KR100771349B1 - 함침마이크로섬유소여과재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

분사마이크로섬유소 여과재는 섬유소재로 된 다중중첩재층과 상기 층들에 들어 있는 활성재를 포함하며. 상기 중첩층들은 섬유소재층들은 서로 융합된다. 상기 여과재는 개방코어를 가지고 있으며, 그 제조방법으로서, 액체모재를 제공하는 공정과 상기 모재를 노즐을 통과시켜 다중혼합신장스트랜드로 형성하는 공정과 중첩자체점착으로 맨드릴위에 상기 스트랜드를 감아 여과제를 형성하는 공정과 상기 노즐과 상기 맨드릴사이의 위치에서 상기 노즐로부터 스트랜드흐름방향에 대하여 상기 스트랜드를 횡축으로 방향을 전환시키는 공정과, 상기 위치와 상기 맨드릴 사이에서 상기 스트랜드 위에 활성재를 퇴적시키는 공정을 거처 수행하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법에 관한 것이다.

여과재, 모재, 개방코어, 활성재, 맨드릴, 노즐.

Description

함침마이크로섬유소여과재 및 그 제조방법{IMPREGNATED MICRO-FIBER FILTRA TION UNIT}

도 1은 여과재 내에 적층된 활성재를 나타낸 여과재의 단면도,

도 2는 성형된 도 1의 여과재를 나타낸 측면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 여과재, 12: 모재, 14: 활성재,

18: 노즐, 20: 맨드릴, 22: 롤러

본 발명은 여과재에 관한 것으로서, 카트리지(cartridge)의 마이크로섬유소단위 또는 층간에 사용된 활성재를 가진 섬유소재(fibrous material)의 중첩층을 가진 백(bag)디자인에 특별히 사용된다.

미국특허번호 3,816,304; 4,902,427; 5,389,166; 및 5,679,251에 공시된 바와 같은 여과재가 제작되어 오고 있으며 활성재가 섬유소재내에 포함된다. 카트리지나 여과백(filter bag)으로 성형된 분사마이크로 섬유소재(blown micro-fiber)의 여과재는 경제적이면서도 아주 효율적이다. 그러한 여과재의 한 가지 예가 미국특허 4,983,292에서 공개되어 있으며 여기에서 인용 참조한다. 그러나 현재까지 그러한 분사마이크로섬유소재와 관련된 활성재의 소개가 이루어지지 않았다. 그러한 활성재는 일반적으로 분말 또는 소립자형으로 소개되어 있다. 상기 활성재가 분사마이크로섬유소의 흐름(stream)에 공급될 때 공기흐름은 마이크로섬유소와 어울려서 활성재(active material)를 분산시키며 본질적으로 분사섬유소의 스트랜드(strand)에 그것이 퇴적이 되는 것을 방지한다.

본 발명에 있어서 발견한 사실은, 만약 섬유소재의 흐름을 횡방향으로 바꾸면 공기흐름은 차단됨으로서 활성재가 여과재가 형성되는 맨드릴(mandrel)에 도달하기 전에 재료의 스트랜드 위에 퇴적이 되도록 허용한다는 것이다. 이러한 방법으로 활성재가 섬유소재(fibrous material)의 스트랜드층 사이에 끼이게(sandwich) 되는데 이 섬유소재는 함께 융합(fused)되어서 성형여과재 내에서 활성재를 유지시켜준다.

