WO2021002679A1 - 항균성 조성물, 이를 이용한 필터 및 필터를 포함하는 가전기기 - Google Patents

항균성 조성물, 이를 이용한 필터 및 필터를 포함하는 가전기기 Download PDF

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WO2021002679A1
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문선영
박형호
박동률
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Definitions

  • the present invention relates to an antimicrobial composition, a filter using the same, and a home appliance such as an air conditioner including the filter.
  • Air filters are used in home appliances such as air conditioners and humidifiers.
  • the filter is provided with an antibacterial function for removing bacteria that may be introduced from dust or the hair of a companion animal.
  • a filter applied to an air conditioner is provided with a pre-filter that is used for filtering large dust such as hair, pet hair, and dirt.
  • the hair of a companion animal in particular acts as a carrier that transmits harmful viruses. Therefore, antibacterial performance is required for the pre-filter.
  • An object of the present invention is to provide an antimicrobial composition for a filter that is excellent in antibacterial performance and is a material for a novel filter in which the antibacterial performance is not easily removed even when washing.
  • the antimicrobial composition according to the present invention for solving the above-described problems is a constitutive feature comprising a polymer resin and an antimicrobial additive.
  • the antimicrobial composition according to the present invention includes a polymer resin and an antimicrobial additive composed of an antimicrobial metal and an antimicrobial metal oxide.
  • the pre-filter according to the present invention for providing a filter for an air conditioner with maximized antibacterial performance has a mesh structure formed by melt spinning a composition including a polymer resin and an antibacterial additive.
  • the filter since a filter is provided using a composition containing a polymer resin and an antimicrobial additive, the filter has excellent antibacterial properties, and the antibacterial performance is maintained even after washing.
  • FIG. 1 shows a part of a pre-filter for an air conditioner according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a filter for an air conditioner according to the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an inner cross-section of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • the antimicrobial composition for forming a filter according to the present invention comprises a polymer resin; And an antimicrobial additive composed of an antimicrobial metal and an antimicrobial metal oxide.
  • the composition according to the present invention includes a polymer resin.
  • the polymer resin is the basic material of the filter.
  • the type of the polymer resin is not particularly limited.
  • the polymer resin may be used as a filter made of a polymer material, so long as it has adequate rigidity.
  • the polymer resin may include polyethylene terephthalate (PET).
  • composition according to the invention contains an antimicrobial additive.
  • the antimicrobial additive is composed of an antibacterial metal and an antimicrobial metal oxide.
  • the antibacterial metal refers to metal particles having antibacterial properties.
  • the metal particles may be used without limitation as long as they have antibacterial properties.
  • the metal particles may include silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), and the like, and preferably, the metal particles may contain silver (Ag).
  • the antimicrobial metal oxide refers to a metal oxide having antibacterial properties.
  • the metal oxide may be used without limitation as long as it is a metal oxide having antibacterial performance.
  • zinc oxide (ZnO), titanium dioxide (TiO 2 ), and the like may be used, and preferably, the metal oxide may include silver (Ag).
  • the ratio of the metal and the metal oxide is preferably about 3:7.
  • the antimicrobial additive may be included in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
  • the antimicrobial additive is included in the composition in excess of 2 parts by weight, a problem of weakening the strength of the filter occurs.
  • the antimicrobial additive is included in the composition in an amount of less than 0.1 parts by weight, the required antibacterial performance is not expressed.
  • the pre-filter 10 for air conditioning according to the present invention is formed by melt spinning the composition and has a mesh structure.
  • the size of the mesh structure of the filter 10 may be appropriately changed as necessary.
  • the filter 10 according to the present invention is formed by melt spinning a composition in which the polymer resin and the antimicrobial additive are mixed, components expressing antibacterial performance are not lost even when the filter 10 is washed with water.
  • a known method may be applied as a method of melt spinning the composition.
  • the filter 100 for an air conditioner includes a pre-filter 10 layer sequentially from the outermost side; HEPA filter 20 layer; And a layered structure including a deodorizing filter 30 layer.
  • the filter 100 for an air conditioner according to the present invention includes a stacked structure of at least three layers.
  • the pre-filter 10 is located at the outermost side of the filter 100. As described above, the pre-filter 10 is a component for filtering relatively large particles. The pre-filter 10 has a function of filtering hair or companion animal hair. In addition, as described above, the pre-filter 10 according to the present invention has antibacterial performance. In addition, the pre-filter 10 may be attached to the filter 100 in a detachable manner, and may be washed after detachment.
  • the HEPA filter 20 is located in the middle of the three-layer stacked structure.
  • the HEPA filter 20 may be applied with a known filter.
  • the deodorizing filter 30 is located inside the filter 100.
  • the deodorization filter 30 may be applied with a known deodorization filter.
  • the air conditioner according to the present invention includes the filter 100 described above.
  • 3 shows an air conditioner 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the air conditioner 200 includes a filter 100 and a fan 110, and air moves inside the conditioner along the flow A. At this time, the air passes through the stacked structure of the filter 100 and several contaminants are filtered.
  • the structure of the air conditioner according to the present invention is not limited to the structure of the air conditioner 200 shown in FIG. 3.
  • Polyethylene terephthalate resin is put into an extruder, 0.5 parts by weight of silver (Ag) particles and 1 part by weight of ZnO (zinc oxide) are added to 100 parts by weight of the resin, and then melted and mixed with each other in a heated extruder to spin A solution was prepared. Next, a pre-filter in the form of a mesh was manufactured by melt spinning at a spinning speed of 4000 m/min through a spinneret.
  • the pre-filter according to Example 1 and the filter for a humidifier according to Example 2 were measured for antibacterial activity according to the KS K 0693:2011 test method, and Staphylococcus aureus (ATCC 6538) was used as the test strain. The measurement results are shown in Table 1 below.
  • Mc number of viable cells after culturing the test piece for 18 hours
  • the filter according to the present invention has very excellent antibacterial performance.
  • the filter according to the present invention does not impart antibacterial performance by a coating method, but contains an antibacterial component in the resin, so that the antibacterial performance does not decrease even after washing.

