KR100438004B1 - Electrostatic non-woven fabric filter media manufacturing system and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부직포형 필터 소재 제조시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 섬유 흐름(fine fiber stream)의 형태로 방사(紡絲)되는 과정에서 코로나 방전 장치를 이용하여 부직포형 필터 소재를 정전기성(static electricity)을 가지게 하는 부직포형 필터 소재 제조시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로, 열가소성 고분자 수지를 용융온도 이상으로 가열용융하여 압출하는 가열압출장치와, 상기 압출된 용융상태의 열가소성 고분자 수지를 압축공기를 이용하여 다수개의 노즐을 통하여 미세 섬유 흐름의 형태로 방사하는 방사장치와, 상기 방사장치에서 방사되는 미세 섬유를 포집하는 와인더와, 상기 방사장치와 와인더 사이에 설치되어 상기 방사장치에서 방사되는 미세 섬유 흐름에 정전기성을 가지도록 하는 정전기성부여장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부직포형 필터 소재 제조시스템을 제공함으로써, 본 발명에 따른 부직포형 필터 소재 제조시스템은 와인더 위에서 정전기성을 부여하는 방식에 의하여 제조되는 필터 소재보다 전기적 인력의 세기가 약 4∼5배 이상의 크기를 가지며, 소재가 갖고 있는 기공(氣孔)의 크기보다 작은 미세한 분진까지도 여과가 가능한 무전원 방식의 정전기성 부직포형 필터 소재를 제조 할 수 있게 한다.The present invention relates to a nonwoven filter material manufacturing system and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a nonwoven filter material using a corona discharge device in the process of spinning in the form of a fine fiber stream (fine fiber stream) The present invention relates to a non-woven filter material manufacturing system and a method for manufacturing the same, wherein the present invention relates to a non-woven filter material manufacturing system and a method for manufacturing the same. A spinning device for spinning the resin in the form of a fine fiber flow through a plurality of nozzles using compressed air, a winder for collecting the fine fibers emitted from the spinning device, and installed between the spinning device and the winder Including an electrostatic imparting device to have electrostatic in the microfiber flow emitted from the spinning device By providing a nonwoven filter material manufacturing system characterized in that the configuration, the nonwoven filter material manufacturing system according to the present invention has a strength of about 4 than the filter material produced by the method of imparting static electricity on the winder It is possible to manufacture a non-powered electrostatic nonwoven filter material having a size of ˜5 times or more and capable of filtering even fine dust smaller than the size of pores possessed by the material.
Description
본 발명은 부직포형 필터 소재 제조시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 섬유 흐름의 형태로 방사(紡絲)되는 과정에서 코로나 방전 장치를 이용하여 부직포형 필터 소재를 정전기성(static electricity 또는 electret)을 가지게 하는 부직포형 필터 소재 제조시스템 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonwoven filter material manufacturing system and a method for manufacturing the same. More particularly, the nonwoven filter material using the corona discharge device in the process of spinning in the form of fine fiber flow electrostatic (static) It relates to a nonwoven filter material manufacturing system and a method of manufacturing the same having electricity (or electret).
부직포(non-woven fabric)란 섬유를 직포공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향(不定方向)으로 배열하고 합성수지 접착제로 결합하여 펠트 모양으로 만든 것을 말한다. 그러나 기존의 방식인 접착제로 결합시키는 경우, 접착제의 분리 등으로 인한 이차 오염의 문제가 발생하는데 본 고안에서의 부직포는 미세 섬유 자체의 결합만으로 견고하게 결합하므로 이러한 이차 오염 등의 문제점이 없다.Non-woven fabric (non-woven fabric) means that the fibers are arranged in parallel or in an opposite direction without going through a woven fabric process, and made into a felt shape by combining with a synthetic resin adhesive. However, when bonding with the conventional method of the adhesive, there is a problem of secondary contamination due to separation of the adhesive, etc. The nonwoven fabric in the present invention is firmly bonded only by the combination of the fine fibers themselves, there is no problem such as secondary pollution.
