KR20210157541A - Filter including conductive materials and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR20210157541A
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고승환
한성근
김진모
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서울대학교산학협력단
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Abstract

A filter having a conductive material according to an embodiment of the present invention has the following effects because the conductive material is attached along the surface of a filter medium having pores. Firstly, small pores are minimized by the conductive material to maintain air permeability, secondly, a current flows to the conductive material to have all the functions of dust collection, heat generation and antibiosis, thirdly, the conductive material comes in close contact with the filter medium to prevent the conductive material from falling off, and fourthly, washing is possible to allow a use for a long time.

Description

전도성 물질이 형성된 필터 및 그 제조방법 {FILTER INCLUDING CONDUCTIVE MATERIALS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}A filter with a conductive material formed therein and a method for manufacturing the same

본 발명은 전도성 물질이 형성된 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a filter formed of a conductive material and a method for manufacturing the same.

최근 심해진 미세먼지(PM 10 또는 PM 2.5)와 COVID-19의 대유행으로 마스크나 공기청정기 등에 대한 관심이 높아지고 있다. Due to the recent intensification of fine dust (PM 10 or PM 2.5) and the COVID-19 pandemic, interest in masks and air purifiers is increasing.

공기중에 포함되는 먼지 등의 입자의 제거는 마스크나 공기청정기의 필터가 주된 역할을 한다. A mask or filter of an air purifier plays a major role in removing particles such as dust contained in the air.

필터가 입자를 제거하는 원리는 기공이 형성하는 필터 여재로 공기가 통과할 때 포함되어 있는 입자가 확산에 의해 필터 여재에 충돌하거나 정전기에 의해 필터 여재로 끌려가 부착되는 현상에 의한 것이다. The principle that the filter removes particles is due to the phenomenon that when air passes through the filter media formed by the pores, the included particles collide with the filter media by diffusion or are attracted and attached to the filter media by static electricity.

다만, 이러한 방식은 입자 제거에는 유리하나, 균이나 바이러스에 대해 취약하며, 무엇보다 사용시간에 따라 효율저하가 수반되며, 필터링 효과가 커질수록 공기 저항이 커진다는 단점이 있다. However, although this method is advantageous for particle removal, it is vulnerable to bacteria and viruses, and above all, it is accompanied by a decrease in efficiency according to the use time, and the greater the filtering effect, the greater the air resistance.

이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 방안이 필요한 실정이다. There is a need for a new method to solve these problems.

등록특허공보 제10-2069052호Registered Patent Publication No. 10-2069052 공개특허공보 제10-2019-0014563호Unexamined Patent Publication No. 10-2019-0014563

본 발명의 일 목적은 균이나 바이러스를 제거할 수 있는 강한 항균효과를 가지며, 이러한 강한 항균효과에도 불구하고 통기성의 저하가 거의 없고, 나아가 세척이 가능하여 수명이 긴 필터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a filter that has a strong antibacterial effect that can remove bacteria or viruses, and has a long lifespan because it has a strong antibacterial effect, has little decrease in air permeability despite such a strong antibacterial effect, and can be washed further, and a method for manufacturing the same will be.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 예에 따른 필터는 기공을 형성하는 필터 여재와 상기 필터 여재의 표면을 따라서 부착되는 전도성 물질을 포함한다. In order to achieve the above object, a filter according to an embodiment of the present invention includes a filter medium forming pores and a conductive material attached along a surface of the filter medium.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질은 전도성 와이어 또는 전도성 입자인 것을 특징으로 할 수 있다. In one embodiment, the conductive material may be a conductive wire or conductive particles.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질은 상기 필터 여재의 표면에 밀착되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the conductive material may be characterized in that it is in close contact with the surface of the filter medium.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질은 전도성 물질이 분산된 용액을 상기 필터 여재에 상기 필터 여재를 가열하면서 스프레이로 분사하여 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In an embodiment, the conductive material may be formed by spraying a solution in which the conductive material is dispersed onto the filter medium while heating the filter medium.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질에 연결되는 전원부를 더 포함하고, 상기 전원부가 상기 전도성 물질에 전류를 공급함으로써 상기 전도성 물질이 발열되는 것을 특징으로 할 수 있다. In an embodiment, it may further include a power supply connected to the conductive material, wherein the conductive material is heated by the power supply supplying a current to the conductive material.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질은 금, 은, 구리로 이루어진 와이어 또는 입자 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the conductive material may be characterized in that at least one of a wire or particles made of gold, silver, and copper.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질은 탄소나노튜브 또는 그래핀인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment, the conductive material may be carbon nanotubes or graphene.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 물질이 전도성 와이어인 경우 상기 전도성 와이어는 상기 필터 여재에 의해 형성되는 기공을 가로지르지 않는 것을 특징으로 할 수 있다. In one embodiment, when the conductive material is a conductive wire, the conductive wire may not cross the pores formed by the filter medium.

