KR102379437B1 - 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents

흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

혼합 바인더 용액의 적용으로 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되는 것에 의해, 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 개선시킬 수 있는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법은 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 바인더 용액을 형성하는 단계; 상기 혼합 바인더 용액에 활성탄 및 도전재를 첨가하고 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 활성탄 필터 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법{ACTIVATED CARBON FILTER STRUCTURE FOR AIR PURIFIER WITH IMPROVED ADSORPTION PERFORMANCE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼합 바인더 용액의 적용으로 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되는 것에 의해, 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 개선시킬 수 있는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
산업의 고도화와 생활수준의 향상으로 환경오염원의 양이 지속적으로 증가하고 있으며, 특히 대기공해유발물질은 공장과 같은 작업 환경뿐만 아니라 자연 대기 환경 그리고 실내 환경도 악화시키고 있다.
실내 공기는 미세먼지와 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, VOCs), 이산화탄소, 일산화탄소 등의 복합 가스상, 입자상 오염물질로 항시 오염되고 있는 실정이다. 그러나, 이에 대한 모니터링 기술은 제한적인 상황으로 이를 모니터링 및 공기 청정 효과를 위해 공기청정기의 필요성과 시장이 확대되고 있다.
휘발성 유기화합물의 대표적인 5종 VOCs(포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠) 같은 휘발성 물질의 경우, 비등점이 매우 낮으며 상온에서도 계속 기체 상태로 변해 공기를 오염시키는 대기오염물질이면서 발암성을 지닌 독성 물질이며 악취를 일으키기도 한다. VOCs는 대기 중에서 질소 산화물이나 다른 화합물들과 결합해 입자가 큰 미세먼지로 바뀌거나 오존을 생성함으로 우리 건강을 위협하는 원인을 제공한다.
미세먼지와 같은 입자는 HEPA 필터를 이용하여 걸러낼 수 있지만, VOCs는 분자상태이기 때문에 HEPA 필터로 걸러낼 수 없다. 따라서, 공기청정기에서 악취와 유해물질을 제거하기 위해서는 활성탄과 같은 흡착 필터를 사용해야 한다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0003468호(2021.01.12. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 발향목재를 이용한 활성탄 필터 및 그 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 혼합 바인더 용액의 적용으로 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되는 것에 의해, 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 개선시킬 수 있는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법은 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 바인더 용액을 형성하는 단계; 상기 혼합 바인더 용액에 활성탄 및 도전재를 첨가하고 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 활성탄 필터 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합 바인더 용액 형성 단계는, 제1 바인더를 제1 분산매에 혼합하여 상기 제1 바인더 용액을 형성하는 단계; 상기 제1 바인더와 상이한 제2 바인더를 제2 분산매에 혼합하여 상기 제2 바인더 용액을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 상기 혼합 바인더 용액을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나이고, 상기 제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 제1 바인더 및 제2 바인더는 15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가한다.
상기 교반은 1,500 ~ 3,000rpm의 속도로 1 ~ 60분 동안 실시한다.
상기 활성탄은 바이오매스로부터 유래되며, 1,500 ~ 4,000㎡/g의 비표면적 및 0.5 ~ 1.5cc/g의 기공부피를 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체는 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 제조된 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체로서, 상기 활성탄 필터 구조체는 활성탄, 도전재 및 혼합 바인더를 포함하며, 상기 활성탄 필터 구조체는 0.60 ~ 2.0g/cc 의 밀도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합 바인더는 제1 바인더 및 제2 바인더를 포함하고, 상기 제1 바인더 및 제2 바인더는 15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가된다.
상기 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나이고, 상기 제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법은 이종의 바인더를 이종의 분산매에 혼합시킨 혼합 바인더 용액의 적용으로 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되면서 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법은 성형성이 우수하여 다양한 형태로 제조하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되어, 0.60 ~ 2.0g/cc 의 밀도를 가지면서, 75 ~ 85%의 유해가스 제거율을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법은 혼합 바인더 용액 형성 단계(S110), 활성탄 필터 조성물 형성 단계(S120) 및 활성탄 필터 구조체 형성 단계(S130)를 포함한다.