최근에는 환경 문제가 크게 부각됨에 따라 오염된 물질을 제거하는 여과용 필터 소재로서 부직포가 활용되고 있다.In recent years, as the environmental problem is greatly highlighted, nonwoven fabrics have been utilized as a filter material for filtration to remove contaminated materials.
필터 소재인 부직포를 이루는 섬유는 제조시 정전처리(electret)가 된 경우 정전기성을 가지게 되는데, 이렇게 정전처리 된 부직포는 전기적으로 미립자를 흡착할 수 있게 되어 정전처리 되지 않는 경우에 비하여 높은 포집 효율을 나타내는 우수한 특성을 나타낸다.The fiber constituting the nonwoven fabric, which is a filter material, has electrostatic properties when subjected to electrostatic treatment at the time of manufacture. The electrostatic nonwoven fabric is capable of adsorbing fine particles electrically and thus has a higher collection efficiency than the non-electrostatic treatment. It shows the excellent characteristics shown.
즉, 통상적으로 공기 중에 부유하고 있는 입자 중에는 - 또는 +로 대전되어있는 입자가 많이 함유되어 있어서 여기에 대전되어있는 입자는 정전처리 된 섬유에 강하게 흡착된다.That is, the particles suspended in the air generally contain a lot of particles charged with-or +, and the particles charged therein are strongly adsorbed by the electrostatically treated fibers.
또한, 부유입자 중 중성으로 대전되지 않은 입자도 정전처리 된 섬유에 형성된 전계(electric field)에 의해 입자에 유전분극이 발생하게 된다. 이 때문에 입자와 정전처리 된 섬유간에 인력이 발생하여 섬유상에 흡착한다. 이와 같은 이유로 정전기적 포집을 이용한 정전처리 된 부직포는 기계적인 방법을 사용하는 필터보다도 모든 입자직경에 대하여 높은 포집 효율을 보인다.In addition, the particles that are not neutrally charged among the suspended particles generate dielectric polarization in the particles by the electric field formed in the electrostatically treated fibers. Because of this, attractive forces are generated between the particles and the electrostatically treated fibers to adsorb onto the fibers. For this reason, electrostatically treated nonwoven fabrics using electrostatic capture show higher collection efficiency for all particle diameters than filters using mechanical methods.
상기와 같은 특성 때문에, 필터 소재로 활용되는 부직포는 그 부직포를 이루는 섬유에 정전기성을 가지도록 제조된다.Because of the above characteristics, the nonwoven fabric utilized as the filter material is manufactured to have electrostatic properties on the fibers forming the nonwoven fabric.
한편, 상기와 같은 정전기성을 가지는 부직포의 일반적인 제조방법으로는 방사(紡絲)되는 섬유를 와인더 표면에서 정전기성을 부여하여 제조하는 방법이 있으며, 필름 정전처리법(film electret method), 섬유 정전처리법(fiber electret method) 및 시트 정전처리법(sheet electret method) 등이 있다.On the other hand, the general manufacturing method of the non-woven fabric having the electrostatic as described above there is a method for producing the fibers (spun) by giving the electrostatic property on the winder surface, the film electret method (fiber electret method), fiber electrostatic Fiber electret method and sheet electret method.
필터 소재로서 활용되는 부직포의 필터 효율에 있어서 정전기성이 중요한 요소가 되며, 그 정전기성은 부직포의 제조방법에 따라 달라지며, 우수한 필터 효율을 가지기 위해서는 강한 정전기성을 가지도록 할 필요가 있다.The electrostatic property is an important factor in the filter efficiency of the nonwoven fabric used as the filter material, the electrostatic property depends on the manufacturing method of the nonwoven fabric, it is necessary to have a strong electrostatic property to have excellent filter efficiency.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 미세 섬유 형태로 방사(紡絲)되는 과정에서 정전기성부여장치를 이용하여 부직포형 필터 소재를 정전기성을 가지게 하는 부직포형 필터 소재 제조시스템 및 그 제조방법을 제공하는 데있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a nonwoven filter material manufacturing system for making a nonwoven filter material electrostatic by using an electrostatic imparting device in the process of spinning in fine fiber form in order to solve the above problems and its To provide a manufacturing method.
