WO2022050571A1 - 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법 - Google Patents

자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2022050571A1
WO2022050571A1 PCT/KR2021/009584 KR2021009584W WO2022050571A1 WO 2022050571 A1 WO2022050571 A1 WO 2022050571A1 KR 2021009584 W KR2021009584 W KR 2021009584W WO 2022050571 A1 WO2022050571 A1 WO 2022050571A1
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WO
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fine dust
dust filter
piezoelectric material
material solution
nanofiber web
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PCT/KR2021/009584
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English (en)
French (fr)
Inventor
양수철
고규진
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids
    • B03C3/64—Use of special materials other than liquids synthetic resins

Definitions

  • the present invention relates to a magnetoelectric-based fine dust filter using a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers in which magnetostrictive particles are dispersed, and a method for manufacturing the same.
  • Fine dust is a very small particle size among particulate matter that floats or is blown down in the atmosphere. is divided into
  • a fine dust filter capable of filtering fine dust has been developed in order to reduce the damage caused by the above-mentioned fine dust.
  • the conventional fine dust filter has been developed by reducing the size of pores in the filter to increase the dust filtration effect.
  • an electric dust collector that charges the fine dust by corona discharge using electrostatic force and then moves the fine dust to the surface of the dust collecting electrode by an electric field to collect dust. There were limits to what had to be done.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and a magnetoelectric-based fine dust filter using a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers in which magnetostrictive particles are dispersed so as to effectively filter fine dust without an external power source, and An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.
  • a magnetoelectric-based fine dust filter includes a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers and polarized by applying an electric field and magnetostrictive particles dispersed inside the nanofibers. do.
  • a method for manufacturing a magnetoelectric-based fine dust filter includes preparing magnetostrictive particles, dissolving a piezoelectric material in a solvent to prepare a piezoelectric material solution, and a piezoelectric material Mixing magnetostrictive particles in a solution and dispersing magnetostrictive particles in a piezoelectric material solution, spinning the piezoelectric material solution by an electrospinning method to produce a nanofiber web made of nanofibers having piezoelectricity, and applying an electric field to the nanofiber web and polarizing the nanofiber web.
  • a magneto-electricity-based fine dust filter and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention according to the above-described configuration include a magnetoelectric-based fine dust filter using a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers in which magnetostrictive particles are dispersed. According to manufacturing, it is possible to effectively improve the fine dust collecting performance of the fine dust filter even without an external power source.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a magnetoelectric-based fine dust filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magneto-electricity-based fine dust filter according to an embodiment of the present invention.
  • 4A to 4D are diagrams showing the results of analyzing the surfaces of the fine dust filters according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2 using a scanning electron microscope after measuring the fine dust collecting performance according to Test Example 1.
  • 5A to 5D are diagrams illustrating the results of in-situ optical microscopic analysis of the water droplet absorption rate of the fine dust filters according to Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2 after measuring the fine dust collection performance according to Test Example 1; .
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining an experimental apparatus and method for measuring fine dust collection performance according to Test Example 1. Referring to FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an experimental apparatus and method for measuring fine dust collection performance according to Test Example 1. Referring to FIG.
  • a magnetoelectric-based fine dust filter includes: a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers and polarized by applying an electric field; and magnetostrictive particles dispersed inside the nanofiber.
  • the nanofiber web is polarized by the application of the magnetic field having an intensity of 8 to 12 kV/mm.
  • the nanofiber is to have a diameter of 0.5 to 1 ⁇ m, the nanofiber web has a thickness of 50 to 100 ⁇ m.
  • the nanofiber is polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polybutyrolactam, poly valerolactam, poly heptamide and poly (imino-1-ox) sound dicamethylene)).
  • the magnetostrictive particles include at least one selected from ferrite, cobalt, nickel, terbium and dysprosium and have a diameter of 20 to 100 nm.
  • the magnetostrictive particles include cobalt ferrite and have an average particle size of 20 to 25 nm.
  • a method of manufacturing a magnetoelectric-based fine dust filter comprising: preparing magnetostrictive particles; preparing a piezoelectric material solution by dissolving the piezoelectric material in a solvent; mixing magnetostrictive particles in the piezoelectric material solution and dispersing the magnetostrictive particles in the piezoelectric material solution; manufacturing a nanofiber web made of nanofibers having piezoelectricity by spinning a piezoelectric material solution by an electrospinning method; and applying an electric field to the nanofiber web to polarize the nanofiber web.
  • the step of polarizing is to apply an electric field having an intensity of 8 to 12V / mm to the nanofiber web.
  • the dispersing step 10 to 20 parts by weight of the magnetostrictive particles are mixed with 100 parts by weight of the piezoelectric material solution and the magnetostrictive particles are dispersed in the piezoelectric material solution.
  • the step of preparing the piezoelectric material solution is to prepare the piezoelectric material solution by dissolving 10 to 20 parts by weight of the piezoelectric material in 100 parts by weight of the solvent.
  • the step of preparing the magnetostrictive particles is a hydrothermal synthesis method using 1.8 to 2.2 mmol of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) and 0.8 to 1.2 mmol of cobalt nitrate (Co(NO 3 ) 2 ) precursor at PH 12 to 14 conditions.
  • Fe(NO 3 ) 3 iron nitrate
  • Co(NO 3 ) 2 cobalt nitrate
  • the piezoelectric material solution in which the magnetostrictive particles are dispersed is electrospun in an electric field of 15 to 20 kV at a spinning rate of 0.4 to 0.6 ml/h for 6 to 10 hours, and the nanofiber web is to manufacture
  • the method of manufacturing a magnetoelectric-based fine dust filter according to another embodiment of the present invention includes time-series execution steps for manufacturing the magnetoelectric-based fine dust filter according to an embodiment of the present invention.
  • the electricity-based fine dust filter 100 may include a nanofiber web 110 made of nanofibers 111 and magnetostrictive particles 120 .
  • the method of manufacturing a magnetoelectric-based fine dust filter includes a magnetostrictive particle preparation step (S100), a piezoelectric material solution preparation step (S200), a dispersion step (S300), and nanofibers. It includes a web manufacturing step (S400) and a polarization step (S500).
  • the magnetostrictive particles 120 are prepared (S100).
  • the magnetostrictive particle preparation step ( S100 ) may be to prepare the magnetostrictive particle 120 including any one selected from ferrite, cobalt, nickel, terbium, and dysprosium.
  • the magnetostrictive particles 120 may be a material having magnetostriction properties in which deformation occurs in length, volume, shape, etc. when a magnetic field is applied and magnetized.
  • the magnetostrictive particle preparation step (S100) may be to prepare the magnetostrictive particles 120 having a diameter of 20 to 100 nm using a conventional hydrothermal synthesis method, but preferably, the magnetostrictive particle preparation step (S100) is 1.8 to 2.2 mmol of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) and 0.8 to 1.2 mmol of cobalt nitrate (Co(NO 3 ) 2 ) precursor by hydrothermal synthesis at PH 12 to 14 conditions with an average particle size of 20 to 25 nm and cobalt ferrite ( CoFe 2 O 4 It may be to prepare the magnetostrictive particles 120 containing.
  • the magnetostrictive particle preparation step (S100) is an average particle size by hydrothermal synthesis at PH 13 conditions using 2 mmol of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) and 1 mmol of cobalt nitrate (Co(NO 3 ) 2 ) precursor. It may be to prepare the magnetostrictive particles 120 having an average particle size of 20 nm, including cobalt ferrite (CoFe 2 O 4 ) of 20 nm.
