KR20200074710A - Method for fabricating oil resistive and anti-microbial air filter - Google Patents

Method for fabricating oil resistive and anti-microbial air filter Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a filter manufacturing method having both oil resistance and antiviral performance. Specifically, the present invention relates to a method of manufacturing an oil-resistive and anti-bacterial filter using electrospinning, wherein an antibacterial substance is coated on a fiber surface when producing a fiber having resistance to oil The method includes: performing an electrospinning to form a concentric circle in a cross section of a first polymer material disposed inside and including any one of PGS polymer and PSF polymer, and a second polymer material disposed outside and including the other one of PGS polymer and PSF polymer; coating a surface of a structure formed by the electrospinning with an antimicrobial material; drying the structure coated with the antibacterial material; and heating the dried structure in an oven having a vacuum atmosphere.

Description

전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법{METHOD FOR FABRICATING OIL RESISTIVE AND ANTI-MICROBIAL AIR FILTER}METHOD FOR FABRICATING OIL RESISTIVE AND ANTI-MICROBIAL AIR FILTER

본 발명은 유분저항성과 항바이러스 성능을 동시에 가지고 있는 필터 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 유분에 대한 저항성을 갖는 섬유를 생산할 때 항균물질을 섬유 표면에 코팅시키는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a filter having oil resistance and antiviral performance at the same time, and in detail, manufacturing an oil resistance antibacterial filter using electrospinning that coats the surface of the fiber with an antibacterial substance when producing fibers having oil resistance. It's about how.

공기를 정화시키는 공기 청정기는 공기 청정기의 내부에 구비된 필터 여과 능력에 따라 공기 청정기의 성능이 결정된다. 필터는 오염된 공기의 먼지와 세균을 제거하여 신선한 공기를 공급할 수 있도록 여과하는 장치로 필터 제작 기술이 향상됨에 따라 각종 냄새, 세균, 꽃가루부터 매우 미세한 크기의 먼지까지 집진이 이루어지게 된다.The air purifier that purifies the air determines the performance of the air purifier according to the filter filtration capability provided inside the air purifier. The filter is a device that filters contaminated air so that it can supply fresh air by removing dust and bacteria. As the filter production technology is improved, dust, bacteria, and pollen are collected from very fine dust.

따라서 필터는 미세한 크기의 섬유를 얼마나 균일하게 배치하는지가 가장 중요하기 때문에 섬유를 여러 겹으로 적층시켜 여과 성능을 향상시키게 된다. Therefore, the most important is how uniformly the fibers are arranged in a fine size, so that the fibers are stacked in multiple layers to improve the filtration performance.

이중 섬유를 생산하는 방법 중 하나인 전기 방사는 수 kV 이상의 고전압에 의한 정전기력에 의해서 고분자 용액 또는 고분자 용융체가 저장소(reservoir)의 노즐을 통해 그라운드(ground) 처리가 되어있는 집적판으로 이동하면서 수십에서 수백 나노 크기의 단면적을 갖게 된다. 이러한 공정은 전기장의 크기와 고분자 용액의 농도를 다양화함에 따라 섬유의 굵기를 조절할 수 있게 된다.Electrospinning, which is one of the methods of producing double fibers, is moved by dozens of kVs by electrostatic force by a high voltage of several kV or more, and the polymer solution or polymer melt moves through the nozzle of the reservoir to the integrated plate that is grounded. It has a cross-sectional area of several hundred nanometers. This process can control the thickness of the fiber by varying the size of the electric field and the concentration of the polymer solution.

전기 방사를 이용하여 나노 섬유를 제작하는 방법이 다수 제안되어 있다. 예를 들어, 한국 등록특허공보 제10-1766143호 (등록일자: 2017.08.01)은 전기방사법을 이용한 정렬된 활성탄소나노섬유 제조방법에 관한 것으로, 높은 속도로 회전 집전체를 가동할 경우 한방향으로 정렬됨으로써 이온 수송 속도를 높이기 위한 우수한 경로를 제공할 수 있어, 전기적 특성이 향상된 활성 탄소나노섬유를 제조할 수 있도록 한다.A number of methods for producing nanofibers using electrospinning have been proposed. For example, Korean Registered Patent Publication No. 10-1766143 (Registration Date: 2017.08.01) relates to a method for manufacturing aligned activated carbon nanofibers using an electrospinning method, and in one direction when a rotating current collector is operated at a high speed. Alignment can provide an excellent path for increasing the ion transport rate, thereby making it possible to manufacture activated carbon nanofibers with improved electrical properties.

한편, 많은 사람들이 모여있는 곳이나, 식당의 주방 및 기름이나 가공유를 사용하는 산업 현장에서는 공기 중에 다수의 유분 입자가 존재하며, 이 유분기가 있는 입자는 사람에게 각종 질환을 유발하고 필터의 성능을 약화시키게 된다.On the other hand, in a place where many people are gathered, in the kitchen of a restaurant, and in industrial sites that use oil or processed oil, a large number of oil particles are present in the air, and particles with these oils cause various diseases to humans and improve filter performance. Weaken.

이를 방지하고자 유분저항성이 있는 필터를 제조하여 사용하고 있지만, 이는 기존의 필터에 비해 박테리아와 바이러스의 포집 능력이 많이 떨어지고 있는 실정이다.In order to prevent this, a filter having oil resistance is manufactured and used, but this is a situation in which the ability to collect bacteria and viruses is much lower than that of a conventional filter.

한국 등록특허공보 제10-1766143호 (등록일자: 2017.08.01)Korean Registered Patent Publication No. 10-1766143 (Registration date: 2017.08.01)

본 발명은 유분저항성을 갖고 있으면서, 박테리아와 바이러스를 항균할 수 있는 필터를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a filter having anti-oil resistance and antibacterial bacteria and viruses.

본 발명은 필터를 생산하는 하나의 공정을 통해 유분저항성을 갖고 있으면서, 박테리아와 바이러스를 항균할 수 있는 필터를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a filter capable of antibacterial bacteria and viruses while having oil resistance through one process of producing a filter.

본 발명은 유분기 있는 입자에 의해 필터의 성능과 수명에 영향을 미치지 않는 필터를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a filter that does not affect the performance and life of the filter by oily particles.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법에 관한 것으로, 내측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질이 배치되고, 외측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질이 배치되어 단면에 동심원을 형성하는 전기 방사하는 단계와, 상기 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균 물질을 코팅하는 단계와, 상기 항균 물질로 코팅된 구조체를 건조시키는 단계 및 상기 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계를 포함한다.The present invention for achieving this object relates to a method for manufacturing an oil-resistant antibacterial filter using electrospinning, wherein a first polymer material including any one of PGS polymer and PSF polymer is disposed on the inside, and PGS polymer and PSF on the outside. A second polymer material comprising another one of the polymer is disposed to form a concentric circle on a cross-section, electrospinning, coating an antimicrobial material on the surface of the structure formed by electrospinning, and a structure coated with the antimicrobial material And drying the dried structure in an oven forming a vacuum atmosphere.

