KR20080098115A - 나노섬유 웹을 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터 - Google Patents

나노섬유 웹을 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방진, 방취 및 항균용 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세필터 여재상에 은나노 함유 탄소나노섬유 웹을 적층, 복합화한 형태로 구성된 방진, 방취 및 항균용 필터 여재에 관한 것이다. 본 발명의 은나노 함유 탄소나노섬유층은 방사용액내에 전구체 은을 포함한 금속염을 사용하여 전기방사 함으로써 은나노 입자의 균일한 분산 및 내구성, 경제성이 우수한 항균필터여재를 제공할 수 있다.
은나노, 나노섬유, 탄소화, 항균, 미세필터, 전기방사

Description

나노섬유 웹을 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터{Filter for protection against dust, deodorization and removal of germ comprising nonofibers web}
도 1은 본 발명에 따른 방진, 방취 및 항균용 필터의 일예를 도시한 것이다.
(10: 미세필터여재, 80: 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹)
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은나노/TiO2(5/5 wt.%) 함유 나노섬유의 주사전자 현미경사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은나노 함유 탄소나노섬유의 투과전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 은나노 함유 탄소나노섬유의 항균특성을 나타내는 이미지이다.
본 발명은 미세필터 여재상에 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 복합, 적층한 형태를 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 웰빙(well-being) 바람과 더불어 공기청정기, 에어컨 필터, 자동차용 에어필터, 각종 정수기용 필터 등에 은 나노의 항균, 살균력을 이용하려는 소재의 사용이 증가하고 있는 실정이다.
필터여재용 은 나노 함유 섬유의 제조방법은 은 나노입자를 섬유에 코팅하거나 원사 내부에 은 나노를 첨가하여 항균섬유를 제조하는 것이 가장 일반적이다. 그러나 코팅방법의 경우 은 나노분말과 섬유와의 결합력이 약해 사용시 은 나노분말의 탈리되는 단점이 있으며, 코팅용액이 은 나노입자를 코팅하여 항균 및 살균력을 감소시키며, 또한 은 나노분말이 균일, 고분산되기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 원사내에 함유할 경우 원사 내부에 포함되는 은나노는 항균 역할을 할 수 없기 때문에 첨가된 은나노의 효과를 충분히 활용할 수 없는 단점이 있다.
일반적으로 합성섬유의 제조는 용융(melt) 및 용액방사(solution spinning)하거나 용융분사방사(melt-blown spinning), 복합방사하거나 기존의 방사방법을 조합(hybrid)하여 이루어진다. 극세사의 제조방법으로는 고분자 블렌드 방사, 용융분사 방사, 플레쉬 방사(flash spinning), 전기방사(electrospinning) 등 여러 가지 방사방법이 있으나 이 중에서 전기방사방법이 가장 유효한 수단으로 알려져 있다.
항균성 섬유의 제조방법은 섬유원료에 유기 및 무기 항균제를 혼합하여 제조하는 것이 일반적인 방법이나 유기항균제의 경우, 용융 및 용액 방사시 유기항균제의 분해 및 용해에 의해 항균력이 떨어져 사용할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 무기항균제의 경우 다공성 세라믹 분말에 은 화합물을 부착시켜 섬유를 제조하여 왔으나, 섬유 사절의 원인이 되기 때문에 극세사의 제조에는 한계가 있는 것으로 알려져 왔다. 이러한 문제점을 해결하기위해 최근 은 나노분말을 방사용액에 분산, 혼합시켜 항균성 섬유를 제조하려는 시도가 있다.
대한민국 등록특허 10-0484473호에서는 합성수지 97~99.9중량%와 은 나노를 0.1~3중량%를 혼합 교반하여 혼합물을 형성하고, 이를 방사하여 화섬사를 제조하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 이 발명은 방사시 은 나노입자가 섬유내부에 침투하여 섬유의 강도저하 및 방사시 사절의 원인을 제공하는 단점이 있다. 또한 은 나노의 항균 및 살균력을 고도화하기 위해서는 은 나노가 섬유표면에 노출되어 세균 및 오염물과 접촉하는 계면을 형성해야 하나 방사용액에 혼합한 형태로 제조되므로, 섬유내부에 은 나노가 분산된 형태로 제조되어 살균력 및 항균력이 극소화되는 단점을 가지고 있다.
