KR102223131B1 - 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터 및 이의 제조 공법 - Google Patents

여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터 및 이의 제조 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여과집진기 백필터의 접합부에 형성되어 미세 분진의 유출을 방지하는 경화층을 포함하며, 상기 경화층은 액상 무용제 경화소재를 상기 접합부에 도포시켜 스며들게 한 후 UV 광을 조사하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터 및 필터 제조 공법을 제공한다.

Description

여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터 및 이의 제조 공법 { FILTER APPLIED WITH NON-SOLVENT SEAMSEALING TO IMPROVE EFFICIENCY OF DUST COLLECTOR AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 무용제 심실링 공법과 무용제 심실링 공법이 적용된 필터에 관한 것으로서, 자세하게는 여과집진기에 적용되는 백필터의 봉제선을 통해 발생하는 리크(leak)를 제거하여 여과되지 않고 배출되는 가스를 최소화 할 수 있는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법에 관한 것이다.
여과집진기에서 사용되는 핵심부품으로 백필터가 있다.
백필터는 필터 원단을 재봉하여 원통형태로 제조하게 되는데 박음질 부분에 재봉으로 인한 홀(hole)이 생겨 여과되지 않은 배기가스가 유출되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 리크 방지를 위하여 재봉부를 심실링하여야 하는데, 심실링 재료의 경제성, 심실링에 드는 인건비, 심실링 공간의 크기, 별도의 장비가 필요한지 여부, 가혹한 환경에서도 품질이 유지될 수 있는지 여부, 심실링 공정의 속도 등 다양한 요소를 고려할 필요가 있다.
종래에는 재봉부에 실리콘 처리를 하거나 심실링 테이프를 붙이는 방식을 사용하였다.
아래 표는 종래 대표적인 심실링 방식(실리콘 처리 방식, 심실링 테이프 방식)의 특징을 나타낸 표이다.
실리콘 처리 심실링 테이프
실링방법 수작업 전용장비
주요재료 실리콘 TPU(열경화성폴리우레탄)
내열성 260℃ 미만 220℃ 미만
경화속도 24h 내외 수 초
필요공간 넓은 면적 필요 테이핑 장비 공간
표 1을 참고하면, 실리콘 처리 방식은 내열성은 우수한 편이지만 일일이 수작업을 하여야 하며 경화시간이 오래 걸려 심실링 작업을 마친 후 넓은 면적에 백필터을 오랜 시간 펼쳐 놓아야 한다는 문제점이 있다.
심실링 테이프 방식은 빠른 시간에 심실링 처리가 가능하지만 별도의 전용 장비를 놓을 공간이 필요하며 내열성이 떨어진다는 치명적인 문제점이 있다.
일반적인 소재의 심실링의 경우에는 내열성이 떨어져도 문제가 없지만, 여과집진기에 적용되는 필터의 경우 많은 미세분진과 높은 열에 노출된다는 특수성을 고려하여야 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록실용신안 제20-0455703호 '집진기 필터용 백'(이하 '특허문헌 1'이라 함)에서는 가압롤러를 이용하여 필터용 백의 양단부를 열접착하는 방식을 적용하였으나, 이를 위해서는 고가의 가압롤러 설비를 별도로 마련하여야 하며 열접착만으로 백필터의 양단을 고정시키기 때문에 고온 고압의 환경에서 접착부가 손상되어 제기능을 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 여과집진기가 적용되는 극한 상황에서 버틸 수 있으며 종래 백필터 심실링 방식의 문제점을 해결할 수 있는 심실링 공법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0455703호 대한민국 공개특허 제10-2011-0096059호
본 발명은 위에서 설명한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 여과집진기 백필터의 재봉부를 통해 미세분진이 누출되는 것을 효과적으로 차단하고 극한 상황에서도 손상되지 않으며 작업과정에서 용제가 발생하지 않는 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 여과집진기 백필터의 접합부에 형성되어 미세 분진의 유출을 방지하는 경화층을 포함하며, 상기 경화층은 액상 무용제 경화소재를 상기 접합부에 도포시켜 스며들게 한 후 UV 광을 조사하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합부는 필터소재가 중첩되는 중첩영역과, 상기 필터소재의 양단을 고정시키는 고정부재를 포함하는 박음질 영역과, 상기 필터소재와 박음질 영역 사이에 생기는 홀 영역을 포함하며, 상기 홀 영역으로 무용제 경화소재를 유입시켜 상기 고정부재의 표면으로 상기 무용제 경화소재가 스며들게 한 후 경화층을 형성시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무용제 경화소재는 내열성을 향상시키기 위하여, 아크릴계 액상 고무 수지, 우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소재들로 