위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 다른 예에 따른 마스크는 상술한 일 예의 필터를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a mask according to another example of the present invention may include the filter of the example described above.

한편, 본 발명의 또 다른 예에 따른 필터의 제조 방법은 전도성 물질을 마련하는 단계; 상기 전도성 물질을 용액에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계; 필터 여재를 가열판 상에 배치하고, 상기 필터 여재 상에 스프레이 노즐을 통해 상기 분산액을 상기 필터 여재로 분사하는 단계; 및 상기 필터 여재에 부착된 분산액 방울이 열에 의해 증발하면서 상기 전도성 물질이 상기 필터 여재에 부착되는 단계;를 포함한다.On the other hand, the method of manufacturing a filter according to another example of the present invention comprises the steps of providing a conductive material; dispersing the conductive material in a solution to prepare a dispersion; disposing a filter medium on a heating plate, and spraying the dispersion onto the filter medium through a spray nozzle onto the filter medium; and attaching the conductive material to the filter medium while the dispersion droplets adhering to the filter medium evaporate by heat.

또 다른 예에 있어서, 상기 전도성 물질이 분산되는 용액은 에탄올인 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, the solution in which the conductive material is dispersed may be characterized in that ethanol.

또 다른 예에 있어서, 상기 분사하는 단계에서 상기 가열판에 의해 상기 필터 여재의 온도는 70 ~80 ℃로 가열되는 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, in the spraying step, the temperature of the filter medium by the heating plate may be characterized in that it is heated to 70 ~ 80 ℃.

또 다른 예에 있어서, 상기 분산액의 전도성 물질의 농도는 0.2 ~ 0.4 mg/L인 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, the concentration of the conductive material in the dispersion may be characterized in that 0.2 ~ 0.4 mg / L.

본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질이 형성된 필터는 기공을 형성하는 필터 여재의 표면을 따라서 전도성 물질이 부착됨으로써 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 전도성 물질에 의해 기공이 작아지는 것이 최소화되어 통기성이 유지되며, 둘째, 전도성 물질에 전류를 흘려 발열 및 항균의 기능을 모두 가질 수 있고, 셋째, 전압이 인가됨에 따라 전기집진 기능을 가질 수 있으며, 넷째, 전도성 물질이 필터 여재에 밀착되어 탈락되지 않으며, 다섯째, 나아가 세척도 가능하여 오랜 기간 사용이 가능하다. The filter formed with a conductive material according to an embodiment of the present invention has the following effects because the conductive material is attached along the surface of the filter medium forming pores. First, the small pores are minimized by the conductive material to maintain breathability, secondly, it can have both heat and antibacterial functions by flowing a current through the conductive material, and thirdly, it can have an electrostatic precipitation function as voltage is applied. Fourth, the conductive material does not come off because it is in close contact with the filter medium, and fifthly, it can be washed and used for a long time.

