利用无纺布及活性炭的抗菌过滤器的制备方法与流程

本发明是无纺布及利用抗菌活性炭过滤的方法制造的。
背景技术：
：通常，使用着的过滤器具有如下特征：当启动车辆用空调或加热器时，使从外部的或车辆内部的空气进行循环，在现有的空调过滤器的情况下，仅去除微尘或利用一般的活性炭来去除异味，但是活性炭的特性上随着时间的流逝产生霉菌，反而使异味诱发物质增加。尤其，现实状况为伴随着汽车生产量的增加，道路环境越发恶劣，利用汽车的驾驶人员及乘客切实地需要舒适的室内环境的维持。实际上，道路周边的空气和流入汽车内的空气中大量含有花粉、石棉粒子、重金属、细菌、道路灰尘等的多种颗粒物质和臭氧、苯、甲苯等的气相物质。若长期露出于这些粒子中的具有0.3μm以下的粒子大小的微粒子中，则成为引起皮肤过敏、呼吸道疾病、眼科疾病、肾脏疾病等的原因。汽车室内作为这种氛围当中最恶劣的地方，若在行驶中产生而飞散的微细粒子积累于车内，则利用外部空气的流入或车窗的开放难以去除这些微细粒子，汽车外部环境例如非铺装公路、交通拥堵地区等恶劣的情况下，有可能汽车室内的污染程度更严重，由此不仅给驾驶人员及乘客带来不快感，而且成为引起各种疾病的原因。但是，像这种车辆用过滤器在韩国授权专利10-0159326号(汽车空调用空气过滤器)中开发出不仅去除来自外部的微尘，而且对过滤器网粘结力优秀且柔软的过滤器，但是正急需对恶臭、有害气体等的车辆用空调过滤器的开发。本说明书全文中，参照了多篇论文及专利文献，并表示了其引用。所引用的论文及专利文献的公开内容全部插入于本说明书来作为参照，从而更加明确地说明本发明所属的
技术领域：
的水平及本发明的内容。技术实现要素：技术问题本发明人致力于研究开发抗菌、抗病毒效果优秀，并可去除有害气体的空气净化及水质净化用过滤器。其结果，利用碱溶液、铜/碘、银/碘或铂对活性炭进行处理来制备抗菌活性碳，并且适当地对它们进行混合并涂敷于无纺布，来开发抗菌、抗病毒效果优秀，并可有效地去除有害气体的抗菌过滤器，从而完成了本法明。因此，本发明的目的在于，提供抗菌过滤器的制备方法。本发明的另一目的在于，提供根据上述方法制备而成的抗菌过滤器。根据以下发明的详细说明及发明要求保护范围使本发明的其他目的及优点更加明确。解决问题的方案根据本发明的一实施方式，本发明提供抗菌过滤器的制备方法，上述抗菌过滤器的制备方法包括如下步骤：步骤(a)，在活性炭中，分别对(ⅰ)酸溶液、(ⅱ)碱溶液、(ⅲ)铜(Cu)及碘(I)、(ⅳ)银(Ag)及碘(I)以及(ⅴ)铂(Pt)进行处理来制备5种抗菌活性炭；步骤(b)，混合上述5种抗菌活性炭来制备浸渍活性炭(impregnatedactivatedcarbon)；步骤(c)，在无纺布涂敷抗菌剂；以及步骤(d)，在涂敷有上述抗菌剂的无纺布中，涂敷上述浸渍活性炭。根据本发明的另一实施方式，本发明提供根据上述方法制备而成的抗菌过滤器。本发明人为了开发抗菌、抗病毒效果优秀，并可去除有害气体的空气净化及水质净化用过滤器研究努力，其结果，将酸或碱溶液、铜/碘、银/碘或铂处理于活性炭来制备抗菌活性碳，并适当地混合它们而涂敷于无纺布，来开发了抗菌、抗病毒效果优秀，并可有效地去除有害气体的抗菌过滤器。利用活性炭及无纺布制备本发明的抗菌过滤器，具有耐菌、杀菌及抗病毒效果，并可有效地去除多种挥发性有机化合物及氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、甲苯等的有害物质。按各步骤对本发明的抗菌过滤器的制备方法进行说明如下。步骤(a)：制备5种抗菌活性炭根据本发明在活性炭中，分别对(ⅰ)酸溶液、(ⅱ)碱溶液、(ⅲ)铜及碘、(ⅳ)银及碘以及(ⅴ)铂进行处理来制备5种抗菌活性炭。本发明中可使用的活性碳可使用粒子状、组装状或纤维状的多种活性碳。优选地，粒子状活性碳可使用煤炭类、椰子类，在纤维状活性碳的情况下，使用聚丙烯腈(PAN)类、沥青(Pitch)类或人造丝(Rayon)类活性碳纤维为优选。在本发明中，为了制备抗菌活性炭处理于活性炭的酸性溶液包含硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)或盐酸(HCl)等，但并不局限于此。优选地，利用磷酸或硫酸。将酸性溶液处理10分钟至6小时之后，利用活性炭重量比的3倍的水清洗3次。去除水分后，利用在本发明所属
