KR100589860B1 - Chemical filter media and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케미컬 필터 메디아(20) 및 그 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유해가스를 제거하기 위한 케미컬 필터 메디아(20)에 있어서, 이온교환수지 또는 첨착활성탄이 부착된 망체에 부직포 또는 직포(40)를 압착시키고 일정간격으로 재봉하여 고정시키는 것에 의해 상기 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 유동 또는 탈착을 방지하는 것임을 특징으로 하는 케미컬 필터 메디아(20) 및 그 제작방법에 대한 것으로서, 본 발명에 의하면 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 유동 또는 탈착을 보다 안정적으로 방지할 수 있어 암모니아 등의 유해가스를 고효율로 제거할 수 있으며, 그 제작방법에 있어서도 작업성, 경제성 및 안정성 등이 우수한 이점이 있다.The present invention relates to a chemical filter media (20) and a method of manufacturing the same, and more particularly, in the chemical filter media (20) for removing noxious gases, nonwoven fabric or woven fabric to the net body with ion exchange resin or impregnated activated carbon. Chemical filter media (20) and a method for manufacturing the same, characterized in that to prevent the flow or desorption of the ion exchange resin or impregnated activated carbon by pressing and pressing the sewing at a fixed interval (40), in the present invention According to the present invention, the flow or desorption of the ion exchange resin or the impregnated activated carbon can be more stably prevented, so that harmful gases such as ammonia can be removed with high efficiency, and the workability, economical efficiency, and stability are excellent in the manufacturing method.
케미컬 필터 메디아, 암모니아Chemical Filter Media, Ammonia
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 필터 메디아(20)의 종단면도; 1 is a longitudinal sectional view of a
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 재봉상태를 도시한 개략도이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 필터(10)를 나타낸 개략도; 및 Figure 2a is a schematic diagram showing a sewing state according to an embodiment of the present invention, Figure 2b is a schematic diagram showing a
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 케미컬 필터 메디아(20)의 압력손실을 비교한 그래프이다. 3 is a graph comparing the pressure loss of the
<도면의 부호에 대한 간단한 설명><Short description of the symbols in the drawings>
10 ... 케미컬 필터 20 ... 케미컬 필터 메디아(20)10 ...
30 ... 이온교환수지 부착망 40 ... 부직포 또는 직포(40)30 ... ion exchange
50 ... 재봉선(50)50 ... seam (50)
본 발명은 반도체 산업 또는 일반 산업분야 등이나 공공장소, 특히 대기 오염에 노출되어 있는 산업현장으로부터 유해가스를 제거하기 위해 사용되고 있는 케미컬 필터 메디아(20) 및 그 제작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반산업 분야나 대기 오염물질은 입자상 분진과 가스상 물질로 분류되고 가스상의 오염 물질을 효과적으로 제거하기 위해서는 첨착활성탄을 사용한 케미컬 필터(10)가 필요하다. General industrial fields or air pollutants are classified into particulate dust and gaseous substances, and a
일반적으로, 첨착활성탄 케미컬 필터는 첨착활성탄 층을 통과하는 공기에 의해 발생되는 압력손실이 커서 유속감소율이 크게 발생한다는 단점을 가지고 있다. In general, the impregnated activated carbon chemical filter has a disadvantage in that a large pressure loss caused by air passing through the impregnated activated carbon layer causes a large flow rate reduction rate.
대기오염에 노출된 장소로부터 유해가스 제거를 위해 사용되고 있는 케미컬 필터로는 V형, 평판형, 트레이(tray) 형태의 케미컬 필터 및 활성탄소섬유(active carbon fiber; ACF)를 이용한 케미컬 필터 등이 있다. Chemical filters that are used to remove harmful gases from places exposed to air pollution include V-type, flat-type, tray-type chemical filters, and chemical filters using active carbon fibers (ACF). .
V형, 평판형 및 트레이 형태의 케미컬 필터는 투입되는 첨착활성탄의 양이 많기 때문에 고농도의 가스 포집에 유리하며 유해가스 포집량이 많은 반면 압력손실이 큰 단점이 있으며, ACF 형태의 케미컬 필터 또는 이온교환 부직포는 저농도의 가스 포집에 유리하고, 압력손실이 적게 걸리며, 무게가 가볍다는 장점을 가지는 반면, 가스 포집량이 첨착활성탄을 이용한 에어필터에 비해 낮고, 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있다. V-type, flat-type and tray-type chemical filters are advantageous for the high concentration of impregnated gas collection due to the large amount of impregnated activated carbon, and have the disadvantage of large amount of harmful gas collection and high pressure loss, and ACF type chemical filter or ion exchange Nonwoven fabrics have advantages of low gas concentration, low pressure loss, and light weight, while low gas collection and low price compared to air filters using impregnated activated carbon.
