KR102205634B1 - 폼멜트가 접착된 케미컬 필터, 그 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

폼멜트가 접착된 케미컬 필터, 그 제조방법 및 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은,
지그재그 형상으로 절곡되어 복수의 절곡부를 가지는 케미컬 필터용 미디어(10);
상기 미디어의 일면 및 타면에 등간격으로 접착되며, 적어도 일부가 서로 맞닿아 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하는 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt, 20); 및
필터 프레임(30);
을 포함하며, 상기 필터 프레임(30)에 상기 폼멜트(20)가 접착된 미디어(10)가 안착되어 차압 성능 및 제조 생산성이 우수한 폼멜트가 접착된 케미컬 필터(1), 이의 제조방법, 및 이의 제조장치를 제공하는 것이다.

Description

폼멜트가 접착된 케미컬 필터, 그 제조방법 및 그 제조장치{Chemical Filter adhered to Foam-Melt, Manufacturing Method thereof, and Device for Manufacturing thereof}
본 발명은 폼멜트(Foam-Melt)가 접착된 케미컬 필터, 그 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 폴리올레핀계 발포성 수지로 이루어진 폼멜트가 접착되어 성능을 향상시킨 케미컬 필터, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
케미컬 필터는 반도체 산업, 디스플레이 산업, 기계의 제조 조립 산업 등 정밀한 공정이 필요한 분야에서 암모니아, NOx, SOx 및 VOCs 등 대기에 포함되어 있는 분자상 오염물질을 정화하기 위하여 클린룸 내부에 적용되며, 일반적으로, 다공성 폼 형태나 부직포 형태의 필터 지지체에 Ion Exchange Resin 및 탄소 계열의 흡착제를 부착하거나 적층시켜 제조한다.
이런 점에서, 케미컬 필터는 반도체 Fab, 가정, 사무실, 병원 등에서 건물 내부로 유입되는 공기나 내부에서 순환하는 공기를 정화하여 박테리아, 곰팡이, 미세먼지 등을 제거하기 위하여 사용되며, 유리 섬유, PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 섬유 등으로 제조하는 HEPA 필터와 같은 단순 에어필터와 구별된다.
일반적으로 필터는 공기가 통과하는 과정에서 공기가 접하는 면적이 넓을수록 필터링 양이 많아진다. 필터링 양을 향상시키기 위해서 필터용 미디어(media)를 정해진 공간에 과도하게 접어 넣을 경우 통과되는 공기의 양이 줄어들어 차압 성능이 저하되어 필터 효율이 저감되므로 일정 체적의 필터 내부 공간에 미디어를 소정의 간격으로 지그재그 형태로 접어 넣어야 하며, 이때 상기와 같이 접힌 미디어가 유입되는 공기에 의해서 변형되거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 미디어의 간격을 유지할 필요가 있다.
이와 같은 필터 미디어의 간격을 유지하기 위하여 간격자로서 종래 알루미늄, 종이 또는 플라스틱 재질을 파형으로 성형한 세퍼레이터(separator)를 필터 미디어 사이에 첨가하거나 절곡된 필터 미디어 사이에 핫멜트(Hot-Melt)를 첨가시켰다.
공개특허공보 제2014-0072083호는 지그재그 형태로 절곡한 다수의 여과재 사이에 각각 물결모양의 세퍼레이터를 삽입한 기술을 개시하고 있다. 상기 세퍼레이터는 다수의 여과재의 간격을 유지하기 위하여 사용되지만, 여과지의 길이방향으로 볼 때 장방형으로 이루어져 필터링 시 공기저항이 높아 필터효율이 저하되며 세퍼레이터 삽입이 대부분 수작업으로 진행되어 제조 단가가 증가하며 공정상 불량률이 높은 문제점이 있다.
공개실용신안공보 제2007-0000353호는 산업용 에어필터에 관한 것으로, 절곡된 필터 미디어 사이에 삽입되는 올레핀계 수지로 이루어진 핫멜트를 개시하고 있다. 이러한 핫멜트가 삽입된 에어필터는 세퍼레이터를 사용한 필터와 비교하여 공기 접촉 면적이 일정 비율로 늘어나므로 상대적으로 압력 손실을 줄일 수 있지만, 절곡된 필터 미디어 사이의 간격이 넓을 경우 안정적으로 제형을 유지하기 힘들며, 고온에서 핫멜트가 녹는 경우가 많아 고온 내구성이 약하다는 문제점이 있다. 또한, 제조 공정에서 수작업을 배제할 수 없어 제조 단가 및 불량률이 증가하는 원인이 되어 왔다.
<선행기술문헌>
공개특허공보 제2014-0072083호
공개실용신안공보 제2007-0000353호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 우수한 차압성능을 보여주면서도 고온 내구성, 내충격성 및 경량성이 우수한 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 공정성이 우수한 상기 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자동화 설비에 의해 생산성이 우수한 상기 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명은,
지그재그 형상으로 절곡되어 복수의 절곡부를 가지는 케미컬 필터용 미디어(10);
상기 미디어의 일면 및 타면에 등간격으로 접착되며, 적어도 일부가 서로 맞닿아 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하는 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt, 20); 및,
필터 프레임(30);
을 포함하며, 상기 필터 프레임(30)에 상기 폼멜트(20)가 접착된 미디어(10)가 안착되어 있는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터(1)를 제공한다.
상기 폼멜트(20)는 발포율이 20 내지 200%일 수 있다.
상기 폼멜트의 등간격 거리(d)는 10 내지 300 mm일 수 있다.
상기 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)은 2 내지 20 mm일 수 있다.
상기 미디어에 접착된 폼멜트 형태는 길이 방향으로 연장되는 연속 접착 또는 간헐 접착일 수 있다.
상기 간헐 접착은 상기 미디어의 일면 및 타면에서 모두 산 및 골을 지나지 않으며 절곡부에 형성될 수 있다.
