KR102134007B1

KR102134007B1 - 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102134007B1
Application number: KR1020200031256A
Authority: KR
Inventors: 윤청; 정성윤; 권헌수; 이주용
Original assignee: 주식회사 시노펙스
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-07-14

Abstract

본 발명은, 맨드릴을 사이에 두고 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴의 외면에 방사하는 제1압출 방사기와 상기 제1압출방사기의 노즐 구경보다 큰 노즐 구경을 가진 제2압출 방사기를 배치하고, 상기 맨드릴의 길이방향으로 상기 맨드릴이 왕복운동하면서 자전운동되게 하는 상태에서, 제1압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 맨드릴의 외주면에 복수개의 미세 기공을 갖는 제1관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제1단계; 제1압출 방사기과 제2압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 제1관형부에 상기 제1관형부보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제2관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제2단계; 제2압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 제2관형부에 상기 제2관형부 보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제3관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제3단계: 및 맨드릴의 외주면에 형성된 상기 제3단계의 제1관형부, 제2관형부 및 제3관형부를 맨드릴의 선단측 밖에 배치된 테이블 위로 동시에 밀어내는 제4단계를 포함하고서, 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법 및 장치{method and apparatus for manufacturing tubular filter by melt blown way}

본 발명은 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

수처리필터는 물에 부유하는 오염물을 제거하는 필터이며, 이 필터는 외부에서 물이 유입되어 내부에 형성된 관형통로를 통하여 외부로 유출되는 관형필터로 되어 있다.

이 관형필터는 멜트 블로운(Melt Blown) 방식에 의해 관형인 카트리지 타입으로 만들어진다.

멜트 블로운(Melt Blown) 방식에 의해 카트리지 타입으로 만들어진 관형필터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 미세기공을 가지는 제1관형부인 최종여과층, 상기 최종여과층에 적층된 여과층으로서 상기 최종여과층보다 큰 미세 기공을 가지는 제2관형부인 오버랩여과층 및 상기 오버랩여과층에 적층된 여과층으로서 상기 오보랩여과층보다 큰 미세 기공을 가지는 제3관형부인 외부여과층을 포함하고 있다.

상기 관형필터를 제조하는 방법이 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 특허등록 제10-2007916호에 개시되어 있다.

상기 개시된 관형필터제조방법은, 맨드릴의 기단에서 선단측으로 순차적으로 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴의 외면에 방사하는 제1 내지 제3압출방사기를 배치한 상태에서, 먼저 제1압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 맨드릴의 기단측 외주면에 복수개의 미세 기공을 갖는 제1관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제1단계; 상기 제1단계의 제1관형부를 맨드릴의 중간측 외주면으로 밀어내면서 상기 맨드릴의 기단측 외주면에 상기 제1단계를 수행함과 동시에 제2압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 제1관형부에 상기 제1관형부보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제2관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제2단계; 맨드릴의 기단측 외주면에 형성된 상기 제1단계의 제1관형부를 맨드릴의 중간측 외주면으로 그리고 맨드릴의 중간측 외주면에 형성된 상기 제2단계의 제1관형부 및 제2관형부를 맨드릴의 선단측 외주면으로 동시에 밀어내면서 상기 맨드릴의 기단측 외주면에 상기 제1단계를 그리고 상기 맨드릴의 중간측 외주면에 배치된 제1관형부에 상기 제2단계를 동시에 수행함과 동시에 제3압출 방사기로 하여금 상기 맨드릴의 선단측 외주면에 위치되어 회전하고 있는 제2관형부에 상기 제2관형부 보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제3관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제3단계: 및 맨드릴의 기단측 외주면에 형성된 상기 제1단계의 제1관형부를 맨드릴의 중간측 외주면으로, 맨드릴의 중간측 외주면에 형성된 상기 제2단계의 제1관형부 및 제2관형부를 맨드릴의 선단측 외주면으로 그리고 맨드릴의 선단측 외주면에 형성된 상기 제3단계의 제1관형부, 제2관형부 및 제3관형부를 맨드릴의 선단측 밖에 배치된 테이블 위로 동시에 밀어내면서 상기 맨드릴의 기단측 외주면에 상기 제1단계를, 상기 맨들의 중간측 외주면에 배치된 제1관형부에 상기 제2단계를, 그리고 상기 맨드릴의 선단측 외주면에 배치된 제2관형부에 상기 제3단계를 동시에 수행하는 제4단계를 포함하는 것으로 되어 있다.

