KR20210032781A

KR20210032781A - 산소 발생 공기정화용 필터

Info

Publication number: KR20210032781A
Application number: KR1020190114224A
Authority: KR
Inventors: 홍종성; 김홍래; 노만균
Original assignee: (주)태일전자
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-25

Abstract

본 발명은 산소 발생 공기정화용 필터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 활성탄 입자과 고체산소 입자를 포함한 셀을 각각 구비하여 유기화합물질을 흡수하는 동시에 산소를 발생시키는 산소 발생 공기정화용 필터에 관한 것이다.
본 발명은 공기필터 내에 포함된 활성탄 입자에 의하여 흡착된 유기물질이 고온·고습환경에서 탈착 또는 재방출되어 필터를 통과한 공기가 재오염되는 것을 방지하기 위한 산소 발생 공기정화용 필터를 제공하고자 한다.

Description

산소 발생 공기정화용 필터{FILTER GENERATING OXYGEN FOR AIR CLEANING}

본 발명은 산소 발생 공기정화용 필터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 활성탄 입자과 고체산소 입자를 포함한 셀을 각각 구비하여 유기화합물질을 흡수하는 동시에 산소를 발생시키는 산소 발생 공기정화용 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 대기 중의 공기에는, 먼지는 물론 알레르기를 유발하는 꽃가루 및 온갖 분진 또는 미세세균과 악취 등이 포함되어 있으며, 이처럼 오염된 외부의 공기를 정화하지 않고 밀폐된 공간의 내부로 유입시킨다면 작업자들 모두에게 불쾌감과 아울러 호흡곤란 등과 같은 건강상에 치명적인 해를 끼칠 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 각각의 공기 유입구에 공기필터를 장착하여 사용한 것은 주지된 사실이다.

뿐만 아니라, 가정이나, 사무실, 공공건물, 병원, 학교 등에서 공기를 정화할 목적으로 공기필터를 장착하여 사용한 것 또한 주지된 사실이다.

이러한 공기필터는 다양한 방식으로 제조되는데, 일반적으로 적용되는 필터방식에서는 1um∼0.1um 사이의 미세한 먼지(또는 세균)를 포집할 수 있는 기능으로 제작되는 미디윰 필터(중성능 필터; Medium Filter) 또는 헤파필터(HEPA Filter; 고성능 필터), 울파필터(ULPA Filter; 초고성능 필터)등의 다수의 필터가 내장된다.

상기한 필터들은 공기중에 부유하는 각종 미세먼지나 분진, 세균 등과 같은 인체에 해로운 물질을 걸러 줌으로써 청정공기를 만들어 내는 역할을 행하게 된다.

상기와 같은 기능을 하는 종래의 일반적인 공기필터는, 각종 유기물질 들을 흡착시키기 위하여 활성탄을 포함하며, 상기 필터를 복합적으로 결합하여 미세먼지를 제거하는 동시에 유기물질을 제거하는 방법을 사용하였다.

도 1은 종래기술에 따른 공기필터(10)의 단면도면이다. 상기 도 1과 같이 각각의 독립된 활성탄 입자를(13) 포함하는 유닛(15)을 나란히 배열하고 상기 유닛의 양면에 메쉬망(11)을 접착테이프(17)나 핫멜트를 이용하여 접착시키는 방식을 사용하였다.

상기 종래기술에 의하여, 활성탄을 포함하여 휘발성 유기물질을 흡착하는 효과가 있었지만, 고온·고습한 환경에서 상기 종래기술의 공기필터를 이용하는 경우 이전에 흡착된 유기물질이 역으로 배출되는 문제점이 있었다. 온도가 증가하면 휘발성 유기물질과 활성탄 사이의 결합력이 약해져서 탈착 현상이 일어나며, 습도가 증가하면 활성탄과 유기물질 분자간의 결합력보다 활성탄과 수분과의 강력한 결합력 때문에 유기물질이 탈착되어 공기 중으로 재방출되는 현상이 나타난다. 이와같은 문제점으로 인하여 고온·고습한 환경에서 활성탄은 유해가스를 제거하는 기능이 상실할 뿐만 아니라 오히려 유해가스를 방출하여 실내 공기의 질을 악화시키는 문제점이 있다.