  • the magnetostrictive particles 120 prepared in the magnetostrictive particle preparation step (S100) are dispersed inside the nanofibers 111 to be described later and are deformed when a direct current magnetic field is applied to apply mechanical stress to the nanofibers 111. there is.
  • the size of the magnetostrictive particles 120 prepared in the magnetostrictive particle preparation step (S100) is less than 20 nm, even if the magnetostrictive particles 120 are deformed by applying a direct current magnetic field, the size of the particles is small and the nanofibers due to the deformation of the magnetostrictive particles 120 The mechanical deformation of (111) may not be made effectively.
  • the size of the magnetostrictive particles 120 prepared in the magnetostrictive particle preparation step (S100) exceeds 100 nm, the size of the magnetostrictive particles 120 is large so that the magnetostrictive particles 120 are locally present throughout the nanofiber web 110.
  • the polarization of the nanofiber web 100 may not occur uniformly, but may occur locally.
  • the mixing amount of the magnetostrictive particles 120 is increased in the dispersion step (S300) to be described later in order to uniformly exist the magnetostrictive particles 120 throughout the nanofiber web 110, the viscosity of the piezoelectric material solution is too high for the nanofibers In the web manufacturing step (S400), it may be difficult to spin the piezoelectric material solution.
  • a piezoelectric material solution is prepared by dissolving the piezoelectric material in a solvent (S200).
  • the piezoelectric material dissolved in the solvent in the piezoelectric material solution preparation step (S200) may be a material having piezoelectrictivity to generate a voltage by being polarized when mechanical deformation occurs.
  • the piezoelectric material dissolved in the solvent in the piezoelectric material solution preparation step (S200) is not polarized as the dipoles are aligned in the molecular structure, the polarization degree is small even if mechanical deformation occurs, and the generated voltage may be fine.
  • the piezoelectric material dissolved in the solvent in the piezoelectric material solution preparation step (S200) is polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polybutyrolactam (Poly butyrolactam, Nylon 4) , Poly valerolactam (Nylon 5), Poly heptamide (Nylon 7) and Poly (imino-1-oxoundecamethylene) (Poly(imino-1-oxoundecamethylene), Nylon 11) It may include any one selected from, preferably polyvinylidene fluoride, and more preferably, polyvinylidene fluoride having an average molecular weight of 180000 to 530000 g/mol.
  • the solvent for dissolving the piezoelectric material in the piezoelectric material solution preparation step (S200) is not limited as long as it can dissolve the piezoelectric material, but preferably dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) ), dimethylacetamide and dimethyl ketone, and more preferably dimethylformamide and dimethyl ketone.
  • the piezoelectric material solution preparation step (S200) may be to prepare a piezoelectric material solution by dissolving 10 to 20 parts by weight of a piezoelectric material in 100 parts by weight of a solvent.
  • the piezoelectric material dissolved in the solvent in the piezoelectric material solution preparation step (S200) is less than 10 parts by weight, the viscosity of the prepared piezoelectric material solution is low, so it may be difficult to electrospinning the piezoelectric material solution in the nanofiber web manufacturing step (S400), The amount of the nanofiber web 110 that can be manufactured at one time is small, and productivity may be reduced.
  • the piezoelectric material dissolved in the solvent exceeds 20 parts by weight in the piezoelectric material solution manufacturing step (S200), the viscosity of the prepared piezoelectric material solution is high, which will be described later in the nanofiber web manufacturing step (S400) of the piezoelectric material solution during electrospinning. Continuous spinning of the nanofiber 111 having a thickness may be difficult.
  • the piezoelectric material solution preparation step (S200) may be to prepare a piezoelectric material solution by dissolving 15 parts by weight of a piezoelectric material in 100 parts by weight of a solvent, more preferably 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride in 100 parts by weight of the solvent It may be to prepare a piezoelectric material solution by dissolving it.
  • the magnetostrictive particles 120 prepared in the magnetostrictive particle preparation step (S100) are mixed with the piezoelectric material solution prepared in the piezoelectric material solution preparation step (S200) and dispersed in the piezoelectric material solution prepared in the piezoelectric material solution preparation step (S200) ( S300).
  • the dispersing step (S300) is a piezoelectric material solution manufacturing step (S200) by mixing 10 to 20 parts by weight of the magnetostrictive particles 120 to 100 parts by weight of the piezoelectric material solution prepared in the piezoelectric material solution preparation step (S200) and adding the magnetostrictive particles 120 to the piezoelectric material solution manufacturing step (S200) It may be uniformly dispersed in the piezoelectric material solution prepared in
  • the amount of magnetostrictive particles 120 mixed in the piezoelectric material solution prepared in the dispersing step (S300) is less than 10 parts by weight, even if a magnetic field is applied to the magnetoelectric-based fine dust filter 100, the content of the magnetostrictive particles 120 is insufficient. Sufficient stress may not be applied to the magnetoelectric-based fine dust filter 100 .
  • the piezoelectric material solution prepared in the dispersing step (S300) exceed 20 parts by weight, the amount of the magnetostrictive particles 120 mixed is excessive and the viscosity of the piezoelectric material solution is high, so the nanofiber web manufacturing step ( In S400), the piezoelectric material solution may not be radiated smoothly.
  • the magnetostrictive particles 120 are mixed with 100 parts by weight of the piezoelectric material solution prepared in the piezoelectric material solution preparation step (S200), and the magnetostrictive particles 120 are mixed with the piezoelectric material solution production step (S200) ) may be dispersed in the piezoelectric material solution prepared in the dispersion step (S300).
  • the magnetostrictive particles 120 prepared in the dispersing step (S300) are spun by an electrospinning method of a dispersed piezoelectric material solution to produce a nanofiber web 110 in which the magnetostrictive particles 120 are dispersed and made of nanofibers having piezoelectricity. do (S400).
  • the nanofiber web 110 manufactured in the nanofiber web manufacturing step (S400) may be made of nanofibers 111 in which magnetostrictive particles 120 are dispersed.
  • the electrospinning used in the nanofiber web manufacturing step (S400) injects a piezoelectric material solution into a syringe equipped with a needle, and when an electric field is applied between the syringe and a dust collecting plate separated by a predetermined distance, the piezoelectric material solution is radiated from the syringe needle and the dust collecting plate It may be a way to collect
  • the strength of the electric field is less than 15 kV during electrospinning in the nanofiber web manufacturing step (S400), the electric field between the syringe needle and the dust collecting plate is weak, so that the piezoelectric material solution may not be radiated smoothly.
  • the strength of the electric field exceeds 20 kV, it may be difficult to manufacture the nanofiber web 110 made of the nanofibers 111 having a uniform thickness and continuous because the emission of the piezoelectric material solution with the strength of the electric field is too strong. .
  • the spinning speed is less than 0.4 ml/h in the nanofiber web manufacturing step (S400), it may take a long time to manufacture the nanofiber web 110, and thus the productivity of the fine dust filter 100 may decrease.
  • the piezoelectric material solution is spun compared to the strength of the applied electric field, so it may be difficult to manufacture the nanofiber web 110 made of the nanofibers 111 having a uniform thickness, and the spinning speed is too fast, and the time for evaporating the solvent of the piezoelectric material solution is insufficient, so that the production of the nanofiber web 110 may not be performed smoothly.
  • the thickness of the nanofiber web 110 manufactured because the spinning time is not sufficient may be too thin, and if it exceeds 10 hours, the nanofiber web 110 Since the thickness is sufficient, there is no meaning to radiate any more, and as the radiation time increases, the productivity of the magnetoelectric-based fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention may decrease.
