KR20140024403A - 항균 필터 매체 및 필터 모듈 - Google Patents

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KR20140024403A KR1020137031142A KR20137031142A KR20140024403A KR 20140024403 A KR20140024403 A KR 20140024403A KR 1020137031142 A KR1020137031142 A KR 1020137031142A KR 20137031142 A KR20137031142 A KR 20137031142A KR 20140024403 A KR20140024403 A KR 20140024403A
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알렉산더 피리
랄프 블룸
엘렌 부흐타
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만 운트 훔멜 게엠베하
네나 게쓰너 게엠바하
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Abstract

본 발명은 불순물을 내부에 고정할 수 있는 적어도 하나의 제1필터층과 상기 제1필터층에 인접한 제2필터층으로 이루어진, 특히 자동차 실내용 공기를 여과하기 위해 항균 효과가 있는 필터 매체를 제공한다. 상기 제2필터층은 제1필터층의 유입면에 형성되고 항균 물질을 함유하고 있다.

Description

항균 필터 매체 및 필터 모듈{ANTIMICROBIAL FILTER MEDIUM AND FILTER MODULE}
본 발명은 일반적으로 필터 매체에 관한 것이다. 특히 본 발명은 항균 작용이 있는 필터 매체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 자동차 실내용 공기를 여과하기 위한 필터 매체 및 이러한 필터 매체를 포함하는 필터 부재, 즉 자동차 실내 필터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 필터 모듈에 관한 것이다.
필터 매체로부터 제조되는 필터 부재는 유체 흐름 또는 가스 형태의 매질, 예를 들면 자동차 실내에 공급되는 공기 흐름을 여과하기 위해 사용되고 있다. 본 발명은 모든 유형의 필터 부재에 적용할 수 있지만, 자동차 실내용 공기를 여과하기 위한 필터 매체 또는 필터 부재를 참고하여 본 발명과 본 발명이 해결하고자 하는 문제를 후술하기로 한다. 이하, 이러한 필터를 간단히 자동차 실내 필터라 한다.
특히 대도시에서의 대기오염 증가로 인해 현대 공조 시스템의 이용과 관련하여 외부로부터 자동차 실내로 공급되어 처리 또는 공조되는 공기를 적절한 필터로 여과하는 것이 바람직하면서도 필수적이게 되었다. 이를 위해, 예를 들면 공기 중에 함유되어 있는 입자와 주변 공기에 내재된 냄새를 가급적 많이 걸러내거나 주변 공기의 함유 물질을 흡착하는 입자 필터 또는 탈취 필터 또는 선택에 따라 이들의 조합 또한 고려할 수 있다. 자동차 실내용 공기를 여과하기 위한 이러한 필터들은 일반적으로 다양한 실시형태와 변형형태로 공지되어 있으므로 이들의 구성과 기능에 대해서는 아래에서 간단하게만 논의하기로 한다.
필터의 효율은 특히 공기가 통과하여 흐르는 필터의 표면적 크기에 따라 다르기 때문에 자동차 실내 필터용으로 흔히 주름형 필터 매체라고도 하는 지그재그 형상으로 접철된 필터 매체가 주로 사용되고 있다. 접철형 필터 매체를 사용하는 경우에 상기 필터 매체의 다양한 접철부의 접철 높이와 접철 간격에 따라 공기 흐름이 통과하여 흐르는 필터 표면적을 효과적으로 확대할 수 있다.
이미 언급한 대로, 대기오염 증가로 자동차 주변에는 점점 더 많은 오염물질이 존재하게 되어 자동차 실내 필터는 점점 큰 부하에 노출되고 있다. 이들 오염물질은 예를 들면 분진과 그을음 뿐 아니라 꽃가루, 박테리아 포자와 진균 포자, 박테리아와 진균일 수 있다. 상기 미생물들의 몇몇 대사산물은 사람의 호흡계에 알레르기를 일으키는 물질인 것으로 알려져 있다. 상기 대사산물은 일부 사람에게서 천식 발작을 일으킬 수 있으며 면역학적 방어반응을 야기할 수 있음이 입증되어 있다.
