KR20230152359A - Method for prefilter comprising silver ion having excellent antibacterial effect - Google Patents

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Abstract

본 발명은 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 프리필터 제조방법은 은 이온 콜로이드 용액을 필터기재 표면에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 80℃ 이하에서 건조하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions. In one embodiment, the pre-filter manufacturing method includes applying a silver ion colloidal solution to the surface of a filter substrate; and drying the applied silver ion colloidal solution at 80°C or lower.

Description

은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법 {METHOD FOR PREFILTER COMPRISING SILVER ION HAVING EXCELLENT ANTIBACTERIAL EFFECT}Method for manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions {METHOD FOR PREFILTER COMPRISING SILVER ION HAVING EXCELLENT ANTIBACTERIAL EFFECT}

본 발명은 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions.

최근 환경오염, 지구온난화 및 오존층 파괴 등에 의해 유해 자외선, 해충 및 미세먼지가 발생하여 인간 생활에 불편을 초래하고 있다. Recently, harmful ultraviolet rays, pests, and fine dust have been generated due to environmental pollution, global warming, and ozone layer destruction, causing inconvenience to human life.

이중 미세먼지는 세계보건기구(WHO) 산하 국제 암연구소(IARC)에서 인간에게 암을 일으키는 것으로 확인된, 1군(1GROUP) 발암물질로 분류하고 있다. 최근에는 코로나 19 바이러스로 인한 피해가 전 세계적으로 크게 이슈화되고 있으며, 이러한 미세먼지, 박테리아, 곰팡이 및 바이러스 등의 유해인자를 차단 또는 제거할 수 있는 기능성 섬유 소재(나노 섬유 포함) 및 공기정화장치의 수요가 증가하고 있다.Among these, fine dust is classified as a Group 1 carcinogen, which has been confirmed to cause cancer in humans by the International Agency for Research on Cancer (IARC) under the World Health Organization (WHO). Recently, damage caused by the COVID-19 virus has become a major issue around the world, and functional textile materials (including nanofibers) and air purification devices that can block or remove harmful factors such as fine dust, bacteria, mold, and viruses are being developed. Demand is increasing.

한편 에어컨, 공기청정기 및 공기조화기(공조기) 등에서는 실내/실외용 공기순환장치는 실내/실외 공기를 기기 내부로 흡인한 후 다중의 필터를 거쳐 기기의 외부로 다시 정화 처리된 공기를 제공한다.Meanwhile, in air conditioners, air purifiers, and air conditioners (air conditioners), indoor/outdoor air circulation devices suck indoor/outdoor air into the device and then pass through multiple filters to provide purified air back to the outside of the device.

공기청정기 및 공조기 등은 다중 필터가 구비된다. 하기 도 1은 공기청정기를 구성하는 다중 필터를 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 공기청정기는 프리필터(pre-filter)(1), 미디움 필터(medium filter)(2) 및 헤파필터(HEPA filter)(3)가 순차적으로 구비된다. 프리필터(1)는 입자 크기가 약 50㎛ 이상의 비교적 큰 먼지를 여과하는 필터로 공기청정기나 에어컨 등의 전처리필터(1차 필터)로 주로 사용된다. 미디움 필터(2)는 프리필터에서 여과된 공기가 유입되어 입자 크기가 약 1㎛ 이상인 미세먼지를 여과하며, 헤파필터(3)는(high efficiency particulate air filter, HEPA filter)는 0.3㎛ 이하의 미세먼지를 여과하는 역할을 한다.Air purifiers and air conditioners are equipped with multiple filters. Figure 1 below shows multiple filters that make up an air purifier. Referring to FIG. 1, the air purifier is sequentially equipped with a pre-filter (1), a medium filter (2), and a HEPA filter (3). The pre-filter (1) is a filter that filters relatively large dust with a particle size of about 50㎛ or more and is mainly used as a pre-filter (primary filter) in air purifiers or air conditioners. The medium filter (2) filters fine dust with a particle size of approximately 1㎛ or more through the inflow of air filtered from the pre-filter, and the HEPA filter (3) (high efficiency particulate air filter, HEPA filter) filters fine dust of 0.3㎛ or less. It serves to filter dust.

한편 프리 필터는 인서트사출 및 와이어 프레임(wire frame) 등을 이용하여 제작된다. 프리필터의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등으로 구성되며, 통상 적용되는 사용 온도 60℃ 이하 및 풍속은 2.5m/sec가 권장된다.Meanwhile, pre-filters are manufactured using insert injection molding and wire frames. The material of the pre-filter is made of polypropylene (PP) and polyethylene (PE), and a general operating temperature of 60℃ or less and a wind speed of 2.5m/sec are recommended.

일부 기능성 공기정화 제품의 경우 프리필터 및 미디움(탈취)필터 사이에 항균이나 탈취 효과를 높이기 위해 니들펀칭이나 부직포 원단으로 제조된 기능성 필터를 추가로 배치하기도 한다. 또한 일부 기능성 제품의 경우 항균력을 추가하기 위해 헤파필터 후단에 별도의 전원을 사용하여 UV 조명이나 플라즈마 광원을 사용한다.In the case of some functional air purification products, a functional filter made of needle-punched or non-woven fabric is placed additionally between the pre-filter and medium (deodorizing) filter to increase the antibacterial or deodorizing effect. Additionally, some functional products use UV lighting or plasma light sources using a separate power source after the HEPA filter to add antibacterial properties.

또한, 프리필터와 기능성 필터를 일체형으로 구성하거나, 프리필터 후단에 별도의 전원을 인가하여 항균력을 구현하는 UV 조명이나 플라즈마 광원 필터를 사용하기도 하며, 이와 같이 공기순환기기를 통해 흡입되는 공기중의 항균력을 구현하기 위하여 별도의 전원 모듈을 사용하거나 별도의 추가적인 필터제품군을 구현하는 방식으로 제품화 및 기술을 구현하고 있다. 그러나 이와 같이 추가적인 기능성 필터를 추가하는 경우 공기순환기기에서 토출되는 풍속이 저하되어 성능이 저하되는 문제가 있었다.In addition, the pre-filter and functional filter may be integrated into one piece, or a separate power source may be applied to the rear end of the pre-filter to use a UV light or plasma light source filter that realizes antibacterial power. In this way, the air inhaled through the air circulation device may be used. In order to realize antibacterial activity, the product and technology are being implemented by using a separate power module or implementing a separate additional filter product group. However, when adding an additional functional filter like this, there was a problem that the wind speed discharged from the air circulation device decreased, resulting in a decrease in performance.