따라서, 압력손실을 최소화 해야하는 공정에서는 유지비용이 높고 유해가스 포집효율이 낮은 ACF 형태의 에어필터 또는 이온교환부직포의 적용이 불가피한 문 제점을 가지고 있다.Therefore, in the process of minimizing the pressure loss, it is inevitable to apply an ACF type air filter or ion exchange nonwoven fabric having high maintenance cost and low harmful gas collection efficiency.
본 발명자에 의해 등록된 등록특허 제358,262호에 의하면 결합제를 이용하여 첨착활성탄을 금속 망체에 부착시키는 방법으로서, 첨착활성탄이 사용중에 탈착이 되지 않도록 하기 위하여 첨착활성탄이 부착된 금속 망체의 양면에 부직포를 부착하여 사용하고, 부직포를 고정시키기 위하여 알루미늄 망을 다시 씌워서 사용해야 했다. According to the registered patent No. 358,262 by the present inventors, a method of attaching impregnated activated carbon to a metal mesh by using a binder, in order to prevent the impregnated activated carbon from being desorbed during use, a nonwoven fabric is formed on both sides of the impregnated activated carbon. It was used to attach and reattach the aluminum mesh to fix the nonwoven fabric.
그러나, 알루미늄 망으로 고정시킨 경우, 부착된 활성탄과 부직포가 금속 망체에 완전히 압착되지 않기 때문에, 부착된 활성탄이 떨어질 우려가 있으며, 알루미늄 망으로 부직포 외부를 씌우는 작업이 공정상 어려운 문제점이 있었다.However, when fixed with an aluminum mesh, since the attached activated carbon and the nonwoven fabric are not completely compressed to the metal mesh, there is a fear that the attached activated carbon may fall, and the work of covering the outside of the nonwoven fabric with the aluminum mesh has a difficult process.
본 발명의 목적은 작업성, 안정성, 경제성 및 유해가스 제거효율 등이 우수한 케미컬 필터 메디아(20) 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to provide a chemical filter media (20) excellent in workability, stability, economics and harmful gas removal efficiency, and a method of manufacturing the same.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유해가스를 제거하기 위한 케미컬 필터 메디아(20)에 있어서, 이온교환수지 또는 첨착활성탄이 부착된 망체에 부직포 또는 직포(40)를 압착시키고 일정간격으로 재봉하여 고정시키는 것에 의해 상기 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 유동 또는 탈착을 방지하는 것임을 특징으로 하는 케미컬 필터 메디아(20)를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, in the
본 발명에 따른 케미컬 필터 메디아(20)에 있어서, 상기 부직포 또는 직포(40)의 재봉선(50)의 재봉간격은 0.1~4인치(또는 0.254 ~ 10.16 ㎝)로 하여 재봉되는 것임을 특징으로 한다.In the
또한, 상기의 다른 목적을 달성하기 위한 케미컬 필터 메디아(20)의 제작 방법에 있어서, 망체 위를 결합제로 도포한 다음, 이온교환수지 또는 첨착활성탄을 부착시키고, 이온교환수지 또는 첨착활성탄이 부착된 지지체의 양면에 부직포 또는 직포(40)를 압착시켜 고정시킨 후 재봉틀을 사용하여 일정간격으로 재봉함으로써 상기 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 유동 또는 탈착을 방지하는 것을 특징으로 하는 케미컬 필터 메디아(20) 제작 방법을 제공한다.In addition, in the manufacturing method of the chemical filter media (20) for achieving the above another object, after applying the binder on the network, the ion exchange resin or impregnated activated carbon is attached, the ion exchange resin or impregnated activated carbon is attached After pressing and fixing the nonwoven fabric or
