KR101195132B1

KR101195132B1 - 백 필터용 여과재

Info

Publication number: KR101195132B1
Application number: KR1020120008709A
Authority: KR
Inventors: 김익수; 김병석; 케이 와타나베; 이재환
Original assignee: 신슈 다이가쿠; 주식회사 톱텍
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2012-10-29
Also published as: JP5792545B2; JP2013022570A

Abstract

본 발명은 백 필터용 여과재에 관한 것으로서, 기재층(10), 포진용 나노 섬유(22)로 이루어진 포진용 나노 섬유층(20), 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합하기 위한 접합용 나노 섬유(32)를 가진 접합용 나노 섬유층(30)을 구비하고, 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합용 나노 섬유(32)로 접합한 구조를 가지며, 종래의 백 필터용 여과재 보다 압력 손실을 작게 하는 것이 가능하고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능한 백 필터용 여과재를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

백 필터용 여과재{Filter medium for bag filter}

본 발명은 백 필터용 여과재, 백 필터용 여과재의 제조 장치, 백 필터용 여과재의 제조 방법 및 백 필터에 관한 것이다.

종래, 기재층과 공기중의 분진을 포착하는 나노 섬유층(이하, 포진(捕塵)용 나노 섬유층이라고 함)을 구비하고, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접착제(용제계 접착제 또는 핫멜트 접착제)에 의해 접합한 구조를 가진 백 필터용 여과재가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

도 12는 종래의 백 필터용 여과재(900)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

종래의 백 필터용 여과재(900)는 도 12에 도시한 바와 같이, 기재층(910)과 공기중의 분진을 포착하는 포진용 나노 섬유층(920)을 구비하고, 기재층(910)과 포진용 나노 섬유층(920)을 접착제(용제계 접착제 또는 핫멜트 접착제)에 의해 접합한 구조를 가진다.

종래의 백 필터용 여과재(900)에 의하면, 포진용 나노 섬유층(920)을 구비하므로, 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 더 미세한 분진을 포착하는 것이 가능해진다.

또한, 종래의 백 필터용 여과재(900)에 의하면, 포진용 나노 섬유층(920)을 구비하므로, 백 필터용 여과재의 깊숙이 분진이 포착되는 것이 없어지고, 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 펄스제트 세정 등에 의해 분진을 떨어뜨리는 효율을 높이는 것이 가능해진다. 그 결과, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 종래의 백 필터용 여과재(900)에 의하면, 기재층(910)과 포진용 나노 섬유층(920)을 접합한 구조를 가지므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워지고, 이 관점에서도 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

일본 공표특허공보 제2010-525938호

그러나, 본 발명의 발명자들의 연구에 의해, 종래의 백 필터용 여과재에서는 접착제가 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것에 의해 백 필터의 압력 손실이 커지는 경우가 있는 것이 판명되었다. 그 결과, 백 필터용 여과재에 가하는 압력이 커짐으로써 백 필터용 여과재가 손상되기 쉬워지고, 백 필터용 여과재의 수명이 짧아지는 경우가 있는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 종래의 백 필터용 여과재보다 압력 손실을 작게 하는 것이 가능하고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능한 백 필터용 여과재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이와 같은 백 필터용 여과재를 이용한 백 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

［1］본 발명의 백 필터용 여과재는 기재층과 포진용 나노 섬유로 이루어진 포진용 나노 섬유층과, 상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 접합하기 위한 접합용 나노 섬유를 가진 접합용 나노 섬유층을 구비하고, 상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유로 접합한 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 백 필터용 여과재에 의하면, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접착제가 아니라 접합용 나노 섬유에 의해 접합한 구조를 가지므로, 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 종래의 백 필터용 여과재보다 압력 손실을 작게 하는 것이 가능해지고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 백 필터용 여과재에 의하면, 포진용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 더 미세한 분진을 포착하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 백 필터용 여과재에 의하면, 포진용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 백 필터용 여과재의 깊숙이 분진이 포착되는 것이 없어지고, 펄스제트 세정 등에 의해 분진을 떨어뜨리는 효율을 높이는 것이 가능해진다. 그 결과, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 백 필터용 여과재에 의하면, 접합용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 기재층과 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워지고, 이 관점에서도 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 특허문헌 1에는 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접착제를 이용하지 않고 접합한 구조도 기재되어 있다. 예를 들면, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 각각의 섬유를 얽히게 하여 접합한 구조, 또는 기재층과 포진용 나노 섬유층을 열압착에 의해 접합한 구조이다.

그러나, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 각각의 섬유를 얽히게 하여 접합한 구조의 경우에는 기재층과 포진용 나노 섬유층의 접합 강도가 충분하지 않고, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지는 경우가 있으며, 백 필터용 여과재의 수명이 짧아지는 경우가 있는 문제가 있다. 또한, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 열압착에 의해 접합한 구조의 경우에는 기재층의 일부 또는 포진용 나노 섬유층의 일부가 용융하여 백 필터의 틈을 매립하는 경우가 있고, 기재층 또는 포진용 나노 섬유층의 성능(포진용 나노 섬유층이 미세한 분진을 포착하는 성능 및 기재층의 통기도 등)이 열압착에 기인하여 저하하는 경우가 있는 문제가 있다.

［2］본 발명의 백 필터용 여과재에서 상기 접합용 나노 섬유는 열접합성을 가진 수지로 이루어지고, 상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층은 적어도 일부를 용융한 접합용 나노 섬유에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워지므로, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

［3］본 발명의 백 필터용 여과재에서는 상기 기재층을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 상기 접합용 나노 섬유층을 구성하는 상기 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 상기 포진용 나노 섬유층을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1＞T2」, 또 「T3＞T2」의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 제조 과정에서 접합용 나노 섬유층의 접합용 나노 섬유만을 선택적으로 용융하는 것이 가능해진다. 그 결과, 기재층 및 포진용 나노 섬유층에 미치는 영향을 적게 할 수 있고, 기재층 또는 포진용 나노 섬유층의 성능(포진용 나노 섬유층이 미세한 분진을 포착하는 성능 및 기재층의 통기도 등)이 저하되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

［4］본 발명의 백 필터용 여과재에서는 상기 기재층을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 상기 접합용 나노 섬유층을 구성하는 상기 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 상기 포진용 나노 섬유층을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1-T2≥10℃」, 또 「T3-T2≥10℃」의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 T1과 T2가 충분히 떨어지고, 또한 T3과 T2도 충분히 떨어져 있으므로, 열접합성을 가진 수지를 선택적으로 용융하는 것이 용이하게 가능해진다.

