KR102372578B1 - Method of manufacturing embossed non-woven electrostatic filter and embossed non-woven electrostatic filter using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 부직포 정전필터의 압력 손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시키기 위해 엠보싱 롤러의 온도 및 속도를 조절하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용하여 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터을 제공한다. 따라서 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1 수준으로 향상될 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing an embossed nonwoven fabric electrostatic filter and to an embossed nonwoven fabric electrostatic filter using the same. More specifically, a method for manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter that forms embossing projections on an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric by controlling the temperature and speed of the embossing roller to further lower the pressure loss of the nonwoven electrostatic filter to improve the filter performance index, and a method for manufacturing the same To provide an embossed nonwoven electrostatic filter with improved filter performance index using Therefore, the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter when 100 nm non-electrostatic particles are filtered in the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention can be improved to a level of 0.0477 Pa −1 to 0.049 Pa −1 .
Description
본 발명은 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter and to an embossed nonwoven electrostatic filter using the same. More particularly, it relates to a method of manufacturing an embossed non-woven fabric electrostatic filter in which embossing projections are formed on an electrostatically-treated polypropylene non-woven fabric, and an embossed non-woven fabric electrostatic filter using the same.
산업사회의 심화에 따른 화석연료의 과도한 사용에 의하여 자동차 또는 산업설비 등에서 배출가스가 다량 발생하고, 도시 기반시설의 확충에 의한 분진 등의 발생으로 대기오염은 사회문제화 되고 있다.Due to the excessive use of fossil fuels due to the deepening of industrial society, a large amount of exhaust gas is generated from automobiles or industrial facilities, and air pollution is becoming a social problem due to the generation of dust due to the expansion of urban infrastructure.
특히, 합판, 화장판, 접착제, 도료 등의 구조재 등으로부터 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 휘발성 유기 화합물(VOCs)이나 실내에서 발생하는 먼지, 곰팡이, 하우스더스트(house dust), 진드기, 애완동물의 털, 담배의 연기 등이 실내에 계속해서 체류하거나, 분진, 꽃가루 등의 각종 입자상 물질 등이 인체 또는 의복 등에 부착되어서 옥외로부터 실내로 유입되는 경우, 인체에 악영향을 미치게 하고 건강 피해를 야기할 수 있다. 이들 처리대상 물질을 제거하여 쾌적한 거주 공간을 얻을 목적으로, 소위 공기 청정기뿐 아니라 공기 청정 기능을 갖는 탈취기, 에어컨, 가습기 등의 각종 기기의 수요가 증대하고 있다.In particular, volatile organic compounds (VOCs) such as formaldehyde and toluene generated from structural materials such as plywood, decorative boards, adhesives, and paints, indoor dust, mold, house dust, mites, and pets If hair, cigarette smoke, etc. continue to stay indoors, or if various particulate matter such as dust and pollen adheres to the human body or clothes and flows into the room from the outdoors, it may adversely affect the human body and cause health damage. there is. In order to obtain a comfortable living space by removing these substances to be treated, there is an increasing demand for not only so-called air purifiers but also various devices having an air purifying function, such as deodorizers, air conditioners, and humidifiers.
공기 청정 기능을 갖는 각종 기기들은 공기를 정화하기 위하여 에어필터가 주로 사용되는데, 공기(유체)의 흐름을 원활하게 하기 위하여 필름형 필터가 에어필터로 주로 이용되었다. 최근에는 필터 자체에 공극을 형성하여 공기의 원활한 흐름을 갖게 하기 위해 필름 대신 부직포를 사용한 부직포형 에어필터가 사용되고 있다. 이러한 부직포형 에어필터는 체거름(sieving), 직접차단(interception), 관성충돌(impaction) 또는 확산(diffusion) 등의 기구에 의하여 공기 중의 먼지를 포집 또는 여과하게 된다.Air filters are mainly used for various devices having an air cleaning function to purify air. In order to facilitate the flow of air (fluid), a film-type filter is mainly used as an air filter. Recently, a non-woven fabric type air filter using a non-woven fabric instead of a film has been used in order to provide a smooth flow of air by forming pores in the filter itself. Such a nonwoven type air filter collects or filters dust in the air by means of sieving, direct interception, inertial impact, or diffusion.
단순 부직포로 이루어진 부직포형 에어필터는 제조공정이 단순하고 원가가 저렴한 장점이 있어 여러 가지 응용분야에 널리 사용되고 있다. 그러나, 부직포형 에어필터는 먼지의 여과효율이 떨어지는 단점이 있으며, 특히 인체에 유해한 크기 2.5 μm 이하로 이루어진 미세먼지의 포집능력이 떨어진다.The non-woven fabric type air filter made of a simple non-woven fabric has advantages of a simple manufacturing process and low cost, and thus is widely used in various application fields. However, the non-woven type air filter has a disadvantage in that the filtration efficiency of dust is lowered, and in particular, the ability to collect fine dust having a size of 2.5 μm or less harmful to the human body is poor.
이러한 미세먼지를 여과하기 위해서는 부직포 사이의 공간을 좁히기 위하여 부직포의 섬유밀도를 높여야 하나, 이 경우 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 에어필터를 통한 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 미세먼지가 에어필터에 여과될 때 지나치게 큰 압력손실이 유발된다.In order to filter such fine dust, the fiber density of the non-woven fabric must be increased to narrow the space between the non-woven fabrics. In this case, the excessively dense fibers prevent free circulation of air through the air filter. A large pressure loss is induced.
따라서, 이러한 부직포형 에어필터의 경우, 공기정화를 위해 적절한 정도의 통풍량을 확보하기 위해서는 공기를 강제로 통과시키는 별도의 송풍기구가 사용되어야 한다. 이때 상기 송풍기구의 크기와 용량은 상기 에어필터의 압력손실 정도에 따라 결정되는데 이로 인하여 에너지의 손실 및 공기정화장치의 비대화가 유발되는 단점이 있다.Therefore, in the case of such a nonwoven type air filter, a separate blower for forcibly passing air must be used in order to secure an adequate amount of ventilation for air purification. In this case, the size and capacity of the blower are determined according to the degree of pressure loss of the air filter, which has disadvantages in that energy loss and enlargement of the air purifier are induced.
