KR101307877B1 - 일렉트렛 필터 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다음과 같은 단계들을 포함하는, 일렉트렛 필터를 제조하기 위한 방법과 관련이 있다: 섬유들(6)을 제공하는 단계, 유체용 스프레잉 장치(1)를 제공하는 단계, 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)로 이루어진 스프레이 안개(3)를 발생하는 단계, 스프레이 안개(3)를 통해 섬유들(6)을 통과시키는 단계, 유체 방울들(4)로 섬유들(6)을 습윤시키는 단계 그리고 섬유들(6)을 적층하여 하나의 섬유 층(8)을 형성하는 단계. 본 발명에 따른 방법의 과제는 경제적인 제조와 더불어 균일한 전하 분포 및 높은 필터링 효율을 보여주는 필터 소자를 제조하는 것이며, 본 발명에 따른 방법은 상기 유체 방울들(4)이 분산 유체 방울들(4a)과 대응 전극(5) 사이에서 형성되는 전기장에 의해 전기적으로 충전되는 것을 특징으로 한다. 일렉트렛 필터 소자가 상기 방법에 따라 제조된다.

Description

일렉트렛 필터 소자 및 그 제조 방법 {ELECTRET FILTER ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 섬유들을 제공하는 단계, 유체용 스프레잉 장치를 제공하는 단계, 전기적으로 충전된 유체 방울들로 이루어진 스프레이 안개를 발생하는 단계, 스프레이 안개를 통해 섬유들을 통과시키는 단계, 유체 방울들로 섬유들을 습윤시키는 단계 그리고 섬유들을 적층하여 하나의 섬유 층을 형성하는 단계들을 포함하는 일렉트렛 필터를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전기 전하들을 갖는 섬유들을 구비한 적어도 하나의 섬유 층을 갖춘 일렉트렛 소자에 관한 것이다.
EP 1 417 176 A1호에는 유체 방울들로 이루어진 스프레이 안개를 통해 섬유를 통과시키는 방법이 공지되어 있다. 유체 방울들은 20 ㎛ 미만의 크기를 갖는다. 이 방법에서 유체 방울들은 분열에 의한 레나드-효과("레나드-충전-효과")를 이용해서 충전된다. 이미 충전된 유체 방울들은 섬유들과 함께 전기장을 통과하게 된다. 이 방법에서는 상이한 극성들을 갖는 유체 방울들이 통계적으로 분포된 상태로 형성된다. 이 경우에는 (+)로뿐만 아니라 (-)로도 충전된 유체 방울들이 제어 불가능한 분포 상태로만 생성된다. 또한, 유체 방울들의 전하의 극성도 유체 방울의 크기에 의해서 좌우된다. 유체 방울들은 기계적인 스프레잉에 의해서 각각 상이한 전하를 갖는 크고 작은 유체 방울들로 분할된다.
서문에 언급된 유형의 필터 소자들도 마찬가지로 선행 기술에 이미 공지되어 있다. 특히 마이크로 섬유들로 이루어진 부직포를 다양한 방법들에 의해서 충전하는 내용이 공지되어 있다. EP 0 845 058 A1호에는 필터링 효율이 매우 높은 필터 소자들을 제조할 수 있는 방법이 공지되어 있다. 이와 같은 필터 소자들은 미세 에어러졸들에 비해 매우 높은 필터링 효율을 특징으로 한다.
EP 0 845 058 A1호에 공지된 방법에서는 물방울들이 전하 캐리어로서 최종 부직포 상에 제공된다. 이 경우 동시에 제공되는 물방울들은 상이한 전하들을 갖는다. 전기 충전 가능성을 개선하기 위하여 부직포 섬유들의 재료가 되는 폴리머에 추가 재료가 혼합된다.