상기 미디어의 절곡부에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
상기 간헐 접착은 미디어의 일면에서 산을 지나가고 골은 지나가지 않으며, 타면에서 골을 지나가고 산은 지나가지 않으며 절곡부에 형성될 수 있다.
상기 미디어의 절곡부에 형성되며, 일면 및 타면에서 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
본 발명은 또한,
케미컬 필터용 미디어를 준비하는 과정(S10);
상기 미디어를 지그재그형상으로 제 1 절곡하는 과정(S20);
상기 제 1 절곡된 미디어를 전개하는 과정(S30);
상기 전개한 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 접착하고, 그와 동시에 또는 그 이후에 제 1 냉각하는 과정(S40);
상기 제 1 냉각된 미디어에 접착된 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그형상으로 제 2 절곡하는 과정(S50);
상기 제 2 절곡된 미디어를 제 2 냉각하는 과정(S60); 및,
상기 제 2 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 과정(S70);
을 포함하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법을 제공한다.
상기 폼멜트는 폴리올레핀계 수지를 발포제를 이용하여 발포율이 20 내지 200%이 되도록 발포시켜 제조할 수 있다.
상기 폼멜트의 등간격 거리(d)는 10 내지 300 mm일 수 있다.
상기 미디어에 접착된 폼멜트의 평균 직경(R)은 2 내지 20 mm일 수 있다.
상기 미디어에 접착된 폼멜트 형태는 길이 방향으로 연장되는 연속 접착 또는 간헐 접착일 수 있다.
상기 간헐 접착은 상기 미디어를 절곡시, 일면 및 타면에서 모두 산 및 골을 지나지 않으며 절곡부에 형성될 수 있다.
상기 미디어의 절곡부에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
상기 간헐 접착은 상기 미디어를 절곡시, 일면에서 산을 지나가고 골을 지나가지 않으며, 타면에서 골을 지나가며 산을 지나가지 않도록 형성될 수 있다.
상기 미디어의 절곡부에 형성되며, 일면 및 타면에 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
상기 제 1 냉각은 10 내지 25℃에서 5초 내지 5분 동안 진행되고, 상기 제 2 냉각은 20 내지 30℃에서 5초 내지 5분 동안 진행될 수 있다.
또한, 본 발명은,
일측에서 케미컬 필터용 미디어를 이송하면서 지그재그 형상으로 제 1 절곡하는 제 1 절곡 수단(100);
상기 제 1 절곡 수단(100)에 의해 절곡된 미디어를 펼쳐 전개하는 가이드롤러로 이루어진 전개 수단(200);
상기 전개 수단(200)에 의해 전개된 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 토출하여 접착시키는 토출 수단(310), 상기 토출과 동시 또는 그 이후에 냉각을 진행하는 제 1 냉각 수단(320), 및 제어부(330)를 구비하는 폼멜트 접착 수단(300);
상기 폼멜트 접착 수단(300)에 의해 폼멜트가 접착되어 냉각된 미디어를 구동하는 피딩롤러(feeding roller)로 이루어진 구동 수단(400);
상기 구동 수단(400)에 의해 구동되는 미디어를, 폼멜트가 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그 형상으로 절곡하는 제 2 절곡 수단(500);
상기 제 2 절곡 수단(500)에 의해 절곡된 미디어를 냉각하는 제 2 냉각 수단(600); 및,
상기 제 2 냉각 수단(600)에 의해 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 조립 수단(700);
을 포함하는 폼멜트가 접착되는 케미컬 필터 제조장치(111)를 제공한다.
상기 토출 수단(310)의 내부 온도는 120 내지 220℃이고, 200 내지 1200 rpm의 펌프 속도로 폼멜트를 토출할 수 있다.
상기 구동 수단(400)은 상기 피딩롤러의 압착 회전을 통해 상기 미디어를 1 내지 20 m/min의 선속도로 이송할 수 있다.
본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터는 케미컬 필터용 미디어의 간격을 유지하기 위하여 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 이용하는 바 고온 내구성, 내충격성, 및 경량성이 뛰어나면서도 환경 오염 원자재의 사용을 최소화하여 원가를 절감할 수 있다. 특히 동일한 절곡부 상호간의 간격 조건에서, 필터를 통과되는 에어(Air) 유로가 개선될 수 있으므로, 종래의 방식대비 압력손실이 감소하여 우수한 차압성능을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터는 자동화 설비에 의하여 제조될 수 있어 제조 과정에서 수작업을 배제할 수 있는 바, 제조 비용 절감 및 제조 시간 단축이 가능하여 제조 생산성이 향상될 뿐만 아니라 제품 불량률을 최소화할 수 있어 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 모식도이다;
도 2(a) 및 2(b)는, 각각 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터용 미디어에 연속 접착된 폼멜트의 전개도 및 이의 측면도이다;
도 3(a) 및 3(b)는 각각 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터용 미디어에 간헐 접착된 폼멜트의 전개도 및 이의 측면도이다;
도 4(a) 및 4(b)는 각각 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터용 미디어에 간헐 접착된 폼멜트의 또 다른 전개도 및 이의 측면도이다;
도 5는 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조 과정을 나타낸 순서도이다;
도 6은 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조하는 제조 장치(111)의 모식도이다;
도 7은 상기 도 6에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터 제조 장치를 구성하는 폼멜트 접착 수단(300)의 모식도이다;
도 8(a) 및 8(b)는 각각 실시예 2 및 비교예 1의 케미컬 필터의 crack여부를 관찰한 사진이다;
도 9(a) 내지 9(c)는 각각 실시예 5, 비교예 3 및 4의 케미컬 필터의 사진이다;
도 10은 실시예 5 내지 7의 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 절곡부 상호간의 간격에 따른 차압을 각각 나타낸 그래프이다;
도 11은 실시예 5, 비교예 3 및 4의 케미컬 필터의 절곡부 상호간의 간격에 따른 차압을 면풍속 2.5 m/s 조건에서 각각 나타낸 그래프이다; 및,
도 12는 실시예 5, 비교예 3 및 4의 케미컬 필터의 절곡부 상호간의 간격에 따른 차압을 면풍속 0.4 m/s 조건에서 각각 나타낸 그래프이다.