바람직하게는 본 발명에 있어서, PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질과 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 전기 방사부에 투입하여 전기 방사하는 단계와, 상기 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균 물질을 코팅하는 단계와, 상기 항균 물질로 코팅된 구조체를 건조시키는 단계 및 상기 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계를 포함한다.Preferably in the present invention, the step of preparing a mixture by mixing a first polymer material comprising any one of the PGS polymer and PSF polymer and a second polymer material comprising the other one of the PGS polymer and PSF polymer, The mixture is introduced into an electrospinning unit to electrospin, coating the surface of the structure formed by electrospinning with an antimicrobial material, drying the structure coated with the antimicrobial material, and vacuuming the dried structure. It comprises the step of heating in the oven to form.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1고분자 물질은 글리세롤(glycerol)과 세바신산(sebacic)을 1대1 비율로 혼합하여 120도의 아르곤 분위기에서 24시간 동안 저어서 제조된 PSG 폴리머 용액에, 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매를 혼합하여 제조된 50%(w/v)의 PGS 폴리머 용액인 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the first polymer material is a mixture of glycerol (glycerol) and sebacic acid (sebacic) in a 1 to 1 ratio and stirred in a 120 degree argon atmosphere for 24 hours in a PSG polymer solution, tetra It is characterized by being a 50% (w/v) PGS polymer solution prepared by mixing a solvent in which a ratio of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF) is mixed in a 1:1 ratio.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2고분자 물질은, PSF(polysulfone) 폴리머 용액에 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매를 혼합하여 제조된 20%(w/v)의 PSF 폴리머 용액인 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the second polymer material is a mixture of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF) in a 1:1 ratio in a polysulfone (PSF) polymer solution. It is characterized by being a 20% (w/v) PSF polymer solution prepared by mixing.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 전기 방사하는 단계에서 상기 제1고분자 물질과 상기 제2고분자 물질을 분사하는 노즐과 상기 구조체가 안착하는 기판의 거리를 17cm로 설정한다.Preferably, in the present invention, in the electrospinning step, the distance between the nozzle for spraying the first polymer material and the second polymer material and the substrate on which the structure is seated is set to 17 cm.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 건조시키는 단계는 공기 중에 상기 구조체를 적어도 6시간동안 건조시킨다.Preferably in the present invention, the drying step is drying the structure in air for at least 6 hours.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 가열하는 단계는 130도의 진공분위기를 형성하는 오븐에서 48시간 동안 가열시켜 상기 PGS 폴리머가 교차결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the heating step is characterized in that the PGS polymer is crosslinked by heating for 48 hours in an oven forming a vacuum atmosphere of 130 degrees.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서 스파크가 발생할 수 있도록 내부에 공간이 형성되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어, 스파크를 발생시키기 위해 전압이 인가되는 한 쌍의 전극 및 상기 챔버 본체의 내부로 공기를 공급하여 상기 구조체의 일측으로 분사하는 공기 공급부를 더 포함한다.Preferably, in the present invention, a chamber in which a space is formed so as to generate sparks in the step of coating the antimicrobial material, and a pair of chambers installed inside the chamber and applied with voltage to generate sparks It further includes an electrode and an air supply unit that supplies air to the interior of the chamber body and injects it to one side of the structure.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 전극은 니켈(Ni), 은(Ag), 백금(Pt)의 살균 및 항균 특성을 가지는 금속이나, 카본류의 금속, 또는 이산화티탄과 같이 흡착 특성을 가지는 금속 재질로 형성되어 나노 입자를 제공한다.Preferably, in the present invention, the electrode is a metal having sterilization and antibacterial properties of nickel (Ni), silver (Ag), platinum (Pt), a metal having carbon, or a metal having adsorption characteristics such as titanium dioxide. It is formed of a material to provide nanoparticles.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서 항균 물질이 포함된 용액이 구비되어 있는 실린지와, 상기 실린지로부터 상기 구조체의 일측으로 향균물질을 분사하여 항균 물질의 코팅을 가능하게 하는 펌프 및 상기 펌프에 전원을 공급하여 전기 분사(Electrospray)가 이루어지는 전원 공급부를 더 포함한다.Preferably in the present invention, in the step of coating the antimicrobial material, a syringe provided with a solution containing an antimicrobial material, and spraying an antibacterial material from the syringe to one side of the structure to enable coating of the antimicrobial material It further includes a pump for supplying power to the pump, and a power supply unit to which electric spray is performed.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서 상기 구조체를 향해 압축공기를 공급하는 공기 공급부와, 상기 공기 공급부에서 공급되는 압축공기가 유입되고, 항균 물질이 구비된 용액을 기체 형태로 기화시키는 기화부와, 상기 기화부에서 기화된 기체의 수분을 제거하는 건조부 및 상기 건조부에서 수분이 제거된 기체의 상기 항균 물질을 기설정된 극성으로 하전시켜 상기 구조체에 분사하여 항균 물질의 코팅이 가능하도록 마련되는 분사노즐을 더 포함한다.Preferably, in the present invention, in the step of coating the antimicrobial material, an air supply unit supplying compressed air toward the structure and compressed air supplied from the air supply unit are introduced, and the solution provided with the antimicrobial material is in gas form. The anti-microbial substance is sprayed on the structure by charging the anti-microbial substance of the vaporized portion to be vaporized with, the drying portion to remove moisture of the gas vaporized from the vaporized portion, and the gas from which the moisture is removed from the drying portion to a predetermined polarity. It further includes a spray nozzle provided to enable coating.

본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터가 구비된 공기청정기를 사용하여 유분을 포함하거나, 기름을 많이 사용하는 장소에서도 공기를 정화하는 효과가 있다.By using an air purifier equipped with an oil-resistant antibacterial filter using electrospinning according to the present invention, there is an effect of purifying air even in a place that contains oil or uses a lot of oil.

본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터는 하나의 공정을 통해 유분저항성과 항균기능을 포함하는 필터의 생산이 가능하여 공정을 단순화하는 효과가 있다.The oil resistance antimicrobial filter using electrospinning according to the present invention has the effect of simplifying the process because it is possible to produce a filter including oil resistance and antibacterial function through one process.

본 발명에 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터는 필터 성능 저하 및 필터의 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.The oil resistance antibacterial filter using electrospinning in the present invention has an effect of preventing filter performance degradation and shortening the life of the filter.

도 1은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터를 제작하는 모습,
도 2는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터의 제작과정에 대한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터의 또 다른 제작과정에 대한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균물질을 코팅하는 제1 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균물질을 코팅하는 제2 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균물질을 코팅하는 제3 실시예.
1 is a view of producing an oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention,
Figure 2 is a flow chart for the manufacturing process of the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention,
3 is a flow chart for another manufacturing process of the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention,
4 is a first embodiment of coating an antibacterial substance in an oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention,
5 is a second embodiment of coating an antibacterial substance in an oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention,
6 is a third embodiment of coating the antibacterial substance in the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. Also, it should not be construed as being limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터를 제작하는 모습을 보여주고 있다.1 shows a state of manufacturing an oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

기존의 필터의 경우, 유분저항의 성질 또는 항균 기능만 구비되어 있으나, 본 발명에 따른 유분저항 항균필터(이하, 필터라 함)(1)는 유분저항 성질을 갖는 섬유(10)를 방사하여 제작된 필터(1)에 항균 물질(50)을 필터(1)에 분사하여 항균 물질(50)이 코팅된 필터(1)를 제작한 것이다.In the case of the existing filter, only the properties of oil resistance or antibacterial function is provided, but the oil resistance antibacterial filter (hereinafter referred to as a filter) 1 according to the present invention is produced by spinning fibers 10 having oil resistance properties The filter 1 coated with the antibacterial substance 50 is manufactured by spraying the filter 1 with the antibacterial substance 50 on the filter 1.