그러나, 본 발명자들이 출원한 대한민국 특허출원 제10-2006-0101929호에 기재된 방법은 섬유성형성 고분자와 은(Ag) 금속염을 용매에 용해하여 방사용액을 전기방사하고, 탄소화, 또는 탄소화 및 활성화를 공정을 통하여 은나노 함유 탄소화 나노섬유를 제조하는데, 그러한 은나노 함유 탄소화 나노섬유는 단위섬유 직경이 대부분 1㎛미만으로 구성된 부직포 형태로 되며, 은 나노 입자가 대부분 섬유표면에 노출되어 세균 및 오염물과 접촉하는 계면을 형성하므로 방진, 방취 및 항균용 필터여재로 사용되는 경우에 우수한 특성을 나타낸다.
따라서, 이러한 은나노 함유 탄소화 나노섬유를 방진, 방취 및 항균용 필터로 사용하면 성능 면에서 매우 우수한 필터를 제조할 수 있으나, 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹이 고가이기 때문에, 보다 경제적이고 성능 면에서도 보강된 필터를 제조하기 위해서는, 다른 특성을 갖는 필터와 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 결합하는 방향으로 연구를 진행하는 것이 요구된다.
본 발명자들은 이러한 방향에 맞추어 경제성이나 필터의 성능 면에서 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹과 상승 작용을 할 수 있는 다른 특성을 갖는 필터여재에 관한 연구를 진행하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 방진, 방취 및 항균 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 내구성 및 경제성이 우수한 방진, 방취 및 항균용 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 미세필터여재 및 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 적층한 형태로 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
상기에서 미세필터여재는 스펀본드 방식 또는 멜트블로운 방식 등에 의해 제조된 부직포로 섬유직경은 대략 5 ~ 100㎛ 정도의 합성섬유를 사용할 수 있다.
또한, 이러한 부직포 형태의 미세필터여재는 이 분야에 잘 알려진 방식으로 정전기를 띄는 형태로 구성될 수 있다. 이렇게 함으로서 상기 미세필터여재가 구성하는 공극보다 더 작은 미세 먼지를 포집할 수 있어 낮은 공기 흐름 저항 가운데에서도 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있다. 본 발명에서 이러한 미세필터여재는 가격, 효율, 처리능력, 공기저항 등에서 헤파필터(HEPA Filter=High Effieciency Particulate Air Fiter)급으로 사용된다고 할 수 있다.
상기 미세필터여재는 두께가 0.1~10㎜가 바람직하며, 통기도는 10㏄ 내지 300㏄/㎠/sec인 것이 바람직하다.
상기에서 미세필터여재로 사용되는 부직포는 폴리에스테르계, 폴리비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리아크리로나이트릴계, 폴리올레핀계, 폴리프로필렌계, 탄소, 및 활성탄소 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 섬유로 제조되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹은 두께가 0.1~100㎛인 것이 바람직하게 사용될 수 있으며, B.E.T 비표면적이 g당 약 500 - 2500㎡인 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹은
섬유성형성 고분자와 은(Ag) 금속염을 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계;
상기 방사용액을 전기방사하는 단계; 및
상기 전기방사된 섬유를 불활성 분위기하에서 열처리하는 탄소화 단계를 포 함하여 제조되는 것을 사용할 수 있다.
또한, 하기의 공정 중 하나 이상의 단계를 추가하여 제조되는 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 사용하는 것은 더욱 바람직하다.
(1) 상기 탄소화 단계의 전단계에 공기분위기하에서 열처리하여 불융화 섬유를 제조하는 불융화처리 단계.
(2) 상기 불융화 처리 전단계에 UV 조사하는 단계.
(3) 상기 탄소화 단계 후에 스팀분위기에서 열처리하는 활성화 단계.
상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹의 제조방법에 있어서,
상기 은 금속염은 질산은, 황산은, 염화은 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 섬유성형성 고분자는 탄소섬유 전구체이거나 생분해성을 가지는 것이 바람직하다.
더나아가서, 상기 방사용액 내에 이산화 티타늄(TiO2) 등의 광촉매 효과를 발휘하는 소재를 추가로 첨가하여 은 나노입자 함유 나노섬유 웹을 제조하는 것도 가능하다.
