KR102039704B1 - 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가시광선(빛) 투과율이 높아 창문이나 출입문에 설치하여도 외부 전망을 볼 수 있고 외부 자격에 의한 마모강도가 우수하며 내구성이 우수한 필터를 제작할 수 있는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치로서, 도포롤러의 외주면에 허니콤 구조의 미세홈부가 형성됨에 따라, 메쉬 구조를 가지는 필터의 구멍이 막히지 않도록 바인더를 얇고 균일하게 도포하여 단위 메쉬의 구멍이 막히지 않도록 두 장의 필터를 부착할 수 있다.

Description

미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치 및 제조방법{Apparatus and method for manufacturing a filter of visible light transmitting multilayer structure for blocking fine dusts}

본 발명은 롤 코팅 방식에 의해 두 장의 필터를 부착할 수 있는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤 코팅을 위한 도포롤러의 외주면에 허니콤 구조의 미세홈부가 형성됨에 따라, 메쉬 구조를 가지는 필터의 구멍이 막히지 않도록 바인더를 얇고 균일하게 필터에 도포할 수 있어 단위 메쉬의 구멍이 막히지 않도록 두 장의 필터를 부착할 수 있는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 필터는 유체 속의 이물질을 걸러내는 여과장치로서 액체필터와 에어필터로 분류된다. 이 중 에어필터는 첨단산업의 발달과 함께 첨단제품의 불량방지를 위해 공기 중의 먼지 등 미립자, 세균이나 곰팡이 등의 생물 입자, 박테리아 등과 같은 생물학적으로 유해한 것이 제거되는 반도체 제조, 전산기기 조립, 병원, 식품가공 공장, 농림수산 분야에서 사용되며, 먼지가 많이 발생하는 작업장이나 화력발전소 등에도 광범위하게 사용된다.

특히, 최근 자동차 배기가스, 공장이나 발전소 등에서 석탄·석유 등 화석연료를 태울 때 발생하는 매연, 건설 현장과 같은 작업장에서 발생하는 날림 먼지, 소각 시 발생하는 소각 연기 등으로 인한 미세먼지와 황사로 인해 대기 오염이 심해져, 시계(視界) 방해로 인한 각종 사고의 위험이 커질 뿐만 아니라, 인체에도 호흡기를 거쳐 폐 등에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 이동하여 각종 질병을 일으킬 위험이 높아졌다. 세계보건기구(WHO) 산하의 국제암연구소(IARC)에서는 2013년 미세먼지를 1군 발암물질로 지정한 바 있다.

이와 같은 배경으로 미세먼지나 황사 등에 의한 실내 대기 오염을 막기 위해 일반 가정집이나 사무실, 병원 등의 각종 건물에서는 창문이나 출입문 등에 가시광선 투과율이 소정 비율 이상인 가시광선 투과성 미세먼지 차단용 시설을 설치하고 있다.

이와 같은 미세먼지 차단용 시설에는 필터 방식, 스크러버 방식, 전기집진기 방식이 있으며, 이 중 필터를 사용한 미세먼지 차단 필터망은 미세먼지를 관성, 차단, 확산, 중력의 효과에 의해 물리적으로 포집하고/하거나 정전기에 의해 전기적으로 포집할 수 있다.

상기 관성, 차단, 확산, 중력 효과에 의해 미세먼지를 물리적으로 포집하는 원리는 미세먼지가 공기의 흐름을 타고 필터에 접근하다가 자신의 관성에 의해 기류로부터 벗어나 필터의 섬유에 포집되거나, 미세먼지의 크기에 의해 필터의 섬유의 기공에 포집되거나, 공기의 흐름과 관계없이 브라운 운동을 하고 있는 미세먼지들의 확산 때문에 섬유에 포집되거나 중력 때문에 흐름을 벗어나 섬유에 포집되는 효과이다.

상기 정전기에 의한 전기적 효과는 공기 중에 부유하고 있는 미세먼지가 전기분극을 가지고 주위에 전계(자기장)를 형성하고 있는 필터의 섬유에 정전기력으로 포집되거나, 유도 전하가 발생되어 섬유 표면에 포집되는 효과이다.

특히, 나노섬유를 포함하는 필터를 사용하는 경우 기존의 필터에 비하여 비표면적이 매우 높고, 나노 급의 기공 사이즈를 가지게 되므로, 10㎛ 이하의 크기를 가지는 미세먼지를 보다 효율적으로 포집할 수 있다.

또한, 필터를 구성하는 성분의 일부 혹은 전체에 정전기 대전이 쉬운 물질을 사용할 경우, 미세먼지가 부유하고 있는 공기가 흐르면서 마찰에 의한 자연스러운 정전기가 형성되어 정전기 효과에 의한 미세먼지 포집을 효율적으로 할 수 있게 된다.

다만, 나노섬유를 단독으로 이용한 필터의 경우, 나노섬유만을 이용하여 망상 구조를 형성하므로 외부 자극에 대한 내구성이 떨어져, 필터가 손상되고, 손상된 나노섬유가 또 다른 오염을 일으킨다는 단점을 가지고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0120372호에서는 미세먼지 차단용 윈도우 필터 및 이의 제조방법에 관하여 게시하고 있다. 이 발명에서는 폴리에스터 메쉬 등의 기재 위에 나노섬유를 고온 방사한 후, 폴리에스터 메쉬 등의 여재로 나노섬유 층을 보호하는 방법에 관하여 개시하고 있다. 하지만 이 발명의 필터는, 단순 물리적인 효과로만 미세먼지를 포집하는 방식으로 충분한 미세먼지 포집 성능을 확보하기 위해 나노섬유 웹층을 많이 필요로 한다.

그 결과, 공기투과도가 저하되어 통풍성이 급격히 떨어지게 되고 빛을 포함한 가시광선 투과율이 나빠져 외부 전망을 해치게 되는 단점을 가진다.