상기 부직포형 에어필터의 단점 중 미세먼지 포집효율을 보완하기 위해 정전하가 부가된 부직포를 이용한 에어필터가 개발되었다. 이러한 부직포 정전필터는 멜트블로운(melt blown) 방식의 부직포 제작용 섬유 제조 시에 정전하를 부가하거나 또는 정전하가 부가된 고분자 필름을 섬유화한 후에 다시 부직포화 하여 제조한다.Among the disadvantages of the nonwoven type air filter, an air filter using a nonwoven fabric to which an electrostatic charge is added has been developed in order to supplement the fine dust collection efficiency. Such a nonwoven electrostatic filter is manufactured by adding an electrostatic charge during the manufacture of a melt blown type nonwoven fabric fabric, or by forming a polymer film to which the electrostatic charge is applied into fibers and then forming the nonwoven fabric again.
부직포 정전필터는 상기 부직포형 에어필터의 포집기구들 외에 정전기력에 의한 포집기구가 추가되어 여과효율이 크게 향상되는 장점이 있다. 그러나, 압력손실은 부직포 구조 자체의 특성으로 크게 개선되지 못하였다. 특히 정전하가 부가된 부직포만으로는 제품의 형태를 유지하기 힘들어 그 자체로 사용되기보다는 일반 부직포와 접합된 복층형태로 사용되는데 이로 인하여 에어필터 통과시 더욱 큰 공기저항 또는 압력손실이 유발되는 문제점이 있었다.The nonwoven electrostatic filter has the advantage of greatly improving filtration efficiency by adding a collecting mechanism by electrostatic force in addition to the collecting mechanisms of the nonwoven type air filter. However, the pressure loss was not significantly improved due to the characteristics of the nonwoven structure itself. In particular, it is difficult to maintain the shape of the product with only the non-woven fabric to which an electrostatic charge is added, so it is used in a multi-layer form bonded to a general non-woven fabric rather than being used by itself, which causes greater air resistance or pressure loss when passing through the air filter. .
이에 따라, 상기와 같은 부직포를 사용한 에어필터는 강제 송풍기구를 이용하여 사용할 수 있는 경우에는 운용이 가능하나 압력손실에 따른 에너지 손실을 수반할 수 밖에 없었다. 또한, 별도의 자연 통풍기구 또는 적은 용량의 송풍기구만이 사용 가능한 경우에는 공기의 주입량이 떨어져 충분한 양의 공기를 정화하지 못하게 되는 문제점이 있었다.Accordingly, the air filter using the nonwoven fabric as described above can be operated when it can be used using a forced blowing mechanism, but energy loss due to pressure loss was inevitable. In addition, when only a separate natural ventilation device or a small-capacity blower can be used, there is a problem in that the amount of air cannot be purified because the amount of air injected decreases.
따라서, 포집효율은 유지되면서 압력손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시킬 수 있는 부직포 정전필터가 개발되고 있는 실정이다.Accordingly, a nonwoven electrostatic filter capable of improving the filter performance index by further lowering the pressure loss while maintaining the collection efficiency is being developed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 부직포 정전필터의 압력 손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시키기 위해 엠보싱 롤러의 온도 및 속도를 조절하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용하여 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터를 제공하는 것을 일목적으로 한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to form embossing projections on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric by controlling the temperature and speed of the embossing roller in order to lower the pressure loss of the conventional nonwoven electrostatic filter and improve the filter performance index. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrostatic filter and an embossed nonwoven fabric electrostatic filter having an improved filter performance index using the same.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계 및 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical object, one embodiment of the present invention is to form a plurality of embossing protrusions on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric by using an embossing roller and preparing an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric. manufacturing a non-woven electrostatic filter, wherein the temperature of the embossing roller is performed under a condition of 60° C. to 90° C., and the speed of the embossing roller is performed under a condition of 14 cm/s to 35 cm/s. It provides a method for manufacturing an embossed non-woven fabric electrostatic filter.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the diameter of the embossing protrusion may be 3 mm to 6 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the embossing protrusion may be 1 mm to 3 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shape of the embossing protrusion may be an embossed nonwoven fabric electrostatic filter manufacturing method, characterized in that it includes an arc shape or an elliptical arc shape.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter is 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa -1 when 100 nm non-electrostatic particles are filtered through the embossed nonwoven electrostatic filter. It may be a method for manufacturing a nonwoven electrostatic filter.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 일실시예는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 및 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함하고, 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터를 제공한다.In order to achieve the above technical object, another embodiment of the present invention includes a plurality of embossing protrusions formed by an embossing roller on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric and the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, Provided is an embossed non-woven fabric electrostatic filter, characterized in that the filter performance index is 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa -1 when the non-electrostatic particles are filtered.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the diameter of the embossing protrusion may be an embossed non-woven fabric electrostatic filter, characterized in that 3 mm to 6 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the embossing protrusion may be an embossed non-woven fabric electrostatic filter, characterized in that 1 mm to 3 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shape of the embossing protrusion may be an embossed nonwoven electrostatic filter, characterized in that it includes an arc shape or an elliptical arc shape.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기는, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 때 형성된 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the embossing protrusion, the temperature of the embossing roller is performed under the conditions of 60 °C to 90 °C, and the speed of the embossing roller is 14 cm/s to 35 cm/s. It may be an embossed non-woven fabric electrostatic filter, characterized in that formed when.
본 발명의 일 효과로서, 엠보싱 롤러를 이용하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기가 형성된 엠보싱 부직포 정전필터를 제조할 수 있다.As an effect of the present invention, an embossed nonwoven electrostatic filter in which embossing protrusions are formed on a polypropylene nonwoven fabric subjected to electrostatic treatment using an embossing roller may be manufactured.
또한, 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱을 형성하게 되면, 상기 부직포의 여과면적이 증대되어 압력손실이 감소되고, 이에 따라 필터성능지수가 향상될 수 있는데, 상기 필터성능지수의 향상 효과가 나타나는 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃이고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s일 수 있다. 이때의 상기 부직포가 정전필터로서 사용될 때의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1일 수 있다.In addition, when embossing is formed on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, the filtration area of the nonwoven fabric is increased to reduce pressure loss, and accordingly, the filter performance index can be improved. The temperature of the roller may be 60° C. to 90° C., and the speed of the embossing roller may be 14 cm/s to 35 cm/s. At this time, when the nonwoven fabric is used as an electrostatic filter, the filter performance index may be 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa -1 .
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 제조장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따라 제조된 엠보싱 부직포 정전필터 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 집진효율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing an embossed non-woven fabric electrostatic filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram schematically showing an apparatus for manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter according to an embodiment of the present invention.
3 is an image of an embossed nonwoven electrostatic filter manufactured according to the temperature and speed of the embossing roller according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the pressure loss of the embossed non-woven fabric electrostatic filter according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the dust collection efficiency of the embossed non-woven fabric electrostatic filter according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the filter performance index of the embossed non-woven fabric electrostatic filter according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing an embossed non-woven fabric electrostatic filter will be described.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법은 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계(S100) 및 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.1 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the method for manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention includes the steps of preparing an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric (S100) and a plurality of embossing protrusions on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric using an embossing roller It may include forming an embossed nonwoven fabric electrostatic filter (S200).