본 발명에 따른 필터(1)는 적어도 두 종류의 고분자 물질(12)(14)을 토출하여 섬유(10)를 제작하는 전기 방사부(20)와 전기 방사부(20)가 제작하는 섬유(10)를 모으는 기판(30) 및 섬유(10)가 토출되어 적층된 기판(30)을 향해 항균 물질(50)을 제공하는 코팅부(40)로 이루어져 있다.The filter (1) according to the present invention discharges at least two kinds of polymer materials (12) (14) to produce fibers (10) of the electrospinning portion (20) and the fibers (10) produced by the electrospinning portion (20). ) Is composed of a coating part 40 that provides an antibacterial material 50 toward the laminated substrate 30 by discharging the substrate 30 and the fibers 10.

전기 방사부(20)는 적어도 두 종류로 이루어진 고분자 물질(12)(14)을 토출하여 섬유(10)를 생산하는 것으로, 고분자 물질(12)(14)을 혼합하여 섬유(10)를 토출한다. 또한 내측에는 제1고분자 물질(12)이 배치되고, 외측으로 제2고분자 물질(14)이 배치되어 단면이 동심원 형상을 하는 섬유(10)를 생산할 수도 있을 것이다.The electrospinning section 20 is to produce fibers 10 by discharging polymer materials 12 and 14 made of at least two types, and dispensing fibers 10 by mixing polymer materials 12 and 14. . In addition, the first polymer material 12 is disposed inside, and the second polymer material 14 is disposed outside to produce fibers 10 having a concentric cross-section.

전기 방사부(20)에서 토출된 섬유(10)는 적어도 하나의 고분자 물질(12)(14)에 유분 저항 성질을 가지고 있어, 생산된 섬유(10) 자체에 유분 저항 성질을 갖게 된다. 또한 토출되는 섬유(10)를 치밀하고 균일하게 배치하게 되면, 유분으로부터 저항성이 높은 재질의 필터(1)를 제작할 수 있을 것이다.The fibers 10 discharged from the electrospinning section 20 have oil resistance properties on at least one polymer material 12 and 14, and thus have oil resistance properties on the produced fibers 10 themselves. In addition, if the fibers 10 to be discharged are densely and uniformly arranged, the filter 1 of a material having high resistance from oil may be manufactured.

기판(30)은 전기 방사부(20)의 노즐로부터 기설정된 거리로 이격되게 위치하고 있어, 토출되는 섬유(10)를 모아 필터(1)를 형성하게 된다. 기판(30)에 모인 필터(1)를 향해 코팅부(40)에서 항균 물질(50)을 분사하여 섬유(10)의 표면을 항균 물질(50)로 코팅하기 용이하게 할 수 있으며, 전기 방사부(20)에서 갓 토출된 섬유(10)를 건조시키거나 가열하는데 섬유(10)를 지지하는 수단으로 사용될 수 있을 것이다.The substrate 30 is positioned to be spaced a predetermined distance from the nozzle of the electrospinning portion 20, thereby collecting the fibers 10 to form a filter 1. The surface of the fiber 10 can be easily coated with the antibacterial material 50 by spraying the antibacterial material 50 from the coating part 40 toward the filter 1 collected on the substrate 30, and the electrospinning part It may be used as a means for supporting the fiber 10 to dry or heat the fiber 10 freshly discharged from (20).

코팅부(40)는 전기 방사부(20)에서 토출된 섬유(10)가 바이러스나 박테리아에 대해 항균 성능을 갖을 수 있도록 항균 물질(50)을 분사하여 섬유(10)의 표면을 항균 물질(50)로 코팅하는 역할을 하게 된다. 이때 코팅부(40)는 섬유(10)를 코팅시키는 방법이나 장치에 따라 다양한 방법으로 섬유(10) 표면을 코팅할 수 있을 것이며, 이에 대한 상세한 설명은 하기에서 다루기로 한다.The coating part 40 sprays the antibacterial material 50 so that the fiber 10 discharged from the electrospinning part 20 has antibacterial performance against viruses or bacteria. ). At this time, the coating unit 40 may coat the surface of the fiber 10 in various ways according to a method or device for coating the fiber 10, and detailed description thereof will be described below.

도 2는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터의 제작과정에 대한 순서도를 보여주고 있다.Figure 2 shows a flow chart for the manufacturing process of the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

유분 저항 성질과 항균 기능을 포함하는 필터의 제작과정은 내측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질이 배치되고, 외측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질이 배치되어 단면에 동심원을 형성하는 전기 방사하는 단계(S10)와, 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균 물질을 코팅하는 단계(S30)와, 항균 물질이 코팅된 구조체를 건조시키는 단계(S40) 및 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계(S50)를 포함한다.In the manufacturing process of the filter including the oil resistance property and the antibacterial function, a first polymer material including one of the PGS polymer and the PSF polymer is disposed on the inside, and a second one containing the other of the PGS polymer and the PSF polymer on the outside. The step of electrospinning (S10) in which a polymer material is disposed to form concentric circles on the cross-section, the step of coating an antimicrobial material on the surface of the structure formed by electrospinning (S30), and drying the structure coated with the antibacterial material ( S40) and heating the dried structure in an oven forming a vacuum atmosphere (S50).

여기서, 제1고분자 물질(12)은 50%(w/v)의 PGS 폴리머 용액으로, 글리세롤(glycerol)과 세바신산(sebacic)을 1대1 비율로 혼합하여 120도의 아르곤 분위기에서 24시간 동안 저어서 PGS 폴리머 용액을 제조한다. 그 다음 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매와 PGS 폴리머 용액을 혼합하여 50%(w/v)의 PGS 폴리머 용액이 제조된다.Here, the first polymer material 12 is a PGS polymer solution of 50% (w/v), mixed with glycerol and sebacic acid in a 1 to 1 ratio, and stored in an argon atmosphere at 120 degrees for 24 hours. Then, a PGS polymer solution is prepared. Then, a solvent mixed with tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF) in a 1:1 ratio and a PGS polymer solution are mixed to prepare a 50% (w/v) PGS polymer solution. .

제2고분자 물질(14)은 20%(w/v)의 농도를 형성하는 PSF 폴리머 용액으로, PSF(polysulfone) 폴리머 용액에 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매를 혼합하여 20%(w/v)의 PSF 폴리머 용액 제조하게 된다.The second polymer material 14 is a PSF polymer solution that forms a concentration of 20% (w/v), tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF) in a polysulfone (PSF) polymer solution. Is mixed in a 1:1 ratio of solvent to prepare a 20% (w/v) PSF polymer solution.

