KR101058173B1 - 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법 - Google Patents

해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법 Download PDF

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이재민
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Abstract

본 발명은 집진기 내부에 장착되는 부직포 백 필터 여재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리페닐렌설파이드 스크림(scrim)의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계, 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계, 및 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유, 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유 또는 분할된 단섬유를 습식부직포로 제조하고 워터젯에 의해 스펀레이스하는 단계로 제조되며, 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 미세분진을 포집할 수 있고, 탈진이 용이하며, 분진 포집시 기체의 압력손실이 작은 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법을 제공한다.

Description

해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법{BAG FILTER MEDIA OF NONWOVEN FABRIC USING SEA-ISLAND AND/OR SEGMENTED POLYPHENYLENE SULFIDE MICROFIBER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 집진기 내부에 장착되는 폴리페닐렌설파이드 재질의 부직포 백 필터(bag filter) 여재에 관한 것으로, 상세하게는 폴리페닐렌설파이드 재질로 이루어져서 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층 또는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층에 의해 미세분진을 포집할 수 있으며, 탈진이 용이하고, 분진 포집시 기체의 압력손실이 작은 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
지난 수십년간 산업 발전과 업종의 다양화에 따라 대기오염물질의 배출량 및 종류가 크게 증가되고 있다. 대기오염물질 중 입자상 물질은 다양한 산업활동에서 배출되는 물질로서, 산업이 발전함에 따라 대기 중으로 배출되는 먼지의 배출량이 많아져서 부유하는 입자상 물질이 더욱 증가하였으며, 이에 따라 대기오염 문제가 심각하게 대두되었다. 상기와 같은 배출기체에 함유된 입자상 물질을 완전히 포집 제거하기 위하여 대부분의 산업체에서는 전기 집진기술, 세정식 집진기술, 여과포 집진기술 등을 최종 집진장치에 장착하여 사용하고 있으며, 그 중 여과포 집진기술은 0.01 ㎛ 이상의 먼지 입자를 99.9 %까지 포집 제거할 수 있다. 이는 먼지층에 잔류된 미반응 흡수제에 의해 유해기체까지 제거 가능한 것으로 알려져 있으며, 장치의 유지 및 보수의 편리성 등으로 인하여 선진국에서 그 사용이 지속적으로 확대되고 있다.
여과포 집진장치에 사용되는 내열성 백 필터(bag filter)는 유리섬유, 메타아라미드-노멕스(NOMEX), 테플론, 폴리이미드 등과 같은 섬유를 부직포 형태로 제조되고 있고, 재료의 특성에 따라 내열성, 내화학성 백 필터로 개발되고 있으며, 백 필터의 표면에 다공성 필름을 접착하여 사용되는 경우가 많으나, 여재의 가격상승 및 다공성 필름 제조시 사용되는 발암성 물질 때문에 다른 재료의 백 필터 개발이 요구되고 있다.
이에 따라, 포집 효율을 극대화하면서 통기성이 우수하여 기체의 압력손실이 감소되고 장기간 사용 가능한 백 필터의 제조 및 성능 평가에 관심을 가지기 시작했으며, 종래 백 필터로는 포집이 불가능한 미세분진의 포집 및 공기중 미세분진 함유에 대한 규제의 엄격화에 대응하고, 백 필터의 수명을 연장하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
내열성 백 필터는 산성 물질을 포함하기 때문에 내열성과 동시에 내산성까지 요구되며, 지금까지 폴리페닐렌설파이드계 섬유(일본 공개특허공보 제2003-117325호), 아라미드계 섬유(일본 공개특허공보 평9-313832호), 폴리이미드 섬유(일본 공개특허공보 제2001-62219호), 불소계 섬유(일본 공개특허공보 제2001-276528호) 등이 개시되어 있고, 또한 폴리페닐렌설파이드 섬유 등의 유기 섬유에 유리 섬유를 혼입시킨 펠트재(일본 공개특허공보 평5-245316호), 실리카 섬유와 유기 내열성 섬유를 조합하여 이루어진 펠트재(일본 공개특허공보 제2001-262453호)도 개시되어 있다.
