KR102640752B1 - Freely moving filter for removing fine dust comprising a fibrous carrier and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유상 담체를 포함하는 미세먼지 제거용 유동형 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공청소기의 배기구에서 나오는 공기를 정화하고 집진부에 포집된 쓰레기 및 분진을 처리하는 과정에서 발생하는 유해 물질 및 먼지의 비산을 억제하기 위한 유동형 필터에 관한 것이다.
이를 구현하기 위해 집진부에 도입하는 구형의 섬유상 담체(21); 상기 담체의 먼지 흡착 성능을 향상하기 위한 이온성 물질(23); 담체에 흡착된 먼지의 탈착 억제를 위한 점착성 물질(24); 및 먼지와 함께 먼지통에 유입된 유해 세균 박멸 및 이의 비산 방지를 위한 살균세정 물질(25)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a flow-type filter for removing fine dust containing a fibrous carrier and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a flow-type filter for removing fine dust containing a fibrous carrier, and more specifically, to a method of manufacturing the same, and more specifically, to purifying the air coming out of the exhaust port of a vacuum cleaner and treating the waste and dust collected in the dust collection unit. It relates to a flow-type filter for suppressing the scattering of harmful substances and dust.
To implement this, a spherical fibrous carrier (21) introduced into the dust collection unit; Ionic material (23) to improve the dust adsorption performance of the carrier; Adhesive material for suppressing desorption of dust adsorbed on the carrier (24); and a sterilizing and cleaning material (25) for eradicating harmful bacteria that have entered the dust bin along with dust and preventing them from scattering.
Description
본 발명은 섬유상 담체를 포함하는 미세먼지 제거용 유동형 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공청소기의 배기구에서 나오는 공기를 정화하고 집진부에 포집된 쓰레기 및 분진을 처리하는 과정에서 발생하는 유해 물질 및 먼지의 비산을 억제하기 위한 유동형 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a flow-type filter for removing fine dust containing a fibrous carrier and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a flow-type filter for removing fine dust containing a fibrous carrier, and more specifically, to a method of manufacturing the same, and more specifically, to purifying the air coming out of the exhaust port of a vacuum cleaner and treating the waste and dust collected in the dust collection unit. It relates to a flow-type filter for suppressing the scattering of harmful substances and dust.
이를 구현하기 위해 집진부에 도입하는 구형의 섬유상 담체(21); 상기 담체의 먼지 흡착 성능을 향상하기 위한 이온성 물질(23); 담체에 흡착된 먼지의 탈착 억제를 위한 점착성 물질(24); 및 먼지와 함께 먼지통에 유입된 유해 세균 박멸 및 이의 비산 방지를 위한 살균세정 물질(25)을 포함하는 것을 특징으로 한다.To implement this, a spherical fibrous carrier (21) introduced into the dust collection unit; Ionic material (23) to improve the dust adsorption performance of the carrier; Adhesive material for suppressing desorption of dust adsorbed on the carrier (24); and a sterilizing and cleaning material (25) for eradicating harmful bacteria that have entered the dust bin along with dust and preventing them from scattering.
진공청소기는 모터의 구동에 의해 진공압을 발생시켜 먼지나 이물질을 흡입하는 청소 장치이다. 그 형태에 따라 크게 캐니스터형, 업라이트형, 실린더형, 핸디/스틱형으로 구분되며 먼지 집진 방법에 따라서는 먼지봉투 방식과 싸이클론 방식으로 나눌 수 있다. A vacuum cleaner is a cleaning device that generates vacuum pressure by driving a motor and sucks in dust or foreign substances. Depending on the form, it is largely divided into canister type, upright type, cylinder type, and handy/stick type, and depending on the dust collection method, it can be divided into dust bag type and cyclone type.
한편, 기능적인 측면에서 싸이클론 방식 청소기의 집진장치는 먼지가 포함된 공기를 회전시켜 원심력에 의해 먼지를 분리하는 원심분리기와 분리된 먼지를 수집하는 먼지통으로 구분되는데, 일반적으로 캐니스터형인 경우 상기 기능 공간이 구분되어 있으며 핸디/스틱형에서는 공간의 제약으로 원심분리장치와 먼지통이 한 공간에 설치되어 있다. Meanwhile, in terms of functionality, the dust collection device of a cyclone type vacuum cleaner is divided into a centrifugal separator that rotates air containing dust and separates the dust by centrifugal force, and a dust bin that collects the separated dust. In general, in the case of a canister type, the above function is used. The spaces are separated, and in the handy/stick type, the centrifugal separator and dust bin are installed in one space due to space constraints.
먼지 흡입 및 분리 과정을 단계별로 상술하면 집진장치에 흡입된 이물질이 싸이클론의 원심력에 의해 큰 먼지와 작은 먼지(또는 미세먼지)로 나뉘게 되고, 큰 먼지는 중력에 의해 먼지통에 쌓이면서 작은 먼지는 공기와 함께 싸이클론 중심부로 유도되어 필터를 통해 걸러지며 공기는 배기구를 통해 배출된다. 그러나 상기 집진장치에서 큰 먼지와 미세먼지가 온전하게 분리되지 않으며 따라서 먼지통에 그대로 남아 있는 상당량의 미세먼지와 이에 포함된 유해세균들이 사용자가 먼지통을 비우는 과정에서 비산하면서 인체의 호흡기로 흡입될 가능성이 있다. If we describe the dust suction and separation process step by step, the foreign substances sucked into the dust collection device are divided into large dust and small dust (or fine dust) by the centrifugal force of the cyclone, and the large dust is accumulated in the dust bin by gravity, and the small dust is left in the air. It is guided to the center of the cyclone and filtered, and the air is discharged through the exhaust port. However, large dust and fine dust are not completely separated in the dust collection device, and therefore, there is a possibility that a significant amount of fine dust remaining in the dust container and the harmful bacteria contained therein may be scattered and inhaled into the human respiratory tract during the user's emptying of the dust container. there is.
