KR101201759B1 - 고농도 및 저농도의 2층 구조를 갖는 필터 여과재 - Google Patents

고농도 및 저농도의 2층 구조를 갖는 필터 여과재 Download PDF

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박성은
이재민
김형범
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Abstract

본 발명은 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유(이하, 극세섬유라고 하기로 함) 55 ~ 75 중량%와, 1.0 ~ 5.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유(이하, 미세섬유라고 하기로 함) 10 ~ 25 중량%와, 유리섬유 0 ~ 30 중량%로 구성되는 필터조성물 1.5 ~ 2.5 중량%와, 물 97.5 ~ 98.5 중량%로 혼합시켜 슬러리(이하, 필터 슬러리라고 하기로 함)를 제조한 후 제조된 필터 슬러리를 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%로 분사시켜 조밀층을 형성하며, 상기 조밀층의 상부에 상기 필터조성물을 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%로 분사시켜 2층 구조를 형성한 다음 가열시킴으로써 별도의 결합부재 없이도 조밀층과 벌키층이 견고하게 결속될 뿐만 아니라 압력손실이 낮으며, 포집효율이 높은 필터 여과재를 제공하기 위한 것이다.

Description

고농도 및 저농도의 2층 구조를 갖는 필터 여과재{Filter medium of two-layered structure with high and law conentration}
본 발명은 고농도 및 저농도의 2층 구조를 갖는 필터 여과재에 관한 것으로서, 상세하게로는 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유(이하, 극세섬유라고 하기로 함) 55 ~ 75 중량%와, 1.0 ~ 5.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유(이하, 미세섬유라고 하기로 함) 10 ~ 25 중량%와, 유리섬유 0 ~ 35 중량%로 구성되는 필터조성물 1.5 ~ 2.5 중량%와, 물 97.5 ~ 98.5 중량%로 혼합시켜 슬러리(이하, 필터 슬러리라고 하기로 함)를 제조한 후 제조된 필터 슬러리를 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%의 농도로 분사시켜 조밀층을 형성하며, 상기 조밀층의 상부에 상기 필터조성물을 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%의 농도로 분사시켜 2층 구조를 형성한 다음 가열시킴으로써 별도의 결합부재 없이도 조밀층과 벌키층이 견고하게 결속될 뿐만 아니라 압력손실이 낮으며, 포집효율이 높은 필터 여과재에 관한 것이다.
필터 여과재는 미세 먼지 및 이물질을 필터링하는 장치로서, 먼지가 없는 방진환경을 위해 공기가 유입 및 유출되는 통로에 설치되어 내부로 필터링 된 청정공기가 유입되도록 하는 장치이다. 특히 산업이 발달하여 환경오염 및 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 이러한 필터 여과재는 반도체 산업, 공기청정기, 반도체 산업, 전자산업 및 청소기 등의 다양한 분야에 사용되고 있고, 특정 공간에 설치되어 필터링 된 청정 공기를 특정 공간 내부로 유입시킴으로써 분진에 의하여 청정효율이 낮아지는 것을 예방할 뿐만 아니라 기기 및 제품의 불량률을 절감시키기 위해 사용되고 있다.
이러한 필터 여과재는 일반적으로 부직포 필터, 종이 필터 및 에어 필터 등이 사용되고 있고, 종이 필터는 얇고 조밀한 단층구조로 이루어지는 것으로서, 공기 중의 먼지를 필터링 하는 포집효율이 우수한 장점을 구조로 형성되기 때문에 포집되는 분진을 수용하는 공간이 부족하여 자주 교체되어야 하는 단점을 갖는다.
또한 에어필터는 섬유의 입자직경이나 제진효율에 따라 조진용(粗塵用) 필터, 중성능 필터, 준고성능 필터, 헤파(HEPA) 필터, 울파(ULPA) 필터 등으로 대별된다.
