KR101334021B1 - 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법 및 이로부터 제조된 공기필터용 극세 박막 시트 - Google Patents

공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법 및 이로부터 제조된 공기필터용 극세 박막 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 폴리에스테르 저융점사를 연사(撚絲)하여 50 내지 100 μm의 직경을 갖도록 하고; 상기 연사된 폴리에스테르 저융점사를 이용하여 250 내지 400 μm의 위사간격과 250 내지 400 μm의 경사간격을 갖는 망목구조를 제직하고; 그리고 상기 제직된 망목구조를 열처리하여 경사와 위사를 융착시키고 80 내지 140 μm의 두께를 갖는 극세 박막 시트를 제조하는 단계를 포함한다.

Description

공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법 및 이로부터 제조된 공기필터용 극세 박막 시트{Method for Preparing Very Fine Thin Film Sheet for Air Filter and Very Fine Thin Film Sheet for Air Filter Prepared from the Same}
본 발명은 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법 및 이로부터 제조된 공기필터용 극세 박막 시트에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 폴리에스테르 저융점사를 특정 온도에서 열처리하여 융착시킴으로써 별도의 매듭 또는 꼬임 없이 경사와 위사를 고정시키고 마이크로 사이즈의 망목크기와 두께를 갖는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법 및 이로부터 제조된 공기필터용 극세 박막 시트에 관한 것이다.
공기필터는 에어컨, 공기청정기 등에 장착되어 실내의 공기를 정화하거나 여과하는 장치를 말하며, 작동시 공기 중에 존재하는 먼지, 분진, 불쾌한 냄새 등을 제거하는 공기여과기를 말한다. 소면적의 공기필터는 주로 소규모 사업장, 가정용, 휴대용 등에 적용되고 있으며, 대면적의 공기필터는 주로 대형 빌딩, 공장 등의 건물 공조용 및 클린룸용에 적용되고 있다.
한편, 에어컨, 공기청정기 등의 제품은 현재 고객의 니즈에 따라 얇은 디자인으로 설계되고 미세한 먼지까지도 여과할 수 있도록 설계되는 추세이며, 이에 따라 이러한 제품에 적용할 수 있는 아주 얇은 두께와 아주 작은 망목크기(mesh size)를 가지는 공기필터가 요구되고 있는 실정이다.
이러한 요구에 발맞춰 일본 Nittoku사는 2008년부터 고밀도 공기필터를 제작, 판매하고 있으나 그 가격이 너무 고가이고 그 물성도 아직 미흡한 수준이며, 국내에서는 일본 Nittoku사의 제품만을 전량 의존하고 있는 실정이어서, 국내의 독자적인 공기필터용 극세 박막 시트의 제조기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에 따라, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 폴리에스테르 저융점사를 특정 온도에서 열처리하여 융착시킴으로써 별도의 매듭 또는 꼬임 없이 경사와 위사를 고정시키고 마이크로 사이즈의 망목크기와 두께를 갖는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 마이크로 사이즈의 망목크기와 두께를 갖는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 매듭 또는 꼬임 없이 경사와 위사를 고정시키는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법에 의해서 제조된 공기필터용 극세 박막 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공극률, 내마찰성, 인장강도 및 신도가 우수한 공기필터용 극세 박막 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의해서 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 폴리에스테르 저융점사를 연사(撚絲)하여 50 내지 100μm의 직경을 갖도록 하고; 상기 연사된 폴리에스테르 저융점사를 이용하여 250 내지 400 μm의 위사간격과 250 내지 400 μm의 경사간격을 갖는 망목구조를 제직하고; 그리고 상기 제직된 망목구조를 열처리하여 경사와 위사를 융착시키고 80 내지 140 μm의 두께를 갖는 극세 박막 시트를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 폴리에스테르 저융점사는 코어가 레귤러 폴리에스테르 수지이고 시스가 저융점 폴리에스테르 수지인 코어-시스형 폴리에스테르 복합사이며, 섬도가 30 내지 70 데니어이고, 녹는점이 140 내지 160 ℃이다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 열처리 공정은 150 내지 210 ℃에서 30초 내지 1분 30초 동안 진행된다.
