KR20200093314A - Air purification material enhanced static electricity durability and the manufacturing method thereof - Google Patents

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문재정
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장정필
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(주)크린앤사이언스
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Abstract

The present invention relates to an air purification material having enhanced static electricity durability by applying a piezoelectric polymer electrospun web and an electrostatic material melt blown web and a method for manufacturing the same. An embodiment of the present invention provides an air purification material having enhanced static electricity durability by including the mixture of a piezoelectric polymer (poly vinylidene difluoride or poly vinylidene fluoride-trifluoroethylene (PVDF-TrEF)) electrospun web having a dipole moment and a derived β phase and an electrostatic material (polypropylene (PP)) melt blown web.

Description

정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 그 제작 방법{Air purification material enhanced static electricity durability and the manufacturing method thereof}Air purification material enhanced static electricity durability and the manufacturing method thereof

본 발명은 공기 정화용 필터 소재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 쌍극자 모멘트를 갖는 β 상이 유도된 압전 폴리머(PVDF-TrFE((Poly Vinylidene difluoride 또는 Poly Vinylidene fluoride) - Trifluoroethylene) 등) 전기방사 웹과 정전소재(폴리프로필렌(PP: Polypropylene) 등) 멜트브로운 웹을 적용하는 것에 의해 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filter material for air purification, and more specifically, a piezoelectric polymer (PVDF-TrFE ((Poly Vinylidene difluoride or Poly Vinylidene fluoride)-Trifluoroethylene), etc.) having a dipole moment induced electrostatic web and electrostatics Materials (Polypropylene (PP: Polypropylene), etc.) By applying a melt-blown web relates to a material for air purification with improved electrostatic durability and a method for manufacturing the same.

종래기술의 방진 마스크, 각종 공조 용 요소, 공기 청정기, 캐빈 필터 등의 각종 장치에서의 집진 보호 환기 등을 목적으로 정전기가 부여된 다공질 섬유 필터가 이용되고 있다. 이러한 섬유 필터의 예로는 대한민국 공개특허 제2002-0081152호의 전기방사 공법으로 제작되는 고유전율 부직포 등을 들 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Porous fiber filters having static electricity are used for the purpose of dust-preventing ventilation in various devices such as dust masks, various air conditioning elements, air cleaners, and cabin filters. An example of such a fiber filter is a high dielectric constant nonwoven fabric produced by the electrospinning method of Korean Patent Publication No. 2002-0081152.

정전기가 부여되지 않은 섬유상 필터는 높은 공극률을 가지고 긴 수명, 낮은 공기 저항이라는 장점이 있으나, 포착 입자의 지름이 0.1 내지 1.0㎛ 정도의 경우 필터 포집 효율이 작은 값을 가지는 문제점을 가진다.The fibrous filter without static electricity has an advantage of high porosity, long life, and low air resistance, but has a problem that the filter collection efficiency is small when the diameter of the trapped particles is about 0.1 to 1.0 μm.

이에 따라, 정전기가 부여된 섬유상 필터가 사용되고 있으며, 정전기가 부여된 섬유상 필터는 압력 손실이 매우 낮고 초기 효율은 매우 우수한 특정을 가지나, 입자를 포집할 때 정전기력이 저하되어 효율이 급격히 저하되는 문제점을 가진다. Accordingly, a fibrous filter imparted with static electricity is used, and the fibrous filter imparted with static electricity has a very low pressure loss and a very good initial efficiency, but it has a problem that efficiency decreases rapidly due to a decrease in electrostatic force when collecting particles. Have

대한민국 공개특허 제2002-0081152호Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0081152

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 쌍극자 모멘트를 갖는 β 상이 유도된 압전 폴리머(PVDF-TrFE((Poly Vinylidene difluoride 또는 Poly Vinylidene fluoride) - Trifluoroethylene) 등) 전기방사 웹과 정전소재(폴리프로필렌(PP: Polypropylene) 등) 멜트브로운 웹 혼합체를 포함하여 구성되어, 기계적 연신 또는 전기 폴링(polling)에 의해 정전 성능을 부여하는 것에 의해, 압전 폴리머 전기방사 웹이 전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상을 가지도록 함으로써 정전 내구성을 향상시킨 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the above-described prior art, a piezoelectric polymer (PVDF-TrFE ((Poly Vinylidene difluoride or Poly Vinylidene fluoride)-Trifluoroethylene), etc.) having a dipole moment induced electrostatic web and electrostatic The material (polypropylene (PP: polypropylene), etc.) is composed of a melt-blown web mixture, and by providing electrostatic performance by mechanical stretching or electrical polling, the piezoelectric polymer electrospinning web is used to generate electrical dipole moments. It is an object of the present invention to provide a material for air purification with improved electrostatic durability and a method for manufacturing the electrostatic durability by having branches having a β phase.

상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, 쌍극자 모멘트를 갖는 β 상이 유도된 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재를 제공한다.In order to achieve the above-described technical problem, one embodiment of the present invention, the electrostatic durability is improved, characterized in that it comprises a piezoelectric polymer electrospinning web inducing a β phase having a dipole moment and an electrostatic material melt-blown web mixture Provide a material for air purification.