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Abstract

본 발명은 항균성 조성물과 이를 이용한 필터 및 상기 필터를 포함하는 공기조화기 등 가전기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명에 따른 항균성 조성물은 고분자 수지 및 항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된 항균성 첨가제를 포함하여, 이를 통해 제조된 필터는 항균성이 우수하고 또한 세척을 하여도 항균 성능이 계속 유지되는 효과가 있다.

Description

항균성 조성물, 이를 이용한 필터 및 필터를 포함하는 가전기기
본 발명은 항균성 조성물과 이를 이용한 필터 및 상기 필터를 포함하는 공기조화기 등 가전기기에 관한 것이다.
최근 미세먼지가 증가함에 따라 공기청정기 또는 공기조화기와 같은 가전기기의 사용이 증가하고 있다. 또한, 건조한 날씨에는 가습기와 같은 가전기기가 많이 사용된다.
공기조화기나 가습기와 같은 가전기기에는 에어 필터가 사용된다. 상기 필터에는 먼지나 반려동물의 털 등으로부터 유입될 수 있는 균을 제거하기 위한 항균 기능이 부여된다.
특히 공기조화기에 적용되는 필터에는 머리카락, 반려동물의 털, 흙먼지 등 큰 먼지를 거르는 목적으로 사용되는 프리 필터가 구비되어 있다.
프리 필터로 걸러지는 대상물 가운데 특히 반려동물의 털은 유해한 바이러스를 전파시키는 캐리어로써 역할을 하는 경우가 있다. 따라서, 프리 필터에는 항균 성능이 요구된다.
기존의 프리 필터는 항균성 코팅을 갖는다. 하지만, 프리 필터를 세척하는 과정에서 코팅이 유실될 우려가 있다.
이에 따라, 항균 성능이 우수하고 세척에도 쉽게 항균 성능이 제거되지 않는 신규의 필터가 요구된다.
본 발명의 목적은 항균 성능이 우수하고 세척에도 쉽게 항균 성능이 제거되지 않는 신규의 필터의 재료가 되는 필터용 항균성 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 항균성 조성물로부터 형성되는 공기조화기용 프리 필터를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 필터들이 적용된 가전기기(공기조화기, 가습기 등)를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 항균성 조성물은, 고분자 수지와 항균성 첨가제를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
구체적으로 본 발명에 따른 항균성 조성물은 고분자 수지 및 항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된 항균성 첨가제를 포함한다.
특히, 본 발명에서는 상기 첨가제의 성분과 함량을 제어하여 필터링 효과와 더불어 항균 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 항균 성능이 극대화된 공기조화기용 필터를 제공하기 위한 본 발명에 따른 프리 필터는 고분자 수지와 항균성 첨가제를 포함한 조성물을 용융 방사하여 형성된 메쉬 구조를 갖는다.
본 발명에 따르면 고분자 수지와 항균성 첨가제가 포함된 조성물을 이용하여 필터를 제공하기 때문에 상기 필터는 항균성이 우수하고 또한 세척을 하여도 항균 성능이 계속 유지되는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기용 프리 필터의 일부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기용 필터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 내부 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 항균성 조성물, 이를 이용한 필터 및 가전기기에 대해 설명하도록 한다.
<필터 형성용 항균성 조성물>
본 발명에 따른 필터 형성용 항균성 조성물은 고분자 수지; 및 항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된 항균성 첨가제;를 포함한다.
먼저, 본 발명에 따른 조성물은 고분자 수지를 포함한다. 상기 고분자 수지는 필터의 기본 재료이다.
상기 고분자 수지의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 고분자 수지는 고분자 소재의 필터로서 적절한 강성을 갖는 소재라면 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 조성물은 항균성 첨가제를 포함한다. 상기 항균성 첨가제는 항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된다.
상기 항균성 금속은 항균 성능을 갖는 금속 입자를 의미한다. 상기 금속 입자는 항균 성능을 갖는 금속 입자라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 금속 입자는 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 상기 금속 입자는 은(Ag)을 포함할 수 있다.
상기 항균성 금속산화물은 항균 성능을 갖는 금속산화물을 의미한다. 상기 금속산화물은 항균 성능을 갖는 금속산화물이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 금속산화물은 산화아연(ZnO), 이산화티탄(TiO 2) 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 금속산화물은 은(Ag)을 포함할 수 있다.