［5］본 발명의 백 필터용 여과재에서 상기 접합용 나노 섬유층의 밀도는 0.01g/㎡~20g/㎡의 범위 내인 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 접합용 나노 섬유층의 밀도는 0.01g/㎡ 이상이므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합하기 위해 충분한 양의 접합 나노 섬유를 갖고, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워진다. 또한, 접합용 나노 섬유층의 밀도가 20g/㎡ 이하이므로, 접합용 나노 섬유가 용융해도 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 압력 손실을 작게 하는 것이 가능해지고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능해진다.

［6］본 발명의 백 필터용 여과재에서는 상기 포진용 나노 섬유의 평균 직경을 "D1"로 하고, 상기 접합용 나노 섬유의 평균 직경을 "D2"로 할 때, 「0.01≤D2/D1≤0.50」의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 접합용 나노 섬유가 용융하기 쉬워지고, 접합용 나노 섬유층이 기재층 및 포진용 나노 섬유층과 접합된 구조를 많이 형성할 수 있다.

또한, 「D2/D1」가 0.01 미만인 경우에는 접합용 나노 섬유의 평균 직경이 포진용 나노 섬유에 비교하여 훨씬 작기 때문에, 포진용 나노 섬유층과 접합용 나노 섬유층을 충분히 접합할 수 없어 벗겨지기 쉬워진다. 「D2/D1」가 0.50을 초과하는 경우에는 접합용 나노 섬유의 평균 직경이 포진용 나노 섬유에 비교하여 훨씬 크기 때문에, 용융한 접합 나노 섬유가 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것에 기인하여 백 필터용 여과재의 압력 손실이 커지고, 백 필터용 여과재의 수명이 짧아지는 경우가 있다.

［7］본 발명의 백 필터용 여과재에서 상기 접합용 나노 섬유는 전계방사법에 의해 형성된 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 원하는 성질(조성, 두께, 밀도, 접합용 나노 섬유의 평균 직경 등)을 가진 접합용 나노 섬유층을 형성할 수 있고, 원하는 성질을 가진 백 필터용 여과재로 하는 것이 가능해진다.

［8］본 발명의 백 필터용 여과재에서 상기 포진용 나노 섬유는 전계방사법에 의해 형성된 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 원하는 성질(조성, 두께, 밀도, 포진용 나노 섬유의 평균 직경 등)을 가진 포진용 나노 섬유층을 형성할 수 있고, 원하는 성질을 가진 백 필터용 여과재로 하는 것이 가능해진다.

［9］본 발명의 백 필터용 여과재에서 상기 포진용 나노 섬유층은 상기 접합용 나노 섬유층의 접합면과는 반대측 면에 커버층을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 백 필터용 여과재의 제조 공정이나 백 필터의 사용 중에 포진용 나노 섬유층이 손상되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 포진용 나노 섬유층의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

［10］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 장치는 백 필터용 여과재의 제조 장치로서, 기재층을 반송하는 반송 장치와, 상기 기재층의 표면에 접합용 나노 섬유로 이루어진 접합용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하여 제1 나노 섬유 복합체를 형성하는 제1 전계 방사 장치와, 상기 제 1 나노 섬유 복합체의 상기 결합용 나노 섬유층의 표면에 포진용 나노 섬유로 이루어진 포진용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하여 제2 나노 섬유 복합체를 형성하는 제2 전계 방사 장치와, 상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유에 의해 접합하는 접합 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 장치에 의하면, 2대의 전계 방사 장치 및 접합 장치를 이용하여 본 발명의 백 필터용 여과재를 제조하는 것이 가능해진다.

［11］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 장치에서 상기 접합 장치는 상기 제 2 나노 섬유 복합체를 열압착하여 상기 접합용 나노 섬유의 일부를 용융하는 것에 의해, 상기 기재층과 상기 포진용 복합 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유로 접합하는 열압착 장치인 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합용 나노 섬유에 의해 용이하게 확실히 접합하는 것이 가능해진다.

［12］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 장치에서는 상기 제 2 나노 섬유 복합체의 상기 포진용 나노 섬유층의 표면에 커버층을 형성하는 커버층 부가 장치를 더 구비하고, 상기 기재층이 반송되는 방향을 따라서 상기 커버층 부가 장치와 상기 접합 장치가 이 순서 또는 이것과는 반대의 순서로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써 상기［9］에 기재된 백 필터용 여과재를 제조하는 것이 가능해진다.

［13］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 방법은 백 필터용 여과재의 제조 방법으로서, 기재층을 준비하는 기재층 준비 공정과, 상기 기재층의 표면에 접합용 나노 섬유로 이루어진 접합용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하여 제1 나노 섬유 복합체를 형성하는 제1 전계 방사 공정과, 상기 제 1 나노 섬유 복합체의 상기 결합용 나노 섬유층의 표면에 포진용 나노 섬유로 이루어진 포진용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하여 제2 나노 섬유 복합체를 형성하는 제2 전계 방사 공정과, 상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유층에 의해 접합하는 접합 공정을 이 순서로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 방법에 의하면, 2개의 전계 방사 공정과 접합 공정에 의해 본 발명의 백 필터용 여과재를 제조하는 것이 가능해진다.

［14］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 방법에서 상기 접합 공정은 상기 제 2 나노 섬유 복합체를 열압착하여 상기 접합용 나노 섬유의 일부를 용융하는 것에 의해 상기 기재층과 상기 포진용 복합 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유로 접합하는 열압착 공정인 것이 바람직하다.

이와 같은 방법으로 함으로써 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합용 나노 섬유에 의해 용이하게 확실히 접합하는 것이 가능해진다.

［15］본 발명의 백 필터용 여과재의 제조 방법에서는 상기 제 2 나노 섬유 복합체의 상기 포진용 나노 섬유층의 표면에 상기 커버층을 형성하는 커버층 부가 공정을 더 포함하고, 상기 커버층 부가 공정과, 상기 접합 공정을 이 순서 또는 이것과는 반대 순서로 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 방법으로 함으로써 상기［9］에 기재된 백 필터용 여과재를 제조하는 것이 가능해진다.

［16］본 발명의 백 필터는 본 발명의 백 필터용 여과재를 구비한 백 필터이다.

