KR102507354B1 - Apparatus and method for producing nano-particle deposited anti-micobial air filer media - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치 및 방법에 관한 발명이다. 본 발명에서는, 나노 입자의 소재로 이루어지는, 적어도 한 쌍의 전극 사이에서 발생하는 스파크 방전을 이용하여 나노 입자를 발생시키고, 건조 가스 공기를 운반 가스로 하여, 생성된 나노 입자를 증착 장치에 공급하고, 증착 장치 내에서, 반송 장치에 의해 반송되는 필터 여재 상에 나노 입자가 포함된 건조가스를 분사함으로써, 필터 여재 상에 나노 입자를 증착시키는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing an antibacterial filter medium in which nanoparticles are deposited. In the present invention, nanoparticles are generated using a spark discharge generated between at least a pair of electrodes made of nanoparticle material, and the generated nanoparticles are supplied to a deposition apparatus using dry gas air as a carrier gas, , It is characterized in that the nanoparticles are deposited on the filter medium by spraying a drying gas containing the nanoparticles on the filter medium transported by the conveying device in the deposition apparatus.

Description

나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING NANO-PARTICLE DEPOSITED ANTI-MICOBIAL AIR FILER MEDIA}Apparatus and method for manufacturing antibacterial filter media deposited with nanoparticles {APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING NANO-PARTICLE DEPOSITED ANTI-MICOBIAL AIR FILER MEDIA}

본 발명은 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항균 기능을 갖는 나노 입자를 필터 여재 상에 증착시킴으로써, 필터 여재의 항균 성능을 향상시킬 수 있는 제조 방법 및 제조 장치에 관한 발명이다. The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing an antibacterial filter medium on which nanoparticles are deposited, and more particularly, to a manufacturing method capable of improving the antibacterial performance of a filter medium by depositing nanoparticles having an antibacterial function on the filter medium, and It is an invention related to a manufacturing apparatus.

대기환경의 오염이 심각해짐에 따라, 최근 미세 먼지 또는 유해 가스 제거용 에어필터가 구비된 공기 청정기를 실내에 설치하여 사용하는 경우가 증가하고 있다. As the pollution of the atmospheric environment becomes serious, the number of cases in which air purifiers equipped with air filters for removing fine dust or harmful gases are installed and used indoors has recently increased.

특히, 최근 바이러스성 질병이 창궐함에 따라, 기존의 집진 및 탈취 기능에 더하여, 공기에 존재하는 박테리아, 곰팡이, 바이러스와 같은 다양한 미생물의 제거가 가능한 다기능 항균 에어 필터에 대한 요구가 증가하고 있다. 박테리아나 미생물 및 바이러스 등은 미세 먼지와 대비하여 그 물리적인 크기가 더욱 작기 때문에 이들을 제거하기 위해서는 일반적인 여과식 필터로는 역부족이다. 또한, 필터를 통해 이러한 미생물들을 여과한다 하더라도, 일반 부유 입자와 달리 부유 미생물의 경우 환경 조건에 따라 포집된 필터 여재 표면 상에서 다시 증식하게 되며, 또한, 이들이 부패하면서 생기는 생물학적 휘발성 유기 화학물질(MVOC)에 의해 악취가 발생하는 등 2차 오염을 발생시킬 우려가 크다. In particular, with the recent outbreak of viral diseases, there is an increasing demand for multi-functional antibacterial air filters capable of removing various microorganisms such as bacteria, fungi, and viruses present in the air in addition to existing dust collection and deodorization functions. Since bacteria, microorganisms, and viruses have a smaller physical size compared to fine dust, general filtration filters are insufficient to remove them. In addition, even if these microorganisms are filtered through a filter, unlike general suspended particles, suspended microorganisms proliferate again on the surface of the filter medium collected according to environmental conditions, and biological volatile organic chemicals (MVOCs) generated as they decay There is a high risk of causing secondary contamination, such as odor generation.

따라서, 특허문헌 1에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 액상의 항균제를 필터 여재의 표면에 도포하여 필터 여재 상의 미생물의 증식을 억제하는 방식이 제시되고 있다. 이러한 방식으로 제조되는 항균 필터의 필터의 경우 별도의 운전 비용 없이 필터 여재 상에 코팅된 항균 물질에 의해, 필터 상에서 미생물이 번식 및 탈착하여 발생할 수 있는 2차 오염 및 MVOC에 의한 악취 발생을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다. Therefore, in Patent Document 1, in order to solve this problem, a method of suppressing the growth of microorganisms on the filter medium by applying a liquid antibacterial agent to the surface of the filter medium is proposed. In the case of an antibacterial filter manufactured in this way, the antibacterial material coated on the filter medium effectively suppresses secondary contamination and odor caused by MVOC, which may occur due to the propagation and detachment of microorganisms on the filter, without additional operating cost. It is possible.

그러나. 특허문헌 1에서 개시된 습식(dipping) 공정에 의해서는 다공성 담체인 필터 여재에 효과적으로 항균 코팅을 실시하기 어렵다. 따라서, 상기한 제조 방법은 비교적 담지가 쉬운 프리 필터나 미디엄 급 필터에만 적용되고 있는데,프리 필터나 미디엄급 필터의 경우 헤파 필터 등과 비교하여 여과 효율이 낮기 때문에 미생물 포집 성능이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 코팅 과정 및 그 후 여재의 건조 과정에서 에서 필터 여재가 손상될 가능성이 높으며, 항균 물질을 여재 표면에 균일하게 도포하는 것에도 한계가 있었다. 또한, 코팅 공정 자체가 배치식 공정인 것에 더하여 건조에 상당한 시간과 에너지가 소모되는바, 제조 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. however. It is difficult to effectively apply an antibacterial coating to a filter medium, which is a porous carrier, by the dipping process disclosed in Patent Document 1. Therefore, the above manufacturing method is applied only to a pre-filter or a medium-grade filter that is relatively easy to support. In the case of a pre-filter or medium-grade filter, the filtration efficiency is lower than that of a HEPA filter, so the microbial trapping performance is deteriorated. In addition, there is a high possibility that the filter medium is damaged during the coating process and the subsequent drying process of the filter medium, and there is a limit to uniformly applying the antibacterial material to the surface of the filter medium. In addition, in addition to the coating process itself being a batch process, considerable time and energy are consumed for drying, resulting in manufacturing cost and time-consuming problems.