구성되는 복합 레진으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 레진은 220℃의 온도에서 9시간 노출되는 조건에서 변성이 일어나지 않도록 상기 군 중 아크릴계 수지를 베이스로 하고, 나머지 소재들이 첨가제로 첨가된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 레진은 (a) 40 내지 50 중량부의 아크릴계 수지와, (b) 0.3 내지 1.0 중량부의 다관능성 가교제와, (c) 0.2 내지 0.5 중량부의 실란계 커플링제와, (d) 0.4 내지 1.5 중량부의 광중합 개시제와, (e) 50 내지 60 중량부의 첨가제와, (f) 0.01 내지 0.02 중량부의 분자량 조절제를 포함하며, 상기 첨가제는 우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 레진의 물성 향상을 위하여 3 내지 10 중량부의 무기필러를 더 포함하며, 상기 무기필러는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 산화크롬, 산화철, 산화금속, 수산화 금속, 탄화금속, 붕화금속, 클레이 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 여과집진기 백필터의 양단을 박음질하여 형성된 접합부에 액상 무용제 경화소재를 도포하는 단계와, 상기 도포된 무용제 경화소재를 상기 접합부에 스며들게 하는 단계와, 상기 무용제 경화소재가 스며든 접합부에 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계를 포함하는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합부는 필터소재가 중첩되는 중첩영역과, 상기 필터소재의 양단을 고정시키는 고정부재를 포함하는 박음질 영역과, 상기 필터소재와 박음질 영역 사이에 생기는 홀 영역을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무용제 경화소재를 상기 접합부에 스며들게 하는 단계에서는 상기 홀 영역으로 무용제 경화소재를 유입시켜 상기 고정부재의 표면으로 상기 무용제 경화소재가 스며들게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계에서는 상기 접합부의 외측면에 일정시간 동안 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무용제 경화소재는 내열성을 향상시키기 위하여, 아크릴계 액상 고무 수지, 우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소재들로 구성되는 복합 레진으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내열성 향상을 위하여 상기 복합 레진은 220℃의 온도에서 9시간 노출되는 조건에서 변성이 일어나지 않도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조건을 충족시키기 위하여 상기 복합 레진은 아크릴계 베이스 수지로 이루어지며, 상기 아크릴계 베이스 수지는 (a) 40 내지 50 중량부의 아크릴계 수지와, (b) 0.3 내지 1.0 중량부의 다관능성 가교제와, (c) 0.2 내지 0.5 중량부의 실란계 커플링제와, (d) 0.4 내지 1.5 중량부의 광중합 개시제와, (e) 50 내지 60 중량부의 첨가제와, (f) 0.01 내지 0.02 중량부의 분자량 조절제와, (g) 3 내지 10 중량부의 무기필러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복합 레진의 물성 향상을 위하여 상기 무기필러는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 산화크롬, 산화철, 산화금속, 수산화 금속, 탄화금속, 붕화금속, 클레이 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계에서는 상기 경화층이 형성된 후 일정시간 동안 UV 광을 더 조사하여 상기 고정부재 표면으로 스며든 무용제 경화소재를 경화시켜 경화소재 복합층을 생성시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계에서는 상기 접합부의 내측면에 일정시간 동안 UV 광을 조사하여 경화층 및 경화소재 복합층의 경화도를 향상시킨다.
이상과 같은 구성의 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 백필터의 재봉부에 무용제 심실링 소재를 적용하여 박음질 부분의 홀을 막아 백필터의 여과 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, UV 경화형 복합 레진 소재를 심실링 공정에 적용함으로써 필터 소재와 박음질 소재 사이에 레진 복합 영역을 생성시키며 이를 통해 필터 소재보다 중공의 크기가 큰 박음질 소재를 통해 유출되는 미세 분진의 양을 감소시킬 수 있다.
셋째, UV 광을 조사하기 전까지는 유체의 성질을 가지는 복합 레진을 심실링 소재로 사용하여 백필터의 재봉부 경계를 따라 레진 경화층을 형성시킬 수 있어 미세 분진 유출량을 감소시킬 수 있다.
넷째, 백필터 제조공정 중 원통형 몸체 박음질 과정에서 레진 도포와 UV경화기를 구축하여 동시진행 가능하여 공정 시간을 단축할 수 있다.