도 1은 본 발명에 따른 케미컬 필터(1)의 모식도이다.
이를 참고하면 본 발명은,
지그재그 형상으로 절곡되어 복수의 절곡부를 가지는 케미컬 필터용 미디어(10);
상기 미디어의 일면 및 타면에 등간격으로 접착되며, 적어도 일부가 서로 맞닿아 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하는 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt, 20); 및
필터 프레임(30);
을 포함하며, 상기 필터 프레임(30)에 상기 폼멜트(20)가 접착된 미디어(10)가 안착되어 있는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터(1)를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 케미컬 필터는 케미컬 필터용 미디어(10)의 간격을 유지하기 위하여 간격자로 폴리올레핀계 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(20)를 이용하는 바, 필터를 통한 유입 공기 및 유출 공기 압력의 차를 최소화할 수 있어 절곡부 상호간의 간격을 조절하여 우수한 차압성능을 보여준다. 또한, 동일 질량 대비 부피 증가율이 큰 발포성 수지의 특성 상 고온 내구성 및 내충격성이 뛰어나면서도 환경 오염 원자재의 사용을 최소화하여 원가를 절감할 수 있어 우수한 경제성을 나타낸다.
상기 케미컬 필터용 미디어(10)의 제조방법은 본 발명자들의 등록특허공보 제1179475호에 소개되어 있는 바 자세한 설명은 생략한다. 상기 등록특허공보 제1179475호에 따라 제조하는 케미컬 필터용 미디어(10)는, 경우에 따라, 핫멜트 접착체 분사공정, 흡착제 도포공정, 및 흡착제 흡입공정을 순차적으로 최대 6회까지 반복하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 폼멜트(20)는 폴리올레핀계 수지를 발포시켜 제조할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀 중합체로부터 제조될 수 있으며, 상기 폴리올레핀 중합체는, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 부틸 고무(폴리이소부틸렌-이소프렌), 스티렌 블록 공중합체, SBS(스티렌-부타디엔-스티렌), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌), SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌), SEPS(스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌), SIBS(스티렌-이소프렌-부타디엔-스티렌), SPIBS(스티렌-폴리이소부틸렌-스티렌), 또한 개질된 형태, 비정질 형태 및 α-올레핀의 비정질 공중합체(APAO)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀계 수지는, 경우에 따라, 점착부여 수지, 폴리이소부틸렌을 포함하는 가소제, 페놀계 산화방지제 및 UV 안정제 등을 추가로 포함할 수 있다. 접착부여 수지는 접착력을 증대시키기 위한 것으로, 지방족 석유수지, 레진 에스테르 및 터펜 수지 등을 폴리 올레핀계 수지 전체 중량 대비 20 내지 40 중량%로 포함할 수 있다. 상기 폴리이소부틸렌을 포함하는 가소제는 유연성을 부여하고, 사용시 접착제의 겉마름 현상을 지연시키기 위한 것이고, 무수말레인산-폴리프로필렌은 접착력을 개선시키기 위한 것이며, 페놀계 산화방지제는 열안정성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명에서 상기 폴리올레핀계 수지는, 상세하게는, 스티렌 블록 공중합체 5 내지 25 중량%, 비결정질 폴리프로필렌 40 내지 50 중량%, 및 하이드로카본 레진 40 내지 50 중량%로 이루어질 수 있고, 180℃에서 1000 내지 10000 cps의 점도를 나타낼 수 있다. 상기 정의된 범위를 넘어 점도가 높으면 거품 발생에 유리하여 발포율이 높아질 수 있으나 냉각 시간이 길어져서 거품 꺼짐 발생 우려 있고, 점도가 낮으면 발생된 거품이 좌우로 퍼져서 원하는 부위 작업이 어려울 수 있어 바람직하지 않다.
상기 폴리올레핀계 수지는 다양한 방법으로 발포시킬 수 있으며, 기계적으로 발포하거나, 발포가스나 발포제를 이용하여 물리적 발포제나 화학적 발포제를 포함하는 수지 조성물을 압출 성형함으로써 제조하는 방법 등이 사용될 수 있다. 특히, 기체를 사용한 발포의 경우, 용융된 폴리올레핀계 수지를 적합한 기체와 충분한 압력 하에서 혼합하여 용융된 폴리올레핀계 수지 중의 기체의 용액 또는 분산액으로 발포성 혼합물 또는 용액을 형성한다. 대기압에서 혼합물을 분배함으로써 유발되는 것과 같은 압력의 충분한 감소 시, 기체는 용융된 폴리올레핀계 수지 중에서 방울의 형태로 용액 중에서 전개되고 확장되어 매트릭스 내에서 밀폐 셀 구조를 형성한다. 상기 기체는, 예를 들어, 질소, 이산화탄소, 불활성 기체, 예컨대 아르곤 및 헬륨, 및 그들의 혼합물을 사용할 수 있으나 이에 제한되지는 않으며, 상세하게는 질소일 수 있다.
상기 폴리올레핀계 수지를 발포시켜 제조한 폼멜트(20)의 발포율은 20 내지 200%일 수 있다. 상기 발포율은 폴리올레핀계 수지의 발포 전후 부피 변화율로, 발포율이 20% 미만일 경우 본 발명이 의도하는 완충 효과를 충분히 얻을 수 없고, 발포율이 200%를 초과할 경우 발포가 균일하게 일어나지 않아 기포 꺼짐이나 토출시 에어가 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다. 이에 상세하게는 발포율은 70 내지 130%일 수 있다. 즉, 본 발명은 상기와 같아 폴리올레핀계 수지를 발포하여 제조한 폼멜트을 간격자로 사용하는 바, 동일 질량 대비 부피 증가율이 크므로, 종래 세퍼레이터 및 핫멜트를 이용한 케미컬 필터와 비교하여 외부 충격에 대한 우수한 완충 효과를 가지므로 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라, 필터를 통과되는 에어(Air) 유로가 개선될 수 있으므로, 압력손실이 감소하여 우수한 차압성능을 나타낼 수 있다.