US 2003/01162022 A1은 사무실, 공동주택 및 병원과 의료 보호시설과 같은 의료용 건물에 사용되는 공조 시스템용 공기 필터를 기재하고 있다. 상기 필터는 필터 표면에 결합되지 않고 필터에 집진되는 미세 분진을 통해 이동할 수 있도록 구성된 살생물제를 함유하여 오염물질 입자가 살생물제로 코팅되는 조성물을 포함한다. 적절한 살생물제의 예로는 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 이소티아졸린 화합물, 벤조산, 벤잘코늄 할로겐화물 등이 있다.
US 2006/0021302 A1에는 미생물 유기체의 수를 감소시키기 위해 사용할 수 있는 "예방" 화합물이 여과 매체에 포함된 항균 공기 필터가 공지되어 있다. 상기 "예방" 화합물은 주름형 필터 매체에 인접한 별도의 층으로서 도입된다. 상기 "예방" 화합물은 수용성 조효소, 유용성 조효소, 식물 추출물, 항생제, 살생물성 금속, 지방족과 방향족 지방산 등일 수 있다.
W0 2006/003515 A1은 자동차 공조 시스템의 입자 필터용 공기 처리장치를 개시하고 있다. 상기 장치는 휘발성이 큰 처리제를 함유하는 통기성 용기로 구성되어 있다. 상기 용기는 입자 필터에 체결되어 있다.
US 2005/0079379 A1에는 약한 양이온성 유화제와 함께 불소 화합물로 처리한 정전기적으로 하전된 용융취입 부직포 천을 포함하는 적어도 하나의 직물 웹이 구비된 커버 직물로서, 섬유의 표면에너지를 감소시켜 오일 미스트에 의한 침투와 습윤을 최소화함으로써 섬유에 부여된 정전기 전하의 효과를 유지하는 커버 직물이 공지되어 있다. 상기 섬유는 폴리비닐-N-피리디늄 브로마이드를 함유할 수 있다. 상기 직물은 안면 마스크와 보호 의류용으로 사용된다. 자동차 실내 필터 용도는 제시하고 있지 않다.
마지막으로, EP 1 882 511 A1은 불순물을 내부에 고정할 수 있는 적어도 하나의 필터층과 상기 필터층의 후단에 있고 상기 적어도 하나의 필터층의 정제 공기측에 형성되며 스페이서층에 의해 상기 적어도 하나의 필터층으로부터 이격되어 있는 살균 필터층으로 이루어진, 특히 자동차 실내용 공기를 여과하기 위해 살균효과가 있는 필터 매체를 개시하고 있다.
종래기술에 개시되어 있는 해결방안들은 한편으로는 자동차 실내 필터에 쉽게 적용할 수 없다는 점과 다른 한편으로는 필터 매체에 미생물이 성장, 특히 번식하는 것을 효과적으로 막을 수 없다는 단점이 있다. 또한 개시된 해결방안에 의하면, 특히 진균 또는 진균 포자의 성장이 전혀 또는 최소 정도로만 방지된다. 기재된 살생물제 중 일부는 소정의 미생물, 예를 들면 박테리아에 대해서만 유효성을 나타내고 곰팡이에 대해서는 그렇지 못하며, 다른 종류의 살생물제의 경우에는 살생물제의 적용과 필터 매체의 구성에 의해 미생물의 성장을 효과적으로 억제하지 못한다.
따라서 본 발명의 목적은 위에서 언급한 종래기술의 단점을 방지하는 항균 작용을 가진 필터 매체를 제공하는데 있다. 본 발명은 또한 기존의 필터 매체에 여과 효율을 변화시키지 않으면서 항균층을 추가로 구비할 수 있는 가능성을 제공한다.
상기 및 기타 목적들은 불순물을 내부에 고정할 수 있는 제1필터층과 제1필터층의 유입면에서 제1필터층에 인접하고 항균 물질을 함유한 제2필터층을 포함하는 항균 효과가 있는 필터 매체에 의해 해결된다.
