KR100332594B1 - 카트리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재와 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 집진기나 소각로 그외의 공기청정기에 사용되는 필터여재의 제조방법에 관한 것으로 열가소성 섬유를 사용하여 열융착을 통하여 필터여재의 표면을 다려주어 기공을 최소로 하면서 원료섬유의 융점에 차등을 두어 일정 부분은 융착이 되지 않게 하여 기공을 유지하고, 일정 수준의 통기도를 가지게 하며, 밀도를 조밀하게 구성하여 필터의 여과 성능을 개선하고 더스트의 필터여재 침투를 최소로 하며, 제전성능(정전기 방지성)을 부여하여 정전기에 의한 더스트가 필터여재에 부착을 최소로 하여 펄싱공정을 수월하게 할 수 있는 공기청정기 필터여재를 제공하여 열융착에 의하여 필터가 제조되어 여재의 촉감이 딱딱하여 필터 유니트가 제조가 된 후에 실제 라인에 장착되었을 때 케이지 없이 사용이 가능하다. 케이지 없이 사용이 가능하기 때문에 케이지의 제작이 필요가 없다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 집진기나 소각로 그외의 공기청정기에 사용되는 필터여재의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 공기청정기 필터여재에 사용되는 일반적인 원료섬유는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 섬유 등을 카드기에서 성형을 하여 웨브를 제조하고, 제조된 웨브는 니들펀칭에 의하여 결속이 이루어지게 하였다. 이렇게 제조된 필터여재는 표면에 나와있는 기모를 줄이기 위하여 한쪽면에 불꽃으로 모소가공을 한 후 발수제를 처리하여 필터여재가 완성되었다.
이와 같이 제조된 필터여재(32)는 긴 주머니 형태로 봉재를 한 후 제품이 완성되고, 봉재가 이루어진 필터여재(32)를 실제 라인에 장착할 때는 주머니 형태 안쪽에 케이지(Cage)(31)를 끼워 사용하였다. 그리고 집진기나 소각로 등에 사용되는 필터여재는 표면 필터링(Surface Filtration)에 의하여 공기를 여과시켜 주는데 표면 필터링은 공기가 인입되는 부분에서 필터여재의 가장 바깥부분에서 대부분의 여과가 이루어져야 한다.
공기 중에 포함된 더스트(Dust)는 필터여재 중간 부분이나 그보다 더 깊숙한 곳까지 침투되었을 때는 필터의 수명이 짧아지게 된다.
필터의 수명이 짧아지게 되는 이유는 소각로나 집진기에서 사용되는 필터여재는 펄싱(Pulsing)이라는 공정을 거치게 된다. 펄싱은 소각로나 집진기에 필터를 장착한 후 일정 시간 사용하면 더스트가 필터의 표면에 쌓이게 되면 공기의 흐름을 방해하여 압력손실이 높아지게 되며, 통과되는 공기량이 줄어들게 된다.
공기량이 줄어들게 되면 많은 양의 공기를 유입시켜 운전비용이 많이 들어가게 되고 그만큼 필터의 수명이 짧아지게 된다. 그러나 필터를 장착한 후 일정 압력손실에 도달하며, 공기 흐름에 반대방향을 순간적으로 높은 압력을 주어 표면에 묻어있는 더스트를 털어내는 공정이다. 이때 더스트가 표면에 위치하지 않고 필터여재의 깊숙한 곳까지 침투되어 있으면 펄싱 공정시 더스트가 떨어지지 않고 달라붙어 있어 펄싱 공정을 여러번 수행하여야 하며, 펄싱공정을 여러번 수행할 경우에 압력손실이 떨어지지 않으며, 필터를 교체하게 되어 필터의 수명이 짧아지게 된다.
펄싱 공정은 높은 압력을 동반하여 진행이 되기 때문에 많은 에너지가 소모되고 소음이 크게 발생하므로 펄싱공정은 최소로 단시간 내에 이루어져야 한다.