따라서, 고온·고습한 환경에서 활성탄 입자가 방출하는 유해가스를 제거할 수 있는 기술에 대한 수요가 증가하고 있는 상태이다.

본 발명은 공기필터 내에 포함된 활성탄 입자에 의하여 흡착된 유기물질이 고온·고습환경에서 재방출되어 필터를 통과한 공기가 오염되는 것을 방지하기 위한 산소 발생 공기정화용 필터를 제공하고자 한다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 활성탄 유닛; 및 상기 활성탄 유닛의 일면에 체결된 고체산소 유닛;을 포함하는 산소 발생 공기정화용 필터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄 유닛은 다수의 활성탄 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고체산소 유닛은 다수의 고체산소 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄 유닛과 상기 고체산소 유닛이 체결되지 않은 양면 각각에 메쉬망이 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고체산소 입자는 과산화물, 수용성 철화합물 및 바인더를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화마그네슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수용성 철화합물은 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 황산제1철(Ferrous sulfate). 황산제2철(Ferric sulfate), 초산제1철(Ferrous acetate), 개미산제2철(Ferric formate), 글루콘산제1철(Ferrous gluconate), 페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제2철(Ferric nitrate), 옥살산제2철(Ferric oxalate), 구연산제2철(Ferric citrate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric orthophosphate), 요오드화제1철(Ferrous iodide), 젖산제1철(Ferrous lactate), 카토센(catocene) 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더는 밀가루, 황토, 전분, 셀룰로우즈계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 과산화물은 80 내지 99.9 중량부로 포함되고, 상기 수용성 철화합물은 0.1 내지 5 중량부로 포함되며, 상기 바인더는 3 내지 29 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터는, 외부에서 발생하는 미세먼지를 제거하고, 공기 중에 포함되어 있는 유기화합물, 냄새 및 유해가스를 제거하는 동시에 산소를 발생하며, 고온고습한 환경에서 활성탄에 의하여 방출되는 유해가스를 제거할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 공기필터의 단면도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터의 사시도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터의 정면도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터의 측면도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터의 단면도면이다.
도 6은 상대습도 40 %에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 온도 변화에 따른 공기 중의 포름알데히드 농도변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 온도 20 ℃에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 습도 변화에 따른 공기 중의 포름알데히드 농도변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 상대습도 40 %에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 온도 변화에 따른 공기 중의 에틸렌 농도변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 온도 20 ℃에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 습도 변화에 따른 공기 중의 에틸렌 농도변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