필터(1)를 제작하는 과정을 살펴보면, 동심원인 형태로 전기 방사하는 단계(S10)에서 전기 방사부(20)의 노즐이 고분자 물질의 숫자만큼 동축상으로 배치되어 섬유(10)를 방사할 때 섬유(10)의 중심부에 제1고분자 물질(12)이 위치하고, 제1고분자 물질(12)의 외주면을 제2고분자 물질(14)이 감싸게 된다. 이때 제1고분자 물질(12)이나 제2고분자 물질(14) 중 적어도 하나의 고분자 물질(12)(14)에는 유분 저항 성질을 가지고 있어, 섬유(10)가 유분 입자로부터 저항력을 갖게 될 것이다.Looking at the process of manufacturing the filter (1), the nozzle of the electrospinning unit 20 is coaxially arranged as many as the number of polymer materials in the step (S10) of electrospinning in the form of concentric circles when spinning the fiber (10) The first polymer material 12 is located at the center of the fiber 10, and the second polymer material 14 is wrapped around the outer circumferential surface of the first polymer material 12. At this time, at least one polymer material 12 or 14 of the first polymer material 12 or the second polymer material 14 has an oil resistance property, so that the fiber 10 will have resistance from oil particles.

노즐에서 분사되는 섬유(10)는 기판(30)에 안착되어 필터(1)를 형성하게 되는데, 필터(1)의 여과 성능을 향상시키기 위해서는 굵기가 가는 섬유(10)를 치밀하고 균일하게 배치시켜야 할 것이다. 여과 성능이 뛰어난 필터(1)를 제작하기 위해서는 노즐과 기판(30) 사이의 간격이 중요하므로, 기판(30)은 노즐로부터 수직방향으로 간격 조절이 가능하게 설치하는 것이 좋을 것이다. 바람직하게는 노즐과 기판(30) 사이의 거리를 17cm로 설정하는 것이 좋을 것이다.The fibers 10 sprayed from the nozzle are seated on the substrate 30 to form the filter 1. In order to improve the filtration performance of the filter 1, the fibers 10 having a small thickness should be densely and uniformly arranged. something to do. In order to fabricate the filter 1 having excellent filtration performance, since the gap between the nozzle and the substrate 30 is important, it is better to install the substrate 30 so that the gap can be adjusted vertically from the nozzle. Preferably, it would be better to set the distance between the nozzle and the substrate 30 to 17 cm.

항균 물질을 코팅하는 단계(S30)에서는 전기 방사부(20)에서 토출된 섬유(10)가 기판(30)에 안착된 상태에서 코팅부(40)에서 항균물질을 분사하여 섬유(10)의 표면을 항균 물질(50)로 코팅하게 된다. 이때 코팅부(40)에서 항균 물질(50)을 분사하는 방법이나 장치에 따라 전기분사(Electrospray), 전자공력(Electro-aerodynamic) 및 스파크 방전(Spark discharge) 등으로 구분된다.In the step (S30) of coating the antibacterial substance, the surface of the fiber 10 is sprayed with the antibacterial substance from the coating portion 40 while the fiber 10 discharged from the electrospinning portion 20 is seated on the substrate 30 Is coated with an antibacterial material (50). At this time, it is divided into electrospray, electro-aerodynamic, and spark discharge according to a method or apparatus for spraying the antibacterial substance 50 from the coating part 40.

건조시키는 단계(S40)는 항균 물질(50)로 코팅된 섬유(10)의 표면이 충분히 굳을 때까지 상온에서 건조시키는 것으로, 바람직하게는 공기 중에 섬유(10)를 적어도 6시간동안 건조시키게 된다.The drying step (S40) is to dry at room temperature until the surface of the fiber 10 coated with the antimicrobial material 50 is sufficiently hardened, preferably drying the fiber 10 in air for at least 6 hours.

가열하는 단계(S50)는 충분히 건조된 섬유(10)를 오븐 속에서 가열시켜, 섬유(10) 표면에 남아있는 이물질을 제거하거나, 가열하는 온도보다 녹는점이 낮은 물질이 사라지게 되면서 다수의 기공을 형성하게 되어 여과 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다. 바람직하게는 130도의 진공분위기를 형성하는 오븐에서 48시간 동안 가열시켜 섬유(10) 속에 포함되어 있는 PGS 폴리머가 교차결합이 이루어지도록 한다. PGS 폴리머의 교차결합은 단백질과 단백질 사이, 단백질과 핵산 사이, 또는DNA의 2중가닥 사이 등에서 공유결합이 일어나는 현상으로, 분자내 가로 연결과 분자간 가로 연결에 있어, 구조의 안정화에 관여하게 된다. In the heating step (S50), the sufficiently dried fiber 10 is heated in an oven to remove foreign substances remaining on the surface of the fiber 10, or a substance having a lower melting point than the heating temperature disappears to form a number of pores. This will further improve the filtration performance. Preferably, the PGS polymer contained in the fiber 10 is cross-linked by heating in an oven forming a vacuum atmosphere of 130 degrees for 48 hours. PGS polymer cross-linking is a phenomenon in which covalent bonding occurs between a protein and a protein, between a protein and a nucleic acid, or between double strands of DNA, and is involved in the stabilization of a structure in intra-molecular transverse and intermolecular transverse coupling.

상기 과정을 모두 마친 섬유(10)는 유분이 있는 입자에 대해 저항성을 갖으면서 항균기능을 포함하는 필터(1)로 사용할 수 있을 것이다.The fiber 10 after completing the above process may be used as a filter 1 including an antibacterial function while having resistance to oily particles.

한편, 상기에서 언급한 단면이 동심원 형태로 섬유(10)를 제작하는 방법 이외에도 유분저항성을 갖는 고분자 물질과 또 다른 종류의 고분자 물질을 혼합하여 섬유(10)를 제작하더라도 필터(1)에 필요한 유분 저항 성질을 갖을 수 있다.On the other hand, in addition to the method of manufacturing the fiber 10 in the form of a concentric circle having the aforementioned cross-section, the oil required for the filter 1 is produced even if the fiber 10 is produced by mixing a polymer material having oil resistance and another polymer material. It can have resistance properties.

도 3은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터의 또 다른 제작과정에 대한 순서도를 보여주고 있다.Figure 3 shows a flow chart for another manufacturing process of the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

고분자 물질의 종류에 따라 분리시켜 토출하지 않고, 적어도 2개의 고분자 물질(12)(14)이 혼합된 섬유(10)를 토출시켜 필터(1)를 제작하는 방법은 다음과 같다.The method of manufacturing the filter 1 by discharging the fibers 10 in which at least two polymer materials 12 and 14 are mixed without discharging them according to the type of the polymer material is as follows.

PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질과 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S12)와, 혼합물을 전기 방사부에 투입하여 전기 방사하는 단계(S20)와, 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균물질을 코팅하는 단계(S30)와, 항균물질로 코팅된 구조체를 건조시키는 단계(S40) 및 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계(S50)를 포함한다.Preparing a mixture by mixing a first polymer material containing one of the PGS polymer and a PSF polymer and a second polymer material including the other of the PGS polymer and the PSF polymer (S12); Injecting and electrospinning (S20), coating the surface of the structure formed by electrospinning (S30), drying the structure coated with the antimicrobial material (S40), and drying the structure in a vacuum atmosphere It includes the step of heating in the oven to form (S50).