특히 헤파필터는 입경이 0.3㎛ 이하의 미세먼지를 제거할 수 있는 필터로서, 직경이 1㎛ 보다 작은 초극세 단섬유로 형성되어 입경 0.3㎛인 미세먼지를 99.97% 이상 포집할 수 있는 장점으로 인해 항공관련, 반도체, 제약회사, 병원 등과 같이 고도의 정밀 위생시설이 필요로 하는 곳에 설치되고 있다.
그러나 헤파필터는 종이필터와 마찬가지로 단층 구조로 형성되기 때문에 분진 수용량이 적으며, 포집효율이 떨어지는 문제점을 발생시킨다.
이에 따라 헤파필터를 복층구조로 형성하여 포집효율 및 분진 수용량을 증가시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
국내등록특허 제10-1000366호(명칭 : 공기 청정용 필터)에서는 필터를 공기 유입측에서 공기 유출측으로 순서대로 벌키층, 중간층, 조밀층 및 필름층의 4층 구조로 구성함으로써 섬유층의 공극을 균일하게 유지하여 필터링 되는 대기 중의 분진에 대한 포집효율 및 수용량을 높일 수 있으나, 각 층들의 결속을 위해 사용되는 계면활성제가 각 섬유층들의 공극을 막기 때문에 수명이 짧아지고, 포집효율이 떨어지는 문제점이 발생된다.
또한 국내등록특허 제10-0405318호(명칭 : 공기 청정기용 필터 여재와 그 제조방법)에서는 필터가 조밀층, 중간층 및 벌키층의 3층 구조로 형성되되 각 층간의 결합이 열융착에 의해 이루어짐으로써 수지접착제에 의해 공극이 막히는 현상이 발생되어 수명이 짧아지거나 또는 포집효율이 떨어지지 않는 장점을 가지나, 이러한 필터는 각 층간의 열융착 공정을 수행하기 위해서는 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조비용을 증가시키며, 섬유 원형이 파괴되는 문제점이 발생된다.
이와 같이 종래의 벌키층 및 조밀층의 2층 구조 및 벌키층, 중간층 및 조밀층의 3층 구조 등과 같이 다층구조를 갖는 종래의 필터 여과재는 각 층이 화학정 t고체상(固體相)으로 적층된 후 이들을 접착시키기 때문에 니들펀칭기, 수지접착제, 계면활성제 및 열융착 등과 같은 별도의 장치 및 공정을 수행해야 하고, 이러한 방식은 섬유의 원형 및 원성질을 변형 및 파괴시킬 뿐만 아니라 제조 과정이 번거로운 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 조밀층 및 벌키층을 형성하는 섬유를 액상으로 적층시킨 후 탈수 및 경화시켜 각 층간의 섬유들이 접촉면에서 엉키게 되어 별도의 접착수단 및 공정을 수행하지 않고도 포집효율이 우수할 뿐만 아니라 층간결속이 견고한 필터에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
도 1은 종래의 미국공개특허 제20070163218호(명칭 : 2층 구조를 갖는 헤파필터)에 기재된 헤파필터를 나타내는 단면도이다.
도 1의 헤파필터(100)(이하, 종래의 헤파필터라고 하기로 함)는 직경 2.0 ~ 8.0㎛이며 50 ~ 625㎛의 두께를 갖는 미세분층(101)과, 직경 0.2 ~ 0.8㎛이며 125 ~ 750㎛의 두께를 갖되 상기 미세분층(101)의 하부에 형성되는 헤파층(103)과, 전체 두께의 3 ~ 20%의 두께로 형성되며 상기 미세분층(101)과 헤파층(103) 사이에 형성되되 미세분층(101)과 헤파층(103)이 혼합되어 형성되는 전이영역(105)으로 구성된다.
