KR100294857B1 - 미세분진여과용집진필터및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로, 철강, 분체공업 또는 시멘트공업 현장 등에서 분진형태의 오염물 또는 원료물질을 포함한 함진공기를 정화시켜 청정공기를 대기중으로 방출토록 하기 위한 미세분진 여과용 집진필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 미세분진 여과용 집진필터는 거품의 크기 및 안정성을 조절하는 것에 의하여 미세분진을 효과적으로 제거하면서도 높은 공기투과도와 낮은 차압을 갖는 우수한 집진필터를 제공하는 효과가 있다.

[색인어]

필터, 집진필터, 수지거품

Description

미세분진 여과용 집진필터 및 그 제조방법

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 미세분진 여과용 집진필터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철강, 분체공업 또는 시멘트공업 현장 등에서 분진형태의 오염물 또는 원료물질을 포함한 함진공기를 정화시켜 청정공기를 대기중으로 방출토록 하기 위한 미세분진 여과용 집진필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상, 철강공업, 시멘트공업 또는 분체를 원료로 하거나 분체 형태의 제품을 생산하는 공업현장에서는 많은 공정에서 다량의 분진을 포함하는 오염된 함진공기가 배출되게 되고, 이와 같은 오염된 공기가 그대로 대기중으로 배출된 때는 심각한 대기오염을 초래할 수 있기 때문에 모든 업체에서는 오염된 공기를 정화하여 대기중으로 방출하도록 의무화되어 있다.

이때 공기정화수단으로 채용되는 것 중의 하나가 집진기용 백필터이며, 이 집진기용 백필터 내부에는 공기에 대한 필터링을 수행하는 긴 원형 또는 비원형의 백(bag) 형태를 가진 집진필터가 그 중심부에 장착되어 있다.

제1도는 집진필터가 채용되는 집진기용 백필터의 일례를 개략적으로 보여주는 단면도이다.

제1도를 참조하면, 집진기는 하우징(1) 내측 하부에 함진공기유입구(2)가 수비되어 있고, 그 중앙부에 수직 및 수평방향으로 격자를 이루며 구성되어 있는 백케이지(3)와 그를 감싸고 있는 집진필터(5)로 이루어진 백필터(6)가 위치되어 있으며, 하우징(1) 상부에는 정화된 청정공기가 배출되는 청정공기배출구(7)가 구비되어 있다. 또한 분리판(8)에 의해 백필터(6)가 하우징(1)에 고정, 지지되며, 하우징(1) 내부공간은 청정공기실(9)과 함진공기실(10)로 분리되며, 하우징(1)의 저면에는 함진공기로부터 분리되어 농축된 분진을 배출시키기 위한 분지배출구(11)가 구비되어 있다. 제1도에서는 설명의 편의를 위하여 백필터를 1개 구비한 집진기를 도시하였으나, 상기 백필터는 용도에 따라 다수개로 구비될 수 있음은 자명하다.

상기한 바와 같이 구성된 집진기는 공정 중 또는 공정 후 배출되는 함진공기를 함진공기유입구(2)와 청정공기배출구(7) 사이의 차압에 의하여 함진공기유입구(2)를 통하여 하우징(1)내로 유입시켜 상기 함진공기가 순차적으로 함진공기실(10), 백케이지(3)에 의하여 내부공간이 형성되도록 고정된 집진필터(5) 및 청정공기실(9)을 경유한 후, 청정공기배출구(7)를 통하여 대기중으로 배출될 수 있으며, 함진공기가 상기 집진필터를 통과하는 동안에 분진 및 오염물이 집진필터에 의하여 여과되고, 중력에 의하여 하강하면서 분지배출구(11) 근처에 수집되었다가 분지배출구를 통하여 배출되게 된다. 따라서, 함진공기 중의 분지 및 오염물이 공기로부터 분리되어 별도로 수거될 수 있으며, 그에 의하여 함진공기가 청정공기로 여과되어 대기오염을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 이용되는 집진기용 백필터의 집진필터(5)가 갖추어야 할 성능으로는 우선 가장 중요한 것으로서 통기성이 좋으면서도 공극이 미세하고, 균일하여 공기만을 잘 통과시키면서도 분진 등은 통과시키지 않는 고여과능이라 할 수 있다. 이와 같은 성능을 가장 잘 나타낼 수 있는 것 중의 하나로서 부직포를 들 수 있다.