본 발명에서 미세필터여재와 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 직접 결합시 키는 경우에는 열접합 또는 초음파 접합 방법에 의하여 필터 적층체를 제조한다. 또한, 상기 미세필터여재와 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹사 사이 또는 외층에 다른 공지의 필터여재가 사용되는 경우에는 이 분야에서 사용되는 공지의 방법에 의하여 필터 적층체를 제조할 수 있다.
통상적으로 미세필터여재는 미세 먼지를 효과적으로 제거하는 성능을 나타내지만, 미세먼지와 함께 포집된 세균등 미생물을 살균하는 어떠한 수단도 갖고 있지 않다. 또한, 탄소화 또는 활성 탄소화섬유가 아닌 다른 섬유를 사용하는 경우에는 방취 기능도 갖지 않는다. 이러한 미세필터여재에 항균 기능을 부여하는 방법은 여러가지로 시도되고 있으나, 상기 종래의 기술에서 설명한 바와 같이 목적하는 효과를 얻는 것은 용이하지 않다. 특히, 은 나노 입자를 이용하는 방법은 은 나노 입자의 고정 문제 등으로 인해 어려움을 겪고 있다.
그러므로, 이러한 미세필터여재와 탄소화 은 나노 웹을 포함하여 적층된 형태의 필터를 구성하면, 상기와 같은 문제가 해결될 뿐만 아니라, 더욱 미세한 먼지도 나노섬유에 의해 필터링 할 수 있게 되어 상승 효과를 얻을 수 있다. 또한, 은나노 입자가 나노 섬유 표면에 고르게 분산되기 때문에 상대적으로 적은 량의 은 성분을 사용하여도 우수한 항균 효과를 나타내며, 미세필터여재의 사용으로 상대적으로 고가인 은나노 함유 탄소화 나노섬유를 적게 사용할 수 있어 경제적이다.
본 발명의 방진, 방취 및 항균용 필터는 미세필터여재와 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹 사이에 또는 그들의 외층에 이 분야에서 통상적으로 사용되는 필터 등을 추가로 적층하여 필터를 구성하는 것도 가능하다.
본 발명의 방진, 방취 및 항균용 필터는 공기청정기, 에어컨 필터, 자동차용 에어필터, 각종 정수기용 필터, 방진 마스크 등에 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용하는 미세필터여재는 이분야의 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 따라서, 이하에서는 탄소화 은 나노 웹을 중심으로 제조방법을 설명하도록 한다.
은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹의 제조
1) 방사용액의 제조
상기 섬유성형성 고분자로는 전기방사에 의하여 섬유를 형성할 수 있는 고분자는 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리아크릴로 나이트릴(polyacrylonitrile, PAN), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA), 셀룰로오스아세테이트, 폴리우레탄, 폴리카보네이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 섬유성형성 고분자로는, 생분해성 고분자도 사용할 수 있다.
상기 은 금속염은 질산은, 황산은, 염화은 등을 사용할 수 있다.
상기 용매는 디메칠포름아마이드(dimethylformamide, DMF)나 디메칠아세트아마이드(dimethylacetamide, DMAc), 알콜류(alcolol) 등의 유기용매를 단독 혹은 복합화하여 사용할 수 있으며, 물 등의 수용성 용매를 단독 혹은 유기용매와 혼합하 여 사용할 수 있다. 이러한 섬유성형성 고분자와 은 금속염을 방사 가능한 농도, 점도, 표면장력, 용액의 전기전도도 등을 고려하여 방사용액을 제조한다.
2) 전기방사
상기 제조된 방사용액을 용액공급 장치를 이용하여 전기방사 노즐에 연결하고, 노즐과 집전체 사이에 고전압 발생장치를 이용하여 고전계(高電界, ~100kV)를 형성시켜 전기방사를 실시한다. 이 때, 사용되는 전기방사장치로는 일반적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있으며, 일렉트로-브로운법이나 원심전기방사 방법 등을 사용할 수도 있다. 상기 방사용액에는 광촉매로서 이산화 티타늄을 첨가하거나 첨가하지 않고 방사할 수도 있다. 상기와 같은 방법에 의해 제조된 나노섬유의 직경은 대부분 1㎛미만으로 구성된 부직포 형태로 이를 캘린더 등의 방법에 의해 바로 압착한 후 사용하거나, 자외선(UV)을 조사하여 은나노 입자가 표면에 환원되도록 하는 방법을 사용할 수도 있다.