이 때문에 본 발명의 백 필터는 본 발명의 백 필터용 여과재의 효과를 가진 백 필터가 된다. 이와 같은 백 필터는 넓은 범위로 사용 가능하고, 플랜트 등의 집진 장치의 필터로서 적합한 것이 된다.

본 발명은 종래의 백 필터용 여과재보다 압력 손실을 작게 하는 것이 가능하고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능한 백 필터용 여과재를 제공한다. 또한, 이와 같은 백 필터용 여과재를 이용한 백 필터를 제공한다.

도 1은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재 제조 장치(100)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법을 설명하기 위해 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 실시형태 1의 제2 나노 섬유 복합체(50)의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 실시형태 1의 접합 공정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 이용하여 제조된 백 필터(500)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 백 필터(500)의 펄스제트 세정에 대해 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(102)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)의 제조 방법을 설명하기 위해 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 실시형태 2의 나노 섬유 복합체(70)의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12는 종래의 백 필터용 여과재(900)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 백 필터용 여과재, 백 필터용 여과재의 제조 장치, 백 필터용 여과재의 제조 방법 및 백 필터에 대해, 도면에 나타내는 각 실시형태에 기초하여 설명한다.

[실시형태 1]

1.실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 구성

우선, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 구성을 설명한다.

도 1은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 1의 (a)는 심재(芯材)(부호를 도시하지 않음)에 감은 상태의 백 필터용 여과재(1)의 사시도이고, 도 1의 (b)는 백 필터용 여과재(1)의 확대 단면도이며, 도 1의 (c)는 도 1의 (b)의 "A"로 나타내는 범위를 더 확대하여 도시한 도면이다. 또한, 구성 등을 나타내는 도면은 모두 모식도이고, 실제 크기, 두께 등을 반영하는 것은 아니다.

실시형태에 따른 백 필터용 여과재(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 기재층(10)과, 포진용 나노 섬유층(20)과, 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합하기 위한 접합용 나노 섬유(32)를 가진 접합용 나노 섬유층(30)을 구비하고, 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합용 나노 섬유(32)로 접합한 구조를 가진다.

기재층(10)은 장척 시트의 형태를 취하고 있고, 기재층(10)으로서는 각종 재료로 이루어진 부직포, 직물, 편물, 종이 등 통기성이 있는 것을 이용할 수 있다.실시형태 1에서는 기재층(10)으로서 평균 직경 1000nm의 PTFE로 이루어진 부직포를 이용한다. 도 1의 (c) 중, 도면부호 "12"로 나타내는 것은 기재층(10) 중의 PTFE의 섬유이다. 기재층(10)의 밀도는 예를 들면, 350g/㎡~800g/㎡의 범위 내이다. 또한, 기재층(10)의 통기도는 예를 들면, 0.5㎤/c㎡/s~50㎤/c㎡/s의 범위 내이다. 기재층(10)은 예를 들면, 10m~10km 길이의 것을 이용할 수 있다. 또한, 기재층으로서 장척 시트가 아닌 것(예를 들면, 단책(短冊) 형상의 것)을 이용할 수도 있다.

포진용 나노 섬유층(20)은 공기중의 분진을 포착하는 포진용 나노 섬유(22)로 이루어진다. 포진용 나노 섬유(22)의 평균 직경은 예를 들면, 50nm~1000nm의 범위 내이고, 보다 바람직하게는 50nm~500nm의 범위 내이다. 또한, 포진용 나노 섬유(22)의 융점은 100도 이상이다. 또한, 포진용 나노 섬유층(20)의 밀도는 예를 들면, 0.05g/㎡~50g/㎡의 범위 내이고, 바람직하게는 0.1g/㎡~10g/㎡의 범위 내이다.

포진용 나노 섬유(22)를 구성하는 재료로서는 예를 들면, 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리락트산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리아세트산비닐(PVAc), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PUR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락트산글리콜산(PLGA), 실크, 셀룰로스, 키토산 등 각종 폴리머를 이용할 수 있고, 2 이상의 폴리머를 혼합한 재료를 이용할 수도 있다.

접합용 나노 섬유층은 접합용 나노 섬유층으로서 접합용 나노 섬유(32)만으로 이루어진 접합용 나노 섬유층(30)을 이용한다. 접합용 나노 섬유층(30)은 접합용 나노 섬유(32)의 일부가 용융하여 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합하고 있다(도 1의 (c) 참조). 접합용 나노 섬유층(30)의 밀도는 예를 들면, 0.01g/㎡~20g/㎡의 범위 내이고, 바람직하게는 0.02g/㎡~5g/㎡의 범위 내이다. 또한, 접합용 나노 섬유층(30)의 두께는 예를 들면, 0.1㎛~5㎛의 범위 내이다.

접합용 나노 섬유(32)는 열접합성을 가진 수지로 이루어진다. 접합용 나노 섬유(32)의 평균 직경은 예를 들면, 50nm~1000nm의 범위 내이다. 접합용 나노 섬유층(30)을 구성하는 열접합성을 가진 수지의 융점은 기재층(10)을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 접합용 나노 섬유층(30)을 구성하는 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 포진용 나노 섬유층(20)을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1〉T2」, 또「T1〉T2」의 관계를 만족하고, 즉, 「T1-T2≥10℃」, 또 「T3-T2≥10℃」의 관계를 만족한다.

접합용 나노 섬유(32)를 구성하는 재료로서는 예를 들면, 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리락트산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리아세트산비닐(PVAc), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PUR), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락트산글리콜산(PLGA) 등 각종 폴리머를 이용할 수 있고, 2 이상의 폴리머를 혼합한 재료를 이용할 수도 있다. 또한, 다른 융점을 가진 폴리머이면 포진용 나노 섬유(22)와 같은 종류의 폴리머를 이용할 수도 있다.

포진용 나노 섬유(22)와 접합용 나노 섬유(32)는 이하의 관계를 만족한다.

포진용 나노 섬유(22)의 평균 직경을 "D1"로 하고, 접합용 나노 섬유(32)의 평균 직경을 "D2"로 할 때, 「0.01≤D2/D1≤0.50」이다.

2.실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)의 구성

계속해서, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)를 설명한다.

도 2는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 백 필터용 여과재의 제조 장치로서 기재층(10)을 반송하는 반송 장치(110), 제1 전계 방사 장치(120), 제2 전계 방사 장치(320), 및 접합 장치(130)를 구비한다.