  • the nanofiber web 110 may have a thickness of 50 to 100 ⁇ m, and may be made of nanofibers 111 having a piezoelectricity and a diameter of 0.5 to 1 ⁇ m.
  • the thickness of the nanofiber web 110 is less than 50 ⁇ m, the thickness of the nanofiber web 110 is too thin, the mechanical strength of the magnetoelectric-based fine dust filter 100 may be reduced, and if it exceeds 100 ⁇ m, the nanofiber web Since the thickness of 110 is too thick, the air permeability of the magnetoelectric-based fine dust filter 100 may be deteriorated.
  • the polarization step (S500) may be to apply an electric field having an intensity of 8 to 12 kV/mm to the nanofiber web 110 to align the dipoles in the nanofiber 111 constituting the nanofiber web 110 .
  • the intensity of the electric field applied to the nanofiber web 110 in the polarization step (S500) is less than 8 kV/mm, the polarization of the nanofiber 111 may not effectively occur because the intensity of the electric field is weak, and exceeds 12 kV/mm If it is, electricity flows inside the fine dust filter 100, so that the polarization of the nanofibers 111 may not be achieved.
  • the nanofiber web 110 may be polarized.
  • the nanofiber ( 111) can be achieved.
  • the magneto-electricity-based fine dust filter 100 When the nanofibers 111 are polarized in the polarization step (S500), the magneto-electricity-based fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention can attract fine dust by electrostatic attraction, thereby improving the fine dust collecting performance. In addition, when mechanical stress is applied to the nanofiber 111 , the nanofiber 111 may be further polarized.
  • the magnetic-electricity-based fine dust filter 100 not only improves the fine dust collection performance by attracting fine dust even when a magnetic field is not applied, but also improves the fine dust collection performance by applying a direct current magnetic field to the nanofiber web 110 .
  • forming the nanofibers 111 are more polarized, so that fine dust can be more effectively collected.
  • the polarization step (S500) may be to apply an electric field having an intensity of 10 kV / mm to the nanofiber web (110).
  • the magneto-electricity-based fine dust filter 100 when a direct current magnetic field is applied, the magnetostrictive material 120 dispersed in the nanofiber 111 is deformed, so that the stress on the nanofiber 111 is applied. ) is applied.
  • the nanofibers 111 When stress is applied to the nanofibers 111, the nanofibers 111 are further polarized, and accordingly, the surface charge of the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention is increased to more effectively collect fine dust. can do.
  • a piezoelectric material solution was prepared by dissolving 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride in 100 parts by weight of a solvent. 15 parts by weight of magnetostrictive particles 120 were mixed with 100 parts by weight of the prepared piezoelectric material solution and uniformly dispersed in the piezoelectric material solution.
  • the nanofiber web 110 was prepared by spinning the piezoelectric material solution in which the magnetostrictive particles 120 were dispersed in an electric field of 17 kV at a spinning rate of 0.5 ml/h by electrospinning for 8 hours.
  • the fine dust filter 100 was completed.
  • the fine dust filter 100 was manufactured in the same manner as in Example 1. However, when measuring the fine dust collecting performance of Test Example 1, the fine dust collecting performance was measured while applying a direct current magnetic field having an intensity of 700 Oe (Oersted, Oersted).
  • the fine dust filter 100 was manufactured in the same manner as in Example 1. However, the fine dust filter 100 was completed without applying an electric field having an intensity of 10 kV/mm to the prepared nanofiber web 110 .
  • the fine dust filter 100 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1. However, when the fine dust collection performance of Test Example 1 was measured, the fine dust collection performance was measured while applying a DC magnetic field having an intensity of 700 Oe (Oersted, Oersted) was used as Comparative Example 2.
  • Test Example 1 to confirm the synergistic effect of collecting fine dust of the magnetoelectric-based fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention, the fine dust filter 100 according to Example 1 and Comparative Example 1 was The dust collection performance was measured.
  • the fine dust collection performance was measured while applying a direct current magnetic field having an intensity of 700 Oe (Oersted) to the fine dust filter 100 according to Example 1 and Comparative Example 1 as Example 2 and Comparative Example 2, respectively. Fine dust collecting performance of Example 2 and Comparative Example 2 was also measured. This is because when a direct current magnetic field is applied to the fine dust filter 100 according to Example 1, polarization of the fine dust filter 100 occurs due to the deformation of the magnetostrictive particles 120 inside the nanofiber 111, and the fine dust collecting performance is improved. This is to check for improvement.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining the apparatus and method for measuring fine dust collection performance according to Test Example 1
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the apparatus and method for measuring the fine dust collection performance according to Test Example 1.
  • an open hole O is formed on the upper surface of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, and a fragrance (A) is inserted into the upper side of the side. It was positioned in the open hole (O) of the upper surface of the sample holder (S) in which the through hole (T) was formed.
  • the sample holder (S) may have a plurality of inlet holes (P) formed on the lower side of the side so that the outside air for burning the incense is introduced into the inside.
  • Test Example 3 is a graph showing a typical schematic box plot of the C/F measurement amount of the fine dust filter according to Examples and Comparative Examples.
  • the measurement results of Test Example 1 are summarized in Table 1 below with reference to FIG. 3 .
  • the measured C/F of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 is higher than the measured C/F of the fine dust filter 100 according to Comparative Examples 1 and 2 it can be confirmed that This is a result confirming that the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 is superior to the fine dust filter 100 according to Comparative Examples 1 and 2 in fine dust collection performance.
  • Comparative Example 2 in Comparative Example 2 It can be seen that the C/F measurement amount of 1 is not significantly improved, which is the nanofiber 111 by applying an electric field to the nanofiber web 100 when manufacturing the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the polarization is not performed, even if the magnetostrictive particles 120 are deformed inside the nanofibers 111 by applying a DC magnetic field to the fine dust filter 100, the polarization of the nanofibers 111 is not sufficiently achieved, so that the fine dust collection performance is improved. It is a result that confirms that it does not happen effectively.
  • Example 1 it can be seen that the measured C/F is higher than that of Comparative Examples 1 and 2, which is a result of the application of an electric field to the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention, resulting in the nanofibers 111 ) is polarized, so that it can be confirmed that the fine dust filter 100 according to Example 1 attracts fine dust by electrostatic attraction.
  • Example 2 it can be seen that the measured amount of C/F is higher than that of Example 1, which is that when a direct current magnetic field is applied to the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention, It is a result confirming that the nanofiber 111 is further polarized due to the deformation of the magnetostrictive particles 120 to improve the fine dust collecting performance.
  • Test Example 2 after measuring the fine dust collection performance according to Test Example 1, Examples 1 to 2 were used to analyze the surfaces of the fine dust filters 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 used in Test Example 1 The surface of the fine dust filter 100 according to 2 and Comparative Examples 1 and 2 was analyzed with a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 4A to 4D are surface analysis results obtained by analyzing the surface of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 using a scanning electron microscope, and FIG. 4A is Comparative Example 1 and FIG. 4B for comparison.
  • Example 2 FIG. 4C corresponds to Example 1
  • FIG. 4D corresponds to Example 2.
  • FIG. 4A to 4D are surface analysis results obtained by analyzing the surface of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 using a scanning electron microscope, and FIG. 4A is Comparative Example 1 and FIG. 4B for comparison.
  • Example 2 corresponds to Example 1
  • FIG. 4D corresponds to Example 2.
  • FIG. 4A to 4D are surface analysis results obtained by analyzing the surface of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 using a scanning electron microscope, and FIG. 4A is Comparative Example 1 and FIG. 4B for comparison.