상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는, 압전 폴리머 전기방사 웹은 PVDF-TrFE((Poly Vinylidene difluoride 또는 Poly Vinylidene fluoride) - Trifluoroethylene) 전기 방사 웹과 PP(polypropylene) 멜트브로운 웹 혼합체인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric polymer electrospinning web and electrostatic material melt-blown web mixture, the piezoelectric polymer electrospinning web includes PVDF-TrFE ((Poly Vinylidene difluoride or Poly Vinylidene fluoride)-Trifluoroethylene) electrospinning web and PP (polypropylene) melt-blown web. It is characterized by a mixed chain.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체는, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 전기방사에 의해 제작되고, 상기 PP 멜트브로운 웹은 멜트브로운 공법에 의해 제작된 후 융착 적층되는 것에 의해 분극 처리를 수행함이 없이 분극 층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The mixture of the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web, the PVDF-TrFE electrospinning web is produced by electrospinning, and the PP melt-blown web is manufactured by a melt-blown method and then fused and laminated. It is characterized in that the polarization layer is formed without performing the polarization treatment.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은, 전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상의 결정 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web is characterized by having a crystal structure of a β phase having an electric dipole moment.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체는, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹이 하나 이상 교차 적층 구성되는 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture are characterized in that the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web are composed of one or more cross laminations.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 중량비가 0.3 내지 4 gsm이고, 상기 PP 멜트브로운 웹은 중량비가 10 내지 40 gsm 인 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web has a weight ratio of 0.3 to 4 gsm, and the PP melt blown web has a weight ratio of 10 to 40 gsm.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 평균 섬유경은 50 내지 800 nm인 것을 특징으로 한다.The average fiber diameter of the PVDF-TrFE electrospinning web is characterized in that 50 to 800 nm.

상기 공기 정화용 소재는, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체가 융착되어 지지되는 지지체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The air purification material is characterized in that it further comprises a support in which the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture are fused and supported.

상기 지지체는, 경도를 가지는 섬유부직포 또는 섬유메쉬 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The support is characterized in that it is any one of a fiber nonwoven fabric or a fiber mesh having a hardness.

상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 구성하는 상기 압전 전기방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹은, 각각 전기방사 및 멜트브로운 공법의 수행 중에 첨가되는 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 더 포함하여 구성될 수도 있다.The piezoelectric electrospinning web and the electrostatic material melt blown web constituting the mixture of the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt blown web are transition metal nano powders added during the electrospinning and melt blown process, respectively. It may be configured to further include a transition metal alloy nano powder.

상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 압전 폴리머를 전기방사 공법을 적용하여 나노 섬유로 형성되는 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계; 정전소재를 멜트브로운 공법을 적용하여 정전소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계; 및 상기 압전 폴리머 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹을 융착 적층하여 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, another embodiment of the present invention comprises the steps of: manufacturing a piezoelectric polymer electrospinning web formed of nanofibers by applying an electrospinning method to a piezoelectric polymer; Producing an electrostatic material melt-blown web by applying a melt-blown method to the electrostatic material; And manufacturing a piezoelectric polymer electrospinning web and an electrostatic material melt-blown web mixture by fusion laminating the piezoelectric polymer web and the electrostatic material melt-blown web; for air purification with improved electrostatic durability. Provides a method for making materials.

상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는, PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture are characterized by a mixture of PVDF-TrFE electrospinning web and PP melt-blown web.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은, 전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상의 결정 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web is characterized by having a crystal structure of a β phase having an electric dipole moment.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 중량비가 0.3 내지 4 gsm이고, 상기 PP 멜트브로운 웹은 중량비가 10 내지 40 gsm 인 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web has a weight ratio of 0.3 to 4 gsm, and the PP melt blown web has a weight ratio of 10 to 40 gsm.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은, 부직포 상에 전기방사 용제에 용융된 PVDF-TrFE 소재를 전기방사한 후 융착하여 제작되는 것을 특징으로 한다.The PVDF-TrFE electrospinning web is characterized in that it is produced by electrospinning a PVDF-TrFE material melted in an electrospinning solvent on a nonwoven fabric and then welding it.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계는, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹이 하나 이상 교차 적층하는 단계인 것을 특징으로 한다.The step of fabricating the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture is characterized in that the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web are one or more cross-laminated.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 평균 섬유경은 50 내지 800 nm인 것을 특징으로 한다.The average fiber diameter of the PVDF-TrFE electrospinning web is characterized in that 50 to 800 nm.

상기 공기 정화용 소재 제작 방법은, 지지체를 제작하는 단계; 및 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 상기 지지체에 융착 적층하는 지지체 융착 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.The method for producing an air purification material includes: preparing a support; And a support fusing step of fusing and laminating the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture on the support.

상기 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계는, 압전 폴리머에 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 혼합하여 전기방사를 수행하여 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 포함하는 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계이고, 상기 정전소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계는, 정전소재에 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 혼합하여 메트브로운 공법을 수행하여 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 포함하는 정전 소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계일 수도 있다.In the step of manufacturing the piezoelectric polymer electrospinning web, electrospinning is performed by mixing transition metal nano powders or transition metal alloy nano powders with a piezoelectric polymer to perform electrospinning, thereby including piezoelectric polymer electrospinning including transition metal nano powders or transition metal alloy nano powders. The step of fabricating the web, and the step of fabricating the melt-blown web of the electrostatic material, is performed by mixing the electrostatic material with a transition metal nanopowder or a transition metal alloy nanopowder and performing a mat-brow method to form a transition metal nanopowder or transition metal. It may be a step of manufacturing a melt blown web of electrostatic material comprising alloy nanopowders.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재가 적용된 공기 정화용 필터는 압력 손실이 매누 낮고, 장기 사용에도 정전 성능을 유지하는 것에 의해 필터링 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.The air purification filter to which the air purification material having improved electrostatic durability of the present invention having the above-described configuration is applied has a low pressure loss, and provides an effect of significantly improving filtering efficiency by maintaining electrostatic performance even in long-term use.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 정전 성능이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1의 처리과정 중 전기방사에 의해 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 제작하는 과정을 나타내는 도면.
도 3은 전기방사에 의해 형성된 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 사진
도 4는 전기방사에 의해 형성된 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 XRD 측정 그래프.
1 is a flow chart showing a process of the method for manufacturing a material for air purification with improved electrostatic performance according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process of manufacturing a PVDF-TrFE electrospinning web by electrospinning during the processing of FIG. 1.
Figure 3 is a photo of a PVDF-TrFE electrospinning web formed by electrospinning
4 is an XRD measurement graph of the PVDF-TrFE electrospinning web formed by electrospinning.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiment according to the concept of the present invention can be modified in various ways and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. Other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described is present, and one or more other features or numbers. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 정전 성능이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1의 처리과정 중 전기방사에 의해 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 제작하는 과정을 나타내는 도면이다. 1 is a flow chart showing a process of the method for manufacturing an air purification material with improved electrostatic performance according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process of manufacturing a PVDF-TrFE electrospinning web by electrospinning during the process of FIG. 1. It is a figure to show.