또한, 상기 집진필터(5)는 내열성, 방염성, 투습성, 방수성 및 발수성 등이 요구될 수 있다.

통상, 부직포라 함은 천연섬유나 인조섬유 SF나 또는 합성 필라멘트가 접착제, 용융섬유 등에 의한 접착방법 또는 기계적 방법(예를 들면, 니들펀치(needle punch)법 또는 스티치(stitch)법) 등에 의하여 접합된 포상 물질로서, 일반적으로 잘 늘어나고, 힘없는 직물들을 보강하고, 그 외에 특수용도로 널리 사용되고 있는 것으로서, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있을 정도로 공지된 것이다.

특히, 부직포는 제2도에 전자현미경사진으로 나타낸 바와 같이, 부직포를 이루는 섬유들 사이에 틈(기공)이 무수하게 존재하는 형태를 가지며, 이들 기공들 사이로 공기가 자유롭게 통과할 수 있도록 할 수 있기 때문에 상기에서 언급한 바와 같이, 집진기용 백필터의 집진필터로 유용하게 사용될 수 있다.

그러나, 산업의 발달로 점점 더 미세한 분진들이 더욱 다량으로 발생되고, 환경보호 및 작업환경 등의 개선을 위하여는 점점 더 미세해지는 분진들을 효율적으로 포집하여 제거하여야 하는 과제를 남기고 있다.

한편, 종래의 집진필터의 제조의 일례로서 필름라미네이팅법을 들 수 있으며, 이는 실리콘처리 및 요철처리된 종이 위에 유기용제를 사용한 아크릴 수지나 우레탄 수지의 용액을 나이프를 사용하여 코팅을 한 후, 이를 부직포와 함께 적층하여 캘린더가공을 수행하여 종이 상의 필름을 부직포 표면에 이행시켜 요철부분의 기공에 의하여 집진필터를 제조하는 종래의 방법에 의하여 제조된 집진필터는, 제3도(배율 50배) 및 제4도(배율 100배)의 전자현미경사진에 나타난 바와 같이, 기공크기가 매우 크게 형성되기 때문에 미세분진을 효과적으로 제거하지 못하는 단점이 있다. 또한, 유기용제의 사용으로 작업환경이 열악해지며, 화재의 위험성을 내포하고 있다. 더욱이, 아크릴수지액과 공기를 혼합하여 거품을 제조한 후, 패드나 나이프를 사용하여 거품을 부직포 상에 패딩처리하는 방법이 있었으나, 이는 단순히 부직포 섬유간의 강도를 부여하는 것에 그치며, 나이프나 패드 자체의 물리적인 힘에 의하여 거품구조가 깨지기 때문에 부직포의 표면에 입체적인 거품구조를 형성하지 못하는 단점이 있었다.

또한 종래의 멤브레인필름라미네이팅법에 의하면 부직포 원단에 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 수지막을 적층하여 집진필터를 제조하고 있었으나, 제5도(배율 200)의 전자현미경사진에 나타난 집진필터의 경우 기공크기는 0.5㎛로 나타나 미세한 기공의 형성이 가능하여 미세한 분진의 여과가 가능한 것이기는 하나 탈진시 부직포층과 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 수지막 층이 분리되고, 그 피브릴구조의 낮은 피막강도에 의하여 쉽게 손상되는 단점이 있으며, 적층구조로 인하여 집진필터의 전후에서 높은 차압이 형성되어 부직포 자체가 쉽게 터지는 등의 문제점이 있었다. 여기에서 한걸음 나아가, 아크릴수지의 용액을 나이프로 부직포 상에 코팅하는 기술이 사용되기도 하였으나, 이는 오히려 부직포의 기공까지를 밀폐하여 높은 차압의 발생과 낮은 공기투과도의 원인이 되어 집진효율을 저하시키는 단점이 있는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 부직포의 기공을 미세하게 하면, 미세한 분진의 제거가 가능하기는 하나, 기공이 미세해질수록 미세함진공기의 통과가 어려워 필터효율이 높아지게 되나, 전체적으로 부직포 자체에 걸리는 차압이 높아져 여과효율, 여과속도 등이 저하되고, 집진기의 가동에너지 등이 많이 소요되는 단점이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 높은 차입이 요구되지 않으면서도 미세한 분지까지 효율적으로 제거할 수 있는 미세분진 여과용 집진필터의 개발이 요구되어 왔다.