도 1은 본 발명에 따른 부직포형 필터 소재 제조시스템의 개략도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of a nonwoven filter material manufacturing system according to the present invention.
도 2a와 2b는 본 발명에 의하여 제조된 부직포형 필터 소재와 종래의 방식에 의해 제조된 필터 소재의 표면전하밀도를 비교한 그래프를 나타낸 것이다.Figures 2a and 2b shows a graph comparing the surface charge density of the filter material prepared by the conventional method and the non-woven filter material prepared by the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
1 : 열가소성 고분자 수지 2 : 가열압출장치1: thermoplastic polymer resin 2: heat extrusion device
3 : 압축공기공급장치 4 : 방사장치3: compressed air supply device 4: spinning device
4a : 노즐 5 : 미세섬유흐름4a: nozzle 5: fine fiber flow
6 : 코로나 방전장치 7 : 와인더6: corona discharge device 7: winder
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 부직포형 필터 소재 제조시스템은 열가소성 고분자 수지를 용융온도 이상으로 가열용융하여 압출하는 가열압축장치와, 상기 압출된 용융상태의 열가소성 고분자 수지를 압축공기를 이용하여 다수개의 노즐을 통하여 미세 섬유 흐름의 형태로 방사(紡絲)하는 방사장치와, 상기 방사장치에서 방사되는 미세 섬유를 포집하는 와인더와, 및 상기 방사장치와 와인더 사이에 설치되어 상기 방사장치에서 방사되는 미세 섬유 흐름에 정전기성을 가지도록 하는 정전기성부여장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention was created in order to achieve the above object, the nonwoven filter material manufacturing system is a heat compression apparatus for heating and melting the thermoplastic polymer resin by melting above the melting temperature, and the extruded molten thermoplastic polymer resin A spinning device that spins in the form of fine fiber flow through a plurality of nozzles using compressed air, a winder that collects the fine fibers emitted from the spinning device, and between the spinning device and the winder It is characterized in that it comprises a electrostatic imparting device is installed to have electrostatic on the fine fiber flow radiated from the spinning device.
또한, 본 발명은 열가소성 고분자 수지를 용융온도 이상으로 가열용융하여 압출하고, 상기 압출된 용융상태의 열가소성 고분자 수지를 고온의 압축공기를 이용하여 미세 섬유 흐름의 형태로 방사하고, 상기 방사되는 미세 섬유 흐름에 정전기성을 가지도록 하고, 상기 방사되는 미세 섬유를 포집하여 정전기성을 가지는 부직포형 필터 소재를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention heat-melts and extrudes a thermoplastic polymer resin at a melting temperature or higher, and spun the extruded molten thermoplastic polymer resin in the form of a fine fiber flow using high-temperature compressed air, and the spun fine fibers It provides a method of producing a non-woven filter material having an electrostatic to the flow and to collect the fine fibers to be discharged.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, described in detail through preferred embodiments according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 부직포형 필터 소재 제조시스템의 개략도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of a nonwoven filter material manufacturing system according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 부직포형필터 소재 제조시스템은 열가소성 고분자 수지(1)를 용융온도 이상으로 가열용융하여 압출하는 가열압출장치(2)와, 상기 압출된 용융상태의 열가소성 고분자 수지(1)를 압축공기를 이용하여 다수개의 노즐(4a)을 통하여 미세 섬유(5) 형태로 방사하는 방사장치(4)와, 상기 방사장치(4)에서 방사되는 미세 섬유(5)를 포집하는 와인더(7)와, 및 상기 방사장치(4)와 와인더(7) 사이에 설치되어 상기 방사장치(4)에서 방사되는 미세 섬유 흐름(5)에 정전기성을 가지도록 하는 코로나 방전장치(6)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, in a preferred embodiment according to the present invention, the nonwoven filter material manufacturing system includes a heat extrusion device (2) for heating and extruding a thermoplastic polymer resin (1) above a melting temperature, and the extrusion A spinning device 4 for spinning the molten thermoplastic polymer resin 1 in the form of fine fibers 5 through a plurality of nozzles 4a using compressed air, and the fine spinning from the spinning device 4. Electrostatic properties of the winder (7) for collecting the fibers (5) and the fine fiber flow (5) installed between the spinning device (4) and the winder (7) and radiated from the spinning device (4) It is comprised including the corona discharge apparatus 6 to have.