혼합물을 제조하는 단계(S12)는 제1고분자 물질(12)과 제2고분자 물질(14)을 분리하지 않고 한 곳에 섞어 혼합물(12)(14)을 제조하는 것으로, 제1고분자 물질(12)과 제2고분자 물질(14) 중 적어도 하나의 고분자 물질이 유분 저항 성질을 가지고 있어야 할 것이다. 여기서 제1고분자 물질(12)과 제2고분자 물질(14)은 상기에서 언급한 50%(w/v)의 PGS 폴리머 용액과 20%(w/v)의 농도를 형성하는 PSF 폴리머 용액을 사용하는 것이 좋을 것이다. 이외에도 유분에 대해 저항 성질을 갖는 폴리머 용액이라면 어느 것을 사용해도 좋을 것이다.The step of preparing the mixture (S12) is to prepare the mixture 12 and 14 by mixing in one place without separating the first polymer material 12 and the second polymer material 14, and the first polymer material 12 And at least one polymer material of the second polymer material 14 should have oil resistance properties. Here, the first polymer material 12 and the second polymer material 14 use the above-mentioned 50% (w/v) PGS polymer solution and 20% (w/v) PSF polymer solution. It would be nice to do In addition, any polymer solution having oil resistance properties may be used.

전기 방사하는 단계(S20)는 종류가 서로 다른 적어도 두 개의 고분자 물질이 혼합되어 있는 혼합물(12)(14)을 하나의 저장부에 담아 전기 방사부(20)에 연결한 다음 섬유(10)를 기판(30)으로 토출시켜 필터(1)를 형성하게 된다. 전기 방사부(20)의 노즐에서 토출되는 섬유(10)는 제1고분자 물질(12)과 제2고분자 물질(14)이 혼합된 것으로, 섬유(10)의 단면이 하나의 층을 형성하게 된다.In the step of electrospinning (S20), a mixture (12) (14) in which at least two polymer materials of different types are mixed is contained in one storage unit, connected to the electrospinning unit (20), and then the fibers (10) It is discharged to the substrate 30 to form the filter 1. The fiber 10 discharged from the nozzle of the electrospinning section 20 is a mixture of the first polymer material 12 and the second polymer material 14, and the cross section of the fiber 10 forms one layer. .

이하의 과정은 상기에서 언급한 동심원 형태의 섬유(10)로 필터(1)를 제작하는 과정과 동일한 과정을 진행하기 때문에 생략하기로 한다.The following process will be omitted because the same process as the process of manufacturing the filter 1 with the concentric circle-shaped fiber 10 mentioned above is omitted.

도 4는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균 물질을 코팅하는 제1 실시예에 관한 것이다.Figure 4 relates to a first embodiment for coating an antibacterial substance in the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

섬유(10)를 토출하는 전기 방사부(20)의 일편 또는 전기 방사가 끝난 섬유(10)에 전기 분사로 항균 물질(50)을 분사하여 필터(1)를 코팅하는 코팅부(40)가 마련되어 있다.A coating portion 40 is provided for coating the filter 1 by spraying the antibacterial substance 50 by electric spraying on one piece of the electric spinning portion 20 for discharging the fibers 10 or the fiber 10 after the electric spinning is finished. have.

코팅부(40)는 항균 물질(50)이 포함된 용액이 구비되어 있는 실린지(412)와, 실린지(412)로부터 구조체의 일측으로 항균 물질(50)을 분사하여 섬유(10)의 표면에 항균 물질(50)의 코팅을 가능하게 하는 펌프(410) 및 펌프(410)에 전원을 공급하여 전기 분사(Electrospray)가 이루어지는 전원 공급부(420)를 더 포함한다.The coating part 40 is a syringe 412 provided with a solution containing the antimicrobial material 50, and the surface of the fiber 10 by spraying the antimicrobial material 50 from the syringe 412 to one side of the structure The pump further includes a power supply unit 420 for supplying power to the pump 410 and the pump 410 to enable the coating of the antimicrobial material 50 to be electrosprayed.

전원 공급부(420)는 펌프(410)로 전원을 공급하여 전기장을 형성하고, 항균 물질(50)의 표면에 전기장에 의해 당겨지는 정전기력과 항균 물질(50)의 표면 장력 사이에 균형이 깨지면서 매우 미세한 형태의 분무 입자가 발생하게 된다. 이 분무 입자가 필터(1)의 섬유(10) 표면에 달라붙어 필터(1)를 코팅하게 되면 항균기능을 더 포함하는 필터(1)를 형성하게 된다.The power supply unit 420 supplies power to the pump 410 to form an electric field, and the balance between the electrostatic force pulled by the electric field on the surface of the antibacterial material 50 and the surface tension of the antibacterial material 50 is broken, and is very fine. Formed spray particles are generated. When the spray particles adhere to the surface of the fiber 10 of the filter 1 and coat the filter 1, a filter 1 further comprising an antibacterial function is formed.

실린지(412)에는 섬유(10)를 항균 물질(50)로 코팅할 수 있는 항균 물질(50)과 항균 물질(50)과 혼합되어 분사를 용이하게 하는 용액이 혼합되어 함께 저장되어 있으며, 실린지(412)가 펌프(410)에 설치되어, 실린지(412)에 저장된 항균 물질(50)을 섬유(10)를 향해 분사할 수 있도록 펌프(410)에 구비된 분사노즐(413)이 필터(1)를 향해 위치하고 있다. 그리고 전원 공급부(420)는 펌프(410)에 전원을 공급하여 펌프(410)가 펌핑되어 실린지(412)의 항균 물질(50)이 섬유(10)로 분사될 수 있도록 한다.In the syringe 412, an antimicrobial material 50 capable of coating the fiber 10 with an antibacterial material 50 and a solution mixed with the antibacterial material 50 to facilitate spraying are mixed and stored together. The paper 412 is installed on the pump 410, the injection nozzle 413 provided on the pump 410 to filter the antibacterial substance 50 stored in the syringe 412 toward the fiber 10 is filtered It is located toward (1). In addition, the power supply unit 420 supplies power to the pump 410 so that the pump 410 is pumped so that the antibacterial material 50 of the syringe 412 can be injected into the fiber 10.

펌프(410)는 항균 물질(50)을 분사하는 분사노즐(413)의 극성에 따라 구분되어 있을 수도 있을 것이다. 즉, 양이온성 항균 물질(50)을 분사하는 분사노즐(413)과 음이온성 항균 물질(50)을 분사하는 분사노즐(413)이 각각 구분되어 마련되어 있을 수 있을 것이다. 극성에 따라 항균 물질(50)을 분사함에 따라 필터(1)와 항균 물질(50)의 부착력이나 코팅 정도를 더욱 향상시킬 수도 있을 것이다.The pump 410 may be classified according to the polarity of the spray nozzle 413 spraying the antibacterial material 50. That is, the spray nozzle 413 spraying the cationic antibacterial material 50 and the spray nozzle 413 spraying the anionic antibacterial material 50 may be separately provided. As the antibacterial material 50 is sprayed according to the polarity, the adhesion or coating degree of the filter 1 and the antibacterial material 50 may be further improved.