특히 PM2.5(입경 2.5㎛)이하의 초미세먼지는 호흡시 폐 깊숙히 흡입되어 폐포나 기관지 등에 침착하여 폐암, 천식, 호흡곤란 등을 일으키고 면역력을 약화시키기 때문에 인체 위해성이 높고 표면적이 크므로 유해성 금속이나 가스상 오염 물질의 흡착이 용이하기 때문에 체내 침착시 인체에 독성 물질로 작용할 수 있다. 이에 따라 국내에서도 환경부가 2011년 3월 초미세먼지의 대기환경 기준을 마련하여 규제를 강화하고 있는 상황이다. In particular, ultrafine dust of PM2.5 (particle size 2.5㎛ or less) is inhaled deep into the lungs when breathing and deposits in the alveoli and bronchial tubes, causing lung cancer, asthma, difficulty breathing, etc., and weakening the immune system, so it poses a high risk to the human body and is harmful due to its large surface area. Because metals and gaseous contaminants are easily absorbed, they can act as toxic substances to the human body when deposited in the body. Accordingly, in Korea, the Ministry of Environment is strengthening regulations by establishing air quality standards for ultrafine dust in March 2011.
진공청소기 사용 중 미세먼지 배출을 억제하는 일반적인 방법은, 배기구 전단에 헤파 필터 (HEPA Filter)를 설치하는 것으로 현재 대부분의 진공청소기에 장착되어 있다. 한편 미세먼지를 99% 이상 차단하기 위해서는 H12 등급 이상의 고성능 헤파 필터를 사용해야 하는데 지속적인 성능이 발휘되기 위해서는 이를 주기적으로 교체해 주어야 한다. 특히 PM2.5 이하의 초미세먼지를 차단하기 위해서는 고가의 H14 등급 이상의 헤파 필터가 사용되어야 하나, 기술적인 문제와 원가부담 때문에 고가의 진공청소기 외에는 채택이 어려운 실정이다. A common way to suppress fine dust emissions while using a vacuum cleaner is to install a HEPA filter in front of the exhaust port, which is currently installed on most vacuum cleaners. Meanwhile, in order to block more than 99% of fine dust, a high-performance HEPA filter of H12 grade or higher must be used, and for continuous performance, it must be replaced periodically. In particular, in order to block ultrafine dust below PM2.5, an expensive HEPA filter of H14 grade or higher must be used, but due to technical problems and cost burden, it is difficult to adopt it except for expensive vacuum cleaners.
또한 진공청소기에 헤파 필터가 설치되어 있더라도, 필터를 감싸고 있는 프레임이나 주변 부품 사이에 미세한 유격이 있는 경우에는 미세먼지 차단 효율이 급격하게 감소하는 문제점이 있다.In addition, even if a HEPA filter is installed in the vacuum cleaner, if there is a slight gap between the frame surrounding the filter or surrounding parts, the efficiency of blocking fine dust decreases rapidly.
기존의 선행특허에서는 배기구를 통해 청소기 외부로 나오는 배기가스가 미청소 구역으로 배출되어 실내에 부유하지 않도록 하기 위해 배기구 주변에 가이드 기구물을 설치하는 방법을 제안하고 있다(특허문헌 1). 또 진공청소기 내에서 액적을 분사시켜 싸이클론에서 분리된 미세먼지를 흡입/응집함으로써 먼지를 분리하는 방법이 제안되었는데 이를 위해서는 진공 청소기내에 물 저장부 및 분사장치 등이 설치되어야 하는 바, 구조가 복잡하고 실용성에 있어서 문제점이 있는 것으로 판단된다(특허문헌 2). An existing prior patent proposes a method of installing a guide device around the exhaust port to prevent the exhaust gas coming out of the vacuum cleaner through the exhaust port into an uncleaned area and not floating indoors (Patent Document 1). In addition, a method of separating dust was proposed by spraying liquid droplets within a vacuum cleaner and sucking/coagulating fine dust separated from the cyclone. This requires a water storage unit and a spray device to be installed within the vacuum cleaner, making the structure complicated. It is judged that there is a problem in practicality (Patent Document 2).
먼지 포집체 중에 상존하는 진드기, 곰팡이 등의 퇴치와 아울러 청소 중 소취/방향 효과 구현을 위해 청소기 배기구 부위에 대전용 금속판을 설치, 이 표면에 살충, 살균 및 방향제 성분을 도포하는 방안을 제안하고 있기도 하다(특허문헌 3). 이와 관련하여 일본특허에서는 진공청소기 내부의 먼지봉투에서 발생하는 진드기와 냄새를 제거하기 위한 여러 기술들이 제시되었지만, 진공 청소기 내의 포집체에 상주하는 진드기 및 여러 잡균을 근원적으로 제거할 수 있는 방법은 아닌 것으로 판단된다(특허문헌 4). In order to eradicate mites, mold, etc. that exist in dust collectors, as well as to achieve a deodorizing/framing effect during cleaning, it is proposed to install an electrifying metal plate on the exhaust port of the vacuum cleaner and apply insecticidal, sterilizing, and air freshener ingredients to this surface. Do (Patent Document 3). In this regard, the Japanese patent proposed several technologies for removing mites and odors generated from the dust bag inside the vacuum cleaner, but it is not a method that can fundamentally remove mites and various other germs residing in the dust bag inside the vacuum cleaner. It is judged that this is the case (patent document 4).