상기 열가소성 고분자 수지(1)로는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 등이 사용될 수 있으며, 상기 열가소성 고분자 수지(1)의 가열온도는 약 150∼280℃가 된다.Polypropylene or polyester may be used as the thermoplastic polymer resin 1, and the heating temperature of the thermoplastic polymer resin 1 is about 150 to 280 ° C.
특히, 압출된 용융상태의 열가소성 고분자 수지(1)는 300∼350℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.In particular, the extruded molten thermoplastic polymer resin (1) is preferably maintained at a temperature of 300 to 350 ℃.
한편, 상기 코로나 방전장치(6)는 다수개의 노즐(4a)을 가지는 상기 방사장치(4)와 일정한 거리를 두고 와인더(7) 사이에 설치된다. 상기 압축공기는 압축공기공급장치(3)에 의하여 공급된다.On the other hand, the corona discharge device 6 is provided between the winder 7 at a certain distance from the radiator 4 having a plurality of nozzles (4a). The compressed air is supplied by the compressed air supply device (3).
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 부직포형 필터 소재 제조시스템의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the nonwoven filter material manufacturing system according to the preferred embodiment of the present invention will be described.
먼저, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 등의 열가소성 고분자 수지(1)로 된 알갱이들이 상기 가열압출장치(2)에 투입된다. 투입된 고분자 수지(1) 알갱이들은 150∼280℃의 온도로 가열되어 용융상태가 되어 압출된다.First, granules made of thermoplastic polymer resin 1 such as polypropylene or polyester are introduced into the heat extrusion device 2. The injected polymer resin (1) granules are heated to a temperature of 150 to 280 ° C. to be melted and extruded.
상기 압출된 용융상태의 고분자 수지(1)는 방사장치(4)에 전달되고, 압축공기공급장치(3)에서 공급되는 압축공기와 함께, 상기 방사장치(4)에 형성된 다수개의 노즐(4a)을 통하여 미세 섬유 흐름(5)의 형태로 방사(紡絲)된다.The extruded molten polymer resin (1) is delivered to the spinning device (4), a plurality of nozzles (4a) formed in the spinning device (4) together with the compressed air supplied from the compressed air supply device (3) It is spun through in the form of a fine fiber stream (5).
다음으로, 상기 방사장치(4)의 노즐(4a)과 와인더(7) 사이의 미세 섬유(5)의 흐름의 상부에 하나의 전극으로 설치된 코로나 방전장치(6)는 코로나 방전에 의하여 상기 미세 섬유(5)에 정전기성을 부여하게 된다. 여기서, 전극의 형태는 전선을 꼬아 아크릴 바에 두 줄로 장착함으로서 가능하며, 코로나 방전장치의 위치는 요구되는 정전기성에 따라서 달라질 수 있다. 하나의 전극으로 코로나 방전 장치(6)를 설치함에 따라 이미터 핀(emitter)이 없는 전극 단독으로 부직포를 대전시킬 수 있게 되어 구성이 단순해지고 이에 따른 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.Next, the corona discharge device 6 installed as one electrode on the top of the flow of the fine fiber 5 between the nozzle 4a and the winder 7 of the spinning device 4 is the fine by corona discharge. The fiber 5 is given electrostatic property. Here, the shape of the electrode is possible by twisting the wire and mounting it in two rows on the acrylic bar, the position of the corona discharge device may vary depending on the required electrostatic properties. By installing the corona discharge device 6 as one electrode, the nonwoven fabric can be charged by the electrode alone without the emitter pin, thereby simplifying the configuration and thus reducing the manufacturing cost.