특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1986234호Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-1986234

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스파크 방전에 의해 발생한 항균 나노 입자를 필터 여재 상에 증착시킴으로써 상대적으로 낮은 제조 비용 및 시간으로 높은 항균 성능을 보유한 항균 필터를 제조할 수 있는 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and by depositing antibacterial nanoparticles generated by spark discharge on a filter medium, it is possible to manufacture an antibacterial filter having high antibacterial performance at a relatively low manufacturing cost and time. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and manufacturing method that can be used.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 장치는, 나노 입자의 소재로 이루어지는, 적어도 한 쌍의 전극 사이에서 발생하는 스파크 방전을 이용하여 나노 입자를 발생시키는 나노 입자 발생 장치; 나노 입자 발생 장치 내로 건조 공기를 주입하기 위한 건조 공기 유입 장치; 필터 여재를 공급하기 위한 반송 장치; 나노 입자 발생 장치에 의해 생성된 나노 입자를 건조 공기와 함께, 반송 장치에 의해 반송 중인 필터 여재 상에 분사하여 필터 여재 상에 증착시키는 증착 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the antibacterial filter medium device on which nanoparticles are deposited according to the present invention is made of nanoparticle material and generates nanoparticles by using a spark discharge generated between at least one pair of electrodes. generator; a dry air inlet device for injecting dry air into the nanoparticle generating device; a conveying device for supplying filter media; It is characterized in that it includes a deposition device for depositing nanoparticles generated by the nanoparticle generating device onto the filter media by spraying them together with dry air onto the filter media being transported by the transport device.

바람직하게는, 상기 나노 입자 발생 장치는,스파크 방전에 의해 발생된 나노 입자를, 입자의 전하간 인력에 의해 서로 응집시키는 응집 챔버를 더 구비할 수 있다. Preferably, the nanoparticle generator may further include an aggregation chamber for aggregating nanoparticles generated by spark discharge with each other by attraction between electric charges of the particles.

바람직하게는, 상기 나노 입자 발생 장치는, 스파크 방전에 의해 양전하의 나노 입자를 발생시키는 제1 방전 장치와,스파크 방전에 의해 음전하의 나노 입자를 발생시키는 제2 방전 장치를 더 구비할 수 있다. Preferably, the nanoparticle generator may further include a first discharge device generating positively charged nanoparticles by spark discharge and a second discharge device generating negatively charged nanoparticles by spark discharge.

바람직하게는, 상기 나노 입자 발생 장치는, 제1 방전 장치와 상기 제2 방전 장치에 의해 발생된 나노 입자를 양전하 또는 음전하로 추가 하전하는 하전 장치를 더 구비할 수 있다. Preferably, the nanoparticle generating device may further include a charging device for additionally charging the nanoparticles generated by the first discharge device and the second discharge device with positive or negative charges.

바람직하게는,상기 응집 챔버는, 챔버 내의 공기를 가열시켜 응집 효율을 증가시키기 위한 가열 장치를 더 구비할 수 있다. Preferably, the coagulation chamber may further include a heating device for increasing coagulation efficiency by heating air in the chamber.

바람직하게는, 상기 응집 챔버는, 챔버 내에 교류 전기장을 발생시켜 응집 효율을 증가시키기 위한 교류 전기장 발생 장치를 더 구비할 수 있다. Preferably, the coagulation chamber may further include an alternating current field generator for generating an alternating current field within the chamber to increase coagulation efficiency.

바람직하게는, 상기 나노 입자는 구리(Cu) 또는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. Preferably, the nanoparticles may be made of copper (Cu) or silver (Ag).

바람직하게는, 상기 건조 공기는 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이들의 혼합기체로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. Preferably, the dry air may be at least one selected from nitrogen, argon, helium, or a mixture thereof.

바람직하게는, 상기 건조 공기 유입 장치는 나노 입자 발생 장치 내로 유입되는 건조 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 장치를 더 구비할 수 있다. Preferably, the dry air introduction device may further include a flow control device for controlling the flow rate of dry air introduced into the nanoparticle generator.

바람직하게는, 방전 장치는, 방전 챔버; 방전 챔버 내에 위치하고, 일정 간극을 두고 서로 대향 배치되는 한 쌍의 전극; 한 쌍의 전극과 전기적으로 연결되고, 저항, 축전기 및 고전압 파워 서플라이로 구성되는 전기 회로;로 이루어질 수 있다. Preferably, the discharge device includes a discharge chamber; a pair of electrodes positioned in the discharge chamber and facing each other with a predetermined gap therebetween; An electric circuit electrically connected to a pair of electrodes and composed of a resistor, a capacitor, and a high voltage power supply.

바람직하게는, 상기 증착 장치는, 반송 장치에 의해 반송되는 필터 여재가 내부로 유입되는 유입구 및 외부로 반출되는 반출구를 구비한 증착 챔버; 나노 입자 발생 장치에서 발생된 나노 입자를 상기 필터 여재의 처리 표면을 향해 분사하기 위한 분사 장치; 및 증착 챔버 내의 분위기를 배출하기 위한 배기 장치;를 구비할 수 있다. Preferably, the deposition apparatus includes: a deposition chamber having an inlet through which the filter medium transported by the transport apparatus is introduced into the interior and an outlet through which the filter medium is taken out to the outside; a spraying device for spraying the nanoparticles generated by the nanoparticle generating device toward the treatment surface of the filter medium; and an exhaust device for discharging the atmosphere in the deposition chamber.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법은, 나노 입자의 소재로 이루어지는 적어도 한 쌍의 전극 사이에 스파크 방전을 발생 시켜 나노 입자를 발생시키는 단계; 건조 공기를 운반 기체로 하여, 발생된 나노 입자를 증착 챔버로 공급하는 단계; 필터 여재를 상기 증착 챔버 내로 공급하는 단계; 증착 챔버 내를 이동 중인 필터 여재의 처리 표면 상에 나노 입자가 포함된 건조공기를 분사하여 증착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles according to the present invention for solving the above problems includes generating nanoparticles by generating a spark discharge between at least one pair of electrodes made of nanoparticles; supplying the generated nanoparticles to a deposition chamber using dry air as a carrier gas; supplying a filter medium into the deposition chamber; and spraying and depositing dry air containing nanoparticles on the treatment surface of the filter medium moving in the deposition chamber.

바람직하게는, 발생된 나노 입자를 증착 챔버로 공급하기 전에, 스파크 방전에 의해 발생된 나노 입자를, 입자의 전하간 인력에 의해 서로 응집시키는 단계를 더 포함할 수 있다. Preferably, before supplying the generated nanoparticles to the deposition chamber, a step of aggregating the nanoparticles generated by the spark discharge with each other by attraction between electric charges of the particles may be further included.

또한, 바람직하게는, 발생된 나노 입자를 증착 챔버로 공급하기 전에, 스파크 방전에 의해 발생된 나노 입자를 추가 하전하는 단계를 더 포함할 수 있다. Also, preferably, before supplying the generated nanoparticles to the deposition chamber, a step of additionally charging the nanoparticles generated by the spark discharge may be further included.

본 발명에 의하면, 스파크 방전에 의해 발생한 항균 나노 입자를 정전식 헤파 필터 표면 상에 증착시킬 수 있어, 바이러스 여과 성능이 우수하면서도, 동시에 필터 여재 표면 상에 여과된 바이러스나 미생물을 효과적으로 멸균할 수 있는 필터를 제조할 수 있다. According to the present invention, antibacterial nanoparticles generated by spark discharge can be deposited on the surface of an electrostatic HEPA filter, which has excellent virus filtration performance and at the same time can effectively sterilize viruses or microorganisms filtered on the surface of the filter medium. filters can be made.