대한민국 등록특허 제10-1668395호에서는 나노섬유를 구비한 필터 및 이의 제조방법에 관하여 개시하고 있다. 이 발명에서는 바인더로 기재의 표면(단면 혹은 양면)에 나노섬유를 고정하는 필터를 개시하고 있다. 하지만 이 발명의 필터는 나노섬유가 직접적으로 외부에 노출되어 있어, 마찰에 의한 나노섬유 손상을 막을 수 없다는 단점을 가진다.

대한민국 등록특허 제10-1144448호에서는 정전필터제조방법 및 이를 적용한 정전필터에 관하여 개시하고 있다. 이 발명에서는 정전필터재인 부직포 원단을 제조할 때, 바인더와 함께 정전물질을 내부 섬유 조직에 침투시켜, 직조된 섬유에 정전기력을 반영구적으로 띄게 함으로써, 정전필터를 제조하는 방법에 관하여 개시하고 있다. 하지만 이 발명의 필터는 자동차의 에어필터와 같은 기계장치 내부에 적용되는 필터로, 가시광선을 포함한 빛 투과율이 확보되지 않아 창문이나 출입문 같은 곳에 사용하게 되면 외부 전망을 볼 수 없게 된다.

또한, 종래의 기술들에서는 필터의 부착을 위해 바인더를 도포시 필터의 구멍이 막히는 딥 코팅 방법은 사용할 수 없음을 밝히면서, 스프레이 코팅 방법만을 예로 들고 있다. 즉, 딥 코팅 방법은 필터의 구멍을 막기 때문에 필터의 접착에는 사용할 수 없다.

특히, 딥 코팅과 유사한 롤 코팅 방법의 경우에도 필터에 도포되는 바인더의 양이 많기 때문에 바인더가 필터의 구멍을 막게 되어 통상의 롤 코팅 방법으로는 필터를 접착할 수 없다.

국내 특허 공개번호 10-2017-0120372호, 미세먼지 차단용 윈도우 필터 및 이의 제조방법. 국내 특허 등록번호 10-1668395호, 나노섬유를 구비한 필터 및 이의 제조방법. 국내 특허 등록번호 10-1144448호, 정전필터제조방법 및 이를 적용한 정전필터.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가시광선(빛) 투과율이 높아 창문이나 출입문에 설치하여도 외부 전망을 볼 수 있고 외부 자격에 의한 마모강도가 우수하며 내구성이 우수한 필터의 제작 시, 롤 코팅 방법에 의해 두 장의 필터를 부착할 수 있도록 롤 코팅에서 바이더가 공급되는 도포롤러의 외주면에 허니콤 구조의 미세홈부가 형성됨에 따라, 메쉬 구조를 가지는 필터의 구멍이 막히지 않도록 바인더를 얇고 균일하게 도포하여 단위 메쉬의 구멍이 막히지 않도록 두 장의 필터를 부착할 수 있는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조장치는, 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제1 필터; 상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층; 및 상기 나노섬유 웹층에 부착되어 나모섬유 웹층을 보호하며, 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제2 필터;로 이루어지는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터를 포함하고, 상기 나노섬유 웹층이 일면에 적층되어 있는 상태의 제1 필터를 공급하고, 공급되는 제1 필터에서 상기 나노섬유 웹층에 바인더를 도포하는 바인더 도포유닛; 및 상기 바인더 도포유닛에서 나노섬유 웹층에 바인더가 도포된 제1 필터를 소정 경로로 이송시키고, 상기 제1 필터가 이송되는 경로 상에 제2 필터를 공급하여 상기 나노섬유 웹층에 도포된 바인더에 의해 상기 제1 필터에 방사되어 적층된 나모섬유 웹층과 제2 필터를 부착함에 의해 상기 제1 필터와 제2 필터가 일체형으로 부착되도록 하는 필터 부착유닛;을 포함하며, 상기 바인더 도포유닛은: 외주연 전(全)표면에 미세홈부가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되는 도포롤러를 포함하고, 상기 도포롤러의 일측에 스크레이퍼가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼와 도포롤러와의 간극을 조절함에 의해 상기 도포롤러의 미세홈부에 공급되는 바인더의 양을 조절할 수 있는 바인더 공급부; 상기 바인더 공급부에 의해 도포롤러의 미세홈부에 공급된 바인더를 상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제1 압축롤러를 포함하는 제1 도포부; 및 상기 제1 도포부의 제1 압축롤러에 의해 1차 도포된 상기 제1 필터의 나모섬유 웹층에 2차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1 도포부로부터 소정 거리를 두고 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 1차 도포된 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제2 압축롤러를 포함하는 제2 도포부;로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 도포롤러의 외주연에 형성되는 미세홈부는 허니콤 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 압축롤러와 제2 압축롤러에는, 원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 구멍들이 형성되어 상기 제1 압축롤러와 제2 압축롤러가 도포롤러에 접착시 상기 구멍들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 도포하는 것이 바람직하다.

상기 제1 도포부의 제1 압축롤러는 상기 도포롤러의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되고, 상기 제2 도포부의 제2 압축롤러는 상기 도포롤러의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되며, 상기 제2 도포부에는, 상기 제2 압축롤러가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있도록 셋팅부;가 구비되며, 상기 셋팅부는, 상기 제2 압축롤러가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 설치되는 셋팅돌부와, 상기 셋팅돌부가 걸리도록 상기 셋팅돌부가 이동되는 경로의 하부에 설치되어 상하로 높이를 조절할 수 있도록 설치되는 셋팅볼트로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 필터 부착유닛의 후방에 설치되며, 상기 바인더 도포유닛에서 바인더가 도포되고 상기 필터 부착유닛에서 제1 필터와 제2 필터가 부착될 때, 상기 제1 필터와 제2 필터의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터와 제2 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있는 불필요한 바인더 제거유닛;을 더 포함하고, 상기 불필요한 바인더 제거유닛은: 상기 제1 필터와 제2 필터가 부착되어 이송되는 경로 상에 에어분사부가 설치되고, 상기 에어분사부에 의해 제1 필터와 제2 필터를 향하여 에어를 분사하는 것이 바람직하다.