본 발명의 목적은 높은 차압이 요구되지 않으면서도 미세한 분진까지 효율적으로 제거할 수 있는 미세분진 여과용 집진필터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 높은 차압이 요구되지 않으면서도 미세한 분지까지 효율적으로 제거할 수 있는 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법을 제공하는 데 있다.

제1도는 집진필터가 채용되는 집진기용 백필터의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.

제2도는 제1도의 집진기용 백필터에 사용되는 원단으로서의 집진필터를 구성하는 부직포의 표면을 촬영한 전자현미경사진(배율 100배)이다.

제3도 및 제4도는 각각 제2도의 부직포를 종래의 기술의 하나인 라미네이션공법에 따라 코팅된 집진필터의 표면을 촬영한 전자현미경사진(제3도는 배율 50배, 제4도는 배율 100배)이다.

제5도는 제2도의 부직포를 종래의 기술의 다른 하나인 피브릴코팅 및 멤브레인 라미네이팅공법에 따라 코팅된 집진피러의 표면을 배율 200배로 촬영한 전자현미경사진이다.

제6도는 본 발명에 따라 수용성 폴리테트라플루오로에틸렌을 거품코팅한 집진필터의 표면을 배율 150배로 촬영한 전자현미경사진이다.

제7도 내지 제10도는 각각 제2도의 부직포를 본 발명에 따라 거품코팅된 집진필터의 표면을 촬영한 전자현미경사진(제7도는 배율 50배, 제8도는 배율 100배, 제9도는 배율 400배 및 제10도는 배율 1,000배)이다.

제11도는 종래의 기술의 하나인 라미네이션공법에 따라 코팅된 집진필터의 압력강하현상을 측정한 그래프이다.

제12도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터의 압력강하현상을 측정한 그래프이다.

제13(a)도 내지 제13(c)도는 종래의 기술의 하나인 라미네이션공법에 따라 코팅된 집진필터에 분진을 적용시킨 후, 필터표면(제13(a)도), 필터단면(b) 및 필터이면(13c)에 잔류하는 분진의 분포를 촬영한 전자현미경사진이다.

제14(a)도 내지 제14(c)도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터에 분진을 적용시킨 후, 필터표면(제13(a)도), 필터단면(b) 및 필터이면(13c)에 잔류하는 분진의 분포를 촬영한 전자현미경사진이다.

제15도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터에 분진을 적용시킨 후, 필터표면에 잔류하는 분진의 분포를 배율 1,000배로 확대하여 촬영한 전자현미경사진이다.

제16도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터(①,②) 종래의 기술의 하나인 라미네이션공법에 따라 코팅된 집진필터(③)의 평균기공크기분포를 나타낸 그래프이다.

제17도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터의 시간에 따른 분진배출중량 농도를 나타낸 그래프이다.