먼저, 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계(S100)에서, 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 추후 단계(S200)에서 제조되는 엠보싱 부직포 정전필터의 여재가 될 수 있다.First, in the step of preparing the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric (S100), the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric may serve as a filter media for the embossed nonwoven electrostatic filter manufactured in the subsequent step (S200).
폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 열가소성 수지로 방사성이 좋고 내화학성이 우수하며, 폴리프로필렌 수지를 부직포 제조방법을 이용하여 폴리프로필렌 부직포를 제조하면, 수지가 망상구조를 형성하기 때문에 비표면적이 크고 경량화되어 필터 여재로서 사용되기 적합하다.Polypropylene (PP) is a thermoplastic resin with good spinnability and excellent chemical resistance. When a polypropylene nonwoven fabric is manufactured using a nonwoven fabric manufacturing method, the resin forms a network structure, so the specific surface area is large and the weight is reduced. It is suitable for use as a filter medium.
상기 부직포 제조방법은 고분자를 방사하여 고압열풍에 의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹(web)으로 결합하여 제조되는 멜트블로운(melt blown)법, 섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹을 결합시켜 제조하는 니들 펀칭(needle punching)법, 고분자를 방사하여 열에 의해 자체 접착하여 웹을 형성하여 제조하는 스펀 본드(spun bond)법 등 다양한 부직포 제조방법이 있지만, 본 발명의 상기 부직포 제조방법이 전술한 방법으로 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 수지를 부직포로 제조하는 방법은 모두 사용될 수 있다. The nonwoven fabric manufacturing method is a melt blown method, which is produced by spinning a polymer and combining it into ultrafine fibers by high pressure hot air into a uniform molten fiber web. There are various nonwoven fabric manufacturing methods, such as a needle punching method prepared by bonding, a spun bond method in which a polymer is spun and self-adhesive by heat to form a web, but the nonwoven fabric manufacturing method of the present invention is It is not limited to the above method, and any method of manufacturing the polypropylene resin into a nonwoven fabric may be used.
예를 들어, 본 발명의 폴리프로필렌 부직포는 멜트블로운법을 이용하여 제조될 수 있으며, 멜트블로운법으로 제조된 부직포의 일 표면 또는 양 표면에 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 지지체를 합지시켜 상기 폴리프로필렌 부직포가 필터로서 사용되기 적절한 두께를 형성할 수 있다.For example, the polypropylene nonwoven fabric of the present invention may be manufactured using a melt blown method, and a polyethylene (PE) support is laminated on one or both surfaces of the nonwoven fabric manufactured by the melt blown method to form the polypropylene. The propylene nonwoven can form a thickness suitable for use as a filter.
정전필터는 필터 자체에 정전기력이 존재하여 상기 정전기력을 이용하여 여과하고자 하는 입자를 포집하는 원리로 입자를 여과시킬 수 있는 필터이며 일반적으로 고분자 필름 또는 부직포에 정전하가 부가된 재료를 이용하여 사용되는 필터이다. 상기 정전필터는 필터 섬유 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시켜 제조될 수 있고, 전하를 띈 섬유를 사용하여 제조될 수 있으며, 필터 주위에 강한 전기장을 만들어 필터 섬유에 극성을 띄게 하여 제조될 수 있다.An electrostatic filter is a filter that can filter particles by collecting particles to be filtered by using the electrostatic force due to the presence of an electrostatic force in the filter itself, and is generally used using a material to which an electrostatic charge is added to a polymer film or nonwoven fabric. it's a filter The electrostatic filter can be manufactured by attaching particles having a strong electrostatic charge around the filter fiber, can be manufactured using the charged fiber, and making the filter fiber polar by creating a strong electric field around the filter. can
구체적인 예시로서, 본 발명의 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 최종적으로 정전필터로 사용되기 위한 여재일 수 있으며, 부직포 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시키는 방법으로 제조될 수 있지만, 상기 방법으로 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포가 제조되는 방법이 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 부직포에 정전 처리가 가능한 방법을 모두 사용할 수 있다.As a specific example, the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric of the present invention may be a filter medium for use as an electrostatic filter in the end, and may be manufactured by attaching particles having a strong electrostatic charge around the nonwoven fabric. A method for producing the treated polypropylene nonwoven fabric is not limited, and any method capable of electrostatic treatment on the polypropylene nonwoven fabric may be used.
그 다음으로는, 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조한다(S200).Next, by using an embossing roller to form a plurality of embossing projections on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, an embossed nonwoven fabric electrostatic filter is manufactured ( S200 ).
본 발명의 정전필터의 여재는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포이며, 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기가 형성될 수 있는데, 상기 엠보싱 돌기는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 돌출된 부분이기 때문에, 동일한 면적을 갖는 엠보싱 돌기가 없는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포보다 여과면적이 증대될 수 있다. 이에 따라, 상기 증대된 여과면적으로 인해 정전필터의 여과속도를 낮출 수 있고, 상기 여과속도의 감소로 인해 정전필터의 전후의 정압의 차이가 낮아지므로 압력 손실이 낮아질 수 있다. 또한, 압력손실 저하로 인해 상기 압력손실과 반비례 관계인 필터성능지수가 향상될 수 있다.The filter material of the electrostatic filter of the present invention is an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, and a plurality of embossing protrusions may be formed on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric. The embossing protrusions are one of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric Because it is a protruding part on the surface, the filtration area can be increased compared to the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric without embossing projections having the same area. Accordingly, the filtration rate of the electrostatic filter may be reduced due to the increased filtration area, and the difference in static pressure before and after the electrostatic filter may be reduced due to the decrease in the filtration rate, thereby reducing the pressure loss. In addition, the filter performance index, which is inversely proportional to the pressure loss, may be improved due to the decrease in pressure loss.
하지만, 부직포 정전필터에 엠보싱 돌기가 형성된 모든 경우에서 필터성능지수의 향상 효과가 나타나기 어려울 수 있는데, 이는 필터성능지수가 하기 수식 1에 따른 값으로 정의되기 때문이다.However, in all cases in which the embossing projections are formed on the nonwoven electrostatic filter, it may be difficult to improve the filter performance index, because the filter performance index is defined as a value according to
[수식 1][Formula 1]
(상기 수식 1에서,(In
qr은 필터성능지수(Pa-1)이고,q r is the filter figure of merit (Pa -1 ),
Δp는 압력손실(Pa)이고,Δp is the pressure loss (Pa),
η는 집진효율(%)이다).η is the dust collection efficiency (%).