종래 프리필터는 원사 및 원단의 사출공정에서 구리(Cu) 이온 및 이산화티타늄(TiO2) 등의 항균성 물질을 원료에 혼합하거나 원단의 사출 공정에서 함께 분사하는 공정을 통해 제조되었다. 그러나, 이와 같이 제조된 프리필터는 섬유와 항균성 물질 사이의 부착력이 낮아 항균 효과의 지속력이 낮으며, 항균성 물질이 섬유 표면에 균일하게 분산되기 어려워 항균 효율이 저하되는 문제가 있었다. Conventionally, prefilters were manufactured through a process of mixing antibacterial substances such as copper (Cu) ions and titanium dioxide (TiO 2 ) with raw materials during the injection process of yarn and fabric, or spraying them together during the injection process of fabric. However, the prefilter manufactured in this way has a low adhesion between the fiber and the antibacterial material, so the durability of the antibacterial effect is low, and it is difficult for the antibacterial material to be uniformly dispersed on the surface of the fiber, resulting in a decrease in antibacterial efficiency.

또한 프리필터 원사에 항균성 물질을 배합하고 고온에서 방사하는 과정에서 공정 비용이 상승하고, 항균성 물질이 필터에 형성된 기공을 막아 공기정화 제품의 토출구로 배출되는 공기 풍속이 저하되어 성능이 저하되는 문제가 있었다.In addition, the process cost increases during the process of mixing antibacterial substances into prefilter yarn and spinning at high temperatures, and the antibacterial substances block the pores formed in the filter, causing a decrease in air velocity discharged through the discharge port of the air purification product, which reduces performance. there was.

특히 종래 항균성 물질을 에어라인을 별도로 추가하여 분사하는 경우, 항균성 물질의 입자 크기에 따른 노즐설정 분사량 등 추가적인 세부 조정이 필요하며, 원단 표면에 분사시 원단 내부로도 침투되어 전체적인 항균 물질의 분포가 세균과 접촉하는 표면적이나 수량이 줄어들 수도 있기 때문에, 이를 개선하기 위한 연구가 요구되고 있다.In particular, when spraying conventional antibacterial substances by adding a separate airline, additional detailed adjustments such as nozzle settings and spray amount according to the particle size of the antibacterial substances are required, and when sprayed on the surface of the fabric, it also penetrates into the fabric, reducing the overall distribution of antibacterial substances. Because the surface area or quantity in contact with bacteria may be reduced, research to improve this is required.

본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2021-0082287호(2021.07.05. 공개, 발명의 명칭: 반도체 제조 클린룸용 악취제거 유닛 및 이의 제조방법)에 개시되어 있다.Background technology related to the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 2021-0082287 (published on July 5, 2021, title of the invention: Odor removal unit for semiconductor manufacturing clean room and method of manufacturing the same).

본 발명의 하나의 목적은 항균성, 항바이러스성 및 장기 성능이 우수한 항균성 프리필터 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for manufacturing an antibacterial prefilter with excellent antibacterial, antiviral and long-term performance.

본 발명의 다른 목적은 필터 섬유 표면에 은 이온의 분산성이 우수하고, 은 이온과 필터 원단 사이의 부착성 및 내구성이 우수한 항균성 프리필터 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an antibacterial prefilter that has excellent dispersibility of silver ions on the surface of the filter fiber and excellent adhesion and durability between silver ions and the filter fabric.

본 발명의 또 다른 목적은 세척이 용이하며, 필터원단을 통과하는 공기의 풍속 저하를 방지하는 항균성 프리필터 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an antibacterial prefilter that is easy to clean and prevents a decrease in the wind speed of air passing through the filter fabric.

본 발명의 또 다른 목적은 생산성 및 경제성이 우수한 항균성 프리필터 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an antibacterial prefilter with excellent productivity and economic efficiency.

본 발명의 하나의 관점은 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 프리필터 제조방법은 은 이온 콜로이드 용액을 필터기재 표면에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 80℃ 이하에서 건조하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions. In one embodiment, the pre-filter manufacturing method includes applying a silver ion colloidal solution to the surface of a filter substrate; and drying the applied silver ion colloidal solution at 80°C or lower.

한 구체예에서 상기 도포는 상기 은 이온 콜로이드 용액을 노즐 구경 0.3~1.0mm의 스프레이 건으로 0.1~0.5mp의 압력으로 분사하는 것일 수 있다.In one embodiment, the application may be performed by spraying the silver ion colloidal solution at a pressure of 0.1 to 0.5 mp using a spray gun with a nozzle diameter of 0.3 to 1.0 mm.

한 구체예에서 상기 은 이온 콜로이드 용액은, 분산제 및 물을 포함하는 전해 수용액에 은(Ag) 전극을 배치하고 전기분해하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.In one embodiment, the silver ion colloidal solution may be prepared by placing a silver (Ag) electrode in an aqueous electrolyte solution containing a dispersant and water and electrolyzing it.

한 구체예에서 상기 은 이온 콜로이드 용액은 pH 5.5~6.5 및 비중 1.0~1.1이며, 은 이온 0.01~0.1 중량% 및 물 99.9~99.99 중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the silver ion colloidal solution has a pH of 5.5 to 6.5 and a specific gravity of 1.0 to 1.1, and may include 0.01 to 0.1% by weight of silver ions and 99.9 to 99.99% by weight of water.

한 구체예에서 상기 은 이온은 평균크기가 1~100nm일 수 있다.In one embodiment, the silver ions may have an average size of 1 to 100 nm.

한 구체예에서 상기 건조는 필터기재 표면에 상기 은 이온 콜로이드 용액을 1회 내지 3회 분사하고 30~70℃에서 건조하되, 상기 건조시 건조시간 단축 및 증착효과를 위하여 0.001~0.9bar의 압력으로 감압 건조할 수 있다.In one embodiment, the drying is performed by spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate 1 to 3 times and drying at 30 to 70° C., and drying at a pressure of 0.001 to 0.9 bar to shorten the drying time and achieve a deposition effect. Can be dried under reduced pressure.

한 구체예에서 상기 필터기재는 직물, 메시 및 부직포 중 하나 이상의 형태를 포함하며, 상기 필터기재는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter substrate includes one or more of fabric, mesh, and non-woven fabric, and the filter substrate may include one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester.

본 발명에 따른 항균성 프리필터 제조방법을 적용시 항균성, 항바이러스성 및 장기 성능이 우수하고, 필터 섬유 표면에 은 이온의 분산성이 우수하고, 은 이온과 필터 원단 사이의 부착성 및 내구성이 우수하며, 세척이 용이하고 물 세척 후에도 항균성이 저하되지 않으며, 필터원단을 통과하는 공기의 풍속 저하를 방지하고 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.When applying the antibacterial prefilter manufacturing method according to the present invention, antibacterial, antiviral and long-term performance are excellent, the dispersion of silver ions on the surface of the filter fiber is excellent, and the adhesion and durability between silver ions and the filter fabric are excellent. It is easy to clean, does not deteriorate in antibacterial properties even after washing with water, prevents a decrease in the wind speed of air passing through the filter fabric, and can provide excellent productivity and economic efficiency.