이에, 본 발명의 일 예에 따른 필터를 포함하는 마스크는 항균 능력이 뛰어나고, 착용자가 호흡할 경우에도 전도성 물질이 탈착되어 착용자가 흡입하는 경우가 없으며, 세척이 가능하여 경제성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the mask including the filter according to an embodiment of the present invention has excellent antibacterial ability, there is no case where the wearer inhales because the conductive material is detached even when the wearer breathes, and can be washed, so economical efficiency can be secured. There is this.

한편, 본 발명의 다른 예에 따른 필터의 제조방법은 스프레이 코팅법으로 전도성 물질을 형성하기 때문에 대량 생산에 적합하다는 장점이 있다. On the other hand, the filter manufacturing method according to another example of the present invention has the advantage of being suitable for mass production because the conductive material is formed by a spray coating method.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질이 형성된 필터의 SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질이 형성된 필터의 세척 전후의 전기전도도를 측정한 결과이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터의 제조방법의 개략적 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터의 제조방법에서 이용되는 전도성 와이어의 SEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터의 제조방법 중 스프레이 코팅이 수행되는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 (a) and 1 (b) are SEM images of a filter formed with a conductive material according to an embodiment of the present invention.
2 is a result of measuring the electrical conductivity before and after washing of a filter having a conductive material formed thereon according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a filter according to another embodiment of the present invention.
4 is a SEM image of a conductive wire used in a method of manufacturing a filter according to another embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates spray coating being performed in a method of manufacturing a filter according to another embodiment of the present invention.
It is revealed that the accompanying drawings are exemplified by reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described with reference to the drawings. In the description of the present invention, if it is determined that related known functions are obvious to those skilled in the art and may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 SEM 이미지이다. 1 (a) and 1 (b) are SEM images of a filter according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터에 구조와 특징, 그리고 효과에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 ( a ) and 1 ( b ), the structure, characteristics, and effects of the filter according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 필터 여재(10)와 전도성 물질(20)을 포함한다.A filter according to an embodiment of the present invention includes a filter medium 10 and a conductive material 20 .

필터 여재(10)는 수지나 섬유로 형성된 부직포이거나, 메쉬 형태의 망일 수 있다. 예컨대, 필터 여재(10)로는 폴리프로필렌으로 제조된 MB(Melt Blown) v필터 여재를 이용하거나, 나일론을 메쉬 형태로 형성한 필터 여재를 이용하는 것도 가능하다.The filter medium 10 may be a non-woven fabric formed of resin or fibers, or a mesh-type mesh. For example, as the filter media 10 , it is also possible to use a melt blown (MB) v filter media made of polypropylene or a filter media in which nylon is formed in a mesh shape.

필터 여재(10)는 섬유들이 엉키거나 교차하여 공기가 통과할 수 있는 기공을 형성한다. The filter media 10 forms pores through which air can pass by tangling or crossing the fibers.

필터 여재(10)의 표면에는 전도성 물질(20)이 형성된다. 이때, 전도성 물질(20)은 도 1이나 도 2에서 보는 바와 같이, 필터 여재(10)의 표면을 따라서 부착되는 형태로 형성된다.A conductive material 20 is formed on the surface of the filter medium 10 . At this time, the conductive material 20 is formed to be attached along the surface of the filter medium 10 as shown in FIG. 1 or FIG. 2 .

