KR100705707B1 - 금속섬유 메디아, 이를 필터 부재로한 배가스 정화장치용필터 및 필터 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 금속섬유 메디아, 이를 필터 부재로 한 디젤엔진 배가스중의 입자상 물질 제거용 필터 및 필터 제조방법에 관한 것이다. 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유 또는 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 기공율이 30-95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체로 이루어진 필터 메디아, 이를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터 및 필터 제조방법이 제공된다. 본 발명의 필터는 내구성 및 기계적 강도가 우수하여 외부적 충격 등에 의해 크랙이 발생하지 않고 파손의 염려가 없다. 또한, 열전도율이 우수하여 필터 재생시, 열이 고르게 전달되고 국부가열로 인한 필터의 파손 및 재료의 용융이 방지되고 우수한 가공성 및 입자상물질 포집율을 나타낸다.

디젤엔진 배가스, 입자상물질 포집, 용융추출, 금속섬유 메디아, 주름진 필터 미디어, 배가스 정화장치용 필터

Description

금속섬유 메디아, 이를 필터 부재로한 배가스 정화장치용 필터 및 필터 제조방법 {Metal Fiber Media, Filter for an Apparatus for Purifying Exhaust Gas and Method for Preparing the Filter}

도 1은 본 발명에 의한 금속섬유 메디아의 구성요소 및 제조방법을 나타내는 개략도이며,

도 2(a)는 본 발명의 일 구현에서 금속섬유에 일방향성을 부여하여 매트로 형성된 금속섬유 매트를 나타내는 도면이며,

도 2(b)는 본 발명의 일 구현에서 일방향성이 부여된 금속섬유 얀을 길이방향으로 일정하게 배열하여 형성된 금속섬유 매트를 나타내는 도면이며,

도 2(c)는 본 발명의 일 구현에서 길이 방향으로 일정하게 배열된 일방향성이 부여된 2층의 금속섬유 얀으로 형성된 금속섬유 매트를 나타내는 도면이며,

도 3는 본 발명에 사용되는 금속섬유의 용융추출에 사용되는 장치를 나타내는 도면이며,

도 4(a)는 용융추출법으로 제조된 방향성이 무작위(random)한 금속섬유를 나타내는 도면이며,

도 4(b)는 용융추출법으로 제조된 금속섬유의 횡단면을 나타내는 SEM사진(배 율x200),

도 4(c)는 용융추출법으로 제조된 금속섬유의 측표면을 나타내는 SEM사진(배율x200),

도 5(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 주름진 금속섬유 메디아(필터부재) 제조방법을 나타내는 도면이며,

도 5(b)는 본 발명의 일 구현에 의한 주름진 금속섬유 메디아(필터부재)를 나타내는 도면이며,

도 6(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 주름진 실린더형 필터를 나타내는 사진이며,

도 6(b)는 도6(a)의 실린더형 필터의 B-B 절개선을 따라 절개한 종단면도를 나타내는 도면이며,

도 7(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 다수의 주름진 실린더형 필터부재가 겹쳐진 형태의 중첩 실린더형 필터를 나타내는 사진이며,

도 7(b)는 도 7(a) 필터의 C-C 절개선에 따라 절개한 종단면도를 나타내는 도면이며,

도 8은 본 발명에 의한 필터에서 배가스의 입자상 물질이 여과되는 현상을 나타내는 도면이며,

도 9는 실시예 2의 시험조건을 나타내는 그래프이며,

도 10은 실시예 2의 DPF를 사용하지 않은 경우의 입자상 물질 발생정도를 나타내는 그래프이며,

도 11은 실시예 2의 각 필터의 입자상물질 포집효율을 나타내는 그래프이며,

도 12는 실시예 3의 시간경과에 따른 각 필터의 입자상물질 포집효율 변화를 나타내는 그래프이며,

도 13은 실시예 4의 필터재생시, 각 필터의 배압변화를 나타내는 그래프이며,

도 14는 실시예 5의 필터재생후, 각 필터의 최대배압을 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요부위에 대한 간단한 설명 *

1,1‘,1“.... 금속섬유 매트 2, 2‘.... 지지체

3.... 금속섬유 얀 4.... 입자상물질

10, 10‘.... 금속섬유 메디아 20, 30 .... 필터

21, 22.... 고정부재

본 발명은 금속섬유 메디아(media), 이를 필터부재로한 배가스 정화장치용필터 및 필터 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 금속섬유 메디아(media), 이를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터 및 필터 제조방법에 관한 것이다.

디젤엔진은 열효율이 높고, 내구성이 우수한 장점이 있으나, 입자상 물질(Particulate Matter; PM) 및 질소산화물(NOx)이 다량 배출된다. 이러한, 입자상 물질 및 질소산화물은 대기오염을 일으키며 PM은 호흡기 계통에 대한 흡착율이 높아 인체에 매우 유해한 물질이다. 그러나, 근래 디젤 자동차에서 배출되는 입자상물질 및 질소산화물의 비율이 급증하고 있어 사회적 문제로 대두되기에 이르렀다. 이에 따라, 최근 환경부의 경유차 환경위원회는 디젤승용차의 판매를 허용하면서 배출가스의 배출 허용기준을 강화하는 한편 매연 후처리장치(DPF, DOC)등의 부착을 의무화는 방안을 발표하였다.

디젤엔진 배가스 중 입자상물질은 탄소함유 미립자, 설페이트와 같은 황함유 미립자 및 고분자량 탄화수소 미립자와 같은 미립자 물질로 이루어지며, 미립의 가벼운 입자로 대기 중으로 배출되고 부유되어 환경오염을 유발할 뿐만 아니라, 시야를 좁게 하고, 폐질환등을 일으키는 원인이 되고 있다. 이러한 디젤엔진 배가스 중 입자상 물질은 종래 디젤 입자상물질 필터(Diesel Particulate Filter, 이하 ‘DPF'라 한다)를 사용하여 제거되어 왔다.