상기 수식 1에 의하면, 필터성능지수는 압력손실과는 반비례 관계이며 집진효율과는 비례관계인데, 엠보싱 돌기의 형성으로 인해 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실이 감소하더라도 엠보싱 돌기의 형성으로 인한 기공률의 증대로 인해 집진효율이 저하될 수 있다. 따라서, 부직포 정전필터에 엠보싱 돌기가 형성된 모든 경우에서 필터성능지수의 향상 효과가 나타나는 것이 아니며, 엠보싱 돌기가 형성되는 공정 조건에 따라서 필터성능지수가 제어될 수 있다. 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법은 엠보싱 돌기가 형성되는 공정 조건에 따라서 상기 압력손실 및 상기 집진효율을 조절하여 상기 정전필터의 필터성능지수를 향상시킬 수 있다.According to
일예로, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 도 2에 도시된 제조장치로 제조될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 엠보싱 부직포 정전필터는 지지대(60)에 위치된 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(10)가 엠보싱 롤러 조절기(20)에 따라 온도 및 속도가 조절된 엠보싱 롤러(30)를 통과하여 회전식 지지대 조절기(80)에 따라 속도가 조절된 회전식 지지대(70)에 말리면서 제조될 수 있다.As an example, the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention may be manufactured by the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 . Referring to FIG. 2 , the embossed non-woven fabric electrostatic filter is an electrostatically treated
상기 엠보싱 부직포 정전 필터의 엠보싱 돌기(50)의 직경 또는 두께는 상기 엠보싱 롤러(30)의 엠보싱 롤러 돌기(40), 상기 엠보싱 롤러(30)의 온도 또는 상기 엠보싱 롤러(30)의 속도에 따라 조절될 수 있다.The diameter or thickness of the
특히, 상기 엠보싱 롤러의 온도 및 속도 조건에 따라, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 조절되며, 상기 두께가 조절된 엠보싱 돌기에 따라 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 제어될 수 있다.In particular, according to the temperature and speed conditions of the embossing roller, the thickness of the embossing protrusion is adjusted, and the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention can be controlled according to the embossing protrusion whose thickness is adjusted.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 수 있다. 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성된 엠보싱의 형상이 유지되기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 90 ℃ 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 성분인 폴리프로필렌의 녹는점에 온도가 가까워지면서 상기 부직포의 불필요한 변형을 가져올 수 있어 필터성능지수가 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 미만일 경우에는 엠보싱 롤러를 통과하는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 자체가 과압착되어 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 입자가 정전필터를 통과할 때 지나치게 큰 압력손실이 유발될 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 35 cm/s 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 균일한 직경 및 두께로 엠보싱이 형성되기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다.In an embodiment of the present invention, the temperature of the embossing roller may be performed under the conditions of 60 °C to 90 °C, and the speed of the embossing roller may be performed under the conditions of 14 cm/s to 35 cm/s. When the temperature of the embossing roller is less than 60° C., it is difficult to maintain the shape of the embossing formed on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, which is not preferable. In addition, when the temperature of the embossing roller is higher than 90 ℃, the temperature is close to the melting point of polypropylene, a component of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, and unnecessary deformation of the nonwoven fabric may be brought about, thereby reducing the filter performance index. It is not preferable because When the speed of the embossing roller is less than 14 cm/s, the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric itself passing through the embossing roller is over-compressed, and air circulation is not free due to excessively dense fibers. It is undesirable because it may cause a large pressure loss. In addition, when the speed of the embossing roller exceeds 35 cm/s, it is not preferable because it is difficult to form embossing with a uniform diameter and thickness on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 직경은 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 직경과 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 직경은 4.5 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 3 mm 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 부피 감소가 발생할 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 6 mm 초과일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려울 수 있어 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the diameter of the embossing protrusion may be 3 mm to 6 mm. The diameter of the embossing protrusion is related to the diameter of the embossing roller protrusion of the embossing roller, and the diameter of the embossing roller protrusion is generally 4.5 mm. At this time, when the diameter of the embossing protrusion is less than 3 mm, it is undesirable because the volume reduction due to overcompression, which is a cause of lowering the filter performance index of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, may occur, and the diameter of the embossing protrusion is 6 mm When it exceeds, it may be difficult to exhibit the effect of increasing the filtration area of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, so it is not preferable. Therefore, the diameter of the embossing protrusion is preferably formed within the range of 3 mm to 6 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 두께는 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 두께와 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 두께는 2 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 1 mm 미만일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려워 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 3 mm 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 지나치게 큰 압력손실이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the embossing protrusion may be 1 mm to 3 mm. The thickness of the embossing protrusion is related to the thickness of the embossing roller protrusion of the embossing roller, and the thickness of the embossing roller protrusion is generally 2 mm. At this time, when the thickness of the embossing protrusion is less than 1 mm, it is difficult to exhibit the effect of increasing the filtration area of the electrostatically-treated polypropylene nonwoven fabric. It is not preferable because excessively large pressure loss may occur due to overcompression, which is a cause of lowering the filter performance index of the propylene nonwoven fabric. Therefore, the thickness of the embossing protrusion is preferably formed within the range of 1 mm to 3 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하지만, 상기 형상으로 본 발명의 엠보싱 돌기의 형상이 제한되는 것은 아니며, 엠보싱 롤러에 양각 및 음각으로 형성될 수 있는 모든 엠보싱 롤러 돌기 형상에 따라 상기 엠보싱 돌기 형상이 결정될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shape of the embossing protrusion includes a circular arc shape or an elliptical arc shape, but the shape of the embossing protrusion of the present invention is not limited to the above shape. The shape of the embossing protrusion may be determined according to the shape of all the embossing roller protrusions.
이와 같이, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법으로 제조된 엠보싱 부직포 정전필터는 미세먼지 수준인 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1로 향상될 수 있다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아질 수 있다. 따라서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1이기 때문에, 대전된 입자를 여과시켰을 때는 상기 필터성능지수가 보다 더 향상될 수 있다. 상기 무대전 입자는 통상적으로 무대전 처리된 에어로졸을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 무대전 특성을 갖는 NaCl 에어로졸 또는 KCl 에어로졸을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As described above, the embossed nonwoven electrostatic filter manufactured by the method for manufacturing the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention has a filter performance index of 0.0477 Pa -1 to It can be improved to 0.049 Pa -1 . In this case, when the particles to be filtered are used as charged particles, the ability to collect dust on the filter may be improved due to the Coulomb force of the particles. Therefore, since the filter performance index when the non-electrostatic particles are filtered through the embossed nonwoven electrostatic filter is 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa -1 , the filter performance index can be further improved when the charged particles are filtered . The electrostatic particles may typically use a non-electrostatically treated aerosol, and in the present invention may include a NaCl aerosol or KCl aerosol having an electrostatic property, but is not limited thereto.
