KR20060124322A - 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템에어 플로우 라인의 제조방법 - Google Patents

은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템에어 플로우 라인의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 청정기, 에어컨등과 같은 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조시 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트(Ag-zeolite)계 및 은나노(nano-silver)계 항균제를 각각 소정 함량 투입하여 마스터 배치(master batch)를 제조한 후, 블로우 몰딩(blow molding)이나 사출 공정을 거쳐서 항균 기능을 갖는 에어 플로우 라인을 제조하도록 구성된 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 은-제올라이트계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법은 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트계 분말형 항균제를 18~20 중량% 배합하는 단계; 상기 베이스 레진에 유기 금속 지방산에스테르 및 산화안정제를 베이스 레진 대비 0.5~2.0 중량%, 0.2~1.0 중량%를 각각 투입한 후, 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 0.5~0.7 중량% 함유시키는 단계; 및 블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법은 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 액상 은나노 항균제를 180~220 ppm 배합하는 단계; 상기 베이스 레진과 항균제를 슈퍼믹서기 를 이용하여 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 15~20 ppm 함유시키는 단계; 및 블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
에어 플로우 라인, 은, 제올라이트, 은나노, 항균제

Description

은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법{A method for manufacturing heating ventilation and air conditioning air flow line containing silver-zeolite system and silver nano system antimicrobial}
도 1은 차량에 장착되는 공조시스템(HVAC)의 일예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 공조 시스템이 차량의 에어 플로우 라인에 적용된 것을 도시한 사시도.
본 발명은 에어 플로우 라인(air flow line)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 청정기, 에어컨등과 같은 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조시 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트(ag-zeolite)계 및 은나노(silver nano)계 항균제를 각각 소정 함량 투입하여 마스터 배치(master batch)를 제조한 후, 블로우 몰딩(blow molding)이나 사출 공정을 거쳐서 항균 기능을 갖는 에어 플로우 라인을 제조하도록 구성된 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 공조시스템(HVAC;Heating Ventilation and Air Conditioning)에서의 주요 공조 장비로는 히터유닛, 에버 유닛, 블로워 유닛등을 들 수 있다.
히터 유닛은 공기를 뜨겁게 해주는 역할을 하고, 에버 유닛은 증발 작용에 의해서 공기를 차갑게 해주는 역할을 하며, 블로워는 바람을 불어주는 역할을 한다.
도 1은 차량에 장착되는 공조시스템(HVAC)의 일예를 나타낸 사시도로서, 차량의 공조 시스템은 일반적으로 차량의 대시보드 조수석 앞쪽(글로브 박스)에 위치하며, 차량의 각 부위로 공기를 이동시키기 위한 통로로서 플라스틱 재질의 덕트(duct)를 이용한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 대시보드(1) 양끝에 설치된 것이 사이드 통풍구(2)이고, 센터페시아(3)에도 1쌍의 센터 통풍구(4)가 설치되며, 상기 다수의 통풍구(2)(4)를 연결하는 덕트(도 2참조)는 대시보드(1) 안쪽에 설치되어 있다.
또한, 고급차량의 경우 리어 통풍구(5)를 통해 뒷좌석까지 히터와 에어컨이 나오게 되어 있으며, 이 경우 앞좌석 시트 밑으로 덕트가 내장되어 있거나, 센터콘솔(6)안에 덕트가 내장되어 있다.
상기와 같은 공조 시스템이 설치된 차량의 운전시, 외부의 오염 공기가 기류(氣流) 즉, 에어 플로우 라인(air flow line)을 통해 차량의 실내로 유입된다. 특히, 상기 덕트내에는 각종 세균과 박테리아가 서식하고 있으며, 하절기에 에어컨 가동시 결로(結露) 현상으로 인한 세균 번식이 왕성하고 이들 세균에 의한 세균성 질환이 자주 발생한다.
또한, 하절기에 자동차의 비운행시 자동차 내부의 온도가 60~70℃를 오르내리면서 상기 에어 플로우 라인에서의 세균 번식이 활발히 이루어지며, 에어컨 가동시 에어컨 바람과 함께 유입되는 세균과 박테리아를 막기 위해 스프레이형 유기 항균제를 상기 통풍구(2)(4)(5)에 분사하여 에어 플로우 라인을 소취하고 있으나, 이는 일시적인 처리에 지나지 않고, 상기 유기항균제의 성분이 인체에 유해하게 작용하게 된다.