상기 방법에서의 단점은 물방울들이 사전에 완성된 부직포 상에 스프레잉 된다는 것이다. 이와 같은 방법을 사용하면 부직포 내부에서 전하들의 연속적인 분배를 방해하는 필터링 효과가 나타난다. 사용되는 부직포의 밀도가 높으면 높을수록 부직포 내부에 전하들을 균일하게 분배하기 위해서 이용되는 수압은 그만큼 더 높아진다. 하지만, 이와 같은 높은 수압은 부직포의 구조를 부정적으로 변경시키거나 심지어는 파괴할 수도 있다.
또한, 다량의 물을 스프레잉 한 후에는 건조 공정이 필요하다. 건조 공정 중에는 부직포에 열이 제공됨으로써, 전기 전하가 줄어들 수 있다. 그렇기 때문에 건조 공정은 바람직하게 낮은 온도에서 그리고 진공 상태에서 이루어진다. 이와 같은 상황은 높은 장치적 비용 그리고 상당한 비용과 결부되어 있다.
본 발명의 과제는 경제적인 제조와 더불어 균일한 전하 분포 및 높은 필터링 효율을 보여주는 필터 소자를 제조하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따른 특허 청구항 제1항에 기재된 특징들에 의해서 해결된다.
청구항 제1항에 따르면, 서문에 언급된 방법은 유체 방울들이 분산 유체 방울들과 대응 전극 사이에서 형성되는 전기장에 의해 전기적으로 충전되는 것을 특징으로 한다.
유체 방울들은 본 발명에 따라 대응 전극과 분산 유체 방울들 사이에서 자체적으로 형성되는 전기장에 의해서 분극된다. 상기 전기장은 유체 방울들의 분산 이후에도 그대로 유지되는 유체 방울들의 전하 잉여 상태를 보장한다.
상기와 같은 구체적인 실시 예에 의해서는 스프레잉 장치에서 분산이 이루어질 때 유체 방울들이 전기장에 의해 분극될 뿐만 아니라 바람직한 전하로 충전되기도 한다. 그렇기 때문에 유체 방울들의 충전은 임의로 그리고 소정의 분포로 이루어지는 것이 아니라 오히려 통일적으로 이루어진다. 이상적인 경우에는 스프레잉 장치에 의해서 발생하는 모든 유체 방울들이 동일한 성질의 전기 전하들을 갖게 되는데, 다시 말하자면 동일한 전기 극성을 보인다.
그렇기 때문에 본 발명에 따라 구체적으로 드러나는 사실은, 전하가 유체 방울들 상에 임의로 형성되는 것이 아니라 오히려 전기장에 의해서 규정된 바에 따라 제어 가능한 분포로 형성될 수 있다는 것이다. 이 경우에 특별히 드러나는 사실은, 오로지 통일된 극성을 갖는 전기 전하로만 섬유들을 충전하기 위하여 통일된 전기 전하를 갖는 유체 방울들이 형성될 수 있다는 것이다.
또한, 본 발명에 따라 드러나는 사실은, 전기장에 의하여 유체 방울 표면적 당 확연하게 더 높은 전하량에 도달하게 된다는 것이다. 그렇기 때문에 본 발명에 따른 일렉트렛 필터 소자는 상대적으로 적은 양의 유체를 사용해서 매우 강력한 전기 충전 상태를 나타낼 수 있다. 상대적으로 적은 양의 유체를 사용하기 때문에 건조를 위하여 일렉트렛 필터 소자를 강하게 가열할 필요가 없으며, 그 결과 한 편으로는 에너지가 절감되고 다른 한 편으로는 일렉트렛 필터 소자에서의 전기 전하가 약화되지 않는다.
상기 방법에서는 바람직하게 섬유들이 적층되어 하나의 섬유 층을 형성하기 전에 유체가 낮은 압력하에서 섬유들에 스프레잉 될 수 있다. 그럼으로써 섬유 층의 구조 변경이 피해진다.
또한, 섬유들이 상기 적층된 섬유 층 내부에서도 충분한 양의 전하를 갖도록 상기 섬유들에 전하가 제공될 수 있다. 전술된 방법에 의해서는 전체 두께 횡단면 상에서 공간적으로 균일한 섬유 전하를 갖는 섬유 층들이 형성될 수 있으며, 이 경우 섬유 층은 구조적인 측면에 있어서 유체에 의한 악영향을 거의 받지 않는다.