유럽 특허출원 제386,975호에서는 고온가스 여과용 폴리페닐렌설파이드 백 필터가 개시되어 있고, 국제 특허출원 PCT/US2007/019827호에서는 폴리페닐렌 설파이드 및 아크릴 섬유를 포함하는 백 필터가 개시되어 있고, 한국 특허출원 제10-2007-0116284호에서는 아라미드 스펀레이스 부직포의 제조 방법이 개시되어 있고, 한국 특허출원 제10-2007-0112685호에서는 아라미드 스펀레이스 부직포의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 아라미드 스펀레이스 부직포가 개시되어 있고, 한국 특허출원 제10-2000-0040719호에서는 극세섬유를 이용하여 형성된 기체 필터가 개시되어 있고, 한국 특허출원 제10-2008-0095645호에서는 스펀레이스 부직포 제조용 기재가 개시되어 있다. 또 다른 종래기술로는 나노웹, 멜트브로운 웹을 이용하여 백 필터를 제조하는 방법도 개시되어 있는데, 상기 제조된 백 필터는 섬유의 강도가 취약하며, 멜트브로운의 방사시 폴리페닐렌 설파이드의 온도가 저하되고 파열강도가 불량하여 이에 대한 보완이 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리페닐렌설파이드 재질로 이루어져서 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층 또는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층에 의해 미세분진을 포집할 수 있으며, 탈진이 용이하고, 분진 포집시 기체의 압력손실이 작은 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 폴리페닐렌설파이드 스크림(scrim)의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계; 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계; 및 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 해도(海島)섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유, 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유 또는 분할된 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포층에 워터젯에 의해 스펀레이스하여 적층되는 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계를 포함하는 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에서는 상기 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 의하여 제조되어 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층/폴리페닐렌설파이드 스크림층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층으로 이루어지는 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재가 제공된다.
이 외에도, 본 발명에서는 폴리페닐렌설파이드 스크림의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계; 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계; 및 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 워터젯에 의해 스펀레이스하여 적층되는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계를 포함하는 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에서는 상기 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 의하여 제조되어 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층/폴리페닐렌설파이드 스크림층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층으로 이루어지는 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재가 제공된다.
본 발명에 의하여 제조되는 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 미세분진을 포집할 수 있고, 탈진이 용이하며, 분진 포집시 기체의 압력손실이 감소되는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명에 의하여 제조되는 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 일관 제조방법에 의해 제조되어 제조원가가 절감되는 효과를 지니고 있다.
도 1은 본 발명에 의한 백 필터 여재의 단면도
도 2는 본 발명의 백 필터 여재의 제조에 사용되는 폴리페닐렌설파이드 해도섬유의 단면도
도 3은 본 발명의 백 필터 여재의 제조에 사용되는 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유의 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 백 필터 여재의 제조공정도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 백 필터 여재의 제조설비 배치도
본 발명은 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 고온의 집진기의 내부에 장착되어 사용할 수 있도록, 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수한 폴리페닐렌설파이드를 주된 재료로 적용하여 제조된다.
도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의하여 제조된 백 필터 여재의 단면구조를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 백 필터 여재의 제조에 사용되는 폴리페닐렌설파이드 해도섬유의 단면구조를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 백 필터 여재의 제조에 사용되는 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유의 단면구조를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 백 필터 여재의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 백 필터 여재의 제조설비 배치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법은 폴리페닐렌설파이드 스크림의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계가 포함된다.
폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 지지체 역할을 수행하도록 메쉬 형태를 이루는 폴리페닐렌설파이드 스크림의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭함으로써 상기 카딩된 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 부직포화되어 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 이루게 되며, 이에 따라 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)으로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하게 된다.
폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 구성하도록 폴리페닐렌설파이드 스크림의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하게 되면, 상기 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 폴리페닐렌설파이드 스크림에 엉켜서 결합하게 될 뿐만 아니라, 폴리페닐렌설파이드 단섬유들이 상호간에 엉키면서 압축되어 두께가 감소되므로 분진을 효과적으로 포집할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법은 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계가 포함된다.
상기와 같이 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)으로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭함으로써 상기 카딩된 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 부직포화되어 별도의 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 이루게 되며, 이에 따라 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하게 된다.
폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 구성하도록 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하게 되면, 상기 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 폴리페닐렌설파이드 스크림에 엉켜서 결합하게 될 뿐만 아니라, 폴리페닐렌설파이드 단섬유들이 상호간에 엉키면서 압축되어 두께가 감소되므로 분진을 효과적으로 포집할 수 있게 된다.
그리고, 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 양 표면에 각각 형성되는 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층은 폴리페닐렌설파이드 해도섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 또는 일반적인 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 친화력이 우수하여 쉽게 엉키기 때문에, 상기 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층에 폴리페닐렌설파이드 해도섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 워터젯에 의해 용이하게 스펀레이스할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법은 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 해도(海島)섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 워터젯에 의해 스펀레이스하여 적층되는 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계가 포함된다.
이를 위하여, 우선 폴리페닐렌설파이드가 아일랜드(island)인 폴리페닐렌설파이드 해도섬유, 예를 들면 폴리페닐렌설파이드 아일랜드(1)와 폴리에스테르 시(sea, 2)로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 해도섬유를 알칼리 감량하여 분섬시킴으로써 미세한 직경의 폴리페닐렌설파이드 해도형 극세섬유를 형성한다.
이러한 미세한 직경의 폴리페닐렌설파이드 해도형 극세섬유를 주로 하고, 여기에 일반적인 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 폴리비닐알콜 바인더 섬유를 일정한 함량으로 혼합하여 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 형성한다.
상기 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물에서 바인더 역할을 수행하는 바인더 섬유는 최소한의 함량으로 사용하는 것이, 상기 혼합물로부터 워터젯에 의해 스펀레이스되는 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층의 기계적 강도, 내열성, 내화학성을 유지할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기와 같은 조성의 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 부직포화하여 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층을 형성한다.
구체적으로, 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 물을 고압분사하여 스펀레이스함으로써, 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층(40)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 부직포 백 필터 여재를 형성한다.
폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에 카딩된 상태인, 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 향하여 다수의 노즐로 물을 고압분사하게 되면, 상기 고압분사된 물의 압력에 의해 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 폴리페닐렌설파이드 단섬유에 상기 혼합물의 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 상호간에 부분적으로 엉키면서 스펀레이스되어 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층이 형성된다.
이 때, 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에서 스펀레이스되는 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물의 섬유 조직이 부직포화되면서 압축되어 두께가 감소되므로 미세분진을 더 효과적으로 포집할 수 있게 된다.
상기에서 기술된 제조 방법에 의거하여 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층(40)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재가 일관 제조설비에 의해 제조된다.
상기 제조된 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 폴리페닐렌설파이드 재질로 이루어져서 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 폴리페닐렌설파이드 해도섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층에 의해 미세분진을 포집할 수 있다.
또한, 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층이 포함된 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 집진 후에 탈진이 용이하고, 분진 포집시 기체의 압력손실이 작은 특성을 지니고 있다.
이와 별도로, 본 발명의 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법은 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유와 분할된 단섬유를 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 적층되는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계가 포함될 수 있다.
외력에 의하여 다수의 폴리페닐렌설파이드 극세섬유로 분할될 수 있는 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유를 주로 하고, 여기에 일반적인 폴리페닐렌설파이드 단섬유, 및 폴리비닐알콜 섬유를 일정한 함량으로 혼합하여 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유와 분할된 단섬유를 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 혼합물을 형성한다.