  • Example 2 FIG. 4C corresponds to Example 1
  • FIG. 4D corresponds to Example
  • Example 1 in the case of Example 1, it can be seen that there are fewer voids on the surface than in Comparative Examples 1 and 2, which is that the fine dust filter according to Example 1 produces more fine dust than Comparative Examples 1 and 2 This is because the pores on the surface are closed as they are collected.
  • the nanofibers 111 are polarized by applying an electric field to the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention, fine dust is generated by electrostatic attraction even if a DC magnetic field is not applied. This is a result confirming that the fine dust collecting performance is improved by the voids in the fine dust filter 100 because it can attract to some extent.
  • Example 2 has fewer voids on the surface than Example 1 and almost no voids on the surface, which is the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention.
  • a direct current magnetic field is applied to the nanofiber 111 due to the deformation of the magnetostrictive particles 120 inside the nanofiber 111, the nanofiber 111 is further polarized, and it can be confirmed that the fine dust collecting performance is effectively improved compared to when the direct current magnetic field is not applied. is the result
  • Comparative Example 2 there are relatively few voids on the surface compared to Comparative Example 1, but it can be confirmed that there are more pores than in Examples 1 and 2, which is that an electric field is applied to the nanofiber web 100 when the fine dust filter 100 is manufactured. If not, the nanofiber 111 is not polarized and even if the magnetostrictive particle 120 inside the nanofiber 111 is deformed due to the application of a direct current magnetic field, the polarization of the nanofiber 111 does not occur effectively, so that the improvement of the fine dust collection performance is effectively It is a result that confirms that it does not happen.
  • Test Example 3 is for measuring the fine dust collecting performance of the fine dust filter 100 according to an embodiment of the present invention, and Examples 1 to 2 used in Test Example 1 after measuring the fine dust collecting performance according to Test Example 1 And after dropping water droplets on the surface of the fine dust filter 100 of Comparative Examples 1 and 2, the rate of absorption by the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. will be.
  • FIG. 5A to 5D are views of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 after water droplets are dropped on the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2;
  • the water droplet absorption rate is analyzed in-situ optical microscopically, and FIG. 5A is Comparative Example 1, FIG. 5B is Comparative Example 2, FIG. 5C is Example 1, and FIG. 5D is Example 2, respectively.
  • Table 2 summarizes the water drop absorption rates of the fine dust filter 100 according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 with reference to FIGS. 5A to 5D .
  • Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Absorption rate (cm 2 /s) 0.11 0.05 0.23 0.15
  • Example 2 the water droplet absorption rate is slower in Example 2 than in Example 1, which is that when a direct current magnetic field is applied to the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention, the nanofiber ( 111) Due to the deformation of the magnetostrictive particles 120 inside, the nanofibers 111 are further polarized, so that it can be confirmed that the fine dust collecting performance is further improved than when a direct current magnetic field is not applied.
  • Comparative Example 2 In the case of Comparative Example 2, it can be seen that the water droplet absorption rate is slower than that of Comparative Example 1, but faster than Examples 1 and 2. This is a result confirming that Comparative Example 2 has lower fine dust collecting performance compared to Examples 1 and 2, and the fine dust filter 100 according to the embodiment of the present invention has a nanofiber 111 when no electric field is applied. It is not polarized, so even if the magnetostrictive particles 120 in the nanofibers 111 are deformed due to the application of a direct current magnetic field, the polarization of the nanofibers 111 does not effectively occur, so it can be confirmed that the improvement of the fine dust collection performance does not occur effectively. .
  • the present invention provides and manufactures a magnetoelectric-based fine dust filter using a nanofiber web made of piezoelectric nanofibers in which magnetostrictive particles are dispersed, so that it is possible to effectively collect fine dust without an external power source. It can be used in industrial fields that require a dust filter.

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Abstract

본 발명은 자기전기 기반의 미세먼지필터에 관한 것으로, 압전성을 가진 나노섬유로 이루어지고 전기장이 인가되어 분극화된 나노섬유웹 및 나노섬유 내부에 분산된 자왜입자를 포함한다. 본 발명은 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법에 관한 것으로, 자왜입자를 준비하는 단계, 압전물질을 용매에 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 단계, 압전물질용액에 자왜입자를 혼합하고 자왜입자를 상기 압전물질용액 내에 분산시키는 단계, 압전물질용액을 전기방사법으로 방사하여 압전성을 갖는 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 제조하는 단계 및 나노섬유웹에 전기장을 인가하여 나노섬유웹을 분극화하는 단계를 포함한다.

Description

자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법
본 발명은 내부에 자왜입자가 분산된 압전성 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 이용한 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
미세먼지는 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질 중 입자의 크기가 매우 작은 것으로, 지름이 10㎛보다 작은 일반 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 초미세먼지(PM2.5)로 나뉜다.
일반 미세먼지와 초미세먼지는 지속적으로 노출될 경우 인체에 치명적인 악영향을 끼쳐 세계보건기구(WHO)에서 1급 발암물질로 지정되었을 뿐만 아니라, 반도체 산업과 자동차 제조산업 등 산업상에서도 제품의 불량을 초래하여 경제적 손실을 발생시키는 문제가 있었다.
전술한 미세먼지로 인한 피해를 경감시키기 위해 미세먼지를 필터링할 수 있는 미세먼지필터가 개발되었으나, 종래의 미세먼지필터는 먼지 여과 효과를 증가시키기 위해 필터에 존재하는 공극의 크기를 줄임에 따라 높은 압력손실을 수반하게 되어 통기성의 확보가 어려운 단점이 있었다.
이를 해결하기 위해, 정전기력을 이용하여 미세먼지를 코로나 방전에 의해 하전시킨 후 미세먼지를 전계에 의해 집진전극 표면으로 이동시켜 포진하는 전기집진장치가 개발되었으나, 이러한 전기집진장치는 외부전원을 반드시 구비해야 하는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부전원없이 효과적으로 미세먼지를 필터링할 수 있도록 내부에 자왜입자가 분산된 압전성 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 이용한 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터는 압전성을 가진 나노섬유로 이루어지고 전기장이 인가되어 분극화된 나노섬유웹 및 나노섬유 내부에 분산된 자왜입자를 포함한다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 면에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법은 자왜입자를 준비하는 단계, 압전물질을 용매에 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 단계, 압전물질용액에 자왜입자를 혼합하고 자왜입자를 압전물질용액 내에 분산시키는 단계, 압전물질용액을 전기방사법으로 방사하여 압전성을 갖는 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 제조하는 단계 및 나노섬유웹에 전기장을 인가하여 나노섬유웹을 분극화하는 단계를 포함한다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법은 내부에 자왜입자가 분산된 압전성 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 이용하여 자기전기 기반의 미세먼지필터를 제조함에 따라 외부전원을 구비하지 않아도 미세먼지필터의 미세먼지 포집성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 시험예 1에 따른 비교예 1 내지 2와 실시예 1 내지 2의 C/F 흡착량 분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4a 내지 4d는 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 후 비교예 1 내지 2 및 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터의 표면을 주사전자현미경을 이용하여 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5d는 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 후 비교예 1 내지 2 및 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터의 물방울 흡수속도를 In-situ optical microscopic으로 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 실험 장치 및 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 실험 장치 및 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터는 압전성을 가진 나노섬유로 이루어지고 전기장이 인가되어 분극화된 나노섬유웹; 및 나노섬유 내부에 분산된 자왜입자;를 포함한다.
이겨서, 상기 나노섬유웹은 8 내지 12kV/mm의 세기를 갖는 상기 자기장이 가해져 분극화된 것이다.