또한 종래의 헤파필터(100)는 헤파층(103)과 미세분층(101)의 혼합물로 구성되는 전이영역(105)이 헤파층(103)과 미세분층(101) 사이에 형성되어 헤파층(103)과 미세분층(101)을 결속시킴으로써 별도의 수지접착제등과 같은 별도의 결합부재를 사용하지 않고도 전이영역(105)에 의해 견고하게 결속된다.
또한 종래의 헤파필터(100)는 전이영역(105)이 헤파층(103)과 미세분층(101)이 견고하게 결속되도록 미세분층(103)과 헤파층(101)을 결속시킬 뿐만 아니라 헤파 필터 재료 안으로 주름이 잡힐 수 있기 때문에 주름 공정 시 2개의 층이 분리되지 않게 된다.
또한 종래의 헤파필터(100)는 층간 결합력이 높아져 포집효율이 증가하며, 분진 수용량이 증가하는 장점을 갖는다.
그러나 종래의 헤파필터(100)는 미세분층(101)과 헤파층(103)을 분리시켜 적층시키기 위해 제조 시 미세분층의 섬유 및 헤파층의 섬유가 2개의 헤드박스에 분리되어 분사되기 때문에 제조가 복잡하고, 비용이 증가하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 직경 0.1 ~ 1.0㎛의 극세섬유 55 ~ 75 중량%와, 직경 1.0 ~ 5.0㎛의 미세섬유 10 ~ 25중량%와, 촙 유리섬유 0 ~ 35 중량%로 구성되는 필터조성물을 각기 다른 헤드박스농도로 분사하여 적층된 조밀층 및 벌키층의 2층 구조를 형성함으로써 압력손실이 낮을 뿐만 아니라 포집효율 및 분진 수용량이 높은 필터 여과재를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 필터조성물 적층공정 시 시 필터조성물 1.5 ~ 2.5 중량%를 물 97.5 ~ 98.5 중량%로 교반시킨 액상의 필터 슬러리를 스크린 위로 분사시킨 후 탈수 및 경화공정을 수행함으로써 수지접착제 및 계면활성제 등과 같은 별도의 장치 없이도 층간 결속력이 높을 뿐만 아니라 필터조성물의 공극 및 원형이 파괴되거나 변형되지 않는 필터 여과재를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 극세섬유 55 중량% 이상 내지 75 중량% 이하와, 1.0 ~ 5.0㎛의 직경을 갖는 미세섬유 10 중량% 이상 내지 25 중량% 이하와, 5㎛ 이상의 직경을 갖는 촙 유리섬유 0 중량% 초과 내지 35 중량% 이하로 구성되는 필터조성물을 적층시켜 미세먼지 및 분진을 필터링 시키는 필터여과재에 있어서: 상기 필터조성물 1.5 중량% 이상 내지 2.5 중량% 이하를 물 97.5 중량% 이상 내지 98.5 중량% 이하에 용해 및 교반시킨 필터슬러리가 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%의 농도로 분사되어 형성되는 조밀층; 상기 필터슬러리가 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%의 농도로 상기 조밀층의 상부에 분사되어 형성되는 벌키층으로 구성되는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 조밀층 및 상기 벌키층을 형성하는 필터슬러리는 액상으로 적층된 후 탈수 및 경화 공정을 통해 상기 조밀층 및 상기 벌키층을 형성하는 섬유들이 엉키게 되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 필터여과재는 60 ~ 120g/m2의 중량과, 0.2 ~ 1.0mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 필터슬러리는 PH 2 ~ 4 농도를 갖는 산 또는 분산제가 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 조밀층 및 벌키층이 각기 다른 헤드박스농도로 분사되어 적층됨으로써 압력손실이 절감되며, 포집효율이 높아지게 된다.
또한 본 발명에 의하면 필터가 2층 구조로 형성되기 때문에 분진수용량이 증가하게 되고, 이에 따라 필터수명이 높아지게 된다.
또한 본 발명에 의하면 별도의 결합부재 없이도 층간 결속력이 높을 뿐만 아니라 섬유층의 공극 및 원형이 변형되지 않기 때문에 포집효율이 증가하게 된다.