이하, 엠보싱 부직포 정전필터에 대하여 설명한다.Hereinafter, the embossed nonwoven fabric electrostatic filter will be described.
본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 및 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함할 수 있다.The embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention may include an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric and a plurality of embossing protrusions formed by an embossing roller on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric.
폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 열가소성 수지로 방사성이 좋고 내화학성이 우수하며, 폴리프로필렌 수지를 부직포 제조방법을 이용하여 폴리프로필렌 부직포를 제조하면, 수지가 망상구조를 형성하기 때문에 비표면적이 크고 경량화되어 필터 여재로서 사용되기 적합하다.Polypropylene (PP) is a thermoplastic resin with good spinnability and excellent chemical resistance. When a polypropylene nonwoven fabric is manufactured using a nonwoven fabric manufacturing method, the resin forms a network structure, so the specific surface area is large and the weight is reduced. It is suitable for use as a filter medium.
상기 부직포 제조방법은 고분자를 방사하여 고압열풍에 의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹(web)으로 결합하여 제조되는 멜트블로운(melt blown)법, 섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹을 결합시켜 제조하는 니들 펀칭(needle punching)법, 고분자를 방사하여 열에 의해 자체 접착하여 웹을 형성하여 제조하는 스펀 본드(spun bond)법 등 다양한 부직포 제조방법이 있지만, 본 발명의 상기 부직포 제조방법이 전술한 방법으로 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 수지를 부직포로 제조하는 방법은 모두 사용될 수 있다. The nonwoven fabric manufacturing method is a melt blown method, which is produced by spinning a polymer and combining it into ultrafine fibers by high pressure hot air into a uniform molten fiber web. There are various nonwoven fabric manufacturing methods, such as a needle punching method prepared by bonding, a spun bond method in which a polymer is spun and self-adhesive by heat to form a web, but the nonwoven fabric manufacturing method of the present invention is It is not limited to the above method, and any method of manufacturing the polypropylene resin into a nonwoven fabric may be used.
예를 들어, 본 발명의 폴리프로필렌 부직포는 멜트블로운법을 이용하여 제조될 수 있으며, 멜트블로운법으로 제조된 부직포의 일 표면 또는 양 표면에 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 지지체를 합지시켜 상기 폴리프로필렌 부직포가 필터로서 사용되기 적절한 두께를 형성할 수 있다.For example, the polypropylene nonwoven fabric of the present invention may be manufactured using a melt blown method, and a polyethylene (PE) support is laminated on one or both surfaces of the nonwoven fabric manufactured by the melt blown method to form the polypropylene. The propylene nonwoven can form a thickness suitable for use as a filter.
정전필터는 필터 자체에 정전기력이 존재하여 상기 정전기력을 이용하여 여과하고자 하는 입자를 포집하는 원리로 입자를 여과시킬 수 있는 필터이며 일반적으로 고분자 필름 또는 부직포에 정전하가 부가된 재료를 이용하여 사용되는 필터이다. 상기 정전필터는 필터 섬유 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시켜 제조될 수 있고, 전하를 띈 섬유를 사용하여 제조될 수 있으며, 필터 주위에 강한 전기장을 만들어 필터 섬유에 극성을 띄게 하여 제조될 수 있다.An electrostatic filter is a filter that can filter particles by collecting particles to be filtered by using the electrostatic force due to the presence of an electrostatic force in the filter itself, and is generally used using a material to which an electrostatic charge is added to a polymer film or nonwoven fabric. it's a filter The electrostatic filter can be manufactured by attaching particles having a strong electrostatic charge around the filter fiber, can be manufactured using the charged fiber, and making the filter fiber polar by creating a strong electric field around the filter. can
구체적인 예시로서, 본 발명의 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 최종적으로 정전필터로 사용되기 위한 여재일 수 있으며, 부직포 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시키는 방법으로 제조될 수 있지만, 상기 방법으로 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포가 제조되는 방법이 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 부직포에 정전 처리가 가능한 방법을 모두 사용할 수 있다.As a specific example, the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric of the present invention may be a filter medium for use as an electrostatic filter in the end, and may be manufactured by attaching particles having a strong electrostatic charge around the nonwoven fabric. A method for producing the treated polypropylene nonwoven fabric is not limited, and any method capable of electrostatic treatment on the polypropylene nonwoven fabric may be used.
본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함할 수 있다. 상기 엠보싱 돌기는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 돌출된 부분이기 때문에, 동일한 면적을 갖는 엠보싱 돌기가 없는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포보다 여과면적이 증대될 수 있다. 이에 따라, 상기 증대된 여과면적은 정전필터의 여과속도를 낮출 수 있고, 상기 여과속도의 감소로 인해 정전필터의 전후의 정압의 차이가 낮아지므로 압력 손실이 낮아질 수 있다. 또한, 압력손실 저하로 인해 상기 압력손실과 반비례 관계인 필터성능지수가 향상될 수 있어서, 상기 엠보싱 돌기가 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성되어 엠보싱 부직포 정전필터가 제조되면 상기 정전필터의 필터성능지수가 향상될 수 있다.The embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention may include a plurality of embossing protrusions formed by an embossing roller on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric. Since the embossing protrusion is a portion protruding from one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, a filtration area may be increased compared to the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric having no embossing protrusion having the same area. Accordingly, the increased filtration area may lower the filtration rate of the electrostatic filter, and the difference in static pressure before and after the electrostatic filter may decrease due to the decrease in the filtration rate, thereby reducing the pressure loss. In addition, the filter performance index, which is inversely proportional to the pressure loss, can be improved due to the decrease in pressure loss, so that when the embossing protrusion is formed on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric and the embossed nonwoven fabric electrostatic filter is manufactured, the filter performance index of the electrostatic filter is increased can be improved
상기 필터성능지수가 향상되기 위한 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 엠보싱 돌기는 엠보싱 롤러에 의해 형성될 수 있다.The embossing projections of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric for improving the filter performance index may be formed by an embossing roller.