상기 나노섬유는 0.5 내지 1㎛의 직경을 갖는 것이고, 상기 나노섬유웹은 50 내지 100㎛의 두께를 갖는다.
상기 나노섬유는 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴플로라이드-트리플루오로에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리부티로락탐, 폴리 발레로락탐, 폴리 헵타마이드 및 폴리(이미노-1-옥소운디카메틸렌) 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.
상기 자왜입자는 페라이트, 코발트, 니켈, 터븀 및 디스프로슘 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고 직경이 20 내지 100nm이다.
상기 자왜입자는 코발트 페라이트를 포함하고 평균입자크기가 20 내지 25nm이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 면에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법은 자왜입자를 준비하는 단계; 압전물질을 용매에 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 단계; 압전물질용액에 자왜입자를 혼합하고 자왜입자를 압전물질용액 내에 분산시키는 단계; 압전물질용액을 전기방사법으로 방사하여 압전성을 갖는 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 제조하는 단계; 및 나노섬유웹에 전기장을 인가하여 나노섬유웹을 분극화하는 단계;를 포함한다.
상기 분극화하는 단계는 상기 나노섬유웹에 8 내지 12V/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가하는 것이다.
상기 분산시키는 단계는 상기 압전물질용액 100 중량부에 상기 자왜입자 10 내지 20 중량부를 혼합하고 상기 자왜입자를 상기 압전물질용액 내에 분산시키는 것이다.
상기 압전물질용액을 제조하는 단계는 상기 용매 100 중량부에 상기 압전물질을 10 내지 20 중량부를 용해시켜 상기 압전물질용액을 제조하는 것이다.
상기 자왜입자를 준비하는 단계는 1.8 내지 2.2mmol의 질산철(Fe(NO3)3)과 0.8 내지 1.2mmol의 질산코발트(Co(NO3)2) 전구체를 이용해 PH 12 내지 14조건에서 수열합성법을 이용하여 코발트 페라이트를 포함하고 평균 입자크기가 20 내지 25nm인 상기 자왜입자를 준비하는 것이다.
상기 나노섬유웹을 제조하는 단계는 상기 자왜입자가 분산된 상기 압전물질용액을 15 내지 20kV의 전기장 내에서 0.4 내지 0.6ml/h의 방사속도 조건으로 6 내지 10시간동안 전기방사하여 상기 나노섬유웹을 제조하는 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터를 제조하기 위한 시계열적인 수행단계들을 포함한다.
설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법을 설명하는데 있어서 실질적으로 동일한 구성요소는 도면부호를 일치시켜서 기재하고 반복 설명은 생략하도록 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터 및 이의 제조방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 표면을 주사전자현미경으로 분석한 이미지를 바탕으로 도시한 개념도로서, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)는 나노섬유(111)로 이루어진 나노섬유웹(110) 및 자왜입자(120)를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법은 자왜입자 준비단계(S100), 압전물질용액 제조단계(S200), 분산 단계(S300), 나노섬유웹 제조단계(S400) 및 분극화 단계(S500)를 포함한다.
먼저, 자왜입자(120)를 준비한다(S100).
자왜입자 준비단계(S100)는 페라이트, 코발트, 니켈, 터븀 및 디스프로슘 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 자왜입자(120)를 준비하는 것일 수 있다.
여기서, 자왜입자(120)는 자기장이 인가되어 자화되면 길이, 부피 및 모양 등에 변형이 일어나는 자왜(magnetostriction) 성질을 갖는 재료일 수 있다.
자왜입자 준비단계(S100)는 통상적으로 사용되는 수열합성법을 이용하여 직경이 20 내지 100nm인 자왜입자(120)를 준비하는 것일 수 있으나, 바람직하게, 자왜입자 준비단계(S100)는 1.8 내지 2.2mmol의 질산철(Fe(NO3)3)와 0.8 내지 1.2mmol의 질산코발트(Co(NO3)2) 전구체를 이용해 PH 12 내지 14조건에서 수열합성법으로 평균입자크기가 20 내지 25nm이고 코발트 페라이트(CoFe2O4)를 포함하는 자왜입자(120)를 준비하는 것일 수 있다.
더욱 바람직하게, 자왜입자 준비단계(S100)는 2mmol의 질산철(Fe(NO3)3)와 1mmol의 질산코발트(Co(NO3)2) 전구체를 이용해 PH 13조건에서 수열합성법으로 평균입자크기가 20nm인 코발트 페라이트(CoFe2O4)를 포함하는 평균입자크기가 20nm인 자왜입자(120)를 준비하는 것일 수 있다.
한편, 자왜입자 준비단계(S100)에서 준비되는 자왜입자(120)는 후술될 나노섬유(111)의 내부에 분산되어 직류자기장이 인가되면 변형되는 것을 통해 나노섬유(111)에 기계적 응력을 가할 수 있다.
자왜입자 준비단계(S100)에서 준비되는 자왜입자(120)의 크기가 20nm 미만이면 자왜입자(120)가 직류자기장이 인가되어 변형되어도 입자의 크기가 작아 자왜입자(120)의 변형으로 인한 나노섬유(111)의 기계적 변형이 효과적으로 이루어지지 않을 수 있다.
자왜입자 준비단계(S100)에서 준비되는 자왜입자(120)의 크기가 100nm를 초과하면 자왜입자(120)의 크기가 커 자왜입자(120)가 나노섬유웹(110) 전체에 국부적으로 존재하게 되어 제조되는 미세먼지필터(100)에 자기장을 인가하면 나노섬유웹(100)의 분극화가 균일하게 일어나지 않고 국부적으로 일어날 수 있다,
또한, 나노섬유웹(110) 전체에 균일하게 자왜입자(120)가 존재하도록 하기 위해 후술할 분산 단계(S300)에서 자왜입자(120)의 혼합량을 늘릴 경우 압전물질용액의 점도가 너무 커 나노섬유웹 제조단계(S400)에서 압전물질용액의 방사가 어려울 수 있다.
압전물질을 용매에 용해시켜 압전물질용액을 제조한다(S200).
압전물질용액 제조단계(S200)에서 용매에 용해되는 압전물질은 기계적 변형이 일어나면 분극화되어 전압을 발생시키는 압전성(Piezoelectrictivity)을 갖는 물질일 수 있다.
한편, 압전물질용액 제조단계(S200)에서 용매에 용해되는 압전물질은 분자구조 내에 쌍극자가 정렬됨에 따라 분극화되지 않으면, 기계적 변형이 일어나더라도 분극화되는 정도가 작아 발생되는 전압이 미세할 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)에서 용매에 용해되는 압전물질은 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴플로라이드-트리플루오로에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리부티로락탐(Poly butyrolactam, Nylon 4), 폴리 발레로락탐(Poly valerolactam, Nylon 5), 폴리 헵타마이드(Poly heptamide, Nylon 7) 및 폴리(이미노-1-옥소운디카메틸렌)(Poly(imino-1-oxoundecamethylene), Nylon 11) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐리덴플로라이드일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 평균분자량이 180000 내지 530000g/mol인 폴리비닐리덴플로라이드일 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)에서 압전물질을 용해하는 용매는 압전물질을 용해할 수 있는 것이면 제한되지 않으나, 바람직하게 다이메틸 설폭사이드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 디메틸아세트아미드 및 다이메틸케톤일 수 있고, 더욱 바람직하게 디메틸포름아미드 및 다이메틸케톤일 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)는 용매 100 중량부에 압전물질 10 내지 20 중량부를 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 것일 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)에서 용매에 용해되는 압전물질이 10 중량부 미만이면 제조되는 압전물질용액의 점도가 낮아 나노섬유웹 제조단계(S400)에서 압전물질용액의 전기방사가 어려울 수 있고, 한 번에 제조할 수 있는 나노섬유웹(110)의 양이 작아 생산성이 떨어질 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)에서 용매에 용해되는 압전물질이 20 중량부를 초과하면 제조되는 압전물질용액의 점도가 높아 후술할 나노섬유웹 제조단계(S400)에서 압전물질용액의 전기방사시 균일한 두께를 갖는 나노섬유(111)의 연속적인 방사가 어려울 수 있다.