도 1은 공기청정기를 구성하는 다중 필터를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 프리필터 표면에 형성된 항균성 물질을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 프리필터 표면에 형성된 항균성 물질을 나타낸 모식도이다.
도 4는 실시예 1~5 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 5는 실시예 1~5 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 6은 실시예 1~5 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 7은 실시예 6~10 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 8은 실시예 6~10 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 9는 실시예 6~10 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 10은 실시예 1~10 항균물질 탈리평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 11은 실시예 1~10 항균물질 탈리평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 12는 실시예 1~10 항균물질 탈리평가 결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 13(a)는 실시예 프리필터의 풍속측정 평가방법을 나타낸 모식도이고, 도 13(b)는 실시예 프리필터의 풍속측정 평가를 나타낸 사진이다.
도 14는 실시예 1~10의 풍속측정 평가와 관련한 신뢰성 시험 인증서이다.
Figure 1 shows multiple filters that make up an air purifier.
Figure 2 is a schematic diagram showing an antibacterial material formed on the surface of a conventional prefilter.
Figure 3 is a schematic diagram showing the antibacterial material formed on the surface of the prefilter of the present invention.
Figure 4 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 1 to 5.
Figure 5 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 1 to 5.
Figure 6 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 1 to 5.
Figure 7 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 6 to 10.
Figure 8 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 6 to 10.
Figure 9 is a test report showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 6 to 10.
Figure 10 is a test report showing the results of antibacterial substance removal evaluation in Examples 1 to 10.
Figure 11 is a test report showing the results of antibacterial substance removal evaluation in Examples 1 to 10.
Figure 12 is a test report showing the results of antibacterial substance removal evaluation in Examples 1 to 10.
Figure 13(a) is a schematic diagram showing the wind speed measurement evaluation method of the example pre-filter, and Figure 13(b) is a photograph showing the wind speed measurement evaluation of the example pre-filter.
Figure 14 is a reliability test certificate related to wind speed measurement evaluation of Examples 1 to 10.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout the specification explaining the present invention.

은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법Method of manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions

본 발명의 하나의 관점은 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 프리필터 제조방법은 (S10) 은 이온 콜로이드 용액을 필터기재 표면에 도포하는 단계; 및 (S20) 상기 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 70℃ 이하에서 건조하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions. In one embodiment, the pre-filter manufacturing method includes (S10) applying a silver ion colloidal solution to the surface of a filter substrate; and (S20) drying the applied silver ion colloidal solution at 70°C or lower.

이하, 본 발명의 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the method for manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions of the present invention will be described in detail step by step.

(S10) 은 이온 콜로이드 용액 도포단계(S10) Silver ion colloid solution application step

상기 단계는 은 이온 콜로이드 용액을 필터기재 표면에 도포하는 단계이다.The above step is a step of applying a silver ion colloidal solution to the surface of the filter substrate.

한 구체예에서 상기 필터기재는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter material may include one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester.

한 구체예에서 상기 필터기재는 섬유직경이 0.5~10㎛인 섬유를 포함하되, 섬유는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter substrate includes fibers having a fiber diameter of 0.5 to 10 μm, and the fibers may include one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester. The polyester may include one or more of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

한 구체예에서 상기 필터기재는 직물, 메시(mesh) 및 부직포 중 하나 이상의 형태를 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter substrate may include one or more of fabric, mesh, and non-woven fabric.

한 구체예에서 상기 부직포는 스펀본드(spun bond), 플래쉬스펀(flash spun), 멜트블로운(melt-blown), 전기방사(electro-spinning), 습식(wet-laid), 에어레이드(air-laid), 니들펀칭(needle-punching) 및 스펀레이스(spunlace) 중 하나 이상의 방법을 이용하여 제조할 수 있다.In one embodiment, the nonwoven fabric is spun bond, flash spun, melt-blown, electro-spinning, wet-laid, or air-laid. It can be manufactured using one or more of the following methods: laid, needle-punching, and spunlace.

예를 들면 상기 필터기재는 멀티 카드 공정(multi-card process), 에어레이 및 습식레이 복합공정(multi forming box air-lay and wet-lay process), 통합형성공정(combined forming process), 하이드로니트 멀티결합공정(hydroknit multi-bonding process), 통합 직물-부직포 공정(integrated woven-nonwoven process), 베이퍼 웹 공정 또는 넵코 공정(napco process) 등을 사용하여 제조할 수 있다.For example, the filter substrate is multi-card process, multi forming box air-lay and wet-lay process, combined forming process, hydroknit multi. It can be manufactured using the hydroknit multi-bonding process, integrated woven-nonwoven process, vapor web process, or napco process.

한 구체예에서 상기 도포는 상기 은 이온 콜로이드 용액을 노즐 구경 0.3~1.0mm의 스프레이 건으로 0.1~0.5MPa의 압력으로 분사하는 것일 수 있다. 상기 조건의 스프레이 건 및 압력 조건을 적용시 작업성이 우수하고 상기 필터기재 표면 및 내부에 은 이온이 균일하게 분산될 수 있다. 한 구체예에서 상기 도포는 1~3회 반복하여 실시할 수 있다.In one embodiment, the application may be performed by spraying the silver ion colloidal solution at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa using a spray gun with a nozzle diameter of 0.3 to 1.0 mm. When the spray gun and pressure conditions above are applied, workability is excellent and silver ions can be uniformly dispersed on the surface and inside the filter substrate. In one embodiment, the application may be repeated 1 to 3 times.