등록특허공보 제10-2069052호(특허문헌 1)나 공개특허공보 제10-2019-0014563호(특허문헌 2)에서도 필터 여재에 금속성의 와이어를 형성하는 것을 개시하고 있으나, 특허문헌 1 및 2 모두 금속성의 와이어가 필터 여재의 표면을 따라서 부착되는 형태로 형성되고 있지 않다. 즉, 특허문헌 1 및 2의 도면에서 알 수 있듯이, 금속성의 와이어가 필터 여재와 무관하게 불규칙적으로 형성되어 있고, 더욱이 금속성의 와이어가 필터 여재의 기공을 가로지르는 것도 확인할 수 있다. 그런데 필터의 기공이 작아진다는 것은 곧 통기성이 떨어진다는 것을 의미한다. 더욱이 기공을 가로지르는 금속성의 와이어는 기공을 통과하는 공기에 대해 저항 성분으로 작용할 뿐 만아니라, 기공을 가로지르는 금속성의 와이어가 고정되어 있는 면적이 작을 수 밖에 없어서 필터의 사용중에 금속성의 와이어가 필터 여재에서 쉽게 탈락된다. Registration Patent Publication No. 10-2069052 (Patent Document 1) and Patent Publication No. 10-2019-0014563 (Patent Document 2) also disclose forming a metallic wire on the filter medium, but both Patent Documents 1 and 2 The metallic wire is not formed in a form that is attached along the surface of the filter medium. That is, as can be seen from the drawings of Patent Documents 1 and 2, it can be confirmed that the metallic wire is irregularly formed regardless of the filter medium, and furthermore, the metallic wire crosses the pores of the filter medium. However, when the pores of the filter become smaller, it means that the air permeability is lowered. Moreover, the metallic wire crossing the pores not only acts as a resistance component against the air passing through the pores, but also the area where the metallic wire crossing the pores is fixed is inevitably small. It is easily removed from the media.

이와 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 필터 여재(10)의 표면을 따라서 전도성 물질(20)이 부착된다. 즉, 필터 여재(10)의 표면에 전도성 물질(20)이 밀착되는 것이다. 무엇보다 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 전도성 물질(20)이 기공을 가르지르지 않는다. 따라서 위에서 살펴본 특허문헌 1 및 2에서 말했던 금속성의 와이어가 기공을 가로지름에 따라서 발생하는 문제가 해소된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 전도성 물질(20)이 전도성 물질에 의해 기공이 작아지는 것이 최소화되어 통기성이 유지되며, 도성 물질이 필터 여재에 밀착되어 공기 저항 등으로 인해 탈락되지 않는 장점이 있다. On the contrary, in the filter according to an embodiment of the present invention, the conductive material 20 is attached along the surface of the filter medium 10 . That is, the conductive material 20 is in close contact with the surface of the filter medium 10 . Above all, in the filter according to an embodiment of the present invention, the conductive material 20 does not cross the pores. Therefore, the problem that occurs as the metallic wire crosses the pores as mentioned in Patent Documents 1 and 2 discussed above is solved. In other words, in the filter according to an embodiment of the present invention, the conductive material 20 minimizes pores due to the conductive material to maintain air permeability. There are advantages.

이러한 전도성 물질(20)은 후술하는 바와 같이, 전도성 물질이 분산된 용액을 필터 여재에 상기 필터 여재를 가열하면서 스프레이로 분사하여 형성된다. 스프레이로 전도성 물질이 분산된 용액을 분사하면 수 마이크로 단위의 액적을 쪼개진다. 쪼개진 액적의 내부에는 액적에 비해 작은 전도성 물질이 다량 포함되어 있고, 필터 여재에 닿을 때까지 전도성 물질이 액적 내부에 유지된다. 액적은 필터 여재에 물방울 형태로 부착된다. 스프레이 분사시 필터 여재를 용매의 증발점에 가까운 온도로 가열하기 때문에 부착된 액적은 점차 표면장력이 줄어들어 필터 여재의 표면에 전도성 물질이 밀착되어 부착되는 것이다. 이때, 필터 여재의 표면에 전도성 물질은 반데르발스 힘에 의해 강하게 부착되며, 공기의 투과시에 발생하는 항력이나 필터의 흔들림에 의해 떨어지지 않음을 확인하였다. As will be described later, the conductive material 20 is formed by spraying a solution in which the conductive material is dispersed onto the filter medium while heating the filter medium as a spray. When a solution in which a conductive material is dispersed with a sprayer is sprayed, droplets of several micro units are split. The inside of the split droplet contains a large amount of conductive material that is smaller than the droplet, and the conductive material is maintained inside the droplet until it touches the filter medium. The droplets are attached to the filter media in the form of water droplets. Since the filter medium is heated to a temperature close to the evaporation point of the solvent during spray spraying, the surface tension of the attached droplets is gradually reduced, and the conductive material is attached to the surface of the filter medium in close contact. At this time, it was confirmed that the conductive material was strongly attached to the surface of the filter medium by the van der Waals force, and did not fall off due to the drag force generated during air permeation or the shaking of the filter.

