KR19990068474A - Electrostatic Air Filter and the Process for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 압출 방식을 사용하여 여러 형태의 고분자 방사 섬유 필터 소재를 제조하면서, 이와 동시에 고분자 방사 섬유의 표면 전하 밀도를 증가시킴으로써 필터 소재에 정전기가 보유되어 여과능이 향상된 에어 필터 소재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention provides an air filter material and a method of manufacturing the same, which produce various types of polymer spun fiber filter materials by using an air extrusion method, and at the same time increase the surface charge density of the polymer spun fiber to retain static electricity in the filter material, thereby improving the filtration performance. It is about.
Description
본 발명은 분진 제거를 위해 사용되는 에어 필터 소재 및 그의 제조 방법, 보다 구체적으로는 정전기를 보유함으로써 여과능이 향상된 고분자 필터 소재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air filter material used for dust removal and a method for producing the same, and more particularly, to a polymer filter material and a method for producing the same having improved filtration by retaining static electricity.
종래의 분진 제거용 에어 필터로는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 폴리아세탈 등의 고분자 합성 섬유를 직포 또는 부직포 형태로 가공한 백필터 및 판상 필터 등이 있으며, 이러한 에어 필터를 사용하여 대기 중에 함유된 불순물을 제거하여 왔다.Conventional dust removal air filters include bag filters and plate filters in which polymer synthetic fibers such as polypropylene, polyester, and polyacetal are processed into woven or nonwoven fabrics. Impurities contained in the air using these air filters Has been removed.
종래의 에어 필터는 기공이 20 내지 30 ㎛이어서 미세 분진의 제거가 불가능하기 때문에, 이러한 종래의 에어 필터를 사용하는 경우에는 운전 초기에 분진이 유출될 뿐만 아니라 탈진 후에도 필터 표면에 분진이 잔재하게 되는 현상이 빈번하게 발생된다. 그 결과, 미세 분진의 유출과 아울러 필터 표면 상의 분진 잔재로 인한 눈막힘 현상에 의해 필터의 여과 효율이 저하됨으로써 필터의 교환 주기가 짧아진다. 이 외에, 필터 시스템을 설치할 때 여과를 위한 설치 면적이 커지게 되어 설치비 및 보수 관리비가 많이 드는 단점을 가지고 있다.Since the conventional air filter has a pore of 20 to 30 μm, it is impossible to remove fine dust. Therefore, in the case of using such a conventional air filter, not only dust is leaked out at the beginning of operation but also dust remains on the filter surface even after exhausting. The phenomenon occurs frequently. As a result, the filtration efficiency of the filter decreases due to clogging due to dust residue on the surface of the filter as well as outflow of fine dust, thereby shortening the filter replacement cycle. In addition, when the filter system is installed, the installation area for filtration becomes large, which has a disadvantage in that a lot of installation and maintenance costs are required.
이러한 상기 문제점들을 해결하기 위해 필터 소재의 성상을 보완한 필터 소재, 즉 종래의 직포 및 부직포 형태의 필터 소재에 다공성 고분자막을 접착시킴으로써 심층 여과와 표면 여과의 두가지 기능을 갖도록 하는 필터 소재가 개발되었고, 그 예로서 미국 특허 제5205938호, 동 제4917942호를 들 수 있다. 또한, 국내 특허 출원 제10-1997-002440호에는 열가소성 수지 분말과 흡착제 분말을 압출소결시킨 매트릭스를 고분자 수지의 수용액으로 표면 박막 코팅시켜 심층 여과와 표면 여과 외에 흡착 기능을 부여한 필터 소재가 기재되어 있다.In order to solve the above problems, a filter material is developed to have two functions of deep filtration and surface filtration by adhering a porous polymer membrane to a filter material that complements the properties of the filter material, that is, a conventional woven fabric and a nonwoven fabric. Examples include US Pat. No. 5,036,381 and US Pat. No. 4917942. In addition, Korean Patent Application No. 10-1997-002440 discloses a filter material in which a matrix obtained by extrusion-sintering a thermoplastic resin powder and an adsorbent powder is coated with a thin film of an aqueous solution of a polymer resin to give adsorption functions in addition to deep filtration and surface filtration. .