또한, 본 발명에 의하면, 컨베이어 롤러 등에 의해 이송 중인 필터 여재 상에 나노 입자를 증착킬 수 있어 연속적인 필터 제조가 가능한바, 종래의 배치식 제조 방법과 대비하여 제조 시간을 감축시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, nanoparticles can be deposited on a filter medium being transported by a conveyor roller, etc., so that continuous filter manufacturing is possible, and thus manufacturing time can be reduced compared to conventional batch manufacturing methods.

또한, 본 발명에 의하면, 종래 습식 공정과 달리 필터 건조 공정이 필요하지 않으므로, 필터 건조에 필요한 에너지나 시간을 절약할 수 있어, 단시간에 낮은 제조 비용으로 필터 제조가 가능하게 된다. In addition, according to the present invention, unlike the conventional wet process, a filter drying process is not required, so energy or time required for filter drying can be saved, and the filter can be manufactured in a short time and at low manufacturing cost.

또한, 본 발명에 의하면, 스파크 방전에 의해 발생한 항균 나노 입자를, 건조 가스를 운반 가스로 하여 필터 여재 상에 분사하는 것이 가능한바, 종래 습식 공정과 대비하여, 필터 여재 표면에 균일하게 나노 입자를 도포하는 것이 가능하게 된다. In addition, according to the present invention, it is possible to spray the antibacterial nanoparticles generated by the spark discharge on the filter medium using the dry gas as the carrier gas. Dispensing becomes possible.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치를 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치의 방전 장치를 도시한 구성도
도 3은 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치의 실시 형태를 나타내는 블럭도.
도 4는 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법을 나타내는 순서도.1 is a configuration diagram showing an apparatus for manufacturing an antibacterial filter medium in which nanoparticles are deposited according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the discharge device of the nanoparticle generator of the antibacterial filter medium manufacturing apparatus in which the nanoparticles are deposited shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a nanoparticle generator of the antibacterial filter medium manufacturing apparatus on which nanoparticles are deposited shown in FIG. 1; FIG.
Figure 4 is a block diagram showing another embodiment of the nanoparticle generating device of the antibacterial filter medium manufacturing apparatus shown in Figure 1 deposited nanoparticles.
5 is a flow chart showing a method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles according to a preferred embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be limited to their usual or dictionary meanings, and the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on this, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, various equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치를 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram showing an apparatus for manufacturing an antibacterial filter medium in which nanoparticles are deposited according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치는, 건조 공기 유입 장치(100), 나노 입자 발생 장치(200), 증착 장치(300) 및 반송 장치(400)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, an apparatus for manufacturing an antibacterial filter medium on which nanoparticles are deposited according to a preferred embodiment of the present invention includes a dry air introduction device 100, a nanoparticle generator 200, a deposition device 300, and It is configured to include a conveying device 400 .

건조 공기 유입 장치(100)는 후술하는 나노 입자 발생 장치(200)에 의해 발생되는 나노 입자를 증착 장치(300)까지 반송하기 위한 운반 기체를 공급하기 위한 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 건조 공기 유입 장치(100)는, 건조 공기 유입 배관(110), 컴프레서(120), 에어 드라이어(130), 필터(140), 밸브(150), 유량 센서(160)를 포함하여 구성될 수 있다. The dry air introducing device 100 is a device for supplying a carrier gas for transporting nanoparticles generated by the nanoparticle generating device 200 to be described later to the deposition device 300 . As shown in FIG. 1, preferably, the dry air inlet device 100 includes a dry air inlet pipe 110, a compressor 120, an air dryer 130, a filter 140, a valve 150, It may be configured to include a flow sensor 160.

건조 공기 유입 배관(110)은 그 일단이 컴프레서(120)와 연결되고, 타단이 나노 입자 발생 장치(200)와 연결되어, 컴프레서(120)에 의해 흡입된 공기를 나노 입자 발생 장치(200)까지 전송하는 전송 배관의 기능을 수행한다. The dry air inlet pipe 110 has one end connected to the compressor 120 and the other end connected to the nanoparticle generating device 200, so that the air sucked by the compressor 120 is transferred to the nanoparticle generating device 200. It performs the function of a transmission pipe that transmits.

한편, 건조 공기 유입 배관(110)의 경로 상에는, 에어 드라이어(130), 필터(140), 밸브(150), 유량 센서(160)가 순차로 배치될 수 있다. 에어 드라이어(130)는 컴프레서(120)에 의해 흡입된 압축 공기 내에 수분을 제거하여 건조 공기를 형성하기 위한 장치이다. 바람직하게는 에어 드라이어(130)에는 압축 공기를 가열 건조하는 가열식 드라이어 또는 수분을 흡착시켜 제거하는 흡착식 드라이어가 사용될 수 있다. 필터(140)는 에어 드라이어(130)를 통과한 건조 공기 내에 포함된 이물질을 제거하기 위한 장치이다. 바람직하게는 필터(140)로서 0.3㎛ 크기 입자를 99.97% 이상 거를 수 있는 HEPA 필터가 사용될 수 있다. 밸브(150)는 나노 입자 발생 장치(200)로 공급되는 건조 공기의 유량을 조절하기 위한 장치이다. 후술하는 바와 같이, 나노 입자 발생 장치(200)로 공급되는 건조 공기의 유량이 증가할 수록 나노 입자 발생 장치(200)에서 발생된 나노 입자 간의 응집(aggregation)을 감소시켜 발생되는 나노 입자의 크기가 감소하게 된다. 또한, 건조 공기의 유량이 증가할 수록 나노 입자 발생 장치(200) 내에서의 안정적인 스파크 방전 발생이 어려울 수 있다. 따라서, 목적으로 하는 입자 크기 및 방전 안정성 확보를 위해 밸브(150)의 개도를 적절히 조절할 필요가 있다. 이 때 바람직한 건조 공기의 유량을 약 30lpm이다. 한편 바람직하게는 밸브(150)로서, 전자식 팽창 밸브를 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게는 밸브(150) 후단에는, 건조 공기 유입 배관(110)을 통과하는 건조 공기의 유량을 측정하기 위한 유량 센서(160)를 구비할 수 있다. 작업자는 유량 센서(160)에서의 측정 결과를 확인하여 수동으로 밸브(150)의 개도를 조절할 수도 있고, 도시되지 않은 제어기를 이용하여 유량 센서(160)의 측정 결과에 따라 전자식 팽창 밸브의 개도를 자동 제어 되도록 할 수도 있다. 한편, 건조 공기로는, 컴프레서(120)로 흡입된 외기를 사용할 수 있으며, 또는 방전 효율을 증가시키기 위해, 질소, 아르곤, 헬륨과 같은 불활성 기체 또는 이들의 혼합 기체로부터 선택되는 하나 이상의 기체를 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 컴프레서(120) 대신, 불활성 기체가 장입된 탱크로부터 기체를 공급받을 수 있다. Meanwhile, on the path of the dry air inlet pipe 110, the air dryer 130, the filter 140, the valve 150, and the flow rate sensor 160 may be sequentially disposed. The air dryer 130 is a device for forming dry air by removing moisture from compressed air sucked in by the compressor 120 . Preferably, a heating dryer that heats and dries compressed air or an adsorption dryer that adsorbs and removes moisture may be used as the air dryer 130 . The filter 140 is a device for removing foreign substances included in the dry air that has passed through the air dryer 130 . Preferably, a HEPA filter capable of filtering 99.97% or more of particles having a size of 0.3 μm may be used as the filter 140 . The valve 150 is a device for controlling the flow rate of dry air supplied to the nanoparticle generator 200 . As will be described later, as the flow rate of dry air supplied to the nanoparticle generator 200 increases, the size of nanoparticles generated by reducing aggregation between nanoparticles generated in the nanoparticle generator 200 increases. will decrease In addition, as the flow rate of dry air increases, stable generation of spark discharge in the nanoparticle generator 200 may be difficult. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the opening of the valve 150 to secure the target particle size and discharge stability. At this time, the preferred dry air flow rate is about 30 lpm. Meanwhile, preferably, as the valve 150, an electronic expansion valve may be used. In addition, preferably, a flow sensor 160 for measuring the flow rate of dry air passing through the dry air inlet pipe 110 may be provided at the rear end of the valve 150 . The operator may check the measurement result of the flow sensor 160 and manually adjust the opening degree of the valve 150, or use a controller (not shown) to adjust the opening degree of the electronic expansion valve according to the measurement result of the flow sensor 160. It can also be automatically controlled. On the other hand, as the dry air, external air sucked into the compressor 120 may be used, or one or more gases selected from inert gases such as nitrogen, argon, and helium or a mixture thereof may be used to increase discharge efficiency. may be In this case, instead of the compressor 120, gas may be supplied from a tank into which an inert gas is charged.