하지만, 상기 개시된 관형필터제조하는 방법은, 제1 내지 제3관형부를 만들기 위해, 맨드릴의 길방방향으로 간격을 두고서 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴의 외면에 방사하는 제1 내지 제3압출 방사기가 구비되어 있어서, 상기 개시된 관형필터제조하는 방법을 구현하기 위한 장치가 비대해지고 유지보수비용이 증대된다고 하는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴의 외면에 방사하는 제1압출 방사기와 상기 제1압출방사기의 노즐 구경보다 큰 노즐 구경을 가진 제2압출 방사기를 맨드릴을 사이에 두고 서로에 마주하게 배치하고, 상기 맨드릴의 길이방향으로 상기 맨드릴이 왕복운동하면서 자전운동되게 하는 상태에서,

제1압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 맨드릴의 외주면에 복수개의 미세 기공을 갖는 제1관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제1단계;

제1압출 방사기과 제2압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 제1관형부에 상기 제1관형부보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제2관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제2단계;

제2압출 방사기로 하여금 회전하고 있는 제2관형부에 상기 제2관형부 보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제3관형부를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제3단계: 및

맨드릴의 외주면에 형성된 상기 제3단계의 제1관형부, 제2관형부 및 제3관형부를 맨드릴의 선단측 밖에 배치된 테이블 위로 동시에 밀어내는 제4단계를 포함하는 것으로 되어 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 제1 내지 제3관형부를 만들기 위해, 2개의 압출 방사기가 구비되어 있어서, 종래의 관형필터제조하는 방법을 구현하기 위한 장치가 축소되어 공장의 점유공간활용도를 높히고 제조단가 및 유지보수비용이 절감되게 할 수 있다.

도 1은 관형필터를 도시한 개념도,
도 2는 도 1의 관형필터를 제조하기 위한 장치를 도시한 개념 사시도, 및
도 3은 도 2의 장치에 의해 도 1의 관형필터를 제조하는 방법을 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법 및 장치가 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 2 및 도 3에는 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치가 개념적으로 도시되어 있다.

관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 장치는, 기다란 관형으로 되어 수평방향으로 뻗어 캐리어(90)에 회전가능하게 탑재된 맨드릴(10); 상기 맨드릴(10)을 사이에 두고 서로에 마주하게 배치되어 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 상기 맨드릴(10)의 외면에 방사하는 제1 및 제2압출 방사기(20, 30); 상기 맨드릴(10)의 기단부위에 고정적으로 외접된 피동풀리(50), 상기 캐리어(90)에 탑재된 모터(60)의 출력축에 고정적으로 외접된 구동풀리(70); 상기 맨드릴(10)을 일방향으로 회전시키도록 상기 구동풀리(70)와 상기 피동풀리(50)에 감아 걸어진 벨트(80); 상기 맨드릴(10)에서 제조된 관형필터(200)를 탈형시켜 롤러테이블(150)에 배출시키는 탈형배출수단(300); 및 상기 맨드릴(10)의 길이방향으로 상기 맨드릴(10)을 왕복운동시키는 왕복운동수단(400)을 포함하고 있다.

상기 탈형배출수단(300)은 상기 맨드릴(10)의 회전축선과 동일한 회전축선을 갖는 상태에서 상기 맨드릴(10)의 선단에 회전축선방향에서 출몰가능하게 장착된 푸시봉(350); 전진시에 상기 맨드릴(10)을 관통하여 뻗어서 상기 푸시봉(350)을 밀어 상기 맨드릴(10)에서 돌출되게 하고, 후진시에 상기 푸시봉(350)과의 접촉을 해제하여 상기 푸시봉(350)이 탄성에 의해 원위치로 복귀되게 하면서, 상기 맨드릴(10)이 왕복운동할 수 있도록 상기 맨드릴(10)에서 빠져나오는 실린더(370)의 로드(360)를 포함하고 있다.

상기 탈형배출수단은 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 특허등록 제10-의1992369호에 일예가 개시되어 있으며, 이 장치는 본 실시예를 구현하는데 주된 구성이 아니어서 더 이상의 상세 설명이 이하에서는 생략될 것이다.

또한, 상기 롤러테이블(150)은, 상기 푸시봉(350)의 선단측에 인접하게 배치되어 있고, 상기 맨드릴(10)의 선단측에서 전진되면서 자전되는 상태로 인계되는 상기 관형필터(200)를 안정적으로 지지하기 위해, 상기 롤러테이블(150)은 상기 맨드릴(10)의 회전중심축선을 사이에 두고 서로에 이격되어 상기 회전중심축선에 평행하게 뻗어 상기 관형필터(200)의 하부 양측을 지지하게 되는 봉형상의 한 쌍의 롤러(151), 및 상기 한 쌍의 롤러(151)의 양단을 상기 맨드릴(10)의 회전중심축선에 평행한 중심축선에서 상기 한쌍의 롤러(151)를 회전가능하게 장착한 도시되지 않은 테이블프레임을 포함하고 있다.