한편, 최근에 출시되는 고가의 스틱형 진공청소기 시스템에는 별도의 먼지 흡입 장치가 구성되어 있어, 비교적 용이하게 먼지통 내부의 먼지와 쓰레기를 상기 장치내 먼지 포집 봉투로 옮길 수 있으나, 이 역시 이송 과정에서 일부 먼지가 외부로 비산하고 아울러 먼지 포집 봉투의 교체 주기가 길어(보통 3~6개월) 근본적인 해결 방안은 아닌 것으로 판단된다. Meanwhile, the expensive stick-type vacuum cleaner systems released recently are equipped with a separate dust suction device, allowing the dust and waste inside the dust bin to be relatively easily transferred to the dust collection bag within the device, but this also requires a separate dust suction device. Because some dust scatters to the outside and the dust collection bag replacement cycle is long (usually 3 to 6 months), it is not considered a fundamental solution.
따라서 상기 문제점들을 해결하기 위해, 청소기 시스템의 구조 변경에 따른 추가적인 비용 상승 없이 청소기의 미세먼지의 제거 효율을 향상하고 사용 편의성을 제고하기 위한 다양한 기술적 방안이 요구되고 있다.Therefore, in order to solve the above problems, various technical measures are required to improve the fine dust removal efficiency of the vacuum cleaner and improve the convenience of use without additional cost increases due to structural changes to the vacuum cleaner system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 진공청소기내 먼지통의 공간 제약상의 문제 및 유해한 미세먼지의 완전 제거가 어려운 점을 해결하고자 하는데 목적이 있다.The problem to be solved by the present invention is to solve the problem of space limitations of the dust bin in a conventional vacuum cleaner and the difficulty of completely removing harmful fine dust.
또한 고성능 헤파 필터를 설치하는 기술적인 문제 및 원가부담을 줄이면서, 미세먼지 제거 효율을 높이는 것은 물론이고 진드기 및 잡균과 같은 유해세균을 퇴치할 수 있는 다기능의 유동형 필터(20)를 제공하는 데 있다. In addition, it provides a multi-functional floating filter (20) that can eliminate harmful bacteria such as mites and germs as well as increase fine dust removal efficiency while reducing the technical problems and cost burden of installing a high-performance HEPA filter. .
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구형의 섬유상 담체(21)에, 먼지 흡착 성능 향상을 위한 이온성 물질(23) 1~15 중량%, 흡착 먼지의 탈착을 억제하기 위한 점착성 물질(24) 0.5~5.0 중량%; 포집된 먼지의 유해균 박멸을 위한 살균세정 물질(25) 1~10 중량%; 및 탈이온수(미도시) 70~97.5 중량%;가 포함된 것을 특징으로 하는, 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)를 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention is a spherical fibrous carrier (21), 1 to 15% by weight of an ionic material (23) to improve dust adsorption performance, and an adhesive material (24) to suppress desorption of adsorbed dust. 0.5~5.0% by weight; 1 to 10% by weight of sterilizing and cleaning material (25) for eradicating harmful bacteria in collected dust; and 70 to 97.5% by weight of deionized water (not shown). A flow-type filter (20) for removing fine dust is provided.
상기 섬유상 담체는(21)는 지름 5~20 mm 모상 표면을 가진 다공성인 것을 특징으로 한다.The fibrous carrier (21) is characterized as being porous with a hair-like surface having a diameter of 5 to 20 mm.
상기 섬유상 담체(21)는 벌크밀도(bulk density)가 0.1~0.5 g/cm3 범위인 것을 특징으로 한다.The fibrous carrier 21 is characterized in that the bulk density is in the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 .
상기 섬유상 담체(21)는 합성섬유와 천연섬유 중 어느 하나 또는 이들을 혼합한 것으로, 스프레이 시험법에 의한 발수도 50~80으로 제어 가공된 물질인 것을 특징으로 하며, 특히 상기 합성섬유는 나일론, 폴리에스터, 아크릴, 폴리비닐알코올 중에서 선택된 어느 하나이고, 상기 천연섬유는 면사, 견사, 마, 양모 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The fibrous carrier 21 is one of synthetic fibers and natural fibers or a mixture thereof, and is characterized in that it is a material that has been controlled to have a water repellency of 50 to 80 by a spray test method. In particular, the synthetic fibers include nylon and poly. It is any one selected from ester, acrylic, and polyvinyl alcohol, and the natural fiber is any one selected from cotton yarn, silk yarn, hemp, and wool.
상기 이온성 물질(23)은 양이온성 또는 음이온성 또는 양쪽성을 가진 계면 활성 물질이거나, 양이온성, 음이온성, 양쪽성 각각의 성질을 가진 모노머로부터 유화 중합된 수지 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.The ionic material 23 is characterized as being selected from a cationic, anionic, or amphoteric surface active material, or a resin emulsion polymerized from monomers with cationic, anionic, or amphoteric properties.
상기 점착성 물질(24)은 아크릴계 모노머를 기재로 가교 중합된 수지에서선택된 것을 특징으로 한다.The adhesive material 24 is characterized in that it is selected from a resin cross-polymerized based on an acrylic monomer.
