1건조단계(S30)를 거치게 되는데, 이때 제1건조단계의 건조 시간은 활성탄의 부착을 결정하는 중요한 요인이며 30분이 가장 바람직하다.
상기 수용성 바인더에 활성탄이 많이 부착될수록 유해 가스 제거를 효과적으로 제거할 수 있는데, 상기 제1건조단계(S30)가 30분일 경우에 활성탄이 뭉치는 현상이 없어 부착 상태가 양호하면서 많은 양의 활성탄이 부착되게 된다.
상기 수용성 바인더를 30분 미만으로 건조하게 되면 잔여 수용성 바인더로 인하여 활성탄 뭉침 현상이 발생하여 활성탄 부착 상태가 나쁘게 되고 압력손실이 상승하게 되며, 상기 수용성 바인더를 30분을 초과하여 건조할 경우에는 활성탄 탈리 현상이 발생하여 부착량이 현저히 감소하게 되어 압력손실이 낮아지게 된다.
다음으로는 산성 용액에 활성물질을 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40)를 거치게 되는데, 상기 첨착물질 수용액은 H3PO4로 이루어진 pH 4 이하의 산성 용액으로 산 1~15중량%, 증류수 75~98중량%, 활성물질 1~10중량%를 포함한다.
그리고 상기 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40)를 통해 제조된 첨착물질 수용액에 활성탄을 함침하는 단계(S50)를 거치게 된다.
이때, 상기 활성탄은 석탄계, 야자계, 목탄계 및 고분자 물질 중 어느 하나 이상으로 이루어지고 불활성 기체하에서 열처리하여 탄화한 것이고, 비표면적(BET)이 300 내지 1500m2/g인 것을 특징으로 하고, 상기 활성물질은 Amine 계열의 화합물 중 어느 하나가 선택되는 것이 바람직하다.
다음으로는 상기 첨착물질 수용액으로부터 활성탄을 분리하는 단계(S60)를 통해 분리된 첨착활성탄을 50~100℃에서 8~14시간 범위 내에서 건조하는 제2건조단계(S70)을 거치게 된다.
그 다음으로는 상기 제1건조단계(S40)에서 건조된 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체에 상기 제2건조단계(S70)에서 건조된 첨착활성탄을 부착하는 단계(S80); 및 상기 첨착활성탄이 부착된 다공성 지지체를 오븐을 통해 40~70℃에서 3~5시간 범위 내에서 건조하는 제3건조단계(S90)를 진행한다.
상기 제3건조단계(S90)를 마치고, 건조된 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체의 표면에 광촉매 물질을 코팅하는 단계(S100)를 거쳐 공기청정기용 탈취필터의 제조가 이루어진다.
상기 광촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 산화아연(ZnO) 중에서 선택된 하나를 포함한다.
더욱 구체적으로는 상기 광촉매 물질은 이산화티탄(TiO2)을 적용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 광촉매 물질은 공기청정기에 설치된 광원과 반응하여 광촉매 반응을 하게 되며, 이를 통해 공기 중에 존재하는 NOx, 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 각종 악취물질을 분해하고 입자성물질을 효과적으로 제거한다.
또한, 다공성 지지체의 측면에 시간 경과에 따라 공기와 반응하여 색상이 점차적으로 변하는 색변화제가 더 부착되는 단계(S110)가 더 포함되어 탈취필터의 교체시기를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.
상기 색변화제는 상기 다공성 지지체에 부착된 첨착활성탄이 유해물질을 흡착하는 것을 방해하지 않고 상기 다공성 지지체에는 많은 양의 첨착활성탄이 부착될 수 있도록, 다공성 지지체의 측면에 부착되는 형태로 구성되는 것이다.