상기 폼멜트(20)는 등간격으로 이격되어 미디어의 일면 및 타면에 각각 복수개로 접착될 수 있으며, 등간격 거리(d)는 적용되는 케미컬 필터 크기에 따라 적절히 조절할 수 있으나, 예를 들어, 10 내지 300 mm일 수 있다. 등간격 거리(d)가 10 mm 미만이거나, 300 mm를 초과할 경우, 제조 공정상 비효율적이고, 필터의 내구성이 약해질 수 있어 바람직하지 않은 바, 상세하게는, 50 내지인 250 mm 범위 안에서 배수간격으로 제작할 수 있다.
상기 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)은 2 내지 20 mm일 수 있고, 이와 관련하여 상기 폼멜트(20)의 직경(R)은 2 내지 20 mm일 수 있다. 상기 폼멜트(20)의 적어도 일부가 서로 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하며, 절곡부 상호간의 평균 간격(w)에 따라, 서로 맞닿는 폼멜트(20)의 접촉면적, 즉 폼멜트(20)가 눌리는 정도는 다양할 수 있다. 절곡부 상호간의 평균 간격(w)이 2 mm 미만일 경우 통과하는 유로간격이 좁아 압력손실이 증가되기 때문에 바람직하지 않고, 20 mm를 초과할 경우 폼멜트(20)에 의해 미디어(10)의 Air 통과 면적이 감소되고 충분히 고정되기 힘들어 변형을 초래할 수 있으므로 바람직하지 않다.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 케미컬 필터(1)에서 폼멜트(20)를 접착하는 과정 및 접착된 형태를 나타낸 모식도이다.
이를 참고하면, 상기 미디어에 접착된 폼멜트(20) 형태는 길이 방향 (화살표 방향, b->a->b)으로 연장되는 연속 접착 또는 간헐 접착일 수 있다.
도 2는 상기 연속 접착의 모식도로, 도 2(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 연속 접착한 전개도이고, 도 2(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 연속적으로 연장되는 연속 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 모두 지나는 형태이다.
도 3은 상기 간헐 접착의 모식도로 도 3(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 간헐 접착한 전개도이고, 도 3(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 도 3의 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 간헐적으로 연장되는 간헐 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 지나지 않으며 절곡부(L)의 일부에 형성되는 형태이다. 상기 미디어의 절곡부(L)에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부(L) 길이의 1/5 내지 4/5일 수 있으며, 상기 미디어의 일면 및 타면에 접착된 폼멜트(20)는 미디어(10)를 기준으로 대칭일 수 있다.
특히, 이와 같은 형태에서는 폼멜트(20)가 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 모두 지나지 않으며 절곡부(L)의 일부에 형성되므로, 필터 흡착 용량과 관계 있는 미디어의 면적이 증가하게 되어 차압성능이 향상될 수 있다.
도 4은 상기 간헐 접착의 또 다른 모식도로, 도 4(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 간헐 접착한 전개도이고, 도 4(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 도 4(b)의 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 간헐적으로 연장되는 간헐 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a)을 지나가고 골(b)은 지나가지 않으며, 타면의 골(b')을 지나가며 산(a')은 지나가지 않고 절곡부(L)에 형성되는 형태이다. 상기 미디어어의 절곡부(L)에 형성되며, 일면 및 타면에서 상기 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부(L) 길이의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조 과정을 나타낸 순서도이다.
이를 참고하면, 본 발명은,
케미컬 필터용 미디어를 준비하는 과정(S10);
상기 미디어를 지그재그형상으로 제 1 절곡하는 과정(S20);
상기 제 1 절곡된 미디어를 전개하는 과정(S30);
상기 전개한 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 접착하고, 그와 동시에 또는 그 이후에 제 1 냉각하는 과정(S40);
상기 제 1 냉각된 미디어에 접착된 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그형상으로 제 2 절곡하는 과정(S50);
상기 제 2 절곡된 미디어를 제 2 냉각하는 과정(S60); 및,
상기 제 2 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 과정(S70);
을 포함하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법을 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터는 상기와 같은 방법을 이용하여 제조되므로 제조 비용 절감 및 제조 시간 단축이 가능하여 제조 생산성이 향상될 수 있다.
상기 미디어의 일면 및 타면에 동시에 폼멜트를 접착할 수 있으며, 경우에 따라 미디어의 일면에 폼멜트를 접착 후, 순차적으로 상기 미디어의 타면에 폼멜트를 접착할 수 있다
상기 폼멜트는 폴리올레핀계 수지를 발포제를 이용하여 발포율이 20 내지 200%이 되도록 발포시켜 제조할 수 있으며, 이에 대한 설명은 상기에서 서술한 바 생략한다.
상기 폼멜트(20)는 등간격으로 이격하여 복수개의 형태로 접착할 수 있으며, 등간격 거리(d)는 적용되는 케미컬 필터에 따라 적절히 조절 수 있으나, 예를 들어, 10 내지 300 mm일 수 있다. 등간격 거리(d)가 10 mm 미만이거나, 300 mm를 초과할 경우, 제조 공정상 비효율적이고, 필터의 내구성이 약해질 수 있어 바람직하지 않은 바, 상세하게는, 50 내지인 250 mm일 수 있다.
상기 미디어에 접착된 폼멜트(20)의 직경(R)은 2 내지 20 mm일 수 있다. 폼멜트(20)의 직경(R)이 2 mm 미만일 경우 통과되는 공기의 양이 줄어들어 차압 성능이 저하될 수 있고, 20 mm를 초과할 경우 폼멜트의 굵기가 지나치게 굵어져 냉각이 잘 이루어지지 않아 냉각강도가 약해질 수 있으므로 미디어가 변형될 우려가 있어 바람직하지 않다. 상기 폼멜트(20)의 적어도 일부가 서로 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하며, 절곡부 상호간의 평균 간격(w)에 따라, 서로 맞닿는 폼멜트(20)의 접촉면적, 즉 폼멜트(20)가 눌리는 정도는 다양할 수 있다
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 케미컬 필터(1)에서 폼멜트(20)를 접착하는 과정 및 접착된 형태를 나타낸 모식도이다.