제18도는 본 발명에 따른 거품코팅된 집진필터의 시간에 따른 입도별 배출분진갯수를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 함진공기유입구

3 : 백케이지 5 : 집진필터

6 : 백필터 7 : 청정공기배출구

8 : 분리판 9 : 청정공기실

10 : 함진공기실 11 : 분진배출구

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

(a) 에멀젼액을 거품발생기에 투입하고, 공기를 블로잉하여 수지거품을 발생시키는 수지거품준비단계;

(b) 상기 수지거품준비단계에서 수득된 수지거품을 거품코팅기에 공급하고, 통상의 부직포의 표면에 거품상태를 유지하도록 코팅하는 수지거품 코팅단계; 및

(c) 상기 거품코팅된 부직포를 90 내지 170℃의 온도범위에서 단계적으로 승온되도록 가열하여 건조시키는 열처리단계를 포함하는 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 미세분지 여과용 집진필터를 제공한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면 및 실시예들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법에서 상기 에멀젼액은 아크릴에멀젼, 우레탄에멀젼, 폴리테트라플루오로에틸렌에멀젼, 실리콘에멀젼 및 이들의 혼합물로부터 1 이상 선택되는 에멀젼화제를 주재로 아크릴계 증점제, 거품제, 거품안정제, 계면활성제, 및 가교제를 함유하는 첨가제를 포함하여 균일하게 혼합된 것을 사용한다. 상기 에멀젼화제는 아크릴에멀젼과 우레탄에멀젼을 1:1로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 에멀젼화제에 아크릴계 증점제, 거품제, 거품안정제, 계면활성제, 무기충진제 및 가교제를 포함하는 첨가제를 가하고 균질하게 혼합하여 수지베이스를 형성함으로써, 거품제와 계면활성제의 작용에 의하여 수지거품이 잘 발생될 수 있도록 하는 한편 일단 발생된 수지거품은 거품안정제, 계면활성제의 작용에 의하여 그대로 유지되도록 하며, 증점제에 의하여 수지거품이 부직포의 표면에 부착된 상태를 유지토록 하여 수지거품층이 부직포의 표면상에 잘 형성되도록 한다.

더욱이, 가교제의 첨가에 의하여 부직포상의 수지거품층의 거품의 표면경화를 가능하게 함으로써 무기충진제와 함께 기계적성질을 강화시킬 수 있도록 하였다.

상기한 아크릴계 증점제, 거품제, 거품안정제, 계면활성제, 무기충진제 및 가교제를 포함하는 첨가제는 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임은 당연한 것으로 이해될 수 있다.

또한, 상기 에멀젼액의 주재인 에멀젼화제와 첨가제의 혼합비 역시 수득하고자 하는 수지거품과 그에 따른 집진필터의 효율 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있음은 당업자에게는 자명한 것으로 이해될 수 있는 것이다.

상기 수지거품준비단계에서는 상기 에멀젼액을 거품발생기에 투입하고, 공기를 블로잉하여 수지거품을 발생시키는 단계로서, 수지베이스내로 공기를 불어넣어 공기가 수지베이스를 통하여 방출되면서 거품을 형성할 수 있는 구조를 갖는 것이다. 이러한 거품발생기는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다. 특히, 상기 수지거품준비단계에서는 수지베이스에 가해지는 공기의 공급속도가 거품의 크기 및 양을 조절할 수 있는 중요한 인자로서, 공기가 분출되는 믹싱헤드에서의 공기공급속도가 1 내지 3l/min이 범위가 바람직함이 실험적으로 밝혀졌다. 상기 공기공급속도가 1l/min 미만이 되는 경우, 발생되는 거품의 크기가 매우 불균일할 뿐만 아니라 거품의 양이 상대적으로 감소하여 미세분진을 제거하는 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 3l/min을 초과하는 경우, 생성되는 거품의 크기가 너무 커지게 되어 이러한 수지거품층이 코팅된 부직포로 된 집진필터는 필터로서의 능력을 발휘할 수 없게되어 적정공기를 공급하는 것이 매우 중요하다.

수지거품코팅단계에서는 상기 수지거품준비단계에서 수득된 수지거품을 통상의 거품코팅기에 공급하고, 통상의 부직포의 표면에 거품상태를 유지하도록 코팅하는 것으로 이루어지는 단계로서, 여기에서는 일단 생성된 수지거품을 거품상이 그대로 유지되는 상태대로 부직포의 표면에 적용시켜 부직포 표면상에 수지거품이 그대로 망상구조(network structure)로 적층되도록 하는 것이다. 이 단계에서 사용되는 거품코팅기 역시 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 정도로 공지된 것으로서, 수지거품이 부직포의 표면에 0.1 내지 0.3mm의 두께로 적층되도록 한다.