DPF는 디젤엔진 배가스 중 입자상 물질을 포집하여 그 배출양을 감소시킬 수 있다. 그러나, 시간경과에 따라 필터에 포집된 입자상 물질의 증가로 인하여 필터 가 막히게 되고 이에 따라 배가스의 배압이 증가하고 엔진의 부압이 커지게 되며, 결국 엔진의 성능이 저하된다. 따라서, 필터의 성능을 회복시키기 위해 필터에 걸린 탄화수소류의 수트(Soot)를 태워서 재생하여 사용한다.

DPF를 사용함에 있어서 가장 문제가 되는 것은 필터에 축적된 입자상 물질의 제거, 즉, DPF의 재생에 관한 것이다. 필터 재생방법으로는 일반적으로 촉매를 사용하는 방법과 외부에서 에너지를 가하여 PM을 연소시켜 제거하는 방법이 이용된다. 따라서, 상기 DPF를 이용한 디젤엔진 배가스 중의 PM 입자제거 및 DPF의 재생과 관련하여 DPF에서 요구되는 성능은 (1)여과효율( PM 포집율 등), (2)내열성, (3)열팽창율, (4)열충격 및 기계적 강도 및 내구성 및 (5)배압특성이다. 그러나 가열상태 등에 따른 내열충격성 및 내구성 약화가 문제된다.

한편, 종래 DPF에서 필터 재료로는 세라믹 재료인 코디얼라이트(cordierite) 및 SiC 그리고 소결 금속매트가 사용되어 왔다.

코디얼라이트 필터는 2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂ 조성을 갖는 세라믹 재료로 강도가 우수하고 약 1200도까지의 온도에서 안정적으로 사용가능하며, 주로 코닝사제 필터가 코디얼라이트로 제조된다. 그러나 입자상 물질의 축적이 많은 곳에서는 열전도도가 작아 재생시 발생하는 고열에 의해 필터가 국부적으로 용융되므로 내구성에 문제가 있다.

고온에서의 용융과 열충격으로 인한 단점을 극복하기 위해 SiC 재질의 필터가 개발되었으나, SiC 필터는 내열성 및 기계적 강도가 우수한 반면, 원료가 고가이고 고온 소결등을 필요로 하므로 제조공정이 복잡한 단점이 있다.

또한, 주로 독일계 필터 제조사는 필터재료로 소결 금속 매트나, 금속 분말 소결품을 이용한다. 예를들어, 에미텍사의 대한민국 특허공개 제 2005-30223에는 필터층을 소결 금속섬유로 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 소결금속 매트로 된 필터는 소결로 인해 금속이 취약해지므로 필터로 가공시 꺽인 부분 등이 부서지기 쉬워 가공성이 문제시된다.

이와 같이 세라믹 필터는 충격 등에 의해 크랙이 발생할 수 있고 재생시 국부적인 가열에 의해 필터가 용융되는 문제가 있으며, 소결금속 매트는 가공성이 저조한 문제를 갖는다. 따라서, 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 디젤엔진 배가스용 필터가 요구되어 왔다.

이에 본 발명의 목적은 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 디젤엔진 배가스 중 입자상 물질 제거를 위한 금속섬유 메디아를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 금속섬유 메디아를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 상기 필터 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 견지에 있어서,

일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고, 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아가 제공된다.

본 발명의 제 2 견지에 있어서,

일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아가 제공된다.

본 발명의 제 3 견지에 있어서,

일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아를 필터부재로 하는 배가스 정화장치용 필터가 제공된다.

본 발명의 제 4 견지에 있어서,

일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아를 필터부재로 하는 배가스 정화장치용 필터가 제공된다.

본 발명의 제 5견지에 있어서,

일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트를 제조하는 단계;

상기 금속섬유 매트의 상,하면에 기공율이 5-95%인 지지체를 대어서 금속섬유 메디아를 제조하는 단계;

상기 금속섬유 메디아를 원하는 형태의 필터부재로 제조하는 단계; 및

상기 필터부재의 양말단을 고정부재로 고정하는 단계;

를 포함하는 배가스 정화장치용 필터 제조방법이 제공된다.

본 발명의 제 6견지에 있어서,

일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀을 길이방향으로 정렬하여 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트를 제조하는 단계;

상기 금속섬유의 상,하면에 기공율이 5-95%인 지지체를 대어서 내열성 금속섬유 메디아를 제조하는 단계;

상기 내열성 금속섬유 메디아를 원하는 형태의 필터부재로 제조하는 단계; 및

상기 필터부재의 양말단을 고정부재로 고정하는 단계;

를 포함하는 배가스 정화장치용 필터 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

종래 디젤엔진 배가스 중의 입자상 물질(Particulate Matter) 및 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해 사용되는 입자상 물질 여과장치(DPF)의 핵심 요소인 필터 재료로는 세라믹 재료의 일종인 코디얼라이트 혹은 소결금속매트가 주로 사용되어 왔다. 그러나, 코디얼라이트의 경우 충격(진동)에 의해 크랙이 발생하고 파손될 염려가 있다. 또한, 필터를 재생하기 위해 연소시키는 과정에서 저조한 열전달율로 인한 국부적인 집중가열로 인하여 필터가 효율적으로 재생되지 않고 용해 또는 파손된다. 소결금속 매트의 경우는 소결로 인하여 강도가 취약해지므로, 원하는 형태의 필터로 제조하는 경우 꺽임 부분등에서 파손되기 쉬우므로 필터로의 가공성이 저조한 문제가 있다. 따라서, 내구성, 기계적 강도 및 열전도 효율이 우수한 배가 스 정화장치용 필터 재료의 개발이 요구되어 왔다.

