KR20060135344A - 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 20nm이하의 크기를 갖는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO₂) 등 금속의 나노 입자와 미세하게 나노화된 점토가 함유된 아크릴계 또는 알키드계의 바인더(binder)와 함께 공조기 누수시험 공정 중에 공조기의 열교환용 핀재와 하우징 유니트의 표면에 코팅처리함으로써,

장기적으로 핀재 및 하우징 유니트에 강력한 항곰팡이성 및 살균성과 항균성을 부여하여 그 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 서식하는 인체등에 유해한 각종 박테리아 및 곰팡이류를 원천적으로 제거하고, 공조기로부터 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 표면을 통과하여 걸러진 위생적인 공기가 실내에 공급될 수 있도록 한 공조기의 열교환기용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법을 제공한다.

Description

공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법{Antibiosis method of cooling plate and housing unit}

도 1은 열교환용 핀재 및 하우징 유니트를 내장한 공조기(空調機)의 내부를 나타낸 사시도.

도 2는 열교환용 핀재와 하우징 유니트를 디핑(deeping:침지)처리하는 상태를 나타낸 설명도.

도 3은 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 표면처리된 은(Ag)의 입자크기가 평균 7나노미터(nm)로 분포될 때의 안정된 상태를 보여주는 일 실시예로서의 TEM(Transmission Electron Microscope:투과 전자 현미경)사진.

도4는 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 표면처리된 은(Ag)의 입자크기가 평균 1~2나노미터(nm)로 분포되어 있는 상태를 나타낸 다른 일 실시예로서의 TEM사진.

도5는 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 표면처리된 점토의 AFM(Atomic Force Microscope:표면 특성 측정용 원자 현미경)사진.

도6은 200nm의 입자크기로 나노화된 점토의 또다른 일 실시예로서의 TEM사진.

본 발명은 20nm이하의 크기를 갖는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO₂) 등 금속의 나노 입자와 미세하게 나노화된 점토가 함유된 아크릴계 또는 알키드계의 바인더(binder)와 함께 공조기의 열교환용 핀재와 하우징 유니트의 표면에 코팅처리함으로써,

장기적으로 핀재 및 하우징 유니트에 강력한 항곰팡이성 및 살균성과 항균성을 부여하여 그 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 서식하는 인체등에 유해한 각종 박테리아 및 곰팡이류를 원천적으로 제거하고, 공조기로부터 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 표면을 통과하여 걸러진 위생적인 공기가 실내에 공급될 수 있도록 한 공조기의 열교환기용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 공조기의 열교환용 코일은, 예컨데 도 1에서와 같이 그 속에 냉매가 흐르는 원형 동관(銅管)과 통상 핀상 또는 코일상의 알루미늄 핀(fin)재로 이루어져 있고, 알루미늄 핀재 표면에 접촉되어 있는 동관을 통하여 열교환되게 하는 과정에서 핀재와 핀재의 표면 사이를 통과하는 공기의 온도가 핀재의 표면 온도보다 높기 때문에 냉매가 흐르는 동관과 접촉되어 있는 핀재의 표면에 물방울이 맺히 게 된다.

이에 따라 열교환용 핀재는 그 표면이 항상 높은 습도가 유지된 상태에 있게 되므로 곰팡이를 비롯한 각종 박테리아 등 미생물이 서식하게 되어 비위생적이고 각종 세균성 질환의 원인이 되고 있으므로 인체에 무해하면서 강력하고도 지속적인 항균력을 가진 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트가 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 금속의 입자를 나노화하여 지속적이고 우수한 항곰팡이성 및 살균성이 발휘될 수 있도록 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO₂) 등의 금속이 소량 함유되고, 또한 미세한 입자로 된 점토가 함유된 아크릴(acryl)계 또는 알키드(alkyd)계의 바인더(binder)를 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 코팅 등으로 표면처리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 종래에는 항균 처리를 하기 위하여 별도의 항균처리 공정이 반드시 필요로 하였으나, 본 발명에서는 공조기 열교환용 동관 누수 체크용 용수가 담겨 있는 수조 속에 단지 금속의 나노 입자인 항균 소재를 단순 디핑(deeping:침지) 처리에 의한 방법으로 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 코팅함으로 인해 발생되는 결점인 나노 입자 표면 부착력 저하 및 표면 내구성 저하의 문제점을 해소하 기 위하여 나노화된 점토를 바인더와 함께 일정 비율로 용수에 혼합하여줌으로써, 별도의 추가 공정이 필요 없이 공조기 누수 체크를 하는 공정 중에 자연스럽게 공조기 알루미늄 핀재과 하우징 유니트에 항균 표면처리를 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 금속중 은(Ag)나노입자를, 특히 질산은(AgNO₃) 형태로 은 나노입자를 이용할 경우에는 콜로이드상의 질산은 용액에서 은 이온(Ag⁺)의 상대 이온인 질산기 이온(NO₃ ^-)을 제거함으로써 부식성과 황변 없이 지속적으로 항균력을 부여하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 구성을 이하에 상세히 설명한다.

