KR101720109B1 - 습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재 및 그 제조방법 - Google Patents

습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재 및 그 제조방법 Download PDF

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홍진모
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 중량이 5 내지 40gsm이고, 섬경이 1 내지 3μm인 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포 층; 및 상기 멜트블로운 부직포 층 상에 위치하되, 중량이 40 내지 100gsm이고, 섬경이 0.1 내지 2μm인 유리섬유를 5 내지 30 wt% 포함하는 습식부직포 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재에 관한 것으로, 습식부직포 층의 접합으로 반복적인 사용에도 불구하고, 제집 효율이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재를 제공한다.

Description

습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재 및 그 제조방법 {FILTER MEDIA CONSISTING OF THE WET NON-WOVEN FABRIC AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 유리섬유를 포함하는 습식 부직포와 멜트블로운 부직포를 접합하여 제조한 복합 필터 여재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터 여재의 최적 크기의 통기공을 가지면서 먼지 포집 효율의 감소를 억제하는 복합 필터 여재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
내연기관, 가스터빈, 공기청정기, 에어컨 등의 다양한 기기에서 공기 중에 함유된 각종 이물질을 여과하여 제거할 목적으로 공기정화기가 설치되어 있으며, 이러한 공기정화기에는 여과 매체로서 다양한 종류의 필터 여재가 장착된다. 상기와 같이 공기정화기에 장착되는 필터 여재는, 기기 작동을 위하여 공급되는 공기 중에 함유된 각종 이물질을 여과함으로써, 상기 기기의 정상적인 작동을 보장하고 기기 수명을 연장 시키는 역할을 수행한다. 따라서, 이러한 필터 여재는 이물질을 효과적으로 포집하는 높은 여과효율 및 장기간의 여과수명을 동시에 지녀야 한다. 하지만, 실제로 공기 중의 각종 이물질을 포집하기 위해서는 필터 여재의 통기공을 미세하게 형성하여야 하는데, 그렇게 되면 통기공이 조기에 폐쇄되어 필터 여재의 여과수명이 단축된다.
이와 반대로, 필터 여재의 통기공을 크게 형성하게 되면 여과수명이 연장되는 대신, 상기 통기공을 통하여 미세한 이물질이 빠져나가게 되므로 필터 여재의 여과효율이 대폭 저하된다.
상기 에어필터 여재로서 여과지 또는 부직포가 주로 사용된다. 특히, 에어필터용 여과지로서 멜트블로운 부직포가 일반적으로 사용되는데 멜 트블로운(melt-blown) 부직포란 일반적으로 열가소성 수지를 압출한 후 고속으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 극세섬유가 수집체에 적층되는 자기결함형 부직포이다.
이러한 멜트블로운 부직포는 효율을 최대화하기 위해 절곡(Pleating)하여 사용하는데, 멜트블로운 부직포는 유연한 특성으로 인하여 절곡 후의 형태안정성이 불량하게 된다. 즉, 절곡 후 절곡 가공 형태를 유지하지 못하고 원래 형태로 복귀해 버리는 경향이 강하다. 이에 따라 공기와 필터의 접촉능력이 떨어지면서 필터효율이 떨어지고, 압력손실이 커지는 문제점이 발생한다.
따라서, 멜트블로운 부직포에 형태유지성능을 부여하기 위하여 스펀본드 부직포를 적층하는 것이 일반적이다.
스펀본드 부직포와 라미네이팅한 멜트블로운 부직포를 라미네이팅한 필터 여재는 형태가 일정하게 유지되고, 여과 효율이 우수한 편이나, 정전력의 감소에 따른 효율이 빠르게 하락하여 사용주기가 길지 않아, 교체를 자주 진행해야 하는 점에서 비경제적이라는 문제점이 있다.
특허문헌 1은, 멜트블로운 부직포 및 스펀본드 및 그 필터에 관한 것으로서, 필터를 지지할 수 있는 형태의 안정성이 떨어질 수 있다.
또한, 멜트블로운 부직포와 접합되는 필터 여재용 부직포로서 스펀본드 부직포를 사용하게 되면, 여과 효율을 높이기 위해서, 필터 여재의 통기공이 미세하게 형성되는 것이 일반적인데, 필터 여재의 통기공의 크기가 작을 수록, 주기적 사용에 따른 필터 여재의 여과 수명이 짧다.