전도성 물질(20)로는 전도성 입자 또는 전도성 와이어를 이용할 수 있다. 이‹š, 전도성 와이어의 직경은 약 150 nm 이하, 길이가 약150 ㎛ 이하인 것을 이용할 수 있다. 전도성 물질(20)로는 금속계 전도성 물질 또는 탄소계 전도성 물질을 이용할 수 있다. 금속계 전도성 물질로는 금, 은, 구리 등 전도성 물질로 널리 쓰이는 것들을 이용할 수 있으며, 탄소계 전도성 물질로는 탄소나노튜브 또는 그래핀을 이용할 수 있다. 특히, 은 또는 구리와 같이 항균성이 뛰어난 금속을 이용하여 필터의 항균성을 더욱 향싱시킬 수 있다. As the conductive material 20 , conductive particles or conductive wires may be used. In this case, the conductive wire may have a diameter of about 150 nm or less and a length of about 150 μm or less. As the conductive material 20 , a metal-based conductive material or a carbon-based conductive material may be used. As the metal-based conductive material, materials widely used as conductive materials such as gold, silver, and copper may be used, and as the carbon-based conductive material, carbon nanotubes or graphene may be used. In particular, it is possible to further enhance the antibacterial properties of the filter by using a metal having excellent antibacterial properties, such as silver or copper.

한편, 전도성 물질(20)들은 다른 전도성 물질(20)과 연결되어 전류가 흐를 수 있는 경로가 제공된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 전도성 물질에 연결되는 전원부를 더 포함하고, 전원부가 전도성 물질에 전류를 공급하게 된다. 전원부가 전도성 물질에 전류를 공급할 경우 전도성 물질에서 발열이 발생되어 열에 의한 항균 능력이 형상된다. Meanwhile, the conductive materials 20 are connected to other conductive materials 20 to provide a path through which current can flow. Accordingly, the filter according to an embodiment of the present invention further includes a power source connected to the conductive material, and the power source supplies current to the conductive material. When the power supply unit supplies current to the conductive material, heat is generated in the conductive material, and the antibacterial ability due to heat is formed.

본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 전도성 물질(20)이 필터 여재(10)의 표면을 따라 부착되는 것인데, 이러한 형태는 세척시에 매우 큰 장점이 된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 물질이 형성된 필터의 세척 전후의 전기전도도를 측정한 결과이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 세척 후에 오히려 전기전도다가 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 세척에 사용된 에탄올 등이 증발하는 과정에서 전도성 물질(20)의 필터 여재(10)에 대한 밀착정도가 더욱 향상되는 것에 기인한다. 또한, 이처럼 전기전도도가 동등 또는 그 이하의 수준을 갖는 다는 것은 전도성 물질이 세척과정에서 탈락되지 않았다는 것을 의미한다.In the filter according to an embodiment of the present invention, the conductive material 20 is attached along the surface of the filter medium 10, which is a great advantage during washing. 2 is a result of measuring the electrical conductivity before and after washing of a filter having a conductive material formed thereon according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , it can be seen that the electrical conductivity of the filter according to an embodiment of the present invention is rather lowered after washing. This is because the degree of adhesion of the conductive material 20 to the filter medium 10 is further improved in the process of evaporating the ethanol used for washing. In addition, having an equivalent or lower level of electrical conductivity means that the conductive material is not removed during the cleaning process.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 마스크나 공기청정기에 이용될 수 있다. 특히, 마스크에 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 이용할 경우, 항균 능력이 향상되고, 착용자가 호흡할 경우에도 전도성 물질이 탈착되어 착용자가 흡입하는 경우가 없으며, 세척이 가능하여 경제성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.The filter according to an embodiment of the present invention described above may be used in a mask or an air purifier. In particular, when the filter according to an embodiment of the present invention is used for the mask, the antibacterial ability is improved, the conductive material is detached even when the wearer breathes, so there is no case where the wearer inhales it, and it can be washed to secure economical efficiency. It has the advantage of being able to