또한 본 발명에 의하면 벌키층의 원료를 조밀층보다 굵은 직경의 섬유로 사용함으로써 원가가 절감된다.
도 1은 종래의 미국공개특허 제20070163218호(명칭 : 2층 구조를 갖는 헤파필터)에 기재된 헤파필터를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 필터 여과재를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 필터 여과재를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 필터 여과재의 제조과정을 나타내는 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 적용되는 필터조성물의 함유성분을 나타내는 개념도이다.
도 2의 필터조성물(30)은 본 발명의 일실시예인 필터 여과재에 적용되는 섬유 조성물이며, 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유(31)(이하, 극세섬유라고 하기로 함) 55 중량% 이상 내지 75 중량% 이하와, 1.0 ~ 5.0㎛의 직경을 갖는 미세 단섬유(33)(이하, 미세섬유라고 하기로 함) 10 중량% 이상 내지 25 중량% 이하와, 직경이 5㎛ 이상인 촙 유리섬유(35) 0 중량% 초과 내지 35 중량% 이하로 이루어진다.
극세섬유(31) 및 미세섬유(33)는 유리 단섬유이며, 붕규산 유리, 내산성을 갖는 C 유리, 전기 절연성을 갖는 E 유리(무알칼리 유리), 붕소 오염 및 붕소 오염을 줄이기 위해 저붕소 유리, 및 실리카 유리들 중 하나이거나 또는 적어도 2개 이상이 혼합된 유리 단섬유로 형성된다.
또한 극세섬유(31)는 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 초극세 단섬유이며, 직경이 작기 때문에 후술되는 도 3의 필터 여과재(1)의 포집효율을 증가시킨다.
또한 극세섬유(31)는 필터조성물(30)의 55 중량% 이상 내지 75 중량% 이하로 구성되고, 만약 극세섬유(31)의 함유량이 55 중량% 미만이면 극세섬유(31)의 성질이 낮아져 포집효율이 떨어지게 되며, 만약 함유량이 75 중량% 이상이면 극세섬유(31)의 함유량이 높아져 압력손실이 증가하게 된다.
촙 유리섬유(35)는 극세섬유(31) 및 미세섬유(33)보다 굵은 유리섬유이며, 상세하게로는 5㎛ 이상의 직경을 갖는 유리섬유인 것이 바람직하다.
또한 촙 유리섬유(35)는 0 중량% 초과 내지 35 중량% 이하로 구성된다.
이와 같이 본 발명에 적용되는 필터조성물(30)은 각기 직경이 다른 초극세 단섬유(31), (33)들과 촙 유리섬유(35)들이 혼합됨으로써 포집효율이 증가하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 필터 여과재를 나타내는 단면도이다.
도 3의 필터 여과재(1)는 도 2의 필터조성물(30)이 각기 다른 헤드박스농도로 분사된 후 적층됨으로써 외부로부터 유입되는 미세번지 및 분진을 필터링 하는 장치이다.
또한 필터 여과재(1)는 전술하였던 도 2의 필터조성물(30)이 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%로 분사되어 형성되는 조밀층(3)과, 상기 조밀층(3)의 상부에 형성되되 상기 필터조성물(30)이 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%로 분사되어 형성되는 벌키층(5)으로 이루어진다.
벌키층(5)은 도 2의 필터조성물(30) 1.5 중량% 이상 내지 2.5 중량% 이하를 물 97.5 중량% 이상 내지 98.5 중량% 이하에 혼합 및 교반시킨 액상의 필터슬러리가 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%로 스크린 위로 분사된 후 탈수 및 경화되어 제조되는 여과재이다.
또한 벌키층(5)은 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%로 분사되어 형성되기 때문에 구경이 조밀층(3)에 비해 크게 형성되고, 이에 따라 공기가 유입되는 통로에 설치되어 구경이 큰 분진이나 이물질을 필터링 하게 된다.