상기 필터 부착유닛의 후방에 설치되며, 상기 바인더 도포유닛에서 바인더가 도포되고 상기 필터 부착유닛에서 제1 필터와 제2 필터가 부착될 때, 상기 제1 필터와 제2 필터의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터와 제2 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있는 불필요한 바인더 제거유닛;을 더 포함하고, 상기 불필요한 바인더 제거유닛은: 상기 제1 필터와 제2 필터가 부착되어 이송되는 경로 상에 바이브레이터가 설치되고, 상기 바이브레이터에 의해 제1 필터와 제2 필터에 진동을 부여하는 것이 바람직하다.

상기 나노섬유 웹층은, 500㎚ 내지 1.5㎛ 직경을 갖는 나노섬유로 이루어져 있고 0.1g/㎡ 내지 2g/㎡ 범위의 평량을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은, 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제1 필터; 상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층; 및 상기 나노섬유 웹층에 부착되어 나모섬유 웹층을 보호하며, 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제2 필터;로 이루어지는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터를 포함하고, 상기 제1 필터의 준비단계; 상기 제1 필터의 일면에 상기 나노섬유 웹층이 적층되도록 나노섬유 웹층 형성단계; 상기 나노필터 웹층이 적층된 제1 필터를 공급하여 바인더를 도포할 수 있도록 외주연 전(全)표면에 미세홈부가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되는 도포롤러를 포함하고, 상기 도포롤러의 일측에 스크레이퍼가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼와 도포롤러와의 간극을 조절함에 의해 상기 도포롤러의 미세홈부에 공급되는 바인더의 양을 조절할 수 있는 바인더 공급부와, 상기 바인더 공급부에 의해 도포롤러의 미세홈부에 공급된 바인더를 상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제1 압축롤러를 포함하는 제1 도포부, 및 상기 제1 도포부의 제1 압축롤러에 의해 1차 도포된 상기 제1 필터의 나모섬유 웹층에 2차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1 도포부로부터 소정 거리를 두고 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 1차 도포된 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제2 압축롤러를 포함하는 제2 도포부로 이루어지는 상기 바인더 도포유닛에서 나노섬유 웹층에 바인더를 도포하는 바인더 도포단계; 및 상기 바인더 도포단계에서 나노섬유 웹층에 바인더가 도포된 제1 필터를 소정 경로로 이송시키고, 상기 제1 필터가 이송되는 경로 상에 제2 필터를 공급하여 상기 나노섬유 웹층에 도포된 바인더에 의해 상기 제1 필터에 방사되어 적층된 나모섬유 웹층과 제2 필터를 부착함에 의해 상기 제1 필터와 제2 필터가 일체형으로 부착되도록 하는 제2 필터의 준비 및 부착단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 바인더 도포단계에서 바인더가 도포되고 상기 제2 필터의 준비 및 부착단계에서 제1 필터와 제2 필터가 부착될 때, 상기 제1 필터와 제2 필터의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터와 제2 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거하는 불필요한 바인더 제거단계;를 더 포함하고, 상기 불필요한 바인더 제거단계는, 상기 제1 필터와 제2 필터가 부착되어 이송되는 경로 상에 에어분사부 혹은 바이브레이터가 설치되어, 상기 에어분사부에 의해 제1 필터와 제2 필터를 향하여 에어를 분사하여 불필요한 바인더를 제거하거나, 상기 바이브레이터에 의해 제1 필터와 제2 필터에 진동을 부여하여 불필요한 바인더를 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 의하면, 도포롤러의 외주면에 허니콤 구조의 미세홈부가 형성됨에 따라, 메쉬 구조를 가지는 필터의 구멍이 막히지 않도록 바인더를 얇고 균일하게 도포하여 접착할 수 있어 공정 효율성이 우수한 장점을 갖게 되어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의해 접착 제조되는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터는 접착력이 크게 향상되고, 그 결과, 다층구조 필터의 수명이 길어지는 효과를 갖게 된다.

특히, 본 발명에 의해 접착 제조되는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터는 빛 투과율이 높아 충분한 가시광선 투과가 확보되므로 외부 시야를 가리지 않고, 공기 투과도, 가시광선 투과율 및 분진포집효율이 우수하면서도, 외부 환경에 의한 나노섬유 웹층의 탈락이 방지되고 다층구조 필터를 솔 세척 등으로 세척하여 사용할 수 있는 내구성을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터의 구조를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 바인더 도포유닛을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 도포롤러의 일예를 보인 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 제2 도포부에서 셋팅부를 개략적으로 보인 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 제1 압축롤러와 제2 압축롤러의 변형예를 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조방법의 블록도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터의 구조를 보인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 바인더 도포유닛을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 도포롤러의 일예를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 제2 도포부에서 셋팅부를 개략적으로 보인 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치에 구비되는 제1 압축롤러와 제2 압축롤러의 변형예를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조방법의 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제1 필터(12)와, 상기 제1 필터(12)의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층(16) 및 상기 나노섬유 웹층(16)에 부착되어 나모섬유 웹층(16)을 보호하며, 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제2 필터(14)로 이루어지는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터가 제공된다.

본 발명의 일 실시양태에 따른 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터의 구조가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 따르면, 제1 필터(12)가 최하층에 위치하고, 나노섬유 웹층(16)이 제1 필터(12) 위에 위치하며, 나노섬유 웹층(16) 위에 제2 필터(14)가 위치한다.