따라서, 이물질은 효과적으로 포집하면서도, 장기간의 여과수명을 동시에 지닌 공기정화용 필터 여재에 대한 연구가 다양한 분야에서 진행 중이다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제1992-0006104호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 멜트블로운 부직포에 유리섬유를 포함하는 습식 부직포를 접합하여, 형태유지성이 높으면서도 일정한 여과효율을 유지하여 여과수명이 긴 필터 여재 및 그의 제조방법을 제공하는 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 중량이 5 내지 40gsm이고, 섬경이 1 내지 3μm인 멜트블로운 부직포 층; 상기 멜트블로운 부직포 층 상에 위치하되, 중량이 40 내지 100gsm이고, 섬경이 0.1 내지 2μm인 유리섬유를 5 내지 30 wt% 포함하는 습식부직포 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 습식부직포 층은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아크릴, 또는 나일론 섬유 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 습식부직포 층은, 저융점 섬유 및 점착부여 수지 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 습식부직포 층은 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 30 내 지 80%인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 90%이상 99.99%이하이고, 아이소프로필알코올(IPA)을 처리한 후의 여과효율은 50 내지 95%인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, (a) 유리섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 저융점 섬유를 절단하여 각각의 섬유 촙들을 제조하는 단계; (b) 상기 각각의 섬유 촙들을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계; (c) 상기 제1배합물을 고해하여 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리를 습식 적층(wet laid)시켜 시트를 형성시키는 단계; (d) 상기 시트를 압착하여 습식부직포를 형성시키는 단계; 및 (e) 멜트블로운 부직포의 일 표면에 상기 습식부직포를 접합하는 단계를 포함하고, 멜트블로운 부직포의 중량은 5 내지 40gsm이고, 습식부직포의 중량은 40 내지 100gsm인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서, 상기 슬러리에 분산제, 소포제, 및 증점제 중 적어도 어느 하나 이상을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서, 상기 접합방법은 핫멜트 접착, 초음파 접착, 및 케미컬 접착 중 어느 하나 이상의 방법에 의하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 복합 필터 여재는 멜트블로운 부직포 및 유리섬유를 포함하는 습식 부직포로 구성된 것으로서, 최적의 여과 통기공 크기를 조정하여 높은 여과효율 및 장기간의 여과수명을 동시에 지니고 있으므로 내연기관, 가스터빈, 공기청정기, 에어컨 등의 다양한 기기에서 공기정화에 효과적으로 사용될 수 있는 효과를 지니고 있다고 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 발명의 일 실시 예에 따른 복합 필터 여재의 단면도이다.
도 2는 발명의 일 실시 예에 따른 습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재에 대한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 복합 필터 여재의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 중량이 5 내지 40gsm이고, 섬경이 1 내지 3μm인 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포 층; 및 상기 멜트블로운 부직포 층 상에 위치하되, 중량이 40 내지 100gsm이고, 섬경이 0.1 내지 2μm인 유리섬유를 5 내지 30 wt% 포함하는 습식부직포 층(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재를 제공한다.
특히, 상기 멜트블로운 부직포 층은 공기 유출부(flow out)에 위치하고, 상기 습식부직포 층은 공기 유입부(flow in)에 위치하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
본 발명에 있어서, 공기 흐름은 상기 공기 유입부(flow in)를 통하여 여과된 후, 여과된 공기가 공기 유출부(flow out)로 흐르는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 섬경이란 섬유의 직경을 의미한다.
이때, 상기 멜트블로운 부직포의 중량이 5gsm미만인 경우, 멜트블로운 섬경을 제조하고자 하는 범위 내로 제작할 수 없다는 한계가 있고, 40gsm을 초과하는 경우, 멜트블로운 부직포의 압력손실이 급격하게 커지는 단점이 존재한다.
나아가, 40gsm을 초과하는 경우에는 상기 복합 필터 여재의 제조 단가 또한 상승하는 측면에서, 멜트블로운 부직포의 중량은 5 내지 40gsm이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 멜트블로운 부직포 층은 섬경이 0.5 내지 3μm인 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 복합 필터 여재일 수 있다.