도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 정전 성능이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법은, 압전 폴리머 전기 방사 웹 제작단계(S10); 정전소재 멜트브로운 웹 제작 단계(S20), 압전 폴리머 전기 방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a method for manufacturing an air purification material having improved electrostatic performance according to an embodiment of the present invention includes: a piezoelectric polymer electrospinning web manufacturing step (S10); It comprises a step (S30) of manufacturing the electrostatic material melt-blown web (S20), the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web.

압전 폴리머 전기 방사 웹 제작단계(S10)에서 전기방사 용제와 압전 폴리머를 혼합한 후 전기방사 공법을 적용하여 압전 폴리머 나노 섬유에 의해 제작되는 압전 폴리머 전기 방사 웹을 제작한다.In the piezoelectric polymer electrospinning web fabrication step (S10), a piezoelectric polymer electrospinning web produced by piezoelectric polymer nanofibers is prepared by mixing an electrospinning solvent and a piezoelectric polymer and applying an electrospinning method.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 제작하는 단계(S10)에서는 전기방사 용제와 압전 폴리머 소재를 혼합하여 압전 폴리머 용액을 생성한다. 이때, 전기방사 용제는 DMF(dimethylformamid), 아세톤 등일 수 있으며, 본 발명의 실시예에의 경우, DMF와 아세톤을 부피비로 6 내지 8 대 4 내지 2로 혼합하여 전기방사 용제를 제조하였다. 그리고 압전 폴리머 소재와 전기방사 용제는 8wt% : 25 wt%로 혼합하여 압전 폴리머 전기방사 용액을 제조한 후, 전기방사 장치를 이용하여 전기방사를 수행하는 것에 의해 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하였다. 상기 압전 폴리머 소재와 전기방사 용제는 5 내지 10 wt% : 20 내지 30 wt%로 혼합될 수 있다. 이때, 상기 압전 폴리머는 PVDF-TrFE((Poly Vinylidene difluoride 또는 Poly Vinylidene fluoride) - Trifluoroethylene)일 수 있다. 그리고 압전 성능의 향상을 위해 상기 압전 몰리머 용액에 압전 특성을 가지는 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말이 첨가될 수 있다.In the step (S10) of manufacturing the PVDF-TrFE electrospinning web, a piezoelectric polymer solution is produced by mixing an electrospinning solvent and a piezoelectric polymer material. At this time, the electrospinning solvent may be dimethylformamid (DMF), acetone, or the like, and in the embodiment of the present invention, DMF and acetone were mixed in a volume ratio of 6 to 8 to 4 to 2 to prepare an electrospinning solvent. Then, a piezoelectric polymer material and an electrospinning solvent were mixed at 8wt%:25wt% to prepare a piezoelectric polymer electrospinning solution, and then electrospinning was performed using an electrospinning device to produce a piezoelectric polymer electrospinning web. The piezoelectric polymer material and the electrospinning solvent may be mixed at 5 to 10 wt%: 20 to 30 wt%. At this time, the piezoelectric polymer may be PVDF-TrFE (Poly Vinylidene difluoride or Poly Vinylidene fluoride)-Trifluoroethylene). In addition, to improve piezoelectric performance, a transition metal nanopowder or a transition metal alloy nanopowder having piezoelectric properties may be added to the piezoelectric molomer solution.

도 2와 같이, 상기 전기방사 장치는 실린지(10)와 전기방사니들(20) 및 컬렉터(30)로 구성되고, 전기방사니들(20)과 컬렉터(30) 사이에 전압이 인가되며, 실린지(10)에 PVDF-TrFE 용액이 주입되어 전기방사가 수행된다. 이때, PVDF-TrFE 전기방사 웹은 중량비가 0.3 내지 4 gsm일 수 있다.2, the electrospinning apparatus is composed of a syringe 10 and an electrospinning needle 20 and a collector 30, a voltage is applied between the electrospinning needle 20 and the collector 30, the cylinder PVDF-TrFE solution is injected into the paper 10 to perform electrospinning. At this time, the PVDF-TrFE electrospinning web may have a weight ratio of 0.3 to 4 gsm.

또한, 강도를 부여하기 위해 부직포 상에 PVDF-TrFE 용액을 전기방사하여 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 형성시킬 수도 있다. 이 경우 상기 부직포는 필요에 따라 다양한 중량비를 가질 수 있다.In addition, to impart strength, a PVDF-TrFE electrospinning web may be formed by electrospinning a PVDF-TrFE solution on a nonwoven fabric. In this case, the nonwoven fabric may have various weight ratios as necessary.

도 3은 전기방사에 의해 형성된 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 사진이고, 도 4는 전기방사에 의해 형성된 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 XRD 측정 그래프이다.3 is a photo of the PVDF-TrFE electrospinning web formed by electrospinning, and FIG. 4 is an XRD measurement graph of the PVDF-TrFE electrospinning web formed by electrospinning.