반송 장치(110)는 기재층(10)을 소정의 반송 속도로 반송하는 기능을 가진다. 반송 장치(110)는 기재층(10)을 투입하는 투입 롤러(111), 기재층(10)을 감는 감기 롤러(112), 기재층(10)의 당김을 조정하는 텐션 롤러(113, 118), 투입 롤러(111)와 감기 롤러(112)의 사이에 위치하는 보조 롤러(114)를 구비한다. 투입 롤러(111) 및 감기 롤러(112)는 도시하지 않는 구동 모터에 의해 회전 구동되는 구조로 되어 있다.

제1 전계 방사 장치(120)는 기재층(10)의 표면에 접합용 나노 섬유(32)로 이루어진 접합용 나노 섬유층(30')(후술하는 도 4의 (c) 참조)을 전계방사법에 의해 형성하여 제1 나노 섬유 복합체를 형성하는 기능을 가진다. 제1 전계 방사 장치(120)는 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징체(200), 노즐 유닛(210), 폴리머 용액 공급부(230), 컬렉터(250), 전원 장치(260), 및 보조 벨트 장치(270)를 구비한다. 제1 전계 방사 장치(120)는 후술하는 복수의 상부방향 노즐(220)의 토출구로부터 폴리머 용액을 오버플로우시키면서 기재층(10)의 표면에 전계 방사하여 접합용 나노 섬유층(30)을 형성한다.

하우징체(200)는 도전체로 이루어지고, 접지되어 있다.

노즐 유닛(210)은 복수의 상부방향 노즐(220)을 갖는다.

실시형태 1의 노즐 유닛(210)은 상면에서 봤을 때 한 변이 0.5m~3m의 장방형(정방형을 포함)으로 보이는 크기로 블록 형상을 가진다.

상부방향 노즐(220)은 폴리머 용액 공급부(230)로부터 공급되는 폴리머 용액을 토출구로부터 상부 방향으로 토출하는 노즐이다. 상부방향 노즐(220)을 구성하는 재료로서는 도전체, 예를 들면, 구리, 스텐레스강, 알루미늄 등을 이용할 수 있다.

상부방향 노즐(220)은 예를 들면, 1.5cm~6.0cm의 피치로 배열되어 있다. 상부방향 노즐(220)의 수는 예를 들면, 36개(종횡 동수로 배열한 경우, 6개×6개)~ 21904개(종횡 동수로 배열한 경우, 148개×148개)로 할 수 있다.

또한, 실시형태 1에서는 노즐로서 상부방향 노즐(220)을 이용하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 노즐로서 횡방향 노즐을 이용해도 좋고, 하부방향 노즐을 이용해도 좋다.

폴리머 용액 공급부(230)는 원료 탱크(232) 및 폴리머 용액 공급 장치(234)를 구비한다.

원료 탱크(232)는 접합용 나노 섬유층(30)의 원료가 되는 폴리머 용액을 저장하고 있다. 원료 탱크(232)는 폴리머 용액의 분리나 응고를 방지하기 위한 교반장치(233)를 내부에 가진다. 원료 탱크(232)에는 폴리머 용액 공급 장치(234)의 파이프(236)가 접속되어 있다.

폴리머 용액 공급 장치(234)는 폴리머 용액을 통과시키는 파이프(236) 및 공급 동작을 제어하는 밸브(238)로 이루어지고, 원료 탱크(232)에 저장된 폴리머 용액을 노즐 유닛(210)에 공급한다. 또한, 폴리머 용액 공급 장치는 1개의 노즐 유닛에 대해 최저 1개 있으면 좋고, 복수개 있어도 좋다.

컬렉터(250)는 노즐 유닛(210)의 상방에 배치되어 있다. 컬렉터(250)는 도전체로 이루어지고, 도 2에 도시한 바와 같이 절연부재(252)를 통해 하우징체(200)에 장착되어 있다.

전원 장치(260)는 전계 방사시에 상부방향 노즐(220)과 컬렉터(250)의 사이에 고전압을 인가하는 기능을 가진다. 전원 장치(260)의 양극은 컬렉터(250)에 접속되고, 전원 장치(260)의 음극은 하우징체(200)를 통해 노즐 유닛(210)에 접속되어 있다.

보조 벨트 장치(270)는 기재층(10)의 반송 속도에 동기하여 회전하는 보조 벨트(272)와, 보조 벨트(272)의 회전을 돕는 5개의 보조 벨트용 롤러(274)를 갖는다. 5개의 보조 벨트용 롤러(274) 중 1개 또는 2개 이상의 보조 벨트용 롤러가 구동 롤러이고, 나머지 보조 벨트용 롤러가 종동롤러이다. 컬렉터(250)와 기재층(10)의 사이에 보조 벨트(272)가 설치되어 있으므로 기재층(10)은 양의 고전압이 인가되어 있는 컬렉터(250)에 당겨지지 않고 원활하게 반송되게 된다.

제2 전계 방사 장치(320)는 제1 나노 섬유 복합체의 접합용 나노 섬유층(30')(후술하는 도 4의 (c) 참조)의 표면에 포진용 나노 섬유(22)로 이루어진 포진용 나노 섬유층(20)을 전계방사법에 의해 형성하여 제2 나노 섬유 복합체(50)을 형성하는 기능을 가진다. 제2 전계 방사 장치(320)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 전계 방사 장치(120)와 기본적으로는 동일한 구성을 가지지만, 접합용 나노 섬유(32)를 형성하는데 적합한 구성으로 되어 있다.

접합 장치(130)는 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합용 나노 섬유(32)에 의해 접합하는 기능을 가진다. 접합 장치(130)는 제2 나노 섬유 복합체(50)을 열압착하여 접합용 나노 섬유(32)의 일부를 용융함으로써 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(30)을 접합용 나노 섬유(32)로 접합하는 열압착 장치이다.

이와 같은 접합 장치(130)로서는 캘린더롤(132) 내에 히터(도시하지 않음)를 구비한 열압착 장치를 예시할 수 있다. 또한, 도 2에서는 캘린더롤(132)로서 상하 1개씩의 롤러에 의해 제2 나노 섬유 복합체(50)을 끼우는 구성을 예시했지만, 이와 같은 구성에 한정되지 않고, 상하 2 개씩의 롤러를 구비한 것 등 여러 가지 구성을 가진 캘린더 롤을 사용할 수 있다.

3.실시형태 1의 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법

계속해서, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법을 설명한다.

