KR100778360B1 - 공기청정기용 활성탄필터 및 공기청정기용 활성탄필터제조방법 - Google Patents

공기청정기용 활성탄필터 및 공기청정기용 활성탄필터제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기청정기용 활성탄필터에 관한 것으로써, 특히, 활성탄본체에는 항균물질이 포함되어, 활성탄에 흡착된 악취물질 및 미세유기물질의 미생물 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있는 공기청정기용 활성탄필터에 관한 것이다.
공기청정기용 활성탄필터, 악취, 미생물

Description

공기청정기용 활성탄필터 및 공기청정기용 활성탄필터 제조방법{active carbon filter of air cleaner and manufacturing method of active carbon filter of air cleaner}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 암모니아 제거효율을 나타내는 표.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 미생물 성장특성을 나타내는 표.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 악취특성을 나타내는 표.
본 발명은 공기청정기용 활성탄필터에 관한 것으로써, 특히, 활성탄본체에는 항균물질이 포함되어, 활성탄에 흡착된 악취물질 및 미세유기물질의 미생물 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있는 공기청정기용 활성탄필터에 관한 것이다.
종래의 공기청정기용 활성탄필터는 한국등록특허 제507996호에 제시된 것이 있다.
일반적으로 근래에 들어 실외보다 실내가 더 오염되고 있는 것으로 알려져 있다. 이것은 거주환경에 따른 것으로, 기밀성높은 고단열 주택이나 아파트는 냉난방효과를 높이는 장점이 있으나, 반면 실내공기가 오염되었을 경우 그 오염물질이 장시간 실내에 잔존하게 되는 단점이 있다. 성인이 하루 평균 20시간을 실내에서 생활함을 감안할 때, 이러한 실내오염은 진지하게 고려되어야 할 것이다.
상기와 같은 실내오염 물질은 약 100㎛ 이상의 강하성 먼지부터 부유오염물질인 10~100㎛ 정도의 꽃가루나 25㎛ 정도의 미세먼지, 10㎛ 정도의 곰팡이나 진드기 부산물, 0.001~1㎛ 정도의 담배연기 등을 들 수 있다.
이러한 실내오염물질이나 악취를 제거하기 위해 공기정화기가 개발되어 있으며, 공기정화기는 그 방식에 따라 크게 기계집진식과 전기집진식으로 구분된다.
더욱 상세하게는 미립자제거방식과 악취제거방식에 의해 세분류되어, 미립자 제거방식에 따라 전기식 여과방식, 전기침전방식, 음이온발생방식, 기계적필터방식으로 구분되며, 악취제거방식에 따라 오존발생방식과 카본흡착방식등으로 구분된다.
이 중 전기집진식은 코로나 방전에 의한 음이온화 영역에서 공기중 부유물을 대전시켜 집진을 수행토록 한 것이다.
즉, 방전에 의한 이온화 영역을 생성하고 여기에 공기를 통과시키면서, 방전에 의해 세균등을 제거함과 더불어 미세물질의 대전에 의해 양극판이 집진을 수행토록 한 것이다.
한편, 기계식은 각 기능을 갖는 필터를 조합하여 사용하는 것으로, 예를 들어 카본흡착필터와 미립자제거필터를 조합하여 카본흡착필터로 악취를 제거하고 미립자제거필터로 균이나 미세분진이 제거되도록 한 것이다.
이러한 필터로는 단순히 큰 먼지를 걸러주는 부직포필터, 공기중의 악취 및 냄새를 제거하는 활성탄필터, 곰팡이균이나바이러스균등의 각종 세균을 제거하는 항균필터, 반도체회사의 크린룸에서 사용하는 특수섬유로 제작하여 미세먼지를 걸러주는 헤파필터등이 이용된다.
종래의 이와 같은 활성탄은 벤젠, 톨루엔 등과 같은 무극성의 탄화수소류 흡착에 사용되고 있으나 암모니아를 포함하는 악취가스에는 충분하지 못하여 산 및 알칼리금속 할라이드 혼합물을 담지시킨 탈취제가 사용되고 있다.
이와 같이 활성탄에 산 및 알칼리금속 할라이드 혼합물을 담지시킨 것은 한국등록특허 제33545호에 제시되어 있다.