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 명세서 상에 기재된 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 다른 부재에 “체결”된다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 결합 또는 결속있는 경우뿐 아니라 접착제, 용접 등의 수단으로 접합되어 있는 경우도 포함한다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예는, 활성탄 유닛; 및 상기 활성탄 유닛의 일면에 체결된 고체산소 유닛;을 포함하는 산소 발생 공기정화용 필터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터는, 외부에서 발생하는 미세먼지를 제거하고, 공기 중에 포함되어 있는 유기화합물, 냄새, 유해가스를 제거하는 동시에 산소를 발생하며, 고온고습한 환경에서 활성탄으로부터 유해가스가 탈착 또는 방출되는 현상을 방지할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄 유닛과 고체산소 유닛이 체결된다. 상기 체결방식은 핫멜트에 의한 접착, 접착제를 이용한 접착 등 통상적으로 알려진 체결수단을 모두 이용할 수 있으며, 상술한 범위 내에서 한정된지 않는다. 상술한 것과 같이 상기 활성탄 유닛과 고체산소 유닛이 체결됨으로써, 공기 중에 포함된 유해가스, 냄새 및 유기화합물을 제거할 수 있으며, 산소발생으로 정화된 공기 중의 산소농도를 증가시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터(100)의 사시도면이다. 상기 도 2와 같이 고체산소 유닛(110)과 활성탄 유닛(130)을 체결하고, 상기 고체산소 유닛과 활성탄 유닛이 체결되는 면의 이외의 면 즉, 산소 발생 공기정화용 필터의 양면을 메쉬망(150)으로 덮는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄 유닛은 다수의 활성탄 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것될 수 있다. 구체적으로 상기 활성탄 유닛은 상기 활성탄 입자를 포함한 셀을 다수 개로 포함할 수 있다. 또한, 상기 활성탄 입자를 포함한 셀들을 면방향으로 나란히 배열해 면을 형성하여, 활성탄 유닛을 형성하고, 일반적으로 사용되는 공기청정기의 필터 사이즈에 맞도록 조절할 수 있다. 나아가, 상기 활성탄 입자를 포함함으로써, 공기 중에 포함된 다양한 오염물질 즉, 유해가스, 냄새 및 유기화합물을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고체산소 유닛은 다수의 고체산소 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 고체산소 유닛은 상기 고체산소 입자를 포함한 셀을 다수 개로 포함할 수 있다. 또한, 상기 고체산소 입자를 포함한 셀들을 면방향으로 나란히 배열해 면을 형성하여, 고체산소 유닛을 형성하고, 일반적으로 사용되는 공기청정기의 필터 사이즈에 맞도록 조절할 수 있다. 나아가, 상기 고체산소 입자를 포함함으로써, 공기 중에 포함된 다양한 오염물질 즉, 유해가스, 냄새 및 유기화합물을 제거할 수 있으며, 산소를 발생함으로써 정화된 공기 중의 산소 농도를 증가시킬 수 있다. 나아가. 활성탄 입자가 고온고습한 환경에서 흡착된 물질인 유해가스, 냄새 및 휘발성 유기화합물의 탈착 재방출되는 것을 고체산소 입자가 재흡수하거나 제거하여 공기의 질을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터(100)의 정면도면이다. 상기 도 3과 같이 고체산소 유닛(110)에 메쉬망(150)이 덮혀 있으며, 상기 고체산소 유닛은 고체산소 입자를 포함한 셀(111)의 다수 개가 면방향으로 나란비 배열되어 구성된다. 상기 도 3에서 고체산소 입자를 포함한 셀(111)은 케이스(113) 안에 고체산소 입자(115)가 충진되어 있으며, 외부는 메쉬망(150)으로 덮혀있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성탄 유닛과 상기 고체산소 유닛이 체결되지 않은 양면 각각에 메쉬망이 결합되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 활성탄 유닛과 고체산소 유닛이 서로 체결되어 있으며, 상기 상호간에 체결되지 않은 면 즉, 산소 발생 공기정화용 필터의 양면에 메쉬망이 결합될 수 있다. 상술한 것과 같이 메쉬망이 결합됨으로서 각각의 셀에 충진된 물질들이 유출되는 것을 방지할 수 있으며, 추가적으로 상기 산소발생 공기정화용 필터를 통과하는 공기 중의 미세먼지, 초미세먼지 등을 제거할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터(100)의 측면도면이다. 상기 도 4와 같이 고체산소 입자(115)를 포함한 셀(111)로 형성된 고체산소 유닛(110)과 활성탄 입자(135)를 포함한 셀(131)로 형성된 활성탄 유닛(130)이 서로 체결될 수 있다. 나아가, 상기 고체산소 유닛과 활성탄 유닛 사이에 추가적으로 메쉬망(150)이 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 메쉬망은 상기 고체산소 유닛과 상기 활성탄 유닛 각각에 체결된다. 