3) 불융화(안정화)처리
상기 전기방사된 나노섬유를 이송밸트(conveyer belt)를 이용하여 열풍순환로로 이동시켜 공기분위기하에서 분당 1 - 5℃의 승온 속도로 350℃ 미만까지 열처리하여 항균 열처리, 불융화(안정화)섬유를 제조한다. 이렇게 제조된 열처리, 불융화 섬유는 전기방사시 내부에 존재하는 잔류 용매가 완전히 제거되고, 열가소성 고분자 구조를 열경화성 고분자 구조로 변화시켜 내열성 및 취급성을 향상시킬 수 있다. 상기 열처리 온도는 이러한 관점에서 적절히 선택되며, 일반적으로 200-400℃, 바람직하게는 250-350℃ 정도의 범위에서 정해진다. 이러한 처리에 의해 생성 된 은나노 함유 불융화 나노섬유 웹은 그 자체로서 각종 항균성 필터재료나 위생재료 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
4) 탄소화 처리
상기 불융화된 은나노 함유 나노섬유 웹을 진공 내지는 불활성 분위기(질소 또는 아르곤)하에서 1000℃미만의 온도범위에서 탄소화하여 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 제조한다. 이때 탄소화 온도로는 함유된 금속나노입자의 용융점(melting point) 및 승화점(boiling point)을 고려하여 조절하는 것이 바람직하다.
탄소화 처리는 내부에 존재하는 은나노 미립자를 표면으로 돌출시키는 효과가 있으며, 특히 탄소화처리 온도가 높거나 장시간 진행될수록 은나노입자 끼리의 합체에 의해 표면에서 은나노 입자의 크기가 증가하는 효과가 있다. 이렇게 제조된 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹은 각종 항균성 수질정화용, 공기정화용 필터여재, 위생재료, 고기능성 탄소나노섬유 재료로 응용이 가능하다.
상기 탄소화 처리의 온도는 대략 1000℃ 미만이 바람직하나, 은을 포함함에 따라 은의 함유효과를 저해하지 않는 온도(은의 용융점은 약 960℃)이하로 행하는 것이 바람직하다. 탄소화 처리의 온도 역시, 상기한 효과를 얻을 수 있는 범위 내에서 특별히 한정되지는 않으나, 대략, 800-950℃, 보다 바람직하게는 800-900℃, 범위에서 행하도록 한다.
5) 활성화 처리
또한, 상기 불융화 나노섬유 내지는 탄소화 처리된 탄소나노섬유를 스팀분위 기하에서 1000℃ 미만의 온도범위에서 활성화하여 비표면적 500 ~ 2500㎡/g의 초고비표면적의 항균활성화 탄소나노섬유를 제조한다. 이렇게 제조된 활성화된 탄소화 나노섬유는 활성탄소섬유의 효과와 함께 은의 항균효과를 동시에 제공하여 초고성능 수질정화, 공기정화용 필터여재 및 위생재료 등 각종 다양한 산업분야에 적용할 수 있다.
이러한 활성화 처리 온도 역시 특별히 한정되지는 않으나, 은이 함유된 점을 고려하여, 500-950℃에서 행한다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 : 은나노 함유 탄소 나노섬유 웹 의 제조
PAN (분자량 160,000 일급시약, Sigma-Aldrich, USA)과 질산은 (AgNO3, 순도 99.999%, 일급시약, Sigma-Aldrich, USA)을 혼합하여 N,N-디메일포름아미드(dimethylformamide: DMF, 일급시약, Sigma-Aldrich, USA) 용매에 대해 10 wt.% 농도로 조절하여 방사용액을 제조하였다. 이때 질산은의 함량은 PAN에 대해 각각 1, 5, 10, 20 wt.% 였으며,
용액의 온도를 60℃로 조절하면서 24시간 교반한 후 완전히 용해된 것으로 판단되면 상온으로 냉각하여 전기방사 노즐로 이송시켰다. 또한, 질산은과 이산화 티타늄(TiO2)을 동일한 비율로 PAN에 대해 혼합하고 DMF를 용매로 사용하여 방사용액을 제조하였다. 전기방사 노즐로 이송된 고분자를 정량펌프를 사용하여 홀당 0.5cc/g으로 토출시키면서, 전기방사 노즐에는 고전압 발생장치를 사용하여 ~ 50 kV의 전압을 인가하고, 방사구와 집전체와의 거리를 20 cm로 유지하여 전기방사를 실시했다. 도 2에는 전기방사에 의해 얻어진 나노섬유의 주사전자현미경 사진을 나타냈다. 섬유의 직경분포가 대략 200 ~ 400㎚로 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 제조된 나노섬유를 열풍순환로를 이용하여 안정화시킨 후 불활성 분위기하에서 800℃까지 탄소화 처리를 행하여 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 제조하였다. 도 3에는 은나노 함유 탄소나노섬유의 투과전자현미경 사진을 나타냈다.