나노 입자 발생 장치(200)는, 나노 입자의 소재로 이루어지는, 적어도 한 쌍의 전극을 이용하여 나노 입자를 발생시키는 장치이다. 나노 입자 발생 장치(200)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 이후 상세히 다시 설명하기로 한다. The nanoparticle generator 200 is a device that generates nanoparticles using at least one pair of electrodes made of nanoparticle materials. A specific configuration of the nanoparticle generator 200 will be described in detail later with reference to FIGS. 2 to 4 .

반송 장치(400)는 필터 여재(10)를, 후술하는 증착 장치(300)의 내부로 공급하기 위한 장치이다. 바람직하게는 반송 장치(400)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 컨베이어 롤러(410)로 구성되어, 필터 여재(10)의 증착 공정 동안, 필터 여재(10)를 증착 장치(300) 내부로 연속적으로 공급한다. 반송 대상이 되는 필터 여재(10)는 바람직하게는 섬유상의 정전 필터에 사용되는 여재일 수 있으며, 바이러스 또는 미생물의 여과 성능을 극대화 하기 위하여 정전식 HEPA 필터의 여재인 것이 바람직하다. The transport device 400 is a device for supplying the filter medium 10 to the inside of a deposition device 300 to be described later. Preferably, the transport device 400 is composed of a plurality of conveyor rollers 410, as shown in FIG. 1, so that the filter media 10 is placed inside the deposition device 300 during the deposition process of the filter media 10. supplied continuously. The filter medium 10 to be transported may preferably be a filter medium used in a fibrous electrostatic filter, and is preferably a filter medium of an electrostatic HEPA filter in order to maximize the filtration performance of viruses or microorganisms.

증착 장치(300)는 반송 장치(400)로부터 연속적으로 공급되는 필터 여재의 처리 표면 상에 나노 입자 발생 장치(200)에 의해 생성된 나노 입자를 포함한 건조 공기를 분사시킴으로써 필터 여재(10) 상에 나노 입자를 증착시키기 위한 장치이다. 바람직하게는 증착 장치(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 반송 장치(400)로부터 공급되는 필터 여재가 출입하기 위한 입구부 및 출구부를 구비한 중공의 증착 챔버의 형태로 구성되며, 증착 챔버(300)의 내부의 상방에 나노 입자를 포함한 건조 공기를 분사시키기 위한 분사 노즐(310)이 구비될 수 있다. 한편, 도 1에는 필터 여재(10)의 상면에만 나노 입자가 분사되는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 필터 여재(10)의 상하면 모두에 나노 입자가 분사될 수 있고, 이 경우, 분사 노즐(310)은 증착 챔버(300)의 상, 하부에 모두 구비될 수 있다. 한편, 필터 여재가 정전기를 갖는 정전 필터용 여재인 경우에는, 필터 여재와 나노 입자 사이의 정전기적 인력으로 인하여 나노 입자가 필터 여재의 표면 상에 더욱 강고히 부착될 수 있다. The deposition apparatus 300 sprays dry air containing nanoparticles generated by the nanoparticle generating apparatus 200 onto the treatment surface of the filter medium continuously supplied from the conveying apparatus 400 to form a layer on the filter medium 10. It is a device for depositing nanoparticles. Preferably, as shown in FIG. 1, the deposition apparatus 300 is configured in the form of a hollow deposition chamber having an inlet and an outlet through which the filter medium supplied from the transfer apparatus 400 enters and exits. A spray nozzle 310 for spraying dry air containing nanoparticles may be provided above the inside of the 300 . Meanwhile, although FIG. 1 shows that nanoparticles are sprayed only on the upper surface of the filter medium 10, the embodiment of the present invention is not limited thereto, and nanoparticles can be sprayed on both the upper and lower surfaces of the filter medium 10, , In this case, the spray nozzle 310 may be provided on both the top and bottom of the deposition chamber 300 . On the other hand, when the filter medium is an electrostatic filter medium having static electricity, the nanoparticles may be more firmly attached to the surface of the filter medium due to the electrostatic attraction between the filter medium and the nanoparticles.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 증착 장치(300)에는 필터 여재(10)로의 증착이 완료된 건조 공기를 외부로 배출하기 위한 배출 기구를 구비할 수 있다. 배출 기구는, 증착 챔버(300) 내의 분위기를 외부로 배기하기 위한 배기 팬(320), 배기 팬(320)과 증착 챔버(300) 사이를 연결하여, 증착 챔버(300)로부터 배출되는 건조 공기의 통로를 구성하는 건조 공기 배출 배관(330) 및 건조 공기 배출 배관(330)을 통해 외부로 배출되기 전에 건조 공기에 포함된 나노 물질을 제거하기 위한 배기 처리 시스템(340)을 포함할 수 있다. Also, as shown in FIG. 1 , preferably, the deposition apparatus 300 may include a discharge mechanism for discharging dry air on which the deposition on the filter medium 10 is completed to the outside. The exhaust mechanism includes an exhaust fan 320 for exhausting the atmosphere in the deposition chamber 300 to the outside, and a connection between the exhaust fan 320 and the deposition chamber 300 to remove dry air discharged from the deposition chamber 300. It may include a dry air discharge pipe 330 constituting the passage and an exhaust treatment system 340 for removing nanomaterials included in the dry air before being discharged to the outside through the dry air discharge pipe 330 .

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 도 1에 도시된 나노 입자 발생 장치(200)의 구체적인 구성에 대해서 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 4 , a specific configuration of the nanoparticle generator 200 shown in FIG. 1 will be described in detail.

