KR20010068161A - 공기정화용 필터와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유해가스 및 분진 제거기능이 있는 공기정화용 필터와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해가스 흡착능력이 있는 활성탄, 활성탄표면에 KI, NiCl2, FeCl3, MnCl2, CaCl2등의 어느 한가지 또는 두가지 이상의 물질이 함침에 의해 첨착된 첨착활성탄, 제올라이트, 일라이트 등이 여과입체로 사용되며, 상부여과재와 하부여과재는 여과입체의 입자크기보다 작은 공극을 가진 부직포로 구성되며, 중간여과재는 여과입체가 삽입될 수 있는 크기의 공극을 가진 부직포로 구성되고, 중간여과재에 호퍼로 여과입체를 뿌려 삽입시킨 후 상부여과재와 중간여과재와 하부여과재를 차례로 적층시킨 다음 이 적층체를 니들펀칭방식으로 적층체를 고정부착시키도록 형성한 공기정화용 필터로서 여과입체의 성능을 저해하는 접착제를 사용하지 않으므로 부직포와 여과입체의 공기정화능력을 최대한으로 향상시킬 수 있으며, 여과입체의 자유로운 입도조절로 필터를 통과하는 공기의 압력차이인 압력손실조절이 가능하고, 손쉽게 재단, 변형이 가능하여 일상생활뿐만 아니라 산업현장에도 적용이 가능한 공기정화용 필터와 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

공기정화용 필터와 그 제조방법{The air cleaner filter and the method thereof}
본 발명은 유해가스 및 분진 제거기능이 있는 공기정화용 필터와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해가스 흡착능력이 있는 활성탄, 활성탄표면에 KI, NiCl2, FeCl3, MnCl2, CaCl2등의 어느 한가지 또는 두가지 이상의 물질이 함침에 의해 첨착된 첨착활성탄, 제올라이트, 일라이트 등이 여과입체로 사용되며, 상부여과재와 하부여과재는 여과입체의 입자크기보다 작은 공극을 가진 부직포로 구성되고, 중간여과재는 여과입체가 삽입될수 있는 크기의 공극을 가진 부직포로 구성되며, 중간여과재에 호퍼로 여과입체를 뿌려 삽입시킨 후 상부여과재와 중간여과재와 하부여과재를 차례로 적층시킨 다음 이 적층체를 니들펀칭방식으로 적층체를 고정부착시키도록 형성한 공기정화용 필터에 관한 것이다.
종래의 공기정화용 필터는 활성탄과 고분자계 접착제 등을 혼합하여 벌집형상으로 압출성형시킨 공기정화용 필터나, 부직포 양면에 접착제를 바른 후 활성탄을 뿌려서 접착시킨 필터 등이 사용되었다. 그러나, 벌집형상으로 압출성형시킨 필터의 경우 활성탄이 가지고 있는 흡착성능을 최대로 이용할 수 있다는 장점이 있으나, 벌집상 성형의 기술적인 어려움과 이에 따른 경제성의 문제가 크고 적용범위가 한정되어 특별한 장치에만 사용가능하다는 문제점이 있으며, 부직포에 활성탄을 접착시킨 필터는 공정이 간단하고 다용도로 사용이 가능하나 접착제에 의해 접착되는 활성탄의 양이 소량이며 접착제가 활성탄의 세공들을 막아 유해가스나 분진의 흡착성능이 떨어지며 광범위한 활성탄의 입도조절이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 공기정화용 필터의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 여과입체의 입도조절로 필터를 통과하는 공기의 압력손실의 자유로운 조절과, 여과입체의 성능을 저해하는 접착제를 사용하지 않으므로 부직포와 여과입체의 공기정화능력을 최대한으로 향상시키는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 여과재로는 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등의 합성섬유로 제작된 부직포를 사용하고 여과입체로는 활성탄, 활성탄표면에 KI, NiCl2, FeCl3, MnCl2, CaCl2등의 어느 한가지 또는 두가지 이상의 물질이 함침에 의해 첨착된 첨착활성탄, 제올라이트, 일라이트 등을 사용하며, 상부여과재와 하부여과재는 여과입체보다 작은 공극이 있는 부직포를 사용하고, 중간여과재는 여과입체가 삽입될 수 있는 정도의 크기를 공극이 있는 부직포를 사용하여, 중간여과재의 공극에 여과입체가 채워지도록 한 후 적층체를 니들펀칭방식으로 적층체 사이가 고정압착되도록 형성하는 것에 본 발명의 특징이 있다.