은나노 함유 활성화 탄소 나노섬유 웹의 제조는 800℃까지 불활성 분위기로 승온한 다음 800℃ 온도에서 스팀을 사용하여 활성화하였다. 이렇게 활성화된 시료의 질소가스 등온흡착에의한 B.E.T 비표면적은 은나노 함량에 관계없이 약 g당 약 1200 - 1500㎡ 를 나타냈다.
실시예 2 : 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹의 항균 특성
상기 실시예 1에 의해 제조된 은나노 함유 나노섬유중 탄화처리된 나노섬유를 이산화 티탄과 질산은 함량별로 항균특성을 검토하였다. 제조된 시료를 가로세로 각각 1㎝로 절단하여 샘플을 제조하고, 시험균으로는 피부나 비강 등에 존재하 는 대표적 화농성 세균으로 알려진 병원성이 큰 세균종인 Staphylococcus aureus ATCC 12600을 사용하여 항균특성을 평가했다.
셀은 1×106 CFU/㎖으로 희석하여 사용하였다(CFU: colony forming unit)으며 그 결과 실시예 1의 경우 모두 항균력이 95 ~ 99.9%로 크게 나타남을 알 수 있었다. 항균특성은 전기방사, 불융화, 탄소화, 활성화 처리에도 매우 우수한 특징을 나타냄을 알 수 있었으며, 이 결과로부터 본 발명에 의해 제조된 은나노 함유 나노섬유 웹, 은나노 함유 불융화 나노섬유 웹, 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹/은나노 함유 활성 탄소화 나노섬유 웹을 이용한 각종 항균성 필터소재, 기능성 항균제품, 고성능 항균 의료제품 등 산업전반에 걸쳐 다양한 분야에 적용이 가능할 것이 예상된다 (도 4).
실시예 3: 본 발명의 방진, 방취 및 항균용 필터의 제조
미세필터여재로서 두께 150㎛의 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 필터용 부직포(단위 섬유의 직경 5㎛, 통기도 30㏄/㎠/sec)와 상기 실시예 6에서 제조한 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 열접착 방식으로 결합하여 본 발명의 필터를 제조하였다.
시험예 1: 본 발명의 방진, 방취 및 항균용 필터의 성능 평가
상기의 실시예 3에 따라 제조된 본 발명의 방진, 방취 및 항균용 필터의 효 과를 다음과 같이 평가하였다(항균실험은 상기 실시예 2에서 실시한 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹에 대한 것과 동일하므로 생략함).
필터의 성능 측정은 TSI 3160 Fractional Efficiency Filter Tester를 사용하여 다음과 같은 조건에서 실시하였다. 측정 에어로졸 입자 : 0.3㎛의 DOP, 유량 : 32 ℓ/min, 샘플크기 : 100㎠ 였으며;
기공률 측정은 Mercury porosimetry(AutoPore IV9500)를 사용하여 20~61000psi의 압으로 필터여재의 전체 기공률을 평가하였다.
상기의 평가 결과를 표1에 나타내었다.
시료 필터두께 (㎛) 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹의 두께 (㎛) 전체두께 (㎛) 포집효율 공기저항 (㎜H2O) 기공률 (%)
1 150 10 300 97.945 6 78
2 150 30 320 98.598 10 71
3 150 50 340 99.739 17 65
4 150 70 360 99.945 28 51
5 150 90 380 99.999 42 35
본 발명은 방진, 방취 및 항균 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 내구성 및 경제성이 우수한 방진, 방취 및 항균용 필터 및 이의 제조방법을 제공한다.