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터의 제조방법의 개략적 플로우 차트이다.3 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a filter according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필터의 제조방법은 방법은 전도성 물질을 마련하는 단계; 상기 전도성 물질을 용액에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계; 필터 여재를 가열판 상에 배치하고, 상기 필터 여재 상에 스프레이 노즐을 통해 상기 분산액을 상기 필터 여재로 분사하는 단계; 및 상기 필터 여재에 부착된 분산액 방울이 열에 의해 증발하면서 상기 전도성 물질이 상기 필터 여재에 부착되는 단계;를 포함한다.Referring to FIG. 3 , a method of manufacturing a filter according to another embodiment of the present invention includes: preparing a conductive material; dispersing the conductive material in a solution to prepare a dispersion; disposing a filter medium on a heating plate, and spraying the dispersion onto the filter medium through a spray nozzle onto the filter medium; and attaching the conductive material to the filter medium while the dispersion droplets adhering to the filter medium evaporate by heat.

먼저, 전도성 물질을 마련하는 단계가 수행된다. 여기서는 은으로 제조된 전도성 와이어를 직접 제조하는 것을 설명하나, 본 발명이 여기에 기재된 방법에 제한되는 것은 아니다. 별도로 기제조된 전도성 물질을 구입하여 이용하는 것도 가능하다. 은으로 제조된 전도성 와이어를 제조하기 위해 먼저 폴리 비닐 피롤리돈 (Poly Vinyl Pyrrolidone) 0.4g 을 에틸렌 글리콜 (Ethylene Glycol) 50mL 에 교반기를 이용하여 용해시킨다. 이 용액에 질산은 (Silver nitrate) 0.5g 을 교반기를 이용하여 용해시킨다. 질산은 혼합용액에 에틸렌 글리콜에 용해된 염화철 (Iron chloride) 용액을 2mL를 투입하여 교반기를 이용하여 균일화시킨다. 마지막으로 혼합용액을 최종적으로 130

Figure pat00001
로 예열되어 있는 실리콘 오일 배스 (Oil bath) 에서 5시간 동안 가열한다. 합성이 완료된 용액은 에탄올을 이용하여 1:10 의 비율로 혼합하여 잔류용액 및 불순물을 제거하도록 원심분리기를 통해 2500 rpm에서 5분간 처리하는 과정을 3회 반복한다. 마지막으로 최종 분리된 은으로 된 전도성 와이어는 에탄올에 분산시켜 보관되며, 수득한 전도성 와이어를 도 4에서 확인할 수 있다.First, a step of preparing a conductive material is performed. Although the direct fabrication of a conductive wire made of silver is described herein, the present invention is not limited to the method described herein. It is also possible to purchase and use a separately prepared conductive material. In order to prepare a conductive wire made of silver, 0.4 g of polyvinyl pyrrolidone is first dissolved in 50 mL of ethylene glycol using a stirrer. In this solution, 0.5 g of silver nitrate is dissolved using a stirrer. 2 mL of an iron chloride solution dissolved in ethylene glycol is added to the silver nitrate mixed solution, and homogenized using a stirrer. Finally, the mixed solution is finally 130
Figure pat00001
Heat for 5 hours in a silicone oil bath preheated with a furnace. The synthetic solution is mixed with ethanol in a ratio of 1:10, and the process of processing at 2500 rpm for 5 minutes through a centrifugal centrifuge to remove residual solution and impurities is repeated three times. Finally, the finally separated silver conductive wire is dispersed in ethanol and stored, and the obtained conductive wire can be seen in FIG. 4 .