도 2는 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치(200)의 방전 장치(210) 도시한 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치(200)의 실시 형태를 나타내는 블럭도이고, 도 4는 도 1에 도시된 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치의 나노 입자 발생 장치(200)의 다른 실시 형태를 나타내는 블럭도이다. FIG. 2 is a block diagram showing the discharge device 210 of the nanoparticle generating device 200 of the antibacterial filter medium manufacturing apparatus in which the nanoparticles shown in FIG. 1 are deposited, and FIG. 3 is a block diagram showing the nanoparticles shown in FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the nanoparticle generator 200 of the antibacterial filter medium manufacturing apparatus, and FIG. It is a block diagram showing another embodiment.

도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 입자 발생 장치(200)는, 스파크 방전에 의해 나노 입자를 발생시키기 위한 방전 장치(210), 방전 장치(210)에 의해 발생된 나노 입자를 양전하 또는 음전하로 추가 하전시키기 위한 하전 장치(220) 및 하전 장치(220)를 통과하여 대전된 나노 입자를 입자의 전하간 인력에 의해 서로 응집시키기 위한 응집 챔버(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 3 and 4, the nanoparticle generator 200 according to a preferred embodiment of the present invention includes a discharge device 210 and a discharge device 210 for generating nanoparticles by spark discharge. A charging device 220 for additionally charging the nanoparticles generated by the positive charge or negative charge and an aggregation chamber 230 for aggregating the nanoparticles charged by passing through the charging device 220 to each other by the attraction between the charges of the particles can be configured to include

방전 장치(210)는, 스파크가 발생하는 챔버(211) 내부에 구비된, 소정의 금속 재료로 이루어지고 서로 간격을 두고 대향 배치되는 적어도 한 쌍의 전극(212) 사이에 고전압을 인가하여, 해당 전극(212)의 표면을 증발시켜 나노 입자화하는 장치이다. The discharge device 210 applies a high voltage between at least one pair of electrodes 212 disposed opposite to each other and made of a predetermined metal material, provided inside the chamber 211 where sparks are generated, and This device converts the surface of the electrode 212 into nanoparticles by evaporating it.

도 2에서는, 방전 장치(210)에 사용되는 한 쌍의 전극(212)으로서, 전극(212)이 실린더 형태를 가지는 로드-투-로드(rod-to-rod) 형태의 전극을 개시하고 있으나, 본 발명은 상기한 도시 내용에 한정되지 않는다, 즉 한 쌍의 전극(212)으로서 로드-투-로드 형태의 전극 이외에도, 어느 하나의 전극이 와어어 형태를 갖는 와이어-투-로드 형태의 전극도 가능하며, 2개의 전극 모두가 와이어 형태를 갖는 와이어-투-와이어 형태의 전극도 가능하다. 한편, 본 발명에서의 방전 장치(310)의 목적은 스파크 방전을 통해 특정한 소재의 전극(212)의 표면을 증발시켜 나노 입자를 발생시키기 위함이므로, 전극(212)의 소재는 항균 성능을 가지는 금속인 것이 바람직하다. 따라서, 전극(212)의 소재로서는, 구리(Cu) 또는 은(Ag)과 같이 바러스 또는 미생물에 대해 항균 특성을 가지는 금속인 것이 바람직하다. In FIG. 2, as a pair of electrodes 212 used in the discharge device 210, a rod-to-rod type electrode in which the electrode 212 has a cylindrical shape is disclosed, but The present invention is not limited to the above-mentioned content, that is, in addition to the rod-to-rod type electrode as a pair of electrodes 212, a wire-to-rod type electrode in which one electrode has a wire type is also used. It is possible, and a wire-to-wire type electrode in which both electrodes have a wire type is also possible. On the other hand, since the purpose of the discharge device 310 in the present invention is to generate nanoparticles by evaporating the surface of the electrode 212 of a specific material through spark discharge, the material of the electrode 212 is a metal having antibacterial performance. It is desirable to be Therefore, the material of the electrode 212 is preferably a metal having antibacterial properties against viruses or microorganisms, such as copper (Cu) or silver (Ag).

도 2에서 도시된 바와 같이, 챔버(211)는, 건조 공기 유입 장치(100)로부터 공급되는 건조 공기가 유입되는 유입구와, 스파크 방전에 의해 발생한 나노 입자가 포함된 건조 공기를 배출하기 위한 배출구를 구비한다. As shown in FIG. 2 , the chamber 211 includes an inlet through which dry air supplied from the dry air introduction device 100 flows and an outlet through which dry air containing nanoparticles generated by spark discharge is discharged. provide

한편, 도 2를 참조하면, 방전 장치(210)를 구성하기 위한 전기 회로는, 고전압 공급원(213), 저항(214), 캐패시터(215)로 구성된 정전류 회로일 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 2 , an electric circuit for constituting the discharge device 210 may be a constant current circuit composed of a high voltage supply source 213, a resistor 214, and a capacitor 215.

이 때, 상기한 정전류 회로의 캐패시터(215)의 용량이 C이고, 고전압 공급원(213)에 의해 방전 전압(Vd)을 인가하였을 때에, 스파크 방전 시 소요되는 스파크 에너지(Espark)는 다음의 식1과 같다. At this time, when the capacity of the capacitor 215 of the constant current circuit is C and the discharge voltage (V d ) is applied by the high voltage supply source 213, the spark energy (E spark ) required for spark discharge is as follows Same as Formula 1.

Figure 112020088584458-pat00001
....식1
Figure 112020088584458-pat00001
....Formula 1

또한, 이 때의 방전 주파수(fspark)는 다음의 식2와 같다.In addition, the discharge frequency (f spark ) at this time is as shown in Equation 2 below.

Figure 112020088584458-pat00002
...식2
Figure 112020088584458-pat00002
...Equation 2

식1과 식2의 스파크 에너지와 방전 주파수를 적절히 제어함으로써, 스파크 방전에 의해 발생되는 나노 입자의 크기 및 농도를 적절히 제어하는 것이 가능하다. By appropriately controlling the spark energy and discharge frequency of Equations 1 and 2, it is possible to appropriately control the size and concentration of nanoparticles generated by the spark discharge.

또한 전극(212)에 인가되는 전압의 특성(양전압 또는 음전압)에 따라 방전 장치(210)에 의해 발생되는 나노 입자가 특정한 하전 상태를 가지도록 할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4에서 도시된 실시예에서는 방전 장치(210)를 제1 방전장치(210a) 및 제2 방전장치(210a)의 복수의 방전 장치를 구성하고 있다. 이 경우, 제1 방전장치(210a)에서는 양전압을 인가하고, 제2 방전장치(210b)에서는 음전압을 인가하여, 양 방전장치에 의해 발생되는 나노 입자의 하전특성이 상반되도록 할 수 있다. 이 경우, 후술하는 응집 챔버(230)내에서 서로 상반되게 하전된 나노 입자간 정전기적 인력에 의해 응집이 촉진될 수 있어, 상대적으로 큰 크기의 나노 입자를 생성할 수 있다. In addition, nanoparticles generated by the discharge device 210 may have a specific charge state according to the characteristics (positive voltage or negative voltage) of the voltage applied to the electrode 212 . In this regard, in the embodiment shown in FIG. 4 , the discharge device 210 constitutes a plurality of discharge devices of the first discharge device 210a and the second discharge device 210a. In this case, a positive voltage may be applied to the first discharge device 210a and a negative voltage may be applied to the second discharge device 210b so that charge characteristics of the nanoparticles generated by the two discharge devices may be reversed. In this case, aggregation may be promoted by electrostatic attraction between nanoparticles that are oppositely charged in the aggregation chamber 230 to be described later, and thus nanoparticles having a relatively large size may be generated.