다섯째, 심실링 공정을 위해 별도의 장비를 설치할 공간이 필요하지 않으므로 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
여섯째, 무용제 심실링은 1액형 시스템으로 공정이 단순하며, 경화시 인체와 환경에 해로운 유기용제가 휘발 되지 않아 대기오염유발, 열경화를 위한 열에너지의 사용, 건조 조건에 따른 물성의 변화 등 문제점을 야기하지 않는 장점을 가지고 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 여과집진기 백필터 재봉부의 확대 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법의 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법에서 무용제 경화소재 도포 단계(I)를 나타내는 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법에서 무용제 경화소재를 재봉부에 스며들게 하는 단계(II) 및 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계(III)를 나타내는 개념도.
도 5는 도 4에 도시된 경화층을 분리하여 표시한 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경화소재 복합층의 형성 원리를 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 레진 적용 무용제 심실링 공법의 동일 온도 조건에서 시간의 경과에 따른 테스트 결과를 나타내는 실험데이터.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 레진 적용 무용제 심실링 공법의 동일 시간 조건에서 온도 변화에 따른 테스트 결과를 나타내는 실험데이터.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 레진 적용 무용제 심실링 공법을 적용하였을 때 공기투과도의 변화를 나타내는 실험데이터.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 여과집진기 백필터 재봉부의 확대 개념도이다.
도 1을 참조하면, 여과집진기에 사용되는 백필터는 필터원단(101)을 재봉하여 원통형의 형태로 제조된다.
본 발명에서 설명하는 접합부는 필터소재가 중첩되는 중첩영역과, 상기 필터소재의 양단을 고정시키는 고정부재(201, 실 등)를 포함하는 박음질 영역과, 상기 필터소재와 박음질 영역 사이에 생기는 홀 영역(301)을 포함한다.
도 1에서는 필터원단(101) 섬유의 확대도에서 PTFE 소재를 나타내고 있는데 본 발명의 다른 실시예에서는 필터원단(101)으로 NOMEX 소재, 유리섬유 소재 등이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 필터원단(101)은 섬유가 촘촘하게 얽혀 있어 미세분진(501)이 필터원단(101)의 섬유에 붙어 백필터 외부로 유출되지 않는다.
이와 같이 중첩영역에서는 미세분진(501)이 백필터 외부로 유출되지 않지만 박음질 영역과 홀 영역(301)을 통해 미세분진(501)이 유출될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 박음질 과정에서 형성되는 홀 영역(301) 뿐 아니라 박음질에 사용되는 실과 같은 고정부재(201)로 형성되는 박음질 영역에서도 섬유 사이의 중공이 크게 형성되어 미세분진(501)이 외부로 유출될 가능성이 높다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법의 순서도이다.
도 2에서는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법의 일 실시예를 순서도로 나타내고 있다.
도 2를 참조하면, 무용제 심실링 공법에서는 필터의 접합부에 레진을 도포하는 단계(S100)와, 도포된 레진이 필터 표면과 봉제부로 유입되게 하는 단계(S200)와, UV 광을 조사하여 필터에 스며든 레진을 경화시키는 단계(S300) 등을 포함할 수 있다.
도 2에서는 무용제 경화소재(400) 중 레진을 사용할 때의 실시예를 기재하고 있으나 본 발명의 적용범위는 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 아래에서 설명하는 바와 같이 무용제 경화소재(400) 중 어느 것을 사용하는 경우에도 본 발명의 개념이 적용될 수 있다.
상기 단계들에 대해서는 아래에서 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법에서 무용제 경화소재(400) 도포 단계(I)를 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법에서 무용제 경화소재(400)를 재봉부에 스며들게 하는 단계(II) 및 UV 광을 조사하여 경화층(101a)을 형성시키는 단계(III)를 나타내는 개념도이며, 도 5는 도 4에 도시된 경화층(101a)을 분리하여 표시한 개념도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공법에서는 여과집진기 백필터의 양단을 박음질하여 형성된 접합부에 액상 무용제 경화소재(400)를 도포하는 단계(I)와, 상기 도포된 무용제 경화소재(400)를 상기 접합부에 스며들게 하는 단계(II)와, 상기 무용제 경화소재(400)가 스며든 접합부에 UV 광을 조사하여 경화층(101a)을 형성시키는 단계(III)를 포함한다.