한편, 당업계에서는 에어 필터의 소재로서 통상 사용되는 고분자 합성 섬유에 정전기를 보유하도록 함으로써 놀랍게도 여과능이 크게 향상된다는 것이 밝혀졌다.On the other hand, it has been found in the art that surprisingly, the filtration ability is surprisingly greatly improved by retaining static electricity in polymer synthetic fibers commonly used as materials for air filters.
미국 특허 제5,807,425호는 유전 재료를 사용하여 정전기적인 힘을 갖도록 고안된 발명으로서, 유전재료를 다공성 소재로 제조한 다음 유전 성질을 갖는 다공성 소재에 고전압 발생기를 부착시킴으로써 다공성 소재 자체가 정전기 특성을 띠도록 고안된 것이다. 따라서, 이 발명에서는 강유전체 소재를 기본으로 하여 다공성 소재를 제조한 후에 외부로부터 고전압을 발생시킴으로써 정전기 특성을 나타내도록 한 것이다.U.S. Patent No. 5,807,425 is an invention designed to have an electrostatic force using a dielectric material, which is made of a porous material and then attaches a high voltage generator to the porous material having dielectric properties so that the porous material itself has electrostatic properties. It is designed. Therefore, in the present invention, after the porous material is manufactured based on the ferroelectric material, a high voltage is generated from the outside to exhibit electrostatic properties.
미국 특허 제5,871,567호는 부직포 형태로 만들어진 정전기 제품으로서, 2개의 부직포를 사용하는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 제1 부직포는 정전기를 띠고 있지 않으나 제2 부직포는 정전기를 띠고 있는 이중 부직포 형태의 정전기 필터 소재이다. 제2 부직포에 대한 정전기 부여 방법으로는 먼저, 부직포를 캘린더링 방식, 즉 부직포 소재 자체를 열압착시켜 부직포를 제조한 후에 고온 하에 고전압을 발생시킴으로써 정전기 부직포를 생산하는 2 단계 제조 공정을 갖추고 있다. 그러나, 이러한 2 단계 제조 공정은 캘린더링 방식의 설치비 및 2 단계 공정이라는 점으로 인해 그 제조원가가 비싸다는 단점을 지니고 있다.U. S. Patent No. 5,871, 567 is an electrostatic product made in the form of a nonwoven fabric, characterized by the use of two nonwoven fabrics. That is, the first nonwoven fabric does not have static electricity, but the second nonwoven fabric is a double nonwoven fabric of an electrostatic filter material having static electricity. As a method of imparting static electricity to a second nonwoven fabric, first, a nonwoven fabric is calendered, that is, a nonwoven fabric material is thermocompressed to produce a nonwoven fabric. However, this two-step manufacturing process has a disadvantage that the manufacturing cost is expensive due to the installation cost of the calendering method and the two-step process.
본 발명의 목적은 종래 기술에서의 단점, 즉 부직포의 제조 단계와 정전기 부여 단계의 2 단계 제조 공정으로 인한 고비용 제조 공정을 개선함으로써, 경제성 및 여과 특성 조절이 향상된, 부직포 제조 과정 중에 정전기를 부여하는 하나의 단계로 정전기 에어 필터 소재를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to improve the cost-effective manufacturing process due to the two-step manufacturing process of the nonwoven fabric production step and the electrostatic imparting step, thereby providing static electricity during the nonwoven fabric manufacturing process, which improves economics and filtration characteristics control. One step is to provide a method of manufacturing an electrostatic air filter material.
도 1은 고압의 공기에 의해 방사되는 미세 고분자 섬유를 드럼형의 회전체 표면에 침착시키는 공정을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a process of depositing fine polymer fibers spun by high pressure air on the surface of a drum-shaped rotor.