도 1은 본 발명 필터의 단면도
도 2는 본 발명 필터의 제조공정
< 도면의 부호에 대한 간단한 설명 >
1. 상부여과재 2. 중간여과재
3. 하부여과재 4. 여과입체
5. 적층체 6. 호퍼
7. 니들펀칭 8a, 8a', 8b, 8b', 8c, 8c', 8d, 8d'. 롤러
본 발명 필터의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 부직포와 여과입체로 구비된 공기정화용 필터에 있어서, 필터는 도 1에 도시된 바와 같이 상부여과재(1)와 여과입체(4)가 삽입된 중간여과재(2)와 하부여과재(3)가 차례로 적층된 적층체(5)로 구성되어 있다.
적층체(5)의 여과재는 분진을 포집하기 위한 것으로서 섬유 굵기가 0.1 ~ 8.0 데니아(denier)범위의 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르,폴리아미드계, 멜트브로운, 양모소재 등의 장섬유 또는 단섬유를 이용하여 단독으로 또는 혼합된 부직포(바람직하게는 폴리에틸렌 대 폴리프로필렌이 6대 4의 비율로 구성된 부직포)로 구비되며, 상부여과재(1)와 하부여과재(3)는 중간여과재(2)에 삽입되어 있는 여과입체(4)가 외부로 빠져나가지 않도록 여과입체(4)보다 크기가 작은 공극이 형성된 것을 사용하며, 중간여과재(2)는 여과입체(4)가 삽입될수 있는 크기의 공극을 가진 부직포로 구비되어 있다.
여과입체(4)는 입도크기가 8 ~ 200메쉬(mesh) 범위의 것을 사용하며, 암모니아(NH3), 이산화황(SO2), 황화수소(H2S), 벤젠(C6H6), 메틸메르캅탄(CH3SH) 등의 유해가스를 제거하기 위한 것으로서 입자표면에 다수개의 세공(pore)이 있어 유해가스분자의 흡착성질을 가진 활성탄, 활성탄표면에 KI, NiCl2, FeCl3, MnCl2, CaCl2등의 어느 한가지 또는 두가지 이상의 물질이 함침에 의해 첨착된 첨착활성탄, 제올라이트, 일라이트 중 어느 한가지를 사용하며, 중간여과재(2)에 여과입체(4)가 호퍼(6)에 의해 뿌려져 중간여과재(2)의 공극사이에 삽입되어 있으며, 중간여과재(2)에 삽입되는 여과입체(4)의 입도크기를 자유롭게 조절할 수 있으므로 작은크기의 여과입체를 충진할 경우에는 적층체(5)사이로 유해가스여과시 공기중의 유해가스의 흡착량은 증가하지만 공기가 통과되기 어려워 필터 통과전과 통과후의 압력손실차이가 증가하고, 반면에 여과입체(4)의 입도크기를 크게 할 경우에는 필터를 공기가 통과하기가 쉬워 압력손실은 감소하지만 필터에 흡착되는 유해가스의 양이 감소되는 현상이 생기게 된다. 따라서 본 발명의 필터는 여과입체(4)의 자유로운 입도조절로필터를 통과하는 공기의 압력손실조절이 가능하게 되어 압력손실이 알맞고 유해가스 흡착력은 뛰어난 필터를 주위 여건과 상황에 맞추어 제조할 수 있다.
본 발명 필터의 제조방법은 다음과 같다.
