KR101919239B1

KR101919239B1 - 일체형 필터 제조용 다층구조의 습식복합부직포 제조장치

Info

Publication number: KR101919239B1
Application number: KR1020170072298A
Authority: KR
Inventors: 최정락; 복진선; 한재성; 장명진; 심상웅
Original assignee: 한국섬유개발연구원
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-11-15

Abstract

본 발명은 필터여재용으로 사용이 가능한 일체형 필터 제조용 다층구조의 습식복합부직포 제조장치에 관한 것으로, 기재 시트(6)를 공급하는 제1공급롤러(45)와, 복수의 섬유분산액을 상기 기재 시트(6)상에 공급하여 다층 습식웹(5)을 형성하는 섬유분산액공급부와, 표재 시트를 공급하는 제2공급롤러(46)와, 건조부(50) 및 권취롤러(60)를 포함하는 다층구조의 습식복합부직포의 제조장치에 관한 것이다.

Description

일체형 필터 제조용 다층구조의 습식복합부직포 제조장치{Multi-Layer Wet-Laid Non Woven Fabric Manufacturing Apparatus}

본 발명은 에어필터 등에 사용될 수 있는 필터여재용 다층구조의 습식복합부직포의 제조장치에 관한 것으로, 여과 효율 및 가스제거율이 우수한 필터여재용 다층 습식웹과 이종의 부직포를 별도의 결합공정없이 결합한 다층구조의 습식복합부직포를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

실내 공기에는 박테리아, 곰팡이, 바이러스와 같은 다양한 미생물이 부유하고 있으며, 이러한 부유 미생물은 공기 감염 및 환경성 질병을 유발하여 건강에 나쁜 영향을 미친다. 이와 같은 실내 부유 미생물은 1차적으로 먼지를 제거하는 필터에 의해 여과될 수 있지만, 미생물이 지닌 생명성으로 인해 여재 표면에서 증식하여 다시 실내로 유입되는 문제가 상존한다. 이러한 문제에 대응하기 위해 최근에는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 이산화티탄(TiO₂)와 같은 무기계 항균제 또는 카데킨, 키토산, 피톤치드, 은행잎 추출물, 허브 추출물, 솔잎 추출물, 단풍잎 추출물 등과 같은 유기계 항균제를 필터의 여재표면에 도포하여 미생물의 증식을 방지하는 기술이 제시되고 있다. 그러나, 이와 같은 기술들 대부분은 무기계 또는 유기계 항균제를 액상으로 만든 후 필터 여재를 그 속에 담갔다가 꺼내는 과정을 통해 필터 여재 표면에 항균 물질을 도포하는 방식을 택함에 따라, 많은 양의 항균제가 필요하며 항균 물질이 필터 여재 표면에 불균일하게 부착되는 문제점 및 건조 공정이 추가적으로 요구되는 단점을 가지고 있다.

습식 부직포는 종이제조공정을 일부 개조하여 제조한 부직포로서, 소정의 메쉬의 형상이 와이어 벨트 위에 원료 섬유와 물을 함께 공급하여 섬유 웹을 형성하고, 탈수공정을 거쳐 건조하여 습식 부직포를 제조하게 된다. 습식 부직포는 기존 건식 부직포에 비해 박막의 기공분포 균제도가 높은 장점이 있어, 최근 분리막, 필터 여재 등 다양한 제품 개발에 응용되고 있다. 그런데 상기 습식부직포를 아용하여 ?터여재를 제조하면 형태안정성이 불량하고, 이에 따라 공기와 필터의 접촉능력이 떨어지면서 필터효율이 떨어지고, 압력손실이 커지는 문제점이 발생한다.

따라서, 습식부직포에 형태유지성능을 부여하기 위하여 상기 습식부직포에 멜트블로운(meltblown) 부직포 또는 스펀본드(spunbond) 부직포 등을 접착 또는 결합하는 것이 일반적이다. 상기와 같이 습식부직포와 스펀본드 부직포 등을 접착 또는 적층하여 제조한 필터 여재는 형태가 일정하게 유지되고, 이에 따라 여과 효율이 우수하다.