상기 살균세정 물질(25)은 구연산(C6H8O7)을 선택하거나, 당밀 또는 가수분해한 전분의 미생물 발효 공정에 의해 제조된 유기산 물질 중에서 선택된 것을 특징으로 한다.The sterilizing and cleaning material 25 is characterized by being selected from citric acid (C6H8O7) or an organic acid produced by a microbial fermentation process of molasses or hydrolyzed starch.
또한 (A) 섬유상 담체(21)를 선정하는 단계; (B) 상기 섬유상 담체(21)를 전처리하는 단계; (C) 상기 전처리된 섬유상 담체(21)의 발수성을 제어하는 단계; (D) 상기 (C)단계의 섬유상 담체(21)를 이온화 물질(23)로 이온화하는 단계; (E) 점착성 물질(24)을 선정하고 이를 살균세정 물질(25)과 혼합하는 단계; 및 (F) 상기 (E)단계의 혼합물을 (D)단계의 이온화한 담체에 도포하는 단계;를 거쳐서 제조되는, 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)의 제조방법을 특징으로 한다. Additionally, (A) selecting a fibrous carrier (21); (B) pretreating the fibrous carrier 21; (C) controlling the water repellency of the pretreated fibrous carrier 21; (D) ionizing the fibrous carrier 21 of step (C) with an ionizing material 23; (E) selecting an adhesive material (24) and mixing it with a sterilizing and cleaning material (25); and (F) applying the mixture of step (E) to the ionized carrier in step (D).
상기의 제조방법으로 제조된 유동형 필터(20)는 진공청소기에 사용될 수 있다.The flow-type filter 20 manufactured by the above manufacturing method can be used in a vacuum cleaner.
본 발명에 따르면, 화학처리된 유동형 필터(20)를 사용함으로 인해, 기존 청소기 시스템의 구조 변경을 할 필요도 없이, 완벽한 미세먼지 흡착/제거가 가능하므로 별도의 설계비용이 절감될 수 있다.According to the present invention, by using the chemically treated flow-type filter 20, it is possible to completely adsorb/remove fine dust without having to change the structure of the existing vacuum cleaner system, thereby reducing separate design costs.
또한 진공청소기 가동 후 먼지통에 쌓인 분진 쓰레기의 먼지 비산을 방지하고 유해 세균도 함께 퇴치할 수 있으므로, 청정성, 편의성 및 쾌적성 등이 우수하다.In addition, it prevents scattering of dust accumulated in the dust bin after operating the vacuum cleaner and also eradicates harmful bacteria, thereby improving cleanliness, convenience, and comfort.
도 1은 본 발명의 유동형 필터(20)들이 진공청소기의 집진부에 도입되어 있는 형상을 보여주는 개념도이다
도 2는 유동형 필터(20)을 구성하는 내부 구조의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 유동형 필터(20)의 실제사진이다.
도 4는 유동형 필터(20)를 제조하는 단계의 흐름도이다.Figure 1 is a conceptual diagram showing the shape of the flow-type filters 20 of the present invention introduced into the dust collection part of a vacuum cleaner.
Figure 2 is a schematic diagram of the internal structure constituting the flow-type filter 20.
Figure 3 is an actual photograph of the flow-type filter 20 manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart of steps for manufacturing the flow-type filter 20.
이하, 본 발명을 도 1~도 4를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail focusing on FIGS. 1 to 4.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.
본 발명의 일실시예에 의하면, 구형 모상의 다공질 섬유상 담체(21)에 이온성 물질(23), 점착성 물질(24), 살균세정 물질(25)을 침적 또는 정착시켜 만든 후에 이를 진공청소기의 집진부에 도입하게 된다. According to one embodiment of the present invention, the ionic material 23, the adhesive material 24, and the sterilizing cleaning material 25 are deposited or fixed on the spherical porous fibrous carrier 21 and then placed in the dust collection unit of a vacuum cleaner. will be introduced in.
도 1은 본 발명의 유동형 필터(20)들이 진공청소기의 집진부에 도입되어 있는 형상을 보여주는 개념도이다. 청소기가 작동되면, 상기 유동형 필터(20)들은 그 내부에서 자유롭게 활동하게 된다. Figure 1 is a conceptual diagram showing the shape of the flow-type filters 20 of the present invention introduced into the dust collection part of a vacuum cleaner. When the vacuum cleaner operates, the floating filters 20 move freely within it.
여기서의 섬유상 담체(21)는 기공의 크기, 발수도의 제어가 가능한 물성을 가져야 한다. 그러기 위해서 섬유상 담체(21) 물질로는 나일론, 폴리에스터, 아크릴, 폴리비닐알코올 등을 기재로 한 합성섬유와 면사, 견사, 마, 양모 등을 기재로 한 천연섬유를 각각 또는 혼합하여 사용할 수 있는데, 상기 담체는 미세먼지를 여과, 포집할 수 있는 10 ㎛ 이하 크기의 기공을 가지고 있어야 한다.Here, the fibrous carrier 21 must have physical properties that allow control of pore size and water repellency. To this end, as the material for the fibrous carrier 21, synthetic fibers based on nylon, polyester, acrylic, polyvinyl alcohol, etc., and natural fibers based on cotton thread, silk thread, hemp, wool, etc. can be used separately or in combination. , the carrier must have pores of 10 ㎛ or less in size to filter and collect fine dust.