도 5는 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균 물질을 코팅하는 제2 실시예이다.5 is a second embodiment of coating an antimicrobial material in the oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

스파크를 발생시켜 섬유(10)의 표면에 항균 물질(50)을 코팅하는 것으로, 스파크가 발생할 수 있도록 내부에 공간이 형성되는 챔버(430)와, 챔버(430)의 내부에 설치되어, 스파크를 발생시키기 위해 전압이 인가되는 한 쌍의 전극(432) 및 챔버(430) 본체의 내부로 공기를 공급하여 구조체의 일측으로 분사하는 공기 공급부(440)를 더 포함한다.By coating the antibacterial material 50 on the surface of the fiber 10 by generating sparks, a chamber 430 in which a space is formed so as to generate sparks, and installed inside the chamber 430, sparks In addition, a pair of electrodes 432 to which voltage is applied and an air supply unit 440 that supplies air to the interior of the chamber 430 body and injects it to one side of the structure are further included.

챔버(430)는 내부에 공간이 마련되어, 스파크의 발생을 가능하게 하고, 챔버(430)의 내, 외부를 연통 가능하게 하는 유입구와 배출구가 형성되어 있다.The chamber 430 is provided with a space therein to enable the generation of sparks, and an inlet and an outlet to enable communication between the inside and the outside of the chamber 430 are formed.

전극(432)은 챔버(430)의 내부에 위치하여 한 쌍이 서로 마주보게 설치되어 있으며, 스파크를 발생시키는 고전압이 인가된다. 바람직하게는 니켈(Ni), 은(Ag), 백금(Pt)의 살균 및 항균 특성을 가지는 금속이나, 카본류의 금속, 또는 이산화티탄과 같이 흡착 특성을 가지는 금속 재질로 형성되어 나노 입자를 배출한다. 즉, 한 쌍의 전극(432)에 양전압 또는 음전압과 같은 고전압이 인가되면, 스파크 방전에 의해 금속이 기화되어 입자화가 이루어진다.The electrode 432 is located inside the chamber 430 so that a pair is installed facing each other, and a high voltage that generates sparks is applied. Preferably, nickel (Ni), silver (Ag), platinum (Pt) is formed of a metal material having sterilization and antibacterial properties, a metal of carbon, or a metal material having adsorption properties such as titanium dioxide to discharge nanoparticles do. That is, when a high voltage such as a positive voltage or a negative voltage is applied to the pair of electrodes 432, the metal is vaporized by spark discharge to form particles.

한편, 전극(432) 사이의 간격이 작을수록 점화유구 전압이 낮아지며, 간격이 클수록 고전압이 요구된다. 이는 전극(432) 사이의 간격이 좁으면 아크를 발생시키는 필요 전압이 감소되는 반면에, 짧은 스파크로 인한 점화 최소 에너지를 전달하여 실화를 발생시킬 수 있는 것을 의미한다. 따라서 본 발명에 따른 전극(432)은 실화가 발생되지 않으면서도 설정된 적정량의 고전압이 인가될 수 있는 간격으로 전극(432)을 배치하는 것이 바람직할 것이다.On the other hand, the smaller the spacing between the electrodes 432, the lower the ignition induction voltage, and the larger the spacing, the higher the voltage required. This means that if the distance between the electrodes 432 is narrow, the required voltage for generating the arc is reduced, while the minimum ignition energy due to the short spark can be transmitted to generate misfire. Therefore, it is preferable that the electrodes 432 according to the present invention are arranged at intervals at which a predetermined amount of high voltage can be applied without misfire.

공기 공급부(440)는 챔버(430)의 유입구에 연결되어 챔버(430)에 형성된 공간으로 공기를 공급하는 것으로, 다양한 공급 수단을 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 캐리어 에어 공급 시스템(carrier air supply system) 또는 MFM(Mass Flow Meter)과 같은 유량계에 의해 비활성 기체 또는 질소를 포함한 공기를 공급할 수 있을 것이다. 또한 공기를 압축시킨 다음 압축된 공기를 헤파필터(442)에 통과시켜 여과된 공기를 챔버(430)에 공급할 수도 있을 것이다.The air supply unit 440 is connected to the inlet of the chamber 430 to supply air to the space formed in the chamber 430, and various supply means may be used. For example, air containing an inert gas or nitrogen may be supplied by a flow meter such as a carrier air supply system (MFM) or a mass flow meter (FMM). In addition, after the air is compressed, the compressed air may be passed through the HEPA filter 442 to supply filtered air to the chamber 430.

챔버(430)에서 형성된 항균 물질(50)은 공기 공급부(440)를 통해 필터(1)에 분사되어 섬유(10)를 코팅하게 된다. 다만, 섬유(10)를 코팅하기 전에 항균 물질(50)이 연질 X-선(Soft X-ray) 발생부(450)와 덕트(460)를 통해 일련의 과정을 거친 다음 섬유(10)의 코팅이 이루어질 수 있을 것이다.The antibacterial material 50 formed in the chamber 430 is sprayed on the filter 1 through the air supply unit 440 to coat the fiber 10. However, before coating the fiber 10, the antimicrobial material 50 undergoes a series of processes through the soft X-ray generator 450 and the duct 460, and then the fiber 10 is coated. This could be done.

연질 X-선(Soft X-ray) 발생부(450)는 전극(432)에서 발생한 나노 입자의 극성을 하전 중화(charge neutral) 상태로 만들어준다. 즉, 나노 입자가 된 항균 물질(50)을 특정 극성으로 하전이 잘 이루어질 수 있도록 항균 물질(50)의 극성을 중성 상태로 만들어 주게 된다.The soft X-ray generator 450 makes the polarity of the nanoparticles generated in the electrode 432 into a charge neutral state. That is, the polarity of the antimicrobial material 50 is made to be neutral so that the antimicrobial material 50 that has become nanoparticles can be charged with a specific polarity.

덕트(460)로 중성 상태의 항균 물질(50)이 유입되어 양극 또는 음극의 극성과 같은 특정 극성으로 하전 및 필터(1)를 통과한 다음 필터(1)를 향해 항균 물질(50)이 배출되어 섬유(10)를 코팅하게 된다.The neutral antibacterial material 50 is introduced into the duct 460, passes through the charge and filter 1 with a certain polarity such as the polarity of the positive electrode or the negative electrode, and then the antibacterial material 50 is discharged toward the filter 1 The fibers 10 are coated.

도 6은 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터에 있어서, 항균 물질을 코팅하는 제3 실시예에 관한 것이다.FIG. 6 relates to a third embodiment of coating an antimicrobial material in an oil resistance antibacterial filter using electrospinning according to the present invention.