그러나 상기와 같이 습식부직포에 이종의 부직포를 접착 또는 결합하여 제조되는 필터여재는 정전력 감소에 따른 여과 효율이 빠르게 하락하여 사용주기가 길지 않다. 따라서 필터를 자주 교체해야 하며, 또한 습식부직포와 이종의 부직포를 결합하기 위한 별도의 공정이 추가로 필요하다는 점에서 비경제적이라는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 제10-1720109호(2017. 03. 27.)에는 중량이 40 내지 100 gsm이고, 섬경이 0.1 내지 2 μm인 유리섬유를 5 내지 30 wt% 포함하는 습식부직포 층과, 중량이 5 내지 40 gsm이고, 섬경이 1 내지 3 μm인 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포 층을 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 점착부여수지를 통해 접합하여 제조한 복합 필터 여재가 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술은 멜트블로운 부직포와 유리섬유를 포함하는 습식부직포를 각각 제작하여 접착하여야 하므로, 별도의 접착공정이 필요하며, 또한 상기 멜트블로운 부직포층과 습식부직포층을 결합하기 위한 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 접착 수단 및 추가의 접착공정이 필요하다는 단점이 있다.

또한 대한민국등록특허 제10-1358103호(2014년 2월 5일 공고)에는 상호 접촉하는 메인 롤러와 보조 롤러를 포함하되, 상기 메인 롤러는 스틸 재질이되 외측면은 테프론 코팅되고, 상기 보조 롤러(A)는 실리콘 재질이되 외측면은 알티브이(RTV) 코팅되며, 상기 메인 롤러는 상호 접촉하는 제1메인 롤러 및 제2메인 롤러를 포함하고, 상기 보조 롤러는 상기 제1메인 롤러 주위에 원주 방향으로 일정 간격 이격 되어 설치되는 제1보조 롤러, 제2보조 롤러 그리고 제3보조 롤러와, 상기 제2메인 롤러 주위에 설치되는 제4보조 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 방식의 부직포 생산 장치가 개시되어 있다. 그러나 이는 다층구조의 부직포를 적층하기 위해 핫 멜트 부직포를 사용해야 하며, 또한 상기 핫 멜트 부직포의 접착공정이 추가로 필요하다. 그리고 필터로 사용시 높은 차압이 걸리며, 그 용도가 가습기용 부직포로 제한되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 접착 또는 결합공정없이 습식부직포 제조공정에서 다층구조로 형성된 습식복합부직포를 제조하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다. 즉, 습식 공정에 의해 제조된 다층 습식웹과, 이종의 부직포가 별도의 접착 또는 결합공정없이 장치내에서 일체로 결합된 다층구조의 습식복합부직포를 제조할 수 있으며, 또한 상기 다층구조의 습식복합부직포의 평량을 조절하여 차압이 적게 걸리게 하고, 여과 효율 및 가스제거 효율이 우수한 필터여재를 제조하기 위한 다층구조의 습식복합부직포를 제조하기 위한 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 다층구조의 습식복합부직포 제조장치는 섬유분산액을 수용하는 복수의 저장탱크(10); 상기 복수의 저장탱크(10)로부터 섬유분산액을 기재 시트(6) 상에 공급하여 다층 습식웹을 형성하는 섬유분산액공급부(80); 상기 다층 습식웹(5)을 탈수시키도록 네트(Net) 구조로 이루어지는 회전이송벨트(40)와; 상기 회전이송벨트(40) 상에 기재 시트(6)를 공급하는 제1공급롤러(45)와; 상기 회전이송벨트(40) 상에서 탈수가 이루어진 다층 습식웹 상에 표재 시트(7, 8)를 공급하는 제2공급롤러(46); 상기 기재 시트(6)를 포함하는 다층 습식웹(5) 및 표재 시트(7, 8)가 적층된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 건조하는 건조부; 건조된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 권취하는 권취롤러(60); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 섬유분산액공급부(80)는 섬유분산액을 수용하는 복수의 저장탱크(10);와, 상기 복수의 저장탱크(10)로부터 공급되는 섬유분산액을 탈포하여 공급하는 복수의 분배기(20);와, 상기 복수의 분배기(20)로부터 공급되는 섬유분산액을 기재 시트(6)상에 순차적으로 공급하여 다층 습식웹(5)을 형성하는 공급헤드(30);와, 상기 복수의 분배기(20)와 공급헤드(30)를 연결하는 공급 파이프(21);로 구성되는 것이 바람직하며, 또한 상기 공급헤드(30)는 복수개의 공급헤드부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치에 의하면 여과 효율 및 가스제거 효율이 우수한 필터여재용 다층 습식웹과 이종의 부직포를 별도의 접착 또는 결합공정없이 적층된 다층구조의 습식복합부직포(9)의 제조가 가능하다. 또한 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치에 의하면 다층구조의 습식복합부직포(9)의 평량을 조절하여 차압을 적게 걸리게 하고, 여과 효율 및 가스제거 효율이 우수한 자동차용 캐빈에어필터, Medium, HEPA, ULPA 급 에어필터 등 다양한 용도의 전개가 가능한 필터여재용 다층구조의 습식복합부직포(9)를 제조할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 다층구조의 습식복합부직포 제조장치를 도시하는 모식도들이며,
도 4는 본 발명에 따른 다층구조의 습식복합부직포의 구성을 도시하는 모식도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다층구조의 습식복합부직포 제조장치는 공급되는 섬유분산액을 탈수시킬 수 있도록 네트(Net) 구조로 이루어지는 회전이송벨트(40)와, 상기 회전이송벨트(40) 상에 기재 시트(6)를 공급하는 제1공급롤러(45)와, 상기 기재 시트(6)의 상부로 복수의 섬유분산액을 공급하여 다층 습식웹(5)을 형성하는 섬유분산액공급부(80)와, 상기 회전이송벨트(40) 상에서 탈수가 이루어진 다층 습식웹(5) 상에 표재 시트(7,8)를 공급하는 복수의 제2공급롤러(46)와, 상기 기재 시트(6)를 포함하는 다층 습식웹(5) 및 표재 시트(7,8)가 순차적으로 적층된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 건조하는 건조부(50)와, 상기 건조된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 권취하는 권취롤러(60) 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 회전이송벨트(40)는 섬유분산액의 탈수가 이루어질 수 있도록 와이어로 이루어지는 네트Net) 구조로 이루어지며, 도 3에 도시된 바와 같이 회전이송벨트(40)의 하부에는 공급된 섬유분산액으로부터 수분을 제거하는 감압탈수부(41)가 설치되는 것을 예시할 수 있다. 그리고 상기 회전이송벨트(40) 상에는 상기 기재 시트(6)와, 복수의 섬유분산액이 적층된 다층 습식웹(5)이 형성되고 감압탈수부(41)를 통해 탈수가 진행되면서 이송된다.