도 2는 고압의 공기에 의해 방사되는 미세 고분자 섬유를 주름진 형태의 타겟에 침착시키는 공정을 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing a process of depositing fine polymer fibers spun by high pressure air onto a corrugated target.
도 3은 코로나 방전기를 예시하는 개략도.3 is a schematic diagram illustrating a corona discharger.
도 4는 본 발명의 표면 전하 밀도의 효과를 측정하기 위한 장치의 개략도.4 is a schematic representation of an apparatus for measuring the effect of surface charge density of the present invention.
도 5는 방사된 섬유의 종류와 인가된 전기장의 세기에 따른 그래프.5 is a graph of the type of fiber spun and the strength of the applied electric field.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 고분자 수지 입자1: polymer resin particles
2: 공기 압출기2: air extruder
3: 다이헤드3: diehead
4: 방사되는 섬유4: fiber spun
5: 타겟5: target
본 발명의 에어 필터 소재는 에어 필터 제조에 통상적으로 사용되는 고분자 수지의 용융물을 미세 고분자 섬유로 방사하여 회전하는 타겟에 침착시키고, 이 미세 고분자 섬유를 코로나 방전기로 방전시키면서 냉각시킴으로써 얻어진다. 여기서 상기 타겟은 드럼형이거나 주름진 형태일 수 있고, 상기 고분자는 폴리프로필렌이거나 폴리에틸렌, 또는 50:50의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물과 같이 에어 필터에 통상 사용되는 것이면 무방하다.The air filter material of this invention is obtained by depositing the melt of the polymer resin normally used for air filter manufacture by spinning into fine polymer fibers, and depositing them on a rotating target, and cooling the fine polymer fibers while discharging them with a corona discharger. The target here may be drum-like or pleated, and the polymer may be polypropylene or polyethylene, or as commonly used in air filters such as a mixture of polypropylene and polyethylene of 50:50.
본 발명에 있어서, 융점 이상의 높은 온도에서 용융 방사되는 섬유상 고분자 재료를 코로나 방전 하에 타겟 상에서 냉각시킨다. 코로나 방전 하에서 냉각되는 방사된 고분자 섬유는 표면 전하 밀도 (surface charge density)가 극대화되어 정전기를 보유하게 된다. 표면 전하 밀도가 증가된 에어 필터 소재는 오염 입자의 투과율을 저하시켜 향상된 여과능을 제공한다.In the present invention, the fibrous polymeric material melt-spun at high temperatures above the melting point is cooled on the target under corona discharge. Spun polymeric fibers cooled under corona discharges maximize surface charge density and retain static electricity. The air filter material with increased surface charge density lowers the transmission of contaminant particles, providing improved filtration.
또한, 본 발명은In addition, the present invention
고분자 물질을 압출기 내에서 점성 유체가 될 때까지 가열하여 용융시키는 단계,Heating and melting the polymeric material until it becomes a viscous fluid in the extruder,
용융된 고분자 물질을 회전하는 타겟 상에 방사시켜 고분자 방사 섬유로 침착시키는 단계, 및Spinning the molten polymeric material onto a rotating target to deposit it into polymeric spinning fibers, and
코로나 방전기 하에 방전시키면서 냉각시켜 표면 전하 밀도를 극대화하고, 이로써 정전기를 보유한 고분자 방사 섬유를 얻는 단계를 포함하는, 고분자 방사 섬유의 정전기 에어 필터 소재의 제조 방법에 관한 것이다.Cooling while discharging under a corona discharger to maximize the surface charge density, thereby obtaining a polymer-spun fiber containing the static electricity, to a method for producing an electrostatic air filter material of the polymer-spun fiber.
도 1은 공기 압출기 내에 고분자 물질의 입자를 공급(1)한 후, 공기 압출기 (2)의 고압 공기 스프레이 헤드 장치 (3)을 사용하여 섬유를 방사시킨다 (4). 이 때 공기 압출기 스프레이 헤드의 온도는 고분자의 용융 온도를 넘는 온도로 유지하고, 고압 공기를 사용하여 압출기 스프레이 헤드를 통해 회전하는 타겟 상에 섬유를 침착시키는 과정을 예시하고 있다.1 feeds particles of polymeric material 1 into an air extruder and then spins the fibers using a high pressure air spray head device 3 of the air extruder 2. At this time, the temperature of the air extruder spray head is maintained at a temperature above the melting temperature of the polymer, and illustrates the process of depositing fibers on the rotating target through the extruder spray head using high pressure air.