마지막으로 상기 방사되는 미세 섬유(5)는 와인더(7)에 의하여 그 표면에 포집되게 되며, 상기 포집된 미세 섬유(5)는 상기 와인더(7)의 표면에서의 열 접촉에 의한 자체결합으로 부직구조를 형성함으로써, 정전기성을 가지는 부직포형 필터 소재가 만들어진다.Finally, the spun fine fibers 5 are collected on the surface by the winder 7, the collected fine fibers 5 are self-bonded by thermal contact on the surface of the winder 7 By forming the nonwoven structure, a nonwoven filter material having an electrostatic property is made.
한편, 상기와 같은 구성을 가지고 작동하는 부직포형 필터 소재 제조시스템에 의하여 정전기성을 가지는 부직포형 필터 소재가 만들어지는 원리를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when explaining the principle that the nonwoven filter material having a static electricity by the nonwoven filter material manufacturing system operating with the configuration as described above are as follows.
본 발명에 의하여 제조된 부직포형 필터 소재는 와인더 표면에서 부직구조를 형성할 때에 정전기성를 부여하는 종래의 방식에 의해 제조된 필터 소재에 비하여 약 4∼5배 이상 표면전하밀도(ESCD, Effective Surface Charge Density) 값을 갖는다.The nonwoven filter material manufactured according to the present invention has a surface charge density of about 4 to 5 times or more compared to a filter material manufactured by a conventional method of imparting electrostatic properties when forming a nonwoven structure on the winder surface. Charge Density) value.
그 이유로는 미세 섬유를 포집하는 와인더에서의 필터 소재의 온도보다는 미세 섬유 상일 때의 온도가 더 높기 때문에 고분자 주사슬(main chain) 자체의 이동이 더 용이하여 전하가 트랩(trap)되기 쉬우며, 또한 고분자 수지가 용융되어 있을 때 외부로부터 강한 전기장이 순간적으로 가해지면 고분자 소재 내의 쌍극자(dipole) 들이 +와 -로 분리되면서 고분자 섬유 내부에 분극이 발생되며, 이는 곧 고분자 섬유의 정전기 유발로 이어지기 때문이다.The reason is that the temperature of the polymer main chain itself is higher than the temperature of the filter material in the winder collecting the fine fibers, so that the charge of the main chain itself is easier to trap, and the charge is easily trapped. In addition, when a strong electric field is momentarily applied from the outside when the polymer resin is molten, dipoles in the polymer material are separated into + and-to generate polarization inside the polymer fiber, which leads to electrostatic induction of the polymer fiber. For losing.
따라서, 용융상태의 고분자 수지의 온도가 높을 수록 정전기 부여에 더 유리한 것이다. 실험에 의하면, 용융상태의 고분자 수지의 온도는 노즐을 통과할 때가 약 300℃에 달하는 데에 반하여 점차 감소하여 부직구조를 형성하는 와인더의 표면에서는 대략 70∼80℃로 측정되었다.Therefore, the higher the temperature of the polymer resin in the molten state, the more favorable for the static electricity provision. According to the experiment, the temperature of the molten polymer resin was measured to be approximately 70 to 80 ° C. on the surface of the winder gradually forming a nonwoven structure, whereas the temperature of the molten polymer resin was about 300 ° C. when passing through the nozzle.
도 2a와 2b는 본 발명에 의하여 제조된 부직포형 필터 소재와 와인더 표면에서 부직구조를 형성할 때에 정전기성을 부여하는 종래의 방식에 의해 제조된 필터 소재의 표면전하밀도를 비교한 그래프를 나타낸 것이다.Figures 2a and 2b shows a graph comparing the surface charge density of the nonwoven filter material manufactured according to the present invention and the filter material produced by a conventional method of imparting electrostaticity when forming a nonwoven structure on the winder surface will be.