추가적으로 상기 활성탄 입자를 포함한 셀(131)은 케이스(133) 안에 활성탄 입자(135)가 충진되어 있으며, 외부는 메쉬망(150)으로 덮혀있다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 산소 발생 공기정화용 필터(100)의 단면도면이다. 상기 도 5와 같이 고체산소 입자를 포함한 셀(111)의 구성인 케이스(113)에는 고체산소 입자(115)가 포함되고 케이스의 외부는 메쉬망(150)으로 덮혀 구성된다. 나아가, 상기 도 5와 같이 활성탄 입자를 포함한 셀(131)의 구성인 케이스(133)에는 활성탄 입자(135)가 포함되고 케이스의 외부는 메쉬망(150)으로 덮혀 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고체산소는 과산화물, 수용성 철화합물 및 바인더를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 과산화물, 수용성 철화합물 및 바인더를 포함함으로써, 상기 고체산소 표면에서는 공기 중의 포름 알데히드(formaldehyde)를 비롯한 알데히드(aldehyde) 계열과 케톤(ketone) 계열의 유해 냄새 가스, NOx(산화 질소) 및 SOx(산화황), 이산화탄소와 같은 산성가스 및 각종 휘발성 유기물질들이 제거되는 동시에 산소를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화나트륨, 과산화마그네슘 과산화칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 구체적으로 상술한 과산화물을 선택함으로써, 오염된 공기 중의 포름알데히드(formaldehyde)와 같은 환원성 가스, 휘발성 유기물질, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 이산화탄소와 같은 산성가스 등 인체에 해로운 가스들을 효과적으로 제거하면서 동시에 산소를 발생시키며, 공기의 습도에도 안정하고 수명을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수용성 철화합물은 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 황산제1철(Ferrous sulfate). 황산제2철(Ferric sulfate), 초산제1철(Ferrous acetate), 개미산제2철(Ferric formate), 글루콘산제1철(Ferrous gluconate), 페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제2철(Ferric nitrate), 옥살산제2철(Ferric oxalate), 구연산제2철(Ferric citrate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric orthophosphate), 요오드화제1철(Ferrous iodide), 젖산제1철(Ferrous lactate), 카토센(catocene) 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 수용성 철화합물을 선택함으로써, 산소발생량, 유해 산성가스(NOx/SOx 및 CO₂) 제거량, 유해 환원성 가스(포름알데히드와 같은 알데히드류 및 케톤류 냄새 성분) 제거량과 반응속도(제거속도)을 증감시켜 고체산소를 용도에 따라 다양하게 설계할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더는 밀가루, 황토, 전분, 셀룰로우즈계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 바인더를 선택함으로써, 고체산소에서 발생하는 산소의 양을 향상시킬 수 있으며, 바인더에서 발생하는 유해가스를 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 과산화물은 70 중량부 내지 99.9 중량부로 포함되고, 상기 수용성 철화합물은 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함되며, 상기 바인더는 3 중량부 내지 29 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 과산화물의 함량은 96 중량부 내지 99 중량부 또는 97 중량부 내지 98 중량부일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 과산화물의 함량은 99 중량부 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수용성 철화합물의 함량은 0.1 중량부 내지 5 중량부, 1 중량부 내지 3 중량부 또는 1 중량부 내지 2 중량부일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 수용성 철화합물의 함량은 1 중량부인 것이 바람직하다. 상술한 범위 내에서 상기 과산화물의 함량, 상기 수용성 철화합물의 함량 및 상기 바인더의 함량을 조절함으로써, 고체산소의 산성가스 제거량과 포름알데히드 제거량, 산소발생량을 증가시키고, 내습성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