도 2는 회전 타겟으로 주름진 타겟을 사용한 점을 제외하고는 상기 도 1과 동일하게 수행되는 과정을 예시하고 있다.FIG. 2 illustrates a process performed in the same manner as in FIG. 1 except that a corrugated target is used as the rotation target.
도 3은 방사 섬유 타겟의 상부에 위치한 코로나 방전기로서, 극성 음하전을 인가하기 위해 DC 고전압 발생기를 사용하여 코로나 방전 전극에 전기장을 인가한다. 본 발명에서 코로나 방전 전극에 인가된 전압은 예를 들어, 10 내지 40 kV이고, 동시에 고분자 방사 섬유가 냉각된다. 강철 드럼에 침착되는 고온의 방사 섬유 두께는 예를 들어, 0.5 내지 1 mm로 일정하게 유지한다.3 is a corona discharger located on top of a spinning fiber target, which applies an electric field to the corona discharge electrode using a DC high voltage generator to apply polarity negative charge. In the present invention, the voltage applied to the corona discharge electrode is, for example, 10 to 40 kV, and at the same time the polymer spun fiber is cooled. The hot spinning fiber thickness deposited on the steel drum is kept constant, for example between 0.5 and 1 mm.
상기 도면의 설명에서와 같이, 본 발명자들은 도 1과 도 2에서와 같이 압출기에 공기를 불어 넣어 고분자 방사 섬유를 제작하면서 도 3의 고전압 발생 장치를 도 1 또는 도 2의 타겟에 직접 장착한 제조 방법인, 1 단계 정전기 부직포 제조 공정을 고안한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 제조 공정은 용융 상태의 고분자 섬유가 타켓에 침착되면서 동시에 고전압을 발생시킴으로써 녹아 있는 고분자 내의 쌍극자들을 한 방향으로 향하도록 고안된 것이다. 고분자의 경우에 용융 상태에서 고전압을 걸어준면 고분자 내의 쌍극자들이 한 방향으로 정렬되며 그 결과 고분자에 정전기가 발생되고, 이후에 급냉시키면 고분자 내의 쌍극자들은 한 방향으로 고정되어 무전원 정전기 부직포 소재를 얻을 수 있는 것이다.As described in the drawings, the present inventors manufacture the high-voltage generator of FIG. 3 directly mounted to the target of FIG. 1 or 2 while manufacturing a polymer spinning fiber by blowing air into the extruder as shown in FIG. 1 and FIG. The method, devised a one-step electrostatic nonwoven fabric manufacturing process. In other words, the manufacturing process of the present invention is designed to direct the dipoles in the molten polymer in one direction by depositing the polymer fibers in the molten state onto the target and simultaneously generating a high voltage. In the case of a polymer, when a high voltage is applied in a molten state, the dipoles in the polymer are aligned in one direction, and as a result, the polymer is charged with static electricity. After quenching, the dipoles in the polymer are fixed in one direction to obtain a non-powered electrostatic nonwoven material. will be.
이하, 본 발명을 대표적인 몇가지 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 이들 실시에는 단지 본 발명의 실시양태를 예시하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to some representative examples, but these examples are only intended to illustrate embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention.
