KR102177245B1 - 전열교환소자용 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자 - Google Patents

전열교환소자용 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전열교환소자용 복합섬유집합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면 벌키(bulky)성을 갖는 멜트블로운 섬유에 친수성 섬유를 도입하여 우수한 투습성 및 투기성을 동시에 구현할 수 있는 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자에 관한 것이다.

Description

전열교환소자용 복합섬유집합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자{Composite fiber aggregate for total heat exchange element, Preparation method thereof and total heat exchange element comprising the same}
본 발명은 벌키한 구조의 전열교환소자용 복합섬유집합체 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 나아가 이를 포함하는 전열교환소자에 관한 것이다.
최근, 실내에서 건재나 가구, 일용품 등에서 발산하는 휘발성의 유기 화합물로 인하여 다양한 증후군들이 나타나고 있으며, 에 기인한 것이라는 가능성이 지적되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 개정된 건축 기준법에 의해 건축물에 환기 설비를 설치하는 것이 의무화되었고, 가정용 에어컨에도 환기 기능을 부가해서, 건축물의 환기가 촉진되고 있는 실정이다.
건축물의 기밀성이 높아지고, 냉난방의 보급으로 인하여 생활 양식의 변화에 따라 환기가 어려워져 휘발성 유기화합물이 옥내에 머물기가 용이해졌다는 점에서, 이를 해결하기 위한 방안으로서 환기를 행하면서도 열 또는 냉열은 외부로 방출되기 어렵게 하여 에너지 소비를 억제하는 전열 교환기가 주목 받고 있다. 즉, 신선한 외부 공기와 실내의 오염된 공기를 교환시키는 환기 시스템에서 환기에 의한 에너지 낭비를 방지할 수 있는 열 교환기의 개발 필요성이 높아지고 있는 실정이다.
전열교환기는 일정 공간을 사이에 두고 상하 방향으로 적층되는 라이너와 각각의 라이너 사이에 스페이서가 배치되는 구조를 갖는다. 상기 라이너는 그 상부와 하부를 흐르는 공기 사이의 열교환 매체로서 기능하고, 스페이서는 주름판 형상을 가짐으로써 공기의 흐름을 위한 공기유로를 형성한다. 상기 공기유로는 서로 교차되는 구조를 취하는데, 이 중 하나의 유로는 실내 공기가 외부로 통과하는 유로가 되고, 다른 하나는 실외 공기가 내부로 유입되는 유로가 된다. 따라서 환기 시 실내 공기와 실외 공기는 라이너를 사이에 두고 각각의 공기유로를 통과하면서 서로 열교환을 하게 되며, 배출되는 실내 공기의 잠열 또는 현열이 흡입되는 실외 공기로 흡수되게 된다.
현재 전열교환소재로는 종이소재가 주로 사용되고 있다. 종이소재는 전열이 교환되는 과정에서 결로가 발생할 수 있으며, 습기의 생성으로 인한 곰팡이가 서식할 수 있어 부패가 발생할 수 있는 여지가 있다. 또한 충격 및 인장강도가 약하여 고유량 즉 8,000 CMH(Cubic Meter per Hour)의 이상의 전열교환기등에 적용이 어려운 단점이 있다. 이러한 종이소재의 단점을 개선할 수 있는 내구성이 개선된 새로운 에너지 절약형 전열소재의 개발이 시급히 요구되고 있다. 선행 특허(공개번호 10-2012-0029873호, 공개번호 10-2005-0040068호 등)에 기존 종이소재를 개량한 전열교환소자용 기능성 페이퍼 기술이 언급되어 있는데, 내구성 등이 좋지 않은 문제가 있으며, 이러한 종이 소재를 멜트블로운 부직포 소재로 기존 종이 전열교환소재를 대체하는 기술이 연구 및 개발되고 있는데, 선행 특허(공개번호 10-2013-0009081호)에 부직포에 폴리비닐아세테이트를 함침시켜서 전열교환소자를 제조하는 방법이 소개되었으나, 투습도가 낮은 문제가 있는 바, 기존의 종이소재를 대체할 만한 성능에는 미치지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 종이 소재의 전열교환소자를 대체할 수 있도록 멜트블로운 섬유에 친수성 단분자를 도입한 복합섬유집합체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전열교환소자용 복합섬유집합체에 관한 것으로서, 멜트블로운 섬유(meltblown fiber); 및 폴리비닐아세테이트(PVA) 단섬유, 친수성 고분자를 코팅한 합성섬유 및 천연섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 친수성 단섬유;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 친수성 단섬유는 검화도가 85% ~ 98%이고, 섬도 0.1 ~ 10 데니어이고, 섬유장이 22 ㎜ ~ 64 ㎜인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 멜트블로운 섬유는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 알파-올레핀; 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올레핀; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 올레핀 화합물을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 멜트블로운 섬유는 평균직경이 1 ㎛ ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 상기 복합섬유집합체는 멜트블로운 섬유 및 친수성 단섬유를 4 ~ 9 : 1 ~ 6 중량비로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 복합섬유집합체는 면밀도 40 ~ 100 g/m2인 부직포인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 복합섬유집합체는 면밀도 50 g/m2일 때, ISO2528 시험법에 의거하여 측정시 투습도가 6,000 ~ 9,000 g/m2·24h인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예로서, 앞서 설명한 다양한 형태의 복합섬유집합체는 면밀도 50 g/m2일 때, ISO5636/5 시험법에 의거하여 측정시 투기도가 5,000 ~ 10,000 sec/100㎖인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 앞서 설명한 다양한 형태의 전열교환소자용 복합섬유집합체의 제조방법에 관한 것으로서, 알파-올레핀 및 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 올레핀 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 친수성 단섬유를 블로잉(blowing)시켜서, 방사되는 멜트블로운 섬유와 친수성 단섬유를 혼합시켜서 복합섬유집합체를 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 친수성 단섬유는 블로잉 전에 오프닝(opening)공정 및 카딩(carding)공정을 수행한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제조방법에 있어서, 멜트블로운 섬유와 친수성 단섬유를 혼합시켜서 복합섬유집합체를 제조한 후, 110℃ ~ 130℃의 핫챔버에 4 ~ 6m/분의 속도로 통과시켜서 열고정시킨 후, 100℃ ~ 120℃ 하에서 캘린더 가공한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 다양한 형태의 상기 복합섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환소자에 관한 것이며, 또한, 상기 전열교환소자를 포함하는 전열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 전열교환소자용 복합섬유집합체는 기존의 친수성 고분자를 부직포에 코팅 또는 함침시킨 전열교환소자와 달리, 투기성이 우수하면서도, 투습성이 매우 우수할 뿐만 아니라, 내구성 또한 우수한 바, 기존의 종이소재의 전열교환소자를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 전열교환소자용 복합섬유집합체의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 전열교환소자용 복합섬유집합체의 양측면에 지지층을 도입한 모식도이다.
이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.
본 발명의 복합섬유집합체는 알파-올레핀, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 친수성 단섬유를 블로잉(blowing)시켜서, 방사되는 멜트블로운 섬유와 친수성 단섬유를 혼합시켜서 도 1에 나타낸 바와 같이 멜트블로운 섬유(12)와 친수성 단섬유(11)를 포함하는 복합섬유집합체를 제조할 수 있다. 이때, 핫 에어 온도가 250℃ 미만이면 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유의 두께가 두꺼워지기 때문에 목표로 하는 투기도 및 투습도를 확보하기 어렵고, 280℃를 초과하면 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 안정적으로 집속되지 못하고 날리는 현상이 나타나기 때문에 친수성 섬유가 안정적으로 혼합되지 못하고 복합섬유집합체 구조가 불량해지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 범위 내에서 수행하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 친수성 단섬유는 복합섬유집합체 내에 친수성 채널을 형성시키는 역할을 하며, 이러한 친수성 단섬유로서, 폴리비닐아세테이트(PVA) 단섬유, 친수성 고분자가 코팅된 합성섬유 및 천연섬유 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 PVA 단섬유 및 친수성 고분자가 코팅된 합성섬유 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 친수성 단섬유는 섬도 0.1 ~ 10 데니어인 것을, 바람직하게는 3 ~ 7 데니어인 것을 사용하는 것이 좋으며, 0.1 데니어 미만이면 단섬유를 개섬하는데 문제가 있을 수 있고, 10 데니어를 초과하면 목표로 하는 전열교환소자의 투습도 및 투기도 성능을 유지하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 친수성 단섬유는 섬유장이 22 ~ 64 ㎜인 것을, 바람직하게는 30㎜ ~ 45㎜인 것을, 더욱 바람직하게는 35 ~ 40㎜인 것을 사용하는 것이 좋은데, 섬유장이 22 ㎜ 미만이면 단섬유를 개섬해서 균일정량 공급이 어렵기 때문에 복합섬유집합체 균제도를 유지하는데 문제가 있을 수 있고, 64 ㎜를 초과하면 단섬유가 일정 무게 비율로 혼재되어 있는 복합섬유집합체 중에서 상대적으로 두께가 두꺼운 단섬유의 개체수가 증가하기 때문에 투습도 및 투기도 성능이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
그리고, 상기 친수성 폴리비닐알코올 단섬유는 검화도가 85 ~ 98%인 것을, 바람직하게는 88 ~ 95%인 것을 사용하는 것이 좋은데, 검화도가 85% 미만인 경우, 단섬유의 강도저하가 발생하는 문제가 있을 수 있고, 98%를 초과하면 친수성이 저하되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내의 검화도를 갖는 친수성 단섬유를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 복합섬유집합체를 성분 중 하나인 상기 멜트블로운 섬유(12)는 통상적으로 멜트블로운 되어 멜트블로운 섬유를 형성할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 상기 수지로서, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상의 알파-올레핀; 또는 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 폴리올레핀; 폴리에스테르;, 폴리아미드(나일론-6, 나일론-66, 폴리메타크실렌아디프아미드 등); 폴리염화비닐; 폴리이미드; 에틸렌아세트산비닐 공중합체; 에틸렌아세트산비닐비닐알코올 공중합체; 에틸렌(메트)아크릴산 공중합체; 에틸렌-아크릴산에스테르-일산화탄소 공중합체, 폴리카보네이트; 및 폴리스티렌; 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 알파-올레핀; 및 상기 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 상기 폴리올레핀을 사용하는 것이 좋다.
상기 멜트블로운 섬유(12)의 직경은 1 ~ 10 ㎛, 바람직하게는 1 ~ 5 ㎛일 수 있으며, 멜트블로운 섬유의 직경이 1 ㎛ 미만일 경우 생산성 저하로 인해 제조원가가 크게 증가되고, 두께 및 압축회복률 감소로 인해 흡음성능이 감소하는 문제가 있을 수 있으며, 직경이 10 ㎛를 초과하는 경우 복합섬유집합체의 조직구조가 치밀하게 형성되지 않으며, 이는 결국 전열교환소자로서 내구성 저하의 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 복합섬유집합체는 멜트블로운 섬유 및 친수성 단섬유를 4 ~ 9 : 1 ~ 6 중량비로, 바람직하게는 4 ~ 8 : 2 ~ 6 중량비로 포함하는 것이 좋은데, 멜트블로운 섬유와 친수성 단섬유가 4 : 6 중량비 미만으로 멜트블로운 섬유가 4 중량비 보다 낮으면 상대적으로 친수성 단섬유가 증가하여 복합섬유집합체의 공극이 커지게 되며, 이로 인해 투기성이 크게 떨어져서 적정한 기체 차폐성을 발현하기 어려운 문제가 있을 수 있으며, 8 : 2 중량비로 친수성 단섬유가 2 중량비 미만이면 복합섬유집합체 내에 친수성 채널이 적어져서 투습도 향상 효과가 미비할 수 있으므로 상기 범위 내의 중량비를 갖도록 복합섬유집합체를 제조하는 것이 좋다.
이와 같이, 본 발명의 복합섬유집합체는 초극세 섬유로 구성된 멜트블로운 섬유(12)와 친수성 단섬유(11)가 특정 비율로 함께 존재함으로써 넓은 표면적과 공기층을 형성하여 높은 투기성 및 투습성을 갖을 수 있을 뿐만 아니라,
앞서 설명한 본 발명의 복합섬유집합체는 부직포로서, 면밀도 40 ~ 100 g/m2인 것이, 바람직하게는 면밀도 40 ~ 80 g/m2인 것이, 더욱 바람직하게는 40 ~ 70 g/m2인 것이 좋다. 이때, 면밀도가 40 g/m2 인 경우, 강도, 내구성 등의 충분한 기계적 물성을 갖지 못할 뿐만 아니라 투기성 및 투습성능 발현에 있어서 문제가 있을 수 있고, 100 g/m2을 초과하면 섬유복합체의 두께가 두꺼워져서 저항이 커지게 되고 결과적으로 투기성능이 저하되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 면밀도를 갖는 것이 좋다.
이러한, 본 발명의 복합섬유집합체는 면밀도 50 g/m2일 때, ISO2528 시험법에 의거하여 측정시 투습도가 6,000 ~ 9,000 g/m2·24h을, 바람직하게는 6,100 ~ 8,700 g/m2·24h을, 더욱 바람직하게는 6,200 ~ 8,600 g/m2·24의 높은 투습도를 갖을 수 있다.
또한, 본 발명의 복합섬유집합체의 면밀도 50 g/m2일 때, ISO5636/5 시험법에 의거하여 측정시 투기도가 5,000 ~ 10,000 sec/100㎖를, 바람직하게는 5,500 ~ 9,500 sec/100㎖을, 더욱 바람직하게는 5,800 ~ 9,200 sec/100㎖의 높은 투기도를 갖을 수 있다. 투기도가 낮을수록 투기도가 큰 것인데, 투기도가 너무 낮으면 투과되는 공기 양이 너무 많아지고, 투과도가 높으면 투과되는 공기양이 너무 적어지는 바, 적정 시간 동안 공기가 체류되여 열기와 냉기를 충분하게 교환시킬 수 있는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 복합섬유집합체(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 표면에 내장재 커버용으로 적용되는 이미 공지된 각종 소재들 예를 들면 부직포, 직조직물, 편직 직물, 폼(Foam), 필름, 종이, 스판본드 직물, 멜트블로운 직물, 스테이플 웹 등과 같은 공지된 커버용 소재를 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 조합하여 이루어지는 지지층(20, 30)이 형성될 수 있다. 이러한 지지층(20, 30)은 복합섬유집합체의 형태를 유지하고 강도를 제공하는 동시에, 시일이 경과됨에 따라 친수성 단섬유(11)가 탈리되는 것도 방지하여 투습도 및 투기도를 지속적으로 유지하도록 할 수 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1
검화도가 88~ 95%, 섬도 7 데이나(de), 섬유장 38 mm인 PVA 섬유를 준비하였다. 다음으로, 상기 PVA 단섬유를 오프닝(Opening)과 카딩 공정(Carding)을 거친 후 블로잉(Blowing) 설비를 통해서 평균 직경이 2.3 ㎛인 폴리프로필렌 멜트블로운사들이 방사되는 과정에 블로잉시켜서 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유와 PVA 단섬유를 혼입시켰다. 이때 멜트블로운 방사 온도 및 핫 에어 온도는 270℃ 조건으로 설정하였다. 그리고, PVA 섬유를 수직 하강하는 멜트블로운 기류 중에서 서로 혼합시키되, PVA 단섬유가 20 중량%가 되도록 하고, 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 80 중량%가 되도록 하여 혼합하여 총 면밀도 50 g/m2의 복합섬유집합체를 제조하였다. 그리고, 120℃ 분위기의 핫 챔버에 분당 5m 속도로 통과시켜 열고정을 한 후, 110℃에서 캘린더 가공하여 도 1에 나타낸 바와 같은 형태의 부직포를 제조하였다.
실시예 2 ~ 실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 50 g/m2)를 제조하여 실시예 2를 실시하였다.
그리고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 단섬유가 60 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 40 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체를 제조하여 실시예 3(총 면밀도 50 g/m2)을 실시하였다
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 검화도가 88 ~ 95%, 섬도 6 데이나(de), 섬유장 35 mm인 PVA 섬유를 50 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 50 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 50 g/m2)를 제조하여 실시예 4를 실시하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 검화도가 88~ 95%, 섬도 6 데이나(de), 섬유장 35 mm인 PVA 섬유를 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 70 g/m2)를 제조하여 실시예 5를 실시하였다.
비교예 1
평균직경이 2.3 ㎛인 폴리프로필렌 멜트블로운사들을 방사시켜서 총 면밀도 50 g/m2를 갖는 섬유집합체를 제조하였다. 이때 멜트블로운 방사 온도 및 핫 에어 온도는 270℃ 조건으로 설정하였다.
다음으로, 상기 섬유집합체를 6%/L PVA 수용액 및 상기 PVA 함량 대비 6% 염화리튬(LiCl)을 이용하여 최종 가공제에 침지시켜 9%의 픽업율을 조정한 다음(픽업율 조절은 패딩기의 압력을 조절하여 조절했음) 130℃에서 1분 동안 열텐더에서 열처리하였다. 다음으로, 110℃ 및 55 kpa 하에서 캘린더 가공하여 PVA 수용액이 함침된 폴리프로필렌 부직포를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 단섬유가 10 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 90 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 50 g/m2)를 제조하여 비교예 2를 실시하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 단섬유가 70 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 30 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 50 g/m2)를 제조하여 비교예 3을 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 검화도가 88~ 95%, 섬도 4 데이나(de), 섬유장 75 mm인 PVA 단섬유가 40 중량% 및 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유가 60 중량%인 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체(총 면밀도 50 g/m2)를 제조하여 비교예 4를 실시하였다.
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실험예 1 : 투습도 및 투기도 측정 실험
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 멜트블로운 부직포 형태의 복합섬유집합체 각각의 투습도 및 투기도를 아래와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 투습도 측정방법
ISO2528 시험법에 의하여 상대습도 90%에서 실시예 및 비교예의 복합섬유집합체를 통과하는 수증기의 무게를 측정하여 24시간당의 투습도(g/m2·24h)를 측정하였다.
(2) 투기도 측정방법
ISO5636/5 시험법에 의하여 100㎖의 에어(air)가 실시예 및 비교예의 복합섬유집합체를 투과하는데 걸리는 시간인 Gurley 투기도(sec/100㎖)를 측정하였다.
구분 투습도(g/m2·24h) 투기도(sec/100㎖)
실시예 1 6,548 8,560
실시예 2 7,212 8,924
실시예 3 8,121 7,841
실시예 4 7,612 8,042
실시예 5 7,414 8,412
비교예 1 4,947 9,342
비교예 2 5,741 9,241
비교예 3 5,804 8,731
비교예 4 5,915 8,241
상기 표 1의 실험결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 실시예 5의 본 발명의 복합섬유집합체의 경우, 투습도 및 투기도가 모두 매우 우수한 결과를 보였다. 그러나, 부직포에 PVA 수지를 함침시킨 비교예 1의 경우, 코팅된 PVA 수지가 섬유집합체의 기공을 막고 이로 인해 저항이 커져서 투과하는 걸리는 시간이 늘어나기 때문에 투기도가 나빠지고, 투습도가 6,000 g/m2·24h 미만으로 매우 저조했다. 또한, 비교예 2의 경우, 투습도가 6,000 g/m2·24h 미만이었는데, 이는 친수성 고분자가 너무 적게 포함하고 있어서, 친수성 채널이 적어져서 투습도 향상 효과가 미비한 것으로 판단된다.
또한, 64 ㎜를 초과한 섬유장을 갖는 친수성 단섬유를 사용한 비교예 3 및 비교예 4의 경우, 단섬유의 섬유장이 너무 길어서 멜트블로운 섬유집합체 안으로 균일하게 혼입되지 못해 친수성 채널이 상대적으로 적어지기 때문에 이로 인해서 투습도가 상대적으로 좋지 못한 결과를 보였다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 복합섬유집합체가 투습도 및 투기도 모두 우수할 뿐만 아니라, 강도 및 내구성 등의 물성 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 본 발명의 복합섬유집합체 기존 전열교환소자로 사용되는 종이소재의 문제점인 결로, 내구성을 해결한 소재로서, 기존의 종이소재의 전열교환소자를 대체함으로써, 우수한 성능의 전열교환소자 및 전열교환기를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
10 : 복합섬유집합체 11 : PVA 단섬유
12 : 폴리프로필렌 멜트블로운 단섬유 20, 30 : 지지층

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 멜트블로운 섬유(meltblown fiber); 및 섬도 3 ~ 7 데니어 및 섬유장 30 ~ 45 mm인 폴리비닐아세테이트(PVA) 단섬유;를 4 ~ 8 : 2 ~ 6 중량비로 포함하는 부직포이고,,
    상기 멜트블로운 섬유는 알파-올레핀 및 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 섬유이며,
    상기 부직포는 면밀도 40 ~ 100 g/m2이고
    부직포의 면밀도가 50 g/m2일 때, ISO2528 시험법에 의거하여 측정시, 투습도가 6,100 ~ 8,700 g/m2·24h이고, ISO5636/5 시험법에 의거하여 측정시 투기도가 5,800 ~ 9,200 sec/100㎖인 것을 특징으로 하는 전열교환소자용 복합섬유집합체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는
    에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 알파-올레핀; 및
    저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올레핀;
    중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 올레핀 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환소자용 복합섬유집합체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유는 평균직경이 1 ㎛ ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전열교환소자용 복합섬유집합체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 알파-올레핀 및 폴리올레핀 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 올레핀 수지를 핫 에어(hot air) 온도 250℃ ~ 280℃ 하에서 멜트블로운 방사시킬 때, 방사되는 멜트블로운 기류에 섬도 3 ~ 7 데니어 및 섬유장 30 ~ 45 mm인 폴리비닐아세테이트(PVA) 단섬유를 블로잉(blowing)시켜서, 방사되는 멜트블로운 섬유와 PVA 단섬유를 4 ~ 8 : 2 ~ 6 중량비로 혼합시켜서 복합섬유집합체를 제조하며,
    상기 복합섬유집합체는 면밀도 40 ~ 100 g/m2인 부직포이고,
    부직포의 면밀도가 50 g/m2일 때, ISO2528 시험법에 의거하여 측정시, 투습도가 6,100 ~ 8,700 g/m2·24h이고, ISO5636/5 시험법에 의거하여 측정시 투기도가 5,800 ~ 9,200 sec/100㎖인 것을 특징으로 하는 전열교환소자용 복합섬유집합체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폴리비닐아세테이트 단섬유는 블로잉 전에 오프닝(opening)공정 및 카딩(carding)공정을 수행한 것을 특징으로 전열교환소자용 복합섬유집합체의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 복합섬유집합체는 110℃ ~ 130℃의 핫챔버에 4 ~ 6m/분의 속도로 통과시켜서 열고정시킨 후, 100℃ ~ 120℃ 하에서 캘린더 가공한 것을 특징으로 하는 전열교환소자용 복합섬유집합체의 제조방법.
  11. 제2항 또는 제3항의 복합섬유집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환소자.
  12. 제11항의 전열교환소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.

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