여기서, 도 2a는 축적시간에 따른 표면전하밀도의 감소률을 나타낸 것이고, 도 2b는 축적시간에 따른 상대 표면전하밀도를 나타낸 것이다. A, B, C는 방사되는 미세 섬유 흐름에 코로나 방전을 가하는 위치가 노즐로부터 각각 9㎝, 10㎝, 11㎝이고, D는 와인더 표면에서 방전을 가한 것으로 즉, 종래의 방법에 의하여 정전기성을 부여하는 것이다.Here, FIG. 2A shows the decrease rate of surface charge density with accumulation time, and FIG. 2B shows the relative surface charge density with accumulation time. A, B, and C are 9 cm, 10 cm, and 11 cm from the nozzle, respectively, where the corona discharge is applied to the spinning fine fiber stream, and D is the discharge on the winder surface. To give.
정전기성을 나타내는 표면전하밀도의 측정방법에 있어서는, "정전기성 표면전하를 결정하는 방법(Methods to determine electret surface charge; USSR Standard 25209-82)"을 참고로 측정장비를 제작하여 진동 전극 기술(vibrating electrode technique)을 채택하였다.In the method of measuring surface charge density exhibiting electrostaticity, vibrating electrode technology by fabricating measuring equipment with reference to "Methods to determine electret surface charge (USSR Standard 25209-82)" electrode technique).
이 방법에서는 정전기성이 부여된 폴리프로필렌 부직포형 필터 소재에 일정 주파수를 가진 전기장을 가한 후, 그 값을 상쇄하는 전압(compensating voltage) 값을 측정하여 다음의 식에 의하여 표면전하밀도를 계산하였다.In this method, an electric field having a certain frequency was applied to a polypropylene nonwoven filter material to which electrostatic properties were applied, and then, a value of compensating voltage was measured to calculate the surface charge density by the following equation.
여기서 σef는 표면전하밀도(μC/㎡), ε0, εr은 각각 진공과 시편의 유전상수를 나타내고, Vc는 상쇄전압, t는 시편의 두께를 나타낸다.Σ ef is the surface charge density (μC / m 2), ε 0 , ε r are the dielectric constants of the vacuum and the specimen, V c is the offset voltage, and t is the thickness of the specimen.
그리고, 기존 발표 논문(Polymer Science, Ser. B, vol. 39, Nos. 3-4, 1997, 139∼141쪽 참고)에 따르면 멜트 블로운(melt blown) 공정만을 거친 부직포에서 자발적인 대전이 가능하다고 보고하고 있는데, 이를 좀 더 자세히 살펴보면 IR분석(infrared spectroscopy) 결과에서 원재료에서 발견되지 않았던 이중결합이 멜트 블로운(melt blown) 공정을 거친 부직포에서 발견되었으며, 쉽게 극성화될 수 있는 이중 결합이 전하의 트랩핑 센터(trapping center)로 작용한다고 설명하고 있다.In addition, according to existing papers (see Polymer Science, Ser. B, vol. 39, Nos. 3-4, 1997, pp. 139-141), spontaneous charging is possible on nonwoven fabrics that have undergone only a melt blown process. In more detail, the results of IR spectroscopy showed that double bonds that were not found in the raw material were found in the melt blown nonwoven fabric, and the easily polarized double bonds were charged. It acts as a trapping center for.
또한, 원래의 고분자 수지가 방사장치의 공기 분사 압출 공정을 거치면서 고분자 주사슬이 열적·기계적 파괴가 일어나며, 이에 따라 고분자내의 전도대(conduction band)에 존재하는 고유 전하 운반자(intrinsic charge carrier)의 수가 증가하며 섬유 소재의 불포화 결합을 형성한다는 것이다.In addition, as the original polymer resin undergoes the air jet extrusion process of the spinning device, the polymer main chain thermally and mechanically breaks down, and thus the number of intrinsic charge carriers present in the conduction band in the polymer is increased. Increases and forms unsaturated bonds in the fiber material.