본 발명의 일 구체예에서, 텐터(tenter)를 이용하여 상기 열처리 공정을 수행하고 동시에 상기 망목구조의 치수를 고정시킨다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 캘린더(calender)를 이용하여 제조된 극세 박막 시트의 표면을 다듬는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트는 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법에 의해서 제조된다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 공극률은 63 내지 70 %이다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트에 200회의 브러시 마찰을 가하더라도 상기 공기필터용 극세 박막 시트는 망목구조를 유지하며, 상기 공기필터용 극세 박막 시트는 KS K0520에 준하여 측정한 인장강도가 12 내지 30 kgf/m2이고, KS K0520에 준하여 측정한 신도가 10 내지 20 %이다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 마이크로 사이즈의 망목크기와 두께를 갖는 공기필터용 극세 박막 시트를 제조할 수 있고, 별도의 매듭 또는 꼬임 없이 경사와 위사를 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트는 공극률, 내마찰성, 인장강도 및 신도가 우수하다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 폴리에스테르 저융점사를 연사(撚絲)하여 50 내지 100 μm의 직경을 갖도록 하고; 상기 연사된 폴리에스테르 저융점사를 이용하여 250 내지 400 μm의 위사간격과 250 내지 400 μm의 경사간격을 갖는 망목구조를 제직하고; 그리고 상기 제직된 망목구조를 열처리하여 경사와 위사를 융착시키고 80 내지 140 μm의 두께를 갖는 극세 박막 시트를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 폴리에스테르 저융점사는 코어가 레귤러 폴리에스테르 수지이고 시스가 저융점 폴리에스테르 수지인 코어-시스형 폴리에스테르 복합사이다. 상기 레귤러 폴리에스테르 수지의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 등이 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 저융점 폴리에스테르 수지는 상기 레귤러 폴리에스테르보다 녹는점이 낮은 폴리에스테르 수지를 말하며, 녹는점이 140 내지 160 ℃이다. 상기 폴리에스테르 저융점사로서 (주)효성사의 PET SDY 50d/24f를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 저융점사의 섬도는 40 내지 60 데니어, 바람직하게 45 내지 55 데니어, 더 바람직하게 48 내지 52 데니어이다. 본 발명에서 상기 폴리에스테르 저융점사의 녹는점은 140 내지 160 ℃, 바람직하게 145 내지 155 ℃, 더 바람직하게 148 내지 152 ℃이다.
본 발명에서 폴리에스테르 저융점사는 연사(撚絲)되어 50 내지 100 μm, 바람직하게 60 내지 90 μm, 더 바람직하게 65 내지 85 μm의 직경을 갖게 된다. 상기 폴리에스테르 저융점사가 연사되어 상기 범위의 직경을 갖는 경우에, 상기 극세 박막 시트가 일정 수준의 공극률 및 두께를 가지면서도 우수한 내마찰성, 인장강도 및 신도를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 연사된 폴리에스테르 저융점사는 250 내지 400 μm, 바람직하게 270 내지 380 μm, 더 바람직하게 290 내지 360 μm의 위사간격과 250 내지 400 μm, 바람직하게 270 내지 380 μm, 더 바람직하게 290 내지 360 μm의 경사간격을 갖는 망목구조로 제직된다. 상기 연사된 폴리에스테르 저융점사를 망목구조로 제직하기 위해서 정경기와 레이피어 직기(Rapier Loom)를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 제직된 망목구조는 열처리되어 경사와 위사가 서로 융착되며, 다시 말해서 별도의 매듭 또는 꼬임 없이도 경사와 위사가 서로 고정되며, 이를 통해서 80 내지 140 μm, 바람직하게 90 내지 130 μm, 더 바람직하게 95 내지 125 μm의 두께를 갖는 극세 박막 시트가 제조된다. 이로써, 상기 극세 박막 시트는 아주 얇은 두께의 공기필터에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 열처리 공정은 150 내지 210 ℃에서 30초 내지 1분 30초 동안, 바람직하게 160 내지 200 ℃에서 45초 내지 1분 15초 동안, 더 바람직하게 170 내지 190 ℃에서 50초 내지 1분 10초 동안 진행된다. 상기 열처리 공정이 상기 범위 내에서 진행되는 경우에, 서로 교차하고 있고 맞닿아 있는 경사와 위사의 바깥쪽 부분이 어느 정도 녹아 서로 효과적으로 융착될 수 있으며, 동시에 이를 통해 제조된 극세 박막 시트가 우수한 내마찰성, 인장강도 및 신도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 텐터(tenter)를 이용하여 상기 열처리 공정을 수행하고 동시에 상기 망목구조의 치수를 고정시킨다. 또한, 본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법은 캘린더(calender)를 이용하여 제조된 극세 박막 시트의 표면을 다듬는 단계를 더 포함하며, 이 경우에 상기 극세 박막 시트 표면의 평활도가 더 우수해질 수 있다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트는 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법에 의해서 제조된다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 공극률은 60 내지 70 %, 바람직하게 63-69 %이다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트에 200회의 브러시 마찰을 가하더라도 상기 공기필터용 극세 박막 시트는 망목구조를 유지하며, 상기 공기필터용 극세 박막 시트는 KS K0520에 준하여 측정한 인장강도가 12 내지 30 kgf/m2이고, KS K0520에 준하여 측정한 신도가 10 내지 20 %이다.