특히, 상기 엠보싱 롤러의 온도 및 속도 조건에 따라, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 조절되며, 상기 두께가 조절된 엠보싱 돌기에 따라 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 제어될 수 있다.In particular, according to the temperature and speed conditions of the embossing roller, the thickness of the embossing protrusion is adjusted, and the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention can be controlled according to the embossing protrusion whose thickness is adjusted.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 수 있다. 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성된 엠보싱의 형상이 유지되기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 90 ℃ 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 성분인 폴리프로필렌의 녹는점에 온도가 가까워지면서 상기 부직포의 불필요한 변형을 가져올 수 있어 필터성능지수가 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 미만일 경우에는 엠보싱 롤러를 통과하는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 자체가 과압착되어 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 입자가 정전필터를 통과할 때 지나치게 큰 압력손실이 유발될 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 35 cm/s 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 균일한 직경 및 두께로 엠보싱이 형성되기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다.In an embodiment of the present invention, the temperature of the embossing roller may be performed under the conditions of 60 °C to 90 °C, and the speed of the embossing roller may be performed under the conditions of 14 cm/s to 35 cm/s. When the temperature of the embossing roller is less than 60° C., it is difficult to maintain the shape of the embossing formed on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, which is not preferable. In addition, when the temperature of the embossing roller is higher than 90 ℃, the temperature is close to the melting point of polypropylene, a component of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, and unnecessary deformation of the nonwoven fabric may be brought about, thereby reducing the filter performance index. It is not preferable because When the speed of the embossing roller is less than 14 cm/s, the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric itself passing through the embossing roller is over-compressed, and air circulation is not free due to excessively dense fibers. It is undesirable because it may cause a large pressure loss. In addition, when the speed of the embossing roller exceeds 35 cm/s, it is not preferable because it is difficult to form embossing with a uniform diameter and thickness on the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 직경은 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 직경과 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 직경은 4.5 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 3 mm 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 부피 감소가 발생할 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 6 mm 초과일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the diameter of the embossing protrusion may be 3 mm to 6 mm. The diameter of the embossing protrusion is related to the diameter of the embossing roller protrusion of the embossing roller, and the diameter of the embossing roller protrusion is generally 4.5 mm. At this time, when the diameter of the embossing protrusion is less than 3 mm, it is undesirable because the volume reduction due to overcompression, which is a cause of lowering the filter performance index of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric, may occur, and the diameter of the embossing protrusion is 6 mm When it exceeds, it is not preferable because it is at a level difficult to exhibit the effect of increasing the filtration area of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric. Therefore, the diameter of the embossing protrusion is preferably formed within the range of 3 mm to 6 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 두께는 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 두께와 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 두께는 2 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 1 mm 미만일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려울 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 3 mm 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 지나치게 큰 압력손실이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the embossing protrusion may be 1 mm to 3 mm. The thickness of the embossing protrusion is related to the thickness of the embossing roller protrusion of the embossing roller, and the thickness of the embossing roller protrusion is generally 2 mm. At this time, when the thickness of the embossing protrusion is less than 1 mm, it may be difficult to exhibit the effect of increasing the filtration area of the electrostatically-treated polypropylene nonwoven fabric. It is not preferable because excessively large pressure loss may occur due to overcompression, which is a cause of lowering the filter performance index of the polypropylene nonwoven fabric. Therefore, the thickness of the embossing protrusion is preferably formed within the range of 1 mm to 3 mm.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하지만, 상기 형상으로 본 발명의 엠보싱 돌기의 형상이 제한되는 것은 아니며, 엠보싱 롤러에 양각 및 음각으로 형성될 수 있는 모든 엠보싱 롤러 돌기 형상에 따라 상기 엠보싱 돌기 형상이 결정될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shape of the embossing protrusion includes a circular arc shape or an elliptical arc shape, but the shape of the embossing protrusion of the present invention is not limited to the above shape. The shape of the embossing protrusion may be determined according to the shape of all the embossing roller protrusions.
이와 같이, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 미세먼지 수준인 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1로 향상될 수 있다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아질 수 있다. 따라서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1이기 때문에, 대전된 입자를 여과시켰을 때는 상기 필터성능지수가 보다 더 향상될 수 있다. 상기 무대전 입자는 통상적으로 무대전 처리된 에어로졸을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 무대전 특성을 갖는 NaCl 에어로졸 또는 KCl 에어로졸을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this way, the embossed nonwoven electrostatic filter of the present invention can improve the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter to 0.0477 Pa −1 to 0.049 Pa −1 when 100 nm electrostatic particles, which are fine dust levels, are filtered. . In this case, when the particles to be filtered are used as charged particles, the ability to collect dust on the filter may be improved due to the Coulomb force of the particles. Therefore, since the filter performance index when the non-electrostatic particles are filtered through the embossed nonwoven electrostatic filter is 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa -1 , the filter performance index can be further improved when the charged particles are filtered . The electrostatic particles may typically use a non-electrostatically treated aerosol, and in the present invention may include a NaCl aerosol or KCl aerosol having an electrostatic property, but is not limited thereto.
이하, 본 발명의 제조예 및 실험예를 기재한다. 그러나, 이들 제조예 및 실험예는 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.Hereinafter, preparation examples and experimental examples of the present invention will be described. However, these preparation examples and experimental examples are intended to more specifically explain the configuration and effects of the present invention, and it is indicated that the scope of the present invention is not limited thereto.
[제조예 1][Production Example 1]
엠보싱embossing 부직포 정전필터 제조 Non-woven electrostatic filter manufacturing
정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(E&H사, 중량 30g/m2의 멜트블로운 부직포)를 50g/m2의 중량을 가진 다공성 폴리에틸렌 필름과 합지한 후, 25 ℃의 온도 및 7.9 cm/s의 속도로 조절된 엠보싱 롤러에 통과시켜 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 일 표면에 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.After laminating the electrostatically-treated polypropylene nonwoven fabric (E&H, melt blown nonwoven fabric with a weight of 30 g/m 2 ) with a porous polyethylene film having a weight of 50 g/m 2 , at a temperature of 25° C. and a speed of 7.9 cm/s An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured by passing through a controlled embossing roller to form an embossing protrusion on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric.
[제조예 2][Production Example 2]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the speed of the embossing roller was adjusted to 14.5 cm/s.
[제조예 3][Production Example 3]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the speed of the embossing roller was adjusted to 20.5 cm/s.
[제조예 4][Production Example 4]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the speed of the embossing roller was adjusted to 30.4 cm/s.
[제조예 5][Production Example 5]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the speed of the embossing roller was adjusted to 42.2 cm/s.
[제조예 6][Production Example 6]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 58.5 °C.
[제조예 7][Production Example 7]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 58.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 14.5 cm/s.
[제조예 8][Production Example 8]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 58.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 20.5 cm/s.
[제조예 9][Production Example 9]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 58.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 30.4 cm/s.