또한, 용융체의 분산과 배향된(oriented) 섬유의 결정화 과정에서 자유 전하운반자가 나타나게 되고, 고분자 용융체와 압출기 헤드 다이와의 마찰과 섬유들끼리의 충돌에 의하여 접촉 대전 현상으로써 고분자 부직포의 대전 현상을 설명하고 있다.In addition, the free charge carriers appear during the dispersion of the melt and the crystallization of the oriented fibers, and the charging phenomenon of the polymer nonwoven fabric is explained by the contact charging phenomenon caused by friction between the polymer melt and the extruder head die and collision of the fibers. Doing.
따라서, 본 발명에서는 공기 분사 압출 공정을 통하여 자발적인 대전이 가능한 고분자 소재에 외부로부터 강한 전기장을 가함으로써, 소재의 정전기성을 증가시켜줌으로써 소재가 갖고 있는 기공(氣孔)의 크기보다 작은 미세한 분진까지도 여과가 가능한 무전원 방식의 정전기성 부직포형 필터 소재를 제조할 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, by applying a strong electric field from the outside to the polymer material capable of spontaneous charging through the air injection extrusion process, by increasing the electrostatic properties of the material to filter even fine dust smaller than the size of the pores of the material It is possible to manufacture a non-powered electrostatic nonwoven filter material.
본 발명에 따른 부직포형 필터 소재 제조시스템은 와인더 위에서 정전기성을 부여하는 방식에 의하여 제조되는 필터 소재보다 전기적 인력의 세기가 약 4∼5배 이상의 크기를 가지며, 소재가 갖고 있는 기공(氣孔)의 크기보다 작은 미세한 분진까지도 여과가 가능한 무전원 방식의 정전기성 부직포형 필터 소재를 제조 할 수 있게 한다.The nonwoven filter material manufacturing system according to the present invention has a magnitude of about 4 to 5 times more electrical attraction than the filter material manufactured by the method of imparting static electricity on the winder, and the pores of the material. It is possible to manufacture a non-powered electrostatic nonwoven filter material capable of filtering even fine dust smaller than
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4215682A (en) * | 1978-02-06 | 1980-08-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Melt-blown fibrous electrets |
| US4904174A (en) * | 1988-09-15 | 1990-02-27 | Peter Moosmayer | Apparatus for electrically charging meltblown webs (B-001) |
| US5122048A (en) * | 1990-09-24 | 1992-06-16 | Exxon Chemical Patents Inc. | Charging apparatus for meltblown webs |
| KR19990001533A (en) * | 1997-06-16 | 1999-01-15 | 이성수 | Air filter media for automobile interior and processing method |
| KR19990068474A (en) * | 1999-05-25 | 1999-09-06 | 박호군 | Electrostatic Air Filter and the Process for preparing the same |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4215682A (en) * | 1978-02-06 | 1980-08-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Melt-blown fibrous electrets |
| US4904174A (en) * | 1988-09-15 | 1990-02-27 | Peter Moosmayer | Apparatus for electrically charging meltblown webs (B-001) |
| US5122048A (en) * | 1990-09-24 | 1992-06-16 | Exxon Chemical Patents Inc. | Charging apparatus for meltblown webs |
| KR19990001533A (en) * | 1997-06-16 | 1999-01-15 | 이성수 | Air filter media for automobile interior and processing method |
| KR19990068474A (en) * | 1999-05-25 | 1999-09-06 | 박호군 | Electrostatic Air Filter and the Process for preparing the same |
| KR20010004431A (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-15 | 박호군 | Spun-bonded, Multi-functional Catridge Filter for Water Treatment and Method of Preparing the Same |
| KR20010049986A (en) * | 1999-09-16 | 2001-06-15 | 이충중 | High electric non-woven fabrics and manufacturing method for the same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102222357B1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-03-04 | 김민호 | Apparatus for manufacturing non-woven fabric |
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