하전 장치(220)는, 방전 장치(210)의 하류 측에 설치되어, 방전 장치(210)에 의해 발생된 나노 입자를 추가적으로 하전시키기 위한 장치이다. 하전 장치(220)는 바람직하게는 특정한 하전 상태를 갖는 이온을 발생시키는 이오나이저(ionizer)일 수 있다. 예컨대, 도 3에서 도시된 바와 같이, 하전 장치(220)는 양전하 또는 음전하를 갖는 이온을 다량으로 발생시키고, 발생된 이온이, 방전 장치(210)에 의해 발생된, 나노 입자에 부착되게 함으로써, 나노 입자를 추가로 하전시킬 수 있다. 하전 장치(220)를 통과하면서 나노 입자의 하전량이 증가함에 따라 정전기적 인력도 증가하게 되어, 후술하는 응집 챔버(230)에서 나노 입자의 크기를 효과적으로 증가시킬 수 있게 된다. The charging device 220 is installed on the downstream side of the discharge device 210 to additionally charge the nanoparticles generated by the discharge device 210 . The charging device 220 may preferably be an ionizer that generates ions having a specific charge state. For example, as shown in FIG. 3, the charging device 220 generates a large amount of positively or negatively charged ions, and causes the generated ions to be attached to the nanoparticles generated by the discharge device 210, Nanoparticles can be further charged. As the charge amount of the nanoparticles increases while passing through the charging device 220, the electrostatic attraction also increases, so that the size of the nanoparticles can be effectively increased in the aggregation chamber 230 described later.

한편, 도 4에서 도시된 실시예와 같이, 방전 장치(210)를 제1 방전장치(210a) 및 제2 방전장치(210a)의 복수의 방전 장치로 구성하는 경우, 하전 장치(220)도 그에 따라 2개의 하전 장치(220a, 220b)로 구성하고, 각각의 하전 장치(220a, 220b)에서 생성되는 이온의 하전 상태를 반대가 되도록 하여, 방전 장치로부터 전달되는 나노 입자에 대해서 각각의 하전 상태에 맞게 추가 하전시킬 수 있다. On the other hand, as in the embodiment shown in FIG. 4, when the discharge device 210 is composed of a plurality of discharge devices of the first discharge device 210a and the second discharge device 210a, the charging device 220 also It consists of two charging devices (220a, 220b) according to the charge device (220a, 220b), and the charge state of the ion generated in each of the charging devices (220a, 220b) is reversed, so that the nanoparticles delivered from the discharge device are in each charged state Additional charges can be added to suit.

응집 챔버(230)는, 바람직하게는 중공 형상의 챔버로서, 건조 가스에 포함된 나노 입자가 챔버 내에서 일정 시간 체류하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 나노 입자간 응집 효율을 증가시키기 위하여 응집 챔버(230) 내에, 도시되지 않은 열전 소자와 같은 가열 기구를 구비하여 응집 챔버(230) 내의 분위기를 가열시킬 수 있다. 또는 응집 챔버(230) 내에 교류 전기장을 발생시킬 수 있는, 도시되지 않은 공지의 전기장 발생 장치를 구비하여, 응집 챔버(230) 내에서의 나노 입자의 움직임을 촉진함으로써, 응집 효율을 상승시킬 수도 있다. The aggregation chamber 230 is preferably a hollow chamber, and may be configured such that the nanoparticles included in the dry gas stay in the chamber for a certain period of time. Preferably, in order to increase the aggregation efficiency between nanoparticles, a heating mechanism such as a thermoelectric element (not shown) may be provided in the aggregation chamber 230 to heat the atmosphere in the aggregation chamber 230 . Alternatively, a known electric field generator (not shown) capable of generating an alternating current electric field in the coagulation chamber 230 may be provided to promote the movement of nanoparticles in the coagulation chamber 230, thereby increasing the aggregation efficiency. .

이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIG. 5, a method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5에서 도시된 바와 같이, 필터 여재(10)의 제조를 위해 먼저 스파크 방전에 의해 나노 입자를 생성한다(S10). 이를 위해, 나노 입자 발생 장치(200)의 방전 장치(210)에서의 스파크 방전을 통해 전극(212) 표면을 증발시켜 항균 특성을 갖는 나노 입자를 생성한다. 한편, 생성된 나노 입자는, 건조 공기 유입 장치(100)를 통해 방전 장치(210)로 공급되는 건조 공기에 혼입되어, 도시되지 않은 배관을 통해 하전 장치(220)로 공급되게 된다. As shown in FIG. 5 , nanoparticles are first generated by spark discharge for the manufacture of the filter medium 10 (S10). To this end, nanoparticles having antibacterial properties are generated by evaporating the surface of the electrode 212 through spark discharge in the discharge device 210 of the nanoparticle generating device 200 . Meanwhile, the generated nanoparticles are mixed in the dry air supplied to the discharge device 210 through the dry air introducing device 100 and supplied to the charging device 220 through a pipe not shown.

스파크 방전에 의해 나노 입자를 생성한 후에는, 나노 입자의 하전량을 증대시키기 위하여 하전 장치(220)에 의해 나노 입자를 하전시킨다. 기본적으로 스파크 방전에 의해 발생되는 나노 입자는 스파크 방전 시 인가되는 전압 특성에 따라 특정한 극성으로 하전되게 된다. 다만 후술하는 응집과정을 통해 목적으로 하는 크기의 나노 입자를 생성하기 위해서는 나노 입자의 하전량을 증대시킬 필요가 있다. 따라서, 하전 장치(220)에 의해 나노 입자를 추가 하전시키는 것이다. 바람직하게는 하전 장치(220)는 특정 극성의 이온을 발생시켜 해당 이온을 나노 입자와 부착시키는 형태로 나노 입자의 대전량을 증가시키게 된다. After generating the nanoparticles by spark discharge, the nanoparticles are charged by the charging device 220 to increase the amount of charge of the nanoparticles. Basically, the nanoparticles generated by the spark discharge are charged in a specific polarity according to the voltage characteristics applied during the spark discharge. However, in order to generate nanoparticles of a target size through the aggregation process described later, it is necessary to increase the amount of charge of the nanoparticles. Therefore, the nanoparticles are additionally charged by the charging device 220 . Preferably, the charging device 220 increases the amount of charge of the nanoparticles by generating ions of a specific polarity to attach the ions to the nanoparticles.