그러나, 이러한 활성탄의 미세기공을 포함한 표면을 산 및 알칼리금속 할라이드로 첨착처리할 경우, 반데르발스(van der waals) 힘이 약화되어 일반활성탄에 비해 많은 양의 암모니아를 흡착처리할 수 있다.
활성탄표면에 암모니아 등이 흡착될 경우 활성탄은 암모니아로 포화되며, 이러한 암모니아는 미생물의 에너지원으로 사용된다. 암모니아는 질산화박테리아의 전자공여체역할을 수행하고 미세기공내에 산소농도가 낮을 경우 혐기성 반응이 수반되어 황산화물의 합성이 이루어짐으로써 악취발생원으로 작용하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 활성탄본체에는 항균물질이 포함되어, 활성탄에 흡착된 악취물질 및 미세유기물질의 미생물 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있는 공기청정기용 활성탄필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기청정기용 활성탄필터는, 활성탄본체를 포함하되,
상기 활성탄본체에는 항균물질이 포함된 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 활성탄에 흡착된 악취물질 및 미세유기물질의 미생물 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있다.
전술한 구성에서 상기 항균물질은 은나노로 할 수 있다.
상기 활성탄본체에는 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시켜서, 많은 양의 암모니아를 흡착처리를 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 제조방법은, 활성탄을 은염수용액에 침지시키는 제1침지단계와, 인산과 구연산을 혼합한 혼합수용액과 브롬화칼륨수용액을 혼합한 용액에 상기 활성탄을 침지시키는 제2침지단계와, 상기 활성탄을 고온에서 가열하는 가열단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 손상된 활성탄의 기공을 부활시킬 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 제1침지단계에서, 상기 은염수용액은 수용성 질산은의 은염 또는 염화은의 은염과 증류수를 혼합하여 제조한다.
상기 가열단계에 이어서, 상기 활성탄을 냉각하는 냉각단계와, 상기 제1침지단계 이전에, 야자껍질을 활성화시켜 상기 활성탄을 제조하는 제조단계와, 상기 활성탄에 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시키는 담지단계를 더 포함하여, 활성탄의 암모니아 제거효율은 높도록 유지하면서 유기물질과 미생물의 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있다.
상기 제1침지단계에 이어서, 침지시킨 활성탄을 건조시키는 제1건조단계와, 상기 제2침지단계에 이어서, 침지시킨 활성탄을 건조시키는 제2건조단계가 더 포함된다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 공기청정기용 활성탄필터는, 활성탄본체를 포함하되, 상기 활성탄본체에는 항균물질이 포함된다.
활성탄본체는 목탄계, 석탄계, 석유피치 등에서 기인된 모든 것을 포함하며, 바람직하게는 야자껍질을 활성화 시켜서 제조할 수 있다.
활성탄본체에는 은분말, 나노크기의 은입자, 은나노와 같은 항균물질이 첨착 담지되어 포함된다.
나아가, 활성탄본체는 암모니아 흡착능을 증대시키기 위해 알칼리금속 할라이드(예;브롬화 칼륨)의 산의 혼합물(화학적 첨착담지방법)을 첨착 담지시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 활성탄본체에 은나노를 첨착 담지하면 은나노가 항균작용을 하여 활성탄본체에서 미생물 반응이 생기는 것을 방지하게 된다.
은첨착 악취제거용 활성탄과 화학적 첨착담지방법에 따른 활성탄을 각각 소형반응조에 넣고 암모니아 가스를 공급하면서 제거효율과 운전에 따른 활성탄표면의 미생물 성장특성과, 활성탄에서 발생되는 악취특성을 실험하였다.
상기 실험의 결과는 활성탄필터 암모니아 제거효율을 나타내는 표(도 1), 활성탄필터 미생물 성장특성을 나타내는 표(도 2), 활성탄필터 악취특성을 나타내는 표(도 3)에 나타나 있다.