따라서, 서문에 언급된 과제가 해결되었다.
상기와 같은 내용을 배경으로 하여 스프레이 안개 속에 포함된 전기적으로 충전된 유체 방울들의 60 % 또는 60 % 이상이 동일한 극성의 전기 전하를 갖는 스프레이 안개가 발생할 수 있다. 그럼으로써 섬유들에는 거의 통일된 전기 전하가 공급될 수 있다. 바람직하게는 스프레이 안개 속에 포함된 전기적으로 충전된 유체 방울들의 80 % 또는 80 % 이상이 동일한 극성의 전기 전하를 갖는 스프레이 안개가 발생한다.
스프레이 안개 속에 포함된 유체 방울들의 전기 전하의 극성이 유체 방울의 크기와 무관한 스프레이 안개가 발생할 수 있다. 그럼으로써 섬유들의 균일하고도 일정하며 재료에 적합한 습윤이 가능해진다.
섬유들은 스프레잉 장치로부터 떨어져서 마주한 대응 전극의 측에서 스프레이 안개를 통해 통과할 수 있다. 그럼으로써 섬유들을 구성하는 재료는 전기장에 의해서 전반적으로 악영향을 받지 않게 된다. 그렇기 때문에 유체 방울들은 강한 전기장을 통과하게 되고, 섬유들은 거의 무전기장의 공간을 통과하게 된다.
분산되는 유체 방울들과 대응 전극 사이에서 발생하는 전기 전압은 구조적인 배열 상태 및 사용되는 유체에 따라서 선택될 수 있다. 바람직한 전기 전압 값은 60 볼트 내지 15,000 볼트이다. 스프레잉 장치와 대응 전극 사이의 간격들이 큰 경우에는 30,000 볼트 내지 100,000 볼트의 전압들이 발생하는 것도 생각할 수 있다. 대응 전극은 링 모양의 전극으로서 형성될 수 있다. 링 모양 전극으로서의 형상이 바람직한 이유는 원뿔 모양의 스프레이 안개가 링의 내부를 관통할 수 있기 때문이다. 링형 전극의 직경(d) 값과 스프레잉 장치의 피크로부터 상기 링형 전극까지의 거리(x) 값은 경험적으로 검출될 수 있으며, 유체 방울이 분산되는 장소에서의 전기장 세기에 의해서 좌우된다. 상기 링형 전극의 직경(d) 값은 또한 원뿔 모양 스프레이 안개의 원뿔의 치수에 의해서 좌우된다. 바람직한 직경(d) 값은 10 내지 50 mm이고, 바람직한 거리(x) 값은 5 내지 40 mm이다. 또한, 대응 전극은 중공형 스프레이 원뿔 내부에서는 점 모양의 전극으로 형성될 수도 있다.
스프레잉 장치로서는 노즐이 사용될 수 있다. 노즐은 상대적으로 좁은 배출구 영역을 보이며, 이 배출구 영역에서 유체가 분할되어 유체 방울들로 분사될 수 있다. 이때 유의해야 할 사항은, 노즐이 비전도성 재료로 이루어지거나 또는 유체 방울의 배출 장소에서는 전기적으로 절연되어야 한다는 것이다. 또한, 유체 방울들의 규정된 크기 분포를 형성하는 에어러졸 소스, 예컨대 진동 플레이트 에어러졸 발생기를 스프레잉 장치로서 사용하는 것도 생각할 수 있다.