상기 제1필터층은 부직포, 특히 용융취입 부직포일 수 있다.
이러한 필터 매체는 특히 자동차 실내용 공기를 여과하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 다른 응용 분야, 예를 들면 건물 관리용 공조 시스템 또는 일반적인 필터 시스템, 예를 들면 입자 필터층 또는 제2필터층이 특히 진균 또는 진균 포자, 특히 곰팡이 또는 곰팡이 포자, 박테리아 또는 조류와 같은 미생물과 특히 생육, 생식성 또는 증식성 미생물로부터 보호되어야 하는 필터 시스템에서도 생각할 수 있다.
항균 물질로서 특히 Zn-피리티온이 사용될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 옥타이소티아졸론이 항균제로서 사용될 수 있다. 상기 제2필터층은 나노은을 기재로 하는 항균 물질을 추가로 함유할 수 있다. 상기 제2필터층은 항균 물질로서 항균성 금속과 금속 화합물, 특히 은, 구리와 알루미늄 화합물 및/또는 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 다른 이소티아졸린 화합물들, 벤조산과 그의 유도체, 벤잘코늄 할로겐화물, 수용성 조효소, 유용성 조효소, 식물 추출물, 항생제, 살생물성 금속, 지방족 및/또는 방향족 지방산, 및/또는 제4급 계면활성제를 추가로 함유할 수도 있다.
상기 항균 물질 및/또는 추가 살생물 물질은 바람직하게는 분무 도포, 슬롭 패딩(slop padding) 또는 풀라기(foulard machine)에 의해 도포될 수 있다.
상기 필터 매체 자체는 2층 또는 3층으로 구성될 수 있다. 통과하는 순서로 예를 들면 항균층 후단에 입자 필터층과 활성탄을 포함하는 탈취 필터층이 순차적으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 항균층 후단에는 탈취 필터층 다음에 입자 필터층이 형성될 수 있다.
상기 제2필터층을 형성할 때 항균 물질 또는 추가 살균 물질을 직접 부가할 수 있다. 선택적으로 또는 조합하여, 항균 물질 또는 추가 살균 물질을 제2필터층에 추후 도입할 수 있다.
이러한 필터 매체는 자동차 실내 필터용으로 특히 적합하다. 이와 관련하여, 상기 필터 매체는 바람직하게는 표면적 확대를 위해 접철되거나 파형화된다. 다양한 실시형태에 있어서, 상기 접철형 또는 파형의 필터 매체는 적어도 일면에 부직포로 제조된 측면 밴드가 구비되거나 플라스틱 프레임으로 사출성형될 수 있다. 상기 접철형 또는 파형의 필터 매체는 지그재그- 또는 파형 형상을 가진 접철형 또는 파형 필터 매체의 측면인 단부 에지 중 적어도 하나에 측면 밴드, 특히 부직포로 제조된 측면 밴드가 구비될 수 있다.
상술한 매체를 구비한 자동차 실내 필터는 필터 수용부 또는 필터 하우징이 구비된 필터 모듈, 특히 자동차 공조 시스템의 필터 모듈 내에서 교환이 가능한 필터 부재로서 사용될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기재한다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 필터 매체의 2층 구성의 개략도이고;
도 2는 본 발명에 따른 필터 매체의 3층 구성의 개략도이다.
본 발명에 따른 매체는 예를 들면 자동차용 실내 필터에서 이용될 수 있다. 다른 사용 분야로는 진공청소기 필터, 건물 공조 시스템과 고정식 공조 시스템용 필터 부재, 공기청정기용 필터 부재, 호흡기 필터 등이 있다.
이하, 자동차용 실내 공기 필터 부재를 예로 들어 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 위에서 이미 언급한 바와 같이 다른 분야에서도 이용할 수 있음은 당업자에게 명백하다.