Claims (14)

  1. 미세필터여재 및 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 적층한 형태로 포함하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 미세필터여재는 0.5~100㎛의 단위 직경을 갖는 합성수지 섬유를 접합하여 제조되는 부직포인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 미세필터여재는 두께가 0.1~10㎜이며, 통기도가 10㏄ 내지 300㏄/㎠/sec인 부직포인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  4. 청구항 1에 있어서 상기 미세필터여재로 사용되는 부직포는 폴리에스테르계, 폴리비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리아크리로나이트릴계, 폴리올레핀계, 폴리프로필렌계, 탄소, 및 활성탄소 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 섬유로 제조되는 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 미세필터여재가 정전기를 띄는 부직포인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹은 두께가 0.1~100㎛인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹의 B.E.T 비표면적이 g당 약 500 ~ 2500㎡인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹이 섬유성형성 고분자와 은(Ag) 금속염을 용매에 용해한 방사용액을 원료로 하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹이
    섬유성형성 고분자와 은(Ag) 금속염을 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계;
    상기 방사용액을 전기방사하는 단계; 및
    상기 전기방사된 섬유를 불활성 분위기하에서 열처리하는 탄소화 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  10. 청구항 9에 있어서, 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹이 하기의 공정 중 하나 이상의 단계를 추가로 실시하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터:
    (1) 상기 탄소화 단계의 전단계에 공기분위기하에서 열처리하여 불융화 섬유를 제조하는 불융화처리 단계.
    (2) 불융화 처리 전단계에 UV 조사처리하는 단계.
    (3) 상기 탄소화 단계 후에 스팀분위기에서 열처리하는 활성화 단계.
  11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 은 금속염은 질산은, 황산은 또는 염화은인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  12. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 섬유성형성 고분자는 탄소섬유 전구 체이거나 생분해성 고분자인 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  13. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 방사용액 내에 광촉매를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방진, 방취 및 항균용 필터.
  14. 미세필터여재와 은나노 함유 탄소화 나노섬유 웹을 열접합 또는 초음파 접합하여 필터 적층체를 제조하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 9 중의 어느 한 항의 방진, 방취 및 항균용 필터의 제조방법.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316964A (zh) * 2009-03-27 2012-01-11 株式会社百奥尼 纳米多孔膜及其制备方法
KR101294322B1 (ko) * 2010-11-01 2013-08-07 연세대학교 산학협력단 이산화티타늄 나노입자가 함유된 복합나노섬유 웹과 이를 포함하는 다기능성 소재 및 그 제조방법
CN103285665A (zh) * 2013-03-28 2013-09-11 卢普伦 一种纤维过滤料
US8585957B2 (en) 2010-11-09 2013-11-19 Hyundai Motor Company Method of manufacturing nano-fiber non-woven fabrics
KR101599112B1 (ko) * 2013-12-31 2016-03-02 도레이케미칼 주식회사 항바이러스 여재용 양전하 코팅제, 항바이러스 여재 및 이의 제조방법
KR101718399B1 (ko) * 2015-11-18 2017-03-21 영남대학교 산학협력단 중금속 흡착용 기능성 섬유 및 그 제조방법
KR20200006135A (ko) * 2020-01-02 2020-01-17 주식회사 아모그린텍 중력식 정수장치
KR20200063870A (ko) * 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 나노렉스 송풍구의 말단에 설치되는 공기 디퓨져용 필터유닛
WO2021015554A1 (ko) * 2019-07-22 2021-01-28 주식회사 아모그린텍 필터여재 및 이를 포함하는 복합필터
KR102221280B1 (ko) * 2020-10-05 2021-02-26 정상원 나노섬유를 이용한 방진망
US11247153B2 (en) 2016-10-27 2022-02-15 Amogreentech Co., Ltd. Filter module for gravity-type water purifier and gravity-type water purifier including same
KR102543150B1 (ko) * 2022-09-01 2023-06-13 김두영 항바이러스성 공기 정화 필터지 제조 방법 및 이를 이용하는 공기 필터