상기 색변화제는, 공기와 반응하여 색이 변하는 색상변화물질이 담지된 색변화 지지체와, 상기 색변화 지지체의 표면에 도포되어 상기 탈취필터를 통과하는 공기의 흐름에 따라 점차적으로 제거됨으로써 상기 색상변화물질과 공기의 접촉에 의한 색상 변화 반응을 지연시키는 보호 피막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 색변화 지지체는 실리카인 것이 바람직하며, 상기 색변화 지지체는 산처리 또는 염기처리를 통해 상기 보호 피막이 제거된 뒤 색변화물질의 색이 변하는 시간을 조절할 수도 있다.
상기 색상변화물질은 메틸렌 블루, 인디고카민, 메틸오렌지, 메틸레드, 페놀프탈레인 중 선택된 어느 하나인 것으로, 공기 중의 가스와 반응하여 색이 변하게 되며, 상기 색변화제는 상기 색상변화물질의 첨가량에 따라 색 변화 정도가 조절될 수 있다.
상기 색상변화물질은 색변화제의 전체 조성물 내에서 0.1∼5.0 중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 만약 색상변화물질의 함량이 상기 범위 미만이면 색상 변화가 미비하고, 반대로 상기 범위를 초과하면 단기간 내에 과도한 색상 변화가 이루어지게 된다.
상기 보호 피막은 탈취필터를 통과하는 공기의 흐름에 따라 점차적으로 제거되어, 탈취필터 교체가 필요한 시기에 맞춰 색상변화물질의 색 변화가 이루어질 수 있도록 하는 기능을 한다.
상기 보호 피막은 중합체로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 색변화제의 전체 조성물 내에서 0.1∼5.0 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
만약, 보호 피막의 함량이 상기 범위 미만이면 충격에 의해 쉽게 보호 피막이 제거되어 탈취필터의 교체주기 이전에 색상이 변할 수 있으며, 반대로 그 함량이 상기 범위를 초과하면 탈취필터를 통과하는 공기의 흐름에도 보호 피막이 제거되지 않고 오랜 시간 유지되어 색변화제와 공기와의 접촉을 차단하여 색상 변화가 이루어지지 않게된다.
또한, 상기 다공성 지지체의 외곽에 프레임이 결합 되는 형태라면, 상기 다공성 지지체의 측면에 부착된 상기 색변화제가 노출되지 않을 수 있으므로, 프레임 측면의 일부가 개방되도록 가공되어 탈취필터의 측면에서 색변화제의 색상확인이 가능하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 탈취필터의 측면에는 상기 색상변화물질과 더불어 탈취필터의 상태를 확인할 수 있도록 사용 상태에 따라 색상변화물질이 변화된 색상을 단계별로 나타낸 컬러칩이 더 부착될 수도 있다.
이를 통해 상기 컬러칩과 상기 색변화제의 변화된 색을 비교하여, 탈취필터 수명을 예측할 수 있는 특징이 있다.
[
실험예
1]
실험예 1에서는 다공성 지지체의 기공 사이즈에 따른 첨착활성탄 부착 표면을 비교하였으며, 도 2는 본 발명에 따른 다공성 지지체의 기공 사이즈에 따라 첨착활성탄이 부착된 표면을 비교한 사진이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 활성탄을 부착하기 위한 다공성 지지체는 발포 시 생성되는 구멍의 수에 따라 10, 15, 25 ppi로 나뉠 수 있는데, 활성탄을 부착 후 충분한 공극을 확보하기 위해서는 10 ppi가 탈취필터에 가장 적합한 것으로 보여진다.
[
실험예
2]
도 3는 다공성 지지체의 발포 조건에 따른 탈취필터 압력손실 비교 그래프이다.
실험예 2에서는 다공성 지지체 발포 조건에 따른 탈취 필터의 압력 손실 비교하기 위해 기공이 10 ppi, 15 ppi, 20 ppi로 형성된 다공성 Form Type 지지체의 유속에 따른 차압을 측정하였다.