상기 제1 필터(12)는 섬유에 대전성 고분자 수지가 피복되어 형성된 필라멘트사로 편직 또는 제직될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 양태에 따른 필라멘트사는 섬유가 내부 코어(core)를 구성하고, 대전성 고분자 수지가 시쓰(sheath)를 구성하는 형태일 수 있다.

상기 제1 필터(12)는 다층구조 필터에 일정 수준 이상의 기계적 강도를 부여하기 위해 0.1 내지 0.5㎜ 두께를 가지며, 공기가 잘 투과되어 환기성을 확보함과 동시에 빛이 잘 투과되어 우수한 가시광선 투과가 확보되도록 10 내지 30 메쉬(mesh) 눈(구멍) 크기를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 필터(12)는 다층구조 필터가 이상 수준 이상의 기계적 강도를 갖고 우수한 가시광선 투과를 확보하도록 100 내지 150g/㎡의 평량을 가질 수 있다.

한편, 섬유로는, 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터가 우수한 마모강도를 갖고 메쉬 구조가 일정한 형태로 유지되도록 하기 위해 고강도 섬유가 사용될 수 있다. 상기 고강도 섬유의 비제한적인 예로 유리섬유, 스틸섬유, 알루미늄섬유, 고강력폴리에틸렌섬유(Ultra high molecular weight Polyethylene, UHMWPE), 메타아라미드섬유(m-Aramid), 파라아라미드섬유(p-Aramid)를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 대전성 고분자 수지는 필라멘트사가 대전성을 구비하여 미세먼지 및/또는 황사를 정전기적으로 포집하도록 적용된다. 다만, 섬유 자체가 대전성을 구비하면서 일정 강도를 갖는 경우에는 대전성 고분자 수지가 피복되지 않은 양태도 본 발명에 해당하는 것으로 이해한다.

대전성 고분자 수지는 수지 자체가 대전성을 구비한 것이거나, 또는, 수지에 첨가제를 투입하여 대전성이 부여된 것이거나, 또는, 수지를 수처리에 의해 전하 부여된 것일 수 있다. 이러한 대전성 고분자 수지는 + 30nC/J 이상의 양전하 친화도 값(positive charge affinity value) 혹은 -30 nC/J 이하의 음전하 친화도 값(negative charge affinity value) 범위의 마찰전기(triboelectric) 계수를 갖는 것일 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 대전성 고분자 수지의 비제한적인 예로는 폴리염화비닐(PVC, 마찰전기 계수 -100nC/J), 폴리프로필렌(Polypropylene, 마찰전기 계수 -90nC/J), 폴리아마이드(Polyamide, 마찰전기 계수 +30nC/J), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate, 마찰전기 계수 -40nC/J)를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리염화비닐이 별도 첨가제없이 공기와의 마찰만으로 대전되기 때문에 미세먼지 또는 황사 등을 차단하기 위한 목적상 바람직하다.

필라멘트사를 구성하는 섬유 및 대전성 고분자 수지는 적절한 기계적 강도 및 정전기적 포집을 만족시키기 위해 필라멘트사 두께 중 섬유가 40% ~ 60%를 차지하도록 제조될 수 있다. 즉, 두께에서 차지하는 섬유:대전성 고분자 수지의 비율은 4:6 내지 6:4 이다. 예컨대, 내부 코어로 유리섬유가 사용되고, 대전성 고분자 수지로 폴리염화비닐이 사용되어 필라멘트사를 구성할 때, 유리섬유 두께가 0.24mm 이고 폴리염화비닐 두께가 0.16mm가 되어 총 두께 0.40mm의 필라멘트사로 제조 되거나 혹은 유리섬유 두께가 0.2mm이고 폴리염화비닐이 0.3mm가 되어 총 두께 0.5 mm의 필라멘트사로 제조될 수 있다.

본 발명은, 상기 제1 필터(12)의 일면에 나노섬유가 방사되어 웹 형태로 적층되어 있다.

나노섬유는 미세먼지 및/또는 황사의 물리적 포집을 위해 500㎚ 내지 1.5㎛ 직경, 바람직하게는 0.7㎛ 내지 1.0㎛ 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 나노섬유 직경이 500nm 미만인 경우에는 외부 자극에 대한 내구성이 부족하게 되고, 1.5㎛을 초과하는 경우에는 나노섬유 웹층에 형성되는 구멍의 크기가 지나치게 커져서 미세먼지 포집능이 현저히 저하된다.

나노섬유로부터 형성된 나노섬유 웹층(16)은 0.1 내지 2g/㎡, 바람직하게는 0.5 내지 1g/㎡ 평량으로 방사될 수 있다. 나노섬유 웹층이 0.1g/㎡ 미만의 평량을 갖는 경우에는 나노섬유 웹층의 양이 적어 필터 구멍의 크기가 커져서, 미세먼지를 효과적으로 포집할 수 없게 된다.

또한, 나노섬유 웹층이 2g/㎡ 초과의 평량을 갖는 경우에는 빛 투과율이 낮아져 적절한 가시광선 투과율이 확보되지 못하므로, 이러한 나노섬유 웹층을 채용한 다층구조 필터 사용시 외부 전망을 해치게 되고, 또한 공기투과도가 낮아져 환기성이 떨어지게 된다.

본원 명세서에서 "가시광선 투과율"이라 함은 다층구조 필터를 통과하여 전달되는 가시광선 스펙트럼(380 내지 780 나노미터 파장 범위)의 백분율을 의미하는 것으로, 모의 광 타입 D65를 이용한 표준 ISO 9050를 차용하여 측정된다. ISO 9050는 유리창에 대한 것이지만, 동일한 절차가 유리 창문에 테이핑되거나 달리 부착되는 다층구조 필터에 적용될 수 있다.

또한, 본원 명세서에서 "가시광선 투과성"이라 함은 전술한 바와 같이 측정된 가시광선 투과율이 40% 이상인 경우에 '가시광선 투과성'인 것으로 지칭한다.