이를 참고하면, 상기 미디어에 접착된 폼멜트(20) 형태는 길이 방향 (화살표 방향, b->a->b)으로 연장되는 연속 접착 또는 간헐 접착일 수 있다.
도 2는 상기 연속 접착의 모식도로, 도 2(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 연속 접착한 전개도이고, 도2(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 연속적으로 연장되는 연속 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 모두 지나는 형태이다.
도 3은 상기 간헐 접착의 모식도로 도 3(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 간헐 접착한 전개도이고, 도3(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 도 3의 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 간헐적으로 연장되는 간헐 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 지나지 않으며 절곡부(L)의 일부에 형성되는 형태이다. 상기 미디어의 절곡부(L)에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부(L) 길이의 1/5 내지 4/5일 수 있으며, 상기 미디어의 일면 및 타면에 접착된 폼멜트(20)는 미디어(10)를 기준으로 대칭일 수 있다.
특히, 이와 같은 형태에서는 폼멜트(20)가 절곡된 미디어 일면의 산(a) 및 골(b)과 타면의 산(a') 및 골(b')을 모두 지나지 않으며 절곡부(L)에 형성되므로, 필터 흡착 용량과 관계 있는 미디어의 면적이 증가하게 되어 차압성능이 향상될 수 있다.
도 4은 상기 간헐 접착의 또 다른 모식도로, 도 4(a)는 평면으로 전개된 미디어(10) 상에 폼멜트(20)를 간헐 접착한 전개도이고, 도4(b)는 상기 전개도를 지그재그 형상으로 절곡하여 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)을 형성한 후 관찰한 측면도이다. 상기 도 4(b)의 전개도(a) 및 측면도(b)를 참고하면, 상기 폼멜트(20)는 상기 미디어(10) 상에 등간격(d)으로 이격되어 길이 방향으로 간헐적으로 연장되는 간헐 접착 형태일 수 있으며, 이 경우, 폼멜트(20)는 절곡된 미디어 일면의 산(a)을 지나가고 골(b)은 지나가지 않으며, 타면의 골(b')을 지나가며 산(a')은 지나가지 않으며 절곡부(L)의 일부에 형성되는 형태이다. 상기 미디어어의 절곡부(L)에 형성되며, 일면 및 타면에서 상기 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부(L) 길이의 1/5 내지 4/5일 수 있다.
상기 제 1 냉각은 10 내지 25℃에서 5초 내지 5분 동안 진행되고, 상기 제 2 냉각은 20 내지 30℃에서 5초 내지 5분 동안 진행될 수 있다.
상기 제 1 냉각이 상기 조건에서 적절히 진행되어야 제 2 절곡이 시작될 시점에서 폼멜트가 적절한 냉각강도를 가지며, 접착력이 유지될 수 있다. 적절한 냉각이 이루어지지 않을 경우 제 2 절곡 후 절곡 형상이 좋지 않으며, 적정한 절곡 간격이 형성되지 않아, 공기가 통과하는 공간이 감소하는 바 결과적으로 케미컬 필터의 차압 성능이 저하될 수 있다. 또한, 과냉각이 진행될 경우는 산 부분에 크랙(Crack)이 발생하며, 접착력이 저하될 가능성이 커지므로 미디어가 서로 분리되어 차후 공정인 케미컬 필터 조립공정에서의 생산 작업성이 현저히 떨어질 수 있다.
이후, 상기 제 2 냉각된 미디어를 적용하는 프레임의 크기에 따라 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 과정을 통해 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조하는 제조 장치(111)의 모식도이며, 도 7는 상기 폼멜트가 접착된 케미컬 필터 제조 장치를 구성하는 폼멜트 접착 수단(300)의 모식도이다.
이를 참고하면, 본 발명은,
일측에서 케미컬 필터용 미디어를 이송하면서 지그재그 형상으로 제 1 절곡하는 제 1 절곡 수단(100);
상기 제 1 절곡 수단(100)에 의해 절곡된 미디어를 펼쳐 전개하는 가이드롤러로 이루어진 전개 수단(200);
상기 전개 수단(200)에 의해 전개된 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 토출하여 접착시키는 토출 수단(310), 상기 토출과 동시 또는 그 이후에 냉각을 진행하는 제 1 냉각 수단(320), 및 제어부(330)를 구비하는 폼멜트 접착 수단(300);
상기 폼멜트 접착 수단(300)에 의해 폼멜트가 접착되어 냉각된 미디어를 구동하는 피딩롤러(feeding roller)로 이루어진 구동 수단(400);
상기 구동 수단(400)에 의해 구동되는 미디어를, 접착된 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그 형상으로 절곡하는 제 2 절곡 수단(500);
상기 제 2 절곡 수단(500)에 의해 절곡된 미디어를 냉각하는 제 2 냉각 수단(600); 및,
상기 제 2 냉각 수단(600)에 의해 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 조립 수단(700);
을 포함하는 폼멜트가 접착되는 케미컬 필터 제조장치(111)를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터는 상기와 같은 자동화 장치를 이용하여 제조될 수 있어, 수작업을 포함하는 기존 세퍼레이트 또는 핫멜트를 간격자로 적용한 케미컬 필터와 비교하여, 제조 비용 절감 및 제조 시간 단축이 가능하여 제조 생산성이 향상될 수 있으므로 우수한 경제성을 가진다.