한편 콜로이드(colloid) 용액은 어떤 물질이 특정 크기(약 0.1㎛)의 입자가 되어 다른 물질 속에 분산된 상태이다. 콜로이드 중에는 두께나 굵기가 1~10nm인 막(2차원 콜로이드)이나 섬유(1차원 콜로이드)까지도 포함해 다루는 경우가 많다. 분자 자체가 나노미터 단위의 크기가 되면, 이와 같은 물질의 용액은 분자용액이지만 콜로이드의 성질을 나타낸다. 즉, 콜로이드 분산계(分散系)이다. 녹말·단백질·고분자물질의 용액이 이와 같은 경우이며, 이것들을 통틀어 분자콜로이드, 또는 진정(眞正)콜로이드라고 한다. 콜로이드 입자가 분산해 있는 액체를 콜로이드 용액이라고 하는데, 분산해 있는 입자의 물질을 분산질(분산상(相)), 분산의 매체를 분산매라고 한다.On the other hand, a colloid solution is a state in which a substance becomes particles of a specific size (about 0.1㎛) and is dispersed in other substances. Colloids often include membranes (two-dimensional colloids) or fibers (one-dimensional colloids) with a thickness or thickness of 1 to 10 nm. When the molecule itself becomes nanometer-sized, a solution of such a substance exhibits the properties of a colloid, although it is a molecular solution. In other words, it is a colloidal dispersion system. Solutions of starch, protein, and polymer substances are like this, and they are collectively called molecular colloids or true colloids. A liquid in which colloidal particles are dispersed is called a colloidal solution. The material of the dispersed particles is called a dispersoid (disperse phase), and the medium of dispersion is called a dispersion medium.

본 발명은 은 이온 콜로이드 용액을 적용하여, 은 이온 기반의 항균성 물질을 프리필터 원단 표면에 일정수준의 온도와 압력 조건으로 증착하여 항균물질을 원단의 표면에 일정하게 증착하여 항균력을 지속하도록 한다.The present invention applies a silver ion colloidal solution to deposit a silver ion-based antibacterial material on the surface of the prefilter fabric at a certain level of temperature and pressure conditions to maintain the antibacterial effect by consistently depositing the antibacterial material on the surface of the fabric.

상기 은 이온 콜로이드 용액은 은 이온(Ag+)을 포함할 수 있다. 상기 은 이온을 포함시, 항균력이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 은 이온 콜로이드 용액은 은 입자를 더 포함할 수 있다.The silver ion colloidal solution may include silver ions (Ag+). When the silver ion is included, antibacterial activity may be excellent. For example, the silver ion colloidal solution may further include silver particles.

한 구체예에서 상기 은 이온 콜로이드 용액은 분산제 및 물을 포함하는 전해수용액에 은(Ag) 전극을 배치하고 전기분해하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.In one embodiment, the silver ion colloidal solution may be prepared by placing a silver (Ag) electrode in an electrolytic aqueous solution containing a dispersant and water and electrolyzing it.

한 구체예에서 분산제 및 물을 포함하는 혼합용액에 2 개의 은(Ag) 전극을 서로 대향하도록 침지하고 직류 또는 교류 전원을 인가하여 전기분해를 실시할 수 있다.In one embodiment, electrolysis can be performed by immersing two silver (Ag) electrodes facing each other in a mixed solution containing a dispersant and water and applying direct current or alternating current power.

한 구체예에서 상기 전해수용액은 환원제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 전해수용액은 물에 분산제를 투입하여 용해한 다음 환원제를 투입하고 혼합하여 제조할 수 있다.In one embodiment, the electrolytic aqueous solution may further include a reducing agent. For example, the electrolytic aqueous solution can be prepared by dissolving a dispersant in water and then adding a reducing agent and mixing.

한 구체예에서 상기 물은 탈이온수(초순수)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the water may include deionized water (ultrapure water).

한 구체예에서 상기 분산제는 소듐도데실 설페이트, 소듐라우릴 설페이트, 암모늄도데실 설페이트, 소듐도데실 벤젠 설포네이트 및 소듐도데실 나프탈렌 설페이트 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 분산제를 포함시 은 이온 콜로이드 용액의 분산성이 우수할 수 있다. 상기 분산제는 물 100 중량부 기준 0.001~5 중량부 포함될 수 있다.In one embodiment, the dispersant may include one or more of sodium dodecyl sulfate, sodium lauryl sulfate, ammonium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate, and sodium dodecyl naphthalene sulfate. When the dispersant is included, the dispersibility of the silver ion colloidal solution may be excellent. The dispersant may be included in an amount of 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of water.

한 구체예에서 상기 환원제는 소듐시트레이트 및 포타슘시트레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 환원제를 포함시 상기 은 이온 콜로이드 용액이 용이하게 제조될 수 있다.In one embodiment, the reducing agent may include one or more of sodium citrate and potassium citrate. When the reducing agent is included, the silver ion colloidal solution can be easily prepared.

예를 들면 상기 환원제는 상기 물 100 중량부 기준 0.001~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 조건에서 은 이온 콜로이드 용액이 용이하게 제조될 수 있다.For example, the reducing agent may be included in an amount of 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of water. Under the above conditions, a silver ion colloidal solution can be easily prepared.

예를 들면 전기분해는 0.5~1.5A의 전류 및 직류(DC) 전압 10~40V 조건으로 실시할 수 있다.For example, electrolysis can be performed under conditions of a current of 0.5 to 1.5 A and a direct current (DC) voltage of 10 to 40 V.

한 구체예에서 상기 전기분해는 50~90℃에서 실시할 수 있다.In one embodiment, the electrolysis may be performed at 50 to 90°C.

한 구체예에서 상기 은 이온 콜로이드 용액은 pH 5.5~6.5 및 비중 1.0~1.1일 수 있다. 상기 조건에서 작업성이 우수하고 상기 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산될 수 있다.In one embodiment, the silver ion colloidal solution may have a pH of 5.5 to 6.5 and a specific gravity of 1.0 to 1.1. Under the above conditions, workability is excellent and silver ions can be uniformly dispersed on the surface of the filter substrate.

한 구체예에서 상기 은 이온 콜로이드 용액은 은(Ag) 0.01~0.1 중량% 및 물 99.9~99.99 중량%를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 상기 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산되며, 항균성 및 항바이러스성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 은 이온 콜로이드 용액은 은 이온(Ag+) 0.01~0.1 중량% 및 물 99.9~99.99 중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the silver ion colloidal solution may include 0.01 to 0.1% by weight of silver (Ag) and 99.9 to 99.99% by weight of water. Under the above conditions, silver ions are uniformly dispersed on the surface of the filter substrate, and antibacterial and antiviral properties can be excellent. For example, the silver ion colloidal solution may include 0.01 to 0.1% by weight of silver ions (Ag+) and 99.9 to 99.99% by weight of water.

한 구체예에서 상기 은(또는 은 이온)은 평균크기가 1~100nm일 수 있다. 상기 크기는, 상기 은 이온의 최대 길이 또는 입경을 의미할 수 있다. 상기 조건에서 상기 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산되며, 항균성 및 항바이러스성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the silver (or silver ion) may have an average size of 1 to 100 nm. The size may mean the maximum length or particle size of the silver ion. Under the above conditions, silver ions are uniformly dispersed on the surface of the filter substrate, and antibacterial and antiviral properties can be excellent.