본 발명에 따른 케미컬 필터 메디아(20) 제작 방법에 있어서, 상기 부직포 또는 직포(40)의 재봉선(50)의 재봉간격은 0.1~4인치(또는 0.254 ~ 10.16 ㎝)로 하여 재봉되는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing the
본 발명에 의한 케미컬 필터 메디아(20)는 반도체, 기타 산업현장에서 발생되는 무기악취성분인 암모니아 등의 유해가스를 고효율로 제거할 수 있으며, 작업성, 경제성 및 안정성 등이 매우 우수하다.The
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 케미컬 필터 메디아(20)는 다음의 구성을 갖는다. The
본 발명의 케미컬 필터 메디아(20)는 망체와 유해가스를 제거할 수 있는 첨착활성탄 또는 이온교환수지와 상기 첨착활성탄 또는 이온교환수지가 탈착되지 않도록 하기 위한 부직포 또는 직포(40) 등으로 구성된다.The
본 발명을 구성하는 망체(mesh)는 케미컬 필터 메디아(20)의 지지체로 작용하는 것으로, 바람직하게는 알루미늄 망체, 폴레에틸렌 망체, 폴리프로필렌 망체 또는 폴리우레탄 망체를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기의 망체를 지지체로 사용하는 경우 케미컬 필터에서의 압력손실을 최소화시킬 수 있다.The mesh constituting the present invention serves as a support of the
활성탄소(activated carbon)는 목재, 갈탄, 무연탄 및 야자껍질 등을 원료로 제조되는 미세 세공이 잘 발달된 무정형탄소의 집합체로서, 활성화 과정에서 분자크기 정도의 미세 세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 가지게 되는 흡착제이다. 흡착제는 g당 1,000㎟ 이상의 표면적을 갖기도 하는데 표면에 존재하는 탄소원자의 관능기가 주위의 액체 또는 기체에 인력을 가하여 피흡착질의 분자를 흡착하는 성질을 가진다.Activated carbon is an aggregate of well-developed amorphous carbons made of wood, lignite, anthracite and palm bark as raw materials. Activated carbon has a large internal surface area due to the formation of fine pores of molecular size. It is an adsorbent had. The adsorbent may have a surface area of 1,000
본 발명을 구성하는 첨착활성탄(impregnated activated carbons)은 일반활성 탄소에 특수 화학약품을 첨가하여 활성탄 표면 및 세공 표면에 떨어지지 않게 밀착시켜 화학적 흡착성능을 높인 활성탄이다. 상기 첨착활성탄에 의한 유해가스의 흡착은 흡착제의 표면과 흡착질이 물리적 또는 화학적 인력에 의하여 결합되는 성질을 이용한 것으로, 이는 혼합된 흡착질에서 일정 성분을 선택적으로 분리 또는 정제하는데 이용될 수 있다. 케미컬 필터(10)에서의 유해가스 포집 능력은 이와 같은 첨착활성탄을 사용함으로써 달성된다.Impregnated activated carbons constituting the present invention are activated carbons by adding a special chemical to general activated carbon so as not to fall on the activated carbon surface and the pore surface, thereby enhancing chemical adsorption performance. Adsorption of harmful gases by the impregnated activated carbon utilizes a property in which the surface of the adsorbent and the adsorbate are bonded by physical or chemical attraction, which may be used to selectively separate or purify certain components from the mixed adsorbate. The harmful gas collection capability in the
이온교환수지(ion-exchange resin)는 이온교환을 할 수 있는 이온을 지닌 불용성 합성수지를 의미한다. 이온교환수지의 이온선택성은 양이온교환수지는 양이온만을, 음이온교환수지는 음이온만을 선택적으로 붙잡는다는 것이 우선이다. 곧, 이온교환방식에 의해 암모니아 등의 유해가스를 제거하는 방식이다. Ion-exchange resins are insoluble synthetic resins with ions capable of ion exchange. The ion selectivity of the ion exchange resin preferentially catches only cations and cation exchange resins only anions. In other words, the ion exchange method removes harmful gases such as ammonia.