技术领域：
中公知的多种方法进行干燥来使水分率小于10％。干燥后，活性炭的pH为5.0～7.0，更优选地，pH为6.0～7.0，最优选地，具有pH6.8～7.0的范围。在本发明中为了制备抗菌活性炭，被活性炭处理的碱性溶液为氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)，但是并不限定于此。将碱性溶液处理10分钟至6小时之后，利用活性炭重量比的3倍的水水洗3次。去除水分之后，利用在本发明所属
技术领域：
中公知的多种方法进行干燥来使水分小于10％。干燥后，活性炭的pH为7.0～9.0，更有选地，pH为7.0～8.0，最优选地，具有pH6.8～7.0的范围。在本发明中为了制备抗菌活性炭，对碘及铜的化合物的处理如下：利用由作为选自由碘化钾(KI)、碘(I2)、碘酸钾(KIO3)及碘酸钠(NaIO3)组成的组中的一种以上的混合物的碘化合物和作为由选自硫酸铜(CuSO4)、硝酸铜(CuNO3)及醋酸铜(Cu(CH3COO)2)中的一种或两种以上的混合物的铜化合物溶解而成的溶液来对活性炭进行处理。然后，进行水洗并干燥来获取浸渍铜/碘活性炭。优选地，在溶解有用于制备抗菌活性炭的碘化合物及铜化合物的溶液中，碘化合物的浓度为0.001至0.2摩尔。在上述碘化合物的浓度小于0.001摩尔的情况下，溶液中的碘离子无法充分地与碳表面相结合，仅少量的碘与碳表面相结合而易于气化，从而难以取得充分的效果，若碘化合物的浓度大于0.2摩尔，则因碘的过多的浸渍而存在碳表面的气孔堵塞，且吸附比面积减少的问题。优选地，在溶解有用于抗菌活性炭的制备的碘化合物及铜化合物的溶液中，铜化合物的浓度为0.001至0.2摩尔。在上述铜化合物的浓度小于0.001摩尔的情况下，铜-碘反应期形成得不好，从而难以取得上述的效果，若铜化合物的浓度大于0.2摩尔，则因铜的过多的浸渍而存在碳表面的气孔堵塞，并吸附比表面积减少的问题。在本发明中，为了制备抗菌活性炭，利用作为选自碘化钾、碘、碘酸钾及碘酸钠组成的组中的一种以上的混合物的碘化合物溶解而成的溶液对活性炭进行处理之后，利用硝酸银(AgNO3)或醋酸银(CH3COOAg)溶液对上述活性炭进行处理。然后，进行水洗并干燥来获取浸渍银/碘抗菌活性炭。在利用铂对活性炭进行处理来制备抗菌活性炭的情况下，在0.1％、0.5％或1％的铂溶液中浸涂活性炭之后，进行水洗并干燥来制备浸渍铂的抗菌活性炭。步骤(b)：制备浸渍活性炭将分别利用酸溶液、碱溶液、铂、银/碘及铜/碘对活性炭进行处理而获取的5种抗菌活性炭进行混合，使适合于抗菌及脱臭功能。除了上述5种抗菌活性炭之外，还添加未进行任何处理的活性炭(生碳(RAW碳))。在经过混合的浸渍活性炭具有抗菌、抗病毒及去除有害气体的效果的水平上，它们的混合比例并不受到特别限制。在本说明书中，术语“浸渍活性炭”是指混合有抗菌活性炭的浸渍活性炭及混合有抗菌活性炭、活性炭的浸渍活性炭。根据本发明的一实例，相对于浸渍活性炭的总重量，本发明的浸渍活性炭包含0.5～10重量百分比的活性炭、20～70重量百分比的经酸溶液或碱溶液处理的抗菌活性炭、10～60重量百分比的经铜及碘处理或经银及碘处理的抗菌活性炭及1～20重量百分比的经铂处理抗菌活性炭。