상기 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유와 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유와 분할된 단섬유를 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 혼합물에서 바인더 역할을 수행하는 바인더 섬유는 최소한의 함량으로 사용하는 것이, 상기 혼합물로부터 워터젯에 의해 스펀레이스되는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층의 기계적 강도, 내열성, 내화학성을 유지할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기와 같은 조성의 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 스펀레이스에 의해 부직포화하여 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층을 형성한다.
구체적으로, 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유와 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유와 분할된 단섬유를 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 혼합물을 제조하고, 다수의 노즐로 물을 고압분사하여 스펀레이스함으로써, 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층(40)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 부직포 백 필터 여재를 형성한다.
폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에 카딩된 상태인, 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 향하여 다수의 노즐로 물을 고압분사하게 되면, 상기 고압분사된 물의 압력에 의해 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유가 분할되어 다수의 폴리페닐렌설파이드 극세섬유로 변환되는 동시에, 상기 변환된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 폴리페닐렌설파이드 단섬유가 상호간에 부분적으로 엉키면서 스펀레이스되어 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층이 형성된다. 이를 위하여, 혼합물의 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유를 강제 분할하여 다수의 폴리페닐렌설파이드 극세섬유로 변환시키기에 충분한 정도의 고압으로 물을 분사해야 한다.
이 때, 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에서 스펀레이스되는 혼합물의 섬유 조직이 부직포화되면서 압축되어 두께가 감소되므로 미세분진을 더 효과적으로 포집할 수 있게 된다.
상기에서 기술된 제조 방법에 의거하여 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층(40)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(30)/폴리페닐렌설파이드 스크림층(10)/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층(20)으로 이루어지는 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재가 일관 제조설비에 의해 제조된다.
상기 제조된 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 폴리페닐렌설파이드 재질로 이루어져서 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 폴리페닐렌설파이드 분할형섬유가 워터젯에 의해 강제 분할되어 일어진 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층에 의해 미세분진을 포집할 수 있다.
또한, 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층이 포함된 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재는 집진 후에 탈진이 용이하고, 분진 포집시 기체의 압력손실이 작은 특성을 지니고 있다.
상기와 같이 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 대하여 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 상세하게 예시하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 오직 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
1. 제1니들펀칭 장치에서 115 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 스크림을 세트하고, 그 상부 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 260 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 제1폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 375 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하였다.
2. 제2니들펀칭 장치에서 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 뒤집은 후에, 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 70 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 제2폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 445 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하였다.
3. 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 제2폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 2.5데니어, 섬유길이 6 ㎜, 37 분할구조인 폴리페닐렌설파이드 해도섬유가 수산화나트륨용액에서 알칼리 감량되어 이루어진 0.06데니어, 섬유길이 6 ㎜로 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 60 중량%, 2.5데니어, 섬유길이 6 ㎜인 폴리페닐렌설파이드 섬유(휴비스사 제품) 35 중량%, 폴리비닐알콜 재질의 바인더 섬유 5 중량%의 혼합물을 70 g/㎡의 비율로 카딩하여 워터젯 장치의 제1노즐에서 분사되는 70 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 이어 제2노즐에서 분사되는 100 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 이어 제3노즐에서 분사되는 200 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 마지막으로 제4노즐에서 분사되는 300 bar의 수압으로 스펀레이스하여 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층을 포함하는 515 g/㎡인 부직포 백 필터 여재를 제조하였다.
<비교예 1>
폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 제2폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 2.5데니어, 섬유길이 6 ㎜인 폴리페닐렌설파이드 섬유 95 중량%, 폴리비닐알콜 재질의 바인더 섬유 5 중량%의 혼합물을 70 g/㎡의 비율로 카딩하여 워터젯 장치의 제1노즐에서 분사되는 70 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 이어 제2노즐에서 분사되는 100 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 이어 제3노즐에서 분사되는 200 bar의 수압으로 스펀레이스하고, 마지막으로 제4노즐에서 분사되는 300 bar의 수압으로 스펀레이스하여 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포을 포함하는 515 g/㎡인 부직포 백 필터 여재를 제조하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하다.