본 발명의 일구성요소인 이온교환수지는 기존에 수처리용으로 사용되어지고 있는 이온교환수지를 화학 처리하여 유해가스를 흡착할 수 있게 제조하였다. 이온교환수지는 그 입경이 작기 때문에 이온교환수지 자체로는 사용이 어려워 본 발명자의 등록특허 제358,262호에서 개시한 방법과 동일하게 금속 망체에 상기의 첨착활성탄 대신에 이온교환수지를 부착시켜 케미컬 필터 메디아(20)를 제조할 수 있다. 양이온교환수지, 음이온교환수지 또는 첨착활성탄을 사용하면 다양한 가스를 효과적으로 제거할 수 있는 케미컬 필터 메디아(20)를 제작할 수 있다.An ion exchange resin, which is a component of the present invention, was prepared to adsorb harmful gases by chemically treating an ion exchange resin that has been used for water treatment. Since the ion exchange resin has a small particle diameter, it is difficult to use the ion exchange resin itself, so that the ion exchange resin is attached to the metal mesh instead of the impregnated activated carbon in the same manner as the method disclosed in the inventors' Patent No.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 케미컬 필터 메디아(20)는 상기의 망체 위에 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 성능에 영향을 주지 않는 결합제(binder)를 고르게 도포한 다음, 상기 이온교환수지 또는 첨착활성탄을 압축롤러를 사용하여 상기 망체에 완전히 부착시킨 후, 40±5℃의 오븐에서 2시간 이상 건조시키는 것에 의해 케미컬 필터 메디아(20)를 제작한다.
이때 사용되는 결합제는 폴리우레탄 결합제, 아크릴계 결합제, 초산비닐계 결합제 또는 에틸렌 비닐아세테이트계 결합제인 것이 바람직하다. The binder used at this time is preferably a polyurethane binder, an acrylic binder, a vinyl acetate binder or an ethylene vinyl acetate binder.
또한, 상기 지지체 상에 부착되는 첨착활성탄의 입경은 0.5 ~ 1 ㎜인 것이 바람직하다. In addition, the particle diameter of the impregnated activated carbon attached on the support is preferably 0.5 to 1 mm.
이때, 제조되는 필터 메디아는 평판형, 지그재그형 또는 관형으로 제조할 수 있으나, 필터의 접촉 면적을 증가시키고 그 압력손실을 낮추기 위해 지그재그형 필터로 절곡하여 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the filter media to be produced may be manufactured in a flat, zigzag or tubular shape, but it is preferable to be used by bending the zigzag filter in order to increase the contact area of the filter and lower the pressure loss.
상기와 같이 제조된 필터 메디아 중 첨착활성탄 또는 이온교환수지의 탈착 또는 유동을 방지하기 위할 목적으로 상기 망체의 양면에 부직포 또는 직포(40)를 고정시킨 후, 재봉틀을 이용하여 재봉함으로써 본 발명에 따른 케미컬 필터 메디아(20)를 제조한다.In order to prevent desorption or flow of the impregnated activated carbon or ion exchange resin in the filter media prepared as described above, the nonwoven fabric or the
이때, 상기 재봉시의 재봉선(50)의 재봉 간격은 0.1 ~ 4 인치(또는 0.254 ~ 10.16 ㎝)로 재봉하는 것이 바람직하다. 상기 재봉선(50)의 재봉 간격이 0.1 인치(또는 0.254 cm) 미만으로 재봉되는 경우에는 부직포 또는 직포(40)가 망체로부터 탈착되거나, 메디아 중 이온교환수지 또는 첨착활성탄이 유동 내지는 탈착될 우려가 있으며, 상기 재봉선(50)의 재봉 간격이 4 인치(또는 10.16 cm)를 초과하는 경 우 부직포 또는 직포(40)가 망체의 양면에 밀착되지 않고 뜸에 따라 유해가스의 포집효율이 감소되므로 바람직하지 않다.At this time, the sewing interval of the
상기와 같은 구성으로 제조된 본 발명의 케미컬 필터 메디아(20)는 종래 알루미늄 망으로 고정시킨 것과 비교하여, 알루미늄 망을 사용하지 않고 바로 부직포 또는 직포(40)를 재봉하여 고정시키므로 제조비의 절감효과가 있고, 그 무게를 줄일 수 있으며, 상기와 같은 간단한 공정으로도 유해가스의 제거효율이 100%에 이를 정도로 매우 우수한 케미컬 필터 메디아(20)를 제작할 수 있었다.The
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 당업계의 기술전문가로서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명에 대해 다양한 변형 및 변경을 가할 수 있으며, 그 변형 및 변경도 본 발명의 범위에 해당됨을 이해하여야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are provided to illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited or limited by the following examples. Therefore, one of ordinary skill in the art can add various modifications and changes to the present invention without departing from the technical spirit of the present invention, the modifications and changes are also within the scope of the present invention. Should be understood.