혼합 바인더 용액 형성
혼합 바인더 용액 형성 단계(S110)에서는 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 바인더 용액을 형성한다.
이러한 혼합 바인더 용액 형성 단계(S110)는 제1 바인더 용액 형성 과정과, 제2 바인더 용액 형성 과정과, 혼합 바인더 용액 형성 과정을 포함할 수 있다.
제1 바인더 용액 형성 과정에서는 제1 바인더를 제1 분산매에 혼합하여 제1 바인더 용액을 형성한다.
여기서, 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
제2 바인더 용액 형성 과정에서는 제1 바인더와 상이한 제2 바인더를 제2 분산매에 혼합하여 제2 바인더 용액을 형성한다.
제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
이때, 제1 분산매와 제2 분산매는 서로 상이한 이종 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 제1 분산매로는 물을 이용하는 것이 바람직하고, 제2 분산매로는 에탄올(EtOH), 아세톤, 이소프로필알콜, N-메틸피롤리돈(NMP) 및 프로필렌글리콜(PG)를 포함하는 유기 용매 중 선택된 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액 간을 서로 상이한 이종 물질로 제조하고 이를 혼합한 혼합 바인더 용액을 적용하게 되면, 제1 및 제2 바인더 용액 간의 끓는점 차이로 인하여 활성탄과의 혼합시, 활성탄의 표면 및 내부에 미세기공을 확보하는 것이 가능하여 기공도를 높게 유지시킬 수 있게 된다.
혼합 바인더 용액 형성 과정에서는 제1 및 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 바인더 용액을 형성한다.
이때, 제1 바인더 및 제2 바인더는 15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로는 10 ~ 1 ~ 8 : 1의 중량비를 제시할 수 있다.
아울러, 교반은 1,500 ~ 3,000rpm의 속도로 1 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 교반 속도가 1,500rpm 미만이거나, 교반 시간이 1분 미만일 경우에는 제1 및 제2 바인더 용액 간이 균일하게 혼합되지 못할 우려가 있다. 반대로, 교반 속도가 3,000rpm을 초과하거나, 교반 시간이 60분을 초과할 경우에는 과도한 에너지 및 시간만을 소비할 우려가 있으므로, 경제적이지 못하다.
아울러, 교반시, 분산성 향상을 위해 초음파 처리를 함께 수행하는 것이 보다 바람직하다. 초음파 처리는 25 ~ 35KHz의 주파수 및 5 ~ 10W 출력 전압 조건으로 실시한다. 초음파 처리시, 초음파 출력 전압이 5W 미만으로 실시될 경우에는 분산성 향상 효과를 제대로 발휘하지 못할 우려가 있다. 반대로, 초음파 처리시, 초음파 출력 전압이 10W를 초과할 경우에는 과도한 초음파 인가로 인하여 활성탄이 손상되는 문제를 야기할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
활성탄 필터 조성물 형성
활성탄 필터 조성물 형성 단계(S120)에서는 혼합 바인더 용액에 활성탄 및 도전재를 첨가하고 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 형성한다.
이때, 혼합 바인더 용액에 활성탄 및 도전재를 첨가하고 혼합하게 되면, 이종의 제1 및 제2 바인더 용액 간의 끓는점 차이로 인하여 활성탄의 표면 및 내부에 미세기공을 확보하는 것이 가능하여 기공도를 높게 유지시킬 수 있게 되는 것이다. 이에 따라, 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 향상시킬 수 있게 된다.
여기서, 활성탄은 바이오매스로부터 유래되며, 1,500 ~ 4,000㎡/g의 비표면적 및 0.5 ~ 1.5cc/g의 기공부피를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
바이오매스는 10 ~ 150 mesh의 평균 직경을 갖도록 파쇄된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 바이오매스로는 톱밥(sawdust), 볏짚, 폐목의 잔가지, 나뭇가지 및 우드 스크랩, 땅콩 껍질, 벌채 부산물 등의 목질계 바이오매스, 녹조류 등을 그 예로 들 수 있다. 이러한 바이오매스는 주변에서 흔히 구할 수 있는 물질로서, 원료 확보가 용이한 장점이 있다.