유체 방울들은 극성이 시간적인 주기로 교체되는 전기장에 의해서 충전될 수 있다. 상기 주기적인 교체 사이클은 섬유들이 스프레잉 장치를 통과하는 속도 그리고 원하는 전하 분포에 따라서 선택될 수 있다. 이와 같은 구체적인 실시 예에 의해서는 상이한 전기 전하 또는 상이한 극성의 유체 방울들을 스쳐 지나가는 섬유들을 충전시킬 목적으로 이용하는 것이 가능하다. 이 경우에 아주 구체적으로 생각할 수 있는 사실은, 상기와 같은 상황으로 인해 상이한 극성의 다수의 전하가 개별 섬유에 분포된다는 것이다. 이와 같은 내용을 배경으로 할 때에는 섬유들의 스트립 충전 혹은 스트립 모양의 충전도 구현될 수 있다.
섬유들은 멜트-블로운-방법에 의해서 제조되고 제공될 수 있다. 이와 같은 구체적인 실시 예에 의해서는 섬유들이 형성된 직후에 멜트-블로운-공정에 의해서 스프레이 안개를 통과하여 충전될 수 있다. 이 경우에는 낮은 압력하에서 섬유들에 분사되는 유체가 사용될 수 있다. 충전 후에 비로소 섬유들이 하나의 섬유 층으로 적층되기 때문에, 유체 방울들에 의해서 상기 섬유 층의 구조가 받을 수 있는 부정적인 영향이 방지된다.
유체는 섬유들 상에서 증발될 수 있으며, 이 경우 유체 방울의 전기 전하는 섬유들의 충전을 위해서 이용된다. 멜트-블로운-방법으로 섬유들을 형성하는 경우에는 섬유들이 멜트-블로운-노즐을 떠난 직후에 공정 열(process heat)을 갖게 된다. 이 공정 열은 스쳐 지나가는 섬유들 상에 축적되는 유체 방울들을 증발시키기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 멜트-블로운-방법에 의해서 제조되는 섬유들은 멜트-블로운-노즐을 떠난 직후에는 더 약해진다. 이와 같은 상황의 장점은, 멜트-블로운-섬유들의 재료가 되는 폴리머들이 전기적으로 충전된 유체 방울들에 의해서 매우 용이하게 변형되고 충전될 수 있다는 것이다. 그렇기 때문에 상기 전기 전하는 이 전하가 차갑게 식는 경우에는 소위 폴리머들로 동결된다. 전하들은 섬유 표면에 존재할 뿐만 아니라 섬유 내부에도 존재하며, 이와 같은 사실은 수명을 훨씬 더 연장시킨다.
다수의 섬유 층이 위·아래로 적층될 수 있다. 이와 같은 구체적인 실시 예에 의해서는 상이한 전기 전하들 또는 극성들을 갖는 다양한 섬유 층들을 구비하는 일렉트렛 필터 소자가 만들어질 수 있다. 예컨대 박판(laminate)으로서 형성되고 (+) 및 (-)로 충전된 섬유 층들이 교대 순서로 연속하는 것을 생각할 수 있다.
섬유들은 두 개의 스프레이 안개 사이를 통과할 수 있다. 그로 인해 한 가지 섬유 흐름의 양측 충전 또는 한 가지 섬유 흐름의 섬유들의 양측 충전이 구현될 수 있다.
섬유들은 두 개의 스프레이 안개 사이를 통과할 수 있으며, 이 경우 유체 방울들은 분할되는 유체 방울들과 개별 대응 전극들 사이에서 반대 방향으로 또는 동일한 방향으로 방향 설정된 전기장에 의하여 전기적으로 충전된다. 그럼으로써 한 가지 섬유 흐름의 양측 충전 또는 한 가지 섬유 흐름의 섬유들의 양측 충전이 구현될 수 있으며, 이 경우 양측에는 동일한 극성의 전기 전하들이 제공될 수 있거나 또는 상이한 극성들의 전기 전하들이 제공될 수 있다.
스프레이 안개를 형성하기 위해서는 전도성 염이 그 안에 용해되어 있는 유체가 사용될 수 있다. 이와 같은 사용에 의해서는 일렉트렛 필터 소자가 전술된 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조되었는지의 여부를 검출할 수 있게 되는데, 그 이유는 상기 전도성 염 그리고 일렉트렛 필터 소자의 섬유 상에 분포된 상기 전도성 염의 분포 상태가 검출될 수 있기 때문이다. 상기 전도성 염은 NaCl 또는 탄산 수소 암모늄으로 형성될 수 있다.