나노섬유 웹층은 쌍극자 모멘트가 2.0D 이상인 고분자 수지가 용융 방사되거나 혹은 상기 고분자 수지가 소정의 유기 용매에 용해되어 방사된 형태일 수 있다.

쌍극자 모멘트가 2.0D 이상인 고분자 수지의 비제한적인 예로는 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, 3.6D), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, 2.3D), 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF, 2.1D)와 같은 화합물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 밖에, 폴리테트라플루오로에틸렌(1.6D), 폴리비닐알코올(1.2D), 폴리프로필렌(0.7D)과 같은 고분자 수지는 2.0D 미만의 쌍극자 모멘트를 가지므로, 본 발명에서 나노섬유 웹층으로 사용하기 위해서는 별도 처리가 필요할 수 있다.

상기 고분자 수지가 유기 용매에 용해되어 방사되는 경우, 고분자 수지를 용해시키는 유기 용매로 디메틸아세트 아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 아세톤(Acetone)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 용매를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 나노섬유는 제1 필터(필라멘트사) 상에 웹 형태로 존재할 수 있으며, 필라멘트사에 의해 형성된 메쉬 눈에도 존재하여, 미세먼지 및/또는 황사를 물리적으로 포집한다.

또한, 상기 제2 필터(14)는 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 갖는 것이다. 이러한 제2 필터(14)는 나노섬유 웹층(16) 상에 부착되어 나노섬유 웹층(16)이 탈리되는 것을 방지하고 다층구조 필터의 마모강도를 향상시킨다.

또한, 제2 필터(14)는 대전성을 구비하도록 처리되어 미세먼지 및/또는 황사의 포집에 일조할 수 있다.

상기 제2 필터(14)는 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된다. 제2 필터가 합사(braid)를 사용하여 편직 또는 제직되는 경우, 다층구조 필터가 사용되는 동안에 합사가 풀리면서 필링(peeling)되는 문제가 발생할 수 있다. 다만, 모노 필라멘트사는 합사에 비해 표면적이 적어서 제1 필터/나노섬유 웹층과의 접착성이 합사에 비해 약하기 때문에, 모노 필라멘트사의 단면을 삼각형 단면, C형 단면, Y형 단면과 같은 이형 단면 형태로 제작하여 모노 필라멘트사의 접착성을 보완할 수 있다.

상기 제2 필터(14)를 구성하는 모노 필라멘트사는 정전기가 대전되기 쉬운 합성섬유, 예컨대, 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리에스테르 및 폴리아마이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로부터 제조될 수 있다. 또한, 모노 필라멘트사는 1 내지 100㎛ 두께를 갖는 것일 수 있으며 10 내지 30메쉬의 눈 크기를 가지도록 직조 혹은 편직될 수 있으나, 두께 및 눈 크기가 상기에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 다층구조 필터에서 나노섬유 웹층(16)은 제1 필터(12)와 제2 필터(14) 사이에 위치하지만, 나노섬유 웹층(16)이 매우 얇은 나노섬유로 형성되어 있고 그 평량 또한 비교적 적기 때문에 제2 필터(14)는 나노섬유 웹층(16)뿐만 아니라 제1 필터(12)와 직접 접촉되는 부분이 있으며, 다층구조 필터의 내구성을 높이기 위해서는 제2 필터(14)가 제1 필터(12) 및 나노섬유 웹층(16)에 견고하게 부착될 수 있다.

제2 필터(14)는 또한 대전성을 갖도록 처리될 수 있다. 이를 위해, 제2 필터(14)에 사용되는 모노 필라멘트사를 미리 정전 물질로 처리하거나 혹은 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 제2 필터에 정전 물질을 처리할 수 있다. 정전 물질의 비제한적인 예로는 칼리자레인(Calixarenes)을 들 수 있다.

제2 필터를 나노섬유 웹층에 보다 견고하게 접착되도록 하기 위해 바인더를 적용하는 것이 바람직하며, 본 발명은 롤 코팅 방법의 구조를 변경하여 제1 필터와 제2 필터의 구멍(눈)이 막히지 않도록 접착할 수 있는 것으로, 이는 본 발명의 특징을 이루는 부분이다.

본 발명에서 사용 가능한 바인더의 비제한적인 예에는 폴리우레탄계, 아크릴계, 고무계, 폴리비닐리덴플루오라이드와 같은 유기 바인더와 알루미늄 포스페이트와 같은 무기 바인더가 있으나 이에 한정하지 않는다. 나노섬유 웹층과 동일한 종류의 물질을 유기 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 구조를 갖는 본 발명의 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층 구조의 평면 필터는, 제1 필터의 준비단계(S1)와, 나노섬유 웹층 형성단계(S2)와, 바인더의 도포단계(S3), 및 제2 필터의 준비 및 부착단계(S4);를 포함하는 공정에 의해 수득될 수 있다. 특히, 본 발명은 불필요한 바인더 제거단계를 더 포함할 수 있다.

하기에서 상기 각 단계에 대해 살펴본다.

제1 필터(12)의 준비단계(S1);

섬유에 대전성 고분자 수지를 피복하여 필라멘트사를 수득하고 상기 필라멘트사를 편직 또는 제직하여 제1 필터(12)를 제공한다. 본 단계에서 사용되는 섬유, 고분자 수지, 필라멘트사에 대해서는 전술한 내용을 참조한다.

나노섬유 웹층(16) 형성단계(S2);

이어서, 제1 필터(12)의 표면에 나노섬유를 방사하여 나노섬유 웹층(16)을 형성한다.

나노섬유 웹층(16)의 구조 및 나노섬유 웹층에 사용되는 고분자 수지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다.

나노섬유 웹층(16)은 고분자 수지를 용융시키거나 혹은 고분자 수지를 유기 용매에 용해시켜 전기방사, 플래시방사, 로터리 포스 방사의 방법으로 방사할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

바인더의 도포단계(S3);

제1 필터(12)의 일면에 적층된 나노섬유 웹층(16) 상에 바인더를 도포한다.