도 3은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우차트이다. 도 4는 실시형태 1의 제2 나노 섬유 복합체(50)의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)는 각 공정을 나타내는 도면이다. 도 5는 실시형태 1의 접합 공정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 도 1의 (b)의 "A"로 나타내는 범위를 더 확대하여 도시한 도면이고, 도 5의 (a)는 접합 공정 실시 전의 접합용 나노 섬유층(30')을 나타내는 도면이며, 도 5의 (b)는 접합 공정 실시 후의 접합용 나노 섬유층(30')을 나타내는 도면이다.

실시형태 1의 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법은 도 3에 도시한 바와 같이, 기재층 준비 공정(S1)과, 제1 전계 방사 공정(S2)과, 제2 전계 방사 공정(S3)과, 접합 공정(S4)을 이 순서로 포함한다. 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법은 상기 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)를 이용하여, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 제조하는 방법이다.

( 기재층 준비 공정( S1 ))

기재층 준비 공정(S1)은 기재층(10)을 준비하는 공정이다(도 4의 (a) 참조).기재층(10)은 장척 시트로서 구성되고, 상기 장척 시트를 반송 장치(110)에 설정하고, 그 후, 기재층(10)을 투입 롤러(111)로부터 감기 롤러(112)를 향해 소정의 반송 속도로 반송한다.

(제1 전계 방사 공정( S2 ))

제1 전계 방사 공정(S2)은 제1 나노 섬유 복합체(40)를 형성하는 공정이다(도 4의 (b) 참조). 제1 전계 방사 공정(S2)은 접합용 나노 섬유(32)의 원료가 되는 폴리머 재료를 함유하는 제1 폴리머 용액을 이용하여, 기재층(10)의 표면에 접합용 나노 섬유(32)로 이루어진 접합용 나노 섬유층(30')을 전계방사법에 의해 형성하는 것에 의해 기재층(10)과 접합용 나노 섬유층(30')이 적층된 구조를 가진 제1 나노 섬유 복합체(40)를 형성한다. 또한, 제1 폴리머 용액은 폴리머 용액 공급부(230)를 통해 노즐 유닛(210)에 공급된다.

이하, 제1 전계 방사 공정(S2)의 방사 조건을 예시적으로 나타낸다.

접합용 나노 섬유를 형성하기 위한 폴리머 용액에 포함되는 폴리머 재료는 「1.실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 구성」에서 설명한 재료와 동일하다.

폴리머 용액을 제조하기 위한 용매로서는 적절한 용매를 이용할 수 있지만, 예를 들면, 디클로로메탄, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 메틸에틸케톤, 클로로포름, 아세톤, 물, 포름산, 아세트산, 시클로헥산, THF 등을 이용할 수 있다. 복수 종류의 용매를 혼합하여 이용해도 좋다. 폴리머 용액에는 도전성 향상제 등의 첨가제를 함유시켜도 좋다.

반송 속도는 예를 들면 0.2m/분~100m/분으로 설정할 수 있고, 1m/분~ 80m/분으로 설정하는 것이 바람직하다. 컬렉터(250)와 노즐 유닛(210)에 인가하는 전압은 10kV~80kV로 설정할 수 있고, 40kV~60kV로 설정하는 것이 바람직하다.

방사 구역의 온도는 예를 들면 25℃로 설정할 수 있다. 방사 구역의 습도는예를 들면 30%로 설정할 수 있다.

(제2 전계 방사 공정( S3 ))

제2 전계 방사 공정(S3)은 제2 나노 섬유 복합체(50)를 형성하는 공정이다(도 4의 (c) 참조). 제2 전계 방사 공정(S3)은 포진용 나노 섬유(22)의 원료가 되는 폴리머 재료를 함유하는 제2 폴리머 용액을 이용하여 제1 나노 섬유 복합체(40)의 접합용 나노 섬유층(30')의 표면에 포진용 나노 섬유(22)로 이루어진 포진용 나노 섬유층(20)을 전계방사법에 의해 형성하는 것에 의해, 제1 나노 섬유 복합체(40)와 포진용 나노 섬유층(20)이 적층된 구조를 가진 제2 나노 섬유 복합체(50)를 형성한다. 또한, 제2 폴리머 용액은 제2 전계 방사 장치(320)의 폴리머 용액 공급부(430)를 통해 노즐 유닛(410)에 공급된다.

포진용 나노 섬유를 형성하기 위한 폴리머 용액에 포함되는 폴리머 재료는 「1.실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 구성」에서 설명한 재료와 동일하다.

(접합 공정( S4 ))

접합 공정(S4)은 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합용 나노 섬유(32)에 의해 접합한다. 즉, 접합 공정(S4)은 제2 나노 섬유 복합체(50)을 열압착하여 접합용 나노 섬유(32)의 일부를 용융함으로써, 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)을 접합용 나노 섬유(32)로 접합하는 열압착 공정이다. 상기 공정은 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)의 접합 장치(130)에 의해 실시되어, 백 필터용 여과재(1)가 제조된다. 제조된 백 필터용 여과재(1)는 감기 롤러(112)에 감긴다.

상기 기재층 준비 공정(S1), 제1 전계 방사 공정(S2), 제2 전계 방사 공정(S3), 접합 공정(S4)을 실시하는 것에 의해, 백 필터용 여과재(1)를 제조할 수 있다.

이하, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1), 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100) 및 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법의 효과를 기재한다.