이러한 바이오매스의 경우, 셀룰로즈, 헤미셀룰로즈 및 리그닌으로 구성되어 있다. 바이오매스는 펄프나 바이오 연료 등의 다양한 산업에서 그 쓰임새가 증가하는 추세이다. 바이오 연료 산업에서는 바이오매스 구성성분 중 셀룰로즈만이 당화를 거쳐 사용될 수 있는데, 헤미셀룰로즈의 경우에는 생산 중 제거가 되며, 이때 헤미셀룰로즈가 빠져 나가면서 구조가 풀어지고 공극이 생겨 활성탄 제조시 유리한 상태가 되어, 잔사 리그닌을 효과적으로 이용할 수 있다.
활성탄 필터 구조체 형성
활성탄 필터 구조체 형성 단계(S130)에서는 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 활성탄 필터 구조체를 형성한다.
롤 프레스 성형기는 압연을 통한 밀도 향상 및 두께 제어를 목적으로 하고 있으며, 상단의 롤과 하단의 롤의 두께 및 가열 온도를 제어할 수 있는 컨트롤러와, 활성탄 필터 조성물을 풀어주고 감아줄 수 있는 와인딩부로 구성된다. 이때, 롤 프레스 성형기는 상단의 롤과 하단의 롤 사이로 활성탄 필터 조성물을 통과시켜 성형하게 된다. 여기서, 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과한 활성탄 필터 성형물을 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 적어도 3회 이상 반복한 후, 모형틀에 넣고 압력을 가하는 것에 의해 원하는 형상을 갖도록 성형이 이루어진 활성탄 필터 구조체가 제조된다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법이 종료될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체는 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하는 것에 의해 제조된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체는 활성탄, 도전재 및 혼합 바인더를 포함하며, 0.60 ~ 2.0g/cc 의 밀도를 가지면서, 75 ~ 85%의 유해가스 제거율을 갖는다.
아울러, 본 발명의 혼합 바인더는 제1 바인더 및 제2 바인더를 포함하고, 제1 바인더 및 제2 바인더가 15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가된다.
이때, 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나이고, 제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법은 이종의 바인더를 이종의 분산매에 혼합시킨 혼합 바인더 용액의 적용으로 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되는 것에 의해, 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 및 그 제조 방법은 성형성이 우수하여 다양한 형태로 제조하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 미세기공 확보가 가능하여 기공도가 높게 유지되어, 0.60 ~ 2.0g/cc의 밀도를 가지면서, 75 ~ 85%의 유해가스 제거율을 나타낼 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 활성탄 필터 구조체 제조
실시예 1
폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 0.45g을 증류수 15g에 첨가하여 제1 바인더 용액을 제조하였다.
다음으로, 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 0.05g을 에탄올 0.05g에 혼합하여 제2 바인더 용액을 제조하였다.
다음으로, 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액을 혼합하고, 고속 믹서기를 이용하여 2,000rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 혼합 바인더 용액을 제조하였다.
다음으로, 혼합 바인더 용액 15.55g에 상용 활성탄인 YP50F (Kurary, Japan) 9g 및 도전재인 super-P 0.05g을 첨가하고, 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 제조하였다.
다음으로, 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 표면이 매끈해질 때까지 성형하여 활성탄 필터 구조체를 제조하였다. 이때, 롤 프레스 성형기는 상단의 롤과 하단의 롤을 포함하며, 상단의 롤과 하단의 롤 사이로 활성탄 필터 조성물을 통과시켜 성형하였다. 여기서, 상단 롤과 하단의 롤 사이를 통과한 결과물을 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 5회 반복하고 모형틀에 넣고 압력을 주어 통과시키는 방식으로 성형하였다.
실시예 2
제2 바인더로 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 대신 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether)를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄 필터 구조체를 제조하였다.