따라서, 본 발명의 목적은 내부분산활성재를 가진 분사마이크로섬유소여과재(blown micro-fiber filtration unit)를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 층을 이룬 활성재를 가진 마이크로섬유소여과재를 형성하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 활성재로 성형되고 경제적인 제작원가의 여과재를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 플라스틱과 폴리프로필렌인 섬유소재(fibrous material)로 된 다중중첩재층과 상기 층들에 들어 있는 탄소인 활성재를 포함하며 상기 중첩층들은 상호 융합(fused)된 함침마이크로섬유소여과재로,
그 제조공정은 첫째 액체모재를 제공하는 공정과,
둘째 액체 모재를 노즐을 통과시켜 다중혼합신장스트랜드로 형성하는 공정과,
세째 중첩자체점착으로 맨드릴 위에 다중혼합신장스트랜드를 감아 여과재를 형성하는 공정과,
네째 상기 노즐과 상기 맨드릴사이의 위치에서 상기 노즐로부터 스트랜드흐름방향에 대하여 다중혼합신장스트랜드를 횡측으로 방향을 전환시키는 공정과,
다섯째 상기 위치와 상기 맨드릴 사이에서 다중혼합신장스트랜드 위에 활성재를 퇴적시키는 공정을 거쳐 수행하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법으로,
특히 다섯째 공정은 신장원통형의 여과재를 생성한 다음 상기 여과재를 맨드릴상에 있는 상태에서 포장재로 싸서 맨드릴로부터 떼어내어, 상기 포장된 여과재를 일정한 길이로 절단하는 공정과,
상기 활성재를 다중혼합신장스트랜드에 퇴적하는 작업을 중단하며, 상기 다중혼합신장스트랜드를 상기 맨드릴에 감기를 계속하여 상기 여과제의 외주에 모재만의 스트랜드를 복수개로 형성하는 공정을 포함하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법을 제공하는 것이다.
또다른 방법으로 여과재를 제조하는 방법으로서, 첫째 액체모재를 제공하는 공정과,
둘째로 공기흐름에 의하여 노즐을 통하여 상기 액체모재를 다중혼합신장스트랜드로 투입하는 공정과,
세째로 상기 다중혼합신장스트랜드를 중첩자체부착방식으로 맨드릴에 감아 여과재를 형성하는 공정과.
네째로 상기 노즐과 상기 맨드릴 사이의 위치에서 상기 노즐을 제거할 때에 상기 공기흐름을 차단하는 공정과,
다섯째로 상기 위치와 상기 맨드릴 사이의 위치에서 상기 스트랜드 위에 활성재를 퇴적하는 단계를 포함하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법으로 상기의 목적에 따른 과제를 해결하는 것을 제공한다.
상기의 제조방법으로서, 여과재를 포장하기 위하여 여과재(10)가 맨드릴(20)로 부터 제거되기 이전이나 또는 제거된 다음에 수축포장플라스틱으로 포장하면 되고, 그 다음 상기 신장원통형인 여과재가 맨드릴에서 제거되면 일정한 길이로 절단됨으로 여과재의 외측은 활성재가 여과재의 외부로 이동하지 않고 정결하게 유지되는 효과가 있다.
본 발명은 상기의 목적을 구현시키기 위하여 다음 발명의 구성 설명에서 구체적으로 기재된 것에 의하여 명백하게 된다.

(실시예)

도 1의 단면도에 도시한 바와 같은 여과재(10)는 모재(base material)(12)의 다중중첩융합층(multiple overlapping fused layers)을 포함하며 상기층 안에는 활성재(14)가 층을 이룬 형태로 들어 있다.
도시된 바와 같이 상기 여과재(10)는 원통형으로 되어 있으며 시장에서는 카트리지필터로 공지되어 있다. 그러나 본 발명은 백타이프(bag type)필터에도 적용되는 것으로 이해됨이 마땅하다. 여과재(10)는 개방코어(open core)(16)를 가지고 있다.
여과재(10)의 최외측과 최내측층은 모재로만 형성되는 것이 바람직한데, 이는 여과재의 중심부 내에서 모재의 층안에서 분산되어 있거나 모재의 층사이에 끼는(sandwiched) 형태로 되어 있는 활성재(14)의 실(seal)을 형성하기 위한 것이다.
모재(12)는 폴리프로필렌(polypropylene)과 같은 분사마이크로섬유소가 바람직하다. 활성재(14)는 관개와 비옥화목적, 살균목적이나 또는 청정(cleansing)목적과 같은 여과의 의도된 용도에 따라 다각도로 선정된 물질로 구성할 수 있다. 예컨대 물 여과를 위하여는 활성재는 탄소입자일 수 있다.
도 2는 도 1의 여과재를 제조하는 방법을 설명하고 있다. 노즐(18)과 맨드릴(20)이 제공되어 있다.
일반적으로 카트리지필터의 제작에 있어서 액화 성형모재가 노즐(18)로부터 맨드릴(20)에 감겨 있는 다중혼합신장스트랜드(multiple elongated strand)로 분사된다. 스트랜드가 가열된 형태로 맨드릴(20) 주위로 감겨지므로 스트랜드 사이에는 군데군데 점착(adherence)이 이루어진다.
이것은 여과재에 다공성을 부여한다. 맨드릴(20) 위에 감긴 재료가 소요두께에 도달하면 노즐(18)을 통한 물질 스트랜드의 흐름은 끝나고 감겨진 중첩섬유소재는 맨드릴에서 제거된다. 길다란 모양의 여과재는 이제 소요의 길이(longitudinal sections)로 절단되어 적당히 포장된다.
본 발명에 있어서 분사모재(12)의 통로(path)는 롤러(22)에 의한 방법과 같이 횡측으로 변위됨으로서 차단된다. 모재의 이러한 변위는 노즐(18)로부터 사출됨에 따라서 모재의 스트랜드를 수반하는 공기흐름을 차단하거나 또는 방향을 전환시킨다.
롤러(22)와 맨드릴(20) 사이에 있는 투여노즐(dispensing nozzle)(24)은 중력 또는 기타 수단에 의하여 활성재(14)를 모재(12)의 스트랜드 위에 층상으로 퇴적(deposit)시킨다. 활성재(14)의 제어된 흐름은 활성재(14)가 모재의 스트랜드 위에 퇴적되는 동안에도 롤러(22)에 의하여 이루어지는 재료의 스트랜드의 방향전환으로 인한 노즐(18)로부터의 공기흐름에 의하여 교란이 되거나 차단이 되지 않는다.
그 다음, 모재(12)는 활성재(14)의 층과 함께 층들이 맨드릴(20) 위에서 냉각됨에 따라서 활성재로 하여금 모재의 점착층사이에 잡히도록(captured) 하여 맨드릴 위에 감기게 된다.
일반적으로 여과재(10)는 우선 모재(12)의 복수개로 된 층을 맨드릴 위에 감은 다음 활성재(14)를 입힘으로서 형성된다. 모재의 스트랜드에 활성재(14)를 입히는 것은 여과재의 최종직경에 도달하기 바로 전에 끝나서 모재만의 복수개의 스트랜드로 하여금 여과재의 외층(outer layer) 위에 감겨지도록 한다.
이렇게 함으로서 활성재는 모재가 1차여과작용을 할 수 있는 모재의 순수층들 사이에 갇혀 있게 된다.