본 발명에서 상기 다층 습식웹(5)은 섬유분산액공급부(80)로부터 공급되는 복수의 섬유분산액이 상기 기재 시트(6) 상에 적층된 웹(web)을 의미한다.

상기 제1공급롤러(45)는 기재 시트(6)를 공급하기 위한 구성으로서, 상기 기재 시트(6)는 스펀본드 부직포 또는 직물인 것을 예시할 수 있다. 또한 상기 기재 시트(6)는 상기 감압탈수부(41)에 의해 상기 기재 시트(6)의 상부에 구비되는 섬유분산액으로부터 탈수를 용이하게 하기 위하여 기공구조가 큰 스펀본드 부직포 또는 직물 등이 바람직하다. 그리고 제1공급롤러(45)는 상기 회전이송벨트(40)의 전방에 배치되는 것을 예시할 수 있다.

상기 섬유분산액공급부(80)는 섬유분산액을 수용하는 복수의 저장탱크(10)와, 상기 복수의 저장탱크(10)로부터 공급되는 섬유분산액을 탈포하여 공급하는 복수의 분배기(20)와, 상기 분배기(20)로부터 공급되는 복수의 섬유분산액을 상기 기재 시트(6) 상에 순차적으로 공급하여 다층 습식웹(5)을 형성하는 공급헤드(30)와, 상기 분배기(20)와 공급헤드(30)를 연결하는 공급 파이프(21)로 구성되는 것을 예시할 수 있다.