상기와 같이 종래의 필터는 모소가공에 의하여 표면층의 기모를 불꽃으로 태워 표면을 고르게 하여도 필터 제조방법 상의 문제로 기공이 크게 형성되어 있어 공기에 포함되어 있는 더스트가 필터 표면에 포집되지 않고 필터여재의 중간 부위 이상으로 침투하는 단점이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 열가소성 섬유를 사용하여 열융착을 통하여 필터여재의 표면을 다려주어 기공을 최소로 하면서 원료섬유의 융점에 차등을 두어 일정 부분은 융착이 되지 않게 하여 기공을 유지하고, 일정 수준의 통기도를 가지게 하며, 밀도를 조밀하게 구성하여 필터의 여과 성능을 개선하고 더스트의 필터여재 침투를 최소로 하며, 제전성능(정전기 방지성)을 부여하여 정전기에 의한 더스트가 필터여재에 부착을 최소로 하여 펄싱공정을 수월하게 할 수 있는 공기청정기 필터여재를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 필터여재의 제조공정도이고,
도 2은 본 발명의 벨트프레싱 공법을 나타낸 단면도이고,
도 3a, 3b는 본 발명의 카렌더 공법을 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 열풍을 이용한 공법을 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 필터여재의 제조공정도이고,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 필터여재의 제조공정도이고,
도 7은 본 발명의 함침 공법을 나타낸 단면도이고,
도 8는 본 발명의 제1,3실시예에 의한 필터여재의 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 필터여재의 제조공정도이고,
도 10은 본 발명의 제2,4실시예에 의한 필터여재의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 필터여재의 절곡 공정을 나타낸 단면도이고,
도 12는 본 발명에 의한 필터여재의 유니트를 나타낸 사시도이고,
도 13은 종래의 필터여재의 유니트를 나타낸 사시도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
31: 케이지 32: 필터여재
3: 필터 유니트 10: 웨브
11: 롤러 16: 발수제
17: 배스 24: 적층기
25: 건조기
본 발명의 원료섬유는 열가소성 합성섬유(폴리에스테르, 저융점 폴리에스테르, 폴리프로필렌, PP-PE 공중합체, 나일론 등)을 융점과 성분 그리고 원료섬유의 직경에 따라 용도 및 통기도, 효율 등을 고려하여 소정비율로 혼합하여 사용하며, 제전성능(정전기 방지성)을 위하여 카본 섬유나 스테인레스스틸 섬유(SUS Fiber)나 고내열성 섬유(아로마틱 폴리아미드, 아로마틱 폴리아라미드, 폴리펜닐렌 설파이드, 테프론 등)을 1∼20% 범위로 혼합하여 사용한다.
원료섬유의 직경은 1.0∼15데니어의 것을 사용하며, 제품의 총중량은 80∼500g/㎡의 범위로 제조한다.
열가소성 합성섬유의 조성은 제품의 용도와 실제 장착되어서 사용되어지는 장소에 맞게 소정비율로 혼합한다. 본 발명의 제1,2,3,4실시예에서는 저융점 폴리에스테르와 일반 폴리에스테르의 혼합을 위주로 설명한다.
이하, 본 발명의 제1실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
저융점 폴리에스테르의 융점은 110∼150℃ 정도이고, 일반 폴리에스테르 섬유의 융점은 250∼260℃이다. 저융점 폴리에스테르와 일반 폴리에스테르를 혼합하여 사용하는 목적은 원료섬유가 웨브로 형성되었을 때 열융착을 시킬 경우에 일반 폴리에스테르만을 사용하였을때는 높은 온도와 압력이 요구된다.
이와 같은 경우에 장치의 설비비와 운전비용이 상승하고 실제 제품을 생산할 경우 생산 속도가 느려지는 단점이 있다. 그리고 저융점 폴리에스테르만을 사용할 경우에는 열융착시에 과도하게 녹는 현상이 일어나 제품 제조시 두께가 얇아 절곡공정에서 부러지거나 생산성이 저하되며, 또한 원료섬유 전체가 녹는 형상이 발생하여 공기의 통기도가 낮게 형성되어 실제 필터의 장착시 압력손실의 상승을 초래한다.