바인더 도포 방법으로 롤 코팅 방법을 이용하며, 이에 대해서는 후술한다.

제2 필터(14)의 준비 및 부착단계(S4);

제2 필터(14)를 제공하고, 제공되는 제2 필터(14)를 나노섬유 웹층(16) 위에 부착하여 상기 제2 필터(14)에 의해 나노섬유 웹층(16)을 보호하도록 나노섬유 웹층(16) 위에 제2 필터(14)를 부착하는 공정을 수행한다.

제2 필터의 구조, 제2 필터를 구성하는 섬유, 제2 필터 처리에 사용되는 정전 물질에 대해서는 전술한 내용을 참조한다.

정전 물질은 모노 필라멘트사가 제2 필터로 직조 혹은 편직되기 전에 필라멘트사에 처리되거나 혹은 모노 필라멘트사의 직조 혹은 편직이 이루어진 후에 처리될 수 있다. 이러한 정전 물질은 코팅, 스프레잉, 침지 등의 방법을 통해 모노 필라멘트사에 처리될 수 있다.

불필요한 바인더 제거단계(S5);

상기 바인더 도포단계(S3)에서 바인더가 도포되고 상기 제2 필터의 준비 및 부착단계(S4)에서 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 부착될 때, 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있다.

이러한 불필요한 바인더 제거단계(S5)는, 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 부착되어 이송되는 경로 상에 에어분사부(310) 혹은 바이브레이터(320)가 설치되어, 상기 에어분사부(310)에 의해 제1 필터(12)와 제2 필터(14)를 향하여 에어를 분사하여 제거하거나, 상기 바이브레이터(320)에 의해 제1 필터(12)와 제2 필터(14)에 진동을 부여하여 제거하게 된다.

이하에서는 본 발명의 특징인 바인더의 도포단계(S3) 및 제2 필터의 준비 및 부착단계(S4);를 위한 제조장치의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명의 제조장치에 대한 실시예에서는, 바인더 도포유닛(100)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 바인더 도포유닛(100)은 나노섬유 웹층(16)이 일면에 적층되어 있는 상태의 제1 필터(12)를 공급하고, 공급되는 제1 필터(12)에서 상기 나노섬유 웹층(16)에 바인더를 도포한다.

이러한 바인더 도포유닛(100)은 바인더 공급부(110)와 제1 도포부(120) 및 제2 도포부(130)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 바인더 공급부(110)는 외주연 전(全)표면에 미세홈부(112a)가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되는 도포롤러(112)를 포함하고, 상기 도포롤러(112)의 일측에 스크레이퍼(114)가 왕복 이동 가능하게 설치되어 구성된다. 여기서, 스크레이퍼의 왕복 이동을 위해서는 다양한 구조가 제공될 수 있다. 즉, 실린더 혹은 가이드 레일을 타고 이동되도록 제자리에서 회전되는 볼트, 등 다양한 구조가 적용될 수 있다.

상기 도포롤러(112)의 외주연에 형성되는 미세홈부(112a)는 허니콤 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 미세홈부(112a)가 허니콤 구조를 가지도록 구성됨에 의해 필터의 눈(구멍)이 막히지 않도록 바인더를 도포할 수 있다.

또한, 바인더 공급부(110)는 상기 스크레이퍼(114)와 도포롤러(112)와의 간극을 조절함에 의해 상기 도포롤러(112)의 미세홈부(112a)에 공급되는 바인더의 양을 조절할 수 있다.

따라서, 상기 도포롤러(112)에 공급되는 바인더의 양을 조절하여 도포롤러의 미세홈부(112a)에만 바인더가 공급되도록 할 수 있다.

또한, 스크레이퍼(114)는 도포롤러(112)에 인접하는 끝단부가 뾰족한 날을 이루게 형성할 수 있으며, 날의 단부를 플라즈마 처리하여 날에 육안으로는 확인되지 않는 초미세요철이 전혀 없도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1 도포부(120)에서는 바인더 공급부(110)에 의해 도포롤러(112)의 미세홈부(112a)에 공급된 바인더를 상기 제1 필터(12)의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층(16)에 1차 도포한다. 이를 위해, 제1 압축롤러(122)가 구비되는데, 상기 제1 압축롤러(122)는 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 도포롤러(112)의 일측에서 상기 도포롤러(112) 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 필터(12)를 도포롤러(112) 측으로 가압하여 도포롤러(112)가 제자리 회전되면서 미세홈부(112a)에 채워진 바인더를 제1 필터(12)에 적층된 나노섬유 웹층(16)을 옮겨가게 하여 1차 도포된다.

여기서, 상기 제1 압축롤러(122)의 왕복 이동을 위해서는 다양한 구조가 제공될 수 있다. 즉, 실린더 등을 이용하여 왕복 이동되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제1 압축롤러(122)에는, 원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 구멍(123)들이 형성되어 상기 제1 압축롤러(122)가 도포롤러(112)에 접착시 상기 구멍(123)들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 도포하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 제1 도포부(120)는 도포롤러에 형성된 미세홈부(112a)가 허니콤 구조로 형성되므로, 미세홈부(112a)에 채워진 바인더 중에서 제1 필터/나노섬유 웹층이 미세홈부(112a)로 위치하는 부위에만 바인더가 도포되어 메쉬의 눈(구멍)을 막지 않는 상태로 바인더가 도포된다. 따라서, 제1 필터/나노섬유 웹층에 바인더 1차 도포될 때 필터의 구멍(공간부)를 제외하고 도포되어 구멍을 막지 않게 된다.