본 발명에 의한 금속섬유 메디아를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터는 금속재료로 이루어져 있어 우수한 내구성, 기계적 강도 및 열전도율을 갖는다. 이러한 본 발명의 금속섬유 메디아는 내구성 및 기계적 강도가 우수하여 외부적 충격등에 의해 크랙이 발생하지 않고 파손의 염려가 없다. 또한, 열전도율이 우수하여 필터 재생을 위한 연소시, 열이 고르게 전달되고 국부가열로 인한 필터의 파손 및 재료의 용융이 방지되며 따라서 필터 재생 효과가 뛰어나다. 나아가, 본 발명의 금속섬유 메디아는 소결되지 않은 것으로 금속이 취약해지지 않으므로 우수한 가공성을 나타내며, 3차원적인 딥스 필터링(depth filtering)되므로 보다 우수한 매연 포집효율을 나타낸다. 더욱이, 종래 코디얼라이트 및 소결금속 매트로된 필터에 못지않은 디젤엔진 배가스 중의 입자상 물질 포집 효율 및 재생 효율을 나타낸다.

도 1에 본 발명의 일 구현에 의한 금속섬유 메디아(10)를 나타내었다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 금속섬유 메디아(10)는 금속섬유 매트(1‘)와 매트의 상,하면에 대어진 지지체(2,2‘)로 이루어진다.

금속섬유 매트는 금속섬유 또는 상기 금속섬유로 된 얀으로 제조될 수 있다. 본 발명의 금속섬유 메디아(10)에 사용될 수 있는 여러 가지 형태의 금속섬유 매트를 도 2(a) 내지 도 2(c)에 나타내었다. 상기 금속섬유 매트 제조에 사용되는 금속섬유는 특히 한정되지 않으며, 어떠한 금속섬유가 사용될 수 있다. 이들 금속섬유 는 일 방향성이 부여되어 정렬된다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 본 발명에 사용가능한 금속섬유의 일예로서, 용융추출법으로 제조된 방향성이 무작위인 금속섬유를 빗질하여 일 방향성이 부여된 금속섬유가 사용될 수 있다.

도 2(a)는 본 발명의 일 구현에서 용융추출법으로 제조된 방향성이 무작위인 금속섬유를 빗질하여 일방향성이 부여된 내열성 금속섬유 매트를 나타낸다.

도 2(b)는 본 발명의 일 구현에서 길이방향으로 정렬된 금속섬유 얀으로 형성된 금속섬유 매트를 나타내는 도면이다. 도 2(b)의 금속섬유 매트에서 금속섬유 얀(3)은 용융추출법으로 제조된 방향성이 무작위인 금속섬유를 빗질하여 일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m이다.

상기 금속섬유로는 등가직경이 10~150㎛인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 등가직경이 10㎛ 미만이면 빗질시 잘 끊어지므로 바람직하지 않으며, 150㎛을 초과하면 얀으로 제조시, 한가닥의 얀을 이루는 섬유의 개수가 적어 얀을 만들 수 없으므로 바람직하지 않다. 또한, 섬유 길이가 10~20cm인 금속섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유길이가 10cm미만이면 길이가 짧아 얀을 제조하기 어려우므로 바람직하지 않으며, 용융추출 공정으로 직경이 10~150㎛인 금속섬유를 20cm를 초과하는 길이로 제조하기 어렵다.

용융추출법은 본 출원인의 미국특허 제 6,604,570호에 개시되어 있는 바에 따라 도 3에 도시한 장치를 사용하여, 직경이 12mm인 원형 봉(rod)재를 용융수단의 인덕션 코일 근처에 위치시켜 봉재의 말단을 용융시키고 이 부분을 1-100m/sec로 고속회전하는 디스크에 접촉시켜 순간적으로 직경이 20~70㎛인 금속섬유를 추출하는 방법이다. 용융추출법으로 제조된 미세 금속섬유는 도 4(a)와 같이 방향성 없이 무작위로 섞여 있고, 금속섬유의 단면은 도 4(b)에 도시한 바와 같이 반달형상이고, 측표면에는 도 4(c)와 같이 높이가 1~5㎛인 다수의 돌기가 형성되어 있다.

상기 용융추출법으로 제조된 무방향성의 금속섬유를 본 발명의 금속섬유 매트로 제조하기 위해서는 일정한 방향성이 부여되어야 한다. 미세 금속섬유가 서로 평행하게 일방향으로 배열되도록 하기 위한 방향성은 무작위로 섞여 있는 금속섬유를 연속적으로 수차례 빗질(combing)함으로써 부여될 수 있다. 이와 같이 용융추출법으로 얻어진 무방향성의 금속섬유를 빗질하여 일방향성을 부여하므로써 도 2(a)와 같은 금속섬유 매트(1)를 얻을 수 있다.

한편, 얀으로 제조하는 경우, 일방향성을 부여하는 공정은 한 가닥의 얀이 약 20-500개의 금속섬유로 이루어질 때까지 반복한다. 섬유가 20개 미만이면 한가닥의 얀을 형성하는 섬유의 수가 적으므로 서로 엉기게 하여 얀을 형성하기 어렵고 500개를 초과하면 얀에 포함되는 섬유의 개수가 많아 필터로 제조시 차압이 높아지고, 필터 자체의 두께 및 무게가 증가하는 문제가 있다. 상기 얀의 제조에 사용되 는 금속섬유 또한, 특히 한정되지 않으며, 어떠한 금속섬유가 사용될 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 용융추출법으로 제조된 방향성이 무작위인 금속섬유를 빗질하여 일 방향성이 부여된 금속섬유가 사용될 수 있다.

용융추출법으로 얻어진 금속섬유는 표면에 형성되어 있는 미크론 수준 높이의 돌기로 인하여 얀 제조시 금속섬유가 빠져나가는 현상이 방지될 수 있으므로 종래의 기계가공으로 제조된 금속섬유에 비하여 용이하게 얀으로 제조될 수 있다. 상세한 내용은 대한민국 특허출원 제 2005-4249호에 기재되어 있는 내용을 참조할 수 있다.

한편, 내열성 금속섬유 매트에 사용되는 금속섬유 얀은 1g당 길이가 0.45m-0.6m(0.45Nm-0.6Nm)이고, 1-9 turns/m의 꼬임율이 되도록 제조된다. 얀 1g당 길이가 0.45m미만이면 얀의 굵기가 굵어 다공성이 감소되어 바람직하지 않으며, 0.6m를 초과하면 얀의 굵기가 가늘어 연속적으로 일정한 굵기를 유지하기 어려운 문제가 있다.