실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접착제가 아니라 접합용 나노 섬유에 의해 접합한 구조를 가지므로, 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 종래의 백 필터용 여과재 보다 압력 손실을 작게 하는 것이 가능하고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 포진용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 더 미세한 분진을 포착하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 포진용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여 백 필터용 여과재의 깊숙이 분진이 포착되는 것이 없어지고, 펄스제트 세정 등에 의해 분진을 떨어뜨리는 효율을 높이는 것이 가능해진다. 그 결과, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 접합용 나노 섬유층을 구비하므로, 종래의 백 필터용 여과재와 마찬가지로 부직포만으로 이루어진 백 필터용 여과재와 비교하여, 기재층과 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워지고, 이 관점에서도 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 접합용 나노 섬유(32)는 열접합성을 가진 수지로 이루어지고, 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20)은 적어도 일부를 용융한 접합용 나노 섬유(32)에 의해 접합되어 있으므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워지고, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 기재층(10)을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 접합용 나노 섬유층(30)을 구성하는 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 포진용 나노 섬유층(20)을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1〉T2」, 또 「T3〉T2」의 관계를 만족하므로, 접합용 나노 섬유층의 접합용 나노 섬유만을 선택적으로 용융하는 것이 가능해진다. 그 결과, 기재층 및 포진용 나노 섬유층에 미치는 영향을 적게 할 수 있고, 기재층 또는 포진용 나노 섬유층의 성능(포진용 나노 섬유층이 미세한 분진을 포착하는 성능 및 기재층의 통기도 등)이 저하되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 기재층(10)을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 접합용 나노 섬유층(30)을 구성하는 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 포진용 나노 섬유층(20)을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1-T2≥10℃」, 또 「T3-T2≥10℃」의 관계를 만족하므로, T1와 T2가 충분히 떨어져 있고, 또한 T3과 T2도 충분히 떨어져 있으므로, 열접합성을 가진 수지를 선택적으로 용융하는 것이 용이하게 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 접합용 나노 섬유층의 밀도가 0.01g/㎡ 이상이므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합하기 위해 충분한 양의 접합 나노 섬유를 갖고, 기재층과 포진용 나노 섬유층이 벗겨지기 어려워진다. 또한, 접합용 나노 섬유층의 밀도가 20g/㎡ 이하이므로, 접합용 나노 섬유가 용융해도 백 필터용 여과재의 틈을 매립하는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 압력 손실을 작게 하는 것이 가능해지고, 백 필터용 여과재의 수명을 더 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 접합용 나노 섬유가 용융하기 쉬워지고, 접합용 나노 섬유층이 기재층 및 포진용 나노 섬유층과 접합된 구조를 많이 형성할 수 있다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 접합용 나노 섬유(32)는 전계방사법에 의해 형성된 것이므로, 원하는 성질(조성, 두께, 밀도, 접합용 나노 섬유의 평균 직경 등)을 가진 접합용 나노 섬유층을 형성할 수 있고, 원하는 성질을 가진 백 필터용 여과재로 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)에 의하면, 포진용 나노 섬유(22)는 전계방사법에 의해 형성된 것이므로, 원하는 성질(조성, 두께, 밀도, 포진용 나노 섬유의 평균 직경 등)을 가진 포진용 나노 섬유층을 형성할 수 있고, 원하는 성질을 가진 백 필터용 여과재로 하는 것이 가능해진다.

실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)에 의하면, 반송 장치(110), 제1 전계 방사 장치(120), 제2 전계 방사 장치(320), 및 접합 장치(130)를 구비하므로, 2대의 전계 방사 장치 및 접합 장치를 이용하여 상기 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)에 의하면, 접합 장치(130)는 기재층(10)과 포진용 나노 섬유층(20) 사이에 접합용 나노 섬유층(30)을 개재시킨 상태로 열압착하는 열압착 장치이므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합용 나노 섬유에 의해 용이하게 확실히 접합하는 것이 가능해진다.

실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 방법에 의하면, 기재층 준비 공정(S1)과, 제1 전계 방사 공정(S2)과, 제2 전계 방사 공정(S3)과, 접합 공정(S4)를 이 순서로 포함하므로, 2개의 전계 방사 공정과 접합 공정에 의해 본 발명의 백 필터용 여과재를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 방법에 의하면, 제2 나노 섬유 복합체를 열압착하여 접합용 나노 섬유의 일부를 용융함으로써, 기재층과 포진용 복합 나노 섬유층을 접합용 나노 섬유으로 접합하는 열압착 공정이므로, 기재층과 포진용 나노 섬유층을 접합용 나노 섬유에 의해 용이하게 확실히 접합하는 것이 가능해진다.

4.실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 이용한 백 필터(500)의 설명

도 6은 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 이용하여 제조된 백 필터(500)을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6의 (a)는 백 필터(500)의 외관 사시도이고, 도 6의 (b)는 백 필터(500)에 이용되는 골조(骨組)(520)를 취출하여 도시한 도면이다. 도 7은 실시형태 1에 따른 백 필터(500)의 펄스제트 세정에 대해 설명하기 위해 도시한 도면이다.

백 필터(500)는 도 6에 도시한 바와 같이, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)로 이루어진 원통 형상의 백 필터 본체(510)와, 백 필터 본체(510)가 원통 형상을 유지 가능하게 하기 위한 골조(520)로 이루어진다.

백 필터 본체(510)는 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 원통형 봉지형상을 이루고, 한쪽의 단면(상단면)(511)이 개구면으로 되어 있고 다른쪽 단면(하단면) (512)이 바닥으로 되어 있다. 또한, 백 필터용 여과재(1A)의 포진용 나노 섬유층(20)이 표면측(여과 대상이 되는 기체의 도입측)으로 되어 있다.

골조(520)는 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 복수의 원형 링 (521)을 각 원형 링의 중심축이 일치하도록 이간하여 배치하고, 상기 복수의 원형 링(521)을 복수의 지지 막대(522)에 의해 지지하는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성된 백 필터(500)는 예를 들면, 플랜트 등의 집진 장치(도시하지 않음)의 필터로서 매우 적합한 것이 된다. 이 경우, 여과 대상이 되는 기체(공기라고 함)는 도 5에서 실선으로 나타내는 화살표를 따라서 백 필터(500)의 포진용 나노 섬유층(20)측에서 취입되고, 공기 내에 포함되는 분진이 포진용 나노 섬유층(20)으로 포착되는 것에 의해 여과되며, 백 필터(500)의 내측 공간부를 통과하여 상단면(511)으로부터 여과가 끝난 공기로서 배출된다.

그리고, 상기 백 필터(500)를 소정 시간 사용하는 것에 의해 다량의 분진이 포착된 경우에는 포착된 분진을 제거하는 작업(분진 제거 작업이라고 함)을 실시한다. 분진 제거 작업을 실시할 때는 도 6에 도시한 바와 같이, 압축 공기를 압축 공기 분사 노즐(530)로부터 분사시키는 것에 의한 「펄스제트 세정」을 실시한다.

이때, 압축 공기 분사 노즐(530)로부터 분사된 압축 공기는 백 필터(500)의 여과가 끝난 공기의 배출구(백 필터 본체(510)의 상단면(511))로부터 백 필터(500)의 내측 공간부를 통과하고, 백 필터 본체(510)를 통과하는 경로(도 6의 파선으로 나타내는 화살표를 따르는 경로)로 유통한다. 또한, 압축 공기의 유통 방향은 여과 대상이 되는 공기의 유통 방향(도 6의 실선으로 나타내는 화살표 방향)과는 반대 방향이므로, 백 필터(500)로 포착된 분진을 효율적으로 제거할 수 있다.