EP4129443A4 (en) * 2020-03-27 2023-08-23 Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd. COMPOSITE FILTER MATERIAL MADE OF POLYTETRAFLUORETHYLENE

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101104168B1 (ko) * 2010-02-26 2012-01-12 전남대학교산학협력단 향상된 광촉매활성을 갖는 탄소소재광촉매체 제조방법, 상기 방법으로 제조된 탄소소재광촉매체, 및 상기 탄소소재광촉매체를 포함하는 필터
KR20120042005A (ko) * 2010-10-22 2012-05-03 엘지전자 주식회사 필터 및 이를 포함하는 공기조화기
KR101270716B1 (ko) 2011-08-26 2013-06-03 전남대학교산학협력단 광촉매-그래핀-탄소나노섬유복합체 제조방법
KR101747322B1 (ko) 2014-03-18 2017-06-14 주식회사 아모그린텍 자연 환기형 멤브레인 및 이를 이용한 시스템 창호
KR101879440B1 (ko) * 2014-10-23 2018-07-17 한국생산기술연구원 정전필터 구조체
KR102001003B1 (ko) * 2017-06-08 2019-07-18 주식회사 아모그린텍 자연 환기형 멤브레인 및 이를 이용한 시스템 창호
KR102268901B1 (ko) 2020-04-01 2021-06-24 (주)프로텍메디칼 항균기능을 갖는 마스크 필터용 부직포 원단 제조 방법 및 이를 활용한 다회용 위생 마스크
KR102503214B1 (ko) * 2020-07-22 2023-02-24 한국에너지기술연구원 광열효과에 의한 살균이 가능한 마찰전기 필터
KR20220049719A (ko) 2020-10-15 2022-04-22 (주)크린앤사이언스 에어 필터 소재 및 그 제조방법
KR102352866B1 (ko) * 2021-10-15 2022-01-20 (주)대양이티에스 건물 천장 설치형 공기조화시스템
KR20230085356A (ko) 2021-12-07 2023-06-14 한전건 나노이온 클러스터 공정으로 코팅한 항균 마스크

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020054882A (ko) * 2000-12-28 2002-07-08 한형수 여과성이 우수한 다층구조 필터의 제조방법
KR20050119439A (ko) * 2004-06-16 2005-12-21 주식회사 대정크린 미세 먼지 제거 및 코로나 바이러스 멸균 기능이 우수한헤파 필터
KR100635136B1 (ko) 2004-12-30 2006-10-17 이재근 기능성 나노섬유를 이용한 나노섬유 필터 및 나노섬유필터의 제조방법
KR100843191B1 (ko) * 2006-03-30 2008-07-02 주식회사 아모메디 은 나노입자 함유 나노섬유 필터여재 및 그 제조방법

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316964A (zh) * 2009-03-27 2012-01-11 株式会社百奥尼 纳米多孔膜及其制备方法
KR101294322B1 (ko) * 2010-11-01 2013-08-07 연세대학교 산학협력단 이산화티타늄 나노입자가 함유된 복합나노섬유 웹과 이를 포함하는 다기능성 소재 및 그 제조방법
US8585957B2 (en) 2010-11-09 2013-11-19 Hyundai Motor Company Method of manufacturing nano-fiber non-woven fabrics
CN103285665A (zh) * 2013-03-28 2013-09-11 卢普伦 一种纤维过滤料
KR101599112B1 (ko) * 2013-12-31 2016-03-02 도레이케미칼 주식회사 항바이러스 여재용 양전하 코팅제, 항바이러스 여재 및 이의 제조방법
WO2017086712A1 (ko) * 2015-11-18 2017-05-26 영남대학교 산학협력단 중금속 흡착용 기능성 섬유 및 그 제조방법
KR101718399B1 (ko) * 2015-11-18 2017-03-21 영남대학교 산학협력단 중금속 흡착용 기능성 섬유 및 그 제조방법
US10722834B2 (en) 2015-11-18 2020-07-28 Research Cooperation Foundation Of Yeungnam University Functional fiber for adsorbing heavy metal and method for producing same
US11247153B2 (en) 2016-10-27 2022-02-15 Amogreentech Co., Ltd. Filter module for gravity-type water purifier and gravity-type water purifier including same
KR20200063870A (ko) * 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 나노렉스 송풍구의 말단에 설치되는 공기 디퓨져용 필터유닛
WO2021015554A1 (ko) * 2019-07-22 2021-01-28 주식회사 아모그린텍 필터여재 및 이를 포함하는 복합필터
KR20200006135A (ko) * 2020-01-02 2020-01-17 주식회사 아모그린텍 중력식 정수장치
EP4129443A4 (en) * 2020-03-27 2023-08-23 Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd. COMPOSITE FILTER MATERIAL MADE OF POLYTETRAFLUORETHYLENE
KR102221280B1 (ko) * 2020-10-05 2021-02-26 정상원 나노섬유를 이용한 방진망
KR102543150B1 (ko) * 2022-09-01 2023-06-13 김두영 항바이러스성 공기 정화 필터지 제조 방법 및 이를 이용하는 공기 필터

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