또한 상기 담체는 먼지통 내에서 자유롭게 원활히 움직이는 특성을 가져야 하므로 벌크밀도(bulk density)이 0.1~0.5 g/cm3 범위로 제한된다. 벌크밀도 0.5 g/cm3 를 초과하면 필터 내부에 충분한 기공을 확보하기 어려우며 0.1 g/cm3 미만에서는 필터 표면에 도포되는 물질의 코팅 제어가 어려워 기능상 제약이 발생한다. In addition, the carrier must have the characteristic of moving freely and smoothly within the dust bin, so its bulk density is limited to the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 . If the bulk density exceeds 0.5 g/cm 3 , it is difficult to secure sufficient pores inside the filter, and if it is less than 0.1 g/cm 3 , it is difficult to control the coating of the material applied to the filter surface, resulting in functional limitations.
상기 담체의 크기는 진공청소기 브러시나 호스를 통해 흡입될 수 있도록 충분히 작아야 하며 외형은 특별한 제약은 없으나 모상(毛相) 표면을 가진 지름 5~20mm 구형이 가장 바람직하다. The size of the carrier must be small enough to be sucked through a vacuum cleaner brush or hose, and there are no particular restrictions on its appearance, but a sphere with a hair-like surface and a diameter of 5 to 20 mm is most preferable.
특히 상기 담체에 도포할 물질 중 살균세정 성분은 먼지통으로 이송된 후 싸이클론 원심력에 의해 담체로부터 탈리되어야 하므로 적당한 발수 성능을 갖고 있어야 한다. 발수 성능은 스프레이법에 의한 발수도 50~80이 바람직하며 발수도 50 미만에서는 먼지통 내의 살균 정화가 어렵고, 발수도 80을 초과하면 먼지통내 수분 과다로 진공청소기의 손상을 초래할 가능성이 있다.In particular, among the substances to be applied to the carrier, the sterilizing and cleaning component must have adequate water-repellent performance because it must be separated from the carrier by cyclonic centrifugal force after being transferred to the dust bin. The water repellency performance is preferably 50 to 80 by spraying. If the water repellency is less than 50, it is difficult to sterilize and purify the dust bin, and if the water repellency exceeds 80, excessive moisture in the dust bin may cause damage to the vacuum cleaner.
먼저 섬유상 담체(21)의 미세먼지 흡착 효율 향상을 위해서는 표면에 이온성 물질(23)을 코팅하는 것이 필요하다. 특히 초미세먼지는 화학적으로 이온, 금속, 탄소성분으로 이루어져 있고 특히 이온 성분은 40~50%를 차지하고 있으며 이들은 양이온(Cation)과 음이온(Anion)이 결합한 화합물로 존재한다. 이온 성분 중에서도 특히 황산이온(SO42-), 질산이온(NO3-), 암모늄이온(NH4+) 성분이 전체 이온 물질의 94%로 대부분을 차지하고 있다. 따라서 담체에 제거 대상 이온과 반대 전하를 갖는 이온성 물질(23)을 침적시키고 집진부에 도입함으로써 정전기적 인력을 이용하여 미세먼지를 제거할 수 있다. First, in order to improve the fine dust adsorption efficiency of the fibrous carrier 21, it is necessary to coat the surface with an ionic material 23. In particular, ultrafine dust is chemically composed of ions, metals, and carbon components. In particular, ionic components account for 40 to 50%, and they exist as a compound of cations and anions. Among ionic components, especially sulfate ions (SO42-), nitrate ions (NO3-), and ammonium ions (NH4+) account for most of the total ionic substances, at 94%. Therefore, fine dust can be removed using electrostatic attraction by depositing an ionic material 23 having an opposite charge to the ion to be removed on the carrier and introducing it into the dust collection unit.
이온성 물질(23)은 양이온성 또는 음이온성 또는 양쪽성을 가진 계면 활성제이거나, 양이온성, 음이온성, 양쪽성 각각의 성질을 가진 모노머로부터 유화 중합된 수지 중에서 선택되는 것이 바람직하다. The ionic material 23 is preferably a cationic, anionic, or amphoteric surfactant, or a resin emulsion polymerized from monomers having cationic, anionic, or amphoteric properties.
양이온제로는 poly DADMAC(diallyldimethyl ammonium chloride), polyvinyl amine, polyacrylamide 등의 유기계를 사용할 수 있으며, 염화알루미늄 (aluminum chloride), 황산알루미늄(aluminum sulfate), 염화철(iron chloride) 등의 무기계를 각각 사용할 수 있다.As a cationic agent, organic agents such as poly DADMAC (diallyldimethyl ammonium chloride), polyvinyl amine, and polyacrylamide can be used, and inorganic agents such as aluminum chloride, aluminum sulfate, and iron chloride can be used, respectively. .
음이온제로는 PSS(poly sodium 4-styrene sulfonate), 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 카르복실레이트(carboxylate), 설포네이트(sulphonate) 등과 이들의 조합으로 구성될 수 있다. Anionic agents may be composed of PSS (poly sodium 4-styrene sulfonate), phosphate, phosphonate, carboxylate, sulphonate, etc., and combinations thereof.
양쪽성 이온제로는 수용액에서 이온화할 수 있고 이에 따라 섬유상 담체 (21)의 표면에 양이온성과 음이온성 특성을 동시에 부여할 수 있는 물질로서 베타인(betaine), 아민옥사이드(amine oxide), 아세틸화 아미노산(acetylated amino acid), 아미노프로피오네이트(aminopropionates) 등과 이들의 조합으로 구성될 수 있다. The amphoteric ion agent is a substance that can be ionized in an aqueous solution and thus impart both cationic and anionic properties to the surface of the fibrous carrier (21), such as betaine, amine oxide, and acetylated amino acid. It may be composed of (acetylated amino acid), aminopropionates, etc., and combinations thereof.