나노 입자를 추가 하전시킨 다음, 하전 장치(220)의 하류 측에 구비된 응집 장치에서 나노 입자를 응집시킨다(S30). 스파크 방전에 의해 생성된 나노 입자의 크기는 미세하기 때문에 목적으로 하는 항균 성능을 획득하기에는 충분한 양과 크기의 나노 입자를 획득하기 곤란할 수 있다. 따라서, 나노 입자를 정전기적 인력에 의해 서로 응집시켜 목적으로 하는 크기의 나노 입자를 생성시키는 것이다. 이러한 응집 효과를 증가시키기 위해서는 응집 챔버(300) 내부의 분위기를 히터 등을 이용하여 가열시키거나, 응집 챔버(300) 내에 교류 전기장을 형성하여 챔버 내의 나노 입자의 거동을 촉진할 수도 있다. After additionally charging the nanoparticles, the nanoparticles are agglomerated in an aggregation device provided on the downstream side of the charging device 220 (S30). Since nanoparticles generated by spark discharge are small in size, it may be difficult to obtain nanoparticles in an amount and size sufficient to obtain a target antibacterial performance. Therefore, the nanoparticles are agglomerated with each other by electrostatic attraction to generate nanoparticles of a target size. In order to increase the aggregation effect, the atmosphere inside the aggregation chamber 300 may be heated using a heater or the like, or an AC electric field may be formed within the aggregation chamber 300 to promote the behavior of the nanoparticles in the chamber.

응집된 나노 입자는, 전술한 건조 공기를 운반 가스로 하여 증착 장치(300)로 공급(S40)되어, 증착 장치(300) 내부로 공급되는 필터 여재(10)의 처리 표면 상에 분사됨으로써 필터 여재(10)의 처리 표면에 증착(S50)된다. 이후 나노 입자가 증착된 필터 여재를 절곡하여 필터 형태로 가공함으로써 공기 청정기 등에 사용될 수 있다. The aggregated nanoparticles are supplied (S40) to the deposition apparatus 300 using the above-mentioned dry air as a carrier gas, and sprayed onto the treatment surface of the filter medium 10 supplied into the deposition apparatus 300, thereby filtering the filter medium. It is deposited (S50) on the treated surface of (10). Thereafter, the filter medium on which the nanoparticles are deposited is bent and processed into a filter form, so that it can be used in an air cleaner or the like.

상기한 본 발명에 따른 항균 필터 여재 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 종래와 같이 액상의 항균제를 필터 표면에 디핑하는 대신, 스파크 방전에 의해 발생한 항균 나노 입자를 정전식 헤파 필터 표면 상에 증착시키고 있기 때문에, 여과 효율이 뛰어난 정전식 헤파 필터에 대해서도 적용 가능하다. 따라서, 바이러스 여과 성능이 우수하면서도, 동시에 필터 여재 표면 상에 여과된 바이러스나 미생물을 효과적으로 멸균할 수 있는 필터를 제조할 수 있다. According to the antibacterial filter medium manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention described above, instead of dipping a liquid antibacterial agent on the filter surface as in the prior art, antibacterial nanoparticles generated by spark discharge are deposited on the surface of the electrostatic HEPA filter. Therefore, it can also be applied to electrostatic HEPA filters with excellent filtration efficiency. Accordingly, it is possible to manufacture a filter capable of effectively sterilizing viruses or microorganisms filtered on the surface of the filter medium while having excellent virus filtration performance.

또한, 본 발명에 따른 항균 필터 여재 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 컨베이어 롤러로 이송 중인 필터 여재 상에 나노 입자를 분사함으로써, 이동 중에 필터 여재 상에 나노 입자를 증착킬 수 있어 연속적인 필터 제조가 가능하다. 따라서, 종래의 배치식 제조 방법과 대비하여 제조 시간을 감축시킬 수 있다. In addition, according to the antibacterial filter medium manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention, by spraying the nanoparticles on the filter medium being transported by the conveyor roller, the nanoparticles can be deposited on the filter medium during movement, thereby enabling continuous filter manufacturing. possible. Therefore, the manufacturing time can be reduced compared to the conventional batch-type manufacturing method.

또한, 본 발명에 따른 항균 필터 여재 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 종래 습식 공정과 달리 필터 건조 공정이 필요하지 않으므로, 필터 건조에 필요한 에너지나 시간을 절약할 수 있어, 단시간에 낮은 제조 비용으로 필터 제조가 가능하게 된다. In addition, according to the antibacterial filter medium manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention, unlike the conventional wet process, a filter drying process is not required, so energy or time required for filter drying can be saved, and thus a filter can be manufactured in a short time and at low manufacturing cost. manufacturing becomes possible.

또한, 본 발명에 따른 항균 필터 여재 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 스파크 방전에 의해 발생한 항균 나노 입자를, 건조 가스를 운반 가스로 하여 필터 여재 상에 분사하는 것이 가능한바, 종래 습식 공정과 대비하여, 필터 여재 표면에 균일하게 나노 입자를 도포하는 것이 가능하게 된다. In addition, according to the antibacterial filter medium manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention, it is possible to spray antibacterial nanoparticles generated by spark discharge on the filter medium using dry gas as a carrier gas, in contrast to the conventional wet process , it becomes possible to uniformly apply the nanoparticles to the surface of the filter medium.

100: 건조 공기 유입 장치 110: 건조 공기 유입 배관
120: 컴프레서 130: 에어 드라이어
140: 필터 150: 밸브
160: 유량 센서 200: 나노 입자 발생 장치
210: 방전 장치 210a: 제1 방전장치
210b: 제2 방전장치 211: 챔버
212: 전극 213: 고전압 공급원
214: 저항 215: 캐패시터
220: 하전 장치 230: 응집 챔버
300: 증착 장치 310: 분사 노즐
320: 배기 팬 330: 건조 공기 배출 배관
340: 배기 처리 시스템 400: 반송 장치
410: 컨베이어 롤러100: dry air inlet device 110: dry air inlet pipe
120: compressor 130: air dryer
140: filter 150: valve
160: flow sensor 200: nanoparticle generating device
210: discharge device 210a: first discharge device
210b: second discharge device 211: chamber
212 electrode 213 high voltage source
214: resistor 215: capacitor
220: charging device 230: coagulation chamber
300: deposition device 310: spray nozzle
320: exhaust fan 330: dry air discharge piping
340 Exhaust treatment system 400 Transport device
410: conveyor roller

Claims (14)