서문에 언급된 과제는 전기장 내에서 충전된 유체 방울들에 의하여 전기 전하들이 생성되는 것을 특징으로 하는 서문에 언급된 일렉트렛 필터 소자에 의해서도 해결되며, 이 경우 유체 방울들은 분할되는 유체 방울들과 대응 전극 사이에서 발생하는 전기장에 의해서 전기적으로 충전된다.
진보성과 관련된 반복을 피하기 위하여, 방법 실시 예들이 참고로 인용된다.
유체 방울들 내부에서의 전하량이 증가함으로써 일렉트렛 필터 소자의 필터링 효과가 개선되며, 그 결과 0.14보다 큰 γ-값에 도달하게 된다. 이때에는 다음의 방정식으로부터 γ-값이 결정된다.
γ = (-In(통과))/압력차.
상기 식에서 한 가지 일렉트렛 필터 소자의 유입 측과 배출 측 사이에서의 압력차는 파스칼로 사용된다. 통과에 대해서는 0과 1 사이의 값이 사용되며, 이 경우 1은 100 %의 통과율을 의미한다. 100 %의 통과율이 의미하는 내용은 유입되는 일렉트렛 필터 소자의 면을 모든 입자가 통과한다는 것이다. 0의 값은 모든 입자가 막혀있음을 의미한다. 입자들은 0.26 ㎛의 평균 직경을 갖는 NaCl-입자로 형성된다. 유입되는 유체 흐름 내부에서의 NaCl의 농도는 12 내지 20 mg/m3다.
일렉트렛 필터 소자는 바람직하게 본 명세서에 기술된 방법에 의해서 제조된다.
섬유들은 하나의 섬유 층 내부에서 동일한 극성의 전하들을 가질 수 있다. 이와 같은 구체적인 실시 예에 의해서는 상이한 전기 극성들을 보여주는 다수의 상이한 섬유 층으로 이루어진 일렉트렛 필터 소자의 제조가 가능해진다.
상기와 같은 내용을 배경으로 할 때에는 섬유들이 하나의 섬유 층 안에서 상이한 극성의 전하들을 갖는다는 사실을 생각할 수 있으며, 이 경우 적어도 하나의 섬유 상에는 상이한 극성의 다수의 전하가 분포되어 있다. 그로 인해 하나의 섬유 상에 다수의 마이크로 필드가 형성됨으로써, 결과적으로 전체 섬유 층은 미세 에어러졸에 대한 매우 높은 분리(침전) 능력을 보여준다.
본 발명의 이론을 바람직한 방식으로 형성하고 개선할 수 있는 다양한 가능성이 존재한다. 이 목적을 위하여 한 편으로는 종속 청구항들이 참고로 인용될 수 있고, 다른 한 편으로는 도면을 참조해서 이루어지는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시 예들에 대한 설명이 참고로 인용될 수 있다.
도면을 참조해서 이루어지는 바람직한 실시 예들에 대한 설명에 의해서는 본 발명에 따른 이론의 일반적으로 선호되는 실시 예들 및 개선 예들도 설명된다.
도 1은 링형 전극이 마주 놓여 있는 스프레잉 장치의 측면도이고,
도 2는 분열되는 유체 방울 쪽으로 전기장의 방향이 조정된 스프레잉 장치의 피크를 도시한 상세도이며,
도 3은 멜트-블로운-방법으로 제조되어 전기적으로 충전된 유체 방울들로 이루어진 원뿔 모양의 스프레이 안개를 통과하는 섬유들의 개략도이고,
도 4는 한 가지 예로서 (-)로 충전된 유체 방울들이 그 위에 적층되는 개별 섬유의 개략도이며,
도 5는 섬유들을 두 개의 스프레이 안개 사이로 통과시키는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1은 노즐로 형성된 스프레잉 장치(1)를 측면도로 보여주고 있다. 스프레잉 장치(1)의 피크(2)로부터 개별 유체 방울들(4)로 이루어진 원뿔 모양의 스프레이 안개(3)가 배출된다. 유체 방울들(4)은 전기적으로 충전된다. 전기 충전은 분열되는 유체 방울들(4a)과 링형 전극(5) 사이에서 형성되는 전기장에 의해서 이루어진다.