도 4 및 도 5를 참조하면 무용제 경화소재(400)를 접합부에 스며들게 하는 단계(II)에서는 홀 영역(301)으로 무용제 경화소재(400)를 유입시켜 상기 고정부재(201)의 표면으로 상기 무용제 경화소재(400)가 스며들게 한다(작은 화살표 표시).
그 후 UV 광을 조사하여 경화층(101a)을 형성시키는 단계(III)에서는 상기 접합부의 외측면에 일정시간 동안 UV 광을 조사하여 경화층(101a)을 형성시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경화층(101a)은 도 5에 도시된 바와 같이 가는 줄기 모양으로 필터원단(101) 및 고정부재(201)를 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 경화층(101a)이 형성된 후 일정시간 동안 UV 광을 더 조사하여 상기 고정부재(201) 표면으로 스며든 무용제 경화소재(400)를 경화시켜 경화소재 복합층을 생성시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 접합부의 내측면에도 일정시간 동안 UV 광을 조사하여 경화층(101a) 및 경화소재 복합층의 경화도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경화소재 복합층의 형성 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
위에서 설명한 바와 같이 박음질 과정에서 형성되는 홀 영역(301) 뿐 아니라 박음질에 사용되는 실과 같은 고정부재(201)로 형성되는 박음질 영역에서도 섬유 사이의 중공이 크게 형성되어 미세분진(501)이 외부로 유출될 가능성이 높은데 경화소재(400) 복합층을 형성시키는 방식을 이용하여 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
도 6을 참조하면, 무용제 경화소재(400)를 홀 영역(301)에 주입한 후 UV 광을 조사하면 무용제 경화소재(400)가 채워진 홀 영역(301)의 경화소재(400)가 경화되며 경화소재(400) 영역을 형성하는 것을 확인할 수 있다.
또한, UV 광의 일부는 고정부재(201, 실)를 통해서도 일부 유입되기 때문에 UV 광에 노출시키는 시간을 늘리는 경우 고정부재(201) 표면으로 흡수된 액상 무용제 경화소재(400)가 고정부재 섬유(202)와 얽혀 경화되며 경화소재 복합 영역을 형성하는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해 홀 영역(301) 뿐 아니라 박음질 영역을 통해 유출되는 미세분진(501)의 양을 줄이는 것이 가능해진다.
상기의 실시예들에 적용되는 무용제 경화소재(400)의 성분 및 효과에 대해서는 아래에서 도 7 내지 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 레진 적용 무용제 심실링 공법의 동일 온도 조건에서 시간의 경과에 따른 테스트 결과를 나타내는 실험데이터이고, 도 8은 복합 레진 적용 무용제 심실링 공법의 동일 시간 조건에서 온도 변화에 따른 테스트 결과를 나타내는 실험데이터이다.
도 7과 도 8의 테스트는 다음과 같은 조건에서 실시하였다.
샘플의 이름은 (온도 - 노출시간 - 테스트 횟수)로 기재하였으며, 각 조건마다 테스트를 실시하여 테스트 전(전)과 테스트 후(후)의 차이(후-전)의 값을 기록하였다.
도 7 및 도 8에서 '원단수축'은 테스트 전후 접합부 필터소재의 수축되는 정도를 나타낸다.
상기 테스트에서 복합 레진은 아크릴계 베이스 수지로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 아크릴계 베이스 수지는 (a) 40 내지 50 중량부의 아크릴계 수지와, (b) 0.3 내지 1.0 중량부의 다관능성 가교제와, (c) 0.2 내지 0.5 중량부의 실란계 커플링제와, (d) 0.4 내지 1.5 중량부의 광중합 개시제와, (e) 50 내지 60 중량부의 첨가제와, (f) 0.01 내지 0.02 중량부의 분자량 조절제와, (g) 3 내지 10 중량부의 무기필러를 포함한다.
보다 바람직하게는, 아크릴계 베이스 수지 100 중량부에 대하여 다관능성 가교제 0.4 내지 0.6 중량부, 실란계 커플링제 0.2 내지 0.4 중량부, 광중합 개시제 0.4 내지 0.6 중량부, 첨가제 50 내지 60 중량부, 분자량 조절제 0.01 내지 0.02 중량부, 무기필러 4 내지 6 중량부를 포함하도록 형성된다.