도 3에서, 상술한 전기방사에 의해 형성된 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 PVDF-TrFE 나노 섬유(1)에 의해 형성되는 웹 구조임을 확인할 수 있다. 그리고 도 4와 같이, 전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상의 결정 구조를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 상술한 바와 같이 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 포함하는 공기 정화용 소재를 제작하게 되면, 도 4와 같이, 제작된 PVDF-TrFE 전기방사 웹 상에 전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상이 형성되는 것에 의해 우수한 정전 성능을 가지게 된다. 또한, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 기계적 연신에 의해 β 상이 형성되어 정전기가 부여되므로, 정전 성능이 저하된 경우 흔드는 등의 진동을 가하는 것에 의해 정전성능의 회복을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 특성을 가진다.In FIG. 3, it can be confirmed that the PVDF-TrFE electrospinning web formed by the above-described electrospinning is a web structure formed by the PVDF-TrFE nanofiber 1. And, as shown in Figure 4, it was confirmed that it has a crystal structure of the β phase having an electric dipole moment. When the air purification material including the PVDF-TrFE electrospinning web is manufactured as described above, as shown in FIG. 4, an excellent blackout by forming a β phase having an electric dipole moment on the produced PVDF-TrFE electrospinning web Performance. In addition, the PVDF-TrFE electrospinning web is formed with a β phase by mechanical stretching, so that static electricity is imparted, so that when electrostatic performance is deteriorated, recovery of electrostatic performance can be easily performed by applying vibration such as shaking. Have

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 멜트브로운 공법으로 정전소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계(S20)에서는, 정전소재에 멜트브로운 공법을 적용하여 섬유를 방사하는 것에 의해 중량비가 10 내지 40 gsm인 정전소재 멜트브로운 웹이 제작된다. 그리고 생성된 정전소재 멜트브로운 웹의 평균 섬유경은 1 내지 3 ㎛ 일 수 있다. 이때, 상기 압전 소재는 PP(Polyporopylene)일 수 있다.Referring again to FIG. 1, in the step (S20) of manufacturing an electrostatic material melt-blown web using the melt-blown method, the weight ratio is 10 to 10 by spinning the fiber by applying a melt-blown method to the electrostatic material. A melt blown web of 40 gsm electrostatic material is produced. And the average fiber diameter of the resulting electrostatic material melt-blown web may be 1 to 3 ㎛. In this case, the piezoelectric material may be PP (Polyporopylene).

상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계(S30)에서는, 제작된 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹을 융착 적층하여 나노 압전 폴리모 전기방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체가 제작된다. 상술한 설명에서 상기 융착은 스펀본드, 케미컬 본드, 초음파 융착, 열융착 또는 글루 융착 등의 다양한 융착 공법이 적용될 수 있다.In the step (S30) of manufacturing the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture, the produced piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web are fused and stacked to form a nano piezoelectric polymo electrospinning web. And the electrostatic material melt-blown web mixture. In the above description, various fusion methods such as spun bond, chemical bond, ultrasonic fusion, heat fusion or glue fusion can be applied.

이때, 압전 폴리머 전기방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체로 제작될 수 있으며, PVDF-TrFE 전기방사 웹 층 - PP 멜트브로운 웹 층 또는 PP 멜트브로운 웹 층- PVDF-TrFE 전기방사 웹 층의 구조를 가질 수 있다. PVDF-TrFE 전기방사 웹의 평균 섬유경은 50 nm 내지 800 nm의 범위를 가질 수 있다.At this time, the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture can be made of PVDF-TrFE electrospinning web and PP melt-blown web mixture, and PVDF-TrFE electrospinning web layer-PP melt-blown web layer Or it may have the structure of a PP melt-blown web layer-PVDF-TrFE electrospinning web layer. The average fiber diameter of the PVDF-TrFE electrospinning web can range from 50 nm to 800 nm.

또한, 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹을 융착 적층하는 단계(S30)는, 상기 압전 폴리머 전기 방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹을 하나 이상 교차 적층하는 단계일 수 있다. 이에 따라, 이에 따라, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체는, PVDF-TrFE 전기방사 웹 층 - PP 멜트브로운 웹 층- PVDF-TrFE 전기방사 웹 층으로 구성되거나, PP 멜트브로운 웹 층-PVDF-TrFE 전기방사 웹 층-PP 멜트브로운 웹 층의 구조를 가질 수 있다. In addition, the step (S30) of fusion laminating the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web may be a step of cross-layering the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web. Accordingly, accordingly, the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture are composed of PVDF-TrFE electrospinning web layer-PP melt-blown web layer- PVDF-TrFE electrospinning web layer, or PP Melt-Brown Web Layer-PVDF-TrFE Electrospinning Web Layer-PP It may have a structure of a melt-blown web layer.

또한, 반복적으로 적층 형성되는 경우, PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체는, PVDF-TrFE 전기방사 웹 또는 PP 멜트브로운 웹이 순서적으로 교차 적층된 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 부가되는 웹 층들에 교차 적층 구성되는 PVDF-TrFE 전기방사 웹 층과 PP 멜트브로운 웹 층은 동일한 개수를 가질 필요는 없다.In addition, when repeatedly stacked, the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture may have a structure in which PVDF-TrFE electrospinning web or PP melt-blown web is sequentially cross-stacked. In the case, the PVDF-TrFE electrospinning web layer and the PP melt-blown web layer, which are cross-layered on the web layers to be added, need not have the same number.

본 발명의 일 실시예의 공기 정화용 소재는 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 정전소재인 PP 멜트브로운 웹 혼합체가 부드러운 섬유상으로 제작되게 되므로, 강도 및 성형성을 높이기 위해 지지체를 더 포함하여 구성될 수 있다.The material for air purification of an embodiment of the present invention is a mixture of the PVDF-TrFE electrospinning web and an electrostatic material, a PP melt-blown web, which is made of a soft fiber, and may further include a support to increase strength and formability have.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예의 공기 정화용 소재 제작 방법은, 도 1과 같이, 지지체를 제작하는 단계(S40) 및 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 상기 지지체에 융착 적층하는 지지체 융착 단계(S50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Accordingly, in the method of manufacturing an air purifying material according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the step of manufacturing a support (S40) and the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture are fused and laminated on the support It may be configured to further include a support fusion step (S50).