또한, 제2 도포부(130)는 상기 제1 도포부(120)의 제1 압축롤러(122)에 의해 1차 도포된 상기 제1 필터(12)의 나모섬유 웹층(16)에 2차 도포하는 구성이다. 이를 위해, 제2 압축롤러(132)가 구비되는데, 제2 압축롤러(132)는 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1 도포부(120)로부터 소정 거리를 두고 상기 도포롤러(112)의 일측에서 상기 도포롤러(112) 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 1차 도포된 제1 필터(12)를 도포롤러(112) 측으로 가압하여 미세홈부(112a)에 1차 도포되고 남아 있는 바인더가 제1 필터(12)에 적층된 나노섬유 웹층(16)을 옮겨가게 하여 2차 도포된다.

여기서, 상기 제2 압축롤러(132)의 왕복 이동을 위해서는 다양한 구조가 제공될 수 있다. 즉, 실린더 등을 이용하여 왕복 이동되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제2 압축롤러(132) 역시 제1 압축롤러(122)와 동일하게 원주방향을 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 구멍(133)들이 형성되어 상기 제2 압축롤러(132)가 도포롤러(112)에 접착시 상기 구멍(133)들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 도포하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 제1 도포부(120) 역시 도포롤러(112)에 형성된 미세홈부(112a)가 허니콤 구조로 형성되므로, 1차 도포되고 미세홈부(112a)에 남아 있도록 채워진 바인더 중에서 제1 필터/나노섬유 웹층이 미세홈부(112a)로 위치라는 부위에만 바인더가 2차 도포되어 메쉬의 눈(구멍)에는 바인더가 도포되지 않는다.

따라서, 제1 필터/나노섬유 웹층에 바인더 2차 도포될 때에도 필터의 구멍(공간부)를 제외하고 도포되어 구멍을 막지 않게 도포된다.

한편, 상기 제1 도포부(120)의 제1 압축롤러(122)는 상기 도포롤러(112)의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되는 것이 바람직하고, 상기 제2 도포부(130)의 제2 압축롤러(132)는 상기 도포롤러(112)의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 제1 필터가 제1 압축롤러(122)와 제2 압축롤러(132)를 경유하면서 1차와 2차에 걸쳐 도포될 수 있다.

또한, 상기 제2 도포부(130)에는, 상기 제2 압축롤러(132)가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있도록 셋팅부(134)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 셋팅부(134)는 제2 압축롤러(132)가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 셋팅돌부(134a)가 설치되고, 상기 셋팅돌부(134a)가 걸리도록 상기 셋팅돌부(134a)가 이동되는 경로의 하부에 설치되어 셋팅볼트(134b)가 상하로 높이를 조절할 수 있도록 설치되어, 상기 제1 압축롤러(122)의 하강시 셋팅돌부(134a)가 셋팅볼트(134b)에 걸려 더이상 하부로 이동되지 않도록 한다.

이와 같이 제2 도포부(130)의 제2 압축롤러(132)가 하강되는 경우 상기 셋팅부(134)에 의해 최하단의 설정된 범위 이상으로 하강되지 않게 함으로서, 즉 제2 압축롤러(132)가 도포롤러(112)를 너무 강하게 가압하지 않게 함으로서, 1차 도포에서 도포된 바인더가 도포롤러로 다시 묻어 나가는 것을 방지한다.

본 발명의 제조장치에 대한 실시예에서는, 필터 부착유닛(200)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 필터 부착유닛(200)은 바인더 도포유닛(100)에서 나노섬유 웹층(16)에 바인더가 도포된 제1 필터(12)를 소정 경로로 이송시키고, 상기 제1 필터(12)가 이송되는 경로 상에 제2 필터(14)를 공급하여 상기 나노섬유 웹층(16)에 도포된 바인더에 의해 상기 제1 필터(12)에 방사되어 적층된 나모섬유 웹층(16)과 제2 필터(14)를 부착함에 의해 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 일체형으로 부착되도록 한다. 일 예로 상하 한쌍을 이루도록 상하부롤러(202,204)를 설치한 후 상하부롤러(202,204)의 사이를 제1 필터(12)와 제2 필터(14)를 통과되도록 하여 부착한다.

본 발명의 제조장치에 대한 실시예에서는, 상기 필터 부착유닛(200)의 후방에 불필요한 바인더 제거유닛(300)이 구비될 수 있다.

상기 불필요한 바인더 제거유닛(300)은 바인더 도포유닛(100)에서 바인더가 도포되고 상기 필터 부착유닛(200)에서 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 부착될 때, 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있다.

상기 불필요한 바인더 제거유닛(300)의 일 예로서, 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 부착되어 이송되는 경로 상에 에어분사부(310)가 설치되고, 상기 에어분사부(310)에 의해 제1 필터(12)와 제2 필터(14)를 향하여 에어를 분사하여 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 불필요한 바인더를 제할 수 있다. 이때, 에어분사부(310)는 필터의 전체 폭에 대응하도록 에어를 분사하는 것이 바람직하다.

상기 불필요한 바인더 제거유닛(300)의 다른 예로서, 상기 제1 필터(12)와 제2 필터(14)가 부착되어 이송되는 경로 상에 바이브레이터(320)가 설치되고, 상기 바이브레이터(320)에 의해 제1 필터(12)와 제2 필터(14)에 진동을 부여하여 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제할 수 있다. 즉, 진동에 의해 불필요한 바인더를 제거할 수 있다.