상기 폼멜트 접착 수단(300)은 전개된 미디어의 일면에 토출 및 냉각을 진행하는 제 1 폼멜트 접착 수단 및, 상기 미디어의 이송 방향에 따라 설치되며 상기 미디어의 타면에 토출 및 냉각을 진행하는 제 2 폼멜트 수단을 포함할 수 있다. 상기 제 1 폼멜트 접착 수단 및 제 2 폼멜트 접착 수단에 의해 상기 미디어의 일면 및 타면에 동시에, 또는 순차적으로 폼멜트를 접착할 수 있다.
상기 토출 수단(310)은 핫멜트 수지를 용융시키는 핫멜트 수지 멜팅 탱크, 상기 용융된 핫멜트 수지를 발포제를 이용하여 발포시켜 폼멜트를 제조하는 폼멜트 제조부 및 상기 제조된 폼멜트를 토출하는 토출 노즐을 구비할 수 있다.
상기 토출 수단(310)의 내부 온도는 120 내지 220℃이고, 200 내지 1200 rpm의 펌프 속도로 폼멜트를 토출할 수 있다. 토출 수단(310)의 내부 온도가 120℃ 미만일 경우, 폴리올레핀계 수지를 충분히 용융시키기 어려워 발포과정을 진행하기 힘들고, 220℃를 초과할 경우 핵제 작용이 약해서 발포과정으로 생성된 거품이 잘 꺼질 우려가 있고, 제조 공정상 비용이 상승할 우려가 있어 바람직하지 않다.
또한, 펌프 속도가 200 rpm 미만인 경우 폼멜트 토출량이 지나치게 적어지므로 폼멜트가 토출 과정에서 경화되어 접착력이 떨어질 우려가 있고, 1200 rpm를 초과할 경우 제조 공정상 비용이 상승할 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 토출 수단(310)은 상기 제어부(330)와 전기적으로 연결되어 폼멜트 토출 시간 간격, 토출량, 토출 위치 등의 조절을 통해 상기 미디어에 형성되는 폼멜트의 접착 형태, 폼멜트 토출량, 미디어 절곡부 상호간의 평균 간격(w) 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 토출 노즐을 제어하여 연속 쏘기, 간헐 쏘기 등의 형태로 상기 미디어에 형성되는 폼멜트의 접착 형태를 결정할 수 있다. 본 발명의 토출 수단(310)은 우수한 안정성을 가지므로 적절한 제어를 통해 다양한 형태를 가지면서도 우수한 차압 성능을 발휘하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조할 수 있다.
상기 미디어는 상기 제 1 냉각 수단(320)에 10 내지 25℃에서 5초 내지 5분 동안 냉각이 진행될 수 있고, 상기 제 2 냉각 수단(600)에 의해 20 내지 30℃에서 5초 내지 5분 동안 냉각이 진행될 수 있다.
상기 제 1 냉각 수단(320)에 의해 상기 조건에서 적절하게 냉각되어야 제 2 절곡이 시작될 시점에서 폼멜트가 적절한 냉각강도를 가지며, 접착력이 유지될 수 있다. 적절한 냉각이 이루어지지 않을 경우 제 2 절곡 후 절곡 형상이 좋지 않으며, 적정한 절곡 간격이 형성되지 않아, 공기가 통과하는 공간이 감소하는 바 결과적으로 케미컬 필터의 차압 성능이 저하될 수 있다. 또한, 과냉각이 진행될 경우는 산 부분에 크랙(Crack)이 발생하며, 접착력이 저하될 가능성이 커지므로 미디어가 서로 분리되어 차후 공정인 케미컬필터 조립공정에서의 생산작업성이 현저히 떨어질 수 있다.
또한, 상기 제 2 냉각 수단(600)에 의해 상기 조건에서 적절히 냉각되어야 케미컬 필터의 고온 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명에서, 미디어에 접착된 폼멜트는 냉각이 진행되면서 강도가 높아지기 때문에 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하는 역할을 한다. 생산성 향상을 위해서 폼멜트가 접착된 케미컬 필터 제조장치의 이송 속도를 상승시킬 필요가 있지만, 제조장치의 구조 및 성능에 따른 적정한 폼멜트의 Open time(폼멜트를 미디어에 도포한 후 접착될 때까지의 접착 가능 시간)을 고려해야 한다. 이에 본 발명에서 상기 구동 수단(400)은 상기 피딩 롤러의 압착 회전을 통해 상기 미디어를 1 내지 20 m/min의 선속도로 이송 속도를 조절하여 생산성을 향상시키면서도 폼멜트의 Open time을 확보할 수 있다. 상기 선속도를 벗어날 경우 본 발명에서 의도하는 효과를 충분히 얻을 수가 없으므로 바람직하지 않다.
이 후, 상기 조립 수단(700)에 의해 제 2 냉각 수단(600)에 의해 냉각된 미디어를 적용하는 프레임의 크기에 따라 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명자들의 등록특허공보 제1179475호를 참고하여 부직포에 190℃ 에서 용융시킨 핫멜트 바인더를 분사하여 도포시킨 후, 2040 메쉬 사이즈의 활성탄을 분사하여 부착시키는 방법을 4회 반복하고, 최종적으로 흡착제 상부에 핫멜트를 도포하여 Roll 형태의 케미컬 필터용 미디어를 준비하였다. 이후, 스티렌 블록 공중합체 10 중량%, 비결정질 폴리프로필렌 50 중량%, 및 하이드로카본 레진 40 중량%로 이루어지며, 180℃에서 4000 cps의 점도를 나타내는 폴리올레핀계 수지를 제조한 후, 질소 기체를 이용하여 발포율 100%이 되도록 발포시킨 폴리올레핀계 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 제조하였다.
본 발명에 따른 폼멜트가 접착된 케미컬 필터 제조장치를 이용하여 상기 케미컬 필터용 미디어를 지그재그형상으로 제 1 절곡하고 전개한 후, 상기 폼멜트(Foam-Melt)를 상기 미디어의 일면 및 타면에 100 mm의 등간격으로 일정하게 연속 접착하였다. 상기 폼멜트 접착과 동시에 20℃에서 10초간 제 1 냉각한 후, 상기 제 1 냉각된 미디어에 접착된 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그형상으로 제 2 절곡하였다.