다음으로 도성 물질을 용액에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계가 수행된다. 여기서 용액으로는 에탄올(이와 달리, 이소프로판올 또는 헥산을 이용하는 것도 가능하다)을 이용하였으며, 수득한 전도성 와이어를 농도가 0.2~0.4mg/mL 농도로 제분배한다. 농도가 너무 낮으면 필터의 전도성에 문제가 있으며, 농도가 너무 높을 경우에는 전도성 물질의 일부가 탈락되는 문제가 있다. Next, a step of dispersing the porcelain material in the solution to prepare a dispersion is performed. Here, ethanol (alternatively, isopropanol or hexane may be used) was used as the solution, and the obtained conductive wire was milled to a concentration of 0.2 to 0.4 mg/mL. If the concentration is too low, there is a problem with the conductivity of the filter, and if the concentration is too high, there is a problem that a part of the conductive material is dropped off.

그 다음, 제조된 분산액을 스프레이 노즐을 통해 분사한다. 도 5에 도시된 바와 같이 필터 여재를 가열판상에 배치하고, 필터 여재상에 스프레이 노즐을 통해 분상액을 필터 여재로 분사한다. 이와 같은 스프레이 코팅시에 분산액을 밀어주는 액체압은 20 Pa, 용액을 분사하는 분사압은 50 ~ 100 Pa 정도에서 이루어졌다. 노즐과 필터 여재사이의 간격은 300 ~ 400 mm 범위였다. 스프레이 코팅시에 노즐은 속력 50 mm/s로 가로줄을 그리며 움직였으며, 가로줄의 간격은 30 내지 60 mm 의 범위를 가졌다. 가열판에 의해 필터 여재의 온도는 60 ~ 80 ℃를 유지하였으며, 이는 에탄올을 분산액의 용액으로 사용하였기 때문이다. 즉, 가열판에 의해 가열되는 필터 여재의 온도는 분산액에 사용된 용액의 증발점보다 약간 모자란 온도로 조절될 수 있다.Then, the prepared dispersion is sprayed through a spray nozzle. As shown in FIG. 5, the filter medium is placed on the heating plate, and the powdered liquid is sprayed onto the filter medium through a spray nozzle as the filter medium. In such a spray coating, the liquid pressure for pushing the dispersion was 20 Pa, and the spraying pressure for spraying the solution was about 50 to 100 Pa. The distance between the nozzle and the filter media was in the range of 300 to 400 mm. During spray coating, the nozzle moved in a horizontal line at a speed of 50 mm/s, and the interval between the horizontal lines was in the range of 30 to 60 mm. The temperature of the filter medium was maintained at 60 ~ 80 °C by the heating plate, because ethanol was used as a solution of the dispersion. That is, the temperature of the filter medium heated by the heating plate may be adjusted to a temperature slightly lower than the evaporation point of the solution used in the dispersion.

마지막으로 필터 여재에 부착된 분산액 방울(액적)이 열에 의해 증발하면서 상기 전도성 물질이 상기 필터 여재에 부착되는 단계가 수행된다. 스프레이로 전도성 물질이 분산된 용액을 분사하면 수 마이크로 단위의 액적을 쪼개진다. 쪼개진 액적의 내부에는 액적에 비해 작은 전도성 물질이 다량 포함되어 있고, 필터 여재에 닿을 때까지 전도성 물질이 액적 내부에 유지된다. 액적은 필터 여재에 물방울 형태로 부착된다. 스프레이 분사시 필터 여재를 용매의 증발점에 가까운 온도로 가열하기 때문에 부착된 액적은 점차 표면장력이 줄어들어 필터 여재의 표면에 전도성 물질이 밀착되어 부착되는 것이다.Finally, a step of attaching the conductive material to the filter medium is performed while the dispersion droplets (droplets) attached to the filter medium are evaporated by heat. When a solution in which a conductive material is dispersed with a sprayer is sprayed, droplets of several micro units are split. The inside of the split droplet contains a large amount of conductive material that is smaller than the droplet, and the conductive material is maintained inside the droplet until it touches the filter medium. The droplets are attached to the filter media in the form of water droplets. Since the filter medium is heated to a temperature close to the evaporation point of the solvent during spray spraying, the surface tension of the attached droplets is gradually reduced, and the conductive material is attached to the surface of the filter medium in close contact.