根据本发明的另一实例，相对于浸渍活性炭的总重量，本发明的浸渍活性炭包含0.5～7重量百分比的活性炭、30～60重量百分比的经酸溶液或碱溶液处理的抗菌活性炭、20～50重量百分比的经铜及碘处理或经银及碘处理的抗菌活性炭及5～20重量百分比的经铂处理抗菌活性炭。根据本发明的特定实例，相对于浸渍活性炭的总重量，本发明的浸渍活性炭包含2～5重量百分比的活性炭、40～60重量百分比的经酸溶液或碱溶液处理的抗菌活性炭、30～40重量百分比的经铜及碘或经银及碘处理的抗菌活性炭及8～15重量百分比的经铂处理抗菌活性炭。步骤(c)：在无纺布中涂敷抗菌剂在无纺布中涂敷抗菌剂。在本发明中，涂敷于无纺布的抗菌剂可利用于本发明所属
技术领域：
中公知的多种抗菌剂(或它们的组合)，在抗菌剂中还可混合染色剂。混合抗菌剂和染色剂，来涂敷于无纺布，从而可制备多种颜色的过滤器。根据本发明的一实例，相对于无纺布的总重量，以溅射或浸涂方式将0.05重量百分比至2.5重量百分比的抗菌剂涂敷于无纺布。优选地，利用浸涂方式进行涂敷。在无纺布中涂敷抗菌剂之后，利用在本发明所属
技术领域：
中公知的多种干燥方法进行干燥。优选地，在70～90℃温度条件下，进行高温干燥30分钟至2小时。步骤(d)：在无纺布中涂敷浸渍活性炭在涂敷有抗菌剂的无纺布中，涂敷浸渍活性炭。首先，为了使浸渍活性炭能够很好地涂敷于无纺布，在无纺布中涂敷粘结剂之后，涂敷浸渍活性炭。作为粘结剂可利用丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂的丁腈橡胶(NBR)及丁苯橡胶(SBR)等，但并不限定于此。为了将浸渍活性炭粘结于无纺布而使用的粘结剂的量使用最小量，从而防止因使用粘结剂而堵塞浸渍活性炭的气孔及无纺布之间的空隙。优选地，当以重量比来进行说明时，浸渍活性炭：粘结剂的比例为1：0.1至0.5的范围中。根据本发明的一实例，在每平方米无纺布中，涂敷于无纺布的浸渍活性炭的量为150g至400g。根据本发明的一实例，在每平方米无纺布中，涂敷于无纺布的浸渍活性炭的量为200g至250g。通过本发明的方法制备的抗菌过滤器呈现优秀的抗菌、抗病毒特性及去除有害气体的效果。本发明的抗菌过滤器可用作空气净化用过滤器及水质净化用过滤器，优选地，可用作车辆用空气净化过滤器。发明的效果对本发明的特征及优点进行归纳如下。(ⅰ)本发明提供抗菌过滤器的制备方法及利用抗菌过滤器的制备方法制备的抗菌过滤器。(ⅱ)本发明的抗菌过滤器呈现优秀的抗菌、抗病毒效果及去除有害气体及恶臭效果。(ⅲ)本发明的抗菌过滤器可用作空气净化用过滤器或水质净化用过滤器。(ⅳ)若利用本发明的抗菌过滤器，则可隔断各种污染源，并可预防因微生物、细菌及病毒的渗透引起的疾病。附图说明图1为本发明的抗菌过滤器的制备方法的流程图。图2为对图1进行变形的制备方法的流程图。具体实施方式以下，通过实施例更详细地说明本发明。这些实施例只用于更详细地说明本发明，根据本发明的要旨，本发明的范围并不局限于这些实施例，这对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说是显而易见的。实施例实施例：利用无纺布及活性炭制备空气净化过滤器根据以下方法制备具有抗菌功能的空气净化过滤器。1)制备抗菌活性炭为了制备具有抗菌活性的活性炭，对酸或碱溶液进行处理或使铜/碘、银/碘或铂(Pt)进行浸渍。用于制备抗菌活性炭的活性炭在20×40目(mesh)或30×60目的粒子状或纤维状形态的活性炭中进行选择并使用。将选自酸、碱、醇类及丙酮中的一种以上的溶液对活性炭进行处理10分钟以上(10分钟至6小时)。在利用酸溶液的情况下，使用比较易于操作的H3PO4及H2SO4等，以活性炭的含量比为10：1至2的比例对活性炭进行处理。经酸溶液处理之后，利用活性炭重量比的3倍的水清洗3次。去除水分后，在120℃温度下进行干燥来使水分率小于10％。干燥后，活性炭的pH位于为6.8～7.0的范围。