<실시예 1><Example 1>
도 1에 도시된 바와 같이 공기 압출기 내에 폴리프로필렌 (용융 지수 : 32 - 40) 입자를 유입(1)한 후, 공기 압출기 (2)의 고압 공기 스프레이 헤드 장치 (3)을 사용하여 10- 15 ㎛ 직경을 갖는 섬유를 방사시켰다 (4). 이 때 공기 압출기 스프레이 헤드의 온도는 350 ℃로 유지하고, 고압 공기의 온도를 340 ℃로, 압력은 1.94 atm(2 kgf/㎠), 압출기 스크류의 회전 속도는 10 회전수/분으로 각각 유지시켰다. 고분자 방사 섬유의 타겟은 지름이 320 mm인 드럼 (5)을 사용하였으며, 회전속도는 0.3 회전수/분으로 일정하게 유지시켰다.After introducing the polypropylene (melt index: 32-40) particles into the air extruder (1), as shown in FIG. 1, using a high pressure air spray head device (3) of the air extruder (2) Fibers with diameter were spun (4). At this time, the temperature of the air extruder spray head was maintained at 350 ° C., the pressure of the high pressure air was maintained at 340 ° C., the pressure was 1.94 atm (2 kgf / cm 2), and the rotation speed of the extruder screw was 10 rpm / min. . The target of the polymer spun fiber was a drum 5 having a diameter of 320 mm, and the rotation speed was kept constant at 0.3 revolutions per minute.
극성 음하전을 인가하기 위해 DC 고전압 발생기를 사용하여 코로나 방전 전극 (도 3)에 10 kV부터 30 kV 까지의 전기장을 인가하였다. 드럼 표면으로부터 25에서 30 mm에 드럼과 평행하게 직경 1 mm인 전선 전극을 장착하였다. 드럼과 평행하게 설치된 전선 전극들의 간격은 10 mm가 되도록 조절하였으며, 첫 번째 전선 전극의 위치는 고분자 공기 압출 방사 섬유의 타겟 상부에 오도록 장착시켰다. 코로나 방전 전극이 상부에 장착되어 회전하는 강철 드럼에 고온의 고분자 방사 섬유를 침착시키면서 10, 20 및 30 kV의 고전압이 걸린 코로나 방전 상태에서 고분자 방사 섬유를 냉각시켰다. 강철 드럼에 침착되는 고온의 방사 섬유 두께는 1 mm로 일정하게 유지하였다.An electric field from 10 kV to 30 kV was applied to the corona discharge electrode (FIG. 3) using a DC high voltage generator to apply polar negative charge. A wire electrode 1 mm in diameter was mounted parallel to the drum 25 to 30 mm from the drum surface. The spacing of the wire electrodes installed parallel to the drum was adjusted to be 10 mm and the position of the first wire electrode was mounted so as to be on the target top of the polymer air-extruded spun fiber. Corona discharge electrodes were mounted on top to cool the polymer spin fibers in a corona discharge with high voltages of 10, 20 and 30 kV while depositing high temperature polymer spin fibers in a rotating steel drum. The hot spinning fiber thickness deposited on the steel drum was kept constant at 1 mm.
<실시예 2><Example 2>
실시예 1과 같은 제조공정으로 공기 압출 고분자 섬유 필터 소재의 제조 및 정전기 부여 실험을 하였으나, 실시예 1과 상이한 점은 고분자 방사 섬유의 타겟 형태가 드럼 형태(5)가 아니라 지름이 230 mm인 도 2의 주름진 형태(5)의 타겟을 이용하여 정전기 필터 소재를 제조하였다는 것이다.The manufacturing process and the electrostatic imparting experiment of the air-extruded polymer fiber filter material in the same manufacturing process as in Example 1, but different from Example 1 is that the target form of the polymer spun fiber is 230 mm in diameter, not the drum form (5) Electrostatic filter material was prepared using the pleated form 5 of the target 2.
<실시예 3><Example 3>
실시예 1과 같은 제조공정으로 공기 압출 고분자 섬유 필터 소재의 제조 및 정전기 부여 실험을 하였다. 실시예 1, 2와 상이한 점은 고분자 소재로서 폴리프로필렌 대신에 폴리에틸렌을 사용한 점이다.In the same manufacturing process as in Example 1, an air extruded polymer fiber filter material was prepared and subjected to static electricity experiments. The difference from Examples 1 and 2 is that polyethylene is used instead of polypropylene as the polymer material.