상기 지지체는 스펀본드, 써멀본드, 케미컬 본드 등에 의해 제작되는 PET(Polyethylene terephthalate) 지지체 등의 섬유 부직포 또는 섬유 메쉬 등일 수 있으며, 상기 지지체는 접힘 구조를 가능하게 하는 단단함(stifness)을 가지는 것에 의해, 본 발명의 일 실시예의 공기 정화용 소재에 적용되는 경우, 본 발명의 공기 정화용 소재가 적용된 필터를 헤파필터 등과 같이 주름 구조를 가지도록 하여, 구조적 안정성과 포집 표면적을 넓혀 필터의 성능을 향상시키게 된다.The support may be a fiber nonwoven fabric or a fiber mesh, such as a PET (Polyethylene terephthalate) support made of a spunbond, thermal bond, chemical bond, etc., the support by having a rigidity (stifness) to enable a folding structure, When applied to the air purification material of one embodiment of the present invention, the filter to which the air purification material of the present invention is applied has a pleated structure such as a hepa filter, thereby increasing structural stability and collecting surface area to improve filter performance.

상술한 바의 본 발명의 일 실시예의 정전 성능이 향상된 공기 정화용 소재는, 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 포함하여 구성되고, 이때, 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체일 수 있다.The material for air purification with improved electrostatic performance according to an embodiment of the present invention as described above is composed of a piezoelectric polymer electrospinning web and an electrostatic material melt-blown web mixture, wherein the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt The new web mixture can be a PVDF-TrFE electrospinning web and a PP melt-blown web mixture.

상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체는, 상술한 바와 같이, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹을 전기방사 공법으로 제작하고. 상기 PP 멜트브로운 웹을 멜트브로운 공법으로 제작한 후 융착 적층하는 것에 의해 제작될 수 있다. 이에 의해 분극 층이 나누어지게 되므로, 별도의 분극 처리를 수행함이 없이 융착과정에 의해 정전 특성을 부여될 수 있게 된다. The PVDF-TrFE electrospinning web and PP melt-blown web mixture, as described above, produced the PVDF-TrFE electrospinning web by an electrospinning method. The PP melt-blown web may be produced by a melt-blown method and then laminated by fusion. Since the polarization layer is thereby divided, it is possible to impart electrostatic properties by a fusion process without performing a separate polarization process.

이때, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹이 하나 이상 교차 적층 구성될 수도 있다.At this time, the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web may be composed of one or more cross laminations.

또한, 상술한 본 발명의 실시예의 공기 정화용 소재는, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체가 지지체에 융착 적층된 구성을 가질 수 있다.In addition, the air purification material of the embodiment of the present invention described above may have a configuration in which the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture are fused and stacked on a support.

<실시예><Example>

본 발명의 실시예의 공기 정화용 소재의 성능 평가를 위해, 멜트브로운 공법을 적용하여 다음과 같은 시료를 제작하였다.In order to evaluate the performance of the air purification material of the embodiment of the present invention, the following sample was prepared by applying a melt blown method.

* MB 1(PP):* MB 1 (PP):

- 20 gsm, 섬유경 1 내지 3 ㎛, 두께 0.24mm-20 gsm, fiber diameter 1 to 3 ㎛, thickness 0.24mm

- 여과 성능: 2.8 mmAq, 99.97%(여과물질: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)-Filtration performance: 2.8 mmAq, 99.97% (filtrate: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)

* PVDF-TrFE 전기방사 웹:* PVDF-TrFE electrospinning web:

- 1 gsm, 섬유경 150 내지 300nm, 두께 0.1 mm-1 gsm, fiber diameter 150 to 300nm, thickness 0.1 mm

- 여과 성능: 1 mmAq, 53%(여과물질: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s) -Filtration performance: 1 mmAq, 53% (filtrate: 0.3 µm NaCl, 5.33 cm/s)

* 지지체:* Support:

- PET 스펀본드 웹(60 gsm), 통기도 750 cfm(125pa), 두께 0.22mm-PET spunbond web (60 gsm), air permeability 750 cfm (125 pa), thickness 0.22 mm

* 샘플 1:* Sample 1:

- 지지체 + MB 1(PP)-Support + MB 1 (PP)

- 적층 방법: 초음파 융착-Lamination method: ultrasonic welding

- 결합 소재 물성:-Bonding material properties:

중량 80 gsmWeight 80 gsm

두께: 0.43 mmThickness: 0.43 mm

여과성능: 99.97%, 3.0 mmAq(여과물질: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)Filtration performance: 99.97%, 3.0 mmAq (filtrate: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)

* 샘플 2:* Sample 2:

- 지지체 + PVDF-TrFE 전기방사 웹-Support + PVDF-TrFE electrospinning web

- 적층 방법: 초음파 융착-Lamination method: ultrasonic welding

- 결합 소재 물성:-Bonding material properties:

중량 61 gsmWeight 61 gsm

두께: 0.23 mmThickness: 0.23 mm

여과성능: 52.3 %, 1.2 mmAq(여과물질: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)Filtration performance: 52.3 %, 1.2 mmAq (filtrate: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)

* 샘플 3:* Sample 3:

- 지지체 + MB 1(PP) + PVDF-TrFE 전기방사 웹-Support + MB 1 (PP) + PVDF-TrFE electrospinning web

- 적층 방법: 초음파 융착-Lamination method: ultrasonic welding

- 결합 소재 물성:-Bonding material properties:

중량: 81 gsmWeight: 81 gsm

두께: 0.44 mmThickness: 0.44 mm

여과성능: 99.99%, 4.2 mmAq(여과물질: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)Filtration performance: 99.99%, 4.2 mmAq (filtrate: 0.3㎛ NaCl, 5.33cm/s)

<IPA 테스트><IPA test>

상술한 시료들에 대하여 초기 성능과 IPA(isopropyl alcohol) 포화 증기에서 24시간 방치한 후 상온에서 3시간 건조하는 IPA 처리를 수행한 후, TSI 8130 모델을 적용하여, 0.3㎛ NaCl을 유속 5.33cm/s 통과시키는 것에 의해 성능을 측정하였으며 측정결과는 하기의 [표 1]과 같다.After performing the initial performance and IPA treatment for 3 hours at room temperature after leaving for 24 hours in IPA (isopropyl alcohol) saturated steam for the above-mentioned samples, applying the TSI 8130 model, the flow rate of 0.3㎛ NaCl is 5.33cm/ Performance was measured by passing through s, and the measurement results are shown in [Table 1] below.