상기 제1압출 방사기(20)는 용융 폴리프로필렌(PP)을 맨드릴(10)의 외주면에 방사하기 위해, 복수개의 제1노즐(21)을 구비하고 있고, 그리고 상기 제2압출 방사기(30)는 용융 폴리프로필렌(PP)을 맨드릴(10)의 외주면에 방사하기 위해, 상기 복수개의 제1노즐(21)의 구경보다 큰 구경을 가진 복수개의 제2노즐(31)을 구비하고 있다.

또한, 상기 왕복운동수단(400)은, 상기 맨드릴(10) 및 상기 모터(60)을 탑재하고 있는 캐리어(90) 밑에 장착된 종동자(410); 상기 종동자(410)에 내접되어 베이스(B)에 회전가능하게 장착된 트래버스 캠축(420); 상기 트래버스 캠축(420)에 평행하게 뻗어서 상기 베이스(B)에 양단이 회전하지 못하게 장착된 상태에서 상기 캐리어(90)가 상기 트래버스 캠축(420)의 길이방향으로 이동하게 상기 캐리어(90)에 장착된 가이드봉(430); 상기 트래버스 캠축(420)을 일방향으로 회전구동하기 위해 상기 베이스(B)에 탑재되어 상기 트래버스 캠축(420)에 장착된 제2모터(440)를 포함하고 있다.

상기 왕복운동수단(400)은 한국특허등록 제10-1102478호, 한국특허등록 제10-1247318호, 한국실용신안등록 제20-0112000호 등에 개시되어 있으며, 상기 캐리어(90)를 왕복운동시키기 위한 상기 트래버스 캠축(420)과 상기 종동자(410)에 대한 상세 구성은 상기된 공보들을 참조하면 된다.

상기와 같은 구성을 가지고서, 멜트 블로운 방식에 의해 관형필터를 다음과 같이 단계들을 거쳐 제조할 수 있다.

용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴의 외면에 방사하는 제1압출 방사기(20)와 상기 제1압출방사기(20)의 노즐 구경보다 큰 노즐 구경을 가진 제2압출 방사기(30)를 상기 맨드릴(10)을 사이에 두고 서로에 마주하게 배치하고, 상기 맨드릴(10)의 길이방향으로 상기 맨드릴(10)이 왕복운동하면서 자전운동되게 하는 상태에서,

상기 제1압출 방사기(20)로 하여금 회전하고 있는 맨드릴(10)의 외주면에 복수개의 미세 기공을 갖는 제1관형부(210)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제1단계;

제1압출 방사기(20)과 제2압출 방사기(30)로 하여금 회전하고 있는 제1관형부(210)에 상기 제1관형부(210)보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제2관형부(220)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제2단계;

제2압출 방사기(30)로 하여금 회전하고 있는 제2관형부(220)에 상기 제2관형부(220) 보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제3관형부(230)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제3단계: 및

상기 맨드릴(10)의 외주면에 형성된 상기 제3단계의 상기 제1관형부(210), 상기 제2관형부(220) 및 상기 제3관형부(230)를 상기 맨드릴(10)의 선단측 밖에 배치된 롤러 테이블(150) 위로 동시에 밀어내는 제4단계를 포함하는 것으로 되어 있다.

상기 제4단계에서는, 상기 실린더(370)를 가동하여 로드(360)를 전진시면, 푸시봉(350)의 외주면에 돌출된 핀에 상기 제1관형부(210)가 걸음되어 제1 내지 제관형부(210, 220, 230)가 함께 상기 롤러 테이블(150)로 이동되어, 하나의 관형필터(200)가 만들어지게 된다.

상기 실시예에 의하면, 제1 내지 제3관형부(210, 220, 230)를 만들기 위해, 2개의 압출 방사기(20, 30)가 구비되어 있어서, 종래의 관형필터제조하는 방법을 구현하기 위한 장치가 축소되어 공장의 점유공간활용도를 높히고 제조단가 및 유지보수비용이 절감되게 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 의하면, 상기 맨드릴(10)이 일방향으로 전진할 때, 상기 제1 및 제2압출 방사기(20, 30)에서 분사되는 PP가 왼나사 형태로 상기 맨드릴(10)에 도포되고, 그리고 상기 맨드릴(10)이 타방향으로 후진할 때, 상기 제1 및 제2압출 방사기(20, 30)에서 분사되는 PP가 오른나사 형태로 상기 맨드릴(10)에 도포되게 되어, 왼사나형태의 도포층과 오른나사형태의 도포층 사이에 상기 관형필터(200)의 두께방향의 기공 뿐만 아니라, 상기 관형필터(200)의 길이방향의 기공이 형성되게 되어, 종래의 관형필터보다 기공의 막힘성이 낮아, 필터수명이 종래보다 증대될 수 있다.