삭제

삭제

신장원통형(elongated cylindrical shaped)인 여과재(10)를 포장하기 위하여는, 상기 여과재(10)가 맨드릴(20)로부터 제거되기 전이나 또는 제거된 다음에 수축포장플라스틱으로 포장하면 된다. 그 다음 상기 여과재(10)가 맨드릴에서 제거되면 일정한 길이로 절단된다. 이러한 방법으로 여과재의 외측은 활성재가 여과재의 외부로 이동하지 않고 정결하게 유지된다.

상기 발명은 상기의 기술된 내용에 국한되지 아니하며 첨부된 청구항들의 범위 내에서 수정가능하다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 여과재를 제조하는 방법으로서,

   a. 액체모재(liquid base material)를 제공하는 공정과

   b. 상기 모재를 노즐을 통과시켜 다중혼합신장스트랜드로 형성하는 공정과,

   c. 중첩자체점착으로 맨드릴 위에 스트랜드를 감아 여과재를 형성하는 공정과,

   d. 상기 노즐과 상기 맨드릴 사이의 위치에서 상기 노즐로부터 스트랜드흐름방향에 대하여 상기 스트랜드를 횡측으로 방향을 전환시키는 공정과,

   e. 상기 위치와 상기 맨드릴 사이에서 상기 스트랜드 위에 활성재를 퇴적시키는 공정을 거쳐 수행하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 활성재는 탄소인 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 모재는 플라스틱인 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 모재는 폴리프로필렌인 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
9. 제5항에 있어서, (e)과정은 신장원통형의 여과재를 생성한 다음 상기 여과재를 맨드릴상에 있는 상태에서 포장재로 싸서 맨드릴로부터 떼어내어, 상기 포장된 여과재를 일정한 길이로 절단하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
10. 제5항에 있어서, 활성재를 스트랜드에 퇴적(deposit)하는 작업을 중단하며, 상기 스트랜드를 맨드릴에 감기를 계속하여 여과재의 외주에 모재만의 스트랜드를 복수개로 형성하는 공정을 포함하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.
11. 여과제를 제조하는 방법으로서

    (a) 액체모재를 제공하는 공정과,

    (b) 공기흐름에 의하여 노즐을 통하여 상기 모재를 다중혼합신장스트랜드로 투입하는 공정,

    (c) 스트랜드를 중첩자체부착방식으로 맨드릴(mandrel)에 감아 여과재를 형성하는 공정,

    (d) 상기 노즐과 상기 맨드릴 사이의 위치에서 상기 노즐을 제거할 때에 상기 공기흐름을 차단하는 공정과,

    (e) 상기 위치와 상기 맨드릴 사이의 위치에서 상기 스트랜드 위에 활성재를 퇴적하는 단계를 포함하는 함침마이크로섬유소여과재의 제조방법.

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