본 발명의 필터는 도 2에 도시된 바와 같이 부직포로 구성된 상부여과재(1)와 중간여과재(2)와 하부여과재(3)를 롤러(8a)(8a')(8b)(8b')(8c)(8c')를 통해 각각 이동시키며, 호퍼(6)를 통해 입도크기가 8 ~ 200메쉬(mesh) 범위의 여과입체(4)를 중간여과재(2)의 공극사이에 뿌려주어 삽입시킨 다음, 롤러(8d)(8d')를 통해 여과재들을 차례로 적층시킨 후 접착제에 의한 여과입체(4)의 흡착력 저하를 방지하고 자유로운 입도조절이 가능하도록 하며 여과입체(4)가 한쪽으로 쏠리거나 유동되는 것을 방지하기 위해 적층체(5)를 니들펀칭(7)으로 얽어 고정하여 1 ~ 20mm 두께의 공기정화용 필터로 성형하며, 필요에 따라서는 니들펀칭 대신 열융착방식으로 압착고정하는 것도 가능하다
한편, 완성된 공기정화용 필터는 분진 및 유해가스가 적층체(5)의 사이를 통과할 때 부직포로 되어있는 상부여과재(1)와 하부여과재(3)에서 분진을 포집하게 되고, 유해가스의 경우는 중간여과재(2)의 여과입체(4)의 세공에 흡착되며 접착제를 사용하지 아니함으로써 여과입체(4)의 세공에 접착제가 흡착되어 여과입체(4)의 흡착력이 저하되는 것이 없기 때문에 종래보다 높은 유해가스의 제거효율을 가지며, 중간여과재(2)에 삽입되는 여과입체(4)의 입도조절이 자유롭게 가능하여 압력손실조절이 용이하여 압력손실이 적으면서도 흡착력이 뛰어난 공기정화용 필터의제작이 가능하고, 적층체(5)가 합성섬유로 구성되었기 때문에 재단 및 가공이 용이하여 일반생활의 공기정화용 필터나 산업현장의 방진마스크 또는 방독마스크 등 광범위하게 사용이 가능하다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면 접착제에 의해 여과입체를 접착하지 아니함으로써 접착제로 인한 분진 및 유해가스의 흡착력 저하가 방지되어 공기정화능력이 향상되며, 여과입체의 자유로운 입도조절에 따른 필터 통과전과 통과후의 압력손실조절이 자유롭게 가능하여 압력손실이 적당하고 유해가스흡착력이 뛰어난 공기정화용 필터를 제작할 수 있으며, 필터가 합성섬유로 구성되어 있어 자유로운 모양으로 재단 및 변형이 가능하여 일반생활에서의 공기정화용 필터나 산업현장의 산업용 방진마스크 또는 방독마스크 등 광범위하게 사용이 가능하다.

Claims (3)

  1. 부직포와 여과입체로 구비된 공기정화용 필터에 있어서, 중간여과재(2)에 삽입되어 있는 여과입체(4)가 빠져나가지 않도록 하기 위해 여과입체(4)보다 작은 공극이 형성되어 있는 상하층의 상부과여과재(1) 및 하부여과재(3)와, 여과입체(4)가 공극사이로 다량 삽입될 수 있기 위해 여과입체(4)보다 큰 공극이 형성되어 있는 중간여과재(2)와, 이들의 적층체(5)가 자유로운 입도조절로 압력손실조절이 가능하도록 니들펀칭방식에 의해 고정된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 공기정화용 필터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적층체(5)를 방진마스크 또는 방독마스크에 사용하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 필터.
  3. 부직포와 여과입체로 구비된 공기정화용 필터의 제조방법에 있어서, 여과입체(4)의 크기보다 작은 공극이 형성된 상부여과재(1)와 하부여과재(3)가 롤러(8a)(8a')(8b)(8b')를 통해 이송되고 여과입체(4)보다 굵은 공극이 형성된 중간여과재(2)에는 호퍼(6)를 통해 여과입체(4)가 삽입되고 각각의 여과재를 롤러(8d)(8d')에 통과시켜 차례로 적층된 적층체(5)를 니들펀칭(7)으로 고정하는것으로 특징으로 하는 공기정화용 필터의 제조방법.
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