[제조예 10][Production Example 10]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 58.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 42.2 cm/s.
[제조예 11][Production Example 11]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 67.2 °C.
[제조예 12][Production Example 12]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 67.2° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 14.5 cm/s.
[제조예 13][Production Example 13]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 67.2° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 20.5 cm/s.
[제조예 14][Production Example 14]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 67.2° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 30.4 cm/s.
[제조예 15][Production Example 15]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 67.2° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 42.2 cm/s.
[제조예 16][Production Example 16]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 83.1 °C.
[제조예 17][Production Example 17]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 83.1° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 14.5 cm/s.
[제조예 18][Production Example 18]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 83.1° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 20.5 cm/s.
[제조예 19][Production Example 19]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 83.1° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 30.4 cm/s.
[제조예 20][Production Example 20]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 83.1° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 42.2 cm/s.
[제조예 21][Production Example 21]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 107.5°C.
[제조예 22][Production Example 22]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 107.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 14.5 cm/s.
[제조예 23][Production Example 23]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 107.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 20.5 cm/s.
[제조예 24][Production Example 24]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 107.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 30.4 cm/s.
[제조예 25][Production Example 25]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.An embossed nonwoven electrostatic filter was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the temperature of the embossing roller was adjusted to 107.5° C. and the speed of the embossed roller was adjusted to 42.2 cm/s.
[비교예 1][Comparative Example 1]
부직포 정전필터 준비Preparation of non-woven electrostatic filter
정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(E&H사, 중량 30g/m2의 멜트블로운 부직포)를 50g/m2의 중량을 가진 다공성 폴리에틸렌 필름과 합지하여 부직포 정전필터를 준비한다.Electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric (E&H, melt blown nonwoven fabric having a weight of 30 g/m 2 ) is laminated with a porous polyethylene film having a weight of 50 g/m 2 to prepare a nonwoven electrostatic filter.
[실험예 1][Experimental Example 1]
엠보싱embossing 돌기의 유무, the presence or absence of protrusions, 엠보싱embossing 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 부직포 정전필터의 압력손실 비교 Comparison of pressure loss of non-woven electrostatic filter according to roller speed and filtration speed
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실을 비교하기 위하여, 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 고정한 후, 엠보싱 롤러의 속도에 따라 제조된 각각의 엠보싱 부직포 정전필터 및 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터에 공기로 여과속도를 달리하여 여과시켰을 때의 압력손실을 측정하였다.In order to compare the pressure loss of the embossed nonwoven electrostatic filter according to the presence or absence of embossing protrusions, the speed of the embossing roller and the filtration speed, the temperature of the embossing roller was fixed at 83.1 ° C. The pressure loss when the filter and the non-woven electrostatic filter without embossing projections were filtered with air at different filtration rates were measured.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 부직포 정전필터의 압력손실을 나타낸 그래프이다. 도 3을 참조하면, 공기의 여과속도가 증가됨에 따라, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터의 압력손실보다 엠보싱 돌기가 형성된 부직포 정전필터의 압력손실이 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, 엠보싱 롤러의 속도가 높아질수록 압력손실이 낮아지는 경향이 나타나지만, 엠보싱 롤러의 속도가 42.2 cm/s인 제조예 20의 경우에는 압력손실이 다시 높아지는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 엠보싱 부직포 정전필터의 성능을 저하시키기 않으면서, 엠보싱 롤러의 속도를 높일 수 있는 한계 속도가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 상기 한계 속도는 42.2 cm/s 이하인 것으로 추측할 수 있다.3 is a graph showing the pressure loss of the nonwoven electrostatic filter according to the presence or absence of the embossing protrusion, the speed of the embossing roller, and the filtration speed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , it was confirmed that as the air filtration speed increased, the pressure loss of the nonwoven electrostatic filter having embossed protrusions was lower than the pressure loss of the nonwoven electrostatic filter having no embossed protrusions. In addition, as the speed of the embossing roller increases, the pressure loss tends to decrease, but in the case of Preparation Example 20, where the speed of the embossing roller is 42.2 cm/s, the pressure loss increases again. Based on these results, it can be determined that there is a limiting speed that can increase the speed of the embossing roller without degrading the performance of the embossed nonwoven electrostatic filter, and it can be inferred that the limiting speed is 42.2 cm/s or less .
[실험예 2][Experimental Example 2]
엠보싱embossing 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율 비교 Comparison of dust collection efficiency of non-woven electrostatic filters according to the presence or absence of projections
엠보싱 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율을 비교하기 위하여, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터 및 엠보싱 롤러의 온도가 83.1 ℃이고, 엠보싱 롤러의 속도가 20.5 cm/s인 엠보싱 롤러를 이용하여 제조된 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm 무대전 NaCl 입자를 3 cm/s의 여과속도로 여과시켰을 때의 집진효율을 측정하였다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아지기 때문에, 본 실험에서는 무대전 입자로 필터의 성능을 시험하여 필터 자체의 성능을 정확하게 시험하였다.In order to compare the dust collection efficiency of the nonwoven electrostatic filter according to the presence or absence of embossing projections, an embossing roller having a temperature of 83.1 °C and an embossing roller with a non-woven static filter without embossing projections and an embossing roller with a speed of 20.5 cm/s was used. The dust collection efficiency was measured when 100 nm non-electrostatic NaCl particles were filtered at a filtration rate of 3 cm/s on the embossed non-woven fabric electrostatic filter prepared by At this time, when the particles to be filtered are used as charged particles, the ability to collect dust on the filter is improved due to the coulomb force of the particles. The performance was tested accurately.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율을 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 비교예 1의 집진효율 및 엠보싱 돌기가 형성된 제조예 18의 집진효율은 거의 유사한 수준인 것으로 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 엠보싱이 부직포 정전필터에 형성되어 상기 정전필터의 여과면적이 넓어져서 입자의 집진효율이 향상되는 반면, 엠보싱 돌기의 형성과정으로 인해 부직포 정전필터의 부피가 감소될 수 있고, 기공률의 증대로 인한 집진 성능이 저하될 수 있어 엠보싱 돌기가 형성되기 전후의 부직포 정전필터의 집진효율이 유사한 수준으로 나타난 것으로 판단하였다.4 is a graph showing the dust collection efficiency of the nonwoven electrostatic filter according to the presence or absence of embossing protrusions according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , it was confirmed that the dust collection efficiency of Comparative Example 1 in which the embossing projections were not formed and the dust collection efficiency of Preparation Example 18 in which the embossing projections were formed were almost similar. Based on these results, embossing is formed on the nonwoven electrostatic filter, so that the filtration area of the electrostatic filter is widened, so that the dust collection efficiency of the particles is improved, while the volume of the nonwoven electrostatic filter can be reduced due to the process of forming the embossing protrusion, It was determined that the dust collection efficiency of the nonwoven electrostatic filter before and after the formation of the embossing protrusion was at a similar level because the dust collection performance could be reduced due to the increase of the porosity.