저융점 폴리에스테르는 일반 폴리에스테르에 비하여 강도 및 마모성능이 떨어져 사용 도중에 필터가 손상을 받을 가능성이 높다. 위와 같은 이유로 인하여 저융점 폴리에스테르와 일반 폴리에스테르는 열융착 설비와 생산성, 작업성, 필터의 성능을 고려하여 적정비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 저융점 폴리에스테르 섬유는 직경이 2.0∼10데니어의 것을 사용하고 일반 폴리에스테르는 1.0∼15데니어의 것을 제품의 사용 조건에 맞게 통기도를 고려하여 선정을 하며, 혼합비율은 중량 비율로 저융점 폴리에스테르 50∼90%, 일반 폴리에스테르 10∼50%, 그리고 제전성을 위하여 카본 섬유나 스테인레스스틸 섬유 1∼10%를 혼합하여 사용한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 웨브성형(a1)은 집진기나 소각로 등에 사용되는 필터는 필히 펄싱공정을 거치므로 제전성능이 필수적이다. 제전성능이 없을 경우에는 더스트가 필터여재에 정전기력이 발생하여 더스트가 부착되므로 펄싱시 더스트의 탈착이 쉽게 이루어지지 않는다. 상기와 같은 혼합 조성으로 원료 섬유를 혼합하며, 원료 섬유의 중량은 80∼500g/㎡이 이루어지게 하여 카드기에 투입하여 웨브를 형성한다.
상기의 제조과정을 거친 웨브(10)는 바로 열융착 공정(a3)으로 진행을 하여야 되는데 생산 설비가 필히 니들펀칭공정(a2)을 거쳐야만 진행되는 경우에는 니들펀칭(a2)에 의하여 일차 결속을 시킨다.
니들펀칭공정(a2)시 주의할 점은 니들펀칭시 침밀도는 최소로 작업을 진행하는 것이 바람직하다. 침밀도가 높아지면 펀칭기 인입부와 배출구 사이의 속도차에 의하여 웨브(10)가 느려지는 현상이 발생하여 웨브(10)에 균일도가 흐트러지게 된다.
본 발명에서는 니들펀칭에 의하여 1차 결속을 생략하는 것이 바람직한데 니들공정(a2)이 없을 경우에 웨브(10)의 균일도가 상승된다. 필터여재의 생산 라인이 니들펀칭공정(a2)을 필히 거쳐야 하는 경우에는 펀칭기 인입부와 배출구의 속도차를 최소로 해서 작업을 진행해야만 웨브(10)의 균일도가 향상된다.
이렇게 형성된 웨브(10)는 열융착 공정(a3)공정을 거쳐 웨브(10)를 결속시키게 된다.
열융착공정 방법에는 벨트프레스공법, 카렌더공법, 열풍을 이용한 방법 세 가지가 있다.
도 7에서와 같이 벨트프레스공법에는 두 개의 벨트가 사용되어지며 벨트의 위치는 웨브(10)의 윗쪽과 아래쪽에 위치하는 상측벨트(12)와 하측벨트(13) 사이에 웨브(10)를 통과시키면서 융착된 웨브(10a)를 압축롤러(11)로 압착한다. 열원은 전기히타, 적외선 히터 등을 사용하며, 이때의 온도는 160℃ 이상의 온도와 3bar 이상의 압력이 필요하다. 온도와 압력을 조절하여 필요한 통기도와 두께를 조절한다.
온도와 압력은 원료섬유의 조성과 필터여재의 성능과 용도에 의하여 조절한다. 벨트프레스법의 장점은 웨브의 열융착시 폭의 수축이 적어 균일한 제품을 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 3a, 3b에서와 같이 카렌더공법은 상하로 위치한 롤러(11) 사이에 웨브(10)를 통과시켜 융착된 웨브(10b)(10c)를 얻는 공법으로 롤러(11)의 온도는 상하 모두 150℃ 이상으로 하고 온도는 50KN 이상으로 작업을 진행한다.
롤러(11)의 재질은 상하 모두 스틸 재질을 사용한다. 카렌더법의 장점은 생산속도가 세 가지 공법 중에서 가장 빠르게 진행할 수 있는 장점이 있다.
도 4에서와 같이 열풍에 의한 공법은 온도가 160℃, 열풍팬의 분당회전수(rpm)는 500 이상으로 된 건조기에 웨브(10)를 통과시키면서 상측에서 열풍(14)을 가하고, 하측에는 열풍을 흡인하는 열풍흡인구(15)를 형성하여 웨브(10)를 용융시킨 후 건조기 끝단에 위치한 고무 또는 커튼으로 된 상하의 프레스 롤러(11)로 표면을 눌러 웨브(10d)를 얻는 방법이다. 이 공법은 웨브(10)의 폭수축이 가장 심한 방법이므로 폭 수축에 의하여 균일도가 저하되는 것에 주의하여야 하므로 공정조건을 최적으로 유지시키기 위한 공정조건의 조절이 어렵다.