또한, 상기 세균과 박테리아에 의해 차량 탑승자의 건강, 특히 세균성 질환의 발생이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 아파트나 건물의 사무실에 설치된 상기한 공조 시스템이 설치되었을 경우, 에어컨 통풍구등에 각종 세균과 박테리아가 서식하고 있으며, 하절기에 에어컨 가동시 상기 세균에 의한 세균성 질환의 발생을 초래하는 문제점이 있었으며, 도면 중 미설명 부호 7은 도어측 통풍구, 8은 운전석 통풍구, 9는 조수석 통풍구이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조시 상기 에어 플로우 라인에 일체로 배합 제조되므로써, 반영구적인 항균성을 유지하고 세균성 질환의 발생 억제를 통해 차량, 선박, 기차등의 운송수단 탑승자나, 아파트와 같은 공동주택, 공장과 같은 건물 거주자의 건강을 도모할 수 있는 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적은 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 있어서, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트계 분말형 항균제를 18~20 중량% 배합하는 단계; 상기 베이스 레진에 유기 금속 지방산에스테르 및 산화안정제를 베이스 레진 대비 0.5~2.0 중량%, 0.2~1.0 중량%를 각각 투입한 후, 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 0.5~0.7 중량% 함유시키는 단계; 및 블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은-제올라이트계 항균제를 이용한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 의하여 달성된다.
또한, 상기한 본 발명의 목적은 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 있어서, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 액상 은나노 항균제를 180~220 ppm 배합하는 단계; 상기 베이스 레진과 항균제를 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하는 단계; 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 15~20 ppm 함유시키는 단계; 및 블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은-제올라이트계 항균제를 이용한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 의하여 달성된다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명에 따른 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법의 바람직한 실시예를 상 세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 공조 시스템이 차량의 에어 플로우 라인에 적용된 것을 도시한 사시도로서, 본 발명의 특징은 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트계(silver-zeolite) 및 은나노(silver nano)계 항균제를 각각 소정 비율로 배합하고, 슈퍼믹서기를 통해 혼합하여 마스터배치(master batch)를 제조한 후, 상기 마스터배치를 블로우 몰딩 또는 사출하여 공조 시스템 에어 플로우 라인을 제조하는 데 있다.
이와 같이 에어컨 등의 에어 플로우 라인에 항균성 제품을 제조단계에서 처방하면 차량의 미운행은 물론 운행시에도 에어 플로우 라인내 세균의 박멸과 감소를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 장기적으로도 에어 플로우 라인의 내부에 있던 항균제의 역할로 차량의 수명 동안 지속적인 항균 효과를 도모할 수 있다.
귀금속인 은(Ag)은 약 5,000년 전부터 항균 및 살균 특성 보유 물질로 사용되어 왔으며, 이러한 은을 제올라이트(Zeolite)와 화학 결합시킨 제품이나 나노(nano)입자화하여 비표면적을 크게 하므로써, 항균특성을 향상시킨 제품을 이용하여 소량의 함유에도 불구하고 항균성이 지속되고 세균의 경우 은성분이 세균의 내부로 침투하여 세포막결합과 함께 파괴하여 세균을 사멸시키는 메카니즘을 통해 항균성을 나타낸다.
제올라이트(Zeolite)는 장석류 광물의 일종으로써, 내부에 있는 나노크기의 세공속에 물분자들이 가득 채워져 있어서, 광석을 가열하면 내포된 물분자가 증발하면서 수기를 발생시킨다.
상기 제올라이트는 신생대 3기층의 화산재가 속성 작용을 받아 생성된 미세한 다공질로 질소, 인산, 청산가리등에 대한 물리적 흡착력이 우수하고, 화학적 양이온 치환작용이 뛰어나서 수분 이외의 다른 물질인 가스등을 20배까지 흡수, 흡착하는 능력이 우수하다.