본 발명에 따른 필터 매체는 미생물, 특히 진균 또는 진균 포자를 사멸시킬 수 있는 동시에 필터 매체에 박테리아, 진균과 다른 미생물이 성장, 특히 번식하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 번식이라 함은 차단층, 예를 들면 살생물층을 통한 균사체-형성 미생물의 증식을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 층을 통해 증식하는 박테리아와 관련하여 번식이 일어날 수도 있다.
본 발명에 따르면, 항균 작용을 가진 필터 매체는 항균 물질을 함유한 제2필터층이 상기 제2필터층에 인접하고 불순물을 내부에 고정할 수 있는 제1필터층의 유입면에 형성되도록 구성되어 있다. 따라서 균사체-형성 미생물의 번식이 효과적으로 방지된다. 곰팡이 포자는 그 크기(2-100 ㎛, 전형적으로 2-10 ㎛)로 인해 항균층에 의해 부분적으로 고정되거나 항균 물질이 구비된 필터층에 부딪힘으로써 불활성화되거나 성장이 억제될 수 있다. 이는 항균 필터층이 후단에 있는 경우에 비해 매우 유리한 것으로, 이는 주위의 공기에 있는 포자의 대부분이 전단의 입자층에 고정되어 발아될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 필터 매체는 전형적으로 항균층, 즉 항균 물질을 포함하는 제2필터층이 매체에 추가되는 층(매체층)으로서 위치되도록 구성된다. 상기 항균층은 필터 작용을 갖기도 하고 경우에 따라서는 단일 층의 변형 형태로도 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 매체는 2층이나 3층 중 하나로 구성될 수 있다. 도 1은 입자층 매체(2, 제1필터층)와 그 위에 형성되어 항균 물질을 함유하는 제2필터층(4)으로 이루어진 2층 구성을 도시하고 있다. 제1필터층(2)은 경우에 따라 단계적 구성, 즉 통과하여 흐르는 방향으로 단면이 증감하는 섬유 직경을 갖고/또는 특히 미립자에 대한 분리성능을 향상시키는 나노섬유를 함유할 수 있다. 도 2는 예를 들면 용융취입 공정에 의해 제조된 미세섬유층(6), 기계적 강도로 인해 지지체라고도 하는 또 다른 섬유층(8)과 그 위에 위치된 제2항균 섬유층(4)으로 이루어진 3층 구성을 도시하고 있다.
상기 항균 지지체에는 다양한 항균 활성성분, 예를 들면 은, 구리, 알루미늄 화합물이 제공될 수 있다. Zn-피리티온은 실질적인 진균 억제효과를 갖고 수용성이 매우 낮기 때문에 특히 유리한 항균 물질이다. 특히 바람직한 또 다른 물질은 옥타이소티아졸론이다. 뿐만 아니라 나노은 및 효소적으로나 화학적으로 작용하는 물질을 기재로 하는 후처리제, 예를 들면 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 이소티아졸린 화합물, 벤조산과 벤조산 유도체, 벤잘코늄 할로겐화물, 수용성 조효소와 유용성 조효소, 식물 추출물, 다른 살생물성 금속, 지방족과 방향족 지방산 및 제4급 계면활성제도 가능한데, 이들 활성성분은 다른 선택으로서 사용할 수도 있고 Zn 피리티온과 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 제2필터층의 경우에 서로 다른 평량을 사용할 수 있다.