특히, 본 발명은 불필요한 바이터 제거유닛(300)으로 에어분사부(310)와 바이브레이터(320)가 모두 설치될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 도포롤러(112)의 외주면에 허니콤 구조의 미세홈부(112a)가 형성됨에 따라, 메쉬 구조를 가지는 필터의 구멍이 막히지 않도록 바인더를 얇고 균일하게 도포하여 접착할 수 있어 공정 효율성이 우수한 장점을 갖게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터는 접착력이 크게 향상되고, 그 결과, 다층구조 필터의 수명이 길어지는 효과를 갖게 된다. 특히, 본 발명에 의해 제조되는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터는 빛 투과율이 높아 충분한 가시광선 투과가 확보되므로 외부 시야를 가리지 않고, 공기 투과도, 가시광선 투과율 및 분진포집효율이 우수하면서도, 외부 환경에 의한 나노섬유 웹층의 탈락이 방지되고 다층구조 필터를 솔 세척 등으로 세척하여 사용할 수 있는 내구성을 가질 수 있다

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 바인더 공급유닛 110 - 바인더공급부
112 - 도포롤러 120 - 제1 도포부
122 - 제1 압축롤러 130 - 제2 도포부
132 - 제2 압축롤러 140 - 셋팅부
200 - 필터 부착유닛 300 - 불필요한 바인더 제거유닛

Claims (8)

1. 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제1 필터;
   상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층; 및
   상기 나노섬유 웹층에 부착되어 나노섬유 웹층을 보호하며, 모노 필라멘트사로 편직 또는 제직된 메쉬 구조를 가지는 제2 필터;
   로 이루어지는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터를 포함하고,
   상기 나노섬유 웹층이 일면에 적층되어 있는 상태의 제1 필터를 공급하고, 공급되는 제1 필터에서 상기 나노섬유 웹층에 바인더를 도포하는 바인더 도포유닛; 및
   상기 바인더 도포유닛에서 나노섬유 웹층에 바인더가 도포된 제1 필터를 소정 경로로 이송시키고, 상기 제1 필터가 이송되는 경로 상에 제2 필터를 공급하여 상기 나노섬유 웹층에 도포된 바인더에 의해 상기 제1 필터에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층과 제2 필터를 부착함에 의해 상기 제1 필터와 제2 필터가 일체형으로 부착되도록 하는 필터 부착유닛;
   을 포함하며,
   상기 바인더 도포유닛은:
   외주연 전(全)표면에 미세홈부가 형성되어 제자리 회전되도록 설치되는 도포롤러를 포함하고, 상기 도포롤러의 일측에 스크레이퍼가 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 스크레이퍼와 도포롤러와의 간극을 조절함에 의해 상기 도포롤러의 미세홈부에 공급되는 바인더의 양을 조절할 수 있는 바인더 공급부;
   상기 바인더 공급부에 의해 도포롤러의 미세홈부에 공급된 바인더를 상기 제1 필터의 일면에 방사되어 적층된 나노섬유 웹층에 1차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제1 압축롤러를 포함하는 제1 도포부; 및
   상기 제1 도포부의 제1 압축롤러에 의해 1차 도포된 상기 제1 필터의 나노섬유 웹층에 2차 도포할 수 있도록 소정 쿠션을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 제1 도포부로부터 소정 거리를 두고 상기 도포롤러의 일측에서 상기 도포롤러 측으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 1차 도포된 제1 필터를 도포롤러 측으로 가압할 수 있는 제2 압축롤러를 포함하는 제2 도포부;
   로 이루어지고,
   상기 바인더 도포유닛은:
   나노섬유 웹층이 일면에 적층되어 있는 상태의 제1 필터를 이송될 수 있는 경로를 제공하도록 상기 제1 도포부의 제1 압축롤러는 상기 도포롤러의 중심선 상에서 수평 방향으로 배치되도록 설치되고, 상기 제2 도포부의 제2 압축롤러는 상기 도포롤러의 중심선 상에서 수직 방향으로 상부에 배치되도록 설치되며,
   상기 제2 도포부에는,
   상기 제2 압축롤러가 하강되는 최하단 위치를 셋팅할 수 있도록 셋팅부;가 구비되며,
   상기 셋팅부는,
   상기 제2 압축롤러가 설치되는 회전축의 일단에서 돌출되도록 설치되는 셋팅돌부와, 상기 셋팅돌부가 걸리도록 상기 셋팅돌부가 이동되는 경로의 하부에 설치되어 상하로 높이를 조절할 수 있도록 설치되는 셋팅볼트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 도포롤러의 외주연에 형성되는 미세홈부는 허니콤 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 압축롤러와 제2 압축롤러에는,
   원주방향으로 따라 일정 간격을 이루며 축 방향으로 관통하는 구멍들이 형성되어 상기 제1 압축롤러와 제2 압축롤러가 도포롤러에 접착시 상기 구멍들의 공간에 의해 내부로 눌리면서 도포하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 필터 부착유닛의 후방에 설치되며, 상기 바인더 도포유닛에서 바인더가 도포되고 상기 필터 부착유닛에서 제1 필터와 제2 필터가 부착될 때, 상기 제1 필터와 제2 필터의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터와 제2 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있는 불필요한 바인더 제거유닛;을 더 포함하고,
   상기 불필요한 바인더 제거유닛은:
   상기 제1 필터와 제2 필터가 부착되어 이송되는 경로 상에 에어분사부가 설치되고, 상기 에어분사부에 의해 제1 필터와 제2 필터를 향하여 에어를 분사하여 불필요한 바인더를 제거하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 필터 부착유닛의 후방에 설치되며, 상기 바인더 도포유닛에서 바인더가 도포되고 상기 필터 부착유닛에서 제1 필터와 제2 필터가 부착될 때, 상기 제1 필터와 제2 필터의 부착에는 관여하지 않으면서 상기 제1 필터와 제2 필터의 구멍에 불필요하게 위치하는 바인더를 제거할 수 있는 불필요한 바인더 제거유닛;을 더 포함하고,
   상기 불필요한 바인더 제거유닛은:
   상기 제1 필터와 제2 필터가 부착되어 이송되는 경로 상에 바이브레이터가 설치되고, 상기 바이브레이터에 의해 제1 필터와 제2 필터에 진동을 부여하여 불필요한 바인더를 제거하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 차단용 가시광선 투과성 다층구조의 평면 필터 제조장치.
   
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