经酸处理的活性炭对碱性气体呈现出对氨、三甲胺、甲胺等有效的吸附功能。在处理碱溶液的情况下，使用NaOH及KOH等，以活性炭的含量比为10：0.5至1的比例对活性炭进行处理。处理碱溶液之后，利用活性炭重量比的3倍的水清洗3次。去除水分后，在120℃温度下进行干燥来使水分率小于10％。干燥后，活性炭的pH位于7.0～7.8的范围。经碱处理的活性炭对酸性气体呈现出对硫化氢、甲硫醇等有效的吸附功能。在处理醇类溶液的情况下，使用甲醇、乙醇或异丙醇，相对于活性炭处理20～80重量百分比。处理醇类溶液之后，利用活性炭重量比的3倍的水清洗3次。去除水分后，在120℃温度下进行干燥来使水分率小于10％。在处理丙酮的情况下，相对于活性炭处理60～85重量百分比。处理丙酮之后，利用活性炭重量比的3倍的水清洗3次。去除水分后，在120℃温度下进行干燥来使水分率小于10％。在将铜/碘浸渍于活性炭的情况下，将硫酸铜(CuSO4)、硝酸铜或醋酸铜(Cu(CH3COO)2)溶解于水之后，添加碘化钾、碘、碘酸钾或碘酸钠来在溶解的水溶液中将活性炭浸涂10分钟至3小时。然后，对活性炭进行水洗并进行干燥来制备浸渍铜/碘的抗菌活性炭。在将银/碘浸渍于活性炭的情况下，在由碘化钾、碘、碘酸钾或碘酸钠溶解而成的的水溶液中，将活性炭浸涂5分钟至2小时之后，对活性炭进行水洗，并在硝酸银或醋酸银溶液中，将活性炭浸涂10分钟至3小时。然后，对活性炭进行水洗并进行干燥来制备浸渍银/碘的抗菌活性炭。在将铂浸渍于活性炭的情况下，在0.1％、0.5％或1％的铂溶液中浸涂活性炭之后，进行水洗并干燥来制备浸渍铂的抗菌活性炭。作为用于活性炭的水的重量比铂以0.01至0.05％的浓度进行浸渍。2)混合抗菌活性炭将浸渍有酸溶液、碱溶液、铂、银/碘或铜/碘的抗菌活性炭进行混合，使上述抗菌活性炭适合于抗菌及脱臭功能。当混合抗菌活性炭时，为了强化非极性气体的脱臭使用未进行浸渍的活性炭(生碳)。它们的混合比例分为未进行浸渍的活性炭(生碳)：浸渍酸或碱的活性炭：浸渍铂的活性炭：浸渍银/碘或铜/碘的活性炭(表1)。表1抗菌活性炭的混合比例3)在无纺布中涂敷抗菌剂在无纺布中涂敷抗菌剂。无纺布可使用无纺布面料或熔喷(MB，MeltBrown)面料中的一种。抗菌剂使用CDI公司的PE727、PG226、PG228、BKC50、TC130、PG303、PG311及4级铵类抗菌剂中的一种以上。以溅射或浸涂方式在8g/m2(无纺布)中涂敷0.1至1.5％(对无纺布重量的重量比)。将抗菌剂表面处理于无纺布之后，使无纺布卷绕于辊。借助卷绕于辊的压力涂敷于无纺布的抗菌剂溶液自然地被去除，从而可减少干燥时间，并且还在有效利用无纺布的气孔的方面带来好的影响。在80℃温度下，将上述无纺布干燥30分钟至1小时。其中，优选地，在最大范围内不堵塞无纺布的气孔和以需要进行具有抗菌功能的抗菌处理的状态下，使抗菌剂的浓度调节为0.1％～0.5％的范围。如上所述，对利用抗菌剂进行处理的无纺布的抗病毒性进行如下评价。试验方法试验材料的准备在37℃温度下，将受精卵培养11天之后，通过检卵仅选择正常发育的受精卵。受精卵接种规定量的病毒之后，再次放入恒温器中培养3～4天。剜去受精卵的气囊(airsac)部分来获取包含病毒的尿囊液(allantoicfluid)。通过血球凝集试验(HA，Hemagglutination)来测定病毒的量之后，利用针头式过滤器进行过滤，并以规定量进行分配后在－80℃中保存。重新溶解分配的病毒，并通过噬菌斑测定来确定对各个病毒的空斑形成单位(PFU，plaqueformingunit)。以2.5×3.5cm的方式切割试样。在未进行截面抗菌处理的面料的情况下，考虑与其他试样之间的厚度以2.5×8cm的方式进行切割并使用。将试样放入于瓶口宽的大瓶，并关闭盖使其完全封闭之后利用高温高压进行灭菌。