나노 입자의 소재로 이루어지는, 적어도 한 쌍의 전극 사이에서 발생하는 스파크 방전을 이용하여 나노 입자를 발생시키는 나노 입자 발생 장치;
상기 나노 입자 발생 장치 내로 건조 공기를 주입하기 위한 건조 공기 유입 장치;
필터 여재를 공급하기 위한 반송 장치;
상기 나노 입자 발생 장치에 의해 생성된 나노 입자를 상기 건조 공기와 함께, 상기 반송 장치에 의해 반송 중인 필터 여재 상에 분사하여 상기 필터 여재 상에 증착시키는 증착 장치를 포함하고,
상기 나노 입자 발생 장치는,
스파크 방전에 의해 양전하의 나노 입자를 발생시키는 제1 방전 장치와,
스파크 방전에 의해 음전하의 나노 입자를 발생시키는 제2 방전 장치를 더 구비하고,
상기 나노 입자 발생 장치는,
상기 제1 방전 장치와 상기 제2 방전 장치에 의해 상반되게 하전된 나노 입자를 나노 입자간 정전기적 인력에 의해 서로 응집시키는 응집 챔버를 구비하고,
상기 응집 챔버는, 챔버 내에 교류 전기장을 발생시켜 응집 효율을 증가시키기 위한 교류 전기장 발생 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.a nanoparticle generating device made of nanoparticle material and generating nanoparticles by using a spark discharge generated between at least one pair of electrodes;
a dry air inlet device for injecting dry air into the nanoparticle generating device;
a conveying device for supplying filter media;
And a deposition device for spraying the nanoparticles generated by the nanoparticle generating device together with the dry air onto a filter medium being transported by the conveying device to deposit them on the filter medium,
The nanoparticle generator,
A first discharge device generating positively charged nanoparticles by spark discharge;
Further comprising a second discharge device generating negatively charged nanoparticles by spark discharge;
The nanoparticle generator,
An aggregation chamber for aggregating nanoparticles oppositely charged by the first discharge device and the second discharge device by electrostatic attraction between nanoparticles,
The coagulation chamber further comprises an AC electric field generator for generating an AC electric field in the chamber to increase coagulation efficiency. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 나노 입자 발생 장치는,
상기 제1 방전 장치와 상기 제2 방전 장치에 의해 발생된 나노 입자를 양전하 또는 음전하로 추가 하전하는 하전 장치를 더 구비하는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The nanoparticle generator,
An antibacterial filter medium manufacturing device deposited with nanoparticles, further comprising a charging device for additionally charging the nanoparticles generated by the first discharge device and the second discharge device with positive or negative charges. 청구항 1에 있어서,
상기 응집 챔버는, 챔버 내의 공기를 가열시켜 응집 효율을 증가시키기 위한 가열 장치를 더 구비하는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The coagulation chamber further comprises a heating device for heating air in the chamber to increase coagulation efficiency. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 나노 입자는 구리(Cu) 또는 은(Ag)으로 이루어지는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The nanoparticles are made of copper (Cu) or silver (Ag), the antibacterial filter medium manufacturing device deposited with nanoparticles. 청구항 1에 있어서,
상기 건조 공기는 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이들의 혼합기체로부터 선택되는 하나 이상인, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The dry air is at least one selected from nitrogen, argon, helium, or a mixture thereof, nanoparticle-deposited antibacterial filter medium manufacturing apparatus. 청구항 1에 있어서,
상기 건조 공기 유입 장치는 상기 나노 입자 발생 장치 내로 유입되는 건조 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절 장치를 더 구비하는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The dry air inlet device further comprises a flow control device for controlling the flow rate of the dry air introduced into the nanoparticle generating device, nanoparticle deposited antibacterial filter medium manufacturing device. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 방전 장치 및 상기 제2 방전 장치는,
방전 챔버;
상기 방전 챔버 내에 위치하고, 일정 간극을 두고 서로 대향 배치되는 상기 한 쌍의 전극;
상기 한 쌍의 전극과 전기적으로 연결되고, 저항, 축전기 및 고전압 파워 서플라이로 구성되는 전기 회로;로 이루어지는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The first discharge device and the second discharge device,
discharge chamber;
the pair of electrodes located in the discharge chamber and disposed facing each other with a predetermined gap therebetween;
An apparatus for manufacturing an antibacterial filter medium on which nanoparticles are deposited, consisting of an electric circuit electrically connected to the pair of electrodes and composed of a resistor, a capacitor and a high voltage power supply. 청구항 1에 있어서,
상기 증착 장치는,
상기 반송 장치에 의해 반송되는 필터 여재가 내부로 유입되는 유입구 및 외부로 반출되는 반출구를 구비한 증착 챔버;
상기 나노 입자 발생 장치에서 발생된 나노 입자를 상기 필터 여재의 처리 표면을 향해 분사하기 위한 분사 장치; 및
상기 증착 챔버 내의 분위기를 배출하기 위한 배기 장치;를 구비하는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 장치.The method of claim 1,
The deposition device,
a deposition chamber having an inlet through which the filter medium transported by the conveying device is introduced into the interior and an outlet through which the filter medium is taken out;
a spraying device for spraying the nanoparticles generated by the nanoparticle generator toward the treatment surface of the filter medium; and
An apparatus for manufacturing an antibacterial filter medium on which nanoparticles are deposited, comprising: an exhaust device for discharging an atmosphere in the deposition chamber. 나노 입자의 소재로 이루어지는 적어도 한 쌍의 전극 사이에 스파크 방전을 발생 시켜 양전하의 나노 입자 및 음전하의 나노 입자를 발생시키는 단계;
상기 스파크 방전에 의해 발생된 상기 양전하의 나노 입자와 상기 음전하의 나노 입자를, 응집 챔버 내에서 입자의 전하간 인력에 의해 서로 응집시키는 단계;
건조 공기를 운반 기체로 하여, 응집된 나노 입자를 증착 챔버로 공급하는 단계;
필터 여재를 상기 증착 챔버 내로 공급하는 단계;
상기 증착 챔버 내를 이동 중인 필터 여재의 처리 표면 상에 상기 나노 입자가 포함된 건조공기를 분사하여 증착시키는 단계;를 포함하고,
상기 스파크 방전에 의해 발생된 상기 양전하의 나노 입자와 상기 음전하의 나노 입자를, 응집 챔버 내에서 입자의 전하간 인력에 의해 서로 응집시키는 단계에서는,
상기 응집 챔버 내에 교류 전기장을 형성하여 챔버 내의 나노 입자의 거동을 촉진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법.generating positively charged nanoparticles and negatively charged nanoparticles by generating a spark discharge between at least one pair of electrodes made of nanoparticle materials;
coagulating the positively charged nanoparticles and the negatively charged nanoparticles generated by the spark discharge with each other in an aggregation chamber by attraction between the charges of the particles;
supplying the agglomerated nanoparticles to a deposition chamber using dry air as a carrier gas;
supplying a filter medium into the deposition chamber;
Injecting and depositing dry air containing the nanoparticles on the treatment surface of the filter medium moving in the deposition chamber,
In the step of aggregating the positively charged nanoparticles and the negatively charged nanoparticles generated by the spark discharge with each other by the attraction between the charges of the particles in the aggregation chamber,
Forming an alternating electric field in the coagulation chamber to promote the behavior of the nanoparticles in the chamber, characterized in that it further comprises a method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles. 삭제delete 청구항 12에 있어서,
발생된 나노 입자를 증착 챔버로 공급하기 전에,
상기 스파크 방전에 의해 발생된 나노 입자를 추가 하전하는 단계를 더 포함하는, 나노 입자가 증착된 항균 필터 여재 제조 방법.The method of claim 12,
Before supplying the generated nanoparticles to the deposition chamber,
Further comprising the step of additionally charging the nanoparticles generated by the spark discharge, the method for manufacturing an antibacterial filter medium deposited with nanoparticles.
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