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 1]과 같이, 초기 샘플 1의 압력 손실은 3 mmAq이고 여과 효율은 99.97%였고, 24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 후에는 압력 손실이 2.9 mmAq이나 여과 효율은 37.5%로 저하되었다.As shown in Table 1, the pressure loss of the initial sample 1 was 3 mmAq and the filtration efficiency was 99.97%. After removing static electricity by IPA treatment for 24 hours, the pressure loss was 2.9 mmAq, but the filtration efficiency was reduced to 37.5%.

초기 샘플 2의 압력 손실은 1.2 mmAq이고 여과 효율은 52.3%였고, 24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 후에는 압력 손실이 1.1 mmAq이나 여과 효율은 26.8%로 저하되었다.The initial sample 2 had a pressure loss of 1.2 mmAq and a filtration efficiency of 52.3%. After 24 hours of IPA treatment to remove static electricity, the pressure loss was 1.1 mmAq, but the filtration efficiency decreased to 26.8%.

초기 샘플 3의 압력 손실은 4.2 mmAq이고 여과 효율은 99.99 %였고, 24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 후에는 압력 손실이 3.4 mmAq이나 여과 효율은 54.24%로 저하되었다.The initial sample 3 had a pressure loss of 4.2 mmAq and a filtration efficiency of 99.99%, and after 24 hours of IPA treatment to remove static electricity, the pressure loss was 3.4 mmAq, but the filtration efficiency decreased to 54.24%.

이후, 상기 시료들을 10번 흔들어 압력을 부여한 후, TSI 8130 모델을 적용하여, 0.3㎛ NaCl을 유속 5.33cm/s 통과시키는 것에 의해 성능을 측정하였으며 측정결과는 하기의 [표 2]와 같다.Thereafter, after shaking the samples 10 times to apply pressure, the TSI 8130 model was applied, and the performance was measured by passing 0.3 μm NaCl through a flow rate of 5.33 cm/s, and the measurement results are shown in [Table 2] below.

Figure pat00002
Figure pat00002

[표 2]와 같이, 24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 샘플 1의 압력 손실은 2.9 mmAq이고 여과 효율은 37.5 %로 저하되었으며, 10회 흔들어 기계적 압력을 부여하는 것에 의해 정전기를 부여한 후의 압력 손실은 2.9 mmAq이고 여과 효율은 37.5 %로 거의 변동되지 않았다. As shown in [Table 2], the pressure loss of Sample 1, which was removed by static electricity by IPA for 24 hours, was 2.9 mmAq, the filtration efficiency was reduced to 37.5%, and the pressure loss after applying static electricity by shaking 10 times to apply mechanical pressure was It was 2.9 mmAq and the filtration efficiency was almost unchanged at 37.5%.

24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 샘플 2는 압력 손실이 1.1 mmAq이고 여과 효율은 26.8 %로 저하되었으며, 10회 흔들어 기계적 압력을 부여하는 것에 의해 정전기를 부여한 후의 압력 손실은 1.1 mmAq이고 여과 효율은 45.3%로 약간의 향상이 있었다. The sample 2 removed by static electricity by IPA treatment for 24 hours had a pressure loss of 1.1 mmAq and a filtration efficiency of 26.8%, and the pressure loss after applying static electricity by applying mechanical pressure by shaking 10 times was 1.1 mmAq and the filtration efficiency of 45.3 There was a slight improvement in %.

24시간 IPA 처리하여 정전기를 제거한 샘플 3은 압력 손실이 3.4 mmAq이고 여과 효율은 54.25 %로 저하되었으며, 10회 흔들어 기계적 압력을 부여하는 것에 의해 정전기를 부여한 후의 압력 손실은 3.4 mmAq이고 여과 효율은 72.7 %로 여과 효율에서 큰 성능 향상이 있었다.Sample 3 removed by static electricity by IPA treatment for 24 hours had a pressure loss of 3.4 mmAq and a filtration efficiency of 54.25%. The pressure loss after applying static electricity by shaking mechanically by shaking 10 times was 3.4 mmAq and the filtration efficiency of 72.7. There was a great performance improvement in filtration efficiency in %.

IPA 테스트 결과, 본 발명의 실시예의 PVDF-TrFE 전기방사 웹(MB 3) 및 샘플 3(지지체-PP 멜트브로운 웹(MB 1)-PVDF-TrFE 전기방사 웹 적층체)의 경우, 정전 성능 저하 후 기계적 진동에 의해 충분한 압력을 부여하는 경우, 정전 성능 및 여과 효율이 현저히 개선되는 것을 확인하였다.As a result of the IPA test, in the case of PVDF-TrFE electrospinning web (MB 3) and sample 3 (support-PP melt-blown web (MB 1)-PVDF-TrFE electrospinning web laminate) of the embodiment of the present invention, electrostatic performance deteriorated After applying sufficient pressure by mechanical vibration, it was confirmed that electrostatic performance and filtration efficiency were significantly improved.