다음으로 흡착된 먼지의 탈착을 억제하기 위해서 점착성 물질(24)이 필요하고, 이는 아크릴계 모노머를 기재로 가교 중합된 수지에서 선택할 수 있다. 또한 이소부틸렌과 무수말레산의 공중합 수지를 주성분으로 하는 알파 올레핀계, 우레탄 수지계, 셀룰로오스계, 에틸렌-초산비닐수지계, 에폭시계, 염화비닐수지계, 클로로프렌 고무계, 실리콘계, 페놀계, 폴리아미드계, 스티렌-부타디엔 고무계 등에서도 선택할 수 있다.Next, an adhesive material 24 is needed to suppress desorption of the adsorbed dust, which can be selected from a cross-polymerized resin based on an acrylic monomer. In addition, alpha olefin type, urethane resin type, cellulose type, ethylene-vinyl acetate resin type, epoxy type, vinyl chloride resin type, chloroprene rubber type, silicone type, phenol type, polyamide type, You can also select from styrene-butadiene rubber, etc.
또한 일반적으로 진공 청소기에는 생활 환경 속에 잔존하는 수많은 진드기와 잡균 등이 청소하는 과정에서 흡입되어 담체에 형성하게 되고, 포집된 먼지 중의 각종 진드기 및 잡균은 청소기를 사용하는 과정에서 다시 배기구를 통행 밖으로 빠져나와 실내 공기를 재오염시켜 알레르기성 질환 등을 유발할 수 있어, 이를 제거하기 위한 물질이 필요하다. In addition, in general, in a vacuum cleaner, numerous mites and germs remaining in the living environment are sucked in during the cleaning process and formed on the carrier, and various mites and germs in the collected dust escape through the exhaust port and out again during the process of using the vacuum cleaner. It can re-contaminate the indoor air and cause allergic diseases, so substances are needed to remove it.
이에 본 발명에서는 살균세정 물질(25)로, 인체의 건강을 해칠 수 있는 성분보다는, 식품에 사용하는 살균제인 과산화수소(H2O2), 차아염소산나트륨(NaClO), 차아염소산칼슘(Ca(ClO)2), 차아염소산수(HOCl), 이산화염소수(ClO2), 오존수(O3), 과산화초산(CH3COOOH), 및 구연산(C6H8O7) 등을 선택하여 사용할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the sterilizing and cleaning material 25 uses hydrogen peroxide (H2O2), sodium hypochlorite (NaClO), and calcium hypochlorite (Ca(ClO)2), which are disinfectants used in food, rather than ingredients that can harm human health. , hypochlorous acid water (HOCl), chlorine dioxide water (ClO2), ozone water (O3), peroxyacetic acid (CH3COOOH), and citric acid (C6H8O7) can be selected and used.
바람직하게는 친환경성이 우수한 당밀 또는 가수분해한 전분의 미생물 발효 공정에 의해 제조된 유기산 물질 중에서 선택할 수도 있다.Preferably, it may be selected from organic acid materials produced through a microbial fermentation process of molasses or hydrolyzed starch, which are excellent in environmental friendliness.
또한 진드기용 살충제로 쓰이고 있는 피리미포스 메틸(Primiphos Methyl), 아스카로산(Ascarosan), 벤조산 에스테르(Benzoic Acid Ester), 파라검(Pargerm), 나타마이신(Natamycine), 페니트로티온(Fenitrothion) 및 피레스로이드계 물질인 퍼메트린(Permethrin), 프탈트린(Phthalthrin), 페노트린(Phenothrin) 등으로 구성된 그룹 중에서 선택된 1종 이상을 1~10중량% 사용하는 것이 적당하다. Also used as tick insecticides are Primiphos Methyl, Ascarosan, Benzoic Acid Ester, Pargerm, Natamycine, Fenitrothion, and It is appropriate to use 1 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of pyrethroid substances such as Permethrin, Phthalthrin, and Phenothrin.
도 2는 상기의 섬유상 담체(21), 이온성 물질(23), 점착성 물질(24), 살균세정 물질(25) 성분들이 각각의 층을 이루고 있는 내부 구조를 보여주고 있다. 본 발명의 일실시예로 섬유상 담체(21), 이온성 물질(23), 점착성 물질(24), 살균세정 물질(25) 순으로 서로를 둘러싸고 있는 구조가 가장 바람직하다. 도 3은 상기의 구조 형태로 제조된 유동형 필터(20)의 실제사진이다. Figure 2 shows the internal structure of the fibrous carrier 21, ionic material 23, adhesive material 24, and sterilizing cleaning material 25 components forming each layer. In one embodiment of the present invention, a structure in which the fibrous carrier 21, the ionic material 23, the adhesive material 24, and the sterilizing cleaning material 25 surround each other in that order is most preferable. Figure 3 is an actual photograph of the flow-type filter 20 manufactured in the above structural form.
이하, 유동형 필터(20)를 제조하는 방법을 단계별로 설명한다. 도 4는 유동형 필터(20)를 제조하는 단계의 흐름도이다.Hereinafter, a method of manufacturing the flow-type filter 20 will be described step by step. Figure 4 is a flowchart of steps for manufacturing the flow-type filter 20.