이하, 본 발명의 제2실시예를 도면을 참조하며 상세히 설명한다.
상기 제1실시예의 제조방법은 생산설비가 인라인(In-line)화 되어 있는 경우에는 적합하나 각각의 설비가 분리되어 있어 일괄 설비가 갖추어지지 않은 상황에서는 웨브의 결속상태가 약하게 되어 웨브의 이동이 용이하지 못하다. 열가소성 스펀본드나 스펀레이스, 기타 직물 등을 웨브의 사이나 한쪽면에 보강하여 웨브를 제조하면 웨브의 이동이 수월하다는 장점을 가지고 있어 각각의 공정이 분리되어 있는 설비에도 제조가 가능하다는 것이 장점이다.
도 5에서와 같이 원료섬유의 조성과 비율 등은 모든 조건은 상기 제1실시예의 제조방법과 동일하고, 열가소성 스펀본드, 스펀레이스 등의 부직포나 기타 직물 등을 웨브의 중간층이나 한쪽면에 합지하는 방법으로 웨브의 중간층에 매쉬(Mesh)(b2)와 유사한 것을 합지하는 방법은 웨브를 형성하는 카드기의 수를 2대 이상으로 해야한다.
먼지 첫번째 카드기에서 웨브(b1)를 형성한 다음 스펀본드와 같은 매쉬(b2)를 웨브(b1) 위에 얹은 다음 두번째 카드기에서 다시 한번 웨브(b3)를 성형하여 적층시켜 웨브를 형성한다. 이렇게 형성된 웨브는 니들공정에서 이동이 가능할 정도로 니들펀칭(b4)을 해주어 1차 결속을 행한다.
이때 각각 분리되어 있는 공정의 설비에 이동할 수 있을 정도로 웨브(b3)의 결속을 충분히 행한다. 펀칭의 침밀도가 높을 경우에는 펀칭기 인입부와 배출구 사이에 속도의 차가 많이 발생한다. 그러나 중간층 또는 한쪽면에 매쉬(b2)가 합지되어 있을 경우에는 웨브의 속도차이에 의해 늘어나는 것을 매쉬가 방지해주는 효과가 있어 웨브의 균일성이 유지된다.
만약에 카드기가 1대만을 가지고 있을 경우에는 카드기에서 먼저 웨브를 성형한 후 매쉬를 위에 얹어 준 후 펀칭기에서 살짝 결속을 시킨 웨브를 다시 카드기에서 흘려보내주고 그 위에 웨브를 다시 한번 성형해준 후 펀칭기에서 1차 결속을 완성시키는 방법을 사용한면 된다. 그러나 이런 방법은 공정이 복잡하고 생산속도가 느려지는 원인이 된다. 카드기가 1대 뿐일 경우는 매쉬를 웨브의 중간층에 위치하는 것보다는 한쪽면에 위치시키는 것이 유리하다.
매쉬를 한쪽면에 위치시킬 때 웨브의 성형방법은 두 가지의 것을 고려할 수 있다.
매쉬를 웨브의 아래쪽에 위치시키는 방법과 윗쪽에 위치시키는 방법이 있는데 작업성을 고려하면 웨브의 아랫쪽에 매쉬를 위치시키는 것이 좋다. 이때의 방법은 먼저 매쉬를 흘려보낸 후에 카드기에서 훼브를 형성하여 매쉬 위에 적층시킨 후 니들펀칭을 시행한다. 매쉬를 윗쪽에 위치시킬때는 웨브의 형성을 먼저 한 후 매쉬를 그 위에 적층시키면 된다. 니들펀칭에 의하여 1차 결속이 완성되면 제1실시예와 동일한 방법으로 열융착을 시행하여 필터여재를 제조한다.
이하, 본 발명의 제3실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 6에서와 같이 제1실시예에서 제조된 필터여재에 발수성을 부여하기 위하여 불소계 또는 실리콘계 발수제를 웨브에 코딩하여 제전성 외에 발수성이라는 기능성을 부여하는 필터여재 제조방법으로 발수제 처리(a'4)를 한 후 건조(a'5)한다.