그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 다공성 지지체의 공극 크기가 따라 유속에 따른 압력손실에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
기공이 10 ppi, 15 ppi, 20 ppi인 다공성 지지체 중에서 10 ppi일 경우의 압력 손실이 가장 낮아 탈취필터의 다공성 지지체는 10 ppi의 기공으로 형성되는 것이 가장 적합한 것으로 확인되었다.
[
실험예
3]
도 4에 도시된 수용성 바인더의 건조시간에 따른 활성탄의 부착상태를 도시한 사진이다.
실험예 3에서는 수용성 바인더의 건조시간에 따른 활성탄의 부착상태를 비교하기 위하여, 수용성 바인더를 20분, 30분, 40분으로 건조하여 활성탄을 부착하고 건조시간에 따른 부착 표면상태와 부착량을 확인하였다.
수용성 바인더를 20분 건조한 뒤 활성탄을 부착한 경우에는 활성탄 부착 후 잔여 수용성 바인더로 인하여 활성탄의 뭉침 현상이 발생하였고, 수용성 바인더를 30분 건조한 뒤 활성탄을 부착한 경우에는 활성탄이 약 100g 이상 부착되며 뭉침 또는 탈리 현상이 없으며 부착 상태가 양호한 것으로 확인된다.
그리고 수용성 바인더를 40분에 거쳐 건조하게 되면 탈리 현상으로 인해 활성탄이 약 80~90g만 부착되게 되어, 활성탄의 부착량이 감소하게 된다.
이와 같이 수용성 바인더의 건조 조건에 따라 활성탄의 부착량이 결정되는데, 부착된 활성탄이 많을수록 최대한 많은 양의 유해가스를 흡착할 수 있게 되므로, 활성탄이 많이 부착되면서 부착 표면 상태도 양호하도록 수용성 바인더를 30분 건조한 후 활성탄을 부착하는 조건이 가장 바람직한 것을 확인할 수 있다.
[
실험예
4]
도 5는 본 발명에 따른 수용성 바인더 건조시간에 따른 폼 타입 탈취필터의 압력손실 그래프이다.
실험예 4에서는 수용성 바인더 건조시간에 따른 탈취필터의 압력손실을 분석하기 위해 유속에 따른 차압을 측정하였으며, 수용성 바인더의 건조 조건을 20분, 30분, 40분으로 설정하여 압력손실 실험을 진행하였다.
그 결과, 수용성 바인더 20분 건조 시 압력손실이 가장 높았고 40분 건조 시 압력손실이 가장 낮은 것으로 확인되었으며, 이는 건조 시간이 짧아지면 활성탄 부착 시 뭉침 현상에 의해 압력손실이 상승하고 건조시간이 길어지면 활성탄 부착량이 감소하여 압력손실이 낮아지는 것으로 확인되었다.
따라서, 수용성 바인더 건조시간은 활성탄이 뭉치지 않으며 부착되고 많은 양이 부착되도록 30분 건조가 가장 적합한 것으로 확인되었다.
[
실험예
5]
실험예 5에서는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 탈취필터의 성능시험 결과를 분석하였다.
도 6은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탈취필터의 탈취효율 성능시험 결과이며, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탈취필터의 탈취효율은 포름알데히드 92.1%, 초산 100.0%, 아세트알데히드 71.0%, 암모니아 98.4%, 톨루엔 100.0%이며, 평균 92.3%의 탈취효율을 갖는 것으로 확인되었다.
[
실험예
6]
실험예 6에서는 색변화제의 부착에 따른 탈취성능을 측정하여 그에 따른 결과를 분석하였다.
색변화제가 부착되지 않은 시료 A와, 색변화제가 탈취필터의 측면에 부착된 시료 B, 색변화제가 다공성 지지체에 활성탄과 함께 부착된 탈취필터인 시료 C에 대한 탈취 성능을 측정하였으며, 표 1은 시료 A, 시료 B, 시료 C의 평균 탈취 효율 데이터이다.
| 구분 | 시료 A | 시료 B | 시료 C |
| 평균 탈취효율 (%) | 92.2 | 92.3 | 90.9 |
색변화제가 부착되지 않은 탈취필터인 시료 A와 색변화제가 탈취필터의 측면에 부착된 시료 B는 탈취효율이 비슷한 수준인 것으로 확인되었으나, 다공성 지지체에 활성탄과 함께 색변화제를 일부 부착한 시료 C는 시료 A와 시료 B보다 탈취 효율이 저하되는 현상을 확인할 수 있었다.