상기 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로된 금속섬유 매트 혹은 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 금속섬유 매트가 이용되는 경우, 금속섬유 매트는 단층 또는 둘 이상의 층으로 길이방향으로 적층하여 사용될 수 있다. 예를들어, 얀의 굵기가 굵으면 단층으로 얀의 굵기가 가늘면 다층으로 하여 금속섬유 매트를 제조할 수 있다. 또한, 용도에 따라 요구되는 물성등을 고려하여 2이상의 다수의 층으로 적층하여 사용될 수 있다. 단층의 일방향성이 부여된 금속섬유로된 금속섬유 매트(1)를 도 2(a)에, 단층의 금속섬유 얀으로 된 매트(1‘)를 도 2(b)에 그리고 2층의 금속섬유 얀으로된 매트(1“)를 도 2(c)에 각각 도시하였다. 또한, 상기 금속섬유 얀으로된 매트와 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로된 금속섬유 매트를 적층하여 금속섬유 매트로 사용할 수도 있다.

상기 금속섬유 매트 제조에 사용되는 금속섬유는 밀도가 100-4,000g/㎡인 것이 바람직하다. 밀도가 100g/㎡미만이면 기공의 등가직경이 약 250㎛를 초과하므로 바람직하지 않고, 4,000g/㎡를 초과하면 필터가 무겁고, 두꺼워서 성형이 어려운 문제가 있어 바람직하지 않다.

상기 금속섬유로는 철-크롬-알루미늄계 합금을 기초로 한 퍼크랄로이(Fecralloy) 금속섬유가 이용될 수 있다. 바람직하게는 Zr을 0.05-0.5중량%, 보다 바람직하게는 0.1~0.3중량% 포함하는 개량된 퍼크랄로이가 사용될 수 있다. Zr을 상기 범위로 포함하는 퍼크랄로이 금속섬유로된 매트를 메디아에 사용하는 경우 우수한 산화수명을 나타내는 잇점이 있다. 상기 퍼크랄로이(Fecralloy) 합금은 일반적으로 알려져 있는 것으로, 예를들어, 철(Fe) 70-83중량%, 크롬(Cr) 13-30중량% 및 알루미늄(Al) 3-7중량%를 포함하는 퍼크랄로이, 바람직하게는 지르코늄(Zr) 0.05-0.5중량%, 더욱 바람직하게는 지르코늄(Zr) 0.1-0.3중량%를 추가로 포함하는 퍼크랄로이가 사용될 있다.

상기 금속섬유 매트는 기공율이 30%~95%인 것이 바람직하다. 기공율이 30% 미만이면 배출가스에 포함된 분진이 여과되면서 차압 상승률을 급격하게 높이며, 95%를 초과하면 기공의 크기가 너무 커서 분진을 적절히 여과하지 못하는 문제가 있다.

상기 금속섬유 지지체는 기공율이 5-95%인 것이 바람직하다. 기공율이 5중량% 미만이면 강도는 높으나 필터의 차압이 너무 높으며, 95%를 초과하면 차압은 낮아지나, 강도가 약해지는 문제가 있다. 상기 금속섬유 매트 상부 및 하부의 지지체는 같거나 혹은 다른 기공율을 가질 수 있다. 상기 지지체 또한, 상기 금속섬유 재료인 상기한 퍼크랄로이로 된 것이 사용될 수 있다. 상기 금속섬유 및 지지체는 내열성 있는 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 정렬된 금속섬유(도 2(a))로 된 매트(1) 또는 금속섬유 얀(도 2(b) 및 도 2(c))으로된 금속섬유 매트(1‘, 1“)의 상,하면에 지지체로서 와이어 메쉬(2,2‘)를 대어서 금속섬유 메디아(10)를 제조한다. 와이어 메쉬(2,2’)는 금속섬유 매트(1‘)의 형상을 유지하고 금속섬유 메디아(10)의 강도를 증대시키기 위해 사용된다. 금속섬유 매트(1’)의 상,하면에 지지체(2, 2‘)를 대어 보강하므로써 금속섬유 및 금속섬유 얀의 길이방향으로 정렬된 매 트의 상태가 고정되어, 후속하는 일정한 형태의 필터로 가공시 정렬된 금속섬유 및 금속섬유 얀(3)의 움직임이 방지되고 또한 금속섬유 메디아(10)의 강도가 증대된다.

상기 금속섬유 메디아는 두께가 0.5-3mm인 것이 바람직하다. 금속섬유 메디아의 두께가 0.5mm 미만이면 섬유의 밀집도가 높아 기공율이 낮아지게되고, 이로인해 차압이 높아지는 문제가 있으며, 3mm를 초과하면 기공율이 높아져 분진을 여과하지 못하는 문제가 있다.

상기 금속섬유 메디아(10)는 디젤연료 배가스용 입자상 물질 제거에 사용되는 필터의 필터부재로 사용될 수 있다. 또한, 상기 필터 부재로 사용되는 금속섬유 메디아는 주름진 금속섬유 메디아일 수 있다. 주름진 금속섬유 메디아는 금속섬유 또는 얀의 길이방향에 대하여 수직방향으로 플리팅(pleating)하고 플리팅하여 형성된 주름이 고정되도록 주름방향으로 가압하여 제조된다. 플리팅되는 금속섬유 메디아는 특히 한정되지 않으며 본 발명의 어떠한 형태의 금속섬유 메디아를 플리팅하여 주름진 금속섬유 메디아로 제조할 수 있다. 구체적으로는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시한 금속섬유 매트를 이용하여 제조된 금속섬유 메디아를 플리팅하여 주름진 금속섬유 메디아를 제조할 수 있다. 주름진 금속섬유 메디아의 제조방법 및 이에 따라 제조된 주름진 금속섬유 메디아를 각각 도 5(a) 및 도 5(b)에 나타내었다. 도 5(a)에 도시한 바와 같이 플리팅하려는 금속섬유 메디아(10)의 금속섬유 혹은 길이 방향의 양 말단에서 힘을 가하여 금속섬유 및/또는 얀의 길이방향에 대하여 수직방향으로 플리팅(pleating)하고 가압하여 주름을 고정하므로써 대략 주름 깊이의 두께를 갖는 주름진 금속 섬유 메디아(10')로 제조될 수 있다. 플리팅시, 주름의 깊이는 3~30㎜로 할 수 있다. 주름의 깊이가 3㎜미만일 때는 주름이 형성되지 않고 주름에 의한 표면적 향상 효과가 적으며, 주름의 깊이가 30㎜를 초과하면 재생시 발생하는 열에 의한 변형이 발생하고 높은 압력에서 변형이 발생하는 문제가 있다. 상기 주름의 깊이가 3㎜일때는 주름을 형성하기 전에 비해 표면적이 1.5배 향상되며, 주름의 깊이가 30㎜일 때는 15배 향상된다.