스프레이 안개(3) 안에서는 이 안개 속에 포함된 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)의 60 % 또는 60 % 이상이 동일한 극성의 전기 전하를 갖는다. 스프레이 안개(3) 안에서는 이 안개 속에 포함된 유체 방울들(4)의 전기 전하의 극성이 유체 방울의 크기와 아무런 상관이 없다.
도 2는 유체 방울들(4)이 배출되고 분할되는 도 1에 따른 스프레잉 장치(1)의 피크(2)를 상세도(원뿔 모양의 도면)로 보여주고 있다. 유체 방울들(4a)은 분할되기 전에 전기장 - 이 전기장의 자력선들은 화살표로 표시되어 있음 - 에 의해서 본 도면에 도시된 상황에 규정된 바대로 (-) 전기 전하로 충전된다.
도 3은 스프레이 안개(3)를 배출시키는 피크(2)를 구비한 스프레잉 장치(1)를 개략도로 보여주고 있다. 스프레이 안개(3)는 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)로 이루어진다. 유체 방울들(4)은 분할되는 유체 방울들(4a)과 링형 전극(5) 사이에서 형성되는 전기장에 의해 충전된다. 링형 전극(5)은 피크(2)의 배출 개구까지 대략 5 내지 40 mm의 간격(x)을 갖는다. 유체 방울(4)의 분할에 의해서 야기되는, 접지된 스프레잉 장치(1)에 대한 또는 접지된 유체에 대한 전기적인 접속의 중단은 전하 균형을 방지한다. 규정된 (-) 전하들은 유체 방울(4) 상에 그대로 남아서 섬유(6)로 이송될 수 있다.
본 발명에 따른 일렉트렛 필터 소자는 다음과 같은 방법에 따라서 제조된다:
멜트-블로운-노즐(7)로부터 유출되는 섬유들(6)을 제공한다. 또한, 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)로 이루어진 스프레이 안개(3)를 발생하는 스프레잉 장치(1)를 제공한다. 스프레이 안개(3)를 스프레이 원뿔로서 형성한다. 섬유들(6)을 원뿔 모양의 스프레이 안개(3)를 통해 통과시킨다. 섬유들(6)을 스프레잉 장치(1)로부터 떨어져서 마주한 대응 전극(5)의 측에서 스프레이 안개(3)를 통해 통과시킨다. 이때 섬유들(6)을 유체 방울들(4)로 습윤시킨다. 그 다음에 섬유들(6)을 적층하여 하나의 섬유 층(8)을 제조한다. 이와 같은 적층 과정이 이송 벨트(9) 상에서 이루어짐으로써, 결과적으로 섬유 층(8)의 연속적인 제조가 가능해진다.
유체 방울들(4)은 대응 전극(5)과 분할되는 유체 방울(4a) 사이에서 발생하는 전기장에 의하여 전기적으로 (-)로 충전된다. 스프레잉 장치(1)로서는 노즐이 사용된다. 멜트-블로운-방법에 의해서 섬유들(6)을 제조하고 제공한다. 섬유(6)로서는 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 직경을 갖는 마이크로 섬유들이 사용된다. 유체로서는 물이 사용된다. 바람직하게 유체 또는 물은 유체 방울(4a)의 분할 장소에서 제시된 전기장 강도에서 분할되는 유체 방울(4a)의 분극 가능성을 용이하게 하는 전기 전도성을 나타낸다. 이와 같은 전기 전도성은 적합한 첨가물에 의해서, 예컨대 NaCl 또는 탄산 수소 암모늄과 같은 전도성 염에 의해서 변형될 수 있다. 상기 첨가물을 섬유(6) 상에 그대로 남겨두지 않는 것이 바람직하다. 그러나 상기 첨가물은 적합한 분석 값에 의해서 검출될 수 있도록 하기 위하여 바람직하게는 적용 예에 중대한 영향을 미치지 않는 양만큼 섬유들(6) 상에 남을 수 있다.