나아가, 상기 습식부직포 층은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아크릴, 또는 나일론 섬유 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
본 발명의 습식 부직포의 구성요소인 섬유는 상기 기재된 섬유 이외의 다양한 종류의 섬유를 추가할 수 있다. 예컨대, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리부틸렌 섬유, 테레프탈레이트 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리부텐 섬유, 폴리락트산 섬유, 폴리비닐알콜 섬유, 폴리페틸렌 설파이드 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리이미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 천연 섬유 또는 이들의 혼합 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 적용될 수 있다.
특히, 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리글리콜리드(PGA), 폴리락트산(PLA), 폴리카프롤락톤 (PCL), 폴리히드록시알카노에이트(PHA), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리에틸렌 아디페이트(PEA), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 폴리(3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레르에이트(PHBV), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 벡트란(Vectran)을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 습식부직포 층은, 저융점 섬유 및 점착부여 수지 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
상기 저융점 섬유는 융점이 100 내지 180℃인 섬유를 의미하는 것으로, 상기 저융점 섬유를 상기 습식 부직포 층에 더 포함하는 것은 상기 습식 부직포 내의 섬유 간 결합력 강화를 위함이다.
상기 저융점 섬유는 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 저융점 폴리프로필렌, 저융점 폴리에틸렌, 및 100내지 180℃의 융점을 가지는 섬유 중 어느 하나 이상을 의미할 수 있다..
나아가, 상기 점착부여 수지는 상기 습식부직포 내의 점착도를 높여 상기 습식부직포의 인장 강도, 인열강도, 파열강도, 마찰강도 및 마모강도를 증대시키기 위한 수지이다.
궁극적으로 상기 점착부여 수지는 상기 습식부직포 층의 내구성을 증대시키기 위하여 추가되는 것으로, 아크릴 수지, PVAC 수지, 페놀 수지, 및 노블락 수지를 포함하며, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 습식부직포 층은 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 30 내지 80%일 수 있다.
나아가, 복합 필터 여재는 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 90%이상 99.99%이하이고, 정전 후 여과효율을 확인하기 위하여 아이소프로필알코올(IPA)을 처리한 후의 여과효율은 50 내지 95%일 수 있다.
도 2는 발명의 일 실시 예에 따른 습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재의 제조방법의 순서도를 나타낸 것이다. 일 실시 예로서, (S100) 유리섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 저융점 섬유를 절단하여 각각의 섬유 촙들을 제조하는 단계; (S200) 상기 각각의 섬유 촙들을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계; (S300) 상기 제1배합물을 고해하여 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리를 습식 적층(wet laid)시켜 시트를 형성시키는 단계; (S400) 상기 시트를 압착하여 습식부직포를 형성시키는 단계; 및 (S500) 멜트블로운 부직포의 일 표면에 상기 습식부직포를 접합하는 단계를 포함하고, 멜트블로운 부직포의 중량은 40 내지 100gsm이고, 습식부직포의 중량은 5 내지 40gsm인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법일 수 있다.
'촙(chop)'이란, '단섬유'로도 불리는 것으로 섬유를 일정 길이로 절단한 형태의 섬유를 촙 파이버 또는 간단히 촙이라고 정의한다.
이때, 상기 유리 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 저융점 섬유의 각각 섬유촙들의 길이는 1 내지 300mm이고, 직경은 각각 0.01 내지 5De 일 수 있다.
De(Denier)는 섬경(섬도)을 뜻하는 섬유의 굵기를 표시하는 단위로서, 1데니어는 원사1g으로 9000m의 실을 만들었을 때의 굵기를 의미한다.
본 발명에서 '고해'란 섬유를 해리, 분산시킴과 동시에 균일하게 슬러리를 형성하는 과정을 의미한다.
본 발명에서의 슬러리란, 물 속에 섬유의 촙들이 물 속에서 물리적으로 분산된 고농도의 현탁액을 의미한다.
본 발명에서의 '웹(web)'이란, 슬러리 형태로 형성되는 수중 상에 부유하는 촙의 집단을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 슬러리에 분산제, 소포제 및 증점제 중 적어도 어느 하나 이상을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법일 수 있다.
도 2에 따르면,
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 유리섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 저융점 섬유를 절단하여 각각의 섬유 촙들을 제조한다(S100).
본 발명의 습식 부직포의 구성요소인 섬유 촙은 다양한 종류의 섬유의 촙을 추가할 수 있으며, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리부틸렌 섬유, 테레프탈레이트 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리부텐 섬유, 폴리락트산 섬유, 폴리비닐알콜 섬유, 폴리페틸렌 설파이드 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 폴리에스테르 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리이미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 천연 섬유 또는 이들의 혼합 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 섬유에 적용될 수 있다.