(S20) 건조단계(S20) Drying step

상기 단계는 상기 도포된 은 이온 콜로이드 용액을80℃ 이하에서 건조하는 단계다. 상기 은 이온 콜로이드 용액을 80℃를 초과하는 온도에서 건조시 필터기재 표면에 은 이온의 증착되지 않거나 부착력이 저하되어 내구성이 저하되고, 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산되지 않아 항균 특성이 저하될 수 있다. 예를 들면 30~70℃에서 건조될 수 있다.This step is a step of drying the applied silver ion colloidal solution at 80°C or lower. When the silver ion colloidal solution is dried at a temperature exceeding 80°C, silver ions are not deposited on the surface of the filter substrate or the adhesion is reduced, thereby reducing durability, and silver ions are not uniformly dispersed on the surface of the filter substrate, resulting in a decrease in antibacterial properties. It can be. For example, it can be dried at 30~70℃.

한 구체예에서 상기 건조는 감압 건조를 통해 실시할 수 있다. 예를 들면 상기 감압 건조는 30~70℃에서 0.001~0.9bar 압력으로 실시될 수 있다. 상기 조건으로 감압 건조시 경제성 및 공정 시간 단축 효과가 우수하고, 은 이온 콜로이드 용액 중의 수분이 용이하게 증발하여 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산될 수 있다. 한 구체예에서 상기 건조는 10~30 분 동안 실시될 수 있다. 상기 조건에서 필터기재 표면에 은 이온이 균일하게 분산될 수 있다.In one embodiment, the drying may be performed through reduced pressure drying. For example, the reduced pressure drying may be performed at 30 to 70°C and a pressure of 0.001 to 0.9 bar. Under the above conditions, the economic efficiency and process time reduction effect are excellent when drying under reduced pressure, and the moisture in the silver ion colloid solution evaporates easily, allowing silver ions to be uniformly dispersed on the surface of the filter substrate. In one embodiment, the drying may be performed for 10 to 30 minutes. Under the above conditions, silver ions can be uniformly dispersed on the surface of the filter substrate.

예를 들면 본 발명은 상기 프리필터 표면에 항균성 물질을 1회에서 3회까지 분사횟수를 달리하여 30~70도 사이의 온도에서 온도조건을 다르게하여 건조하는 조건을 구성하고, 건조시간 및 증착효과를 위하여 압력도 0.001~0.9bar까지 적용하여 건조 및 증착효과를 기대할 수 있다.For example, the present invention configures drying conditions under different temperature conditions at a temperature between 30 and 70 degrees by varying the number of sprays of the antibacterial material on the surface of the pre-filter from 1 to 3 times, and changes the drying time and deposition effect. For this purpose, drying and deposition effects can be expected by applying a pressure of 0.001 to 0.9 bar.

한 구체예에서 상기 건조는 필터기재 표면에 상기 은 이온 콜로이드 용액을 1회 내지 3회 분사하고 30~70℃에서 건조하되, 상기 건조는 건조시간 단축 및 증착효과를 위하여 0.001~0.9bar의 압력으로 감압 건조할 수 있다.In one embodiment, the drying is performed by spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate one to three times and drying at 30 to 70°C, and the drying is performed at a pressure of 0.001 to 0.9 bar to shorten the drying time and achieve a deposition effect. Can be dried under reduced pressure.

도 2는 종래 프리필터 표면에 형성된 항균성 물질을 나타낸 모식도이다. 상기 도 2를 참조하면, 종래 프리필터는 필터기재(10)의 표면과 내부에 구리 이온 등의 항균성 물질(은이온)(11)이 균일하게 분산되지 않고 불규칙하게 분산된 구조를 가져 항균 효율이 저하되는 문제가 있었다.Figure 2 is a schematic diagram showing an antibacterial material formed on the surface of a conventional prefilter. Referring to FIG. 2, the conventional pre-filter has a structure in which antibacterial substances (silver ions) 11, such as copper ions, are not uniformly dispersed on the surface and inside of the filter substrate 10, but are irregularly dispersed, thereby reducing antibacterial efficiency. There was a problem with deterioration.

도 3은 본 발명의 프리필터 표면에 형성된 항균성 물질을 나타낸 모식도이다. 상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 프리필터는 필터기재(100)의 표면에 평균크기 1~100nm인 항균성물질(은 이온)(110)이 균일하게 분산되어, 필터기재로 유입되는 세균 및 바이러스 등과 접촉하기 위한 은 이온 표면적이 극대화 될 수 있다. 또한 일반적인 바이러스의 크기가 0.1~0.5㎛임을 감안하면, 이보다 작은 항균물질은 나노물질의 경계에 있는 1~100nm의 평균크기를 가지므로 원사나 원단 표면에 증착 처리된 항균물질의 일정 수준의 탈리되어 감염원인 바이러스 내부로 침투하여 직접적인 항균력을 기대할 수 있다.Figure 3 is a schematic diagram showing the antibacterial material formed on the surface of the prefilter of the present invention. Referring to FIG. 3, in the pre-filter of the present invention, antibacterial substances (silver ions) 110 with an average size of 1 to 100 nm are uniformly dispersed on the surface of the filter substrate 100, preventing bacteria and viruses flowing into the filter substrate. The surface area of silver ions for contact with etc. can be maximized. Also, considering that the size of a typical virus is 0.1~0.5㎛, antibacterial substances smaller than this have an average size of 1~100nm at the border of nanomaterials, so there is a certain level of detachment of antibacterial substances deposited on the surface of yarn or fabric. Direct antibacterial effect can be expected by penetrating inside the virus that causes infection.

은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 의해 제조된 항균성 프리필터Antibacterial prefilter manufactured by an antibacterial prefilter manufacturing method containing silver ions.

본 발명의 다른 관점은 상기 은 이온을 포함하는 항균성 프리필터 제조방법에 의해 제조된 항균성 프리필터에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 항균성 프리필터는 필터기재; 및 상기 필터기재 표면에 분산된 은(또는 은 이온);을 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention relates to an antibacterial prefilter manufactured by the method for manufacturing an antibacterial prefilter containing silver ions. In one embodiment, the antibacterial prefilter includes a filter substrate; and silver (or silver ions) dispersed on the surface of the filter substrate.

한 구체예에서 상기 은은 은(Ag) 및 은 이온(Ag+) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the silver may include one or more of silver (Ag) and silver ions (Ag+).

한 구체예에서 상기 은은 평균크기 1~100nm일 수 있다.In one embodiment, the silver may have an average size of 1 to 100 nm.

한 구체예에서 상기 필터기재는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter material may include one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester.