도 4는 예컨대 (-)로 충전된 유체 방울들(4)이 그 위에 축적되는 섬유(6)를 척도에 맞지 않는 상세도로 보여주고 있다. 유체는 섬유(6) 상에서 증발되고, 유체 방울들(4)의 전기 전하는 섬유(6)의 충전에 영향을 미친다. 멜트-블로운-방법에 의해서 제조된 섬유(6)의 공정 열은 유체를 증발시키기 위해서 이용된다. 섬유들(6)의 제조 재료인 폴리머들에는 전기 충전 가능성을 개선하기 위하여 전하를 제어하기 위한 첨가제가 혼합될 수 있다. 첨가제로서는 예컨대 CIBA 사(社)의 "Chimassorb"가 사용될 수 있다.
도 5는 섬유들(6)이 마주 놓인 두 개의 스프레이 안개(3) 사이를 통과하는 방법의 실시 예를 개략도로 보여주고 있다. 섬유들(6)은 두 개의 스프레이 안개(3) 사이를 통과할 수 있으며, 이 경우 유체 방울들(4)은 분할되는 유체 방울들(4a)과 개별 대응 전극들(5) 사이에서 반대 방향으로 또는 동일한 방향으로 방향 설정된 전기장에 의해서 전기적으로 충전된다.
추가의 일렉트렛 필터 소자는 다음과 같은 방법에 따라서 제조된다:
멜트-블로운-노즐(7)로부터 유출되는 섬유들(6)을 제공한다. 또한, 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)로 이루어진 두 개의 스프레이 안개(3)를 발생시키는 마주 놓인 두 개의 스프레잉 장치(1)를 제공한다. 스프레이 안개들(3)을 스프레이 원뿔로서 형성한다. 섬유들(6)을 원뿔 모양의 스프레이 안개들(3) 사이로 통과시킨다. 개별 스프레잉 장치(1)로부터 떨어져서 마주한 개별 대응 전극(5)의 측에서 섬유들(6)을 스프레이 안개(3)를 통해 통과시킨다. 이때 섬유들(6)을 유체 방울들(4)로 양측에서 습윤시킨다. 그 다음에 섬유들(6)을 적층하여 하나의 섬유 층(8)을 형성한다. 이와 같은 적층 과정이 이송 벨트(9) 상에서 이루어짐으로써, 결과적으로 섬유 층(8)의 연속적인 제조가 가능해진다.
유체 방울들(4)은 대응 전극들(5)과 분할되는 유체 방울들(4a) 사이에서 발생하는 전기장에 의하여 전기적으로 (-)로 충전된다. 스프레잉 장치(1)로서는 노즐이 사용된다. 멜트-블로운-방법에 의해서 섬유들(6)을 제조하고 제공한다. 섬유(6)로서는 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 직경을 갖는 마이크로 섬유들이 사용된다. 유체로서는 물이 사용된다. 바람직하게 유체 또는 물은 유체 방울(4a)의 분할 장소에서 제시된 전기장 강도에서 분할되는 유체 방울(4a)의 분극 가능성을 용이하게 하는 전기 전도성을 나타낸다. 이와 같은 전기 전도성은 적합한 첨가물에 의해서, 예컨대 NaCl 또는 탄산 수소 암모늄과 같은 전도성 염에 의해서 변형될 수 있다. 상기 첨가물을 섬유(6) 상에 그대로 남겨두지 않는 것이 바람직하다. 그러나 상기 첨가물은 적합한 분석 값에 의해서 검출될 수 있도록 하기 위하여 바람직하게는 적용 예에 중대한 영향을 미치지 않는 양만큼 섬유들(6) 상에 남을 수 있다.