바람직하게, 압전물질용액 제조단계(S200)는 용매 100 중량부에 압전물질 15 중량부를 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게 용매 100 중량부에 폴리비닐리덴플로라이드 15 중량부를 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 것일 수 있다.
압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액에 자왜입자 준비단계(S100)에서 준비된 자왜입자(120)를 혼합하고 압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액 내에 분산시킨다(S300).
분산 단계(S300)는 압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액 100 중량부에 자왜입자(120) 10 내지 20 중량부를 혼합하고 자왜입자(120)를 압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액 내에 균일하게 분산시키는 것일 수 있다.
분산 단계(S300)에서 제조된 압전물질용액에 혼합되는 자왜입자(120)가 10 중량부 미만이면 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)에 자기장이 인가되어도 자왜입자(120)의 함량이 부족하여 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)에 충분한 응력을 가해지지 못할 수 있다.
분산 단계(S300)에서 제조된 압전물질용액에 혼합되는 자왜입자(120)가 20 중량부를 초과하면 혼합되는 자왜입자(120)의 양이 과도하여 압전물질용액의 점도가 높아 나노섬유웹 제조단계(S400)에서 압전물질용액의 방사가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
바람직하게, 분산 단계(S300)는 압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액 100 중량부에 자왜입자(120) 15 중량부를 혼합하고 자왜입자(120)를 압전물질용액 제조단계(S200)에서 제조된 압전물질용액 내에 분산시키는 것일 수 있다.
분산 단계(S300)에서 제조된 자왜입자(120)가 분산된 압전물질용액을 전기방사법으로 방사하여 내부에 자왜입자(120)가 분산되고 압전성을 갖는 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹(110)을 제조한다(S400).
나노섬유웹 제조단계(S400)는 분산 단계(S300)에서 제조된 자왜입자(120)가 분산된 압전물질용액을 15 내지 20kV의 전기장 내에서 0.4 내지 0.6ml/h의 방사속도 조건으로 6 내지 10시간동안 전기방사하여 내부에 자왜입자가 분산되고 압전성을 갖는 나노섬유(111)로 이루어진 나노섬유웹(110)을 제조하는 것일 수 있다.
나노섬유웹 제조단계(S400)에서 제조되는 나노섬유웹(110)은 내부에 자왜입자(120)가 분산된 나노섬유(111)로 이루어지는 것일 수 있다.
한편, 나노섬유웹 제조단계(S400)에서 이용되는 전기방사는 니들이 구비된 시린지에 압전물질용액을 투입하고, 시린지와 소정거리 떨어진 집진판 사이에 전기장을 인가하면 시린지 니들로부터 압전물질용액이 방사되어 집진판으로 모아지는 방식일 수 있다.
나노섬유웹 제조단계(S400)에서 전기방사시 전기장의 세기가 15 kV 미만이면 시린지 니들과 집진판 사이에 전기장이 약해 압전물질용액의 방사가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
전기장의 세기가 20kV를 초과하면 전기장의 세기가 너무 세 압전물질용액의 방사가 규칙적으로 이루어지지 않아 두께가 균일하고 연속적인 나노섬유(111)로 이루어진 나노섬유웹(110)을 제조하기 어려울 수 있다.
나노섬유웹 제조단계(S400)에서 방사속도가 0.4 ml/h 미만이면 나노섬유웹(110)을 제조하는데 시간이 오래걸려 미세먼지필터(100)의 생산성이 떨어질 수 있다.
방사속도가 0.6 ml/h를 초과하면 인가되는 전기장의 세기에 비해 압전물질용액이 방사되어 균일한 두께를 가지는 나노섬유(111)로 이루어진 나노섬유웹(110)을 제조하기 어려울 수 있고, 방사속도가 너무빨라 압전물질용액의 용매가 증발되는 시간이 부족하여 나노섬유웹(110)의 제조가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
나노섬유웹 제조단계(S400)에서 방사시간이 6시간 미만이면 방사시간이 충분하지 않아 제조되는 나노섬유웹(110)의 두께가 너무 얇을 수 있고, 10 시간을 초과하면 나노섬유웹(110)의 두께가 충분하여 더이상 방사하는 의미가 없고, 방사시간이 길어짐에 따라 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지 필터(100)의 생산성이 떨어질 수 있다.
나노섬유웹(110)은 두께가 50 내지 100㎛일 수 있고, 압전성을 가지고 직경이 0.5 내지 1㎛인 나노섬유(111)로 이루어는 것일 수 있다.
나노섬유웹(110)의 두께가 50㎛ 미만이면 나노섬유웹(110)의 두께가 너무 얇아 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)의 기계적 강도가 떨어질 수 있으며, 100㎛를 초과하면 나노섬유웹(110)의 두께가 너무 굵어 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)의 통기성이 떨어질 수 있다.
나노섬유웹 제조단계(S400)에서 제조된 나노섬유웹(110)에 전기장을 인가해 나노섬유웹(110)을 이루는 나노섬유(111)를 분극화하여 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)를 제조한다(S500).
분극화 단계(S500)는 나노섬유웹(110)을 이루는 나노섬유(111) 내의 쌍극자를 정렬하기 위해 나노섬유웹(110)에 8 내지 12 kV/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가하는 것일 수 있다.
분극화 단계(S500)에서 나노섬유웹(110)에 가해지는 전기장의 세기가 8 kV/mm 이만이면 전기장의 세기가 약해 나노섬유(111)의 분극화가 효과적으로 일어나지 않을 수 있고, 12 kV/mm를 초과하면 미세먼지필터(100) 내부에 전기가 흐르게 되어 나노섬유(111)의 분극화가 이루어지지 않을 수 있다.
분극화 단계(S500)에서 나노섬유웹(110)에 전기장이 인가되어 나노섬유(111)가 분극화됨에 따라 나노섬유웹(110)이 분극화될 수 있다.
분극화 단계(S500)에서 나노섬유웹(110)에 8 내지 12 kV/mm의 세기를 갖는 전기장이 인가되면 나노섬유웹(110)을 이루는 나노섬유(111)의 쌍극자가 정렬됨에 따라, 나노섬유(111)의 분극화가 이루어질 수 있다.
분극화 단계(S500)에서 나노섬유(111)의 분극화가 이루어지면 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)가 미세먼지를 정전기적 인력으로 끌어당길 수 있어 미세먼지 포집성능이 향상될 수 있고, 또한, 나노섬유(111)에 기계적 응력이 가해지면 나노섬유(111)가 더욱 분극화될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)는 자기장이 인가되지 않아도 미세먼지를 끌어당겨 미세먼지 포집성능이 향상되었을 뿐만 아니라, 직류자기장을 인가하면 나노섬유웹(110)을 이루는 나노섬유(111)가 더욱 분극화되어 미세먼지를 더 효과적으로 포집할 수 있다.
바람직하게, 분극화 단계(S500)는 나노섬유웹(110)에 10kV/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)는 직류자기장이 인가되면 나노섬유(111) 내에 분산된 자왜 물질(120)이 변형됨에 따라, 나노섬유(111)에 응력(stress)이 가해지게 된다.