아울러, 상기 금속과 상기 금속산화물의 비율은 대략 3:7 정도가 바람직하다.
바람직하게는, 상기 항균성 첨가제는 상기 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 2 중량부 포함될 수 있다. 상기 항균성 첨가제가 2 중량부를 초과하여 조성물에 포함되면 필터의 강도가 약해지는 문제가 발생한다. 아울러 상기 항균성 첨가제가 0.1 중량부 미만으로 조성물에 포함되면 요구되는 항균 성능이 발현되지 않는다.
<공기조화기용 프리 필터>
다음으로 본 발명에 따른 공기조화기용 프리(pre) 필터에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화용 프리 필터(10)는 상기 조성물을 용융 방사하여 형성되며 메쉬 구조를 갖는다.
상기 필터(10)가 갖는 메쉬 구조의 크기는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 필터(10)는 상기 고분자 수지와 상기 항균성 첨가제가 혼합된 조성물이 용융 방사되어 형성된 것이므로, 상기 필터(10)를 물로 세척하여도 항균 성능이 발현되는 성분들이 유실되지 않는다.
아울러, 상기 고분자 수지와 첨가제의 바람직한 예시는 상술한 바와 같다.
또한, 상기 조성물을 용융 방사하는 방식은 공지의 방식을 적용할 수 있다.
<공기조화기용 필터 및 이를 포함하는 공기조화기>
다음으로 본 발명에 따른 공기조화기용 필터 및 이를 포함하는 공기조화기에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기용 필터(100)는 최외곽으로부터 순차적으로 프리 필터(10) 층; HEPA 필터(20) 층; 및 탈취 필터(30) 층;을 포함하는 적층구조를 포함한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기용 필터(100)는 적어도 3층의 적층 구조를 포함한다.
상기 프리 필터(10)는 상기 필터(100)의 최외곽에 위치한다. 상술한 바와 같이, 상기 프리 필터(10)는 비교적 큰 입자를 필터링하기 위한 구성요소이다. 상기 프리 필터(10)는 머리카락이나 반려 동물의 털 등을 필터링하는 기능을 갖는다. 아울러, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프리 필터(10)는 항균 성능을 갖는다. 아울러, 상기 프리 필터(10)는 탈 부착식으로 상기 필터(100)에 부착될 수 있고, 탈착 후 세척할 수 있다.
다음으로, 상기 HEPA 필터(20)는 3층의 적층 구조에서 중간에 위치한다. 본 발명에서 상기 HEPA 필터(20)는 공지의 필터가 적용될 수 있다.
아울러, 상기 탈취 필터(30)는 상기 필터(100)에서 가장 내부에 위치한다. 마찬가지로, 상기 탈취 필터(30)는 공지의 탈취 필터가 적용될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 공기조화기는 상술한 필터(100)를 포함한다. 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(200)가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 상기 공기조화기(200)는 필터(100)와 팬(110)을 포함하고, 공기는 흐름(A)을 따라 조화기 내부를 이동한다. 이 때 상기 공기는 필터(100)의 적층 구조를 지나면서 여러 오염물들이 필터링된다.
물론 본 발명에 따른 공기조화기의 구조가 도 3에 도시된 공기조화기(200)의 구조로 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 - 공기조화기용 프리 필터 제작
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 압출기에 투입하고, 상기 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부의 은(Ag) 입자와 1 중량부의 ZnO(산화아연)를 투입한 이후, 가열운전되는 압출기 내에서 서로 용융·혼합시켜 방사액을 제조하였다. 다음으로, 방사구금을 통하여 방사속도 4000 m/min로 용융방사하여 메쉬 형태의 프리 필터를 제작하였다.
<시험예>
상기 실시예 1 및 2에 대해 항균 성능 테스트를 수행하였다.
상기 실시예 1에 따른 프리 필터와 실시예 2에 따른 가습기용 필터에 대해 KS K 0693:2011 시험법에 의하여 항균도를 측정하였으며, 공시균주는 황색포도상구균(ATCC 6538)을 사용하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
초기균주 18시간 경과후 살균감소율(%) 정균감소율(%)
실시예 3.1 x 10 4 4.1 x 10 3 87% >99.9
살균감소율=(Ma-Mc)/Ma×100
정균감소율=(Mb-Mc)/Mb×100
Ma: 대조 시험편의 접종 직후의 생균수
Mb: 대조 시험편의 18 시간 배양 후의 생균수
Mc: 시험편의 18 시간 배양 후의 생균수
상기 표1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 필터는 항균 성능이 매우 우수함을 알 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 필터는 코팅 방식으로 항균 성능을 부여한 것이 아니라, 수지 내에 항균 성분이 포함되어 있어, 세척 후에도 항균 성능이 저하되지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
[부호의 설명]
10: 프리 필터
20: HEPA 필터
30: 탈취 필터
100: 공기조화기용 필터
110: 팬(PAN)
200: 공기조화기
A : 공기 흐름