제조예 1

과산화칼슘 분말 99중량%와 수용성 철화합물(구연산제2철) 1중량%를 혼합하여 제조된 혼합물 500g에 황토분말 100g 및 과산화수소수 200ml를 가하여 반죽물을 만든 후 이 반죽물을 제환기를 사용하여 사출 처리하여 환 형태로 제조하였다. 이와 같이 제조된 환 형태의 정화제를 40 ~ 60℃ 건조기에서 7 ~ 8시간 동안 건조시켜 환형태의 고체산소 입자를 제조하였다.

실시예 1

가로 20cm, 세로 20cm 및 높이 10mm 의 플라스틱 사각 케이스의 내부에 제조예 1에서 제조된 고체산소 입자를 충진시키고, 외부를 메쉬망으로 밀봉하여 고체산소 입자를 포함한 셀을 16개를 제작하였다. 이후 상기 고체산소 입자를 포함한 셀을 가로 4개씩 4줄로 면방향으로 나란히 배열하고 각 셀이 접하는 하는 부분은 핫멜트를 이용하여 체결하여 고체산소 유닛을 제작였다.

이후 가로 20cm, 세로 20cm 및 높이 10mm 의 플라스틱 사각 케이스의 내부에 활성탄 입자를 충진시키고, 외부를 메쉬망으로 밀봉하여 활성탄 입자를 포함한 셀을 16개를 제작하였다. 이후 상기 활성탄 입자를 포함한 셀을 가로 4개씩 4줄로 면방향으로 나란히 배열하고 각 셀이 접하는 하는 부분은 핫멜트를 이용하여 체결하여 활성탄 유닛을 제작하였다.

이후 상기 고체산소 유닛, 메쉬망 및 활성탄 유닛을 순차적으로 체결하고, 상기 고체산소 유닛과 활성탄 유닛에서 외부로 드러난 면을 메쉬망을 이용하여 산소 발생 공기정화용 필터를 제작하였다.

비교예 1

상기 고체산소 입자를 포함한 셀에 고체산소 입자 대신 활성탄 입자를 충진한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 필터를 제조하였다.

비교예 2

상기 활성탄 입자를 포함한 셀에 활성탄 입자 대신 고체산소 입자를 충진한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 필터를 제조하였다.

상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 의하여 제조된 필터를 이용하여 1m³부피의 밀폐된 공간 안에 상기 필터가 장착된 소형 공기청정기를 설치하였다.

상기 소형 공기 청정기를 가동하기 전 공기 내 포름알데이드의 농도는 20ppm 이고, 에틸렌의 농도는 20ppm 으로 설정하였다. 이후 상기 소형 공기청정기를 공기정화량을 100L/min으로 설정하여 상기 포름알데히드 및 에틸렌의 변화를 측정하였다.

도 6은 상대습도 40 %에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 온도 변화에 따른 공기 중의 포름알데히드 농도변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 실시예 1은 처음 한 시간동안 20 ℃에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되었으며, 이후 온도가 증가하더라도 포름알데히드 농도가 전혀 증가하지 않는 것을 확인하였다. 이에 비하여 비교예 1은 처음 1시간동안 20 ℃에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되는 것을 확인하였으나 온도의 증가에 따라 포름알데히드 농도가 증가함을 확인하였다. 또한, 비교예 2는 처음 1시간동안 20 ℃에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되지 않고, 포름알데히드의 농도가 0ppm이 되기까지 실시예 1에 비하여 약 1.5배이상의 시간이 필요한 것을 확인하였다.

도 7은 온도 20 ℃에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 습도 변화에 따른 공기 중의 포름알데히드 농도변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 실시예 1은 처음 한 시간동안 상대습도 40 %에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되었으며, 이후 상대습도가 증가하더라도 포름알데히드 농도가 전혀 증가하지 않는 것을 확인하였다. 이에 비하여 비교예 1은 처음 1시간동안 상대습도 40 %에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되는 것을 확인하였으나 상대습도의 증가에 따라 포름알데히드 농도가 증가함을 확인하였다. 또한, 비교예 2는 처음 1시간동안 상대습도 40 %에서 포름알데히드 농도가 급속히 감소되지 않고, 포름알데히드의 농도가 0ppm이 되기까지 실시예 1에 비하여 약 1.5배이상의 시간이 필요한 것을 확인하였다.

도 8은 상대습도 40 %에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 온도 변화에 따른 공기 중의 에틸렌 농도변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 실시예 1은 처음 한 시간동안 20 ℃에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되었으며, 이후 온도가 증가하더라도 에틸렌 농도가 전혀 증가하지 않는 것을 확인하였다. 이에 비하여 비교예 1은 처음 1시간동안 20 ℃에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되는 것을 확인하였으나 온도의 증가에 따라 에틸렌 농도가 증가함을 확인하였다. 또한, 비교예 2는 처음 1시간동안 20 ℃에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되지 않고, 에틸렌의 농도가 0ppm이 되기까지 실시예 1에 비하여 약 1.5배이상의 시간이 필요한 것을 확인하였다.