나노섬유(111)에 응력이 가해지면 나노섬유(111)가 더욱 분극화되게 되고, 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)의 표면전하량이 상승하게 되어 미세먼지를 더욱 효과적으로 포집할 수 있다.
<실시예 1>
먼저, 2mmol의 질산철(Fe(NO3)3)와 1mmol의 질산코발트(Co(NO3)2) 전구체를 이용해 PH 13조건에서 수열합성법으로 평균입자크기가 20nm인 코발트 페라이트(CoFe2O4)를 포함하는 자왜입자(120)를 준비하였다.
다음으로, 용매 100 중량부에 폴리비닐리덴플로라이드 15 중량부를 용해하여 압전물질용액을 제조하였다. 제조된 압전물질용액 100 중량부에 자왜입자(120) 15 중량부를 혼합하고 압전물질용액 내에 균일하게 분산시켰다.
자왜입자(120)가 분산된 압전물질용액을 17kV의 전기장 내에서 0.5ml/h의 방사속도 조건으로 전기방사법으로 8시간동안 방사하여 나노섬유웹(110)을 제조하였다.
제조된 나노섬유웹(110)에 10kV/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가해 나노섬유웹(110)을 이루는 나노섬유(111)를 분극화하여 미세먼지필터(100)를 완성하였다.
<실시예 2>
상기 실시예1과 동일한 방법으로 미세먼지필터(100)를 제조하였다. 단, 시험예 1의 미세먼지 포집성능 측정시 700 Oe(Oersted, 에르스텟)의 세기를 갖는 직류자기장을 인가하면서 미세먼지 포집성능을 측정한 것을 실시예 2로 하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 미세먼지필터(100)를 제조하였다. 단, 제조된 나노섬유웹(110)에 10kV/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가하지 않고 미세먼지필터(100)를 완성하였다.
<비교예 2>
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 미세먼지 필터(100)를 제조하였다. 단, 시험예 1의 미세먼지 포집성능 측정시 700 Oe(Oersted, 에르스텟)의 세기를 갖는 직류자기장을 인가하면서 미세먼지 포집성능을 측정한 것을 비교예 2로 하였다.
<시험예 1>
시험예 1에서는 본 발명의 실시예에 따른 자기전기 기반의 미세먼지필터(100)의 미세먼지 포집 상승효과를 확인하기 위한 것으로, 실시예 1과 비교예 1에 따른 미세먼지필터(100)의 미세먼지 포집성능을 측정하였다.
실시예 1과 비교예 1에 따른 미세먼지필터(100)에 700 Oe(Oersted, 에르스텟)의 세기를 갖는 직류자기장을 인가하면서 미세먼지 포집성능을 측정한 것을 각각 실시예 2와 비교예 2로 하여 실시예 2와 비교예 2의 미세먼지 포집성능도 함께 측정하였다. 이는 실시예 1에 따른 미세먼지필터(100)에 직류자기장을 인가하였을 때 나노섬유(111) 내부에 자왜입자(120)의 변형으로 인해 미세먼지필터(100)의 분극화가 일어나 미세먼지 포집성능이 향상되는 것을 확인하기 위한 것이다.
도 6은 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 실험 장치 및 방법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 7은 시험예1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 실험 장치 및 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 내지 7을 참고하면, 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)를 상면에 개방공(O)이 형성되고, 측면 상측에 향(A)을 투입하기 위한 통공(T)이 형성된 샘플 홀더(S) 상면의 개방공(O)에 위치시켰다. 한편, 샘플 홀더(S)는 내부로 향을 연소시키기 위한 외기가 유입되도록 하기 위해 측면 하측에 복수 개의 유입공(P)이 형성된 것일 수 있다.
연소됨에 따라 다량의 탄소산화물과 질소산화물로 이루어진 연기를 발생시키는 향(A)을 샘플 홀더의 측면에 형성된 통공(T)을 통해 샘플 홀더(S)의 내부에 위치시켰다. 즉, 향(A)을 연소시킴에 따라 다량의 탄소산화물과 질소산화물로 이루어진 연기가 샘플 홀더(S) 상측으로 상승하게 되고, 이에 따라 미세먼지필터(100)에 연기가 투과하게된다.
향(A)을 30 분간 0.35g/h의 속도로 연소시킨 후 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 플루오린 대비 카본 흡착량(Carbon/Fluorine, C/F)를 측정하였다.
한편, 실시예 2와 비교예 2에 따른 미세먼지필터(100)의 미세먼지 포집성능 측정시 도 6 내지 도 7에 도시된 Electromagnet을 이용하여 직류자기장을 실시예 2와 비교예 2에 따른 미세먼지필터(100)에 인가하였다.
도 3은 실시예와 비교예에 따른 미세먼지필터의 C/F 측정량을 typical schematic box plot으로 도시한 그래프로, 도 3을 참조하여 아래 표 1에 시험예 1의 측정결과를 정리하였다.
C/F 측정량(Molar ratio)
평균값 최소값 최대값
실시예 1 4.81 3.42 7.15
실시예 2 7.01 3.71 15.75
비교예 1 4.07 1.49 5.13
비교예 2 4.02 2.88 6.13
도 3과 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 C/F 측정량이 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 C/F 측정량보다 높게 측정되는 것을 확인할 수 있다. 이는 미세먼지 포집성능이 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)가 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)보다 뛰어나다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.비교예 2의 경우 비교예 1의 C/F 측정량보다 크게 향상되지 않은 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100) 제조시 나노섬유웹(100)에 전기장을 인가하여 나노섬유(111)를 분극화하지 않으면 미세먼지필터(100)에 직류자기장을 인가하여 나노섬유(111) 내부에 자왜입자(120)를 변형시키더라도 나노섬유(111)의 분극화가 충분히 이루어지지 않아 미세먼지 포집성능의 향상이 효과적으로 일어나지 않는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
또한, 실시예 1의 경우 비교예 1 내지 2에 비해 C/F 측정량이 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)에 전기장을 인가함에 따라, 나노섬유(111)의 분극화가 이루어져 실시예 1에 따른 미세먼지필터(100)가 정전기적 인력으로 미세먼지를 끌어당기는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
실시예 2의 경우 실시예 1에 비하여 C/F 측정량이 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)에 직류 자기장을 인가하면 나노섬유(111) 내부에 존재하는 자왜입자(120)의 변형으로 인해 나노섬유(111)가 더욱 분극화되어 미세먼지 포집성능이 향상되는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
<시험예 2>
시험예 2에서는 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 후 시험예 1에 사용된 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 표면을 분석하기 위해 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 표면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)으로 분석하였다.
도 4a 내지 4d는 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 표면을 주사전자현미경을 이용해 분석한 표면분석결과이고, 도 4a는 비교예 1, 도 4b는 비교예 2, 도 4c는 실시예 1, 도 4d는 실시예 2에 각각 대응되는 것이다.