도 7에 도시한 펄스제트 세정은 백 필터(500)가 집진장치(도시하지 않음)에 장착되어 있는 경우, 상기 집진장치로부터 백 필터(500)를 분리하여 도 7에 도시한 펄스제트 세정을 실시하도록 해도 좋고, 또한, 집진장치에 펄스제트 세정을 실시하기 위한 기구(펄스제트 세정기구라고 함)를 상설(常設)하고, 백 필터(500)가 집진장치에 장착되어 있는 상태로 백 필터(500)를 펄스제트 세정하도록 해도 좋다.

이와 같이 구성된 백 필터(500)는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)를 이용하고 있으므로, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)가 가진 효과를 갖게 된다.

또한, 포진용 나노 섬유층(20)에서는, 포착한 분진은 포진용 나노 섬유층(20)의 깊숙이 들어가는 것이 거의 없으므로, 백 필터(500)를 펄스제트 세정하는 경우, 효율적으로 포진한 분진을 제거할 수 있다.

[실시형태 2]

도 8은 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 8의 (a)는 심재(부호를 도시하지 않음)에 감은 상태의 백 필터용 여과재(2)의 사시도이고, 도 8의 (b)는 백 필터용 여과재(2)의 확대 단면도이다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)는 기본적으로는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)와 동일한 구성을 갖지만, 커버층을 더 구비하는 점에서 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 경우와는 다르다. 즉, 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)는 도 8에 도시한 바와 같이, 커버층(60)을 더 구비하고, 기재층(10), 접합용 나노 섬유층(30), 포진용 나노 섬유층(20) 및 커버층(60)이 이 순서로 적층되어 있다.

커버층(60)은 포진용 나노 섬유층(20)을 보호하므로, 포진용 나노 섬유층(20) 보다 공공률(空孔率)이 큰 부재(커버층 형성용 부재(61)라고 함)를 이용할 수 있다. 실시형태 2에서 커버층 형성 부재(61)는 유리 섬유로 형성되어 있는 것으로 한다. 커버층(60)의 밀도는 20g/㎡~100g/㎡의 범위 내이다. 또한, 커버층(60)의 두께는 1~10㎛의 범위 내이다. 또한, 커버층의 공공률은 포진용 나노 섬유층(20)의 공공률 보다 크다. 또한, 커버층의 재료의 융점을 "T4"로 하고, 접합용 나노 섬유층(30)을 구성하는 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2"로 할 때, 「T4 〉T2」의 관계를 만족하고, 즉, 「T4-T2≥10℃」의 관계를 만족한다.

커버층(60)이 이와 같은 부재(커버층 형성용 부재(61))로 구성되어 있으므로, 포진용 나노 섬유층(20)의 포진 능력을 떨어뜨리지 않고 포진용 나노 섬유층(20)을 보호할 수 있다. 특히, 큰 분진 등은 커버층(60)으로 포착될 확률이 높기 때문에, 큰 분진이 직접적으로 포진용 나노 섬유층(20)에 접촉하는 것이 적어진다. 그 결과, 포진용 나노 섬유층(20)을 보호할 수 있고, 포진용 나노 섬유층(20)의 열화를 억제할 수 있다. 이것에 의해 포진용 나노 섬유층(20)의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)는 이하에 나타내는 백 필터용 여과재의 제조 장치(102)에 의해 제조할 수 있다. 도 9는 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(102)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(102)는 기본적으로는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)와 동일한 구성을 갖지만, 커버층 부가 장치를 더 구비하는 점이 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치(100)의 경우와는 다르다. 즉, 백 필터용 여과재의 제조 장치(102)는 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 나노 섬유 복합체(50)의 포진용 나노 섬유층(20)의 표면에 커버층(60)을 형성하는 커버층 부가 장치(140)를 더 구비하고, 기재층(10)의 반송 방향을 따라서 커버층 부가 장치(140)와 접합 장치(130)가 이 순서로 배치되어 있다.

커버층 부가 장치(140)는 유리 섬유를 이용하여 제조된 커버층 형성용 부재(61)를 투입하면서 포진용 나노 섬유층(20)에 접합시킨다. 이것에 의해, 기재층(10), 접합용 나노 섬유층(30'), 포진용 나노 섬유층(20) 및 커버층(60)이 이 순서로 적층된 나노 섬유 복합체(70)를 형성한다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)는 이하에 나타내는 백 필터용 여과재의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 도 10은 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)의 제조 방법을 설명하기 위해 나타내는 플로우차트이다. 도 11은 실시형태 2의 나노 섬유 복합체(70)의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 11의 (a) 내지 도 11의 (d)는 각 공정을 나타내는 도면이다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)의 제조 방법은 기본적으로는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재의 제조 방법과 동일한 방법을 갖지만, 커버층 부가 공정을 더 포함하는 점이 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 제조 방법의 경우와는 다르다.

커버층 부가 공정(S4)은 제2 나노 섬유 복합체(50)의 상기 포진용 나노 섬유층의 표면에 포진용 나노 섬유층(20)을 기계적으로 보호하는 커버층(60)을 형성한다.

실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)에 의하면, 커버층을 가지므로 백 필터용 여과재의 제조 공정이나 백 필터의 사용중에 포진용 나노 섬유층이 손상되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 포진용 나노 섬유층의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 백 필터용 여과재의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 2에 따른 백 필터용 여과재(2)는 커버층을 더 구비하는 점 이외는 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)의 경우와 동일한 구성을 가지므로, 실시형태 1에 따른 백 필터용 여과재(1)가 가지는 효과 중 해당하는 효과를 가진다.

이상, 본 발명을 상기 실시형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 그 취지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태로 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면, 다음과 같은 변형도 가능하다.

(1) 상기 각 실시형태의 각 구성 요소의 수, 위치 관계, 크기는 예시이며, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

(2) 상기 각 실시형태에서서는 1대의 제2 전계 방사 장치에 의해 포진용 나노 섬유층(20)을 형성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수대의 제2 전계 방사 장치를 이용하여 포진용 나노 섬유층을 형성해도 좋다. 이 때, 사용하는 폴리머 용액을 각각의 제2 전계 방사 장치마다 다르게 해도 좋다.