본 발명에 따른 이론의 추가의 바람직한 실시 예들 및 개선 예들과 관련해서는 한 편으로는 명세서의 일반적인 부분이 참고로 인용되고, 다른 한 편으로는 특허 청구 범위가 참고로 인용된다.
결론적으로 특별히 언급할 내용은 앞에서 선택된 실시 예들은 단지 본 발명에 따른 이론을 설명하기 위해서만 이용되며, 본 발명이 이와 같은 실시 예들에만 한정되지 않는다는 것이다.

Claims (15)

  1. 일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법으로서,
    섬유들(6)을 제공하는 단계;
    유체용 스프레잉 장치(1)를 제공하는 단계;
    전기적으로 충전된 유체 방울들(4)로 이루어진 스프레이 안개(3)를 생성하는 단계;
    상기 스프레이 안개(3)를 통해 상기 섬유들(6)을 통과시키는 단계;
    상기 유체 방울들(4)로 상기 섬유들(6)을 습윤시키는 단계; 및
    상기 섬유들(6)을 적층하여 하나의 섬유 층(8)을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    분할 유체 방울들(4a)과 대응 전극(5) 사이에서 형성되는 전기장에 의해 상기 유체 방울들(4)이 전기적으로 충전되고,
    상기 스프레이 안개(3)에 포함된 상기 전기적으로 충전된 유체 방울들(4)의 60% 이상이 동일한 극성의 전기 전하를 갖는 상기 스프레이 안개(3)가 생성되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프레이 안개(3)에 포함된 상기 유체 방울들(4)의 전기 전하의 극성이 유체 방울의 크기와는 무관한 상기 스프레이 안개(3)가 생성되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스프레잉 장치(1)로부터 떨어져서 마주한 상기 대응 전극(5)의 측에서 상기 섬유들(6)을 상기 스프레이 안개(3)를 통해 통과시키는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스프레잉 장치(1)로서 노즐(2)이 사용되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    극성이 시간에 따라 변화하는 전기장을 이용하여 상기 유체 방울들(4)이 충전되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    멜트 블로운(Melt Blown) 방법에 의해서 상기 섬유들(6)이 제조되어 제공되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 섬유들(6) 상에서 유체를 증발시키고, 이 경우에 상기 유체 방울들(4)의 전기 전하가 상기 섬유들(6)의 충전에 영향을 미치는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    다수의 섬유 층(8)이 상하로 적층되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 섬유들(6)이 두 개의 스프레이 안개(3) 사이로 통과되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 섬유들(6)이 두 개의 스프레이 안개(3) 사이로 통과되고, 이 경우 상기 유체 방울들(4)은 분할되는 유체 방울들(4a)과 개별 대응 전극들(5) 사이에서 반대 방향으로 또는 동일한 방향으로 방향 설정된 전기장들에 의해서 전기적으로 충전되는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스프레이 안개(3)를 형성하기 위하여 전도성 염이 그 안에 용해되어 있는 유체를 이용하는,
    일렉트렛 필터 소자를 제조하기 위한 방법.
  13. 전기 전하들을 갖는 섬유들(6)로 이루어진 적어도 하나의 섬유 층(8)을 갖는, 제1항 또는 제3항의 방법에 따라 제조되는 일렉트렛 필터 소자로서,
    전기장 안에서 충전된 유체 방울들(4)에 의하여 전기 전하들이 생성되고, 이 경우 상기 유체 방울들(4)은 분할 유체 방울들(4a)과 대응 전극(5) 사이에서 발생하는 전기장에 의하여 전기적으로 충전되는,
    일렉트렛 필터 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 섬유들(6)은 하나의 섬유 층(8) 안에서 동일한 극성의 전하들을 갖는,
    일렉트렛 필터 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 섬유들(6)은 하나의 섬유 층(8) 안에서 상이한 극성의 전하들을 가지고, 이 경우 적어도 하나의 섬유(6)에는 상이한 극성의 다수의 전하가 분포되어 있는,
    일렉트렛 필터 소자.
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