상기 섬유분산액은 적어도 두 종류 이상의 섬유로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 3층 구조의 다층 습식웹(5)의 경우 유리섬유 분산액과, 활성탄소섬유 분산액과, 폴리에스터섬유 분산액이 조합되는 것을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로, 섬도 1.0 ~ 2.0 데니어, 섬유장 1 ~ 6 ㎜인 유리섬유를 물에 분산시켜 1,000 ~ 1,500 rpm으로 고해한 유리섬유 분산액을 제1섬유 분산액으로 하고, 섬유장 100 ~ 3,500 ㎛이며, 비표면적 1,000 ~ 1,500 m²/g이며 중량 100~200 g/m²인 활성탄소섬유를 물에 분산시켜 1,000 ~ 1,500 rpm으로 고해한 활성탄소섬유 분산액을 제2섬유 분산액으로 하고, 섬도 1.0 ~ 2.0 데니어, 섬유장 1 ~ 6 mm인 폴리에스터섬유를 물에 분산시켜 1,500 ~ 2,000 rpm으로 고해한 폴리에스터섬유 분산액을 제3섬유 분산액으로 하는 것을 예시할 수 있다.

그리고 상기 활성탄소섬유를 물에 분산시켜 1,000 ~ 1,500 rpm으로 고해하는데, 1,000 rpm 미만에서 고해하는 경우에는 섬유의 분산이 균일하지 못한 문제점이 발생하며, 1,500 rpm을 초과하여 고해하는 경우 적용 섬유가 부서지는 현상이 발생한다. 또한, 유리섬유를 물에 분산시켜 1,000 ~ 1,500 rpm으로 고해하는데, 1,000 rpm미만에서 고해하는 경우에는 섬유의 분산이 균일하지 못한 문제점이 발생하며, 1,500 rpm을 초과하여 고해하는 경우 적용 섬유가 부서지는 현상이 발생한다. 또한 폴리에스터 섬유는 1,500 ~ 2,000 rpm으로 고해하는데, 1,500 rpm 미만에서는 적절한 분산성을 얻기 어려우며, 2,000 rpm을 초과하여 고해하는 경우 섬유의 피브릴화에 의해 섬유들끼리 응집 현상이 발생하는 문제가 생긴다. 이때 상기 섬유분산액에서 각 섬유의 분산 농도는 0.1 중량%가 바람직하다.

그리고 상기 활성탄소섬유층(2)은 구성섬유의 섬유장이 100 ~ 3,500 ㎛이며, 비표면적이 1000 ~ 1500 ㎡/g이며, 중량이 50 ~ 200 g/㎡인 것이 바람직하며, 이때 유해가스 제거시 순간 흡착성능이 가장 우수하다.

상기 유리섬유층(1)은 구성섬유의 섬도가 1.0 ~ 2.0 데니어이며, 섬유장이 1 ~ 6 ㎜이며, 중량이 30 ~ 100 g/㎡인 것이 바람직하며, 이때 섬유상의 구조가 미세하여 작은 입자의 여과가 가능하며, 내열성, 내화학성, 내수성의 특성이 우수하다.

상기 폴리에스터섬유층(3)은 구성섬유의 섬도는 1.0 ~ 2.0 데니어이며, 섬유장은 1 ~ 6 mm이며, 중량이 30 ~ 100 g/㎡인 것이 바람직하며, 이때 상기 폴리에스테섬유층은 다공성 구조를 유지하며 높은 결합강도에 의해 지지체로 적용이 가능하다.

본 발명의 상기 실시예에서는 다층 습식웹(5)을 구성하는 섬유로서 활성탄소섬유와 유리섬유 및 폴리에스터섬유를 예시하였으나, 상기 다층 습식웹(5)은 펄프 및 셀룰로오스계 섬유 등과 같이 부직포 제조시 습식공정이 가능한 섬유는 모두 적용이 가능하다.

즉, 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치에서 적용가능한 원료 섬유로는 물에 분산이 가능한 면(cotton) 등의 천연 섬유 및/또는 폴리에스테르(PET) 등의 합성섬유가 모두 이용가능하다. 또한 분산이 어려운 섬유는 분산제를 사용하여 물에 분산을 시킨 후 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치를 이용하여 습식복합부직포(9)의 제조가 가능하다. 따라서 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치는 단섬유화가 가능한 모든 섬유를 원료 섬유로 이용가능하며, 원료 섬유가 특별히 제한되지 아니한다. 또한 이들 섬유중 하나 이상을 혼합하여 사용도 가능하다.