상기 표에 나타나는 바와 같이, 암모니아 제거효율은 종래의 활성탄과 동일한 반면에, 은을 첨착한 본 발명의 활성탄은 미생물 성장과 악취에서 종래의 활성탄(대구조)보다 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 제조방법은, 활성탄을 은염수용액에 침지시키는 제1침지단계와, 인산과 구연산을 혼합한 혼합수용액과 브롬화칼륨수용액을 혼합한 용액에 상기 활성탄을 침지시키는 제2침지단계와, 상기 활성탄을 고온에서 가열하는 가열단계를 포함하여 이루어진다.
야자껍질을 활성화시켜 입상 활성탄(6~24mesh)을 제조한다.
상기 활성탄에 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 첨착 담지시킨다.
상기 입상 활성탄 100g을 은염수용액에 72시간 침지시킨다.
여기서, 수용성 질산은(AgNO3)의 은염을 중량비 5-10%로 하고 증류수는 90%-95%로 하는 은염수용액을 제조한다.
이때 질산은(AgNO3)대신에 염화은(AgCl2)를 사용하여도 무방하다.
침지시킨 상기 입상 활성탄을 건조시킨다.
20%인산과 10%구연산을 혼합한 혼합수용액 1liter와 10%브롬화칼륨수용액 1liter을 혼합한 용액에 상기 활성탄을 120 시간 침지시킨다.
침지시킨 상기 입상 활성탄을 건조시킨다.
상기 입상 활성탄을 5000C의 전기조에서 소정시간동안 가열하여 첨착공정에서 손상된 상기 입상 활성탄의 기공을 부활시킨다.
최종적으로 상기 입상 활성탄을 냉각하여 제조한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 공기청정기용 활성탄필터에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
상기 활성탄본체에는 항균물질이 포함되어, 활성탄에 흡착된 악취물질 및 미세유기물질의 미생물 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있다.
상기 활성탄본체에는 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시켜서, 많은 양의 암모니아를 흡착처리를 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기청정기용 활성탄필터 제조방법은, 활성탄을 은염수용액에 침지시키는 제1침지단계와, 인산과 구연산을 혼합한 혼합수용액과 브롬화칼륨수용액을 혼합한 용액에 상기 활성탄을 침지시키는 제2침지단계와, 상기 활성탄을 고온에서 가열하는 가열단계를 포함하여 이루어져, 은을 효과적으로 담지시킬 수 있으며, 손상된 활성탄의 기공을 부활시킬 수 있다.
상기 가열단계에 이어서, 상기 활성탄을 냉각하는 냉각단계와, 상기 제1침지단계 이전에, 야자껍질을 활성화시켜 상기 활성탄을 제조하는 제조단계와, 상기 활성탄에 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시키는 담지단계를 더 포함하여, 활성탄의 암모니아 제거효율은 높도록 유지하면서 유기물질과 미생물의 반응에 의한 부패취 발생을 억제할 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 활성탄본체를 포함하되,
    상기 활성탄본체에는 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시키되,
    상기 활성탄본체의 미세기공을 포함한 표면을 상기 산 및 상기 알칼리금속 할라이드로 담지하여 암모니아로 포화되어 세균이 번식하는 것을 방지하는 항균물질이 상기 활성탄본체에 포함되는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 항균물질은 은나노인 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터.
  4. 인산과 구연산을 혼합한 혼합수용액과 알칼리금속 할라이드인 브롬화칼륨수용액을 혼합한 용액에 활성탄을 침지시키는 제2침지단계;
    상기 활성탄을 고온에서 가열하는 가열단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 제2침지단계 이전에는, 상기 제2침지단계로 인해 상기 활성탄이 암모니아로 포화되어 세균이 번식하는 것을 방지하도록 활성탄을 은염수용액에 침지시키는 제1침지단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1침지단계에서,
    상기 은염수용액은 수용성 질산은의 은염 또는 염화은의 은염과 증류수를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터 제조방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 가열단계에 이어서,
    상기 활성탄을 냉각하는 냉각단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1침지단계 이전에,
    야자껍질을 활성화시켜 상기 활성탄을 제조하는 제조단계와,
    상기 활성탄에 산과 알칼리금속 할라이드의 혼합물을 담지시키는 담지단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1침지단계에 이어서, 침지시킨 활성탄을 건조시키는 제1건조단계와,
    상기 제2침지단계에 이어서, 침지시킨 활성탄을 건조시키는 제2건조단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 활성탄필터 제조방법.
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