이 후 제 2 절곡된 미디어를 25℃에서 10초간 제 2 냉각한 후, 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하였고, 하기 표 1의 제조 조건 하에 610*610*150T 사이즈의 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조하였다.
실시예 2 내지 8
하기 표 1의 조건을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조하였다.
비교예 1 및 2
하기 표 1의 조건을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폼멜트가 접착된 케미컬 필터를 제조하였다.
비교예 3
실시예 5의 케미컬 필터용 미디어를 복수의 절곡부를 가지도록 지그재그 형상으로 절곡한 후 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하기 위하여 세퍼레이터(separator)를 삽입하여 케미컬 필터를 제작하였다.
비교예 4
실시예 5의 케미컬 필터용 미디어를 복수의 절곡부를 가지도록 지그재그 형상으로 절곡한 후 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하기 위하여 핫멜트를 접착하여 삽입하여 케미컬 필터를 제작하였다. 상기 핫멜트는 스티렌 블록 공중합체 10 중량%, 비정질 폴리프로필렌 50 중량%, 및 하이드로카본 레진 40 중량%로 이루어지며, 180℃에서 4000 cps의 점도를 나타낸다.
<실험예 1>
실시예 1 내지 8, 비교예 1 및 2 따라 제조된 케미컬 필터의 crack여부를 관찰 하였다.
선
속도		 (폼멜트)
탱크온도		 발포율 펌프RPM 토출개수 폼멜트 직경(R) 절곡부간격(w) Crack
유뮤
M/min ℃ % - ea mm mm
실시예 1 3 170 100 500 6 5.8 4 X
실시예 2 3 160 100 500 6 7.3 6 X
실시예 3 3 160 100 600 6 8.3 7 X
실시예 4 3 160 100 700 6 9.2 8 X
실시예 5 3 160 100 700 3 9.4 8 X
실시예 6 6 160 100 700 3 7.4 6 X
실시예 7 9 160 100 700 3 4.6 4 X
실시예 8 3 160 70 700 3 8.0 6 X
비교예 1 3 145 100 500 6 7.9 7 O
비교예 2 3 160 130 500 3 9.5 8 O
상기 표 1에 따르면,
실시예 1, 2 및 비교예 1에서 동일조건하에 탱크온도를 145, 160, 170℃로 변화시키며 폼멜트 직경 및 절곡부 상호간의 평균 간격(w)을 측정해보았다. 실시예 1 및 실시예 2는 크랙이 발생하지 않았으며 온도가 증가될수록 폼멜트 직경은 작아졌다. 비교예 1의 폼멜트 상에 크랙이 발생하였는 바, 이는 낮은 온도에서는 폼멜트의 점도가 높아져서 발포가 잘 진행되지 않아 불량률이 상승했기 때문이다. 이와 관련하여, 실시예 2 및 비교예 1에 따라 제조된 케미컬 필터의 crack여부를 관찰한 사진을 각각 도 8(a) 및 8(b)에 나타내었다.
실시예 5 내지 7에서 동일조건하에 본 발명에 따른 제조장치의 선속도를 3, 6, 9 m/min으로 변화시키며 폼멜트 직경 및 절곡부 상호간의 평균 간격(w)을 측정해본 결과 Line speed가 증가함에 따라 폼멜트 직경은 그에 비례하여 작아졌으나, 폼멜트 상에 크랙은 발생하지 않았다.
실시예 5, 8 및 비교예 2에서 발포율이 증가함에 따라 폼멜트의 직경은 증가하나 크랙발생의 위험성이 커지는 바, 비교예 2의 폼멜트 상에 크랙이 발생하였다. 실시예 2 내지 4에서 펌프 RPM을 500, 600, 700으로 변화시키면서 폼멜트 직경을 측정해본 결과 RPM이 증가될수록 폼멜트 직경은 증가하였다.
실시예 4 및 5에서 폼멜트가 토출되는 개수를 감소시켰을 경우에도 폼직경은 변함없이 동일하다. 이는 폼멜트 탱크에서 노즐로 토출해주는 라인압력이 일정하게 유지되기 때문이다.
<실험예 2>
실시예 5, 비교예 3 및 4에 따라 제조된 케미컬 필터의 사진을 각각 도 9(a) 내지 9(c)에 나타내었다.
도 9(a)에 따르면 실시예 5의 폼멜트가 접착된 케미컬 필터는 간격자로 폼멜트를 사용하고 있는 바, 폼멜트 방식으로 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하고 있다.
반면, 도 9(b)에 따른 비교예 3의 케미컬 필터는 간격자로 세퍼레이트를 사용하는 세퍼레이트 방식, 도 9(c)에 따른 비교예 4의 케미컬 필터는 간격자로 핫멜트를 사용하는 핫멜트 방식으로 간격을 유지하고 있다.
<실험예 3>
실시예 5 내지 7의 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 절곡부 상호간의 간격에 따른 차압을 하기와 같은 조건으로 측정하여 하기 도 10에 나타내었다.
-실험장치 : 자사 610풍동실험장치 (JIS B 9908규격)
-온습도 : 23±2℃, 45±5%RH
-유속계 : 9565-P (TSI, USA)
-차압계: CP300 (KIMO, Japan)
도 10에 따르면, 실험구간(면풍속 2.5 m/s 이하)에서는 절곡부 상호간의 간격이 클수록 압력 손실이 감소하여 차압성능이 향상되는 것을 알 수 있다.
<실험예 4>
실시예 5의 폼멜트 방식의 케미컬 필터, 비교예 3의 세퍼레이트 방식의 케미컬 필터, 비교예 4의 핫멜트 방식의 케미컬 필터를 상기 실험예 3과 같은 방식으로 0.4 m/s, 및 2.5 m/s의 면풍속에서 차압을 측정하여 각각 도 11 및 12에 각각 나타내었다.