특히, 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리글리콜리드(PGA), 폴리락트산(PLA), 폴리카프롤락톤 (PCL), 폴리히드록시알카노에이트(PHA), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리에틸렌 아디페이트(PEA), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 폴리(3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레르에이트(PHBV), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 벡트란(Vectran)을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
섬유 촙들을 제조한 다음, 상기 각각의 섬유 촙들을 배합하여 제1배합물을 제조한다(S200).
상기 유리섬유 촙, 폴리에틸렌테레프탈레이트 촙, 및 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트 촙을 배합하여 제1배합물을 제조한다(S200). 이때, 상기 유리섬유 촙, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 촙, 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트 촙의 길이는 1 내지 300mm이고, 직경은 0.01 내지 5De일 수 있다. 이때, 상기 유리섬유 촙 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 촙은 5 내지 50wt%, 저융점 섬유 촙은 40 내지 60wt%인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재일 수 있다.
구 분 유리 섬유 PET 3D LM PET 1.1D PET 1.4D PET 0.4D
배합비 1 13 37 50 - -
배합비 2 12 38 50 - -
배합비 3 15 35 50 - -
배합비 4 20 25 40 15 -
배합비 5 13 22 50 - 15
배합비 6 10 20 40 - 30
배합비 7 13 15 45 - 27
(PET: 폴리에틸렌 테레프탈레이트, LM PET: 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트)
(De: Denier)
표 1은 섬유 배합비에 따른 유리 섬유 습식 부직포의 구성에 대해 나타낸 것이다.
구 분 배합비 1 배합비 2 배합비 3 배합비 4 배합비 5 배합비 6 배합비 7
차압(mmAq) 4.0 3.0 6.6 17.7 3.0 2.7 5.2
여과효율(%) 63 58 77 66.9 41.4 42.8 76.4
표 2는 상기 표1의 배합비에 따른 여과효율에 대해 나타낸 것이다.
Wet- laid(중량) 차압(mmAq) 여과 효율(%)
60g/m2 4.0 63
70 g/m2 5.0 68
78 g/m2 7.5 72
표 3의 경우, '배합비1'(유리 섬유 13%, PET 3D 37%, LM PET 1.1D 50%)에 대하여 중량만 다르게 하여, 여과효율을 분석한 것이다.
구 분 차압(mmAq) 여과 효율(%) 평량(gsm)
MB((멜트블로운 부직포) 1.0 97 10
MB + Wet-laid 1. 3.3 98 66
MB + Wet-laid 2. 3.6 98.5 70
MB + Wet-laid 3. 4.3 99 76
표 4의 경우, '배합비'를 1 내지 3의 종류로 하여 습식부직포를 제조한 후, 멜트블로운 부직포 자체와 습식부직포와 멜트블로운 부직포를 결합한 복합 필터 여재와의 여과 효율에 대하여 분석한 것이다. 단순 멜트블로운 부직포를 사용하는 것보다 습식부직포를 접착한 복합 필터 여재의 여과효율이 높게 측정됨을 알 수 있다.
구 분 차압(mmAq) 여과 효율(%) 평량(gsm) 제전 후 여과 효율(%)
MB 1.0 97 10 20
MB + Wet-laid 1. 3.3 98 66 54.3
MB + Wet-laid 2. 3.6 98.5 70 56
MB + Wet-laid 3. 4.3 99 76 72
표 5의 경우, IPA(아이소프로필 알코올) 제전방법을 통해 1차 여과 후 정전력을 제거한 뒤 여과효율에 대해 비교 및 분석한 것이다. 제전처리를 한 경우, 멜트블로운 부직포 자체는 여과효율이 급격하게 감소하여, 필터 여재로서의 수명 주기가 짧음을 확인할 수 있다.
그러나 습식 부직포를 접착한 복합 필터 여재의 경우에는 기존의 멜트블로운 부직포와 달리 제전 후에도 배합비에 따른 차이만 있을 뿐, 여전히 일정 수준 이상의 여과 효율을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
상기 제1 배합물을 고해하여 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리를 습식 적층(wet laid)시켜 시트를 형성한다. 이때, 상기 시트를 압착하여 직물을 형성시키는 단계, 상기 직물의 일 표면에 멜트블로운 부직포를 접합하는 단계로 구성될 수 있다(S300).