(3) 상기 각 실시형태에서는 1대의 제1 전계 방사 장치에 의해 접합용 나노 섬유층(30)을 형성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수대의 제1 전계 방사 장치를 이용하여 접합용 나노 섬유층을 형성해도 좋다. 이 때, 사용하는 폴리머 용액을 각각의 제1 전계 방사 장치마다 다르게 해도 좋다.

(4) 상기 각 실시형태에 따른 백 필터용 여과재는 각 실시형태에 따른 백 필터용 여과재의 제조 장치를 이용하여 제조했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 백 필터용 여과재는 제1 전계 방사 장치, 제2 전계 방사 장치 및 접합 장치가 각각 별체로 되어 있는 백 필터용 여과재의 제조 장치를 이용하여 제조해도 좋다. 이와 같이, 본 발명의 백 필터용 여과재는 여러 가지 백 필터용 여과재의 제조 장치를 이용하여 제조할 수 있다.

(5) 상기 실시형태 2에서는 상기 기재층의 반송 방향을 따라서 커버층 부가 장치와 접합 장치가 이 순서로 배치되어 있는 백 필터용 여과재의 제조 장치를 이용하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 커버층 부가 장치와 접합 장치가, 이것과는 반대 순서로 배치되어 있는 백 필터용 여과재의 제조 장치를 이용해도 좋다.

(6) 상기 실시형태 2에서는 커버층 부가 공정과 접합 공정을 이 순서로 포함하는 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 커버층 부가 공정과 접합 공정을 반대로 포함해도 좋다.

(7) 상기 각 실시형태에서는 기재층(10)으로서 PTFE의 섬유로 이루어진 부직포를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 종류의 섬유로 이루어진 부직포를 이용해도 좋고, 각종 재료로 이루어진 직물, 편물, 종이 등을 이용할 수도 있다. HEPA 필터 등의 필터용 여과재를 기재층으로 해도 좋다.

(8) 상기 실시형태 2에서는 유리 섬유를 이용하여 제조된 커버층 형성용 부재(61)를 투입하면서 포진용 나노 섬유층(20)에 접합시키는 커버층 부가 장치를 이용하여 커버층을 형성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 포진용 나노 섬유층의 표면에 전계방사법이나 멜트블로법에 의해 커버층 형성용 부재(61)를 형성함으로써 커버층을 부가하는 커버층 부가 장치를 이용해도 좋다.

(9) 상기 각 실시형태에서는 접합용 나노 섬유로 이루어진 접합용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하는 제1 전계 방사 장치를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 나노 섬유를 제조할 수 있는 멜트블로 방사 장치 그 외의 종류의 방사 장치를 이용하여 접합용 나노 섬유층을 형성해도 좋다.

(10) 상기 각 실시형태에서는 포진용 나노 섬유로 이루어진 포진용 나노 섬유층을 전계방사법에 의해 형성하는 제2 전계 방사 장치를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 나노 섬유를 제조할 수 있는 멜트블로 방사 장치 그 외의 종류의 방사 장치를 이용하여 포진용 나노 섬유층을 형성해도 좋다.

1, 2 : 백 필터용 여과재
10 : 기재층
12 : 기재층을 구성하는 섬유
20 : 포진용 나노 섬유층
22 : 포진용 나노 섬유
30 : 접합용 나노 섬유층
30' : (접합 공정 전의) 접합용 나노 섬유층
32 : 접합용 나노 섬유
40 : 제1 나노 섬유 복합체
50 : 제2 나노 섬유 복합체
60 : 커버층
61 : 커버층 형성용 부재
70 : 나노 섬유 복합체
100, 102 : 백 필터용 여과재 제조 장치
110 : 반송 장치
111 : 투입 롤러
112 : 감기 롤러
113, 118 : 텐션 롤러
114 : 보조 롤러
120 : 제1 전계 방사 장치
320 : 제2 전계 방사 장치
130 : 접합 장치
132 : 캘린더 롤
140 : 커버층 부가 장치
142 : 커버층 투입 롤러
200, 400 : 하우징체
210, 410 : 노즐 유닛
220, 420 : 상부방향 노즐
230,430 : 폴리머 용액 공급부
232, 432 : 원료 탱크
233, 433 : 교반 장치
234, 434 : 폴리머 용액 공급 장치
236, 436 : 파이프
238, 438 : 밸브
250, 450 : 컬렉터
252, 452 : 절연부재
260, 462 : 전원 장치
270, 470 : 보조 벨트 장치
272, 472 : 보조 벨트
274, 474 : 보조 벨트용 롤러
500 : 백 필터
510 : 본체
511 : 한쪽 단면(상단면)
512 : 다른쪽 단면(하단면)
520 : 골조
521 : 복수의 원형 링
522 : 지지 막대
530 : 압축 공기 분사 노즐

Claims

기재층,
포진용 나노 섬유로 이루어진 포진용 나노 섬유층, 및
상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 접합하기 위한 접합용 나노 섬유를 가진 접합용 나노 섬유층을 구비하고,
상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층을 상기 접합용 나노 섬유로 접합한 구조를 가지되,
상기 포진용 나노 섬유의 평균 직경을 "D1"으로 하고, 상기 접합용 나노 섬유의 평균 직경을 "D2"로 할 때, 「0.01≤D2/D1≤0.50」의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 1 항에 있어서,
상기 접합용 나노 섬유는 열접합성을 가진 수지로 이루어지고,
상기 기재층과 상기 포진용 나노 섬유층은 적어도 일부를 용융한 접합용 나노 섬유에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 2 항에 있어서,
상기 기재층을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 상기 접합용 나노 섬유층을 구성하는 상기 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 상기 포진용 나노 섬유층을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1＞T2」, 또한 「T3＞T2」의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 3 항에 있어서,
상기 기재층을 구성하는 재료의 융점을 "T1", 상기 접합용 나노 섬유층을 구성하는 상기 열접합성을 가진 수지의 융점을 "T2", 상기 포진용 나노 섬유층을 구성하는 재료의 융점을 "T3"으로 할 때, 「T1-T2≥10℃」, 또한 「T3-T2≥10℃」의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 1 항에 있어서,
상기 접합용 나노 섬유층의 밀도는 0.01g/㎡~20g/㎡의 범위 내인 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
삭제
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합용 나노 섬유는 전계방사법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포진용 나노 섬유는 전계방사법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포진용 나노 섬유층은 상기 접합용 나노 섬유층의 접합면과는 반대측 면에 커버층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백 필터용 여과재.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제