상기와 같이 준비된 각각의 섬유분산액은 각각의 저장탱크(10)로부터 분배기(20)로 공급된다. 상기 분배기(20)에 공급된 후 기포를 제거하는 탈포 공정이 진행된다. 그 후 상기 섬유분산액은 다층으로 구획된 공급헤드(30)를 통해 제1공급롤러를 통해 공급되는 기재 시트(6) 상에 균일하게 도포되어 다층 습식웹(5)을 형성한다. 상기 다층 습식웹(5)은 별도의 접착 또는 결합 공정을 거치지 않고 본 발명의 습식복합부직포 제조장치에 의하여 일체로 제조할 수 있으며, 또한 기재 시트(6)를 포함하여 다수의 층으로 구성되는 다층 습식웹(5)을 제조할 수 있는 장점이 있다.

상기 공급헤드(30)는 3개의 공급 파이프(21)와 연결된 제1공급헤드부 내지 제3공급헤드부(31,33,35)가 상하로 순차적으로 구비되고, 상기 제1공급헤드부 내지 제3공급헤드부(31,33,35) 사이에 제1분리판 내지 제3분리판(32,34,36)이 각각 구비된다. 본 발명의 도 1-3에서는 제1공급헤드부 내지 제3공급헤드부(31,33,35)가 구비되는 공급헤드(30)가 개시되어 있으나, 제조되는 다층 습식웹(5)의 목적에 따라 상기 공급헤드부는 증감하는 것도 가능하다. 그리고 상기 공급헤드(30)는 일단이 개방된 케이스(37)의 내부에 수납되는 것이 바람직하다.

상기 공급 파이프(21)를 통해 분배기(20)로부터 공급된 3종의 섬유분산액은 제1공급헤드부 내지 제3공급헤드부(31,33,35)로 공급되며, 각 공급헤드부(31,33,35) 내부를 채우면서 균일하게 펴지는데, 각 공급헤드부의 일단의 한계수위를 넘칠 때 인접하게 위치한 회전이송벨트(40) 상에 이송되는 기재 시트(6)로 각 섬유분산액이 공급되게 된다.

이때, 제1공급헤드부(31), 제2공급헤드부(33) 및 제3공급헤드부(35)의 순서대로 각각의 섬유분산액을 해당 공급 파이프(21)를 통해 공급하게 되면 기재 시트(6)의 상부에 제1섬유분산액, 제2섬유분산액, 및 제3섬유분산액이 순서대로 적층된 다층 습식웹(5)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 기재 시트(6)와 다층 습식웹(5)이 적층된 후, 회전이송벨트(40)를 따라 이송되어 제2공급롤러(46)로 이송된다. 즉, 상기 제2공급롤러(46)는 회전이송벨트(40) 상에서 탈수가 이루어진 다층 습식웹(5) 상에 표재 시트(7,8)를 공급하는 구성으로서, 상기 회전이송벨트(40)의 후방에 배치된다.

상기 표재 시트(7,8)는 스펀본드 부직포 또는 멜트브로운 부직포 중 적어도 하나인 것을 예시할 수 있다.

본 발명의 도 1-3에서 복수의 표재 시트(7,8)를 공급하는 경우 제2공급롤러(46)는 2개의 공급롤러로 구성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명에 의해 제조되는 다층 구조를 갖는 습식복합부직포(9)의 사용 목적 및 용도에 따라 상기 제2공급롤러(46)는 증감하는 것도 가능하다. 또한 상기 제2공급롤러(46)는 상기 다층 습식웹(5)의 하부에 구비되어 상기 표재 시트를 다층 습식웹(5)의 하부에 적층할 수도 있다.

따라서 본 발명의 습식복합부직포 제조장치에 의해 제1공급롤러(45)에서 공급되는 기재 시트(6)를 포함하여 복수의 층을 갖는 다층 습식웹(5)을 제조하고, 이후에 제2공급롤러(46)에서 공급되는 표재 시트(7, 8)를 적층하여 필터여재용 다층구조의 습식복합부직포(9)를 제조할 수 있다. 본 발명의 습식복합부직포 제조장치에 의하면, 한 개의 층으로 구성되는 기재 시트(6)와 한 종류의 섬유분산액으로 구성되어 2개의 층을 갖는 다층 습식웹(5)을 제조한 후, 한 개의 층으로 구성되는 표재 시트와 적층하여 전체적으로 3개의 층을 갖는 습식복합부직포(9)를 제조할 수 있다. 또한 한 개의 층으로 구성되는 기재 시트(6)와 3종의 섬유분산액으로 구성되어 4개의 층을 갖는 다층 습식웹(5)을 제조한 후, 두 개의 층으로 구성되는 표재 시트와 적층하여 전체적으로 6개의 층을 갖는 습식복합부직포(9)를 제조할 수 있다.