상기 본 발명의 금속섬유 메디아 및 주름진 금속섬유 메디아는 평균기공크기가 등가직경으로 10~250㎛일 수 있다. 평균기공크기의 등가직경이 10㎛미만이면 극미세분진을 거르는데는 효율적이나, 분진이 필터 표면에 포집될 경우 기공이 막히면서 압력 상승률이 급격히 빨라진다. 평균기공크기의 등가직경이 250㎛을 초과하면 적절한 여과특성을 나타내지 못하는 문제가 있다. 상기 금속섬유 메디아 및 주름진 금속섬유 메디아를 필터부재로 사용하여 제조되는 필터 내부의 기공율은 85%~97%이다.

상기 금속섬유 메디아(10, 10‘)를 필터부재로 사용하여 디젤엔진 배가스용 입자상물질 제거에 사용되는 어떠한 형태의 필터를 제조할 수 있다. 필터의 형태는 특히 제한되지 않으며, 배가스와 접촉할 수 있는 표면적이 가능한한 넓게 그리고 각각의 금속섬유 사이의 기공에 가능한한 많은 배가스중의 입자상 물질등이 포집될 수 있는 어떠한 형태로 제조될 수 있다. 도 6 및 7에 필터의 형태를 도시하였으나, 이는 본 발명의 설명을 돕기 위한 것으로 이로써 본 발명에 따른 필터의 형태를 한정하는 것은 아니다.

필터는 관통형 또는 다수의 관통형 필터부재가 겹쳐진 중첩 관통형일 수 있다. 관통형 필터의 종단면은 원형, 타원형 또는 사각형, 오각형등의 다각형, 바람직하게는 원형인 실린더형일 수 있다. 중첩 관통형 필터에서 필터부재는 2이상의 필터부재가 중첩되며, 중첩되는 필터부재의 수는 특히 제한되지 않으며, 필터의 효율 및 용량을 고려하여 적합하게 선택될 수 있다. 또한, 상기 주름진 금속 메디아가 필터부재로 사용되는 경우에 상기 관통형 또는 중첩 관통형 필터에서 필터부재는 주름진 관통형, 바람직하게는 주름진 실린더형일 수 있다.

도 6(a) 및 6(b)에 주름진 실린더형 필터부재로 형성된 필터를 도시하였다. 도 6(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 상기 주름진 금속섬유 메디아를 실린더형으로하여 필터부재로 이용한 주름진 실린더형 필터(20)를 나타내며, 도 6(b)는 도 6(a)의 주름진 실린더형 필터의 B-B선을 따라 절단된 주름진 실린더형 필터의 종단면도이다. 상기 주름진 실린더형 필터 부재의 양말단은 고정부재(21,22)로 고정된다. 예를들어, 상기 고정부재의 고정은 실린더형 필터부재의 양말단을 오픈된 캡으로 용접하여 행할 수 있다.

도 7(a)에 중첩 실린더형 필터를 도시하였다. 도 7(a)의 필터는 배가스 흐름방향을 축으로하여 다수의 주름진 관통형 필터부재가 겹쳐진 형태이며, 필터부재는 양말단에서 각각 두 개의 필터부재가 이음부(a, b, c, d)로 연결되며, 일말단과 다른 말단의 이음부는 서로 엇갈리도록 이음부로 연결된다.

도 7(a) 및 도 7(b)에 도시한 필터는 7겹의 필터부재, 즉, 주름진 금속섬유 메디아가 겹쳐진 것으로, 도 7(a) 필터의 C-C 절개선을 따라 절개한 종단면도인 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 두겹의 필터부재가 양말단에서 엇갈려서 이음부로 연결되어 일체로 형성된다.

관통형으로 제조시, 등가직경 대 길이의 비율이 1 : 1.5-15인 것이 바람직하다. 중첩 관통형 필터의 경우에는, 가장 안쪽의 관통형 필터부재의 등가직경 대 길이 비율이 1:1.5-15인 것이 바람직하다. 길이의 비율이 1.5미만이면 필터의 부피 대비 여과 면적이 작아지는 문제가 있다. 15배를 초과하면 필터의 길이가 길어서 차량에 설치하기에 부적합하다. 관통형 필터부재 한 개당 주름의 개수는 필터의 등가직경을 센티미터로 표시하는 경우 등가직경의 15배 이하인 것이 바람직하다. 등가직경의 15배를 초과하면 주름이 많아서 주름사이의 간격이 유지되지 못하여 넓은 여과면을 만들지 못하는 문제가 있다.

상기 본 발명에 의한 금속섬유 메디아가 디젤엔진 배가스용 필터부재로 사용 되는 경우, 디젤엔진 배가스가 금속섬유 메디아의 금속섬유 사이 그리고 얀과 얀 사이에 형성되어 있는 다수의 공극을 통과하여 딥스 필터(depth filter) 효과를 나타낸다. 도 8에 도 1에 도시한 금속섬유 메디아(10)의 A-A 선 단면도를 나타내고 디젤엔진 배가스가 금속섬유 필터를 통과함에 따라 딥스(depth) 필터와 같이 입자상 물질(4)이 필터에 의해 포집되는 개념을 나타내었다.