조밀층(3)은 필터슬러리를 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%로 스크린 위로 분사된 후 탈수 및 경화되어 제조되는 여과재이다.
또한 조밀층(3)은 벌키층(5)에 비교하여 헤드박스농도가 높기 때문에 구경이 작게 형성됨으로써 벌키층(5)이 필터링 하지 못한 미세먼지 및 분진을 필터링 하게 된다.
도 4를 참조하여 필터 여과재의 제조과정을 살펴보기로 한다.
도 4는 도 3의 필터 여과재의 제조과정을 나타내는 플로차트이다.
필터조성물(30)을 제조한다. 이때 필터조성물(30)은 도 2에서 전술하였던 바와 같이 극세섬유(31) 55 중량% 이상 내지 75 중량% 이하와, 미세섬유(33) 10 중량% 이상 내지 25 중량% 이하와, 촙 유리섬유(35) 0 중량% 초과 내지 35 중량% 이하로 구성된다(S10).
용해액인 물에 PH 2 ~ 4의 농도의 산(염산) 또는 분산제를 첨가하여 펄퍼에 넣어 분산액을 제조한다(S20).
펄퍼(Pulper)로 단계 10을 통해 준비된 필터조성물(30)을 넣은 후 단계 20(S20)을 통해 제조된 분산액을 교반시킨 필터슬러리를 제조한다. 이때 필터슬러리는 97.5 중량% 이상 내지 98.5 중량% 이하의 분산액과, 1.5 ~ 2.5 중량%의 필터조성물(30)로 구성된다.
단계 30(S30)을 통해 제조된 필터슬러리를 각 헤드박스에 수용시킨 후 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%의 농도로 스크린 위로 분사시켜 조밀층(3)이 형성되도록 한다(S40).
또한 필터슬러리를 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%의 농도로 단계 40(S40)을 통해 분사된 필터슬러리 위로 분사시켜 조밀층(3) 상부에 벌키층이 형성되도록 한다(S50).
단계 50(S50)을 통해 적층된 필터슬러리를 탈수 시킨 후 120℃에서 30분 동안 가열시켜 필터슬러리에 포함되는 수분을 제거함으로써 본 발명의 일실시예인 필터 여과재(1)가 제조된다(S60).
이와 같이 제조되는 필터 여과재(1)는 조밀층(3) 및 벌키층(5)이 액상으로 적층된 후 경화됨으로써 섬유들이 엉키게 되어 별도의 접착수단 없이도 조밀층(3)과 벌키층(5)이 견고하게 결합할 수 있게 된다.
또한 도면에는 도시되지 않았지만 단계 50(S50) 이후에는 후 가공에 의해 프리팅(Pleating)할 수 있도록 바인더 함침 또는 스프레이 공정이 더 포함될 수 있으며, 이러한 공정은 필터여과재 제조에 있어서 통상적인 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예인 필터여과재(1)에 관해 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다. 또한 다음의 실시예들은 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다.
표 1은 실시예 및 비교예들에 적용되는 필터조성물의 함유성분을 나타내는 것이다.
항 목 구 성 FC1 FC2 FC3 FC4 FC5 FC6

배

합		 극세섬유 70
(0.6㎛)		 70
(0.5㎛)		 76
(0.6㎛)		 58
(0.5㎛)		 75
(0.6㎛)		 70
(0.5㎛)
미세섬유 20
(2.70㎛)		 20
(2.70㎛)		 16
(2.70㎛)		 28
(2.70㎛)		 20
(2.70㎛)		 25
(2.70㎛)
촙 유리섬유 10 10 8 14 5 5
* 상기 함량은 중량% 임
상기 표 1의 시료번호 1(FC1)은 직경 0.6㎛의 극세섬유(31)가 70 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 20 중량%로, 촙 유리섬유(35)가 10 중량%로 구성되는 필터조성물(30)이다.