한 구체예에서 상기 필터기재는 섬유직경이 0.5~10㎛인 섬유를 포함하되, 섬유는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the filter substrate includes fibers having a fiber diameter of 0.5 to 10 μm, and the fibers may include one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester. The polyester may include one or more of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

본 발명의 프리필터 제조방법을 적용시 종래 공기청정기를 포함한 공기순환기기에 별도의 전원이나 추가적인 기능성 필터를 사용하지 않고 항균력을 구현하였다.When applying the pre-filter manufacturing method of the present invention, antibacterial activity was achieved without using a separate power source or additional functional filter in air circulation devices, including conventional air purifiers.

본 발명은 다양한 형태의 공기순환기기에 적용이 가능할 수 있다. 예를 들면 에어컨, 공기청정기 또는 공조기 등에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to various types of air circulation devices. For example, it can be applied to air conditioners, air purifiers, or air conditioners.

본 발명은 프리필터 표면을 물 등으로 세척하여도 항균력을 유지할 수 있다.The present invention can maintain antibacterial activity even if the prefilter surface is washed with water or the like.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and should not be construed as limiting the present invention in any way. Any information not described here can be technically inferred by anyone skilled in the art, so description thereof will be omitted.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예 1Example 1

(1) 은 이온 콜로이드 용액 제조: 물에 분산제(소듐도데실 설페이트) 및 환원제(소듐시트레이트)를 혼합하여 제조된 전해수용액에, 은(Ag) 전극을 대향 배치하고 10~30V의 직류 전원을 인가하여 전기분해하여 pH 5.5~6.5 및 비중 1.0~1.1인 은 이온 콜로이드 용액을 제조하였다. 상기 은 이온 콜로이드 용액은 평균입경 0.1~100nm인 은 이온(Ag+) 0.015 중량%(150ppm) 및 물 99.985 중량%를 포함하였다.(1) Preparation of silver ion colloid solution: Place silver (Ag) electrodes in an electrolyte solution prepared by mixing water with a dispersant (sodium dodecyl sulfate) and a reducing agent (sodium citrate) and apply a direct current power of 10 to 30 V. By electrolysis, a silver ion colloidal solution with a pH of 5.5 to 6.5 and a specific gravity of 1.0 to 1.1 was prepared. The silver ion colloidal solution contained 0.015% by weight (150ppm) of silver ions (Ag+) with an average particle diameter of 0.1 to 100 nm and 99.985% by weight of water.

(2) 은 이온 콜로이드 용액 도포: 프리필터용 필터기재로서, 직경 0.5~10㎛인 폴리프로필렌(PP) 섬유를 이용한 부직포 형태의 필터기재를 준비하였다. 그 다음에 상기 은 이온 콜로이드 용액을 필터기재의 표면에 1회에서 3회까지 스프레이 분사(노즐 구경 0.3~1.0mm의 스프레이 건으로 0.1~0.5MPa의 압력으로 분사)하였다.(2) Application of silver ion colloid solution: As a filter base for a pre-filter, a non-woven filter base using polypropylene (PP) fibers with a diameter of 0.5 to 10 ㎛ was prepared. Next, the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate one to three times (using a spray gun with a nozzle diameter of 0.3 to 1.0 mm at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa).

(3) 감압 건조: 상기 필터기재 표면에 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 감압건조기에 투입하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조하여 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.(3) Reduced pressure drying: The silver ion colloid solution applied to the surface of the filter substrate was put into a reduced pressure dryer and dried under reduced pressure for 10 minutes at 30°C and a pressure of 0.01 bar to prepare a pre-filter for an air purification device.

실시예 2Example 2

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이를 1회 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed once on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure for 10 minutes at 30°C and 0.01 bar.

실시예 3Example 3

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이를 1회 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 20분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed once on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure for 20 minutes at 30°C and 0.01 bar.

실시예 4Example 4

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이를 1회 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 30분 동안 감압 건조하는 과정을 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1 by spraying the silver ion colloidal solution once on the surface of the filter substrate and drying it under reduced pressure for 30 minutes at 30°C and a pressure of 0.01 bar.

실시예 5Example 5

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조하는 과정을 3회 반복한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purification device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the process of spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate and drying under reduced pressure for 10 minutes at 30°C and 0.01 bar was repeated three times. Manufactured.

실시예 6Example 6

상기 필터기재 표면에 은 이온(Ag+) 0.025 중량%(250ppm) 및 물 99.975 중량%를 포함하는 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A silver ion colloidal solution containing 0.025% (250ppm) by weight (250ppm) of silver ions (Ag+) and 99.975% by weight of water was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 30°C and 0.01 bar for 10 minutes. A pre-filter for an air purification device was manufactured in the same manner as in Example 1.

실시예 7Example 7

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조하는 과정을 2회 반복한 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was prepared in the same manner as in Example 6, except that the process of spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate and drying under reduced pressure for 10 minutes at 30°C and 0.01 bar was repeated twice. Manufactured.

실시예 8Example 8

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 20분 동안 감압 건조하는 과정을 2회 반복한 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was prepared in the same manner as in Example 6, except that the process of spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate and drying under reduced pressure for 20 minutes at 30°C and 0.01 bar was repeated twice. Manufactured.

실시예 9Example 9

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 30분 동안 감압 건조하는 과정을 2회 반복한 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was prepared in the same manner as in Example 6, except that the process of spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate and drying under reduced pressure for 30 minutes at 30°C and 0.01 bar was repeated twice. Manufactured.

실시예 10Example 10

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 30℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조하는 과정을 3회 반복한 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purification device was prepared in the same manner as in Example 6, except that the process of spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate and drying under reduced pressure for 10 minutes at 30°C and 0.01 bar was repeated three times. Manufactured.

실시예 11Example 11

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 50℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 50°C and 0.01 bar for 10 minutes.

실시예 12Example 12

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 50℃ 및 0.01bar의 압력에서 20분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 50°C and 0.01 bar for 20 minutes.

실시예 13Example 13

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 50℃ 및 0.01bar의 압력에서 30분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 50°C and 0.01 bar for 30 minutes.

실시예 14Example 14

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 70℃ 및 0.01bar의 압력에서 10분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 70°C and 0.01 bar for 10 minutes.

실시예 15Example 15

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 70℃ 및 0.01bar의 압력에서 20분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 70°C and 0.01 bar for 20 minutes.

실시예 16Example 16

상기 필터기재 표면에 은 이온 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, 70℃ 및 0.01bar의 압력에서 30분 동안 감압 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.A pre-filter for an air purifying device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silver ion colloid solution was sprayed on the surface of the filter substrate and dried under reduced pressure at 70° C. and 0.01 bar for 30 minutes.