对象试样的抗病毒功能研究在抗菌过滤器试样中投入0.2ml的含有0.1％的吐温(tween)40的病毒溶液，18小时之后在20ml的MEM培养基中混合2分钟来洗脱病毒。将上述溶液在犬肾上皮连续细胞系(MDCK)细胞株中通过噬菌斑测定来确定病毒的滴度。将病毒投入于试样中，经过规定时间之后进行提取，并测定因犬肾上皮连续细胞系细胞株中感染病毒而减少的病毒的量。将犬肾上皮连续细胞系细胞株培养至汇合(confluent)多孔板(6孔)为止。对从试样中进行洗脱的病毒进行10倍梯度稀释，使感染于犬肾上皮连续细胞系细胞株(用于感染的样品的量为500μl)1小时。当感染结束时，将2×达尔伯克改良伊格尔培养基(DMEM)培养基和低熔点(lowmelting)琼脂糖的各一半倒入于细胞上并进行凝固。在CO2培养基中培养3～4天之后，利用结晶紫进行染色并测定因病毒的感染而呈现的噬菌斑的数量。试验结果在本试验中，将现有的织物的抗菌度试验方法(KSK0893)适当地适用于病毒试验来进行了试验。在本试验中为了测定流感病毒的生存病毒量，利用对病毒具有感受性的犬肾上皮连续细胞系细胞株，并且使用了噬菌斑测定。将在上述试验中使用的病毒的浓度配成5×107pfu/ml来使用。在本试验中使用5种的流感病毒来对受委托的抗菌过滤器进行3次重复试验，并且以平均值表示试验结果。表2A型流感病毒A/韩国/01/2009(H1N1)－病毒滴度(pfu/ml)生存率(％)减少率(％)对照组2×104100－处理抗菌剂的过滤器1未检出＜0.01＞99.9处理抗菌剂的过滤器2未检出＜0.01＞99.9表3A型流感病毒A/Panama/2007/99(H3N2)表4A型流感病毒(H5型重组病毒)－病毒滴度(pfu/ml)生存率(％)减少率(％)对照组1.3×104100－处理抗菌剂的过滤器11.46×1020.198.9处理抗菌剂的过滤器21.2×101＜0.01＞99.9表5A型流感病毒(H7型重组病毒)－病毒滴度(pfu/ml)生存率(％)减少率(％)对照组2.5×104100－处理抗菌剂的过滤器1未检出＜0.01＞99.9处理抗菌剂的过滤器2未检出＜0.01＞99.9表6B型流感病毒B/布里斯班/60/2008－病毒滴度(pfu/ml)生存率(％)减少率(％)对照组2.85×103100－处理抗菌剂的过滤器1未检出＜0.01＞99.9处理抗菌剂的过滤器2未检出＜0.01＞99.9在用于制备本发明的抗菌过滤器的抗菌剂处理过滤器1的情况下，在H3N2病毒中呈现97.3％的减少效果，在H5型病毒中呈现98.9％的减少效果，在其他3种的病毒中呈现99.9％以上的病毒减少效果。在抗菌剂处理过滤器2的情况下，5个流感病毒中均呈现99.9％以上的病毒减少效果。4)在无纺布中涂敷浸渍活性炭在每平方米的涂敷有抗菌剂的无纺布中，涂敷200至250g的浸渍活性炭。即，在涂敷有抗菌剂的无纺布中涂敷粘结剂之后，再次涂敷活性炭来使活性炭粘结。利用粘结剂使浸渍活性炭很好地涂敷于无纺布，作为粘结剂可利用丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂的丁腈橡胶及丁苯橡胶等，在粘结剂的含量比高的情况下，起到堵塞浸渍活性炭的气孔及无纺布之间的空隙的作用，因此优选地，使用最小量。优选地，以重量比浸渍活性炭：粘结剂的比例位于1：0.1至0.5的范围。在这里使用的粘结剂使用韩国UNION化学的UNITANE-2370H及2380T。以上，对本
发明内容的特定部分进行了详细说明，对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员这种详细技术仅属于优选实施方式，本发明的范围不局限于此，这是显而易见的。因此，本发明的实质性的范围应根据所附的发明要求保护范围和其的等同技术方案来定义。当前第1页1 2 3