<실시예 4><Example 4>
실시예 1과 같은 제조공정으로 공기 압출 고분자 섬유 필터 소재의 제조 및 정전기 부여 실험을 하였다. 실시예 1,2,3과 상이한 점은 사용하는 고분자 소재가 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 50:50으로 혼합시킨 것이라는 점이다.In the same manufacturing process as in Example 1, an air extruded polymer fiber filter material was prepared and subjected to static electricity experiments. The difference from Examples 1, 2 and 3 is that the polymer material used is a mixture of polypropylene and polyethylene at 50:50.
<비교예 1>Comparative Example 1
공기 압출기를 이용한 고분자 방사 섬유의 제조방식은 실시예 1,2,3 및 4와 같으나 코로나 방전기를 통과하지 않은 순수한 폴리프로필렌 섬유를 제조하여 에어 필터 소재를 제조하였다.The production method of the polymer spun fiber using the air extruder is the same as in Examples 1, 2, 3 and 4, but the air filter material was prepared by preparing pure polypropylene fiber that did not pass through the corona discharger.
<여과 효율 특성의 측정>Measurement of Filtration Efficiency Characteristics
상기 기재된 바와 같이, 공기 압출기의 온도를 증가시켜 열가소성 소재인 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌을 점성 유체로 조절한 후, 고온 고압의 공기를 불어넣으면서 두께 약 1 mm의 고분자 에어 필터 소재를 제조하였다. 공기 압출기로 제조된 에어 필터 소재의 여과 효율을 증가시키기 위해 코로나 방전 하에서 고분자 섬유 필터 소재를 냉각시킴으로써 고분자 섬유 자체에 정전기를 부여하고자 하였으며, 다음과 같은 측정 방법을 사용하여 여과효율의 변화 경향을 측정하였다.As described above, after adjusting the temperature of the air extruder to control the thermoplastic material polypropylene or polyethylene with a viscous fluid, a polymer air filter material having a thickness of about 1 mm was prepared while blowing high temperature and high pressure air. To increase the filtration efficiency of the air filter material manufactured by the air extruder, the polymer fiber filter material was cooled by cooling under a corona discharge, and the static electricity was applied to the polymer fiber itself. It was.
고분자 방사 섬유에 대한 유효 표면 전하 밀도 (Effective Surface Charge Density)를 측정하기 위해 진동 전극을 사용하는 보정 방법 (도 4)을 사용하여 정전기적 효과를 측정하였다. 진동 전극으로는 부분적인 실린더 밴드 형태의 브라스(Brass) 전극을 사용하고, 전극의 테두리 부분과 바깥 쪽 표면에는 전기 절연을 위해 테플론(PTFE, 두께 3000 -3500 ㎛)를 코팅시켰다. 전극 사이의 간격은 2 -3 mm로 하여 그 내부에 정전기가 부여된 에어 필터 소재를 위치시킨 후 전압 발생기를 이용하여 전압을 인가하여 감쇄되는 값으로 보정 전압을 측정하였으며, 측정된 보정 전압을 필터 소재의 정전기도로 결정하였다. 정전기 에어 필터 소재의 여과 효율 측정은 KS 규격 (KS 6141)의 에어 필터 여과 시험기를 사용하였으며, 일정한 여과 면적과 일정한 풍량 하에서 정전기 필터 소재를 통과하는 공기의 압력 손실과 여과 효율을 측정하였으며, 아울러 오염 입자의 투과율(penetration factor)를 계산하였다. 다음과 같은 수식을 사용하여 정전기형 부직포 필터 소재의 여과 효율을 계산하였다.The electrostatic effect was measured using a calibration method (FIG. 4) using a vibrating electrode to determine the effective surface charge density on the polymer spun fiber. Brass electrodes in the form of partial cylinder bands were used as the vibrating electrodes, and Teflon (PTFE, 3000 -3500 µm thick) was coated on the edges and outer surfaces of the electrodes for electrical insulation. The distance between the electrodes was 2 -3 mm and the correction voltage was measured to a value that is attenuated by applying a voltage using a voltage generator after placing an air filter material with static electricity therein. It was determined by the static electricity of the material. The filtration efficiency of the electrostatic air filter material was measured using the KS standard (KS 6141) air filter filtration tester, and the pressure loss and filtration efficiency of the air passing through the electrostatic filter material under a constant filtration area and a constant air flow were measured. The penetration factor of the particles was calculated. The filtration efficiency of the electrostatic nonwoven filter material was calculated using the following equation.