비교예 1Comparative Example 1

상기 필터기재 표면에 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 90℃ 및 0.01bar의 압력에서 10~30분 동안 감압 건조하여 공기정화기기용 프리필터를 제조하였다.The silver ion colloid solution applied to the surface of the filter substrate was dried under reduced pressure at 90°C and a pressure of 0.01 bar for 10 to 30 minutes to prepare a pre-filter for an air purification device.

실험예Experiment example

(1) 항균평가: 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1~10에 대하여 항균평가를 실시하였다. 구체적으로 섬유원단에 대한 시험기준에 근거하여, KS K 0693:2016 규격에 따라 표준 시험균주 2종에 대하여 18시간 배양 후 균수를 측정하여 그 결과를 하기 표 1~2 및 도 4~9에 나타내었다. 대조군은 은 이온 콜로이드 용액을 도포하지 않은 필터기재에 대한 항균시험 결과를 나타낸 것이다.(1) Antibacterial evaluation: Antibacterial evaluation was conducted on Examples 1 to 10 among the above Examples and Comparative Examples. Specifically, based on the test standards for textile fabrics, the number of bacteria was measured after culturing 2 types of standard test strains for 18 hours according to the KS K 0693:2016 standard, and the results are shown in Tables 1-2 and Figures 4-9 below. It was. The control group shows the results of an antibacterial test on a filter substrate to which no silver ion colloid solution was applied.

(* 균주 1: Staphylococcus aureus ATCC 6538, 균주 2: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)(* Strain 1: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Strain 2: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)

하기 도 4~6은 실시예 1~5 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이며, 도 7~9는 실시예 6~10 항균력 평가 결과를 나타낸 시험성적서이다. 상기 표 1~2 및 도 4~9의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~10의 프리필터를 적용시 99% 이상의 정균감소율을 가지며, 항균 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.Figures 4 to 6 below are test reports showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 1 to 5, and Figures 7 to 9 are test reports showing the antibacterial activity evaluation results of Examples 6 to 10. Referring to the results in Tables 1 to 2 and Figures 4 to 9, it was found that when the prefilter of Examples 1 to 10 of the present invention was applied, it had a bacteriostatic reduction rate of more than 99% and had excellent antibacterial effect.

(2) 항균성 물질 탈리평가: 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로, 실시예 1~10 및 비교예 1에 대하여 항균성 물질(은 이온)의 탈리시험을 실시하였다. 탈리 시험 수준의 구성은 ICP-MS(유도 결합 플라즈마 질량분석법)을 통해 초순수, 정제수 등의 극미량 무기불순물을 분석하는 방법을 적용하였다. ICP-MS를 활용한 금속분순물 시험 방법 및 밸리데이션 기준에 따라 은 이온(Ag+)의 경우 ICH 가이드라인 금속 분류의 Class 2B의 기준으로 평가하여 그 결과를 하기 표 3 및 도 10~12에 나타내었다.(2) Evaluation of detachment of antibacterial substances: Among the examples and comparative examples above, a detachment test of antibacterial substances (silver ions) was performed on Examples 1 to 10 and Comparative Example 1. The composition of the detachment test level was applied to analyze trace amounts of inorganic impurities in ultrapure water and purified water through ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry). According to the metal impurity test method and validation standards using ICP-MS, silver ions (Ag+) were evaluated based on Class 2B of the ICH guideline metal classification, and the results are shown in Table 3 and Figures 10 to 12.

도 10~12는 실시예 1~10 항균물질 탈리평가 결과를 나타낸 시험성적서이다. 상기 표 3 및 도 10~12를 참조하면, 실시예 1과 같이 은 이온 150ppm을 포함하는 은 이온 콜로이드 용액을 분사하여 증착된 프리필터는 은 이온이 1.71ppm 검출되었으며, 실시예 10과 같이 은 이온 250ppm을 포함하는 은 이온 콜로이드 용액을 3회 분사하여 증착된 프리필터의 경우 9.98ppm이 검출됨을 알 수 있었다.Figures 10 to 12 are test reports showing the results of antibacterial substance removal evaluation in Examples 1 to 10. Referring to Table 3 and Figures 10 to 12, the prefilter deposited by spraying a silver ion colloidal solution containing 150 ppm of silver ions as in Example 1 had 1.71 ppm of silver ions detected, and as in Example 10, silver ions were detected at 1.71 ppm. It was found that 9.98ppm was detected in the prefilter deposited by spraying a silver ion colloidal solution containing 250ppm three times.

상기 프리필터 표면에 항균성 물질(은 이온 콜로이드 용액)을 1회에서 3회까지 분사하는 것은, 1회 내지 3회 분사시 항균 효과를 비교하여 분사횟수를 경제적으로 선택하기 위함이다. 상기 항균력 시험을 통해 1회 및 3회 분사에서의 항균력은 큰 차이가 없으며, 다만 1회보다 3회 분사시 탈리 효과가 더 많이 발생하는 것으로 확인되어, 1~2회 분사를 실시함이 적절함을 알 수 있었다.The purpose of spraying the antibacterial material (silver ion colloidal solution) on the surface of the pre-filter from 1 to 3 times is to economically select the number of sprays by comparing the antibacterial effect when sprayed 1 to 3 times. Through the above antibacterial activity test, there is no significant difference in the antibacterial activity between 1 and 3 sprays. However, it was confirmed that the detachment effect occurs more when sprayed 3 times than once, so it is appropriate to spray 1 to 2 times. And it was found.

본 발명에 따라 제조된 프리필터는 항균성 물질(은 이온)의 탈리 평가시 항균성 물질이 최초 질량 기준 10% 이하로 탈리되는 것을 알 수 있었다. 반면 본 발명의 건조 온도를 초과 적용한 비교예 1의 경우 은 이온 항균물질이 과도하게 증발하여 필터기재 표면에 은 이온이 제대로 증착되지 않았으며, 탈리량이 30ppm 이상으로 측정되어 실시예 1~10에 비해 은 이온 탈리량이 급격히 증가하여, 항균 및 항바이러스 효과가 저하됨을 알 수 있었다.When evaluating the detachment of antibacterial substances (silver ions) from the prefilter manufactured according to the present invention, it was found that less than 10% of the antibacterial substances were detached based on the initial mass. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which the drying temperature of the present invention was applied in excess of the drying temperature of the present invention, the silver ion antibacterial material evaporated excessively, so the silver ions were not properly deposited on the surface of the filter substrate, and the amount of desorption was measured to be more than 30 ppm, compared to Examples 1 to 10. It was found that the amount of silver ion desorption rapidly increased, and the antibacterial and antiviral effects decreased.