본 발명의 필터에서 미세한 공극의 크기가 많아질수록 디젤엔진 배가스 중 PM의 제거효율이 증대되므로 다수층의 금속섬유 얀으로 된 금속섬유 메디아, 금속섬유 얀과 금속섬유로 된 금속섬유 메디아, 및 주름진 금속섬유 메디아를 필터부재로한 필터의 경우, 금속섬유 메디아의 두께가 증가하여 필터 단면의 금속섬유 수가 많아지고 따라서 PM을 포집할 수 있는 표면적이 더욱 증대되어 보다 우수한 배가스 중의 입자상 물질 포집효율을 나타낸다.

또한, 종래의 세라믹 필터 등의 경우 촉매를 담지하기 위해 세라믹 필터등에 알루미나를 코팅한 다음에, 이에 촉매를 담지하여 사용하여 왔다. 그러나, 본 발명에 의한 금속섬유 메디아로 된 필터는 금속섬유가 퍼크랄로이 재료로 제조되고, 퍼크랄로이에는 알루미늄 성분이 포함되어 있으며 알루미늄은 고온에서 알루미나로 산화되므로 별도의 알루미나 코팅 단계 없이 필터에 Pt, Pd, Rh 및 Ru로부터 선택된 최소 일종의 금속 촉매를 담지하여 사용할 수 있다. 따라서, 필터에 촉매를 코팅하기가 보다 용이하다. 본 발명에 따른 금속섬유 메디아를 필터로 제작한 후 필 요에 따라, 500-1,200℃, 바람직하게는 산소분위기하에서 500-1,200℃로 1-24시간 가열하므로써 금속섬유 성분중의 알루미늄을 알루미나로 산화시키고 여기에 촉매를 담지시킬 수 있다. 가열시간이 500℃미만 또는 1시간 미만이면 알루미늄이 알루미나로 충분히 산화되지 않으며, 1,200℃ 혹은 24시간을 초과하면 과도한 비용이 소요되는 문제점이 있다.

종래 필터소재로 사용되고 있는 코디얼라이트(Codierite), SiC 및 본 발명의 필터부재 소재로 사용되는 퍼크랄로이의 물성을 비교해보면, 강도(strength)는 코디얼라이트 1MPa, SiC 6MPa, 퍼크랄로이 540MPa; 내열성은 코디얼라이트 1200℃, SiC 1,600℃, 퍼크랄로이 1200℃; 열전도도는 코디얼라이트 2W/mK, SiC 6W/mk, 퍼크랄로이 16 W/mK; 열팽창율은 코디얼라이트 1x10^-6℃^-1, SiC 4x10^-6℃^-1, 퍼크랄로이 11.1x10^-6℃^-1; 융점은 코디얼라이트 1,450℃, SiC 2,400℃, 퍼크랄로이 1530℃로 퍼크랄로이 금속섬유를 이용하여 제조된 금속섬유 메디아를 필터부재로한 본 발명의 필터가 종래 사용되던 필터에 비하여 우수한 강도, 내충격성 및 열전도율등을 나타낸다.

상기 필터는 배가스 정화장치용 필터로 사용될 수 있으며, 구체적으로 디젤엔진 또는 디젤 발전기등에서 발생하는 배가스 정화장치용 필터로 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

본 실시예에서 발명예 1 및 2의 금속섬유 필터는 다음과 같이 제조되었다. 미국특허 6,604,570호의 방법에 따라 도 3의 용융장치를 사용하여 직경이 12mm인 원형(rod)봉재를 용융수단의 인덕션 코일 근처에 위치시켜 1,600℃로 가열하여 봉재의 말단을 용융시키고 이 부분을 20m/sec로 고속회전하는 디스크에 접촉시켜 순간적으로 등가직경이 50㎛인 금속섬유를 제조하였다. 제조된 금속섬유는 무방향성으로 무작위로 배열된 것으로 반달형상의 단면을 가지며 길이는 약 10~18cm이었다. 상기 금속 섬유의 성분은 크롬 22중량%, 알루미늄 5.5중량%, 지르코늄 0.3중량% 그리고 잔부 철(Fe)이었다.

상기 무작위로 분포되어 있는 금속섬유를 연속적으로 100회 빗질하여 일 방향성을 부여하면서 80가닥이 될 때까지 빗질하여 금속섬유 얀을 제조하였다. 제조된 얀은 1g당 길이가 0.55m였으며, 약 8turn/m의 꼬임율이 부여되었다. 상기 얀을 2층으로 길이방향으로 일렬이 되도록 정렬하여 금속섬유 매트를 제조하였다. 발명예 1의 금속섬유는 밀도가 1.5㎏/㎡, 발명예 2의 금속섬유는 밀도가 3.0㎏/㎡였다.

그 후, 기공율이 60%인 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 기공율이 각각 45%, 72%인 내열 와이어 메쉬를 대어서 금속섬유 메디아를 제조하였다. 와이어 메쉬의 성분은 크롬 18중량%, 알루미늄 3.0중량%, 그리고 잔부 철(Fe)이었다. 이렇게 만들어진 금속섬유 메디아는 두께 1.0mm였으며 평균기공크기는 등가직경이 40㎛이었다.

상기 제조된 금속섬유 메디아를 깊이가 10mm가 되도록 플리팅하여 주름을 잡고 1kg/㎠로 가압하여 주름잡힌 금속섬유 메디아를 직경 70mm, 길이 300mm, 주름수 52개의 실린더형 필터 부재로 제조하였다. 필터부재의 양 말단에 고정 부재를 장착하여 도 6a형태의 주름진 실린더형 필터(발명예 1 및 발명예 2)를 제조하였다. 상기 실린더형 필터의 체적은 1.15ℓ였다.