10: 맨드릴, 20: 제1압출 방사기, 21: 제1노즐, 30: 제2압출 방사기, 31: 제2노즐, 50: 피동풀리, 60: 모터, 70: 구동풀리, 80: 벨트, 90: 캐리어, 150: 롤러 테이블, 151: 한 쌍의 롤러, 200: 관형필터, 300: 탈형배출수단, 350: 푸시봉, 360: 로드, 370: 실린더, 400: 왕복운동수단, 410: 종동자, 420: 트래버스 캠축, 430: 가이드 봉, 440: 제2모터, B: 베이스

Claims

용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 맨드릴(10)의 외면에 방사하는 제1압출 방사기(20)와 상기 제1압출방사기(20)의 노즐 구경보다 큰 노즐 구경을 가진 제2압출 방사기(30)를 상기 맨드릴(10)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치하고, 상기 맨드릴(10)의 길이방향으로 상기 맨드릴(10)이 왕복운동하면서 자전운동되게 하는 상태에서,
상기 제1압출 방사기(20)로 하여금 회전하고 있는 맨드릴(10)의 외주면에 복수개의 미세 기공을 갖는 제1관형부(210)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제1단계;
제1압출 방사기(20)와 제2압출 방사기(30)로 하여금 회전하고 있는 제1관형부(210)에 상기 제1관형부(210)보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제2관형부(220)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제2단계;
제2압출 방사기(30)로 하여금 회전하고 있는 제2관형부(220)에 상기 제2관형부(220) 보다 큰 복수개의 미세 기공을 갖는 제3관형부(230)를 형성하게 용융 폴리프로필렌을 방사한 후 냉각하는 제3단계: 및
상기 맨드릴(10)의 외주면에 형성된 상기 제3단계의 상기 제1관형부(210), 상기 제2관형부(220) 및 상기 제3관형부(230)를 상기 맨드릴(10)의 선단측 밖에 배치된 롤러 테이블(150) 위로 동시에 밀어내는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 방법.
기다란 관형으로 되어 수평방향으로 뻗어 캐리어(90)에 회전가능하게 탑재된 맨드릴(10);
상기 맨드릴(10)을 사이에 두고 서로에 마주하게 배치되어 용융 폴리프로필렌(PP)를 압축하여 상기 맨드릴(10)의 외면에 방사하는 제1 및 제2압출 방사기(20, 30);
상기 맨드릴(10)의 기단부위에 고정적으로 외접된 피동풀리(50);
상기 캐리어(90에 탑재된 모터(60)의 출력축에 고정적으로 외접된 구동풀리(70);
상기 맨드릴(10)을 일방향으로 회전시키도록 상기 구동풀리(70)와 상기 피동풀리(50)에 감아 걸어진 벨트(80);
상기 맨드릴(10)에서 제조된 관형필터(200)를 탈형시켜 롤러테이블(150)에 배출시키는 탈형배출수단(300); 및
상기 맨드릴(10)의 길이방향으로 상기 맨드릴(10)을 왕복운동시키는 왕복운동수단(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 장치.
제 2항에 있어서,
상기 탈형배출수단(300)은
상기 맨드릴(10)의 회전축선과 동일한 회전축선을 갖는 상태에서 상기 맨드릴(10)의 선단에 회전축선방향에서 출몰가능하게 장착된 푸시봉(350); 및
전진시에 상기 맨드릴(10)을 관통하여 뻗어서 상기 푸시봉(350)을 밀어 상기 맨드릴(10)에서 돌출되게 하고, 후진시에 상기 푸시봉(350)과의 접촉을 해제하여 상기 푸시봉(350)이 탄성에 의해 원위치로 복귀되게 하면서, 상기 맨드릴(10)이 왕복운동할 수 있도록 상기 맨드릴(10)에서 빠져나오는 실린더(370)의 로드(360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 장치.
제 2항에 있어서,
상기 왕복운동수단(400)은,
상기 맨드릴(10) 및 상기 모터(60)을 탑재하고 있는 캐리어(90) 밑에 장착된 종동자(410);
상기 종동자(410)에 내접되어 베이스(B)에 회전가능하게 장착된 트래버스 캠축(420);
상기 트래버스 캠축(420)에 평행하게 뻗어서 상기 베이스(B)에 양단이 회전하지 못하게 장착된 상태에서 상기 캐리어(90)가 상기 트래버스 캠축(420)의 길이방향으로 이동하게 상기 캐리어(90)에 장착된 가이드봉(430); 및
상기 트래버스 캠축(420)을 일방향으로 회전구동하기 위해 상기 베이스(B)에 탑재되어 상기 트래버스 캠축(420)에 장착된 제2모터(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관형필터를 멜트 블로운 방식에 의해 제조하는 장치.