KR102596613B1 - 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

개시되는 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법은, 열가소성 고분자 수지에 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제가 첨가된 원료를 준비하는 원료 준비단계(S10); 원료를 용융방사하여 멜트블로운 방식으로 필터 여재를 제조하는 필터 여재 제조단계(20); 및 필터 여재 제조단계(20)에서 제조된 필터 여재를 코로나 방전 처리기를 이용하여 필터 여재를 형성하는 극세화된 섬유의 표면을 개질시켜 섬유의 내부에 한정된 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제를 노출시키는 필터 여재 표면 개질단계(S30);를 포함한다.

Description

항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING ANTIBACTERIAL AND ANTIVIRAL FILTER MEDIA}
본 발명(Disclosure)은, 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
통상적으로, 필터 여재에 항균 및 항바이러스 기능을 부여하는 방법으로는, 제조된 필터 여재에 항균 및 항바이러스 소재를 코팅하는 방법과, 필터 여재를 형성하는 열가소성 고분자 수지에 항균 및 항바이러스 소재를 혼입하여 필터 여재를 제조하는 방법이 있다.
그러나 전술한 방법 중 항균 및 항바이러스 소재를 코팅하는 방법은 코팅된 항균 및 항바이러스 소재가 탈락하는 문제점이 있었으며, 탈락한 항균 및 항바이러스 소재가 인체의 위해를 가하는 또 다른 문제점이 있었다.
또한, 전술한 방법 중 항균 및 항바이러스 소재를 열가소성 고분자 수지에 혼입하는 방법은 필터 여재 제조 시 항균 및 항바이러스 소재가 열가소성 고분자 수지에 코팅되기 때문에 항균 및 항바이러스 소재가 탈락되는 문제를 해결할 수 있으나 필터 여재의 표면으로 노출된 극소수의 항균 및 항바이러스 소재만이 세균 및 바이러스에 접촉하기 때문에 항균 및 항바이러스 성능이 기대에 못 미치는 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-2033119호. 한국공개특허공보 제10-2016-0030696호. 한국공개특허공보 제10-2020-0017051호. 한국공개특허공보 제10-2022-0030429호.
본 발명(Disclosure)은, 항균 및 항바이러스 첨가제의 탈락을 방지할 수 있으며, 우수한 항균 및 항바이러스 성능을 지속적으로 유지할 수 있게 하는 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따르면 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법으로서, 열가소성 고분자 수지에 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제가 첨가된 원료를 준비하는 원료 준비단계(S10); 원료를 용융방사하여 멜트블로운 방식으로 필터 여재를 제조하는 필터 여재 제조단계(20); 및 필터 여재 제조단계(20)에서 제조된 필터 여재를 코로나 방전 처리기를 이용하여 필터 여재를 형성하는 극세화된 섬유의 표면을 개질시켜 섬유의 내부에 한정된 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제를 노출시키는 필터 여재 표면 개질단계(S30);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서, 열가소성 고분자 수지는 폴리프로필렌(Polypropylen, PP) 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)일 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서의 정전기용 첨가제는 정전기 발생을 위한 2차 산화안정제일 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서, 항균 및 항바이러스 첨가제는 항균 및 항바이러스 활성이 있는 유기 항균제 또는 무기 항균제일 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서 항균 및 항바이러스 첨가제는 이산화티타늄, 이산화규소, 구리, 구리 화합물, 산화아연, 질산은, 아연 피리싸이온, 옥타데실디메틸(3-트리하이드록시실일프로필)암모늄 클로라이드가 혼합된 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서, 정전기용 첨가제는 열가소성 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2~10중량부 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 원료 준비단계(S10)에서, 항균 및 항바이러스 첨가제는 열가소성 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2~10중량부 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서, 코로나 방전 처리기의 방전 전극들은 이송되는 필터 여재와 1㎜~5㎜의 간극으로 이격 설치될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서, 방전 전극들에는 1kV~50kV의 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법의의 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서, 필터 여재는 5m/min~20m/min의 속도로 코로나 방전 처리기를 통과할 수 있다.
본 발명에 의하면, 항균 및 항바이러스 첨가제의 탈락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 항균 및 항바이러스 첨가제와 균 및 바이러스와의 접촉면적을 높일 수 있기 때문에 우수한 항균 및 항바이러스 성능을 지속적으로 유지할 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 도 1에 도시된 필터 여재 제조단계를 나타낸 순서도.
도 3은 도 1의 필터 여재 표면 개질단계를 거친 필터 여재와 도 2의 필터 여재 제조단계에서 제조된 필터 여재를 주사형 전자현미경을 이용해 촬영한 사진.
이하, 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법을 나타낸 순서도으로서, 본 발명은 원료 준비단계(S10), 필터 여재 제조단계(S20) 및 필터 여재 표면 개질단계(S30)을 포함한다.
하기에는 바람직한 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법을 설명한다.
원료 준비단계(S10)
원료 준비단계(S10)는 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 필터 여재를 제조하기 위한 원료를 준비하는 단계(S10)로, 원료 준비단계(S10)에서는 열가소성 고분자 수지에 정전기용 첨가제와, 항균 및 항바이러스 첨가제가 첨가된 원료가 펠릿 형태로 가공되어 준비된다.
여기서, 열가소성 고분자 수지는 폴리프로필렌(Polypropylen, PP) 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 일 수 있다.
정전기용 첨가제는 정전기 발생을 위한 2차 산화안정제일 수 있는데, 일례로 2차 산화안정제는 Basf社의 UV2020일 수 있다.
항균 및 항바이러스 첨가제는 항균 및 항바이러스 활성이 있는 유기 항균제 또는 무기 항균제일 수 있다.
일례로, 항균 및 항바이러스 첨가제는 이산화티타늄, 이산화규소, 구리 및 구리 화합물, 산화아연, 질산은, 아연 피리싸이온, 옥타데실디메틸(3-트리하이드록시실일프로필)암모늄 클로라이드가 혼합된 혼합물일 수 있다.
본 발명에서는 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제의 첨가량을 특별히 한정하지는 않으나, 일례로 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제는 각각 열가소성 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2~10중량부 첨가될 수 있다.
여기서, 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제가 각각 2중량부 미만으로 첨가되면 제조되는 필터 여재에서 분진포집 효율과 항균 및 항바이러스 성능을 기대할 수 없으며, 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제가 각각 10중량부를 초과하여 첨가되면 더 이상의 분진포집 효율과 항균 및 항바이러스 성능을 향상을 기대할 수 없을 뿐만 아니라 경제성이 나빠지고, 후행하는 필터 여재 제조단계(S20)에서 원료의 분산성 저하로 노즐 막힘이 원인이된다.
그리고 열가소성 고분자 수지에 정전기용 첨가제와 항균 및 항바이러스 첨가제가 첨가된 원료를 펠릿화하는 것은 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
필터 여재 제조단계(S20)
필터 여재 제조단계(S20)는 원료 준비단계(S10)에서 준비된 원료를 용융방사하여 멜트블로운 방식으로 필터 여재를 제조하는 단계(S20)이다.
도 2를 참조하여 필터 여재 제조 방법을 설명하면, 필터 여재는 원료 장입단계(S20-1), 원료 압출단계(S20-2), 원료 방사단계(S20-3), 필터 여재 형성단계(S20-4) 및 필터 여재 권취단계(S20-5)를 걸쳐 제조된다.
원료 장입단계(S20-1)는 원료 준비단계(S10)에서 준비된 원료를 압출기와 연결된 드라이 호퍼에 장입시키는 단계(S20-1)로, 원료 장입단계(S20-1)에서는 통상의 스프링 컨베이어를 통해 원료를 드라이 호퍼에 장입시킬 수 있다.
그리고 드라이 호퍼에 장입된 원료는 드라이 호퍼의 하부 측에 설치된 압출기로 이송되는데, 이렇게 드라이 호퍼에서 압출기로 이송되는 과정에서 원료는 대략 0.01~1.0%의 수분함량을 가지도록 열풍에 의해 건조될 수 있다.
원료 압출단계(S20-2)는 드라이 호퍼로부터 원료를 공급받아 이송시키면서 원료를 용융시키고, 용융된 원료를 압출시키는 단계(S20-2)로, 원료 압출단계(S20-2)에서 원료는 대략 190~230℃를 유지하면서 1,250g/min의 속도로 압출될 수 있다.
그리고 압출기에서 압출되는 용융 원료는 통상의 스크린 체인저 및 기어펌프를 거쳐 원료 방사단계(S20-3)로 공급될 수 있다.
여기서, 스크린 체인저는 압출되는 용융 원료에 포함된 이물질이 제거될 수 있게 하며, 스크린 체인저에 의해 압출기 내부의 압력은 높아지고, 이로 인해 용융 원료는 고르게 혼련될 수 있다.
그리고 기어펌프는 생산속도와 생산량을 조절할 수 있도록 용융 원료를 일정하게 원료 방사단계(S20-3)로 공급되게 하면서 압출기의 스크류의 맥동을 차단할 수 있게 한다.
원료 방사단계(S20-3)는 원료 압출단계(S20-2)에서 공급되는 용융 원료를 고온, 고압의 기체 이용해 극세화된 섬유의 형태로 방사하는 단계(S20-3)이다.
원료 방사단계(S20-3)로 공급된 용융 원료는 통상의 티 다이를 거쳐 티 다이의 하부에 설치된 방사 노즐을 통해 자중 방향으로 흘러내릴 수 있는데, 이때 방사 노즐을 통해 흘러내리는 용융 원료는 방사 노즐의 측면 측에서 분사되는 고온, 고압의 기체에 의해 자중 방향으로 신장 및 직경이 감소되어 극세화된 섬유의 형태로 방사될 수 있다.
여기서, 고온, 고압의 기체는 235~255℃일 수 있으며, 25~60㎥/min으로 분사될 수 있다.
필터 여재 형성단계(S20-4)는 원료 방사단계(S20-3)에서 방사되는 극세화된 섬유를 포집 및 결집시켜 필터 여재를 형성하는 단계(S20-4)로, 방사되는 극세화된 섬유는 통상의 컨베이어 벨트로 이루어진 포밍 테이블에 포집 및 결집되어 하나의 층을 형성하는 필터 여재로 형성될 수 있다.
다시 말해, 원료 방사단계(S20-3)에서 방사되는 극세화된 섬유는 이송되는 컨베이어 벨트에 포집되고, 포집된 극세화된 섬유는 포밍 테이블에 구비되는 석션수단에 의해 결집되어 하나의 층을 형성할 수 있게 된다.
여기서, 포밍 테이블은 방사 노즐의 수직 방향으로 대략 10~25㎝로 이격되게 배치되며, 포밍 테이블의 컨베이어 벨트는 대략 30gsm 기준으로 5m/min 내지 20m/min의 속도로 이송될 수 있다.
필터 여재 권취단계(S20-5)는 필터 여재 형성단계(S20-4)에서 형성된 필터 여재를 기 설정된 길이로 권취하는 단계(S20-5)로, 필터 여재 형성단계(S20-4)에서 형성된 필터 여재는 통상의 와인더에 의해 권취될 수 있다.
여기서, 와인더로는 터렛타입 센터 와인더, 터렛타입 서페스트 와인더, 터렛타입 갭 와인더가 사용될 수 있는데, 바람직하게는 권취되는 필터 여재의 중간부분의 차압을 낮출 수 있도록 터렛타입 갭 와인더가 사용될 수 있다.
그리고 와인더에 권취되는 필터 여재는 드라이 오븐을 통과하면서 건조될 수 있는데, 드라이 오븐의 분위기 온도는 60이상 140℃ 미만으로 설정될 수 있다.
필터 여재 표면 개질단계(S30)
필터 여재 표면 개질단계(S30)는 필터 여재를 형성하는 극세화된 섬유 내부에 한정(코팅)된 첨가제를 노출시키기 위해 단계(S30)이다.
필터 여재 표면 개질단계(S30)에서는 통상의 코로나 방전 처리기를 이용하여 필터 여재를 형성하는 극세화된 섬유의 표면을 개질할 수 있다.
일례로, 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서는 필터 여재 제조단계(S20)에서 제조되어 권취된 필터 여재를 통상의 언와이더에 거치하고, 언와이더에 거치된 필터 여재를 풀어 내면서 코로나 방전 처리기에 진입시키며, 코로나 방전 처리기에서 인출되는 필터 여재를 기 설정된 폭으로 슬리팅한 후 슬리팅된 필터 여재를 다시 권취할 수 있다.
여기서, 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서는 이용되는 코로나 방전 처리기는 통상의 방전 전극을 포함하는데, 방전 전극은 이송되는 필터 여재의 상부 측 및 하부 측을 지향하도록 이송되는 필터 여재의 상하부 측에 각각 1 내지 6개가 설치될 수 있다.
이때, 방전 전극들은 이송되는 필터 여재와 대략 1㎜~5㎜의 간극(air gap)으로 이격될 수 있으며, 방전 전극들에서는 대략 1kV~50kV의 전압이 인가될 수 있다.
여기서, 방전 전극들과 필터 여재의 간극이 1㎜ 미만이면, 이송되는 필터 여재와 방전 전극들이 충돌할 수 있을 뿐만 아니라 필터 여재에 화염이 발생하거나 미세한 구멍이 발생하고, 방전 전극들과 필터 여재의 간극이 5㎜를 초과하면 공급전력이 커져야 하기 때문에 과도한 에너지의 소모로 제조단가가 상승하게 된다.
또한, 방전 전극들에 1kV미만의 전압이 인가되면 하전입자의 발생량이 저하되어 극세화된 섬유의 표면을 개질하기 어렵고, 분진포집효율 및 항균 항바이러스 성능이 저하되며, 방전 전극들에 50kV를 초과하는 전압이 인가되면 하전입자의 발생량 증가로 극세화된 섬유의 표면을 연소시키거나 미세 구멍을 발생시킬 수 있으며, 과도한 에너지의 소모로 제조단가가 상승하게 된다.
그리고 필터 여재는 대략 5m/min~20m/min의 속도로 코로나 방전 처리기를 통과할 수 있는데, 필터 여재의 이송속도가 5m/min 미만이면 필터 여재 생산효율이 저하되고, 표면 연소나 구멍이 발생할 수 있으며, 필터 여재의 이송속도가 20m/min를 초과하면 부족한 개질 효과로 인해, 분진포집효율 및 항균 항바이러스 성능이 저하되며, 상대적으로 방전 전극들에 큰 전압을 인가하여야 하기 때문에 과도한 에너지의 소모로 제조단가가 상승하게 된다.
도 3은 필터 여재 표면 개질단계(S30)를 거친 필터 여재(#1)와 필터 여재 제조단계(S20)에서 제조된 필터 여재(#2)를 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해 촬영한 사진으로, 도 3에서 확인할 수 있듯이 필터 여재 제조단계(S20)에서 제조된 필터 여재(#2)는 극세화된 섬유의 표면에 아무런 상처(요철)가 생성되어 있지 않음을 확인할 수 있었다.
이에 비하여, 필터 여재 표면 개질단계(S30)를 거친 필터 여재(#1)는 극세화된 섬유의 표면에 상처(요철)들이 형성된 것을 확인 할 수 있었으며, 이로 인해 필터 여재 표면 개질단계(S30)를 거친 필터 여재(#1)는 극세화된 섬유 내부에 한정(코팅)된 정전기용 첨가제와, 항균 및 항바이러스 첨가제를 외부로 노출시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 따라 제조된 필터 여재는 공기필터, 자동차용 캐빈 필터, 마스크용 필터, 공기청정기용 필터, 공조기 필터, 건축용 열교환기 필터, 헤파(HEPA)필터 등 다양한 분야에 적용하여 사용할 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법으로서,
    열가소성 고분자 수지, 상기 열가소성 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2~10중량부의 정전기용 첨가제와 상기 열가소성 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2~10중량부의 항균 및 항바이러스 첨가제가 첨가된 원료를 준비하는 원료 준비단계(S10);
    상기 원료를 용융방사하여 멜트블로운 방식으로 필터 여재를 제조하는 필터 여재 제조단계(S20); 및
    상기 필터 여재 제조단계(20)에서 제조된 상기 필터 여재를 코로나 방전 처리기를 이용하여 상기 필터 여재를 형성하는 극세화된 섬유의 표면을 개질시켜 상기 섬유의 내부에 한정된 상기 정전기용 첨가제와 상기 항균 및 항바이러스 첨가제를 노출시키는 필터 여재 표면 개질단계(S30);를 포함하며,
    상기 필터여재 제조단계(S20)는,
    상기 원료 준비단계(S10)에서 준비된 상기 원료를 압출기와 연결된 드라이 호퍼에 장입시키는 원료 장입단계(S20-1);
    상기 드라이 호퍼로부터 상기 원료를 공급받아 이송시키면서 상기 원료가 190~230℃의 온도를 유지하도록 용융시키면서 1,250g/min의 속도로 압출하는 원료 압출단계(S20-2);
    상기 원료 압출단계(S20-2)에서 공급되는 융용 원료를 극세화된 섬유의 형태로 방사하는 원료 방사단계(S20-3);
    상기 원료 방사단계(S20-3)에서 방사되는 상기 극세화된 섬유를 컨베이어 벨트로 이루어진 포밍 테이블에 포집 및 결집시켜 상기 필터 여재를 형성하는 필터 여재 형성단계(S20-4); 및
    상기 필터 여재 형성단계(S20-4)에서 형성된 상기 필터 여재를 와인더에 권취하는 필터 여재 권취단계(S20-5);를 포함하되,
    상기 원료 장입단계(S20-1)에서 상기 드라이 호퍼에 장입된 상기 원료는 상기 압출기로 이송되는 과정에서 0.01~1.0%의 수분함량을 가지도록 열풍에 이해 건조되고,
    상기 원료 방사단계(S20-3)에서 공급되는 상기 용융 원료는 티 다이를 거쳐 상기 티 다이의 하부에 설치된 방사 노즐을 통해 자중 방향으로 흘러내리고, 상기 방사 노즐을 통해 흘러내리는 상기 용융 원료는 상기 방사 노즐의 측면 측에서 분사되는 고온, 고압의 기체에 의해 자중 방향으로 상기 극세화된 섬유의 형태로 방사되되, 상기 고온, 고압의 기체는 235~255℃의 온도 및 25~60㎥/min으로 분사되며,
    상기 필터 여재 형성단계(S20-4)에서 상기 포밍 테이블은 상기 방사 노즐의 수직 방향으로 10~25㎝ 이격 배치되며, 상기 포밍 테이블은 30gsm 기준으로 5m/min 내지 20m/min의 속도로 이송되고,
    상기 필터 여재 권취단계(S20-5)에서 상기 와인더에 권취되는 상기 필터 여재는 60℃ 이상 140℃ 미만의 분위기 온도를 가지는 드라이 오븐을 통과하며,
    상기 필터 여재 표면 개질단계(S30)에서,
    상기 코로나 방전 처리기의 방전 전극들은 이송되는 상기 필터 여재와 1㎜~5㎜의 간극으로 이격 설치되고,
    상기 방전 전극들에는 1kV~50kV의 전압이 인가되며,
    상기 필터 여재는 5m/min~20m/min의 속도로 상기 코로나 방전 처리기를 통과하는 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 준비단계(S10)에서,
    열가소성 고분자 수지는 폴리프로필렌(Polypropylen, PP) 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)인 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 준비단계(S10)에서,
    상기 정전기용 첨가제는 정전기 발생을 위한 2차 산화안정제인 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 준비단계(S10)에서,
    상기 항균 및 항바이러스 첨가제는 항균 및 항바이러스 활성이 있는 유기 항균제 또는 무기 항균제인 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 준비단계(S10)에서,
    상기 항균 및 항바이러스 첨가제는 이산화티타늄, 이산화규소, 구리, 구리 화합물, 산화아연, 질산은, 아연 피리싸이온, 옥타데실디메틸(3-트리하이드록시실일프로필)암모늄 클로라이드가 혼합된 항균 및 항바이러스 필터 여재의 제조방법.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100191345B1 (ko) * 1992-01-08 1999-06-15 마에다 가쯔노스께 항균성 일렉트릿 재료
KR20160030696A (ko) 2014-09-11 2016-03-21 전북대학교산학협력단 유해 물질 저감 및 항균 기능을 갖는 필터 및 이의 제조방법
KR20170021853A (ko) * 2014-06-23 2017-02-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 전하 증대 첨가제를 갖는 일렉트릿 웨브
KR102033119B1 (ko) 2017-03-27 2019-10-16 도레이케미칼 주식회사 항균 및 항바이러스용 양전하 필터 및 이의 제조방법
KR20200017051A (ko) 2018-08-08 2020-02-18 연세대학교 산학협력단 전기 방사를 이용한 항균필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 항균필터
KR20220030429A (ko) 2020-08-31 2022-03-11 한국재료연구원 코팅 내구성이 향상된 항균 또는 항바이러스 필터
JP2022112128A (ja) * 2021-01-21 2022-08-02 住友金属鉱山株式会社 抗菌・抗ウィルス性繊維とその製造方法および繊維製品

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100191345B1 (ko) * 1992-01-08 1999-06-15 마에다 가쯔노스께 항균성 일렉트릿 재료
KR20170021853A (ko) * 2014-06-23 2017-02-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 전하 증대 첨가제를 갖는 일렉트릿 웨브
KR20160030696A (ko) 2014-09-11 2016-03-21 전북대학교산학협력단 유해 물질 저감 및 항균 기능을 갖는 필터 및 이의 제조방법
KR102033119B1 (ko) 2017-03-27 2019-10-16 도레이케미칼 주식회사 항균 및 항바이러스용 양전하 필터 및 이의 제조방법
KR20200017051A (ko) 2018-08-08 2020-02-18 연세대학교 산학협력단 전기 방사를 이용한 항균필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 항균필터
KR20220030429A (ko) 2020-08-31 2022-03-11 한국재료연구원 코팅 내구성이 향상된 항균 또는 항바이러스 필터
JP2022112128A (ja) * 2021-01-21 2022-08-02 住友金属鉱山株式会社 抗菌・抗ウィルス性繊維とその製造方法および繊維製品

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