<실시예 1><Example 1>
알루미늄 망체를 필터를 제작하기 위한 적당한 크기로 제단한다. 제단된 알루미늄 망체에 초산비닐계 결합제를 고르게 도포한다. 결합제가 고르게 도포된 알루미늄 망체에 양이온 교환수지를 과량으로 도포시킨다. 과량으로 도포된 망체는 롤러를 이용하여 압력을 가하면서 양이온교환수지를 망체에 잘 부착되도록 한다. 부착이 완료되면 잉여의 양이온교환수지는 망체로부터 제거한후 양이온교환수지가 부착된 망체는 40℃의 오븐에서 건조시킨다. 건조가 완료된 양이온교환수지가 부착된 망체를 3~4 장을 겹친 후 망체의 양면에 직포를 부착시킨다. 망체와 직포를 고정시키기 위하여 재봉틀을 이용하여 0.1~4인치 간격으로 재봉을 하여 NH3 등과 같은 염기성 가스를 제거할 수 있는 케미컬 필터 메디아(20)를 제작하였다. The aluminum mesh is cut into an appropriate size for making a filter. The vinyl acetate-based binder is evenly applied to the cut aluminum mesh. An excess of cation exchange resin is applied to the aluminum mesh evenly coated with the binder. Excess applied network is applied to the cation exchange resin to the network while applying pressure using a roller. After the attachment is completed, the excess cation exchange resin is removed from the net, and the net with the cation exchange resin attached is dried in an oven at 40 ° C. After stacking 3 ~ 4 sheets of cations exchanged resin with dried cations, attach the woven fabric to both sides of the net. In order to fix the mesh and woven fabric, a
또한, 양이온교환수지 대신에 음이온교환수지, 첨착활성탄을 사용하면 다양한 가스를 제거할 수 있는 케미컬 필터 메디아(20)를 제작할 수 있다. In addition, by using anion exchange resin and impregnated activated carbon in place of the cation exchange resin, a
상기와 같이 제작된 케미컬 필터 메디아(20)를 이용하여 케미컬 필터(10)를 제작하였다. 제작된 필터는 압력손실을 낮게 하기위하여 절곡하여 제작하였다. 필터의 크기는 305(W) X 305(H) X 150(D)mm로 제작하였다. 압력 손실(도 3 참조) 및 제거효율 평가(표 1 참조)는 2.5m/s기준으로 평가하였다.The
<비교예 1>Comparative Example 1
실시예 1의 직포 양면에 재봉틀을 이용하여 재봉을 하는 대신에 알루미늄 망으로 직포를 고정시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 케미컬 필터 메디아(20)를 이용하여 케미컬 필터(10)를 제작하였다.
<실험예 1>Experimental Example 1
압력손실 평가는 2.5m/s 기준으로 평가하였다. 그 결과를 첨부도면 도 3에 나타내었다. 도 3의 결과로부터 본 발명의 실시예에 따라 재봉하여 고정한 케미컬 필터 메디아의 압력손실이 비교적 적음을 알 수 있다.Pressure loss evaluation was based on 2.5m / s. The results are shown in FIG. 3 . It can be seen from the results of FIG. 3 that the pressure loss of the chemical filter media sewn and fixed according to the embodiment of the present invention is relatively small.
<실험예 2>Experimental Example 2
제거효율 평가는 2.5m/s기준으로 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Removal efficiency was evaluated based on 2.5m / s. The results are shown in Table 1 below.
상기 결과로부터 실시예 1에 따른 케미컬 필터 메디아(20)를 이용하여 제작된 케미컬 필터(10)는, 그 암모니아 제거효율이 100%로 매우 우수함을 알 수 있었다.From the above results, it can be seen that the
상기의 구성을 갖는 본 발명의 케미컬 필터 메디아(20) 및 그 제조 방법은 종래 알루미늄 망으로 부직포를 고정시켜 제작한 케미컬 필터 메디아(20)에 비하여 무게가 감소하였을 뿐만 아니라 이온교환수지 또는 첨착활성탄의 유동 또는 탈착을 보다 안정적으로 방지할 수 있다. 또한, 알루미늄 망을 사용하는 대신 부직포 또는 직포(40)를 이온교환수지 또는 첨착활성탄이 부착된 망체 양면에 직접 압착시키 고 재봉하여 사용하기 때문에 그 작업성, 경제성, 안정성 및 제거효율이 매우 우수하며, 상기 메디아를 사용하여 케미컬 필터(10)를 제작하여 공조기에 적용하였을 경우에도 안정적으로 사용될 수 있는 이점이 있다.
The
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