본 발명은 위와 같은 은과, 제올라이트의 특성을 이용하여 이를 공조시스템 의 에어 플로우 라인 제조에 적용하므로써, 특히 보유대수가 증가하여 점차 필수품으로 인식되고 있는 차량 탑승자의 건강 증진을 도모하고, 세균성 질환의 발생을 억제할 수 있도록 창안된 것이다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따르면 우선 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 분말형 은-제올라이트계 항균제를 18~20 중량%를 배합하고, 유기 금속 지방산에스테르 및 산화안정제를 베이스 레진 대비 0.5~2.0 중량%, 0.2~1.0 중량%를 각각 투입한다.
이때, 상기 분말형 항균제의 배합 비율을 18~20중량%로 한정한 것은 18중량% 미만 첨가시 베이스 레진의 사용에 비효율적이고, 20중량% 초과시 베이스 레진에의 분산성이 떨어지게 된다.
또한, 상기 유기 금속 지방산에스테르의 함유량을 0.5~2.0 중량%로 한정한 것은 0.5중량% 미만 첨가시 항균제의 분산성이 발현되지 않고, 2.0 중량% 초과시 분산성은 양호하나 베이스 레진에 저분자량의 분산제가 투입되어 기계적 특성의 저하를 초래하게 된다.
또한, 상기 산화안정제의 함유량을 0.2~1.0 중량%로 한정한 것은 0.2중량% 미만 첨가시 항균제로 인한 내열 한계온도 이상으로 올렸을 때 산화 안정성의 발현이 되지 않아 베이스 레진의 황변 현상이 초래되고, 1.0 중량% 초과시 과다한 분말형의 첨가로 인해 비용 및 기계적 특성의 저허를 초래하기 때문이다.
이후, 슈퍼믹서기를 이용하여 상기 투입물을 혼합하고, 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩(master batch chip)을 제조한 후, 이 마스터배치 칩을 에어 플로우 라인 제조 원료인 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 0.5~0.7 중량% 함유시킨다.
이때, 상기 마스터배치 칩의 함유량을 0.5~0.7 중량%로 한정한 것은 0.5중량% 미만 첨가시 항균성의 발현효과가 떨어지게 되고, 0.7 중량% 초과시 과다한 항균제의 사용으로 인해 비용 및 기계적 특성의 저하를 초래하게 된다.
이후, 통상의 블로우 몰딩(blow molding) 또는 사출공정에 의해 에어 플로우 라인을 제조한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 액상 은나노 항균제를 180~220 ppm 배합하되, 상기 항균제의 배합 비율을 180~220 ppm으로 한정한 것은 180 ppm 미만 첨가시 베이스 레진의 사용으로 인한 비효율적인 사용이 되고, 220 ppm 초과시 필요 이상으로 첨가함으로써, 최종적인 대상 수지에 최적 함량의 투입이 어려워진다.
이후, 상기 베이스 레진과 항균제를 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하고, 상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조한 후, 이 마스터배치 칩을 에어 플로우 라인 제조용 원료인 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP) 에 15~20 ppm 함유시킨다.
이때, 상기 마스터배치 칩의 함유량을 15~20 ppm으로 한정한 것은 15 ppm 미만 첨가시 요구되는 부품으로서의 항균성 발현이 곤란하고, 20 ppm 초과시 필요 이상의 항균제 사용으로 인해 비용 및 기계적 특성의 저하, 그리고 착색 현상이 두드러지게 된다.
이후, 블로우 몰딩(blow molding) 또는 사출공정에 의해 기류 라인을 제조한다.
이하에서는 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
저밀도폴리에틸렌(LDPE)을 베이스 레진(base resin)으로 하여 이 저밀도폴리에틸렌에 분말형 은-제올라이트계 항균제를 20중량% 배합하고, 첨가제로서 유기 금속 지방산에스테르 및 산화안정제를 상기 베이스 레진 대비 1.0중량%와, 0.6중량%각각 투입하여 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하였다.
이후, 이들 배합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터배치 칩을 제조하고, 제조된 마스터배치 칩을 에어 플로우 라인 제조용 플라스틱인 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 0.6중량% 함유시킨 후 최종제품인 에어 플로우 라인을 블로우 몰딩 또는 사출공정을 통해 제조하였다.