본 발명에 따른 공기필터용 극세 박막 시트는 에어컨, 공기 청정기, 청소기 등의 가정용 제품뿐만 아니라 산업용 제품에도 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 구체화될 것이나, 하기의 실시에는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 사용될 뿐이며 본 발명의 보호범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예
상기 폴리에스테르 저융점사로서, 150 ℃의 녹는점을 갖고, 50 데니어의 섬도를 갖고, PET 레귤러 칩의 코어와 PET 저융점 칩의 시스로 이루어지는 복합사인 (주)효성사의 PET SDY 50d/24f를 사용하였다. 상기 폴리에스테르 저융점사를 연사하여 70 μm의 직경을 갖도록 하였다. 정경기와 레이피어 직기를 이용하여 경사간격이 300 μm이고 위사간격이 300 μm인 망목구조의 평직물을 제직하였다. 텐터를 이용하여 180 ℃에서 1분 동안 상기 망목구조의 평직물을 열처리하고 상기 망목구조의 치수를 고정시켰다.
비교실시예
물성을 비교하기 위해서 일본 Nittoku사의 고밀도 공기필터(제품명: PET 극세 박막 시트)를 사용하였으며, 상기 실시예에서 제조된 극세 박막 시트와 일본 Nittoku사의 고밀도 공기필터의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
구 분 실시예 비교실시예 시험방법 (단위)
원사직경 70 68.8 (μm)
경사간격 300 309.2 (μm)
위사간격 300 287.9 (μm)
공극률 66 66 KS F2126 (%)
내마찰성 브러시로 200회 문질렀을 때 형태가 유지되는지 여부
인장강도 15 12 KS K0520 (kgf/m2)
신도 13 10 KS K0520 (%)
두께 80 80 KS K506 (μm)
상기 표 1을 보면, 실시예에 따른 극세 박막 시트는 비교실시예에 따른 고밀도 공기필터와 동일한 수준의 공극률 및 두께를 가짐을 알 수 있으며, 실시예에 따른 극세 박막 시트는 비교실시예에 따른 고밀도 공기필터에 비해 인장강도와 신도가 더 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리에스테르 저융점사를 연사(撚絲)하여 50 내지 100 μm의 직경을 갖도록 하고;
    상기 연사된 폴리에스테르 저융점사를 이용하여 250 내지 400 μm의 위사간격과 250 내지 400 μm의 경사간격을 갖는 망목구조를 제직하고; 그리고
    상기 제직된 망목구조를 열처리하여 경사와 위사를 융착시키고 80 내지 140 μm의 두께를 갖는 극세 박막 시트를 제조하는;
    단계를 포함하고, 상기 열처리 공정이 150 내지 210 ℃에서 30초 내지 1분 30초 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 저융점사는 코어가 레귤러 폴리에스테르 수지이고 시스가 저융점 폴리에스테르 수지인 코어-시스형 폴리에스테르 복합사이며, 섬도가 30 내지 70 데니어이고, 녹는점이 140 내지 160 ℃인 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 텐터(tenter)를 이용하여 상기 열처리 공정을 수행하고 동시에 상기 망목구조의 치수를 고정시키는 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 캘린더(calender)를 이용하여 제조된 극세 박막 시트의 표면을 다듬는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트의 제조방법.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해서 제조된 공기필터용 극세 박막 시트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트의 공극률이 63 내지 70 %인 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트.
  8. 제6항에 있어서, 상기 공기필터용 극세 박막 시트에 200회의 브러시 마찰을 가하더라도 상기 공기필터용 극세 박막 시트가 망목구조를 유지하며, 상기 공기필터용 극세 박막 시트는 KS K0520에 준하여 측정한 인장강도가 12 내지 30 kgf/m2이고, KS K0520에 준하여 측정한 신도가 10 내지 20 %인 것을 특징으로 하는 공기필터용 극세 박막 시트.
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