옥외에 설치된 공조기, 해안가나 호수가 등의 습기가 많은 지역에 설치된 공조기나 공조기 안과 밖의 온도 차이가 심한 지역에서는 발수성이 필터에 기본 요소가 되고 있다. 비나 눈이 올때 공조기 안으로는 공기와 함께 많은 양의 습기가 함께 인입된다. 이렇게 발생된 습기가 필터여재에 스며들게 되면 습기를 먹은 필터여재 부분의 기공이 막히게 되어 압려손실이 상승하여 필터의 통기도를 저하시키게 되며, 필터의 수명을 단축시키는 원인이 된다.
발수처리를 하는 방법은 두 가지가 있는데 첫번째 방식은 함침(Dipping) 공정으로 제조방법은 다음과 같다.
고형분이 10∼50% 정도의 불소 또는 실리콘계 발수제를 물 80∼98%, 발수재 20∼2% 를 혼합을 하여 배스(Bath)가 2/3 이상 잠길 정도로 발수제를 채운 상태에서 체1실시예에서 제조된 필터여재를 충분히 담군 다음 상하의 프레스 롤로 짜내어 준 다음 건조를 한다. 건조시의 방법은 열풍에 의하여 건조하는 방법(Band dryer)과 캔건조기(Can dryer)방식 두가지 방법이 있다.
본 발명에서는 열풍건조방식보다는 캔건조방식이 바람직하다. 캔건조기는 열원으로 열 스팀을 사용하는데 캔 속에 스팀을 넣어주고 캔 표면에 필터여재가 직접 접촉하여 접촉하는 방식으로 열풍 건조방식보다 건조성능이 뛰어나고 캔 표면에 의하여 필터여재가 다려지는 효과를 내어주기 때문에 더욱 효과적이다.
두번째 방법은 발수제를 원료섬유에 직접 처리하는 방법으로 발수제를 함침시와 같은 조성으로 혼합하여 웨브를 형성하기 전에 스프레이 방식으로 발수제를원료섬유에 직접 묻혀주는 방법이 있다. 상기와 갈이 처리된 원료섬유를 카드기에 투입하여 웨브를 성형하는 방법이 있다.
이하, 본 발명의 제4실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 필터여재의 제조공정도이고, 도 10은 본 발명의 제2,4실시예에 의한 필터여재의 단면도이다.
제2실시예에서 제조된 필터여재에 발수성을 부여한 필터여재를 발수제 처리(b'5)를 한 후 건조(b'6)하는 방식은 세가지 방식이 있다.
첫번째, 두번째 방법은 제3실시예에서와 동일하게 진행하는 방법이 있고 이의 설명은 제3실시예와 동일하다.
세번째 방법은 제2실시예에서 니들펀칭에 의하여 1차결속이 끝난 상태에서 열융착 공정을 진행하기 전에 발수제를 처리하는 방법 두가지가 있다. 상기와 같은 방법은 제3실시예에서 발수제를 처리한 방법보다 발수성능이 우수하다. 그 이유는 제3실시예에서는 필터여재가 완성된 상태에서 웨브(10e)가 조밀하게 형성된 상태에서 발수제에 함침을 시키므로 발수제가 표면에 주로 부착이 되고 여재의 깊숙히까지 침투하지 못하여서 발수성이 떨어지는 단점이 있다. 그러나 니들펀칭으로 1차 결속만 이루어진 상태에서 함침공정을 거치면 발수제가 여재의 깊숙히까지 침투가 가능하여 발수성이 높은 장점이 있다.
이하, 본 발명의 제1,2,3,4실시예의 웨브 성형 후의 동일한 제조공정을 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
상기의 4가지 실시예에 의하여 제조된 필터여재는 동일한 필터유니트 제조방법에 의하여 유니트가 완성된다.
유니트의 제조방식은 먼저 제조된 필터여재를 일정 높이와 폭을 가지게 절곡을 시행한다. 절곡은 일반적인 방법인 나이프 절곡(Knife pleating) 방식에 의하여 절곡한다.
도 11에서와 같이 필터여재를 필요한 폭 만큼 커터(21)로 커팅(Cutting)을 한 후 필요한 산높이 만큼 나이프(22)로 자국을 내어준 다음 두개의 상하 나이프(23)로 절곡(a4, b6, a'6, b'7)을 하고, 절곡된 필터여재를 적층기(24)에서 적층한 다음 밴드형 건조기(25)에서 열 안정을 시켜 절곡을 완성한다. 이렇게 절곡이 된 필터여재는 원통형으로 말아서 필터여재 망끝단을 접착제 또는 양면 테이프로 마무리를 한 후에 양쪽 끝면에 핫멜트 레진으로 밀봉을 하여 필터 유니트(13)를 조립한다.