상기 표재 시트(7, 8)와 다층 습식웹(5)의 결합은 앞서 설명한 다층 습식웹(5)의 형성시와 같이 별도의 접착 또는 결합공정없이 다층 구조를 형성할 수 있다. 물론 상기 다층 습식웹(5)과 표재 시트를 적층하여 다층구조의 습식복합부직포(9)의 제조시, 상기 다층구조의 습식복합부직포(9)의 사용 목적 및 그 용도에 따라 상기 표재 시트에 바인더 섬유를 포함하여 다층구조의 습식복합부직포(9)를 형성하는 것도 가능하다. 이러한 경우에는 저융점 바인더 섬유를 웹(web) 형태로 제조하거나, 또는 상기 표재 시트에 저융점 바인더 섬유를 포함하여 다층 구조를 형성한 후 가열 압착 롤러에 의한 가열 압착을 통해 상호 열융착하여 바인더 층을 형성할 수도 있다.

상기와 같이 기재 시트(6)를 포함하는 다층 습식웹(5) 및 표재 시트(7, 8)가 적층된 다층 구조를 갖는 습식복합부직포(9)는 건조부(50)를 경유하면서 건조된다. 상기 건조부(50)는 적외선 건조기, 열풍건조기 및 롤러식 건조기 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 도 2와 같이, 상기 건조부(50) 이후에 드럼 건조부(51)를 추가로 구비할 수도 있다.

도 4는 기재 시트(6)를 포함하는 다층 습식웹(5) 및 표재 시트(7, 8)가 적층되어 제조된 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포(9)에 대한 모식도이다. 상기 기재 시트(6)는 제1공급롤러(45)에서 공급되고, 회전이송벨트(40)를 따라 이동한 후, 공급헤드(30)에서 공급되는 섬유분산액과 적층되어 다층 습식웹(5)을 형성한다. 상기 다층 습식웹(5)은 도 4에 도시된 바와 같이, 유리섬유층(1)과 활성탄소섬유층(2) 및 폴리에스터섬유층(3)으로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치에 사용되는 원료섬유는 특별히 제한되지 아니하고, 물에 분산이 가능한 모든 섬유의 사용이 가능하다. 이후에 제2공급롤러(46)에서 공급된 표재 시트(7, 8)가 적층되어 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포(9)가 완성된다.

이하에서는 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포 제조장치를 이용한 다층구조의 습식복합부직포의 제조공정에 대해 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.

[실시예 1]

섬도 2.0 데니어, 섬유장 5 ㎜인 유리섬유를 물에 분산시켜 1,500 rpm으로 고해한 분산 농도 0.1 중량%인 유리섬유 분산액을 제1섬유 분산액으로 하고, 섬유장이 1,500 ㎛이고, 비표면적이 1,000 m²/g이며, 중량이 100 g/m²인 활성탄소섬유를 물에 분산시켜 1,000 rpm으로 고해한 분산 농도 0.1 중량%인 활성탄소섬유 분산액을 제2섬유 분산액으로 하고, 섬도 1.0 ~ 2.0 데니어, 섬유장 1 ~ 6 mm인 폴리에스터 단섬유를 물에 분산시켜 2,000 rpm으로 고해한 분산 농도 0.1 중량%인 폴리에스터 단섬유 분산액을 제3섬유 분산액으로 준비하고, 이렇게 준비된 각각의 섬유분산액을 저장탱크(10)에 저장한다.

그리고 상기 섬유분산액을 분배기(20)로 이송한 후, 상기 분배기(20)에서 탈포를 진행하였다. 그 후, 탈포된 섬유분산액을 공급 파이프(21)로 공급하여 제1섬유 분산액이 제1공급헤드부(31), 제2섬유 분산액이 제2공급헤드부(33), 제3섬유 분산액이 제3공급헤드부(35)로 각각 인입되어 회전이송벨트 상으로 제1공급헤드부(31) 내지 제3공급헤드부(35)의 순서대로 섬유분산액을 공급하였다.