계속해서, 후속되는 열처리단계에서는 상기 거품코팅된 부직포를 90 내지 170℃의 온도범위에서 단계적으로 승온되도록 가열하여 건조시키는 것을 특징으로 한다. 그에 따라 상기 수지거품층을 이루는 수지거품이 건조되고, 경화되어 거품형상 그대로 단단하게 굳어져서 수지거품층을 이루게되며, 이들 거품형상에 의하여 자연히 이 수지거품층에는 다수의 균일한 기공들이 형성되게 된다.

또한 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 미세분진 여과용 집진필터를 제공하는 바, 상기 집진필터는 부직포의 표면에 수지거품을 코팅시키고, 코팅된 수지거품을 열처리 등에 의하여 경화시켜 거품구조가 그대로 다공성의 수지층을 이루도록 한 점에 특징이 있다.

본 발명은 이들 수지거품의 형성을 위한 에멀젼액가 아니며, 다수의 기공들이 형성될 수 있는 수지거품을 부직포의 표면에 거품이 유지된 상태대로 적용시켜 이들 수지거품의 경화에 의하여 부직포의 표면에 거품구조에 기인하는 3차원적인 망상구조의 수지거품층을 형성시킴으로써 이 수지거품층내에 형성된 다수의 기공들이 부직포 중의 기공들과 함께 필터로 작용토록 하여 미세분진들을 효과적으로 여과할 수 있도록 형성한 점에 특징이 있다고 할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

[실시예 1]

두께 1mm의, 300 내지 600g/㎡의 부직포(폴리에스터, 나일론 소재)의 표면에 상용적으로 공급되는 아크릴에멀젼과 우레탄에멀젼의 1 : 1 혼합물로 된 수용성수지와 아크릴수지 주제의 증점제, 알킬술폰산화물로된 거품제, 암모늄스테아레이트로 된 거품안정제, 탄소수 12 이상의 알킬술폰산나트륨을 주제의 계면활성제, 무기충진제로서의 분말상의 탈크 및 아크릴모노머를 함유하는 가교제를 균질하게 혼합하여 에멀젼액을 준비하고, 이를 통상의 거품발생기에서 2l/min의 속도로 공기를 정량적으로 공급하면서 혼합속도 300 내지 500rpm, 거품발생비율(blow rate) 2 : 1 내지 5 : 1로 조절하여 거품안정성을 유지시키면서 미세한 수지거품을 발생시켰다. 계속해서, 수득된 수지거품은 통상의 거품코팅기에 공급하고, 상기 수지거품이 거품의 적용속도를 조절하는 스크류 사이를 통과하도록 하여 스크류의 회전속도를 20 내지 100rpm으로 조절하면서 수지거품이 분사되는 분사노즐을 부직포의 표면에 근접시켜 4.5 내지 15m/min의 속도로 이송되는 부직포의 표면에 수지거품을 분사하여 부직포의 표면에 수지거품이 0.1 내지 0.3mm의 두께로 코팅되도록 코팅하였다.

수지거품이 코팅된 부직포는 예열된 건조로에 투입하고, 90 내지 170℃의 온도범위 이내에서 서서히 승온되도록 가온하여 수지거품을 건조시켰다. 수득된 집진필터의 표면을 전자현미경으로 배율을 달리하면서 촬영하여 제7도 내지 제10도에 나타내었다. 배율은 제7도는 배율 50배, 제8도는 배율 100배, 제9도는 배율 400배 및 제10도는 배율 1,000배이다.

[실시예 2]

상기 실시예 1의 아크릴에멀젼과 우레탄에멀젼의 혼합물 대신 폴리테트라플루오로에틸렌의 에멀젼과 폴리페닐렌술피드(PPS)의 에멀젼의 1 : 1 혼합물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 집진필터를 제조하였으며, 후공정으로서 전자선조사와 700 내지 900℃에서의 가스 신징 및 250 내지 350℃에서의 고온캘린더링 가공을 더 수행하여 표면경화를 수행하여 내열, 내화학성을 부가시켰다. 수득된 집진필터의 표면을 전자현미경으로 배율 150배로 촬영하여 제6도에 나타내었다. 제5도의 전자현미경사진에 나타난 집진필터의 경우 기공크기가 14㎛ 정도로 형성되는 것으로 나타났다.