여과효율 (E)=(C1/C2)×100Filtration efficiency (E) = (C 1 / C 2 ) × 100
위 식에서 C1과 C2는 각각 필터링 전·후의 오염 입자 농도를 나타낸다.In the above formula, C 1 and C 2 represent the pollutant particle concentrations before and after filtering, respectively.
위에서 제조한 실시예 1,2,3,4 및 비교예 1의 물성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 표 1과 도 5에 각각 나타내었다.The physical properties of Examples 1,2,3,4 and Comparative Example 1 prepared above were measured as follows, and the results are shown in Table 1 and FIG. 5, respectively.
1) 유효 표면 전하 밀도 (Effective Surface Charge Density, nC/㎠) 측정1) Measuring Effective Surface Charge Density (nC / ㎠)
2) 필터 소재의 공기 흐름 저항도 (Resistance of Filter Element, W=dyne·S/㎤) 측정2) Measurement of air flow resistance (W = dyne · S / cm 3) of filter material
W=(ΔP·A)/Q=(dyne/㎠)/(㎤/s)=(dyne·s)/㎤W = (ΔP · A) / Q = (dyne / cm 2) / (cm 3 / s) = (dyne · s) / cm 3
3) 여과입자 투과율 (Penetration, K) 측정3) Measurement of Penetration (K)
K= 1 - EK = 1-E
K: 여과 입자의 투과율K: transmittance of the filter particles
E: 여과 효율E: Filtration Efficiency
제조 방법 및 고분자 방사 섬유의 종류에 따른 여러 가지 여과 특성을 표 1에 나타내었다. 고분자 방사 섬유의 종류와 무관하게 타겟에 침착시킬 때 인가된 전기장의 세기가 증가할수록 유효 표면 전하 밀도가 그에 비례하여 증가하였고, 이것을 방사 섬유의 종류와 가해진 전기장의 세기에 따른 그래프로 도 5에 나타내었다. 또한, 유효 표면 전하 밀도가 증가할수록 여과 효율 역시 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 폴리프로필렌 방사 섬유의 경우에 밀도가 더 높았고, 그에 따른 필터 소재의 저항도 역시 증가하는 것으로 나타났다.Various filtration characteristics according to the manufacturing method and the type of polymer spun fiber are shown in Table 1. Irrespective of the type of the polymer spun fiber, the effective surface charge density increased proportionally with the intensity of the applied electric field when it was deposited on the target, which is shown in FIG. 5 as a graph according to the type of spun fiber and the applied electric field. It was. In addition, as the effective surface charge density increases, the filtration efficiency also increases. In the case of polypropylene spun fiber, the density was higher, and thus the resistance of the filter material also increased.
본 발명의 목적은 공기 압출 방식을 사용하여 여러 형태의 고분자 방사 섬유 필터 소재를 제조하면서, 이와 동시에 고분자 방사 섬유의 표면 전하 밀도를 증가시키는 1 단계 제조공정으로써, 필터 소재에 정전기가 보유되어 에어 필터 소재의 여과능을 향상시키는 것이다. 본 발명에서 제조된 필터 소재는 인가된 전기장의 세기가 증가할 수록 유효 표면 전하 밀도(ESCD)도 증가하는 것으로 나타났다.It is an object of the present invention to manufacture various types of polymer spun fiber filter material by using an air extrusion method, and at the same time to increase the surface charge density of the polymer spun fiber, a static electricity is retained in the filter material, the air filter It is to improve the filtering ability of the material. The filter material produced in the present invention was found to increase the effective surface charge density (ESCD) as the intensity of the applied electric field increases.
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