Claims (10)

  1. 고분자 수지; 및
    항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된 항균성 첨가제;를 포함하는
    필터 형성용 항균성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속은 은(Ag)을 포함하고,
    상기 금속산화물은 ZnO를 포함하는
    필터 형성용 항균성 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는
    필터 형성용 항균성 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지 100중량부를 기준으로,
    상기 항균성 첨가제를 0.1~2 중량부 포함하는
    필터 형성용 항균성 조성물.
  5. 고분자 수지; 및
    항균성 금속과 항균성 금속산화물로 구성된 항균성 첨가제;를 포함하는
    필터 형성용 조성물을 용융 방사하여 형성되며,
    메쉬 구조를 갖는
    공기조화기용 프리 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속은 은(Ag)을 포함하고,
    상기 금속산화물은 ZnO를 포함하는
    공기조화기용 프리 필터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는
    공기조화기용 프리 필터.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 수지 100중량부를 기준으로,
    상기 항균성 첨가제를 0.1~2 중량부 포함하는
    공기조화기용 프리 필터.
  9. 최외곽으로부터 순차적으로
    프리 필터 층;
    HEPA 필터 층; 및
    탈취 필터 층;을 포함하는 적층구조를 갖는
    공기조화기용 필터.
  10. 제9항에 따른 필터를 포함하는 공기조화기.
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