또한 표 1의 시료번호 2(FC2)는 직경 0.5㎛의 극세섬유(31)가 70 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 20 중량%로, 촙 유리섬유(35)가 10 중량%로 구성되는 필터조성물(30)이다.
또한 표 1의 시료번호 3(FC3)은 직경 0.6㎛의 극세섬유(31)가 76 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 16 중량%로, 촙 유리섬유(35)가 8 중량%로 구성되는 필터조성물(30)이다.
또한 표 1의 시료번호 4(FC4)는 직경 0.5㎛의 극세섬유(31)가 58 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 28 중량%로, 촙 유리섬유가 14 중량%로 구성되는 필터 조성물이다.
또한 표 1의 시료번호 5(FC5)는 직경 0.6㎛의 극세섬유(31)가 75 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 20 중량%로, 촙 유리섬유(35)가 5 중량%로 구성되는 필터조성물(30)이다.
또한 표 1의 시료번호 6(FC6)은 직경 0.5㎛의 극세섬유(31)가 70 중량%로, 직경 2.70㎛의 미세섬유(33)가 25 중량%로, 촙 유리섬유(35)가 5 중량%로 구성되는 필터조성물(30)이다.
다음 표 2는 상기 표 1의 필터조성물이 적용되는 필터 여과재(1)의 다른 실시예 및 비교예들을 나타내는 것이다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6

조
밀
층		 필터
조성물		 FC1
(47.5%)		 FC1
(47.5%)		 FC3
(47.5%)		 FC5
(47.5%)		 FC5
(47.5%)		 FC5
(47.5%)		 FC6
(47.5%)		 FC6
(47.5%)		 FC6
(47.5%)
헤드박스
농도		 0.07
질량%		 0.07
질량%		 0.07
질량%		 0.1
질량%		 0.07
질량%		 0.04
질량%		 0.7
질량%		 0.04
질량%		 0.04
질량%
염산 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5

벌
키
층		 필터
조성물		 FC2
(47.5%)		 FC2
(47.5%)		 FC4
(47.5%)		 X X X X X X
헤드박스
농도		 0.07
질량%		 0.04
질량%		 0.04
질량%		 X X X X X X
염산 PH 2.5 PH 2.5 PH 2.5 X X X X X X
바인더 5% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 5%
* 상기 함량은 중량% 임
표 2를 참조하여 살펴보면 실시예 1은 시료번호 1(FC1)로 형성되는 조밀층(3) 47.5 중량%와, 시료번호 2(FC2)로 형성되는 벌키층(5) 47.5 중량%와, 바인더 5%로 구성되고, 조밀층(3)은 헤드박스농도 0.07 질량%로 형성되며, 벌키층(5)은 헤드박스농도 0.07 질량%로 형성된다.
실시예 2는 시료번호 1(FC1)로 형성되는 조밀층(3) 47.55 중량%와, 시료번호 2(FC2)로 형성되는 벌키층(5) 47.5 중량%와, 바인더 5%로 구성되고, 조밀층(3)은 헤드박스농도 0.07 질량%로 형성되며, 벌키층(5)은 헤드박스농도 0.04 질량%로 형성된다.
실시예 3은 시료번호 3(FC3)으로 형성되는 조밀층(3) 47.55 중량%와, 시료번호 4(FC4)로 형성되는 벌키층(5) 47.5 중량%와, 바인더 5%로 구성되고, 조밀층(3)은 헤드박스농도 0.07 질량%로 형성되며, 벌키층(5)은 헤드박스농도 0.04 질량%로 형성된다.
- 실험예 1 : 압력손실 테스트
압력손실 테스트는 TSI사 8130 Model 시험기를 이용하여 유효면적 100㎠의 필터 여과재에 면 풍속 5.3cm/sec로 통풍하였을 때의 압력손실을 측정하였다.