본 발명상의 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법은, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO₂) 등의 금속 나노입자를 도 6에서 보는 바와 같이 10~200nm의 크기를 갖는 나노화된 점토가 함유된 아크릴계 또는 알키드계의 저점도 바인더에 함유시킨다. 이 때, 상기 바인더 내의 고형분 함량은 5~10wt%의 범위로 하여 건조의 속도를 빠르게 한다.

상기 바인더를 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 코팅할 때의 공정은 도 2 에 나타내었다. 즉, 도 2에서와 같이 하우징 유니트의 완성품 누수 검사 공정 중에 핀재와 하우징 유니트를 금속의 나노입자 및 아크릴계 또는 알키드계의 바인더가 누수 검사용 용수와 함께 혼합되어 있는 물에 디핑(deeping) 처리함으로써 도 5에서 보는 바와 같이 코팅면에 고르게 코팅피막이 형성되도록 한다.

여기서, 상기 바인더 내의 금속의 나노 입자는 그 농도를 200ppm~300ppm 사이로 하고, 그 금속의 나노입자 크기는 20nm 이하로 하며, 특히 강력한 살균력을 유지하고자 할 경우에는 1~10nm 크기의 나노입자를 이용하고, 이 때의 나노입자의 농도는 100ppm~200ppm 사이의 농도로 한다.

금속의 나노입자가 상술한 바와 같이 20nm이하로 미세하면, 적은 량을 첨가해도 우수한 살균력을 얻을 수 있고, 특히 아크릴계 및 알키드계의 바인더와의 부착효율이 높아지고 금속의 나노입자가 바인더 내에서 충분히 균일 분산된다. 도 3, 도 4는 그 일례를 나타낸 것으로 여기에서 금속 나노입자가 균일한 상태로 분산되어 있음을 알 수 있다.

상기 금속의 나노입자 중 특히 은(Ag) 나노 입자(=nano-silver)의 경우에는 질산은(AgNO₃), 과염소산 은(AgClO₄), 염소산 은(AgClO₃), 황산은(Ag₂SO₄), 아세트산 은(CH₃COOAg)등의 염 및 화합물을 이용하여 제조된 금속의 나노 입자를 이용한다.

또한, 상기 은(Ag) 화합물 중 질산은(AgNO₃)을 원료로 하여 제조할 경우, 이 은 화합물(AgNO₃)에서 은(Ag) 입자를 제조할 때 필연적으로 생성되는 은 이온(Ag⁺) 과 상대 이온인 질산기 이온(NO₃ ^-)을 분리하여야 한다. 왜냐하면 질산기 이온(NO₃ ^-)은 알루미늄 핀재 및 공조기 하우징 유니트 표면의 코팅된 피막에 산화 및 부식의 원인을 제공하기 때문이며 그 질산기 이온(NO₃ ^-)을 제거하기 위하여는 이온교환수지에 통과시키거나 진공증류방법 등을 이용한다. 그리고 그 결과물인 질산기 이온이 제거된 콜로이드 상태로 은(Ag) 입자를 이용한다.

이하에 본 발명을 보다 알기 쉽고 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 들어 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시예에만 한정되지 않음을 밝힌다.

[실시예]

(실시예 1)

공조기의 열교환용 알루미늄 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 항균처리를 하기 위하여 누수 처리용 용수에 7나노미터(nm)이하의 금속의 나노입자(Ag)가 10,000ppm 농도의 것이 2wt% 함유되게 하고, 미세하게 100nm 크기로 나노화된 점토가 5wt% 함유되도록 하며, 아크릴계 또는 알키드계의 바인더가 5wt% 혼합되도록 한 수조에서, 열교환용 냉각 라인인 동관(銅管)의 누수 시험 공정 중에서 디핑(Deeping:침지)처리하여 누수 체크를 할 때 동시에 하우징 유니트 완성품을 항균 표면처리를 하였다.