이러한 결과가 나타나는 이유는, 시료 A 및 시료 B는 최대한의 활성탄이 부착되되 부착상태가 우수하여 오염물질을 흡착하는 효율이 우수하지만, 시료 C는 색변화제가 다공성 지지체에 함께 부착되면서 활성탄의 부착량이 감소하여 오염물질 흡착 효율이 저하되기 때문이다.
따라서, 공기청정기의 탈취성능에 영향을 주지 않으면서 탈취필터의 사용 상태에 따른 정확한 교체시기를 시각적으로 확인할 수 있도록, 탈취필터의 측면에 색변화제가 부착되는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
Claims (3)
- 종이, 우레탄, PE 중 어느 하나로 이루어진 다공성 지지체를 재단하고, 아크릴계 수성바인더로 이루어진 수용성 바인더에 상기 다공성 지지체를 담지하는 단계(S10);
상기 수용성 바인더가 부착된 다공성 지지체를 압착 및 에어 분사하여 뭉쳐진 수용성 바인더를 탈리하는 단계(S20);
상기 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체를 오븐에서 50~70℃에서 30분 건조하는 제1건조단계(S30);
산성 용액에 활성물질을 용해하여 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40);
제조된 첨착물질 수용액에 활성탄을 함침하는 단계(S50);
상기 첨착물질 수용액으로부터 활성탄을 분리하는 단계(S60);
분리된 첨착 활성탄을 50~100℃에서 8~14시간 범위 내에서 건조하는 제2건조단계(S70)
상기 제1건조단계에서 건조된 수용성 바인더가 묻은 다공성 지지체에 상기 제2건조단계에서 건조된 첨착 활성탄을 부착하는 단계(S80);
상기 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체를 오븐을 통해 40~70℃에서 3~5시간 범위 내에서 건조하는 제3건조단계(S90);
건조된 첨착 활성탄이 부착된 다공성 지지체의 표면에 광촉매 물질을 코팅하는 단계(S100); 및
상기 다공성 지지체의 측면에 시간 경과에 따라 공기와 반응하여 색상이 변하는 색변화제가 부착되는 단계(S110);를 포함하고,
상기 다공성 지지체는 기공의 크기가 10 ppi 내지 25 ppi인 허니컴 타입(honeycomb type)인 것이며,
상기 첨착물질 수용액을 제조하는 단계(S40)에서, 상기 첨착물질 수용액은 H3PO4 1~15중량%, 증류수 75~98중량%, 아민(Amine) 계열의 화합물 1~10중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 4 이하의 산성 용액이며,
상기 색변화제는, 공기와 반응하여 색이 변하는 색상변화물질이 담지된 색변화 지지체와, 상기 색변화 지지체의 표면에 도포되어 탈취필터를 통과하는 공기의 흐름에 따라 점차적으로 제거됨으로써 상기 색상변화물질과 공기의 접촉에 의한 색상 변화 반응을 지연시키는 보호 피막을 포함하고,
상기 보호 피막은 상기 색변화제의 전체 조성물 내에서 0.1∼5.0 중량%로 함유되며,
상기 다공성 지지체의 측면에는 상기 색상변화물질과 더불어 상기 다공성 지지체의 상태를 확인할 수 있도록 사용 상태에 따라 색상변화물질이 변화된 색상을 단계별로 나타낸 컬러칩이 더 부착되는 것을 특징으로 하는 광촉매를 이용한 공기청정기용 탈취필터의 제조방법. - 삭제
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