<비교예 2>
1. 제1니들펀칭 장치에서 115 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 스크림을 세트하고, 그 상부 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 325 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 형성된 제1폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 440 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하였다.
2. 제2니들펀칭 장치에서 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 뒤집은 후에, 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 175 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 형성된 제2폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 615 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 부직포 백 필터 여재로서 제조하였다.
<비교예 3>
1. 제1니들펀칭 장치에서 115 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 스크림을 세트하고, 그 상부 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 325 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 형성된 제1폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 440 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하였다.
2. 제2니들펀칭 장치에서 상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 뒤집은 후에, 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 2.0데니어, 섬유길이 51 ㎜의 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 225 g/㎡의 비율로 카딩하여 850 회/분으로 1차 니들펀칭하고 1,200 회/분으로 2차 니들펀칭하여 형성된 제2폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층을 포함하는 665 g/㎡인 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 부직포 백 필터 여재로서 제조하였다.
상기 실시예와 비교예에 의하여 제조된 부직포 백 필터 여재를 집진기의 내부에 장착하고 오염기체에 대한 여과 실험을 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 1에 나타낸다.
구 분 실시예1 비교예1 비교예2 비교예3
여과 사이클 95 72 80 100
총 지속시간(시:분:초) 3:30:20 1:49:24 1:39:12 1:49:00
평균 지속시간(분:초) 01:50 00:50 01:00 00:54
최초 5사이클의 지속시간(시:분:초) 0:35:20 1:01:45 0:36:38 0:35:30
6∼10사이클의 지속시간(분:초) 17:00 08:09 12:42 11:00
투과 기체의 분진 농도(㎎/㎥) 0.02 8.321 2.275 2.209
상기 표 1에서 오염기체에 대한 여과 작업의 효율이 매우 우수하여 장시간 사용 가능하였으며, 부직포 백 필터 여재를 투과한 기체의 분진 농도가 매우 낮아서 미세분진을 효과적으로 포집할 수 있는 것으로 나타났다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 폴리페닐렌설파이드 아일랜드
2 : 폴리에스테르 시
10 : 폴리페닐렌설파이드 스크림층
20 : 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층
30 : 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층
40 : 폴리페닐렌설파이드 습식부직포층

Claims (4)

  1. 폴리페닐렌설파이드 스크림(scrim)의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계;
    상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계; 및
    상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 해도(海島)섬유가 알칼리 감량되어 분섬된 폴리페닐렌설파이드 극세섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 워터젯에 의해 스펀레이스하여 적층되는 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계를 포함하는 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법.
  2. 상기 제 1 항의 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 의하여 제조되어 폴리페닐렌설파이드 감량사 습식부직포층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층/폴리페닐렌설파이드 스크림층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층으로 이루어지는 해도형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재.
  3. 폴리페닐렌설파이드 스크림의 일 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체를 형성하는 단계;
    상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 적층체의 폴리페닐렌설파이드 스크림의 다른 표면에 폴리페닐렌설파이드 단섬유를 카딩하고 니들펀칭하여 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트를 형성하는 단계; 및
    상기 폴리페닐렌설파이드 부직포 펠트의 어느 한 폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층의 표면에, 폴리페닐렌설파이드 분할 전 단섬유와 폴리페닐렌설파이드 단섬유와 바인더 섬유의 혼합물을 습식부직포로 제조하고 워터젯에 의해 스펀레이스하여 적층되는 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층이 포함된 부직포 백 필터 여재를 형성하는 단계를 포함하는 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법.
  4. 상기 제 3 항의 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재의 제조 방법에 의하여 제조되어 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 습식부직포층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층/폴리페닐렌설파이드 스크림층/폴리페닐렌설파이드 단섬유 부직포층으로 이루어지는 분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재.
KR1020100040042A 2010-04-05 2010-04-29 해도/분할형 폴리페닐렌설파이드 극세섬유 부직포 백 필터 여재 및 그 제조 방법 KR101058173B1 (ko)

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