도 11 및 12에 따르면, 본 발명에 따른 실시예 5의 폼멜트 방식의 케미컬 필터는 비교예 3의 세퍼레이트 방식의 케미컬 필터, 비교예 4의 핫멜트 방식의 케미컬 필터와 비교하여 동일한 면풍속 조건에서 필터를 통과되는 에어(Air) 유로가 개선될 수 있으므로, 압력 손실이 감소하여 차압성능이 향상되는 것을 알 수 있다.
10 케미컬 필터용 미디어
20 폼멜트
30 필터 프레임
100 제 1 절곡 수단
200 전개 수단
300 폼멜트 접착 수단
310 토출 수단
320 제 1 냉각 수단
330 제어부
400 구동 수단
500 제 2 절곡 수단
600 제 2 냉각 수단
700 조립 수단

Claims (22)

  1. 지그재그 형상으로 절곡되어 복수의 절곡부를 가지는 케미컬 필터용 미디어(10);
    상기 미디어의 일면 및 타면에 등간격으로 접착되며, 적어도 일부가 서로 맞닿아 상기 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하는 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt, 20); 및,
    필터 프레임(30);
    을 포함하며,
    상기 미디어에 접착된 폼멜트 형태는 길이 방향으로 연장되는 간헐 접착이고, 상기 간헐 접착은 상기 미디어의 일면 및 타면에서 모두 산 및 골을 지나지 않으며 절곡부에 형성되며,
    상기 필터 프레임(30)에 상기 폼멜트(20)가 접착된 미디어(10)가 안착되어 있는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폼멜트(20)는 발포율이 20 내지 200%인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폼멜트의 등간격 거리(d)는 10 내지 300 mm인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡부의 상호간의 평균 간격(w)은 2 내지 20 mm인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 미디어의 절곡부에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 간헐 접착은 미디어의 일면에서 산을 지나가고 골은 지나가지 않으며, 타면에서 골을 지나가고 산은 지나가지 않으며 절곡부에 형성되는 것을 특징으로 하는 폼멜트를 포함하는 케미컬 필터.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 미디어의 절곡부에 형성되며, 일면 및 타면에서 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터.
  10. 케미컬 필터용 미디어를 준비하는 과정(S10);
    상기 미디어를 지그재그형상으로 제 1 절곡하는 과정(S20);
    상기 제 1 절곡된 미디어를 전개하는 과정(S30);
    상기 전개한 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 접착하고, 그와 동시에 또는 그 이후에 제 1 냉각하는 과정(S40);
    상기 제 1 냉각된 미디어에 접착된 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그형상으로 제 2 절곡하는 과정(S50);
    상기 제 2 절곡된 미디어를 제 2 냉각하는 과정(S60); 및,
    상기 제 2 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 과정(S70);
    을 포함하며,
    상기 미디어에 접착된 폼멜트 형태는 길이 방향으로 연장되는 간헐 접착이고, 상기 간헐 접착은 상기 미디어의 일면 및 타면에서 모두 산 및 골을 지나지 않으며 절곡부에 형성되는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 폼멜트는 폴리올레핀계 수지를 발포제를 이용하여 발포율이 20 내지 200%이 되도록 발포시켜 제조하는 것을 특징으로 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 폼멜트의 등간격 거리(d)는 10 내지 300 mm인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 미디어에 접착된 폼멜트의 평균 직경(R)은 2 내지 20 mm인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 미디어의 절곡부에 형성되는 폼멜트의 길이(l)는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 간헐 접착은 상기 미디어를 절곡시, 일면에서 산을 지나가고 골을 지나가지 않으며, 타면에서 골을 지나가며 산을 지나가지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 미디어의 절곡부에 형성되며, 일면 및 타면에 미디어를 기준으로 대칭되어 형성되는 폼멜트의 길이(l')는 절곡부 길이(L)의 1/5 내지 4/5인 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  19. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 냉각은 10 내지 25℃에서 5초 내지 5분 동안 진행되고, 상기 제 2 냉각은 20 내지 30℃에서 5초 내지 5분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터의 제조방법.
  20. 일측에서 케미컬 필터용 미디어를 이송하면서 지그재그 형상으로 제 1 절곡하는 제 1 절곡 수단(100);
    상기 제 1 절곡 수단(100)에 의해 절곡된 미디어를 펼쳐 전개하는 가이드롤러로 이루어진 전개 수단(200);
    상기 전개 수단(200)에 의해 전개된 미디어의 일면 및 타면에 폴리올레핀계(poly olefins) 발포성 수지로 이루어진 폼멜트(Foam-Melt)를 등간격으로 토출하여 접착시키는 토출 수단(310), 상기 토출과 동시 또는 그 이후에 냉각을 진행하는 제 1 냉각 수단(320), 및 제어부(330)를 구비하는 폼멜트 접착 수단(300);
    상기 폼멜트 접착 수단(300)에 의해 폼멜트가 접착되어 냉각된 미디어를 구동하는 피딩롤러(feeding roller)로 이루어진 구동 수단(400);
    상기 구동 수단(400)에 의해 구동되는 미디어를, 폼멜트의 적어도 일부가 맞닿아 복수의 절곡부 상호간의 간격을 유지하도록 지그재그 형상으로 절곡하는 제 2 절곡 수단(500);
    상기 제 2 절곡 수단(500)에 의해 절곡된 미디어를 냉각하는 제 2 냉각 수단(600); 및,
    상기 제 2 냉각 수단(600)에 의해 냉각된 미디어를 슬리팅(slitting)하여 프레임에 조립하는 조립 수단(700);
    을 포함하며,
    상기 구동 수단(400)은 상기 피딩롤러의 압착 회전을 통해 상기 미디어를 1 내지 20 m/min의 선속도로 이송하는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착되는 케미컬 필터 제조장치(111).
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 토출 수단(310)의 내부 온도는 120 내지 220℃이고, 200 내지 1200 rpm의 펌프 속도로 폼멜트를 토출하는 것을 특징으로 하는 폼멜트가 접착된 케미컬 필터 제조장치.


  22. 삭제
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