<필터 성능 시험><Filter performance test>

서로 다른 1 m3의 챔버 내에 0.06m2의 샘플 1, 샘플 2 및 샘플 3을 각각 설치하고 담배 연기를 발생시킨 후, 유속 0.1m/s의 풍량을 가지도록 30분간 시험기를 가동한 후 필터 성능을 측정하였으며, 측정 결과는 [표 3]과 같다.Filter performance after installing the sample 1, sample 2, and sample 3 of 0.06 m 2 in different 1 m 3 chambers, generating smoke, and then operating the tester for 30 minutes to have an air flow rate of 0.1 m/s. Was measured, and the measurement results are shown in [Table 3].

Figure pat00003
Figure pat00003

[표 3]과 같이, 초기 샘플 1의 압력 손실은 3.0mmAq이고 여과 효율은 99.97%였고, 5 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 3.1mmAq이고 여과 효율은 98.7%였으며, 10 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 3.1mmAq이고 여과 효율은 86.5%였고, 20 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 3.2mmAq이고 여과효율은 61.4%로 저하되었다.As shown in Table 3, the pressure loss of the initial sample 1 was 3.0 mmAq, the filtration efficiency was 99.97%, the pressure loss after filtering 5 cigarette smokes was 3.1 mmAq, the filtration efficiency was 98.7%, and 10 cigarettes The pressure loss after filtering the smoke was 3.1 mmAq, the filtration efficiency was 86.5%, the pressure loss after filtering 20 cigarette smokes was 3.2 mmAq, and the filtration efficiency was reduced to 61.4%.

초기 샘플 2의 압력 손실은 1.2 mmAq이고 여과 효율은 52.3 %였고, 5 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 3.5mmAq이고 여과 효율은 99.72%였으며, 10 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 1.5 mmAq이고 여과 효율은 48.44 %였고, 20 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 1.9 mmAq이고 여과효율은 50.2 4%로 저하되었다.The pressure loss of the initial sample 2 was 1.2 mmAq, the filtration efficiency was 52.3%, the pressure loss after filtering 5 cigarette smokes was 3.5 mmAq, the filtration efficiency was 99.72%, and the pressure loss after filtering 10 cigarette smokes Was 1.5 mmAq, the filtration efficiency was 48.44%, the pressure loss after filtering 20 cigarette smokes was 1.9 mmAq, and the filtration efficiency was reduced to 50.2 4%.

초기 샘플 3의 압력 손실은 4.2 mmAq이고 여과 효율은 99.99 %였고, 5 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 4.2 mmAq이고 여과 효율은 99.94 %였으며, 10 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 4.2 mmAq이고 여과 효율은 99.94 %였고, 20 개피의 담배 연기를 여과한 후의 압력손실은 4.3 mmAq이고 여과효율은 93.3%로 저가하 매우 작았다.The pressure loss of the initial sample 3 was 4.2 mmAq, the filtration efficiency was 99.99%, the pressure loss after filtering 5 cigarette smokes was 4.2 mmAq, the filtration efficiency was 99.94%, and the pressure loss after filtering 10 cigarette smokes Was 4.2 mmAq, the filtration efficiency was 99.94%, the pressure loss after filtering 20 cigarette smokes was 4.3 mmAq, and the filtration efficiency was 93.3%, which was very low and very small.

필터 성능 테스트 결과 또한, 본 발명의 실시예의 샘플 3(지지체-PP 멜트브로운 웹(MB 1)-PVDF-TrFE 전기방사 웹 적층체)의 경우, 동일한 여과를 수행한 결과에서 먼지 포집 능력의 저하가 매우 적은 것으로서, 지속적인 여과 수행 후에도 정전기가 지속적으로 유지되므로 정전 성능이 현저히 향상된 것을 확인할 수 있었다.Filter performance test results In addition, in the case of sample 3 (support-PP melt-blown web (MB 1)-PVDF-TrFE electrospinning web laminate) of the embodiment of the present invention, the dust collecting ability was lowered in the results of the same filtration. As very small, it was confirmed that the electrostatic performance was significantly improved since the static electricity was continuously maintained even after continuous filtration.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been specifically described in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

1: PVDF-TrFE 섬유
10: 실린지
20: 전기방시 니들
30: 컬렉터
1: PVDF-TrFE fiber
10: syringe
20: Electric Bang Needle
30: collector

Claims (18)