(실시예 2)
저밀도폴리에틸렌(LDPE)을 베이스 레진(base resin)으로 하여 이 저밀도폴리 에틸렌에 알콜 베이스(base)의 은나노 용액을 200ppm 배합한 후, 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하였다.
이후, 이들 배합된 원료를 압출기를 통해 마스터배치 칩을 제조하고, 이 마스터배치 칩을 에어 플로우 라인 제조용 플라스틱인 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 18ppm 함유시킨 후 최종 제품인 에어 플로우 라인을 블로우 몰딩이나 사출공정을 통해 제조하였다.
첨부 도면 도 2에 본 발명에 따른 은-제올라이트계 및 은나노계 항균제를 함유한 차량용 에어 플로우 라인이 나타나 있다. 하절기 또는 동절기에 에어컨 또는 히터의 가동시 에어 플로우 라인(10)의 사이드 통풍구(12)와 센터 통풍구(14), 운전석 통풍구(18), 조수석 통풍구(19)를 통해 차갑거나 뜨거운 바람이 유입되고, 고급차량의 경우 리어 통풍구(15)를 통해 뒷좌석까지 히터와 에어컨이 나오게 된다.
이때, 에어 플로우 라인(10) 자체가 항균 재질로 이루어져 있으므로 세균이나 박테리아의 번식을 방지하는 것은 물론, 이들 세균이나 박테리아에 의한 세균성 질환을 예방할 수 있게 된다.
항균성 시험결과 황색포도당구균(ATCC 25923 및 ATCC 6538P), 대장균 및 대장균 O-157에 대한 세균감소율 100%를 보였으며, 본 발명에 따른 에어 플로우 라인(10)은 빗물의 유입이나 세차 등의 과정을 거치더라도 항균제의 소실가능성이 없어 장기간동안 항균유지능력을 유지하게 된다.
또한, 이들 항균제의 함유에도 불구하고 원수지인 HDPE 및 PP의 기계적 특성이 95%이상을 유지함으로써 재질상 요구되는 기계적 강도에도 영향 없이 사용하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 항균성 에어 플로우 라인의 적용에 의해, 가령 차량의 고급화를 도모함과 동시에 특히 하절기에 에어컨 바람의 송풍시 곰팡이균 냄새의 발생이 방지되므로 차량 탑승자로 하여금 쾌적함을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 항균제를 통한 세균감소율이 100% 가까이 진행되므로 장기적인 항균성을 보유할 수 있음은 물론, 상기 항균제가 함유된 에어 플로우 라인을 구비한 신차의 구입시 장착된 상태로서 폐차시까지 그 항균력을 유지하므로써, 차량의 혁신화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 반영구적인 항균성 유지로 세균성 질환의 발생 억제를 통해 차량, 선박, 기차등의 운송수단 탑승자나, 아파트와 같은 공동주택, 공장과 같은 건물 거주자의 건강을 도모할 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 있어서,
    저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 은-제올라이트계 분말형 항균제를 18~20 중량% 배합하는 단계;
    상기 베이스 레진에 유기 금속 지방산에스테르 및 산화안정제를 베이스 레진 대비 0.5~2.0 중량%, 0.2~1.0 중량%를 각각 투입한 후, 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계;
    상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 0.5~0.7 중량% 함유시키는 단계; 및
    블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은-제올라이트계 항균제를 이용한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법.
  2. 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법에 있어서,
    저밀도폴리에틸렌(LDPE) 베이스 레진(base resin)에 액상 은나노 항균제를 180~220 ppm 배합하는 단계;
    상기 베이스 레진과 항균제를 슈퍼믹서기를 이용하여 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 원료를 압출기를 이용하여 마스터 배치 칩을 제조하는 단계;
    상기 마스터배치 칩을 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 15~20 ppm 함유시키는 단계; 및
    블로우 몰딩 또는 사출공정에 의해 상기 에어 플로우 라인을 제조하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은-제올라이트계 항균제를 이용한 공조 시스템 에어 플로우 라인의 제조방법.
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