먼저 (A)단계는 섬유상 담체(21)를 선정하는 단계로, 이미 시판되고 있는 원사의 권취공정을 통해 제조된 구형 섬유상 물질(일명 '폼폼')을 사용할 수 있으며, 또한 멜트블로운 공정을 거쳐 제조된 합성섬유의 섬유상 물질을 담체로 사용 가능하다. 미세먼지 담체로서의 형상과 물성을 확보하기 위해서는 별도의 추가 공정이 필요할 수도 있다. 또한 상기 섬유상 담체(21)의 물성 조건과 이를 충족하기 위한 전처리 과정을 거쳐야 한다.First, step (A) is a step of selecting the fibrous carrier 21. A spherical fibrous material (so-called 'pom-pom') manufactured through a winding process of a yarn that is already commercially available can be used, and it can also be used through a melt-blown process. The fibrous material of manufactured synthetic fibers can be used as a carrier. Additional processes may be required to secure the shape and properties as a fine dust carrier. In addition, the physical properties of the fibrous carrier 21 and a pretreatment process to satisfy them must be performed.
(B)단계는 섬유상 담체(21)를 전처리하는 단계로, 이온성 물질(23)을 섬유상 담체(21)에 정착시키기 위해서는 섬유 표면에 묻어 있는 호제(또는 불순물) 등을 사전에 제거할 필요가 있다. 호제를 제거하는 방법으로는 효소발호법, 산화발호법, 알칼리법 등이 있으며 섬유 구성 물질에 따라 그에 알맞은 방법을 선택하여 담체의 전처리를 실시한다.Step (B) is a step of pre-treating the fibrous carrier 21. In order to fix the ionic material 23 on the fibrous carrier 21, it is necessary to remove the size (or impurities) on the surface of the fiber in advance. there is. Methods for removing the size include enzyme desizing, oxidation desizing, and alkali methods. Depending on the fiber constituent material, an appropriate method is selected to pre-treat the carrier.
(C)단계는 섬유상 담체(21)의 발수성을 제어하는 단계로서, 섬유상 담체(21)에 도포할 물질 중 살균세정 성분을 먼지통 내에서 탈리하기 위해서 담체의 발수 성능을 스프레이법에 의한 발수도 50~80 범위로 처리한다. 발수제로는 피리딘계(Zelan, Velan 등), 실리콘 수지계(methylhydrogen polysiloxane, MHPS), 불소수지계(scotchgard) 등을 사용할 수 있다. 일례로 불소수지계 발수제 사용 시에는 표면에너지에 따라 피막형성의 견뢰도가 달라지므로 발수제 성분의 구조, 분포형태, 양 및 직물의 구조 등을 고려해야 한다. 발수제의 농도는 1~5 wt% 범위 농도 환경에서 희석한 발수제에 필터를 담그고 pick-up율을 맞추어 100℃에서 5~10 분간 건조한 후 120~160℃에서 열처리를 실시한다.Step (C) is a step of controlling the water repellency of the fibrous carrier 21. In order to remove the sterilizing and cleaning component of the material to be applied to the fibrous carrier 21 from the dust bin, the water repelling performance of the carrier is adjusted to a water repellency of 50 by spraying. Processed in the range of ~80. As water repellent, pyridine-based (Zelan, Velan, etc.), silicone resin-based (methylhydrogen polysiloxane, MHPS), fluoropolymer-based (scotchgard), etc. can be used. For example, when using a fluoropolymer water repellent, the fastness of film formation varies depending on the surface energy, so the structure, distribution pattern, and amount of the water repellent ingredients and the structure of the fabric must be taken into consideration. The concentration of the water repellent is in the range of 1 to 5 wt%. The filter is immersed in the diluted water repellent in an environment with a concentration of 1 to 5 wt%, dried at 100°C for 5 to 10 minutes at a pick-up rate, and then heat treated at 120 to 160°C.
(D)단계는 상기 (C)단계의 섬유상 담체(21)를 이온화 물질(23)로 이온화하는 단계로, 집진부 내의 제거 대상 성분에 따라 필터의 양이온화, 음이온화, 양쪽성이온화 공정을 선택적으로 실시할 수 있으며 이 때 사용 가능한 각각의 이온성 물질(23)은 전술한 바와 같다. 구체적인 일실시예로 섬유상 담체(21)를 4급 암모늄염으로 양이온화하는 공정은 다음과 같다. 양이온화제를 물에 1~15 중량%로 희석하여 섬유상 담체(21)를 해당 욕비 조건에서 3분간 침적시킨다. 섬유상 담체(21)를 탈수한 후 세정을 실시하고 건조한다.Step (D) is a step of ionizing the fibrous carrier 21 of step (C) with an ionizing material 23, and selectively performs the positive ionization, negative ionization, and zwitterionic ionization processes of the filter depending on the component to be removed in the dust collection unit. This can be done, and each ionic material 23 that can be used at this time is as described above. As a specific example, the process of cationizing the fibrous carrier 21 with a quaternary ammonium salt is as follows. The cationizing agent is diluted in water to 1 to 15% by weight, and the fibrous carrier 21 is immersed for 3 minutes under the corresponding bath ratio conditions. After dehydrating the fibrous carrier 21, it is washed and dried.