상기 실시예에서 무기필러는 복합 레진의 물성 향상을 위하여 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 산화크롬, 산화철, 산화금속, 수산화 금속, 탄화금속, 붕화금속, 클레이 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 심실링이 이루어진 접합부를 200℃에 3시간, 6시간, 9시간 노출시켰을 경우 모두 접합부의 원단 수축이 이루어지지 않은 것을 확인할 수 있다.
도 7에 도시된 이미지를 통해서도 테스트 전후 필터소재의 변형은 전혀 없으며 단지 무용제 경화소재(400)의 색깔만 변했음을 알 수 있다.
마찬가지로 도 8을 참조하면, 심실링이 이루어진 접합부를 9시간 동안 180℃, 200℃, 220℃의 온도에 노출시켰을 경우 모두 접합부의 원단 수축이 이루어지지 않은 것을 확인할 수 있다.
도 8에 도시된 이미지를 통해서도 테스트 전후 필터소재의 변형은 전혀 없으며 단지 무용제 경화소재(400)의 색깔만 변했음을 알 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8을 참조하면 수많은 테스트를 거친 결과, 무용제 경화소재(400)를 위에서 나열한 성분 조합으로 구성하는 경우 필터소재가 고온에서 장시간 노출되더라도 필터원단(101)의 변형이 발생하지 않아 백필터의 성능이 떨어지지 않게 된다는 것을 확인할 수 있다.
아래의 표 2 및 표 3에서는 종래 TPU 테이프를 이용하여 심실링할 때 필터원단(101) 및 TPU 테이프가 변성되며 이로 인해 통기도의 변화(미세분진 유출)이 발생한다는 것을 나타내고 있다.
본 발명의 공법을 적용한 경우의 테스트 결과(도 7 내지 9 참조)와 아래 종래 TPU 테이프 심실링을 적용한 경우의 테스트 결과(표 2 및 표 3 참조)를 비교해 보면 본 발명의 공법을 적용할 경우 종래 기술에 비해 획기적인 성능 향상을 기대할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
Figure 112020049825116-pat00001
Figure 112020049825116-pat00002
표 2는 동일한 온도(200℃)에서 시간이 경과함에 따라 TPU 테이프가 변성되는 것을 테스트한 결과이고, 표 3은 동일한 시간(9시간) 동안 특정 온도에서 TPU 테이프가 변성되는 것을 테스트한 결과이다.
표 2와 표 3에서 샘플의 이름은 (온도 - 노출시간 - 테스트 횟수)로 기재하였으며, 각 조건마다 3번의 테스트를 실시하여 테스트 전(전)과 테스트 후(후)의 차이(후-전)의 평균값을 구하였다.
'통기도'는 백필터의 접합부를 통해 공기가 통과되는 정도를 나타내며, '수축원단'은 필터소재의 수축되는 정도를 나타내고, '수축 tape'는 심실링 된 TPU 테이프의 수축되는 정도를 나타낸다.
표 2 및 표 3을 참조하면, TPU 테이프 심실링의 경우 필터원단(101)과 TPU 테이프 모두 수축이 발생하며, 필터원단(101)과 TPU 테이프 원단의 수축 정도가 달라져 결과적으로 통기도(미세분진 유출)가 증가함을 확인할 수 있다.
이에 반해, 도 9를 참조하면 본 발명의 공법이 적용된 경우 Pulsing test 후 오히려 공기투과도가 낮아지는 것이 확인된다. 이는 Pulsing 과정에서 먼지 등의 유입으로 인한 결과로 보여진다.
Pulsing test 조건은 기존 상용시설의 조건보다 가혹조건으로 하였으며, 이 조건에서 3가지 필터소재 제품에 대하여 무용제 심실링부의 탈락 없이 잘 고정되어 있는 것을 확인하였다.
NOMEX와 유리섬유의 경우, PTFE 필터소재에 비해 면/실링부 공기투과도 비교에서 실링부의 공기투과도가 높은 것이 확인되는데, 이는 UV 실링으로 인한 두께편차로 인하여 공기투과도 측정장비의 구조상 생겨나는 현상으로 판단된다.