쌍극자 모멘트를 갖는 β 상이 유도된 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.Air purification material with improved electrostatic durability, characterized in that it comprises a mixture of a piezoelectric polymer electrospinning web inducing a β phase having a dipole moment and an electrostatic material melt-blown web. 제 1항에 있어서, 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는,
PVDF-TrFE((Poly Vinylidene difluoride 또는 Poly Vinylidene fluoride) - Trifluoroethylene) 웹과 PP(polypropylene) 멜트브로운 웹 혼합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 1, The piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture,
PVDF-TrFE (Poly Vinylidene difluoride or Poly Vinylidene fluoride)-Trifluoroethylene (PP) web and PP (polypropylene) melt blown web mixture, characterized in that it consists of a mixture of electrostatic durability improved air purification material.
제 2항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체는,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 전기방사에 의해 제작되고, 상기 PP 멜트브로운 웹은 멜트브로운 공법에 의해 제작된 후 융착 적층되는 것에 의해 분극 처리를 수행함이 없이 분극 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 2, The PVDF-TrFE electrospinning web and PP melt-blown web mixture,
The PVDF-TrFE electrospinning web is produced by electrospinning, and the PP melt-blown web is produced by a melt-blow method and then fused and laminated to form a polarization layer without performing polarization treatment. Air purification material with improved electrostatic durability.
제 2항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은,
전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상의 결정 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 2, wherein the PVDF-TrFE electrospinning web,
A material for air purification with improved electrostatic durability, which has a crystal structure of a β phase having an electric dipole moment.
제 2항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체는,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹이 하나 이상 교차 적층 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 2, The PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture,
The PVDF-TrFE electrospinning web and the air-purifying material having improved electrostatic durability, characterized in that the PP melt-blown web is composed of one or more cross-layers.
제 2항에 있어서,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 중량비가 0.3 내지 4 gsm이고,
상기 PP 멜트브로운 웹은 중량비가 10 내지 40 gsm 인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 2,
The PVDF-TrFE electrospinning web has a weight ratio of 0.3 to 4 gsm,
The PP melt-blown web is an air purification material with improved electrostatic durability, characterized in that the weight ratio is 10 to 40 gsm.
제 2항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 평균 섬유경은 50 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.The method of claim 2, wherein the average fiber diameter of the PVDF-TrFE electrospinning web is 50 to 800 nm, characterized in that the electrostatic durability improved air purification material. 제 2항에 있어서,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체가 융착되어 지지되는 지지체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
According to claim 2,
The PVDF-TrFE electrospinning web and the air-tightening durability improved air purification material, characterized in that further comprises a support to which the PP melt-blown web mixture is fused and supported.
제 1항에 있어서, 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 구성하는 상기 압전 전기방사 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹은,
각각 전기방사 및 멜트브로운 공법의 수행 중에 첨가되는 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재.
The piezoelectric electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web constituting the mixture of the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web,
The electrostatic durability improved air purification material, characterized in that further comprises a transition metal nano-powder or a transition metal alloy nano-powder added during the electrospinning and melt-blow process, respectively.
압전 폴리머를 전기방사 공법을 적용하여 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계;
정전소재를 멜트브로운 공법을 적용하여 정전소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계; 및
상기 압전 폴리머 웹과 상기 정전소재 멜트브로운 웹을 융착 적층하여 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
Producing a piezoelectric polymer electrospinning web by applying an electrospinning method to the piezoelectric polymer;
Producing an electrostatic material melt-blown web by applying a melt-blown method to the electrostatic material; And
And manufacturing the piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture by fusion laminating the piezoelectric polymer web and the electrostatic material melt-blown web. Production method.
제 10항에 있어서, 상기 압전 폴리머 전기방사 웹과 정전소재 멜트브로운 웹 혼합체는,
PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
11. The method of claim 10, The piezoelectric polymer electrospinning web and the electrostatic material melt-blown web mixture,
PVDF-TrFE electrospinning web and PP melt-blown web mixture, characterized in that the electrostatic durability improved air purification material manufacturing method.
제 11항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은,
전기 쌍극자 모멘트를 가지는 β 상의 결정 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11, wherein the PVDF-TrFE electrospinning web,
A method for producing a material for air purification with improved electrostatic durability, which has a crystal structure of a β phase having an electric dipole moment.
제 11항에 있어서,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은 중량비가 0.3 내지 4 gsm이고,
상기 PP 멜트브로운 웹은 중량비가 10 내지 40 gsm 인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11,
The PVDF-TrFE electrospinning web has a weight ratio of 0.3 to 4 gsm,
The PP melt-blown web has a weight ratio of 10 to 40 gsm, characterized in that the electrostatic durability improved air purification material manufacturing method.
제 11항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹은,
부직포 상에 전기방사 용제에 용융된 PVDF-TrFE 소재를 전기방사한 후 융착하여 제작되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11, wherein the PVDF-TrFE electrospinning web,
A method for manufacturing a material for air purification with improved electrostatic durability, characterized in that the PVDF-TrFE material melted in an electrospinning solvent on a nonwoven fabric is electrospun and then fused.
제 11항에 있어서, 상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹 혼합체를 제작하는 단계는,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 상기 PP 멜트브로운 웹이 하나 이상 교차 적층하는 단계인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11, wherein the step of manufacturing the PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web mixture,
The PVDF-TrFE electrospinning web and the PP melt-blown web, one or more cross-lamination step, characterized in that the electrostatic durability improved air purification material manufacturing method.
제 11항에 있어서,
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹의 평균 섬유경은 50 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11,
The PVDF-TrFE electrospinning web has an average fiber diameter of 50 to 800 nm, characterized in that the electrostatic durability is improved air purification material manufacturing method.
제 11항에 있어서,
지지체를 제작하는 단계; 및
상기 PVDF-TrFE 전기방사 웹과 PP 멜트브로운 웹 혼합체를 상기 지지체에 융착 적층하는 지지체 융착 단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 11,
Manufacturing a support; And
The PVDF-TrFE electrospinning web and a PP melt-blown web mixture fusion-supporting step of fusion laminating on the support; further comprising a static electricity durability improved air purification material manufacturing method comprising the.
제 10항에 있어서,
상기 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계는, 압전 폴리머에 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 혼합하여 전기방사를 수행하여 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 포함하는 압전 폴리머 전기방사 웹을 제작하는 단계이고,
상기 정전소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계는, 정전소재에 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 혼합하여 메트브로운 공법을 수행하여 전이금속 나노 분말 또는 전이금속 합금 나노 분말을 포함하는 정전 소재 멜트브로운 웹을 제작하는 단계인 것을 특징으로 하는 정전 내구성이 향상된 공기 정화용 소재 제작 방법.
The method of claim 10,
In the step of manufacturing the piezoelectric polymer electrospinning web, electrospinning is performed by mixing transition metal nano powders or transition metal alloy nano powders with a piezoelectric polymer to perform electrospinning, thereby including piezoelectric polymer electrospinning including transition metal nano powders or transition metal alloy nano powders. Web production stage,
The step of manufacturing the melt-blown web of the electrostatic material includes electrostatic material including a transition metal nano powder or a transition metal alloy nano powder by mixing the transition metal nano powder or the transition metal alloy nano powder with a meta-brow method. Material Manufacturing method for air purification with improved electrostatic durability, which is a step of manufacturing a melt-blown web.
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