(E)단계는 점착성 물질(24)을 선정하고 이를 살균세정 물질(25)과 혼합하는 단계이다. 점착성 물질(24)로는 아크릴계 모노머를 기재로 한 수지류에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 carboxyvinyl polymer 계열로서 시판중인 Carbomer 940, Carbomer 980 등을 사용할 수 있다. 이 점착성 물질(24)은 전체 담체 코팅 조성물(22) 대비 0.5~5.0 중량% 범위내에서, 살균세정 물질(25) 1~10 중량%와 혼합하여 사용하고 이 혼합물의 pH는 6.5~7.0 로 조절한다. Step (E) is a step of selecting the adhesive material (24) and mixing it with the sterilizing and cleaning material (25). The adhesive material 24 can be selected from resins based on acrylic monomers, preferably Carbomer 940, Carbomer 980, etc., which are commercially available as carboxyvinyl polymer series. This adhesive material (24) is used in an amount of 0.5 to 5.0% by weight relative to the total carrier coating composition (22) and mixed with 1 to 10% by weight of the sterilizing cleaning material (25), and the pH of this mixture is adjusted to 6.5 to 7.0. do.
마지막으로 (F)단계는 상기 (E)단계의 혼합물을 (D)단계의 이온화 필터에 도포하여 최종적으로 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)를 제조한다.Finally, in step (F), the mixture of step (E) is applied to the ionization filter in step (D) to finally manufacture the flow-type filter 20 for removing fine dust.
상기의 화학물질들과 해당 공정을 거쳐 제조된 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)을 진공청소기(10) 내부에 흡입, 사용함으로써 배기구에서 나오는 공기를 정화하면서도, 집진부에 포집된 쓰레기 및 분진을 처리하는 과정에서 발생하는 먼지의 비산도 억제할 수 있게 된다. By sucking and using the above-mentioned chemicals and the flow-type filter 20 for removing fine dust manufactured through the corresponding process inside the vacuum cleaner 10, the air coming out of the exhaust port is purified and the garbage and dust collected in the dust collection unit are treated. The scattering of dust generated during the process can also be suppressed.
이하 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The configuration described in the examples described below in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent the entire technical idea of the present invention, so various equivalents and modifications can be substituted for them at the time of filing the present application. It should be understood that there may be examples.
10 진공청소기
20 유동형 필터
21 섬유상 담체
22 담체 코팅 조성물
23 이온성 물질
24 점착성 물질
25 살균세정 물질10 vacuum cleaner
20 floating filter
21 Fibrous carrier
22 Carrier coating composition
23 Ionic substances
24 Adhesive substances
25 Sterilizing and cleaning materials
Claims (12)
먼지 흡착 성능 향상을 위한 이온성 물질(23) 1~15 중량%;
흡착 먼지의 탈착을 억제하기 위한 점착성 물질(24) 0.5~5.0 중량%;
포집된 먼지의 유해균 박멸을 위한 살균세정 물질(25) 1~10 중량%; 및
탈이온수(미도시) 70~97.5 중량%;가 포함되고,
상기 살균세정 물질(25)은 구연산을 선택하거나, 당밀 또는 가수분해한 전분의 미생물 발효 공정에 의해 제조된 유기산 물질 중에서 선택되고,
상기 섬유상 담체(21)는 지름 5~20 mm 모상 표면을 가진 다공성이고,
상기 섬유상 담체(21)는 먼지통 내에서 자유롭게 원활히 움직이는 특성을 가져야 하므로 벌크밀도(bulk density)가 0.1~0.5 g/cm3 범위이고,
상기 섬유상 담체(21)는 합성섬유와 천연섬유 중 어느 하나 또는 이들을 혼합한 것으로, 스프레이 시험법에 의한 발수도 50~80으로 제어 가공된 것을 특징으로 하는, 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)On the spherical fibrous carrier (21),
1 to 15% by weight of ionic material (23) to improve dust adsorption performance;
0.5 to 5.0% by weight of an adhesive material (24) to suppress desorption of adsorbed dust;
1 to 10% by weight of sterilizing and cleaning material (25) for eradicating harmful bacteria in collected dust; and
70 to 97.5% by weight of deionized water (not shown);
The sterilizing and cleaning material 25 is selected from citric acid or organic acid materials prepared by a microbial fermentation process of molasses or hydrolyzed starch,
The fibrous carrier 21 is porous with a hair-like surface with a diameter of 5 to 20 mm,
The fibrous carrier 21 must have the characteristic of moving freely and smoothly in the dust bin, so its bulk density is in the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 ,
The fibrous carrier 21 is one of synthetic fibers and natural fibers or a mixture thereof, and is controlled to have a water repellency of 50 to 80 by a spray test method. A flow-type filter 20 for removing fine dust.
(B) 상기 섬유상 담체(21)를 전처리하는 단계;
(C) 상기 전처리된 섬유상 담체(21)의 발수성을 제어하는 단계;
(D) 상기 (C)단계의 섬유상 담체(21)를 이온화 물질(23)로 이온화하는 단계;
(E) 점착성 물질(24)을 선정하고 이를 살균세정 물질(25)과 혼합하는 단계; 및
(F) 상기 (E)단계의 혼합물을 (D)단계의 이온화한 담체에 도포하는 단계;를 거쳐서 제조되는, 미세먼지 제거용 유동형 필터(20)의 제조방법(A) selecting a fibrous carrier (21);
(B) pretreating the fibrous carrier 21;
(C) controlling the water repellency of the pretreated fibrous carrier 21;
(D) ionizing the fibrous carrier 21 of step (C) with an ionizing material 23;
(E) selecting an adhesive material (24) and mixing it with a sterilizing and cleaning material (25); and
(F) applying the mixture of step (E) to the ionized carrier of step (D); manufacturing method of a flow-type filter 20 for removing fine dust, which is manufactured through the steps of:
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |