KR102191496B1 - Post-Processed Air Filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 후처리 에어 필터에 관한 것으로서,
절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서, 산화 알루미늄, 산화 티탄, 탄산 칼슘중 하나 이상의 대전 유지제 0.05 내지 5중량부와, 폴리 아크릴 산, 폴리 소디움 염, 비닐술폰산, 술포네이트 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 이온성 결합제 0.1 중량부 내지 10중량부와, 그리고 상기 이온성 결합제를 용해하는 용매 1 내지 100 중량부를 포함하는 코팅액을, 상기 절곡된 필터 기재에 스프레이 코팅하고, 플라즈마, 코로나 처리, 또는 이온화 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 후처리 에어 필터.The present invention relates to a post-treatment air filter,
Consisting of 0.05 to 5 parts by weight of one or more antistatic agents among aluminum oxide, titanium oxide, and calcium carbonate with respect to 100 parts by weight of the bent filter substrate, and at least one of polyacrylic acid, polysodium salt, vinylsulfonic acid, and sulfonate. A coating solution comprising 0.1 parts by weight to 10 parts by weight of an ionic binder and 1 to 100 parts by weight of a solvent that dissolves the ionic binder is spray-coated on the bent filter substrate, followed by plasma, corona treatment, or ionization treatment. Post-treatment air filter, characterized in that formed.
Description
본 발명은 필터 기재를 가공하여 에어 필터를 제조하는 과정 중에서, 정전 특성이 손설된 에어 필터의 정전 성능을 개선시킨 후처리 에어 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a post-processed air filter in which the electrostatic performance of an air filter having good electrostatic characteristics is improved in the process of manufacturing an air filter by processing a filter substrate.
최근 들어, 화석 연료의 사용이 증가되고 있다. 자동차 보유 대수 및 공장 등 산업 및 발전 사업에 필요한 석유 등의 연소로 인해서 대기 중 환경 오염 물질이 다량 포함되어 있다. 이러한 대기 오염을 방지하기 위한 여러가지 방법이 고려되고 제안되어 있다. In recent years, the use of fossil fuels is increasing. It contains a large amount of environmental pollutants in the atmosphere due to the combustion of oil, etc., which are required for industrial and power generation projects such as the number of automobiles and factories. Various methods have been considered and proposed for preventing such air pollution.
예를 들어, 발전소, 산업현장, 공장 및 자동차에서 소요되는 연료의 연소로 인해 발생되는 환경 오염 물질 생성을 감소시켜서 환경 오염을 예방하는 방법도 제안되어 있다. 그러나, 이러한 방법만으로는 증가되는 연료 소비량에 비해, 비용 및 발생량을 고려하여 산업적으로 경제성에 미치는 영향은 미미하다.For example, a method of preventing environmental pollution by reducing the generation of environmental pollutants caused by combustion of fuel used in power plants, industrial sites, factories and automobiles has also been proposed. However, this method alone has little impact on industrial economics in consideration of cost and generation compared to the increased fuel consumption.
세계적으로, 여러 국가에서 이러한 환경 오염 물질 배출에 대한 법적 규제가 엄격하게 적용되어 화석 연료 사용에 따른 미세먼지 증가에 대처하고 있다. 그러나, 규제 및 단속이 느슨한 국가에서 발생되는 환경 오염 물질, 특히, 미세먼지 등이 공기 중 대류를 타고 인접 국가로 유입되는 것을 단속하거나 규제할 수는 없는 실정이다.Globally, many countries have strict legal regulations on the emission of these environmental pollutants to cope with the increase in fine dust caused by the use of fossil fuels. However, it is not possible to regulate or regulate the introduction of environmental pollutants, particularly fine dust, etc., generated in countries with loose regulation and control into neighboring countries through air convection.
이에 따라, 상기 미세먼지가 사람의 호흡기에 흡입되지 않도록 미세먼지 필터를 갖춘 마스크를 착용하거나, 또는 사람이 점유하는 건물의 실내로 유입되는 공기 유입부 측에 미세먼지 필터를 설치하여 유입 공기 내의 미세먼지를 제거할 수 있는 미세먼지 제거장치 또는 시스템이 제안되어 있다.Accordingly, a mask equipped with a fine dust filter is worn so that the fine dust is not inhaled into a person's respiratory tract, or a fine dust filter is installed on the side of the air inlet entering the interior of a building occupied by a person to A fine dust removal device or system capable of removing dust has been proposed.
이와 같이, 미세먼지의 증가 및 이것의 흡입이 인체 건강에 영향을 미치면서 미세먼지를 제거할 수 있는 미세먼지 제거장치를 개선시킬 필요성이 대두되고 있다. 상기 미세먼지 제거장치에서 가장 중요한 구성 요소는 공기 필터, 또는 에어 필터(이후, 에어 필터로 언급)이다. As described above, there is a need to improve a fine dust removal device capable of removing fine dust while the increase of fine dust and its inhalation affect human health. The most important component in the fine dust removal device is an air filter, or an air filter (hereinafter referred to as an air filter).
통상적으로, 에어 필터는 예를 들어, 합성섬유와, 흡착 성능, 기타 성능을 구현할 수 있는 조성물로 이루어진 부직포로 이루어진다.Typically, the air filter is made of a synthetic fiber, for example, a nonwoven fabric made of a composition capable of implementing adsorption performance and other performance.
현재까지, 에어 필터에 코팅되는 흡착 성능 등을 구현하는 조성물에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 에어 필터의 성능을 향상시키기 위해서는, 이 에어 필터를 이루는 합성섬유등의 소재 자체의 개발도 중요하지만, 제조된 부직포 자체를 보호 및 개선시키는 것도 중요하다 할 것이다.Until now, a lot of research has been made on a composition that implements adsorption performance, etc. coated on an air filter. In order to improve the performance of the air filter, the development of materials such as synthetic fibers constituting the air filter itself is important, but it is also important to protect and improve the manufactured nonwoven fabric itself.
대한민국 특허출원 제 10-2000-0053507호(2000.09.08)에는 정전 카트리지 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이 기재되어 있다. 여기에는 정전섬유와 저융점 섬유를 이용하여 제조한 정전 부직포를 열처리하고 절곡시키는 제조 방식이 기재되어 있으며, 흡습성 부직포의 한면엔 정전 섬유로 부직포층을 제조하고 다른 한면엔 수지코팅하여 건조시켜 절곡하는데, 이때 절곡(pleating)하기 전에 열을 가하는 공정을 취하고 있다.Korean Patent Application No. 10-2000-0053507 (2000.09.08) discloses an electrostatic cartridge filter and a method for manufacturing the same. Here, a manufacturing method of heat-treating and bending an electrostatic nonwoven fabric manufactured using electrostatic fibers and low melting point fibers is described, and a nonwoven fabric layer is prepared from electrostatic fibers on one side of the hygroscopic nonwoven fabric, and resin coated on the other side, dried and bent. , At this time, the process of applying heat before bending (pleating) is taken.
합성 섬유와 특성 구현 물질로 이루어진 부직포는 상술한 바와 같이, 에어 필터로 제조될 때에는, 절곡기(pleater)를 사용하여 절곡선을 형성하며, 이후에 소정 모듈 크기로 절단하고 절단된 필터 기재의 주변에 플레임을 덧붙여 제공하게 된다. As described above, when a nonwoven fabric made of synthetic fibers and a material for implementing properties is manufactured with an air filter, a bending line is formed using a pleater, and then cut into a predetermined module size and the periphery of the cut filter substrate It will be provided with a frame added to it.
절곡기로 절곡을 수행할때, 통상적으로는 핫멜트 고분자 물질을 용융하여 절곡기에 의해 형성되는 절곡선을 가로지르는 방향으로 지지 구조물이 제공되게 된다. 또한, 절곡기를 사용하여 필터 기재를 절곡하기 전에 또는 절곡 한 후에는 가열을 행하여 형성된 절곡선의 형태를 유지하도록 성형한다. 절곡기는 통상적으로 롤 형태로 제공되는 필터 기재를 절곡기의 절곡을 수행하는 부분을 통과시키면서 절곡을 수행하게 된다. When bending is performed with a bending machine, a support structure is provided in a direction crossing the bending line formed by the bending machine by melting a hot-melt polymer material. In addition, before or after bending the filter substrate using a bending machine, heating is performed to maintain the shape of the formed bending line. The bending machine performs bending while passing the filter substrate provided in the form of a roll through the bending portion of the bending machine.
절곡기는 절곡을 수행하는 작업 형태에 따라 나이프 타입, 또는 로터리 타입으로 절곡 작업을 수행하게 된다. 절곡 타입은 필터 기재의 종류 또는 에어 필터의 제조 용도에 따라 선택된다. 나이프 타입은 칼날 형태의 상하 나이프가 그 사이를 가로지르는 필터 기재를 교차하면서 복수개의 절곡선을 연속하여 형성하게 된다. 반면에 로터리 방식은 회전 롤러에 절곡선에 대응되는 절곡라인이 회전 롤러의 원주 방향을 교차하여 원주 방향을 따라 복수 개가 형성되어 회전 롤러가 필터 기재와 압착되면서 절곡선을 형성하여 절곡한다.The bending machine performs a bending operation in a knife type or a rotary type according to the type of operation performing bending. The bending type is selected according to the type of filter base material or the manufacturing use of the air filter. In the knife type, the upper and lower knives in the form of blades cross the filter substrate passing therebetween, and a plurality of bending lines are continuously formed. On the other hand, in the rotary method, a plurality of bending lines corresponding to the bending line crosses the circumferential direction of the rotation roller, and a plurality of bending lines are formed along the circumferential direction.
나이프 타입 또는 로터리 타입의 절곡기 모두, 롤 형태로 제공되는 필터 기재가 풀리면서 복수개의 롤러를 거쳐서 절곡이 수행되는 과정에서 고온이 적용되고, 절곡기의 나이프나 회전 롤러와 접촉되면서 부직포에 제공된 정전 성능이 떨어질 수 있다. 필터 기재의 정전 성능은 상술한 바와 같은 절곡기 공정 뿐만 아니라 다른 공정, 예컨대 플레임 적용 공정에 의해 영향을 받을 수 있을 것이다.In both knife-type or rotary-type bending machines, high temperature is applied in the process of bending through a plurality of rollers while the filter substrate provided in the form of a roll is unwound, and static electricity provided to the nonwoven fabric is brought into contact with the knife or rotating roller of the bending machine. Performance may be degraded. The electrostatic performance of the filter substrate may be affected not only by the bending machine process as described above, but also by other processes such as the flame application process.
현재, 부직포로 이루어진 필터 기재의 정전 성능의 외부 환경에 대한 영향에 대한 연구는 부족하지만 온도, 습도등의 외부 환경에 따라 정전 성능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 온도 및 습도 중에서 특히 열이 정전 성능에 영향을 많이 미치고 있는 점에 주목한다.Currently, studies on the influence of the electrostatic performance of the filter substrate made of a nonwoven fabric on the external environment are insufficient, but it is known that the electrostatic performance is affected by the external environment such as temperature and humidity. Note that among temperature and humidity, heat in particular has a lot of influence on the electrostatic performance.
이에 따라, 절곡기 뿐만 아니라, 기타 필터 기재에 대한 공정 중, 열에 의해 손실된 필터 기재의 정전 성능을 보완 및 개선시킬 수 있는 수단 및 시스템을 제공되어야 할 것이다.Accordingly, a means and a system capable of supplementing and improving the electrostatic performance of the filter substrate lost by heat during the process of not only the bending machine but also other filter substrates should be provided.
본 발명의 목적은 에어 필터를 이루고 있는 절곡된 필터 기재를 후처리하여, 상기 절곡된 필터 기재에 제공된 정전 성능을 유지 및 개선시킬 수 있도록 하는 수단 또는 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a means or system capable of maintaining and improving the electrostatic performance provided to the bent filter substrate by post-treating the bent filter substrate constituting the air filter.
본 발명의 목적은,The object of the present invention is
후처리 에어 필터로서,As a post-treatment air filter,
절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서, 산화 알루미늄, 산화 티탄, 탄산 칼슘중 하나 이상의 대전 유지제 0.05 내지 5중량부와,With respect to 100 parts by weight of the bent filter substrate, 0.05 to 5 parts by weight of at least one charge retaining agent of aluminum oxide, titanium oxide, and calcium carbonate,
이온성 결합제 0.1 중량부 내지 10중량부와, 그리고0.1 parts by weight to 10 parts by weight of an ionic binder, and
상기 이온성 결합제를 용해하는 용매 1 내지 100 중량부를 포함하는 코팅액을 형성하고,To form a coating solution containing 1 to 100 parts by weight of a solvent dissolving the ionic binder,
상기 절곡된 필터 기재에 스프레이 코팅하고, 플라즈마, 코로나 처리, 또는 이온화 처리하여 형성되는 후처리 에어 필터를 제공함에 의해 달성된다.It is achieved by spray coating the bent filter substrate and providing a post-treatment air filter formed by plasma, corona treatment, or ionization treatment.
바람직하게는, 상기 코팅액은 상기 절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해 에칭액 1 내지 3 중량부를 더 포함한 것이며, Preferably, the coating solution further contains 1 to 3 parts by weight of an etching solution based on 100 parts by weight of the bent filter substrate,
상기 절곡된 필터 기재가 폴리에스테르 섬유이면, 상기 에칭액이 수산화나트륨, 또는 탄산 나트륨이고,상기 절곡된 필터 기재가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 섬유이면, 에칭액이 황산, 염산, 또는 포름산 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.If the bent filter substrate is polyester fiber, the etching solution is sodium hydroxide or sodium carbonate, and if the bent filter substrate is polypropylene, polyethylene, polystyrene fiber, the etching solution is at least one of sulfuric acid, hydrochloric acid, or formic acid. Done.
또한, 바람직하게는, 상기 에칭액을 별도의 전처리 용액을 제공하여, 이 전처리 용액을 상기 절곡된 필터 기재에 스프레이 코팅하여 에칭해내는 것으로서, In addition, preferably, a separate pretreatment solution is provided for the etching solution, and the pretreatment solution is spray-coated on the bent filter substrate for etching,
상기 전처리 용액은 물 100중량부에 대해서 에칭액 1 내지 15 중량부를 포함하며, 상기 전처리 용액을 상기 절곡된 필터 기재에 스프레이 코팅하며, 에칭액의 종류는 상술한 바와 같다.The pretreatment solution contains 1 to 15 parts by weight of an etchant based on 100 parts by weight of water, and the pretreatment solution is spray-coated on the bent filter substrate, and the type of the etchant is as described above.
또한 바람직하게는, 상기 코팅액이 광개시제 0.05 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있다.Also preferably, the coating solution may further include 0.05 to 2 parts by weight of a photoinitiator.
에어 필터를 이루는 절곡된 필터 기재가 정전 물질을 포함하고, 이 절곡된 필터 기재를 정전 처리하여 집진용 에어 필터를 제공함에 있어서, 필터 기재를 에어 필터로 제조하는 공정중 절곡 공정에서 적용되는 열 등에 의해서, 정전 성능이 손실되는 것을 보완하는 후처리 공정을 제공하여, 에어 필터의 정전 성능을 유지 또는 개선하도록 한다.When the bent filter substrate constituting the air filter contains an electrostatic material, and the bent filter substrate is electrostatically treated to provide an air filter for dust collection, heat applied in the bending process during the process of manufacturing the filter substrate as an air filter, etc. Accordingly, a post-treatment process that compensates for the loss of electrostatic performance is provided to maintain or improve the electrostatic performance of the air filter.
도 1은 절곡된 필터 기재를 예시한 도면이다.
도 2는 도 1의 필터 기재에 플레임을 조립한 것을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a bent filter substrate.
FIG. 2 is a diagram illustrating an assembly of a frame on the filter substrate of FIG. 1.
본 발명은 후처리 에어 필터를 제공하는 것이다. 집진용 정전 에어 필터는 필터 기재를 제조함에 있어서, 정전 처리된 합성 섬유를 기본 기재로 하거나, 일반 합성 섬유에 정전 구현 물질을 포함시켜서 제조된 부직포, 제직물, 펠트 구조물등이 적용될 수 있다. 이후에는, 설명을 명확하게 위해서, 정전 처리된 부직포에 대해 언급하지만, 그로 인해서 발명을 부직포에 한해 제한하려는 것은 아니다.The present invention is to provide a post-treatment air filter. The electrostatic air filter for dust collection may be applied to a non-woven fabric, a woven fabric, a felt structure, etc. manufactured by using an electrostatically treated synthetic fiber as a basic base material in manufacturing a filter base material, or by including an electrostatic realizing material in a general synthetic fiber. In the following, for clarity of explanation, reference is made to the nonwoven fabric subjected to electrostatic treatment, but the invention is not limited thereto to the nonwoven fabric.
필터 기재를 이루는 섬유는 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리테트라플루오르에틸렌 섬유 등으로 이루어진다. Fibers constituting the filter substrate are made of, for example, polyester, polyethylene, polyurethane, polystyrene, polypropylene, polyamide, polytetrafluoroethylene fibers, and the like.
상기 필터 기재가 제직물로 이루어질 경우에는, 원사에 특성 구현 물질, 예컨대, 방염제, 산화방지제, 대전제, 대전방지제 등이 포함되어 방적된 섬유로 직물이 짜여지거나, 또는 짜여진 직물에 특성 구현 물질이 피복되어 특성을 구현할 수 있다.When the filter substrate is made of a woven fabric, a material that embodies properties, such as a flame retardant, an antioxidant, an antistatic agent, an antistatic agent, etc., is included in the yarn and the fabric is woven with spun fibers, or the woven fabric is coated with a material that embodies properties. Can be implemented.
그러나, 상기 필터 기재가 부직포, 펠트 구조물로 이루어질 경우에는, 주 재료인 합성 섬유 이외에, 예컨대, 접착성 섬유, 또는 접착 성분이 포함되어 웹을 이루어 형성될 수 있다. However, when the filter substrate is made of a non-woven fabric or a felt structure, in addition to a synthetic fiber as a main material, for example, an adhesive fiber or an adhesive component may be included to form a web.
부직포는 통상적인 부직포 제조 방법, 예를 들어, 케미컬 본딩, 써멀 본딩, 에어레이(Air Ray), 습식(Wet Ray), 니들펀칭, 스판레스(Water zet), 스판본드, 멜트블로운(Melt Blown), 스테치 본드(Stitch Bond) 방식 등으로 제조될 수 있다. 이때, 특성 구현 물질이 부가되어 제조된다. 선택적으로는, 정전 특성을 부여하기 위해서, 통상적으로 널리 알려져 있는 여러 정전 처리 공정과 대전 물질을 부가하여 필터 기재가 정전 성능을 구현하도록 한다. 이후에 언급되는 필터 기재는 설명한 바와 같이, 당해 업계에 알려진 정전 물질 및 공정에 의해 제조된 정전 처리 부직포를 언급한 것이다.Non-woven fabric is a conventional non-woven fabric manufacturing method, for example, chemical bonding, thermal bonding, air ray, wet (wet ray), needle punching, spanless (Water zet), spun bond, melt blown (Melt Blown). ), can be manufactured in a Stitch Bond method. At this time, a material for implementing properties is added and manufactured. Optionally, in order to impart electrostatic properties, various electrostatic treatment processes and charging materials that are generally well known are added so that the filter substrate implements electrostatic performance. The filter substrate referred to hereinafter refers to an electrostatic treated nonwoven fabric produced by an electrostatic material and process known in the art, as described.
상기 필터 기재가 에어 필터의 재료로 사용되면서, 필터 기재가 정전 특성을 갖도록 제공된 경우, 외부 환경 변화, 습도, 온도의 변화에 따라 정전 특성이 손실되는 것으로 보고되고 있다.When the filter substrate is used as a material of an air filter and the filter substrate is provided to have electrostatic properties, it is reported that electrostatic properties are lost due to changes in external environment, humidity, and temperature.
도 1은 절곡된 필터 기재(10)를 예시한 것이며, 도 2는 상기 절곡된 필터 기재(10)에 주변 가장자리에 플레임(100)을 제공하여 에어 필터로 형성된다.1 illustrates a
상기 절곡된 필터 기재(10)는 절곡(pleating) 등의 작업을 거쳐, 예시된 바와 같이 소정의 모듈 크기에 맞추어 절단되어 제공된다. 롤 형태에서 풀려져 절곡기를 통과해 형성된 필터 기재는 도 1에 예시된 바와 같이, 소정의 크기로 잘려진 것이 아니라, 롤에서 풀려진 형태로 연속되어 있다. 이후에서는 설명을 용이하게 하기 위해서 소정의 크기로 잘려지지 않은 것도 "절곡된 필터 기재"로 언급할 것이다.The
도 2에 예시된 바와 같이, 절곡된 필터 기재(10)의 가장자리에 플레임(100)을 제공하여 에어 필터로 형성된다. As illustrated in FIG. 2, a
상기 절곡 작업은 상술한 바와 같이, 롤 형태로 제공된 필터 기재가 풀리면서 나이프 타입 또는 로터리 타입의 절곡기를 접촉 통과되는데, 이때 절곡 선이 형성되면서, 접철되어 절곡되고, 소정 크기로 절단되어 필터 기재(10)로 제조된다. 필터 기재가 절곡기를 통과되는 과정 중에서 경화 과정을 거치게 되는데 이때 가열 공정을 절곡 작업 전 또는 절곡 작업 후에 적용하여 수행되게 된다.In the bending operation, as described above, the filter substrate provided in the form of a roll is unwound and passed in contact with a knife type or rotary type bending machine. At this time, while a bending line is formed, it is folded and bent, and the filter substrate ( 10). During the process of passing the filter substrate through the bending machine, a curing process is performed. In this case, the heating process is applied before or after the bending operation.
필터 기재의 절곡 작업을 수행하면서 경화를 위해서 가해지는 가열 공정 이외에도, 절곡선을 교차한 방향으로 핫멜트 고분자 물질이 제공되면서 지지 구조물이 필터 기재에 제공된다. 이 때에도, 핫멜트 고분자 물질을 가열 용융하여 필터 기재에 적용하게 된다. 이러한 작업으로 이루어지는 고온 공정으로 인해서, 절곡된 필터 기재에 제공되어 있던 정전 성능 또는 특성이 손실된다.In addition to the heating process applied for curing while performing the bending operation of the filter substrate, a support structure is provided on the filter substrate while the hot melt polymer material is provided in a direction crossing the bending line. Also at this time, the hot melt polymer material is heated and melted and applied to the filter substrate. Due to the high-temperature process made by this operation, the electrostatic performance or characteristics provided to the bent filter substrate is lost.
에어 필터 또는 필터 기재는 정전 특성을 활용하여 공기중에 분산된 먼지를 걸러내게 된다. 공기중에 포함된 먼지 등은 통상적으로 양 전하를 띄고 있으며, 이 양 전하를 띄고 있는 입자 들을 포집하기 위해서는 음 전하를 띄는 대전체가 제공되는 것이 바람직하다. 이를 위해서 필터 기재에는 음 전하를 띄도록 하는 조성물이 제공되거나 음전하로 정전처리되어 집진 성능을 구현하게 된다. 이러한 음전하를 띄고 있는 필터 기재가 고온 환경, 예를 들어, 절곡 작업에 노출되면서 음 전하가 손실되면서 정전 성능, 즉 집진 성능이 손실되게 된다.The air filter or filter substrate uses electrostatic properties to filter out dust dispersed in the air. Dust or the like contained in the air generally has a positive charge, and in order to collect the particles having a positive charge, it is preferable to provide a negative charge. To this end, the filter substrate is provided with a composition that has a negative charge or is electrostatically treated with a negative charge to realize dust collection performance. When the filter substrate having such a negative charge is exposed to a high temperature environment, for example, a bending operation, the negative charge is lost, resulting in loss of electrostatic performance, that is, dust collection performance.
본 발명에서는 이와 같이, 필터 기재를 에어 필터로 제조하는 과정, 예를 들어 절곡 작업 중에서 손실된 정전 성능을 보완하고 한다. In the present invention, the electrostatic performance lost during a process of manufacturing a filter substrate as an air filter, for example, a bending operation, is compensated.
도 1에 예시된 바와 같은 절곡된 필터 기재(10)의 손실된 정전 성능을 보완하기 위해서는 대전 상태를 유지하기 위한 대전유지제를 제공하는 것이 바람직하다. In order to compensate for the loss of electrostatic performance of the
본 발명의 발명자는 산화 알루미늄, 산화 티탄 즉 이산화티탄, 탄산 칼슘중 하나 이상의 대전 유지제를 절곡된 필터 기재에 제공하는 것이 바람직한 것을 발견하였다. 상기 대전 유지제는 절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서, 0.05 내지 5 중량부로 제공되는 것이 바람직하다. 상기 대전 유지제의 양이 너무 작거나 클 때, 정전 성능 개선의 변화를 보이지 않는다. The inventors of the present invention have found that it is preferable to provide a bent filter substrate with at least one charge retaining agent of aluminum oxide, titanium oxide, that is, titanium dioxide and calcium carbonate. The charge retaining agent is preferably provided in an amount of 0.05 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the bent filter substrate. When the amount of the charge holding agent is too small or large, no change in electrostatic performance improvement is observed.
상기 대전 유지제 이외에도, 선택적으로는 금속, 예컨데, 구리, 금, 은, 납, 카드뮴, 수은, 또는 이들의 염, 이외에, 탄소, 흑연, 그래핀 등의 전도성 물질이 제공될 수 있다. 그러나, 대전 유지제 이외의 물질들은 정전 처리된 필터 기재에 이미 포함되어 있어서, 부가의 의미가 미약하다.In addition to the charge retaining agent, a metal such as, for example, copper, gold, silver, lead, cadmium, mercury, or salts thereof, in addition to the charge holding agent, may be provided with a conductive material such as carbon, graphite, and graphene. However, materials other than the charge holding agent are already included in the filter substrate subjected to the electrostatic treatment, so that the additional meaning is weak.
상술한 조성물, 바람직하게는 대전 유지제를 절곡된 필터 기재에 제공하기 위해서는 결합제가 적용된다. 일반적으로 사용되는 결합제를 사용하여 본 발명에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 폴리비닐알콜, 아크릴레이트 등의 통상적인 결합제를 적용하는 것도 가능하다.A binder is applied in order to provide the above-described composition, preferably a charge retaining agent, to the bent filter substrate. It is also possible to apply to the present invention using commonly used binders. For example, it is also possible to apply a conventional binder such as polyvinyl alcohol and acrylate.
그러나, 정전 성능 개선시키기 위해서는, 이온성 결합제 예를 들어, 폴리 아크릴 산, 폴리 소디움 염, 비닐술폰산, 술포네이트 등이 제공하는 것이 바람직하다. However, in order to improve the electrostatic performance, it is preferable to provide an ionic binder such as polyacrylic acid, polysodium salt, vinylsulfonic acid, sulfonate, or the like.
상기 이온성 결합제는 절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서, 0.1 중량부 내지 10중량부가 포함되는 것이 바람직하다. The ionic binder is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the bent filter substrate.
상기 대전 유지제의 중량에 대비하여 소량의 이온성 결합제가 포함되면, 절곡된 필터 기재에 대한 이온성 결합제로서의 결합 코팅 성능이 떨어져서 바람직하지 않다. If a small amount of the ionic binder is included relative to the weight of the charge retaining agent, the bonding coating performance as the ionic binder to the bent filter substrate is degraded, which is not preferable.
에어 필터를 이루는 필터 기재는 소정 크기의 복수 개의 기공이 형성되어 이 기공을 통해 공기가 유동되면서, 기공내에 코팅된 특성 구현 물질의 발현능, 예컨대 정전 특성 또는 기공 크기에 의해 에어 필터의 성능을 구현하게 된다.The filter substrate constituting the air filter has a plurality of pores of a predetermined size, and as air flows through the pores, the properties coated in the pores are realized, and the performance of the air filter is realized by the ability of the material to develop, such as electrostatic characteristics or pore size. Is done.
상기 이온성 결합제의 양이 많으면 최종적으로 구현되는 에어 필터의 필터링 성능이 저하되는데, 이는 상기 이온성 결합제가 대전 유지제를 절곡된 필터 기재의 표면에 접착시키는 역할 이외에, 절곡된 필터 기재의 기공을 막아서 공기의 유동을 방해하기 때문인 것으로 사료된다.When the amount of the ionic binder is large, the filtering performance of the finally implemented air filter is deteriorated, which in addition to the role of the ionic binder adhering the charge retaining agent to the surface of the bent filter substrate, can reduce the pores of the bent filter substrate. It is believed that this is because it blocks the flow of air.
상기 대전 유지제와 상기 이온성 결합제는, 상기 절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서, 상기 대전 유지제와 상기 이온성 결합제를 용해할 수 있는 용매 1 내지 100 중량부를 부가 혼합하여 코팅액을 형성할 수 있다. 상기 용매의 양이 적으면 코팅액이 묽어서, 코팅 두께나, 코팅 분포가 적어져서, 코팅 효과가 떨어질 수 없다. 코팅 두께는 0.01~10㎛으로 제공되는 것이 바람직하며, 코팅액의 농도가 높으면, 코팅 두께가 크게 형성된다.The charge retaining agent and the ionic binder may be mixed with 1 to 100 parts by weight of a solvent capable of dissolving the charge retaining agent and the ionic binder with respect to 100 parts by weight of the bent filter substrate to form a coating solution. have. If the amount of the solvent is small, the coating solution is thin, and the coating thickness or distribution of the coating decreases, so that the coating effect cannot be deteriorated. It is preferable that the coating thickness is provided in the range of 0.01 to 10 μm, and when the concentration of the coating solution is high, the coating thickness is formed large.
이온성 결합제에 해당 용매를 적용함에 있어서, 물에 용해되지 않은 용매를 물을 기초한 코팅액으로 제조하고자 할때는 친수성화제를 부가하여 분산액 또는 에멀션 형태로 코팅액을 제공할수도 있다. In applying the solvent to the ionic binder, when a solvent not dissolved in water is to be prepared as a water-based coating solution, a hydrophilic agent may be added to provide a coating solution in the form of a dispersion or emulsion.
한편, 상기 대전 유지제와 절곡된 필터 기재와의 접촉 계면을 확장시키거나 또는 접촉력 개선을 위한 필터 기재의 표면 처리를 수행할 수 있다. 절곡된 필터 기재를 이루는 부직포 섬유의 종류에 해당되는 에칭 용액을 가하여 표면을 에칭하여 절곡된 필터 기재의 표면을 확장 또는 접착 개선이 되도록 할 수 있다.Meanwhile, the surface treatment of the filter substrate may be performed to expand the contact interface between the charge retaining agent and the bent filter substrate or to improve contact force. The surface of the bent filter substrate may be expanded or improved adhesion by etching the surface by adding an etching solution corresponding to the type of nonwoven fabric forming the bent filter substrate.
예를 들어, 에칭액은 상기 절곡된 필터 기재가 폴리에스테르 섬유로 이루어지면, 상기 에칭액이 수산화나트륨, 수산화 칼륨 또는 탄산 나트륨, 탄산 칼륨 수용액이 될 수 있으며, 상기 절곡된 필터 기재가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 섬유로 이루어지면, 에칭액이 황산, 염산, 또는 포름산 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. For example, as for the etching solution, when the bent filter substrate is made of polyester fiber, the etching solution may be sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium carbonate, an aqueous potassium carbonate solution, and the bent filter substrate is polypropylene, polyethylene, When made of polystyrene fibers, the etching solution may be made of any one or more of sulfuric acid, hydrochloric acid, or formic acid.
상술한 바와 같이, 상기 에칭액은 상기 절곡된 필터 기재의 표면에서 에칭을 구현한다. 상기 에칭액은 결합제와 함께 혼합된 수용액으로 제공되거나 또는 결합제와 별도로 제공된다.As described above, the etching solution implements etching on the surface of the bent filter substrate. The etchant is provided as an aqueous solution mixed with a binder or separately from a binder.
상기 에칭액은 상기 대전 유지제 10 중량부에 대해서, 1 내지 15 중량부로 물 100중량부에 혼합된 전처리 용액으로 제공된다. 상기 전처리 용액은 스프레이 분무 방식으로 상기 절곡된 필터 기재에 코팅되어 10 분 내지 5시간 정도 유지한다. 상기 에칭액이 소량이면, 에칭이 구현되지 않을 수 있으며, 에칭액이 과량으로 포함되면 상기 절곡된 필터 기재의 자체 기능 및 특성, 예컨대 정전 특성이 손실될 수 있다. The etching solution is provided as a pretreatment solution mixed with 100 parts by weight of water in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 10 parts by weight of the charge retaining agent. The pretreatment solution is coated on the bent filter substrate by spray spraying and maintained for about 10 minutes to 5 hours. If the amount of the etchant is small, etching may not be implemented, and if the etchant is included in an excessive amount, its functions and properties, such as electrostatic characteristics, of the bent filter substrate may be lost.
코팅액과는 별도로 상기 전처리 용액이 상기 절곡된 필터 기재의 표면에 스프레이 코팅되면, 10분 내지 5시간 동안 유지한 후, 에어건 등으로 상기 표면을 세척하고 코팅액을 적용할 수 있다. When the pretreatment solution is spray-coated on the surface of the bent filter substrate separately from the coating solution, the pretreatment solution may be maintained for 10 minutes to 5 hours, and then the surface may be washed with an air gun, and the coating solution may be applied.
그리고, 상기 전처리 용액을 사용하지 않고서, 에칭액을 상기 코팅액에 혼합하여 절곡된 필터 기재에 바로 적용할 수도 있다. 상기 코팅액에 바로 혼합되어 적용되는 에칭액은, 1 내지 3 중량부가 포함되어 사용하는 것이 바람직하다. 상기 전처리 용액을 별도로 적용하는 것과 달리, 코팅액에 혼합되는 상기 에칭액의 농도가 상대적으로 높으면 에어 필터의 정전 성능이 오히려 떨어지는 것을 확인하였다. 이는 상기 에칭액이 대전 유지제, 또는 이온성 결합제와 반응하여 에칭액의 성능을 떨어뜨리거나, 대전 및 결합 성능을 떨어뜨리는 것으로 보인다.In addition, without using the pretreatment solution, the etching solution may be mixed with the coating solution and applied directly to the bent filter substrate. It is preferable to use 1 to 3 parts by weight of the etching solution directly mixed and applied to the coating solution. Unlike applying the pretreatment solution separately, it was confirmed that when the concentration of the etching solution mixed in the coating solution was relatively high, the electrostatic performance of the air filter was rather degraded. It seems that the etching solution reacts with the charge holding agent or the ionic binder to degrade the performance of the etching solution or the charging and bonding performance.
소정의 코로나, 플라즈마, 이온화 장치에 의해 형성된 전기장이 상기 절곡된 필터 기재에 인가되어 정전 처리되어 상기 절곡된 필터 기재의 정전 성능을 복원 및 개선시킨다. 인가되는 에너지 범위 및 가스 등은 당해업자에 의해 용이하게 선택될 수 있으며, 특별하게 제한되는 것은 아니다.An electric field formed by a predetermined corona, plasma, or ionization device is applied to the bent filter substrate and subjected to electrostatic treatment to restore and improve the electrostatic performance of the bent filter substrate. The applied energy range and gas can be easily selected by the person concerned, and are not particularly limited.
또한 필요에 따라, 상기 코팅액은 케톤, 벤질 케톤, 아세토페논 중 적어도 하나 이상으로 이루어지는 광개시제를 더 포함하여, 전기장 인가 공정 중에 대전 유지제, 이온성 결합제 및 절곡된 필터 기재와의 결합을 개선시킬 수 있으며, 광개시제 0.05 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있다.In addition, if necessary, the coating solution may further include a photoinitiator consisting of at least one of ketone, benzyl ketone, and acetophenone to improve bonding with the charge retaining agent, ionic binder, and bent filter substrate during the electric field application process. And, it may further include 0.05 to 2 parts by weight of a photoinitiator.
비교예 1Comparative Example 1
폴리에스테르 섬유를 베이스 웹으로 멜트브라운 방식으로 제조된 부직포를 나이프 타입의 절곡기(Mini Pleater)를 사용하여 절곡된 정전 처리된 부직포를 30cm X 30cm(500g) 샘플로 절단하였다.The polyester fiber was cut into a 30cm X 30cm (500g) sample of the nonwoven fabric prepared in the melt brown method as a base web, and the electrostatically treated nonwoven fabric bent using a knife-type bending machine (Mini Pleater).
비교를 위해서 모든 정전 처리된 부직포는 동일한 제조사에 제조된 것을 비교 시험하였다.For comparison, all electrostatically treated nonwoven fabrics were manufactured by the same manufacturer and tested.
폴리에스테르 섬유를 베이스 웹으로 멜트브라운 방식으로 제조된 부직포를 나이프 타입의 절곡기(Mini Pleater)를 사용하여 절곡된 부직포를 30cm X 30cm(500g)로 절단하였다.The polyester fiber was cut into 30cm X 30cm (500g) by using a nonwoven fabric manufactured in a melt brown method as a base web using a knife-type bending machine (Mini Pleater).
이산화티탄 5g(준세이)과 폴리 아크릴산(준세이) 10g을 증류수 20g에 혼합하여 수용액을 제조하였다. 이 수용액을 2시간 숙성한 후에 샘플 부직포에 스프레이 코팅하였다.An aqueous solution was prepared by mixing 5 g of titanium dioxide (Junsei) and 10 g of polyacrylic acid (Junsei) with 20 g of distilled water. After aging this aqueous solution for 2 hours, it was spray-coated on the sample nonwoven fabric.
실온에서 자연 건조한 사기 샘플 부직포를 일반적인 30kV 크로나 방전 처리하여 후처리 필터 기재를 제조하였다.The porcelain sample nonwoven fabric dried naturally at room temperature was subjected to general 30 kV Krona discharge treatment to prepare a post-treated filter substrate.
폴리에스테르 섬유를 베이스 웹으로 멜트브라운 방식으로 제조된 부직포를 나이프 타입의 절곡기(Mini Pleater)를 사용하여 절곡된 부직포를 30cm X 30cm(500g)로 절단하였다.The polyester fiber was cut into 30cm X 30cm (500g) by using a nonwoven fabric manufactured in a melt brown method as a base web using a knife-type bending machine (Mini Pleater).
수산화나트륨(준세이) 40g을 증류수 200g과 혼합한 수용액을 준비하였다. 이 수용액을 상기 샘플에 스프레이 코팅하였다. 실온에서 1시간 유지한 후 에어건으로 분사하여 상기 샘플을 세척하였다.An aqueous solution was prepared in which 40 g of sodium hydroxide (Junsei) was mixed with 200 g of distilled water. This aqueous solution was spray coated on the sample. After holding at room temperature for 1 hour, the sample was washed by spraying with an air gun.
이산화티탄 5g(준세이)과 폴리 아크릴산(준세이) 10g을 증류수 20g에 혼합하여 수용액을 제조하였다. 이 수용액을 2시간 숙성한 후에 샘플 부직포에 스프레이 코팅하였다.An aqueous solution was prepared by mixing 5 g of titanium dioxide (Junsei) and 10 g of polyacrylic acid (Junsei) with 20 g of distilled water. After aging this aqueous solution for 2 hours, it was spray-coated on the sample nonwoven fabric.
실온에서 자연 건조한 사기 샘플 부직포를 일반적인 30kV 크로나 방전 처리하여 후처리 필터 기재를 제조하였다.The porcelain sample nonwoven fabric dried naturally at room temperature was subjected to general 30 kV Krona discharge treatment to prepare a post-treated filter substrate.
폴리에스테르 섬유를 베이스 웹으로 멜트브라운 방식으로 제조된 부직포를 나이프 타입의 절곡기(Mini Pleater)를 사용하여 절곡된 부직포를 30cm X 30cm(500g)로 절단하였다.The polyester fiber was cut into 30cm X 30cm (500g) by using a nonwoven fabric manufactured in a melt brown method as a base web using a knife-type bending machine (Mini Pleater).
수산화나트륨(준세이) 40g을 증류수 200g과 혼합한 수용액을 준비하였다. 이 수용액을 상기 샘플에 스프레이 코팅하였다. 실온에서 1시간 유지한 후 에어건으로 분사하여 상기 샘플을 세척하였다.An aqueous solution was prepared in which 40 g of sodium hydroxide (Junsei) was mixed with 200 g of distilled water. This aqueous solution was spray coated on the sample. After holding at room temperature for 1 hour, the sample was washed by spraying with an air gun.
이산화티탄 5g(준세이)과 폴리 아크릴산(준세이) 2g을 증류수 20g에 혼합하여 수용액을 제조하였다. 이 수용액을 2시간 숙성한 후에 샘플 부직포에 스프레이 코팅하였다.An aqueous solution was prepared by mixing 5 g of titanium dioxide (Junsei) and 2 g of polyacrylic acid (Junsei) with 20 g of distilled water. After aging this aqueous solution for 2 hours, it was spray-coated on the sample nonwoven fabric.
실온에서 자연 건조한 사기 샘플 부직포를 일반적인 30kV 크로나 방전 처리하여 후처리 필터 기재를 제조하였다.The porcelain sample nonwoven fabric dried naturally at room temperature was subjected to general 30 kV Krona discharge treatment to prepare a post-treated filter substrate.
당일 측정
Same day measurement
7일 후 측정
Measurement after 7 days
비교실시예
Comparative Example
23㎍/m3
23㎍/m 3
26㎍/m3
26㎍/m 3
실시예 1
Example 1
15㎍/m3
15㎍/m 3
19㎍/m3
19㎍/m 3
실시예 2
Example 2
8㎍/m3
8㎍/m 3
10㎍/m3
10㎍/m 3
실시예 3
Example 3
11㎍/m3
11㎍/m 3
12㎍/m3
12㎍/m 3
표 1에서 알수 있듯이, 본 발명에 따른 공정을 수행하지 않은 비교실시예에 본 발명의 공정을 수행한 실시예에서의 효과가 개선된 것을 확인하였다. 에칭액을 적용하지 않은 것에 비해서, 에칭액을 제공하여 처리한 시험에서 개선된 결과를 확인하였다. 또한 이온성 결합제의 양에 따라 미세한 결과 차이를 보였다.As can be seen from Table 1, it was confirmed that the effect of the example in which the process of the present invention was performed was improved in the comparative example in which the process according to the present invention was not performed. Compared to the one in which the etchant was not applied, the improved result was confirmed in the test performed by providing the etchant. In addition, there was a slight difference in results depending on the amount of the ionic binder.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 코팅액을 스프레이 코팅하여 후처리한 에어 필터의 집진 효율이 우수한 것을 확인하였으며, 소정의 기간을 도과한 에어 필터에서도 개선된 결과를 수득하였다.As described above, it was confirmed that the dust collection efficiency of the post-treated air filter by spray coating the coating solution of the present invention was excellent, and improved results were obtained even in the air filter that passed a predetermined period of time.
10 : 절곡된 필터 기재
100 : 에어 필터10: bent filter substrate
100: air filter
Claims (4)
절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해서,
산화 알루미늄, 산화 티탄, 탄산 칼슘중 하나 이상의 대전 유지제 0.05 내지 5중량부와,
폴리 아크릴 산, 폴리 소디움 염, 비닐술폰산, 술포네이트 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 이온성 결합제 0.1 중량부 내지 10중량부와, 그리고
상기 이온성 결합제를 용해하는 용매 1 내지 100 중량부를 포함하는 코팅액을, 상기 절곡된 필터 기재에 스프레이 코팅하고, 플라즈마, 코로나 처리, 또는 이온화 처리하여 형성되고,
상기 코팅액은 상기 절곡된 필터 기재 100 중량부에 대해 에칭액 1 내지 3 중량부를 더 포함한 것이며,
상기 절곡된 필터 기재가 폴리에스테르 섬유이고, 상기 에칭액이 수산화나트륨, 또는 탄산 나트륨인 것을 특징으로 하는 후처리 에어 필터.In the post-treatment air filter,
For 100 parts by weight of the bent filter substrate,
0.05 to 5 parts by weight of at least one charge retaining agent of aluminum oxide, titanium oxide, and calcium carbonate,
0.1 to 10 parts by weight of an ionic binder consisting of at least one of polyacrylic acid, polysodium salt, vinylsulfonic acid, and sulfonate, and
A coating solution containing 1 to 100 parts by weight of a solvent dissolving the ionic binder is spray-coated on the bent filter substrate and formed by plasma, corona treatment, or ionization treatment,
The coating solution further includes 1 to 3 parts by weight of an etching solution based on 100 parts by weight of the bent filter substrate,
The post-treatment air filter, wherein the bent filter substrate is polyester fiber, and the etching solution is sodium hydroxide or sodium carbonate.
상기 코팅액이 광개시제 0.05 내지 2 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후처리 에어 필터.The method of claim 1,
Post-treatment air filter, characterized in that the coating solution further comprises 0.05 to 2 parts by weight of a photoinitiator.
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