추가적으로 전도성 물질이 밀착되어 부착된 필터 여재를 세척하는 단계를 수행할 수 있다. 도 2에서 보는 바와 같이 필터 여재를 에탄올 등으로 세척할 경우, 세척한 에탄올이 증발하는 과정에서 전도성 물질이 필터 여재에 더욱 견고히 부착되면서 전기전도도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서 추가 세척 과정을 통해 본원 발명의 필터의 성능을 향상시킬 수 있다. Additionally, a step of washing the filter media to which the conductive material is closely adhered may be performed. As shown in FIG. 2 , when the filter medium is washed with ethanol or the like, it can be seen that the conductive material is more firmly attached to the filter medium while the washed ethanol is evaporated and the electrical conductivity is lowered. Therefore, it is possible to improve the performance of the filter of the present invention through an additional washing process.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.

Claims (11)

기공을 형성하는 필터 여재와 상기 필터 여재의 표면을 따라서 부착되는 전도성 물질을 포함하는 필터.
A filter comprising: a filter medium forming pores; and a conductive material attached along a surface of the filter medium.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 전도성 와이어 또는 전도성 입자인 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The conductive material is a filter, characterized in that the conductive wire or conductive particles.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 상기 필터 여재의 표면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The conductive material is a filter, characterized in that in close contact with the surface of the filter medium.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 전도성 물질이 분산된 용액을 상기 필터 여재에 상기 필터 여재를 가열하면서 스프레이로 분사하여 형성되는 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The conductive material is a filter, characterized in that formed by spraying a solution in which the conductive material is dispersed onto the filter medium while heating the filter medium.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질에 연결되는 전원부를 더 포함하고, 상기 전원부가 상기 전도성 물질에 전류를 공급함으로써 상기 전도성 물질이 발열되는 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The filter further comprises a power supply connected to the conductive material, wherein the conductive material is heated by the power supply supplying a current to the conductive material.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 금, 은 또는 구리로 이루어진 와이어 또는 입자 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The conductive material is a filter, characterized in that at least one of a wire or particles made of gold, silver, or copper.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브 또는 그래핀인 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
The conductive material is a filter, characterized in that carbon nanotubes or graphene.
 제1항에 있어서,
상기 전도성 물질이 전도성 와이어인 경우 상기 전도성 와이어는 상기 필터 여재에 의해 형성되는 기공을 가로지르지 않는 것을 특징으로 하는 필터.
The method of claim 1,
When the conductive material is a conductive wire, the conductive wire does not cross the pores formed by the filter medium.
 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 필터를 포함하는 마스크.
A mask comprising the filter of any one of claims 1 to 8.
 전도성 물질을 마련하는 단계;
상기 전도성 물질을 용액에 분산시켜 분산액을 제조하는 단계;
필터 여재를 가열판 상에 배치하고, 상기 필터 여재 상에 스프레이 노즐을 통해 상기 분산액을 상기 필터 여재로 분사하는 단계; 및
상기 필터 여재에 부착된 분산액 방울이 열에 의해 증발하면서 상기 전도성 물질이 상기 필터 여재에 부착되는 단계;를 포함하는 필터의 제조방법.
providing a conductive material;
dispersing the conductive material in a solution to prepare a dispersion;
disposing a filter medium on a heating plate, and spraying the dispersion onto the filter medium through a spray nozzle onto the filter medium; and
and attaching the conductive material to the filter medium while the dispersion droplets adhering to the filter medium evaporate by heat.
 제10항에 있어서,
상기 전도성 물질이 분산되는 용액은 에탄올, 이소프로판올 또는 헥산인 것을 특징으로 하는 필터의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The method of manufacturing a filter, characterized in that the solution in which the conductive material is dispersed is ethanol, isopropanol or hexane.
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