이 때 제1공급롤러45)로부터 회전이송벨트(40)의 상부로 기재 시트(6)가 공급되고, 상기 기재 시트(6)는 폴리에스테르 스펀본드 부직포를 사용하였다. 상기와 같이 제1공급롤러로부터 공급되는 스펀본드 부직포 기재 시트의 상부에 상기 제1섬유 분산액, 제2섬유 분산액 및 제3섬유 분산액의 순서대로 적층하여 다층 습식웹(5)을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 다층 습식웹은 상기 회전이송벨트의 하부에 구비된 감압탈수부(41)에 의해 탈수공정이 진행된다. 탈수공정을 마친 후에는 제2공급롤러로부터 공급되는 2종의 표재 시트를 상기 다층 습식웹(5)의 상부에 적층하였다. 상기 2종의 표재 시트는 폴리에스테르 스펀본드 부직포와 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포를 사용하였다. .

이와 같이 적층된 다층구조의 습식복합부직포(9)는 잔존하는 수분을 제거하기 위해 IR건조기와 열풍건조기의 순서로 건조부를 통과시켜 건조하고, 권취롤러를 통해 권취함으로써 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포(9)를 완성하였다.

상기와 같은 공정을 거쳐 제조된 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포(9)를 이용하여 제조된 필터여재의 중량은 150 ~ 250 g/㎡ 로 나타났다. 즉, 필터여재의 중량이 150 g/㎡ 보다 낮을 때는 외부의 먼지나 기타 오염물질을 걸러주는데 한계가 생겨 필터로서의 역할을 다하지 못하게 된다.. 또한 250 g/㎡ 을 초과하는 경우에는 외부에서 내부로 유입되는 공기의 흐름을 방해하여 시스템이 원활하게 흘러가지 못하게 된다. 또한 상기 필터여재의 평균기공크기는 5 ㎛이하의 값을 나타내며, 여과효율은 99.5 %로서 필터여재로 적용하기 적합하며, 또한 압력손실 및 여과효율, 가스제거효율 등이 매우 우수한 것으로 나타났다. 따라서 본 발명의 다층구조의 습식복합부직포(9)를 이용하여 전체적으로 우수한 필터링 성능을 발휘하는 필터여재를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 유리섬유층 2 : 활성탄소섬유층
3 : 폴리에스터섬유층 5 : 다층 습식웹
6 : 기재 시트 7, 8 : 표재 시트
9 : 습식복합부직포 10 : 저장탱크
20 : 분배기 21 : 공급 파이프
30 : 공급헤드 31 : 제1공급헤드부
32 : 제1분리판 33 : 제2공급헤드부
34 : 제2분리판 35 : 제3공급헤드부
36 : 제3분리판 37 : 케이스
40 : 회전이송벨트 41 : 감압탈수부
46 : 제2공급롤러 50 : 건조부
60 : 권취롤러 80: 섬유분산액공급부

Claims

섬유분산액을 수용하는 복수의 저장탱크(10);
상기 복수의 저장탱크(10)로부터 섬유분산액을 기재 시트(6) 상에 공급하여 다층 습식웹을 형성하기 위한 것으로써, 상기 복수의 저장탱크(10)로부터 공급되는 섬유분산액을 탈포하여 공급하는 복수의 분배기(20);와, 상기 복수의 분배기(20)로부터 공급되는 섬유분산액을 기재 시트(6)상에 순차적으로 공급하여 다층 습식웹(5)을 형성하는 공급헤드(30);와, 상기 복수의 분배기(20)와 공급헤드(30)를 연결하는 공급 파이프(21);로 구성되는 섬유분산액공급부(80);
상기 다층 습식웹(5)을 탈수시키도록 네트(Net) 구조로 이루어지는 회전이송벨트(40)와;
상기 회전이송벨트(40)의 하부에 구비되어 공급된 섬유분산액으로부터 수분을 제거하는 감압탈수부(41);와
상기 회전이송벨트(40) 상에 스펀본드 부직포 또는 직물로 구성되는 기재 시트(6)를 공급하는 제1공급롤러(45)와;
상기 회전이송벨트(40) 상에서 탈수가 이루어진 다층 습식웹 상에 표재 시트(7, 8)를 공급하는 제2공급롤러(46);
상기 기재 시트(6)를 포함하는 다층 습식웹(5) 및 표재 시트(7, 8)가 적층된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 건조하는 건조부;
건조된 다층구조의 습식복합부직포(9)를 권취하는 권취롤러(60);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 습식복합부직포 제조장치
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 공급헤드(30)는 복수개의 공급헤드부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다층구조의 습식복합부직포 제조장치