[집진필터의 탈진시험]

종래의 기술의 하나인 라미네이션공법에 따라 코팅된 집진필터와 본 발명에 따른 집진필터들을 대상으로 하여 집진필터의 탈진시험을 다음과 같이 실시하였다.

탈진시험은 평균입도가 5㎛인 시험용 분진을 공급량 3g/㎥ 및 공급속도 2m/min으로 집진필터에 공급하면서 집진필터의 안과 밖의 차압이 100mmH₂O로 될 때마다 탈진을 위한 탈진가압공기를 5kg/㎠의 고압공기를 사용하여 매 탈진시마다의 탈진펄스압력 4kg/㎠, 탈진펄스지속시간을 60msec로 하여 탈진시키는 것을 반복하면서 15분 간격으로 압력강하를 측정하였으며, 그 결과를 제11도(종래의 집진필터) 및 제12도(본 발명에 따른 집진필터)에 각각 그래프로 나타내었다.

이 결과에 따르면, 종래의 집진필터가 시험개시 후 약 5시간 이후 탈진을 위한 기준차압 100mmH₂O를 초과하는 압력강하가 일어나 차압의 조절이 불가능한 것으로 나타남에 비하여, 본 발명에 따른 집진필터의 경우에서는 시험개시 후 약 7시간을 초과할 때까지도 균일한 차압의 유지가 가능한 것으로 나타났으며, 이는 곧 집진필터의 교체 또는 소제의 주기가 길어 충분히 장시간 동안 집진이 가능함을 의미한다. 또한, 탈진을 위한 탈진펄스후의 압력강하도 본 발명에 따른 집진필터가 종래의 집진필터에 비하여 충분히 낮게 강하됨을 확인할 수 있었으며, 이는 곧 탈진에 의하여 집진필터에 여과된 분진이 효과적으로 제거될 수 있음을 의미하는 것으로서, 집진필터의 소제가 용이함을 확인할 수 있었다. 탈진펄스간격도 종래의 집진필터가 7 내지 8초마다 탈진펄스가 발생함에 비하여 본 발명에 따른 집진필터의 경우 360 내지 420초(6 내지 7분)마다 탈진펄스가 발생하는 것으로 관찰되었으며, 그에 따라 집진필터의 집진시간이 충분히 길게 나타나 집진효율을 높일 수 있음을 확인할 수 있었다.

이는 제13(a)도 내지 제13(c)도에 나타난 바와 같이, 종래의 집진필터는 분진의 적용 후 집진필터의 표면(제13(a)도)과 단면(제13(b)도)은 물론 이면(제13(c)도)에 까지 분진이 포집되는 것으로 나타났으며, 이는 포집된 분진들이 집진필터의 필터를 가로질러 깊숙히 침투하는 것을 보여주고 있으며, 그에 따라 이러한 분진들은 쉽게 탈진될 수 없고, 필터로서의 여과능이 저하되고, 집진필터의 내외간의 압력차가 높아지는 등 집진능력의 저하가 일어나 집진필터의 수명을 단축시키는 결과로 나타난다. 반면에, 본 발명에 따른 집진필터의 경우, 제14(a)도 내지 제14(c)도에 나타난 바와 같이, 집진필터의 표면(제14(a)도)에만 분진이 포집되고, 단면(제14(b)도) 및 이면(제14(c)도)에는 전혀 포집된 분진이 나타나지 않는 것을 보여주고 있으며, 이는 분진이 집진필터의 표면에서만 포집되고, 그에 따라 이러한 분진들은 쉽게 탈진될 수 있으며, 여과능을 쉽게 회복할 수 있으며, 집진필터의 내외간의 압력차가 회복되어 집진능력이 오래 유지될 수 있는 결과로 나타난다.