(3) 풍속측정평가: 실시예 및 비교예 중 대표적으로 상기 실시예 1~10의 프리필터가 장착된 공기청정기의 풍속측정을 평가하였다. 하기 도 13(a)는 실시예 프리필터의 풍속측정 평가방법을 나타낸 모식도이고, 도 13(b)는 실시예 프리필터의 풍속측정 평가를 나타낸 사진이다.(3) Wind speed measurement evaluation: Among the Examples and Comparative Examples, the wind speed measurement of the air purifier equipped with the pre-filter of Examples 1 to 10 was evaluated. Figure 13(a) below is a schematic diagram showing the wind speed measurement evaluation method of the example pre-filter, and Figure 13(b) is a photograph showing the wind speed measurement evaluation of the example pre-filter.

상기 도 13과 같이 프리필터-미디움필터-헤파필터가 순차적으로 형성된 구조의 벽걸이형/스탠드형 공기청정기를 준비하고, 공기청정기의 하단에 각각 길이 3.0m의 비닐 터널을 부착한 다음, 상기 비닐 터널의 최단부에 바람이 수집되도록 파이프형 제품을 부착하였다. 이때 벽걸이형 공기청정기로 DK社 제품을 사용하였으며, 스탠드형 공기청정기로 한국터치스크린社 제품을 사용하여 평가하였다.As shown in FIG. 13, prepare a wall-mounted/stand-type air purifier with a structure in which a pre-filter, a medium filter, and a HEPA filter are sequentially formed, attach a vinyl tunnel with a length of 3.0 m to the bottom of the air purifier, and then attach the vinyl tunnel to the bottom of the air purifier. A pipe-type product was attached to the extreme end of the pipe to collect wind. At this time, a DK product was used as a wall-mounted air purifier, and a Korea Touchscreen product was used as a stand-type air purifier for evaluation.

대조군으로 은 이온을 분사하지 않은 프리필터-미디움필터-헤파필터가 장착된 벽걸이형/스탠드형 공기청정기를 최대 풍속으로 동작하고, 약 10초간 대기하여 풍속을 측정하였다.As a control, a wall-mounted/stand-type air purifier equipped with a pre-filter, medium filter, and HEPA filter that did not spray silver ions was operated at the maximum wind speed and waited for about 10 seconds to measure the wind speed.

그 다음에 실시예 1~10의 프리필터를 각각 교체하여 장착 후 공기청정기를 동작시키고 최대 풍량으로 동작 후 약 10초간 대기하고 풍속측정기를 파이프 끝단에 위치하여 측정기기(Testo 405-V1 model, 테스트코리아 제조)를 사용하여 풍속을 측정하여 그 결과를 하기 표 4 및 도 14에 나타내었다.Next, replace and install the pre-filters of Examples 1 to 10, respectively, operate the air purifier, operate at the maximum air volume, wait for about 10 seconds, place the wind speed meter at the end of the pipe, and test with a measuring device (Testo 405-V1 model, The wind speed was measured using (manufactured by Korea) and the results are shown in Table 4 and Figure 14 below.

하기 도 14는 실시예 1~10의 풍속측정 평가와 관련한 신뢰성 시험 인증서이다. 상기 표 4 및 도 14의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~10의 경우 은 이온이 적용되지 않은 대조군과 비교하여 공기청정기 토출구 풍속의 차이가 없으며, 이를 통해 본 발명 은 이온 증착에 의해 필터기재를 통과하는 공기의 속도가 저하되지 않음을 알 수 있었다.Figure 14 below is a reliability test certificate related to wind speed measurement evaluation of Examples 1 to 10. Referring to the results in Table 4 and FIG. 14, in Examples 1 to 10 of the present invention, there was no difference in wind speed at the air purifier discharge port compared to the control group to which silver ions were not applied, and through this, the present invention showed that silver ions were deposited through silver ion deposition. It was found that the speed of air passing through the filter substrate did not decrease.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on the embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

1: 프리필터 2: 미디움 필터
3: 헤파필터 10: 필터기재
11: 항균성 물질 100 필터기재
110: 항균성 물질
1: Pre-filter 2: Medium filter
3: HEPA filter 10: Filter base
11: Antibacterial material 100 filter base
110: Antibacterial material

Claims (7)

은 이온 콜로이드 용액을 필터기재 표면에 도포하는 단계; 및
상기 도포된 은 이온 콜로이드 용액을 80℃ 이하에서 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
Applying a silver ion colloidal solution to the surface of a filter substrate; and
A pre-filter manufacturing method comprising: drying the applied silver ion colloidal solution at 80° C. or lower.
제1항에 있어서, 상기 도포는 상기 은 이온 콜로이드 용액을 노즐 구경 0.3~1.0mm의 스프레이 건으로 0.1~0.5MPa 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 1, wherein the application is performed by spraying the silver ion colloidal solution at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa using a spray gun with a nozzle diameter of 0.3 to 1.0 mm.
제1항에 있어서, 상기 은 이온 콜로이드 용액은, 분산제 및 물을 포함하는 전해 수용액에 은(Ag) 전극을 배치하고 전기분해하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 1, wherein the silver ion colloidal solution is prepared by placing a silver (Ag) electrode in an aqueous electrolyte solution containing a dispersant and water and electrolyzing it.
제1항에 있어서, 상기 은 이온 콜로이드 용액은 pH 5.5~6.5 및 비중 1.0~1.1이며,
은(Ag) 0.01~0.1 중량% 및 물 99.9~99.99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 1, wherein the silver ion colloidal solution has a pH of 5.5 to 6.5 and a specific gravity of 1.0 to 1.1,
A pre-filter manufacturing method comprising 0.01 to 0.1% by weight of silver (Ag) and 99.9 to 99.99% by weight of water.
제4항에 있어서, 상기 은(Ag) 이온은 평균크기가 1~100nm인 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 4, wherein the silver (Ag) ions have an average size of 1 to 100 nm.
제1항에 있어서, 상기 건조는 필터기재 표면에 상기 은 이온 콜로이드 용액을 1회 내지 3회 분사하고 30~70℃에서 건조하되,
상기 건조시 건조시간 단축 및 증착효과를 위하여 0.001~0.9bar의 압력으로 감압 건조하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 1, wherein the drying is performed by spraying the silver ion colloidal solution on the surface of the filter substrate one to three times and drying at 30 to 70°C,
A pre-filter manufacturing method that involves drying under reduced pressure at a pressure of 0.001 to 0.9 bar to shorten the drying time and improve the deposition effect.
제1항에 있어서, 상기 필터기재는 직물, 메시 및 부직포 형태 중 하나 이상 포함하며,
상기 필터기재는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에스테르 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 프리필터 제조방법.
The method of claim 1, wherein the filter substrate includes one or more of fabric, mesh, and non-woven forms,
A pre-filter manufacturing method, characterized in that the filter substrate includes one or more of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyester.
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