도 4a 내지 4d를 참고하면, 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 표면에 공극(pore)이 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)에 비해 더 적게 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)가 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)보다 미세먼지를 많이 포집함에 따라 표면에 공극이 미세먼지에 의해 폐쇄됨에 의한 것으로, 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)가 비교예 1 내지 2의 미세먼지필터(100)보다 미세먼지 포집성능이 뛰어나다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
도 4a 내지 4c를 참고하면, 실시예 1의 경우 비교예 1 내지 2에 비해 표면에 공극이 적은 것을 확인할 수 있는데, 이는 실시예 1에 따른 미세먼지필터가 비교예 1 내지 2보다 미세먼지를 많이 포집함에 따라 표면의 공극이 폐쇄됨으로 인한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)에 전기장을 인가하여 나노섬유(111)가 분극화되면 직류자기장을 인가하지 않더라도 정전기적 인력으로 미세먼지를 어느정도 끌어당길 수 있어 미세먼지필터(100)에 공극이 미세먼지 포집성능이 향상된다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
도 4c 내지 4d를 참고하면, 실시예 2의 경우 실시예 1보다 표면에 공극이 적고, 표면에 공극이 거의 존재하지 않는 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)에 직류 자기장을 인가하면 나노섬유(111) 내부에 자왜입자(120)의 변형으로 인해 나노섬유(111)가 더욱 분극화되어 미세먼지 포집성능이 직류자기장을 인가하지 않을 때보다 효과적으로 향상되는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
비교예 2의 경우 비교예 1에 비해 표면에 공극이 상대적으로 적게 존재하나 실시예 1 내지 2보다는 많은 것을 확인할 수 있는데, 이는 미세먼지필터(100) 제조시 나노섬유웹(100)에 전기장이 인가되지 않으면 나노섬유(111)가 분극화되지 않아 직류자기장이 인가되어 나노섬유(111) 내부의 자왜입자(120)가 변형되더라도 나노섬유(111)의 분극이 효과적으로 일어나지 않아 미세먼지 포집성능의 향상이 효과적으로 일어나지 않는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
<시험예 3>
시험예 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)의 미세먼지 포집성능을 측정하기 위한 것으로, 시험예 1에 따른 미세먼지 포집성능 측정 후 시험예 1에 사용된 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2의 미세먼지필터(100) 표면에 물방울(water droplet)을 떨어트린 후 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)에 흡수되는 속도를 측정한 것이다.
도 5a 내지 5d는 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)에 물방울을 떨어트린 후 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 물방울 흡수속도를 In-situ optical microscopic으로 분석한 분석결과이고, 도 5a는 비교예 1, 도 5b는 비교예 2, 도 5c는 실시예 1, 도 5d는 실시예 2에 각각 대응되는 것이다.
도 5a 내지 5d를 참고하여 실시예 1 내지 2와 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 물방울 흡수 속도를 표 2에 정리하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
흡수 속도(cm2/s) 0.11 0.05 0.23 0.15
도 5a 내지 5d와 표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)의 물방울 흡수 속도가 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)보다 느린 것을 확인할 수 있다.이는 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)가 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)보다 미세먼지를 많이 포집함에 따라 표면에 공극이 미세먼지에 의해 폐쇄되어 물방울의 흡수가 방해되는 것에 의한 것으로, 실시예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)가 비교예 1 내지 2에 따른 미세먼지필터(100)보다 미세먼지 포집성능이 뛰어나다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
도 5a 내지 5c를 참고하면, 실시예 1의 경우 비교예 1 내지 2에 비해 물방울 흡수 속도가 느린 것을 확인할 수 있다.
이는 실시예 1에 따른 미세먼지필터가 비교예 1 내지 2보다 미세먼지를 많이 포집함에 따라 표면의 공극이 폐쇄되었다는 것을 확인할 수 있는 결과이고, 나노섬유웹(110)에 전기장을 인가하여 나노섬유(111)가 분극화되면 직류자기장이 인가되지 않더라도 정전기적 인력으로 어느정도 미세먼지를 끌어당길 수 있는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
도 5c 내지 5d를 참고하면, 실시예 2의 경우 실시예 1보다 물방울 흡수 속도가 느린 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)에 직류 자기장을 인가하면 나노섬유(111) 내부에 자왜입자(120)의 변형으로 인해 나노섬유(111)가 더욱 분극화되어 직류자기장을 인가하지 않을 때보다 미세먼지 포집성능이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
비교예 2의 경우 비교예 1에 비해 물방울 흡수 속도가 느리나 실시예 1 내지 2보다는 빠른 것을 확인할 수 있는다. 이는 비교예 2가 실시예 1 내지 2에 비해 미세먼지 포집성능이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이고, 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지필터(100)는 전기장이 인가되지 않으면 나노섬유(111)가 분극화되지 않아, 직류자기장이 인가되어 나노섬유(111) 내의 자왜입자(120)가 변형되더라도 나노섬유(111)의 분극이 효과적으로 일어나지 않아 미세먼지 포집성능의 향상이 효과적으로 일어나지 않는 것을 확인할 수 있는 결과이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 내부에 자왜입자가 분산된 압전성 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 이용하여 자기전기 기반의 미세먼지필터를 제공 및 제조할 수 있어 외부전원을 구비하지 않아도 효과적으로 미세먼지를 포집할 수 있는 미세먼지필터를 필요로 하는 산업 분야에 이용 가능하다.

Claims (12)

  1. 압전성을 가진 나노섬유로 이루어지고 전기장이 인가되어 분극화된 나노섬유웹; 및
    상기 나노섬유 내부에 분산된 자왜입자;를 포함하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹은 8 내지 12kV/mm의 세기를 갖는 상기 자기장이 가해져 분극화된 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 나노섬유는 0.5 내지 1㎛의 직경을 갖는 것이고,
    상기 나노섬유웹은 50 내지 100㎛의 두께를 갖는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 나노섬유는 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴플로라이드-트리플루오로에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리부티로락탐, 폴리 발레로락탐, 폴리 헵타마이드 및 폴리(이미노-1-옥소운디카메틸렌) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 자왜입자는
    페라이트, 코발트, 니켈, 터븀 및 디스프로슘 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고 직경이 20 내지 100nm인 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자왜입자는 코발트 페라이트를 포함하고 평균입자크기가 20 내지 25nm인 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지 필터.
  7. 자왜입자를 준비하는 단계;
    압전물질을 용매에 용해시켜 압전물질용액을 제조하는 단계;
    상기 압전물질용액에 상기 자왜입자를 혼합하고 상기 자왜입자를 상기 압전물질용액 내에 분산시키는 단계;
    상기 압전물질용액을 전기방사법으로 방사하여 내부에 상기 자왜입자가 분산되고 압전성을 갖는 나노섬유로 이루어진 나노섬유웹을 제조하는 단계; 및
    상기 나노섬유웹에 전기장을 인가하여 상기 나노섬유웹을 이루는 상기 나노섬유를 분극화하는 단계;를 포함하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 분극화하는 단계는 상기 나노섬유웹에 8 내지 12V/mm의 세기를 갖는 전기장을 인가하는 것
    인 자기전기 기반 미세먼지필터의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 분산시키는 단계는
    상기 압전물질용액 100 중량부에 상기 자왜입자 10 내지 20 중량부를 혼합하고 상기 자왜입자를 상기 압전물질용액 내에 분산시키는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 압전물질용액을 제조하는 단계는
    상기 용매 100 중량부에 상기 압전물질을 10 내지 20 중량부를 용해시켜 상기 압전물질용액을 제조하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 자왜입자를 준비하는 단계는 1.8 내지 2.2mmol의 질산철(Fe(NO3)3)과 0.8 내지 1.2mmol의 질산코발트(Co(NO3)2) 전구체를 이용해 PH 12 내지 14조건에서 수열합성법을 이용하여 코발트 페라이트를 포함하고 평균 입자크기가 20 내지 25nm인 상기 자왜입자를 준비하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 나노섬유웹을 제조하는 단계는 상기 자왜입자가 분산된 상기 압전물질용액을 15 내지 20kV의 전기장 내에서 0.4 내지 0.6ml/h의 방사속도 조건으로 6 내지 10시간동안 전기방사하여 상기 나노섬유웹을 제조하는 것
    인 자기전기 기반의 미세먼지필터의 제조방법.
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