특히, 제15도의 전자현미경사진(배율 1,000배)의 본 발명에 따른 집진필터의 분진 적용후의 표면사진에 나타난바와 같이, 분진의 입경에 불문하고 매우 미세한 분진들까지도 효과적으로 집진되었음을 알 수 있다.

이러한 집진능은, 제16도에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 집진필터의 평균기공크기분포(①, ②)가 매우 좁고 크게 나타나 미세하고, 균일한 기공들이 형성되었음을 보여주는 반면에, 종래의 집진필터의 평균기공크기분포(③)가 비교적 넓게 나타나 기공의 크기가 일정치 않고 불균일하게 형성되어 있기 때문이다.

또한 본 발명에 따른 집진필터에 의한 분진의 집진시 집진된 분진의 양을 시간별로 측정한 결과를 제17도에 나타내었으며, 이에 따르면 시간의 경과에 따라 약간씩의 차이가 있기는 하나, 비교적 균일한 집진이 가능함을 보여주고 있음을 확인할 수 있었으며, 시간에 따른 배출분진의 갯수를 측정하여도, 제18도에 나타낸 바와 같이, 0.8 내지 2.0㎛의 범위 이상의 입경을 갖는 분진들은 시간의 경과에 따라 전혀 배출되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

상기의 실시예들 및 시험들을 종합한 결과, 실시예 1에서 수득된 집진필터는 3차원 망상구조의 일종인 허니컴구조(벌집형상)를 갖는 것으로 밝혀졌으며, 기존의 나이프코팅이나 침지법, 라미네이팅법 등에 의하여 수득되는 필터의 단점인 높은 차압, 저공기투과도, 라미네이팅에 의한 피막강도 저하에 따른 수명단축 등의 문제점을 해결하고, 낮은 차압, 높은 공기투과도를 나타내어 고효율의 집진이 가능함을 확인할 수 있었다.

또한, 실시예 2에서 수득된 내열, 내화학성 집진필터는 기존의 나이프코팅이나 침지법, 라미네이팅법 등에 의하여 수득되는 필터의 단점인 높은 차압, 저공기투과도, 라미네이팅에 의한 피막강도 저하에 따른 수명단축 등의 문제점을 해결하고, 낮은 차압, 높은 공기투과도를 나타내어 고효율의 집진이 가능하다는 것이 밝혀졌으며, 내열, 내화학성을 요구하는 분야에 사용이 가능함이 밝혀졌다.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따르면 수지거품층을 이루는 수지거품에서의 거품의 크기 및 안정성을 조절하는 것에 의하여 다수의 기공을 갖는 수지거품층을 부직포의 표면에 형성시켜 미세한 분진의 제거가 가능한 집진필터의 제조가 가능하며, 수득된 집진필터는 9 내지 107㎤/㎠/sec 정도의 통기도를 가지며, 3차원적인 미세한 다공질 구조가 형성된다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명에 의하면 수지거품에서의 거품의 크기 및 안정성을 조절하는 것에 의하여 미세분진을 효과적으로 제거하면서도 높은 공기투과도와 낮은 차압을 갖는 우수한 집진필터를 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. (a) 에멀젼액을 거품발생기에 투입하고, 공기를 블로잉하여 수지거품을 발생시키는 수지거품준비단계; (b) 상기 수지거품준비단계에서 수득된 수지거품을 거품코팅기에 공급하고, 통상의 부직포의 표면에 거품상태를 유지하도록 코팅하는 수지거품 코팅단계; 및 (c) 상기 거품코팅된 부직포를 90 내지 170℃의 온도범위에서 단계적으로 승온되도록 가열하여 건조시키는 열처리단계를 포함하는 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지거품준비단계에서 공기공급속도가 1 내지 3l/min이 범위 이내로 되도록 하여 수지베이스에 공기를 공급하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 수지거품코팅단계에서 수지거품이 부직포의 표면에 0.1 내지 0.3mm의 두께로 적층되도록 코팅됨을 특징으로 하는 상기 미세분진 여과용 집진필터의 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 집진필터.