본 실시예는 전자 공력(Electro-aerodynamic)을 이용하여 항균 물질(50)을 섬유(10)에 코팅시키는 것으로, 필터(1)를 향해 압축공기를 공급하는 공기 공급부(440)와, 공기 공급부(440)에서 공급되는 압축공기가 유입되고, 항균 물질(50)이 구비된 용액을 기체 형태로 기화시키는 기화부(480)와, 기화부(480)에서 기화된 기체의 수분을 제거하는 건조부(490) 및 건조부(490)에서 수분이 제거된 기체의 항균 물질(50)을 기설정된 극성으로 하전시켜 필터(1)에 분사하여 항균 물질(50)의 코팅이 가능하도록 마련되는 분사노즐(413)을 더 포함한다.The present embodiment is to coat the antimicrobial material 50 to the fiber 10 by using electro-aerodynamic, an air supply unit 440 for supplying compressed air toward the filter 1, and an air supply unit ( Compressed air supplied from the 440, the vaporization unit 480 for vaporizing the solution provided with the antimicrobial material 50 in the form of a gas, and a drying unit for removing moisture from the vaporized gas in the vaporization unit 480 ( 490) and a spray nozzle (413) provided to allow the coating of the antibacterial material (50) by spraying the filter (1) by charging the antibacterial material (50) of the gas from which the moisture is removed from the drying unit (490) to a predetermined polarity. ).

공기 공급부(440)는 항균 물질(50)을 운반하기 위한 운반기체(carrier gas)인 압축공기를 발생시켜 기화부(480) 내부로 공급한다. 공기 공급부(440)에는 압축공기 속에 포함된 미세 입자 불순물을 여과해주는 헤파필터(HEPA Filter)(442)와 압축 공기의 압력, 유량, 속도 등을 조절하기 위한 레귤레이터(regulator)(444)가 구비될 수 있을 것이다.The air supply unit 440 generates compressed air, which is a carrier gas for transporting the antimicrobial material 50, and supplies it into the vaporization unit 480. The air supply unit 440 may be provided with a HEPA filter 442 for filtering fine particle impurities contained in compressed air and a regulator 444 for controlling pressure, flow rate, speed, etc. of compressed air. Will be able to.

압축공기가 기화부(480)로 흐를 수 있도록 압축공기 공급부(440)에는 질량 흐름 제어기(mass flow controller, MFC)(470)에 의해 제어가 이루어지게 된다. 질량 흐름 제어기(470)는기체의 흐름을 측정하고 제어하는 장치로, 가스의 종류와 흐름 속도의 범위에 따라서 특별하게 설계되어 있다. 따라서 질량 흐름 제어기(470)는 정해진 범위에서 설정값을 0%에서 100%까지 조절하여 항균 물질(50)의 유동을 제어할 수 있을 것이다.The compressed air supply unit 440 is controlled by a mass flow controller (MFC) 470 so that compressed air can flow to the vaporization unit 480. The mass flow controller 470 is a device for measuring and controlling gas flow, and is specially designed according to the type of gas and the range of the flow velocity. Therefore, the mass flow controller 470 may control the flow of the antimicrobial material 50 by adjusting the set value from 0% to 100% in a predetermined range.

기화부(480)는 항균 물질(50)이 분산된 항균 물질(50) 용액에 일정 압력을 가해 안개 형태로 분무하여 액적 상태의 항균 물질(50)을 기체로 기화하게 된다. 그리고 액적 상태로 기화된 항균 물질(50)은 운반가스인 압축공기와 함께 건조부(490)의 내부로 유입된다. 이때, 기화부(480)로 유입되기 전 단계의 압축공기 이동 통로상에는 기화부(480)로 유입되는 압축공기의 유량을 측정할 수 있는 유량계가 더 설치될 수도 있다.The vaporization unit 480 vaporizes the antibacterial substance 50 in a droplet state as a gas by spraying it in a mist form by applying a certain pressure to the antibacterial substance 50 solution in which the antibacterial substance 50 is dispersed. In addition, the antimicrobial material 50 vaporized in a droplet state flows into the interior of the drying unit 490 together with compressed air as a carrier gas. At this time, a flow meter capable of measuring the flow rate of the compressed air flowing into the vaporization unit 480 may be further installed on the compressed air movement passage prior to entering the vaporization unit 480.

건조부(490)는 기화부(480)를 거쳐 액적 상태로 기화된 항균 물질(50) 중에 포함된 수분을 제거한다. 건조부(490)의 종류로는 확산 건조기(Diffusion dryer)가 사용될 수 있으며, 확산 건조기에는 액적을 모을 수 있고, 교체 가능한 건조제가 내장된다. The drying unit 490 removes moisture contained in the antibacterial material 50 vaporized in a droplet state through the vaporization unit 480. A diffusion dryer may be used as the type of the drying unit 490, droplets may be collected in the diffusion dryer, and a replaceable desiccant is incorporated.

건조제는 확산 포집(diffusional capture) 방식을 이용하여 압축공기의 유동(flow)을 따라 이동되는 항균 물질(50) 내의 습기를 제거하게 된다. 본 건조제는 항균 물질(50)과 접촉하지 않으면서 습기를 제거할 수 있기 때문에 항균 물질(50)의 손실을 최소화할 수 있다.The desiccant removes moisture in the antimicrobial material 50 that is moved along the flow of compressed air using a diffusion capture method. Since the desiccant can remove moisture without contacting the antibacterial material 50, loss of the antibacterial material 50 can be minimized.

건조부(490)를 통과한 항균 물질(50)과 압축공기는 입자를 하전 중성(charge neutral) 상태로 유지시키는 연질 X-선 발생부(450)를 통과하게 된다. 연질 X-선 발생부(450)는 항균 물질(50)이 하전장치에 유입되기 전 단계에서 항균 물질(50)을 하전 중화(charge neutral)상태로 만들어 주는 역할을 한다.The antimicrobial material 50 and the compressed air that have passed through the drying unit 490 pass through the soft X-ray generator 450 that maintains the particles in a charge neutral state. The soft X-ray generator 450 serves to make the antibacterial material 50 into a charge neutral state before the antibacterial material 50 enters the charging device.

분사노즐(413)은 항균 물질(50)을 필터(1)에 분사하여 코팅하는 것으로, 분사노즐(413)에는 항균 물질(50)의 극성을 변환시켜주는 하전장치가 더 구비되어 있다. 따라서 섬유(10)의 극성과 반대되는 극성으로 항균 물질(50)을 하전하여 분사하게 되면, 필터(1)의 표면에 더 많은 양의 항균 물질(50)을 부착할 수 있을 것이다.The spraying nozzle 413 is coated by spraying the antimicrobial material 50 onto the filter 1, and the spraying nozzle 413 is further equipped with a charging device that converts the polarity of the antibacterial material 50. Therefore, when the antibacterial material 50 is charged and sprayed with a polarity opposite to that of the fiber 10, a larger amount of the antibacterial material 50 may be attached to the surface of the filter 1.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have the knowledge of.