이렇게 제조된 필터 유니트(a5, b7, a'7, b'8)의 장점은 기존의 필터여재가 부직포 또는 직물 펠트를 사용하여 주머니 형태로 봉제하여 사용하는 필터에 비하여 여과 면적이 최소 3배에서 수십배까지 넓힐 수가 있어 기존의 설치되어 있는 소각로나 집진기에서 소요되는 필터 유니트의 수를 1/3 수준까지 낮출 수 있다.
그리고 신규로 제작되는 소각로나 집진기, 공기조화기의 규모를 작게 제작하는 것이 가능하여 설치비와 장소의 규모를 현저히 감소시킬 수 있다. 그리고 기존의 필터여재의 표면에는 기모가 있고 기공이 크게 형성되어 있어 공기중에 포함되어 있는 더스트가 필터여재의 중간부분 이상으로 침투를 하게 된다.
이렇게 된 경우 필터의 압력손실의 상승을 가져오고 또한 필터 표면에 붙어있는 더스트를 털어내는 공정인 펄싱을 행할 때 많은 에너지와 소음이 발생하므로 운전비용이 증가한다.
본 발명의 제1,2,3,4실시예의 바람직한 혼합과 조성을 비교 검토한다.
실시예 1
<원료섬유>
저융점 폴리에스테르 4d 80%
일 반 폴리에스테르 2d 15%
스테인레스스틸섬유 5%
중량: 250g/㎡
<공정>
카드기(웨브성형) → 열융착(벨트프레싱법: 온도 - 180℃, 압력 - 5bar)
총중량: 250g/㎡
실시예 2
<원료섬유>
저융점 폴리에스테르 4d 80%
일 반 폴리에스테르 2d 15%
스테인레스스틸섬유 5%
중량: 230g/㎡
<매쉬>
폴리에스테르 스펀본드 20g/㎡
<공정>
카드기(웨브성형) → 열융착(벨트프레싱법: 온도 - 180℃, 압력 - 5bar)
총중량: 250g/㎡
실시예 3
<원료섬유>
저융점 폴리에스테르 4d 80%
일 반 폴리에스테르 2d 15%
스테인레스스틸섬유 5%
중량: 250g/㎡
<발수제>
실리콘계 발수제(고형분 20%) 10%
물 90%
건조시 발수제 중량: 10g/㎡
<공정>
카드기(웨브성형) → 열융착(벨트프레싱법: 온도 - 180℃, 압력 - 5bar) → 함침(캔건조기 사용, 온도 160℃)
총중량: 260g/㎡
실시예 4
<원료섬유>
저융점 폴리에스테르 4d 80%
일 반 폴리에스테르 2d 15%
스테인레스스틸섬유 5%
중량: 230g/㎡
<매쉬>
폴리에스테르 스펀본드 20g/㎡
<발수제>
실리콘계 발수제(고형분 20%) 10%
물 90%
건조시 발수제 중량: 10g/㎡
<공정>
카드기(웨브성형) → 열융착(벨트프레싱법: 온도 - 180℃, 압력 - 5bar) → 함침(캔건조기 사용, 온도 160℃)
총중량: 260g/㎡
비교예
<원료섬유>
일 반 폴리에스테르 2d 50%
일 반 폴리에스테르 3d 50%
중량: 340g/㎡
<매쉬>
폴리에스테르 직물 매쉬 140g/㎡
<발수제>
실리콘계 발수제(고형분 20%) 10%
물 90%
건조시 발수제 중량: 10g/㎡
<공정>
카드기(웨브성형) → 니들펀칭 → 함침(발수제 처리) → 모소가공(표면가공)
총중량: 500g/㎡
| 중량(g/㎡) | 두께(㎜) | 통기도(cc/㎠/sec) | 발수도 | |
| 실시예 1 | 250 | 0.9 | 10 | 50 |
| 실시예 2 | 250 | 0.8 | 9 | 50 |
| 실시예 3 | 260 | 0.9 | 8 | 90 |
| 실시예 4 | 260 | 0.8 | 8 | 100 |
| 비교예 | 500 | 2.2 | 15 | 90 |
위의 결과에서 비교예는 기존의 부직포 펠트 필터여재이고 측정은 여재상태에서 측정된 자료이다.