- 실험예 2 : DOP(Dioctyl Phthalate) 포집효율 테스트
0.3㎛ 크기의 DOP(프탈산다이옥틸)를 포함하는 공기를 유효면적 100㎠의 필터 여과재에 면 풍속 5.3cm/sec로 통풍하였을 때 상류 및 하류로부터 DOP 투과율을 TSI 8130 Model로 측정하였다.
- 실험예 3 : 분산성 평가
분산성은 헤드박스 내의 원료 혼합물 1L을 수거한 후 육안으로 관찰한다. 이때 섬유가 덩어리지거나 결속되지 않을 때는 분산성이 양호하다고 판단하고, 분산성이 양호하면 O로, 불량하면 ×로 표기하였다.
- 실험예 4 : 중량
유효면적 100㎠의 필터 여과재 10개를 추출한 후 평균 중량을 측정하였다.
- 실험예 5 : 두께
유효면적 100㎠의 필터 여과재 10개를 추출한 후 두께 측정기를 이용하여 추출된 10개의 필터 여과재의 전폭의 평균값을 측정하였다.
표 3은 실험예 1 내지 5에 의해 측정된 실시예 및 비교예들의 검출값을 나타내는 것이다.
시료 압력손실
(mmAq)		 효율
(%)		 분산성
(O, X)		 중량
(g/㎡)		 두께
(㎜)
실시예 1 31.9 99.983 O 76 0.45
실시예 2 30.5 99.977 O 76.2 0.45
실시예 3 29.1 99.978 O 76.3 0.45
비교예 1 40.9 99.98 X 76 0.45
비교예 2 39.5 99.994 X 76.5 0.44
비교예 3 39.6 99.994 O 75.4 0.45
비교예 4 36.3 99.978 X 76.1 0.43
비교예 5 35.5 99.991 O 76.2 0.44
비교예 6 38.3 99.993 O 77.5 0.44
표 3과 같이 헤드박스농도가 다르게 적용된 2층 구조를 갖는 실시예 1 내지 실시예 3은 단층 구조로 형성되는 비교예 1 내지 비교예 6에 비교하여 압력손실이 절감되며, 표집효율이 떨어지지 않을 뿐만 아니라 분산성이 확보되는 것을 알 수 있다.
또한 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 6에 비교할 때 중량 및 두께가 크게 증가되지 않는 것을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 0.1 ~ 1.0㎛의 직경을 갖는 극세섬유 55 중량% 이상 내지 75 중량% 이하와, 1.0 ~ 5.0㎛의 직경을 갖는 미세섬유 10 중량% 이상 내지 25 중량% 이하와, 5㎛ 이상의 직경을 갖는 촙 유리섬유 0 중량% 초과 내지 35 중량% 이하로 구성되는 필터조성물을 적층시켜 미세먼지 및 분진을 필터링 시키는 필터여과재에 있어서:
    상기 필터조성물 1.5 중량% 이상 내지 2.5 중량% 이하를 물 97.5 중량% 이상 내지 98.5 중량% 이하에 용해 및 교반시킨 필터슬러리가 헤드박스농도 0.05 ~ 1.0 질량%의 농도로 분사되어 형성되는 조밀층;
    상기 필터슬러리가 헤드박스농도 0.03 ~ 0.06 질량%의 농도로 상기 조밀층의 상부에 분사되어 형성되는 벌키층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 여과재.
  2. 청구항 1에서, 상기 조밀층 및 상기 벌키층을 형성하는 필터슬러리는 액상으로 적층된 후 탈수 및 경화 공정을 통해 상기 조밀층 및 상기 벌키층을 형성하는 섬유들이 엉키게 되는 것을 특징으로 하는 필터 여과재.
  3. 청구항 1 또는 2에서, 상기 필터여과재는 60 ~ 120g/m2의 중량과, 0.3~ 1.0mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 여과재.
  4. 청구항 3에서, 상기 필터슬러리는 PH 2 ~ 4 농도를 갖는 산 또는 분산제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 필터 여과재.
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