1 : 필터 10 : 섬유
12 : 제1고분자 물질 14 : 제2고분자 물질
20 : 전기 방사부 30 : 기판
40 : 코팅부 50 : 항균 물질
410 : 펌프 412 : 실린지
413 : 분사노즐 420 : 전원 공급부
430 : 챔버 432 : 전극
440 : 공기 공급부 442 : 헤파필터
444 : 레귤레이터 450 : 연질 X-선 발생부
460 : 덕트 470 : 질량 흐름 제어기
480 : 기화부 490 : 건조부
1: Filter 10: Fiber
12: first polymer material 14: second polymer material
20: electrospinning section 30: substrate
40: coating 50: antibacterial material
410: pump 412: syringe
413: spray nozzle 420: power supply
430: chamber 432: electrode
440: air supply unit 442: hepa filter
444: regulator 450: soft X-ray generator
460: duct 470: mass flow controller
480: vaporization unit 490: drying unit

Claims (11)

내측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질이 배치되고, 외측에는 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질이 배치되어 단면에 동심원을 형성하는 전기 방사하는 단계;
상기 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균 물질을 코팅하는 단계;
상기 항균 물질로 코팅된 구조체를 건조시키는 단계; 및
상기 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계;
를 포함하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The first polymer material including one of the PGS polymer and the PSF polymer is disposed inside, and the second polymer material including the other of the PGS polymer and PSF polymer is disposed on the inside to electrospin to form concentric circles on the cross section. step;
Coating an antibacterial material on the surface of the structure formed by the electrospinning;
Drying the structure coated with the antibacterial material; And
Heating the dried structure in an oven forming a vacuum atmosphere;
Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using an electrospinning comprising a.
PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 어느 하나를 포함하는 제1고분자 물질과 PGS 폴리머 및 PSF 폴리머 가운데 다른 하나를 포함하는 제2고분자 물질을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물을 전기 방사부에 투입하여 전기 방사하는 단계;
상기 전기 방사로 형성된 구조체의 표면에 항균 물질을 코팅하는 단계;
상기 항균 물질로 코팅된 구조체를 건조시키는 단계; 및
상기 건조된 구조체를 진공 분위기를 형성하는 오븐에서 가열하는 단계;
를 포함하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
Preparing a mixture by mixing a first polymer material comprising any one of PGS polymer and PSF polymer and a second polymer material comprising the other one of PGS polymer and PSF polymer;
Electrospinning the mixture by introducing it into an electrospinning unit;
Coating an antibacterial material on the surface of the structure formed by the electrospinning;
Drying the structure coated with the antibacterial material; And
Heating the dried structure in an oven forming a vacuum atmosphere;
Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using an electrospinning comprising a.
제1항에 또는 제2항에 있어서,
상기 제1고분자 물질은
글리세롤(glycerol)과 세바신산(sebacic)을 1대1 비율로 혼합하여 120도의 아르곤 분위기에서 24시간 동안 저어서 제조된 PSG 폴리머 용액에, 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매를 혼합하여 제조된 50%(w/v)의 PGS 폴리머 용액인 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The first polymer material
A mixture of glycerol and sebacic acid in a 1 to 1 ratio and stirred in a 120 degree argon atmosphere for 24 hours in a PSG polymer solution prepared, tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide , DMF) is a 50% (w/v) PGS polymer solution prepared by mixing a solvent mixed in a 1:1 ratio.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2고분자 물질은,
PSF(polysulfone) 폴리머 용액에 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)과 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 1:1 비율로 혼합한 용매를 혼합하여 제조된 20%(w/v)의 PSF 폴리머 용액인 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The second polymer material,
20% (w/v) PSF polymer solution prepared by mixing a mixture of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF) in a 1:1 ratio to a polysulfone (PSF) polymer solution Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using electrospinning, characterized in that.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전기 방사하는 단계에서 상기 제1고분자 물질과 상기 제2고분자 물질을 분사하는 노즐과 상기 구조체가 안착하는 기판의 거리를 17cm로 설정하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
Method for manufacturing an oil-resistant antibacterial filter using electrospinning in which the distance between the nozzle for spraying the first polymer material and the second polymer material and the substrate on which the structure is seated is set to 17 cm in the electrospinning step.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 건조시키는 단계는 공기 중에 상기 구조체를 적어도 6시간동안 건조시키는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The drying step is an oil resistance antibacterial filter manufacturing method using electrospinning to dry the structure in air for at least 6 hours.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가열하는 단계는 130도의 진공분위기를 형성하는 오븐에서 48시간 동안 가열시켜 상기 PGS 폴리머가 교차결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The heating step is a method for manufacturing an oil-resistant antibacterial filter using electrospinning, characterized in that the PGS polymer is cross-linked by heating for 48 hours in an oven forming a vacuum atmosphere of 130 degrees.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서
항균 물질이 포함된 용액이 구비되어 있는 실린지;
상기 실린지로부터 상기 구조체의 일측으로 향균물질을 분사하여 항균 물질의 코팅을 가능하게 하는 펌프; 및
상기 펌프에 전원을 공급하여 전기 분사(Electrospray)가 이루어지는 전원 공급부;
를 더 포함하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the step of coating the antibacterial material
A syringe provided with a solution containing an antibacterial substance;
A pump to spray an antibacterial substance from the syringe to one side of the structure to enable coating of an antibacterial substance; And
A power supply unit for supplying power to the pump to perform electrospray;
Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using an electrospinning further comprising.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서
스파크가 발생할 수 있도록 내부에 공간이 형성되는 챔버;
상기 챔버의 내부에 설치되어, 스파크를 발생시키기 위해 전압이 인가되는 한 쌍의 전극; 및
상기 챔버 본체의 내부로 공기를 공급하여 상기 구조체의 일측으로 분사하는 공기 공급부;
를 더 포함하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the step of coating the antibacterial material
A chamber in which a space is formed to cause sparks;
A pair of electrodes installed inside the chamber to which a voltage is applied to generate sparks; And
An air supply unit that supplies air to the interior of the chamber body and injects it to one side of the structure;
Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using an electrospinning further comprising.
제9항에 있어서,
상기 전극은
니켈(Ni), 은(Ag), 백금(Pt)의 살균 및 항균 특성을 가지는 금속이나, 카본류의 금속, 또는 이산화티탄과 같이 흡착 특성을 가지는 금속 재질로 형성되어 나노 입자를 제공하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method of claim 9,
The electrode
Electrospinning to form nano-particles formed of metals with adsorption properties, such as metals with sterilization and antibacterial properties of nickel (Ni), silver (Ag), platinum (Pt), metals of carbon, or titanium dioxide Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 항균 물질을 코팅하는 단계에서
상기 구조체를 향해 압축공기를 공급하는 공기 공급부;
상기 공기 공급부에서 공급되는 압축공기가 유입되고, 항균 물질이 구비된 용액을 기체 형태로 기화시키는 기화부;
상기 기화부에서 기화된 기체의 수분을 제거하는 건조부; 및
상기 건조부에서 수분이 제거된 기체의 상기 항균 물질을 기설정된 극성으로 하전시켜 상기 구조체에 분사하여 항균 물질의 코팅이 가능하도록 마련되는 분사노즐;
을 더 포함하는 전기방사를 이용한 유분저항 항균필터 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the step of coating the antibacterial material
An air supply unit supplying compressed air toward the structure;
Compressed air supplied from the air supply unit is introduced, the vaporization unit for vaporizing the solution with the antibacterial material in the form of gas;
A drying unit for removing moisture from the vaporized gas in the vaporization unit; And
A spray nozzle provided to charge the antimicrobial material of the gas from which the moisture has been removed from the drying unit to a predetermined polarity and spray the structure, thereby coating the antimicrobial material;
Oil resistance antibacterial filter manufacturing method using an electrospinning further comprising.
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