위의 결과에서 보듯이 중량이 기존의 필터여재에 비해 중량 1/2 수준임에도 불구하고 통기도가 낮게 측정되는 결과를 얻었다. 이는 본 발명에 의하여 제조된필터여재가 기존의 부직포 펠트여재에 비하여 밀도가 조밀하다는 결론이다. 이는 압력손실이 여재상태에서는 본 발명에 의하여 제조된 여재가 높을지라도 유니트로 제조가 되었을 시에는 여과 면적이 최소 5배 이상이 되기 때문에 유니트 상에서는 기존의 필터여재보다 낮은 결과를 얻을 수 있어 필터를 구성하게 하는 공조기의 크기를 크게 줄일 수 있고, 발수도의 측면에서도 기존 필터에 비하여 성능이 뒤쳐지지 않는 결론을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하여 제조된 필터여재는 표면을 용융을 시켜 표면을 맨질하게 제조하고, 필터여재의 밀도를 높이며, 발수성 및 제전성을 부여하여 펄싱공정이 손쉽게 이루어지게 하여 기존 필터여재의 단점을 개선하여 펄싱공정을 거치는 공기조화기나 펄싱공정을 하지 않는 공기조화기에도 필터의 수명을 길게하고, 종래의 필터여재는 니들펀칭에 의하여 제조된 펠트이기 때문에 필터 유니트가 완성되어 실제 라인에 장착이 되어 사용되어질 때 케이지(Cage)라는 철로 용접된 틀이 여재의 안쪽면에 끼워 사용한다.
본 발명에 의하여 제조된 필터여재는 열융착에 의하여 필터가 제조되어 여재의 촉감이 딱딱하여 필터 유니트가 제조가 된 후에 실제 라인에 장착되었을 때 케이지 없이 사용이 가능하다. 케이지 없이 사용이 가능하기 때문에 케이지의 제작이 필요가 없다는 장점이 있다.
Claims (6)
- 섬유 직경은 1.0∼15 데니어이고, 저융점 폴리에스테르는 50∼90%, 일반 폴리에스테르는 10∼50%, 카본섬유 또는 스테인레스스틸 섬유 1∼10%의 소정비율로 혼합하여 열융착시킨 제품의 총중량이 80∼500g/㎡로 제조하여 제전성능을 부여하는 것을 특징으로 하는 카드리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,필터여재에 실리콘 또는 불소계의 발수제를 처리하여 발수성을 부여하는 것을 특징으로 하는 카트리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재의 제조방법.
- 섬유 직경은 1.0∼15 데니어이고, 저융점 폴리에스테르는 50∼90%, 일반 폴리에스테르는 10∼50%, 카본섬유 또는 스테인레스스틸 섬유 1∼10%의 소정비율로 혼합하여 열가소성 섬유인 스펀본드, 스펀레이스, 부직포 또는 직물 등의 매쉬를 중간 또는 한쪽면에 합지하여 제전성능과 균일성을 높인 것을 특징으로 하는 카트리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재의 제조방법.
- 청구항 3에 있어서,필터여재에 실리콘 또는 불소계의 발수제를 처리하여 발수성을 부여하는 것을 특징으로 하는 카트리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재의 제조방법.
- 섬유 직경은 1.0∼15 데니어이고, 저융점 폴리에스테르는 50∼90%, 일반 폴리에스테르는 10∼50%, 카본섬유 또는 스테인레스스틸 섬유 1∼10%의 소정비율로 혼합하여 열융착시킨 제품의 총중량이 80∼500g/㎡로 제조하여 제전성능을 부여한 것을 특징으로 하는 카드리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재.
- 섬유 직경은 1.0∼15 데니어이고, 저융점 폴리에스테르는 50∼90%, 일반 폴리에스테르는 10∼50%, 카본섬유 또는 스테인레스스틸 섬유 1∼10%의 소정비율로 혼합하여 열가소성 섬유인 스펀본드, 스펀레이스, 부직포 또는 직물 등의 매쉬를 중간 또는 한쪽면에 합지하여 제전성능과 균일성을 높인 것을 특징으로 하는 카트리지 형태의 기능성 공기청정기 필터여재.
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