상기에서 설명한 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법은 백필터의 재봉부에 무용제 심실링 소재를 적용하여 박음질 부분의 홀을 막아 백필터의 여과 효율을 향상시킬 수 있고, UV 경화형 복합 레진 소재를 심실링 공정에 적용함으로써 필터 소재와 박음질 소재 사이에 레진 복합 영역을 생성시키며 이를 통해 필터 소재보다 중공의 크기가 큰 박음질 소재를 통해 유출되는 미세분진(501)의 양을 감소시킬 수 있으며, UV 광을 조사하기 전까지는 유체의 성질을 가지는 복합 레진을 심실링 소재로 사용하여 백필터의 재봉부 경계를 따라 레진 경화층(101a)을 형성시킬 수 있어 미세분진(501) 유출량을 감소시킬 수 있는 등 종래 기술에 비해 진보된 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
101 : 필터원단 101a : 경화층
201 : 고정부재 202 : 고정부재 섬유
301 : 홀 영역 400 : 무용제 경화소재
501 : 미세분진

Claims (10)

  1. 여과집진기 백필터의 접합부에 형성되어 미세 분진의 유출을 방지하는 경화층을 포함하며,
    상기 경화층은,
    액상 무용제 경화소재를 상기 접합부에 도포시켜 스며들게 한 후 UV 광을 조사하여 경화시키고,
    상기 접합부는 필터소재가 중첩되는 중첩영역과, 상기 필터소재의 양단을 고정시키는 고정부재를 포함하는 박음질 영역과, 상기 필터소재와 박음질 영역 사이에 생기는 홀 영역을 포함하고,
    상기 홀 영역으로 무용제 경화소재를 유입시켜 상기 고정부재의 표면으로 상기 무용제 경화소재가 스며들게 한 후 경화층을 형성시키고,
    상기 무용제 경화소재는 내열성을 향상시키기 위하여, 아크릴계 액상 고무 수지, 우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소재들로 구성되는 복합 레진으로 이루어지며,
    상기 복합 레진은 220℃의 온도에서 9시간 노출되는 조건에서 변성이 일어나지 않도록 상기 군 중 아크릴계 수지를 베이스로 하고, 나머지 소재들이 첨가제로 첨가되는 것을 특징으로 하는 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복합 레진은 (a) 40 내지 50 중량부의 아크릴계 수지와, (b) 0.3 내지 1.0 중량부의 다관능성 가교제와, (c) 0.2 내지 0.5 중량부의 실란계 커플링제와, (d) 0.4 내지 1.5 중량부의 광중합 개시제와, (e) 50 내지 60 중량부의 첨가제와, (f) 0.01 내지 0.02 중량부의 분자량 조절제를 포함하며,
    상기 첨가제는,
    우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복합 레진의 물성 향상을 위하여 3 내지 10 중량부의 무기필러를 더 포함하며,
    상기 무기필러는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 산화크롬, 산화철, 산화금속, 수산화 금속, 탄화금속, 붕화금속, 클레이 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 여과집진기의 여과효율 향상을 위한 재봉부 무용제 심실링 적용 필터.
  7. 여과집진기 백필터의 양단을 박음질하여 형성된 접합부에 액상 무용제 경화소재를 도포하는 단계;
    상기 도포된 무용제 경화소재를 상기 접합부에 스며들게 하는 단계; 및
    상기 무용제 경화소재가 스며든 접합부에 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계를 포함하며,
    상기 무용제 경화소재는,
    내열성을 향상시키기 위하여 아크릴계 액상 고무 수지, 우레탄, 실리콘, 라텍스, CR 네오프렌 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 에틸렌프로필렌디엔모노머 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 소재들로 구성되는 복합 레진으로 이루어지며,
    상기 복합 레진은 220℃의 온도에서 9시간 노출되는 조건에서 변성이 일어나지 않도록 상기 군 중 아크릴계 수지를 베이스로 하고, 나머지 소재들이 첨가제로 첨가되는 것을 특징으로 하는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 조건을 만족시키기 위하여 상기 복합 레진은 (a) 40 내지 50 중량부의 아크릴계 수지와, (b) 0.3 내지 1.0 중량부의 다관능성 가교제와, (c) 0.2 내지 0.5 중량부의 실란계 커플링제와, (d) 0.4 내지 1.5 중량부의 광중합 개시제와, (e) 50 내지 60 중량부의 첨가제와, (f) 0.01 내지 0.02 중량부의 분자량 조절제와, (g) 3 내지 10 중량부의 무기필러를 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 UV 광을 조사하여 경화층을 형성시키는 단계에서는,
    상기 경화층이 형성된 후 일정시간 동안 UV 광을 더 조사하여 상기 접합부에 스며든 무용제 경화소재를 경화시켜 경화소재 복합층을 생성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과집진기 백필터의 재봉부 무용제 심실링 공법.

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