실시예 2

본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 제조된 발명예 1 및 2의 필터와 종래의 필터를 사용하여 각 필터의 PM 포집효율을 측정하였다. 종래의 필터로는 코닝사의 월-플로우(wall-flow) 방식으로 제조된 코디얼라이트 필터가 사용되었다. 종래예 1은 Pt 촉매 담지된 필터가 그리고 종래예 2로는 촉매가 담지되지 않은 필터가 사용되었다.

디젤엔진으로는 4기통의 VGT, 인터쿨러와 커먼레일(common rail)이 장착된 용량 2,000cc급인 산타페용 디젤엔진을 사용하였다.

발명예 1 및 2의 필터 2개가 장착된 DPF 및 종래예 1 및 2의 필터(직경 150mm, 길이 150mm) 1개가 각각 장착된 DPF를 사용하여 시험하였다.

시험은 각각 하기 표 1의 조건에서 배가스중의 PM 포집효율을 측정하였다. 속도는 100km/hr.로 하였다. 상기 표 1의 조건을 또한 도 9에 나타내었다.

[표 1]

조건 번호	RPM	풀 로드 토크 (Full Load Torque) (%)	연료주입량(kg/hr.)	공기주입량(kg/hr.)
1	2400	100	21.9	330
2		75	16.5	280
3		50	11.8	260
4		25	6.9	180
5	4000	100	33.8	500
6		50	18.8	450

PM 포집 효율을 비교하기 위해 상기 각 조건에서 LSD(저유황 디젤연료)와 ULSD(초저유황 디젤엔진, 황 함유율 50ppm 미만)을 사용하여 엔진을 가동하고 DPF를 사용하지 않는 경우 발생하는 PM량을 측정하여 도 10에 나타내었다.

도 10에서 알 수 있듯이 DPF를 사용하지 않은 경우 PM의 발생량은 서서히 증가하기 시작하여 저유황 디젤엔진의 경우 4,000rpm, 풀 로드 토크에서 시간당 약 45g의 PM이 발생하였다.

그 후, 발명예 1과 2 그리고 종래예 1과 2의 필터가 상기와 같은 수로 장착된 DPF를 엔진 후단에 장착하여 디젤엔진 배가스 중의 PM 포집효율을 측정하여 도 11에 나타내었다. 연료로는 ULSD를 사용하였다. 도 11의 PM 포집효율은 도 10의 필터 미장착시 PM포집율과 필터를 장착한 경우의 PM 포집율로부터 계산하여 얻었다.

도 11의 그래프에서 알 수 있듯이, 종래예 1의 백금 코팅된 코디얼라이트 필터가 장착된 DPF를 사용한 경우 가장 우수한 PM 포집효율을 나타내었다. 그러나, 촉매가 담지되지 않은 발명예 1 및 2의 필터가 장착된 DPF가 사용된 경우 종래예 2의 촉매가 코팅되지 않은 코디얼라이트 필터와 동등한 정도의 우수한 PM 포집효율(제거율)을 나타냈다. 따라서, 본 발명의 필터에 촉매를 담지하여 사용하는 경우 SOF성분이 제거되어 종래예 1의 백금 코팅된 코디얼라이트에 견줄 수 있는 PM 제거율을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.

또한, 금속섬유의 밀도가 보다 큰 발명예 2가 발명예 1 보다 우수한 PM 포집율을 나타내었다. 이로부터 본 발명에 의한 내열성 금속섬유 메디아를 종래 코디얼라이트 필터에 대한 대체제로 사용하여 디젤 엔진 배가스중의 PM을 효과적으로 포집 제거할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 3

본 실시예에서는 100km/h의 속도로 4,000rpm 및 풀 로드 토크로 2시간 주행시 시간경과에 따른 상기 발명예 1, 발명예 2, 종래예 1 및 종래예 2 필터의 PM 포집효율을 측정하여 도 12에 나타내었다. 엔진, 필터 및 연료등은 상기 실시예 2에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.

도 12의 그래프 나타낸 바와 같이 종래예 1의 필터를 사용한 경우 주행시간동안 80-90%의 여과효율을 나타내었다. 촉매가 담지되지 않은 발명예 1 및 발명예 2의 필터는 촉매가 담지되지 않은 종래예 2의 필터와 유사한 40-60%의 효율을 나타내었다. 따라서, 발명예의 필터에 촉매를 담지하여 사용하는 경우 발명예 1에 상응하는 포집효율이 예측된다. 상기 결과로부터 또한, 본 발명의 필터는 종래 코디얼라이트 필터 대신 디젠엔진 배가스의 PM 포집에 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있다.

실시예 4

본 실시예는 필터 재생시 배압변화를 측정하므로써 필터의 재생효율을 관찰한 것이다. 재생은 상기 사용된 발명예 1 및 2 그리고 종래예 1의 필터가 장착된 DPF를 4000rpm, 풀 로드 토크 조건하에서 20분간 연소시켜 행하였다. 연소도중의 배압변화를 관찰하여 하기 도 13에 나타내었다.

도 13의 그래프에서 알 수 있듯이, 발명예 1 및 2의 필터는 재생단계 초기에는 높은 배압을 나타내나, 약 1분 30초 경과 시 종래예 1의 코디얼라이트 필터와 유사한 배압으로 감소하므로 재생시간은 종래의 필터에 비하여 길지 않을 것으로 판단되었다. 이로부터 본 발명의 금속섬유 메디아는 재생하여 사용가능함을 알 수 있다.

또한, 코디얼라이트의 열전도도는 1W/mK인데 비해, 퍼크랄로이의 열전도도는 14W/mK으로 열전도도가 높아 재생시 국부 재생온도 상승에 의한 파손의 염려가 없다.

실시예 5

본 실시예는 필터 재생 후, 4000rpm, 풀 로드 토크하에서 발명예 1, 발명예 2 및 종래예 2 필터의 최대배압을 측정하여 도 14에 나타내었다. 배압은 필터 전후단의 압력차로서 배압이 적은 것이 필터가 막히지 않아 배가스가 쉽게 필터를 통과할 수 있음을 나타낸다. 도 14에서 알 수 있듯이, 재생 후, 4000rpm, 풀 로드 토크에서 발명예 1, 2는 사용가능한 필터배압을 나타내었다.