도 9는 온도 20 ℃에서 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 시간과 습도 변화에 따른 공기 중의 에틸렌 농도변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 실시예 1은 처음 한 시간동안 상대습도 40 %에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되었으며, 이후 상대습도가 증가하더라도 에틸렌 농도가 전혀 증가하지 않는 것을 확인하였다. 이에 비하여 비교예 1은 처음 1시간동안 상대습도 40 %에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되는 것을 확인하였으나 상대습도의 증가에 따라 에틸렌 농도가 증가함을 확인하였다. 또한, 비교예 2는 처음 1시간동안 상대습도 40 %에서 에틸렌 농도가 급속히 감소되지 않고, 에틸렌의 농도가 0ppm이 되기까지 실시예 1에 비하여 약 1.5배이상의 시간이 필요한 것을 확인하였다.

따라서, 실시예 1과 같이 고체산소 입자와 활성탄 입자를 동시에 이용하는 경우 온도와 습도의 변화에 따라 유기화합물의 재방출을 방지하는 동시에 유기화합물제거 효율을 향상시키는 것을 확인하였다. 이에 비하여 비교예 1과 같이 활성탄 입자만을 포함하는 경우 초기 유기화합물 제거 효율은 향상되지만, 온도나 습도변화에 따라 유기화합물을 재방출하며, 동일한 온도와 습도에서도 시간이 흐르는 경우 활성탄에 흡착된 유기화합물이 재방출되는 것을 확인하였다. 나아가, 비교예 2와 같이 고체산소 입자만을 포함하는 경우 시간, 온도, 습도 변화에 따라 유기화합물을 재방출하지 않지만, 유기화합물 제거 초기 시간적 효율이 낮은 문제점을 확인하였다.

결국, 본 발명의 산소 발생 공기정화용 필터에 의하면, 온도 및 습도 변화와 시간경과에도 유기화합물, 냄새, 유해가스를 재방출하지 않으며, 상기 유기화합물, 냄새, 유해가스의 제거효율이 향상시킬 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 공기필터
11: 메쉬망
13: 활성탄 입자
15: 사출 케이스
17: 접착테이프
100: 산소 발생 공기정화용 필터
110: 고체산소 유닛
111: 고체산소 입자를 포함한 셀
113: 케이스
115: 고체산소 입자
130: 활성탄 유닛
131: 활성탄 입자를 포함한 셀
133: 케이스
135: 활성탄 입자
150: 메쉬망

Claims

활성탄 유닛; 및
상기 활성탄 유닛의 일면에 체결된 고체산소 유닛;을 포함하는 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 활성탄 유닛은 다수의 활성탄 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 고체산소 유닛은 다수의 고체산소 입자를 포함한 셀이 면방향으로 나란히 배열되어 체결된 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 1에 있어서,
상기 활성탄 유닛과 상기 고체산소 유닛이 체결되지 않은 양면 각각에 메쉬망이 결합되는 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 3에 있어서,
상기 고체산소 입자는 과산화물, 수용성 철화합물 및 바인더를 포함하는 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 5에 있어서,
상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화마그네슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 5에 있어서,
상기 수용성 철화합물은 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 황산제1철(Ferrous sulfate). 황산제2철(Ferric sulfate), 초산제1철(Ferrous acetate), 개미산제2철(Ferric formate), 글루콘산제1철(Ferrous gluconate), 페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제2철(Ferric nitrate), 옥살산제2철(Ferric oxalate), 구연산제2철(Ferric citrate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric orthophosphate), 요오드화제1철(Ferrous iodide), 젖산제1철(Ferrous lactate), 카토센(catocene) 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 5에 있어서,
상기 바인더는 밀가루, 황토, 전분, 셀룰로우즈계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 산소 발생 공기정화용 필터.
청구항 5에 있어서,
상기 과산화물은 80 내지 99.9 중량부로 포함되고,
상기 수용성 철화합물은 0.1 내지 5 중량부로 포함되며,
상기 바인더는 3 내지 29 중량부로 포함되는 것인 산소 발생 공기정화용 필터.