[실험예 3][Experimental Example 3]
엠보싱embossing 돌기의 유무, the presence or absence of protrusions, 엠보싱embossing 롤러의 온도 및 속도에 따른 부직포 정전필터의 필터성능지수 비교 Comparison of filter performance index of non-woven electrostatic filter according to roller temperature and speed
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따른 부직포 정전필터의 필터성능지수를 비교하기 위하여, 엠보싱 부직포 정전필터 및 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터에 100 nm 무대전 NaCl 입자를 3 cm/s의 여과속도를 여과시켰을 때의 압력손실 및 집진효율을 측정한 후, 하기 수식 1로 계산하여 필터성능지수를 확인하였다.In order to compare the filter performance index of the nonwoven electrostatic filter according to the presence or absence of embossing protrusions and the temperature and speed of the embossing roller, 100 nm non-electrostatic NaCl particles were applied to the embossed non-woven electrostatic filter and the non-woven non-woven electrostatic filter without the
[수식 1][Formula 1]
(상기 수식 1에서,(In
qr은 필터성능지수(Pa-1)이고,q r is the filter figure of merit (Pa -1 ),
Δp는 압력손실(Pa)이고,Δp is the pressure loss (Pa),
η는 집진효율(%)이다).η is the dust collection efficiency (%).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따라 제조된 엠보싱 부직포 정전필터 이미지이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참조하면, 엠보싱 롤러의 속도가 0 cm/s일 때, 즉 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터의 필터성능지수보다 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터는 제조예 12, 제조예 18 및 제조예 19로 확인하였다.5 is an image of an embossed nonwoven electrostatic filter manufactured according to the temperature and speed of the embossing roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a graph showing the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter according to Referring to FIG. 6, when the speed of the embossing roller is 0 cm/s, that is, the embossed nonwoven electrostatic filter having improved filter performance index compared to the filter performance index of the nonwoven nonwoven electrostatic filter without embossing projections was manufactured in Examples 12 and 18. and Preparation Example 19.
부직포 정전필터에 엠보싱 돌기를 형성하여 압력손실을 측정한 실험예 1의 결과를 기반으로, 엠보싱 부직포 정전필터가 압력손실이 저하되는 성능을 갖으면서도 필터성능지수가 향상되지 못한 이유는 엠보싱 돌기의 형성으로 인한 기공률의 증대가 집진효율을 저하시킨 것으로 추측할 수 있다. 따라서, 엠보싱 부직포 정전필터를 형성할 때, 필터성능지수가 향상될 수 있는 여과면적 증대의 한계 정도가 존재하는 것으로 판단하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 필터성능지수가 향상될 수 있는 엠보싱 부직포 정전필터의 엠보싱 형성 조건은, 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃이고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s인 것으로 확인되었다. 이러한 조건으로 제조된 제조예 12, 제조예 18 및 제조예 19의 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 NaCl 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 수준으로, 종래의 부직포 정전필터보다 향상되는 것으로 판단할 수 있다.Based on the results of Experimental Example 1, which measured the pressure loss by forming embossing projections on the nonwoven electrostatic filter, the reason that the embossed nonwoven electrostatic filter did not improve the filter performance index even though the pressure loss was reduced is because the formation of the embossed projections It can be inferred that the increase in the porosity caused by the lowering of the dust collection efficiency. Therefore, when forming the embossed nonwoven electrostatic filter, it was determined that there is a limit to the increase of the filtration area that the filter performance index can be improved. Based on these results, the embossing forming conditions of the embossed nonwoven electrostatic filter in which the filter performance index can be improved are that the temperature of the embossing roller is 60°C to 90°C, and the speed of the embossing roller is 14 cm/s to 35 cm/ was confirmed to be s. The filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter when 100 nm non-electrostatic NaCl particles were filtered in the embossed nonwoven electrostatic filter of Preparation Example 12, Preparation Example 18, and Preparation Example 19 under these conditions was 0.0477 Pa −1 to 0.049 At the level of Pa -1 , it can be determined that the conventional nonwoven electrostatic filter is improved.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포
20 : 엠보싱 롤러 조절기
30 : 엠보싱 롤러
40 : 엠보싱 롤러 돌기
50 : 엠보싱 돌기
60 : 지지대
70 : 회전식 지지대
80 : 회전식 지지대 조절기10: electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric
20: embossing roller adjuster
30: embossing roller
40: embossing roller protrusion
50: embossing projection
60: support
70: rotary support
80: rotary support adjuster
Claims (10)
엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 엠보싱 롤러의 온도는 83.1 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 20.5 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하고,
상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하고,
상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하고,
상기 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계에서, 상기 엠보싱 돌기의 형성으로 인해 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실이 감소하더라도 상기 엠보싱 돌기의 형성으로 인한 기공률의 증대로 인해 집진 효율이 저하되지 않도록 상기 엠보싱 롤러의 온도 및 속도의 조건으로 조절되어 수행되는 것을 특징으로 하고,
상기 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
Preparing an electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric; and
manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter by forming a plurality of embossing projections on one surface of the electrostatically treated polypropylene nonwoven fabric using an embossing roller,
The temperature of the embossing roller is performed under the conditions of 83.1 °C to 90 °C, and the speed of the embossing roller is performed under the conditions of 20.5 cm/s to 35 cm/s,
It is characterized in that the diameter of the embossing protrusion is 3 mm to 6 mm,
The thickness of the embossing protrusion is characterized in that 1 mm to 3 mm,
In the step of manufacturing the embossed nonwoven electrostatic filter, even if the pressure loss of the embossed nonwoven electrostatic filter is reduced due to the formation of the embossing protrusion, the dust collection efficiency is not reduced due to the increase in porosity due to the formation of the embossing protrusion. It is characterized in that it is performed under the conditions of temperature and speed,
The method of manufacturing an embossed nonwoven electrostatic filter, characterized in that the filter performance index of the embossed nonwoven electrostatic filter is 0.0477 Pa -1 to 0.049 Pa −1 when 100 nm non-electrostatic particles are filtered through the embossed nonwoven electrostatic filter.
상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
The method of claim 1,
The embossing non-woven fabric electrostatic filter manufacturing method, characterized in that the shape of the embossing protrusion includes an arc shape or an elliptical arc shape.
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