이와 같은 방법으로, 황색포도상구균(staphylococcus aureus ATCC 6538P), 대장균(escherichia coli ATCC 8739), 녹농균(pseudomonas aeruginosa ATCC 27853)에 대하여 다음과 같이 살균력을 시험한 결과, 45분 만에 99% 이상의 살균력을 나타냈다.

1. 시험결과 : 살균력(의뢰자 제시방법-JIS Z 2801, 필름밀착법 2000 준용)-45분, 1시간경과 후

<표 1>

<표 2>

<표 3>

(실시예2)

위 실시예 1의 공조기에서 알루미늄 핀재를 시편으로 시료 재취하여 곰팡이 저항성 시험을 실시한 결과, '곰팡이 균사의 발육이 인지되지 않는다'라는 결과를 얻었다.

1. 시험명 : 곰팡이 저항성의 표시

2. 시험방법 : KS A 0702(2001)에 준함

3. 시험조건 : 1) 시험균종 : 아스퍼질러스 니가(aspergillus niger) ATCC 6275

2) 배양조건 : 온도 28~30℃, 습도 95~99%

4. 시험결과의 표시 : 곰팡이 저항성의 표시 3

<표 4>

이상과 같이 구성된 본 발명에 의해서, 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트에 20nm이하의 크기를 갖는 백금, 금, 은, 구리, 이산화티타늄 등 금속의 나노 입자를 혼합 또는 1종 이상을 일정 비율로 표면처리하되, 나노화된 점토가 함유되어 있는 아크릴계 또는 알키드계의 바인더를 사용함으로써 표면 처리를 빠른 속도로 하며 금속의 나노입자 접착력의 증가 및 표면 내구성을 증가시킬 수 있도록 하였으며, 특히 종래에는 알루미늄 핀재에만 항균표면처리를 하여왔으나, 본 발명에서는 알루미늄 핀재를 포함한 하우징 유니트 전체에 걸쳐 항균표면처리를 실시하고, 또한 그 항균표면처리는 하우징 유니트의 완성품 누수 검사 공정인 디핑(deeping)처리 공정 중에 표면처리 하는 방법으로 실시함으로써 항균처리공정의 편리와 경제성 및 적절한 항균 효과를 동시에 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

게다가, 본 발명에 의해 공조기의 알루미늄 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 서식할 수 있는 각종 박테리아 및 곰팡이류가 원천적으로 제거되고, 특히 박테리아 를 1시간 이내에 강력하게 살균할 수 있어 공조기 전체를 항상 멸균 상태로 유지케 함으로써, 공조기를 통하여 실내로 유입되는 공기를 지속적으로 위생적인 상태를 유지시킬 수 있는 효과 뿐만 아니라, 질산은(AgNO₃)을 사용하여 제조된 금속의 은(Ag)입자를 이용할 경우 콜로이드 용액 중 제조과정에서 발생되는 은 이온(Ag⁺)의 상대 이온인 질산기 이온(NO₃ ^-)을 제거한 상태에서 사용하기 때문에 부식성 없고 색 변화인 황변도 나타나지 않음과 동시에 우수한 내구성을 유지시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법에 있어서,

   공조기 열교환용 동관 누수 시험 공정 중에 사용되는 용수에 무기 항균제를 점토 및 접착성 바인더와 혼합하여 사용하고, 그 무기 항균제는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이산화티타늄(TiO₂) 등 금속의 나노 입자를 이용하며, 그 중 은(Ag)의 경우 질산기 이온(NO₃ ^-)을 제거한 나노입자를 이용하고, 상기 금속의 나노입자는 20nm이하의 입자크기로 하며, 특히 강력한 살균력을 유지하고자 할 경우에는 1~10nm 크기의 나노입자를 이용하고, 그 최종 농도는 1,000ppm~50,000ppm 농도의 것을 100ppm~200ppm 사이의 농도로 희석하여 이용하는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 접착성 바인더는 10~200nm의 입자크기로 나노화된 점토를 함유한 아크릴공중합체의 접착성 바인더 또는 알키드계의 접착성 바인더를 사용하고, 그 바인더의 고형분 함량은 5~10wt%의 범위의 저점도로 하여 공조기 냉각라인인 동관(銅管)의 누수 시험 공정에서 디핑(deeping:침전)처리에 의해서 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 표면에 코팅되게 하는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환용 핀재 및 하우징 유니트의 항균처리방법.

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