본 발명에 의한 금속섬유 메디아가 필터부재로 사용되는 배가스 정화장치용 필터는 금속재료로 이루어져 있어 우수한 내구성, 기계적 강도 및 열전도율을 나타 낸다. 이러한 본 발명의 금속섬유 메디아는 내구성 및 기계적 강도가 우수하여 외부적 충격 등에 의해 크랙이 발생하지 않고 파손의 염려가 없다. 또한, 열전도율이 우수하여 필터 재생을 위한 수트(soot) 연소시, 열이 고르게 전달되고 국부가열로 인한 필터의 파손 및 재료의 용융이 방지되며 따라서 필터 재생 효과가 뛰어나다. 나아가, 본 발명의 금속섬유 메디아는 소결되지 않은 것으로 금속이 취약해지지 않으므로 가공성이 우수하다. 더욱이, 종래 코디얼라이트 및 소결금속 매트로 된 필터에 못지않은 디젤엔진 배가스 중의 입자상 물질 포집 효율을 나타낸다.

Claims (33)

1. 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하며, 상기 금속섬유는 밀도가 100-4,000g/㎡인 금속섬유 메디아.
2. 일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 기공율이 5%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속섬유는 밀도가 100-4,000g/㎡임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유 매트가 2층 이상 길이방향으로 적층됨을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유 및 지지체는 Fe 70-83중량%, Cr 13-30중량% 및 Al 3-7중량%를 포함하는 퍼크랄로이로된 것임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
6. 제 5항에 있어서, 상기 퍼크랄로이는 Zr 0.05-0.5중량%를 추가로 포함함을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
7. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유는 등가직경이 10-150㎛임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
8. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유는 길이가 10-20㎝임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
9. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유 메디아는 평균기공크기가 등가직경으로 10-250㎛임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
10. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 금속섬유 메디아는 두께가 0.5-3㎜임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
11. 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터.
12. 일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀이 길이방향으로 정렬된 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트 및 상기 금속섬유 매트의 상,하면에 대어진 기공율이 5%~95%인 지지체를 포함하는 금속섬유 메디아를 필터부재로한 배가스 정화장치용 필터.
13. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유는 밀도가 100-4,000g/㎡임을 특징으로 하는 필터.
14. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유 매트는 2층 이상으로 길이방향으로 정렬됨을 특징으로 하는 필터.
15. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유 메디아는 주름진 형태임을 특징으로 하는 필터.
16. 제 15항에 있어서, 상기 주름은 깊이가 3~30㎜임을 특징으로 하는 필터.
17. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유 및 지지체는 Fe 70-83중량%, Cr 13-30중량% 및 Al 3-7중량%를 포함하는 퍼크랄로이로된 것임을 특징으로 하는 필터.
18. 제 17항에 있어서, 상기 퍼크랄로이는 Zr 0.05-0.5중량%를 추가로 포함함을 특징으로 하는 필터.
19. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유는 등가직경이 10-150㎛임을 특징으로 하는 필터.
20. 제 11 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유는 길이가 10-20㎝임을 특징으로 하는 금속섬유 메디아.
21. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유 메디아는 평균기공크기가 등가직경으로 10-250㎛임을 특징으로 하는 필터.
22. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 금속섬유 메디아는 두께가 0.5-3㎜임을 특징으로 하는 필터.
23. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 필터는 관통형 필터부재로된 관통형 또는 다수의 관통형 필터부재가 겹쳐진 중첩 관통형 필터임을 특징으로 하는 필터.
24. 제 23항에 있어서, 상기 필터부재는 주름진 형태임을 특징으로 하는 필터.
25. 제 23항에 있어서, 상기 관통형 필터부재는 종단면이 원형인 실린더형임을 특징으로 하는 필터.
26. 제 23항에 있어서, 상기 관통형 필터부재는 주름진 실린더형임을 특징으로 하는 필터.
27. 제 23항에 있어서, 상기 필터부재에는 촉매가 담지됨을 특징으로 하는 필터.
28. 제 27항에 있어서, 상기 촉매는 Pt, Pd, Rh 및 Ru로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종임을 특징으로 하는 필터.
29. 제 23항에 있어서, 상기 관통형 필터에서 등가직경:길이의 비율이 1:1.5-15 임을 특징으로 하는 필터.
30. 제 23항에 있어서, 상기 관통형 필터에서 주름은 개수가 필터의 등가직경을 센티미터로 표기시 직경의 15배이하임을 특징으로 하는 필터.
31. 제 11항 또는 12항에 있어서, 상기 배가스 정화장치용 필터는 디젤엔진 또는 디젤 발전기에서 배출되는 배가스 정화장치용 필터임을 특징으로 하는 필터.
32. 일방향성이 부여된 다수의 금속섬유로 이루어지고 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트를 제조하는 단계;

    상기 금속섬유 매트의 상,하면에 기공율이 5-95%인 지지체를 금속섬유 메디아를 제조하는 단계;

    상기 금속섬유 메디아를 원하는 형태의 필터부재로 제조하는 단계; 및

    상기 필터부재의 양말단을 고정부재로 고정하는 단계;

    를 포함하는 배가스 정화장치용 필터 제조방법.
33. 일방향성이 부여된 20-500개의 금속섬유 다발로 이루어지며, 1g당 길이가 0.45-0.6m이고 꼬임율이 1-9turns/m인 금속섬유 얀을 길이방향으로 정렬하여 기공율이 30%~95%인 금속섬유 매트를 제조하는 단계;

    상기 금속섬유의 상,하면에 기공율이 5-95%인 지지체를 대어서 내열성 금속섬유 메디아를 제조하는 단계;

    상기 내열성 금속섬유 메디아를 원하는 형태의 필터부재로 제조하는 단계; 및

    상기 필터부재의 양말단을 고정부재로 고정하는 단계;

    를 포함하는 배가스 정화장치용 필터 제조방법.

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