상기 제2필터층에는 서로 다른 공정, 예를 들면 분무 도포, 슬롭 패딩 또는 풀라기에 의해 항균 또는 살생물제가 구비될 수 있다. 이때 상기 항균층은 유입면에 형성되는 것이 유리하다. 상술한 3층 구성에 의해 활성성분과 기능성 입자 섬유층 사이의 부정적인 상호작용이 방지될 수 있다. 상기 특수한 3층 샌드위치 구성으로 인해 입자 필터층 자체를 보호할 수 있고 이에 따라 높은 여과효율이 확보될 수 있다. 뿐만 아니라 상기 샌드위치 구성은 이러한 방법으로 자동차 실내 필터에서 사용될 수 있는 다양한 필터 매체에 기존의 필터에 대한 추가 선택으로서 제공될 수 있는 추가 항균층이 구비될 수 있다는 장점을 제공한다(자동차 실내 필터의 경우에 지역적 요건과 제조사에 따른 특정 요건에 맞게 구성된 다수의 서로 다른 필터 매체가 사용되고 있다). 이외에도, 추가 항균층에 의해서 서로 다른 응용분야에 대해 맞춤 구성된 해결방안을 달성할 수 있다. 또한 서로 다른 기후 조건에서 서로 다른 종류의 미생물은 필터 매체에서의 성장시 역할이 다르므로 제2필터층에 도포된 항균 물질을 적절하게 선택할 수 있고 또한 평량을 변화시킬 수 있다.
추가로 여과 효율을 결정하는 층(용융취입)에는 마스터배치에 의해 항균 활성성분이 구비되거나 상기 매체는 마스터배치를 통해 제조된 항균 섬유가 추가 도입되어 증가된 항균 작용을 나타낼 수 있다.
활성성분을 추후 도포하는 것은 섬유 제조(마스터배치) 중에 직접 부가하는 것에 비해 섬유 외부에 존재하는 활성성분이 미생물과 직접 접촉하기 때문에 활성성분의 농도가 낮아도 충분하다는 장점이 있다. 마스터배치 제조시 또는 마스터배치 공정에 의해 제조된 섬유의 부가시 항균 활성성분이 특히 견고하게 섬유에 부착고착되는 장점이 있다.
본 발명에 따른 필터 매체로부터 필터 하우징이 구비된 필터 모듈, 특히 입자 필터 및/또는 탈취 필터를 제조할 수 있는데, 이때 상기 필터 매체는 필터 하우징에 삽입된다.

Claims (16)

  1. 불순물을 내부에 고정할 수 있는 제1필터층 및 제2필터층을 포함하는, 특히 자동차 실내용 공기를 여과하기 위해 항균 작용이 있는 필터 매체에 있어서, 상기 제2필터층이 제1필터층의 유입면에 형성되고 항균 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2필터층이 중간층 없이 제1필터층에 직접 인접해 있는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 항균 물질이 아연 피리티온 및/또는 옥타이소티아졸론인 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2필터층이 나노은을 기재로 하는 항균 물질을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2필터층이 항균성 금속과 금속 화합물, 특히 은, 구리와 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 항균 물질을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2필터층이 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 이소티아졸린 화합물, 벤조산과 그의 유도체, 벤잘코늄 할로겐화물, 수용성 조효소, 유용성 조효소, 식물 추출물, 항생제, 살생물성 금속, 지방족과 방향족 지방산 및 제4급 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항균 물질 및/또는 추가 살생물 물질이 분무 도포, 슬롭 패딩 또는 풀라기에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 매체가 2층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 매체가 3층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항균 물질 또는 추가 살균 물질이 제2필터층의 제조시 직접 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항균 물질 또는 추가 살균 물질이 제2필터층에 추후 도입될 수 있는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 필터 매체를 포함하는 자동차 실내 필터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 필터 매체가 접철 또는 파형화되어 있는 자동차 실내 필터.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 필터 매체가 적어도 일면에 부직포로 제조된 측면 밴드가 구비되어 있거나 플라스틱 프레임으로 사출성형되어 있는 자동차 실내 필터.
  15. 제13항에 있어서, 상기 접철형 또는 파형 필터 매체의 단부 에지 중 적어도 하나에 측면 밴드, 특히 부직포로 제조된 측면 밴드가 구비되어 있는 자동차 실내 필터.
  16. 필터 수용부 또는 필터 하우징을 구비하고 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 자동차 실내 필터를 포함하는 필터 모듈, 특히 자동차 공조 시스템의 필터 모듈.
KR1020137031142A 2011-06-06 2012-06-04 항균 필터 매체 및 필터 모듈 KR20140024403A (ko)

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