S300 단계에서의 습식 적층 방법은, 상기 슬러리를 좌우 진동을 이용하여 수면에 떠오르게 하여 웹(web)을 형성시키는 제1단계, 상기 웹을 걷어내어 건조시켜 시트를 제조하는 제2단계; 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 여재 제조 방법을 제공한다.
이때, 분산제, 소포제 및 증점제 중 적어도 어느 하나 이상을 더 첨가할 수 있다.
상기 습식 적층 과정을 거친 후 제조된 상기 시트를 압착하여 습식 부직포를 형성시킨다(S400).
멜트블로운 부직포의 일 표면에 상기 습식부직포를 접합하여 필터 여재를 제조한다(S500).
상기와 같은 멜트블로운 부직포와 유리섬유로 구성된 습식 부직포의 접합은 핫멜트 접착, 초음파 접착, 케미컬 접착, 니들펀칭 후 열처리 공정 등과 같은 기 공지된 접합 방법에 의하여 실시하며, 필요시에는 상기 접합 방법을 혼용하여 필터 여재를 구성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 복합 필터 여재
11: 습식 부직포
12: 멜트 블로운 부직포

Claims (8)

  1. 중량이 5 내지 40gsm이고, 섬경이 1 내지 3μm인 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포 층; 및
    상기 멜트블로운 부직포 층 상에 위치하되, 중량이 40 내지 100gsm이고, 섬경이 0.1 내지 2μm인 유리섬유를 5 내지 30 wt% 포함하는 습식부직포 층;을 포함하며,
    상기 멜트블로운 부직포 층은 공기 유출부(flow out)에 위치하고, 상기 습식부직포 층은 공기 유입부(flow in)에 위치하며, 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 90%이상 99.99%이하이고, 1차적으로 여과를 수행한 뒤 아이소프로필알코올(IPA)을 처리하여 정전력을 제거한 후의 여과효율은 50 내지 95%이고,
    상기 습식부직포층은 섬유 간 결합력을 강화시킬 수 있는 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 점착부여 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 습식부직포 층은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아크릴, 또는 나일론 섬유 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 습식부직포 층은 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 30 내지 80%인 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재.
  5. 삭제
  6. (a) 유리섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 및 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 절단하여 각각의 섬유 촙들을 제조하는 단계;
    (b) 상기 각각의 섬유 촙들을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계;
    (c) 상기 제1배합물을 고해하여 슬러리를 형성하고, 상기 슬러리를 습식 적층(wet laid)시켜 시트를 형성시키는 단계;
    (d) 상기 시트를 압착하여 습식부직포를 형성시키는 단계; 및
    (e) 멜트블로운 부직포의 일 표면에 상기 습식부직포를 접합하는 단계;
    를 포함하고, 멜트블로운 부직포의 중량은 5내지 40gsm이고, 습식부직포의 중량은 40 내지 100gsm이며,
    상기 멜트블로운 부직포는 공기 유출부(flow out)에 위치하고, 상기 습식부직포는 공기 유입부(flow in)에 위치하며, 0.1 내지 0.5 mm 직경의 미립자의 포집 효율이 90%이상 99.99%이하이고, 1차적으로 여과를 수행한 뒤 아이소프로필알코올(IPA)을 처리하여 정전력을 제거한 후의 여과효율은 50 내지 95%이고,
    상기 습식부직포는 섬유 간 결합력을 강화시킬 수 있는 점착부여 수지를 더 포함하며,
    유리섬유를 포함하는 습식부직포 층의 접합으로 반복적인 사용에도 불구하고 멜트블로운 부직포 층의 형태유지성이 높으면서도 일정한 여과효율을 유지하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계에 있어서, 상기 슬러리에 분산제, 소포제, 및 증점제 중 적어도 어느 하나 이상을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (e) 단계에 있어서, 상기 접합방법은 핫멜트 접착, 초음파 접착, 및 케미컬 접착 중 어느 하나 이상의 방법에 의하는 것을 특징으로 하는 복합 필터 여재 제조방법.
KR1020160075888A 2016-06-17 2016-06-17 습식 부직포를 포함하는 복합 필터 여재 및 그 제조방법 KR101720109B1 (ko)

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