비교예 1
폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 0.45g을 증류수 15g에 첨가하고, 고속 믹서기를 이용하여 2,000rpm의 속도로 15분 동안 교반하여 바인더 용액을 제조하였다.
다음으로, 바인더 용액 15.45g에 상용 활성탄인 YP50F (Kurary, Japan) 9g 및 도전재인 super-P 0.05g을 첨가하고, 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 제조하였다.
다음으로, 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 표면이 매끈해질 때까지 성형하여 활성탄 필터 구조체를 제조하였다. 이때, 롤 프레스 성형기는 상단의 롤과 하단의 롤을 포함하며, 상단의 롤과 하단의 롤 사이로 활성탄 필터 조성물을 통과시켜 성형하였다. 여기서, 상단 롤과 하단의 롤 사이를 통과한 결과물을 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 5회 반복하고 모형틀에 넣고 압력을 주어 통과시키는 방식으로 성형하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
[표 1]
Figure 112021132516162-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체는 성형성이 매우 좋은 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체는 성형성이 보통 수준에 불과하였다.
특히, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체는 0.60g/cc 이상의 밀도를 나타내면서, 80% 이상의 유해가스 제거율을 나타내어 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력이 우수하다는 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체는 0.50g/cc의 밀도를 나타내면서, 38%의 유해가스 제거율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 비교예 1에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체는, 실시예 1에 따라 제조된 활성탄 필터 구조체에 비하여, 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같은 유해가스에 대한 흡착능력이 확연히 좋지 않은 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 혼합 바인더 용액 형성 단계
S120 : 활성탄 필터 조성물 형성 단계
S130 : 활성탄 필터 구조체 형성 단계

Claims (9)

  1. 제1 바인더 용액과 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 혼합 바인더 용액을 형성하는 단계;
    상기 혼합 바인더 용액에 활성탄 및 도전재를 첨가하고 혼합하여 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 형성하는 단계; 및
    상기 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 활성탄 필터 구조체를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 혼합 바인더 용액 형성 단계는, 제1 바인더를 제1 분산매에 혼합하여 상기 제1 바인더 용액을 형성하는 단계; 상기 제1 바인더와 상이한 제2 바인더를 제2 분산매에 혼합하여 상기 제2 바인더 용액을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 상기 혼합 바인더 용액을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나이고, 상기 제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바인더 및 제2 바인더는
    15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가하는 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 교반은
    1,500 ~ 3,000rpm의 속도로 1 ~ 60분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄은
    바이오매스로부터 유래되며, 1,500 ~ 4,000㎡/g의 비표면적 및 0.5 ~ 1.5cc/g의 기공부피를 갖는 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체 제조 방법.
  7. 반죽 상태의 활성탄 필터 조성물을 롤 프레스 성형기로 성형하여 제조된 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체로서,
    상기 활성탄 필터 구조체는 활성탄, 도전재 및 혼합 바인더를 포함하며,
    상기 혼합 바인더는 제1 바인더 및 제2 바인더를 포함하고, 상기 제1 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF; polyvinylidenefloride), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC; carboxymethylcellulose), 폴리비닐알코올(PVA; poly vinyl alcohol) 및 폴리비닐부티랄(PVB; poly vinyl butyral) 중 어느 하나이고, 상기 제2 바인더는 2-나이트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether) 및 클로로메틸 옥틸 에테르(Chloromethyl octyl ether) 중 어느 하나이고,
    상기 활성탄 필터 구조체는 0.60 ~ 2.0g/cc 의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 바인더 및 제2 바인더는
    15 : 1 ~ 5 : 1의 중량비로 첨가된 것을 특징으로 하는 흡착성능이 향상된 공기청정기용 활성탄 필터 구조체.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180079546A (ko) * 2016-12-30 2018-07-11 주식회사 유기산업 바이오매스를 이용한 활성탄의 제조방법 및 이를 이용한 필터 제조방법
KR102271900B1 (ko) * 2020-02-19 2021-07-02 (주) 세라컴 공기청정기용 흡착필터 및 그 제조방법

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