KR20090105723A - 필터 제조방법 - Google Patents

Abstract

필터 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 미세분말 형태의 용해성 물질을 모체를 형성하는 미세 분말 형태의 모체 재료물질과 혼합하여 소정 형상의 모체를 제조하는 단계; 및 용매를 사용하여 상기 모체의 용해성 물질을 용해하여 모체에 미세기공을 형성하는 단계;를 포함하는 필터 제조방법을 제공한다.

모체판, 용해성 물질, 융점, 겔, 시트, 기공, 필터

Description

필터 제조방법{Methods for Preparing Filter}

본 발명은 필터 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 미세분진을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 용도로 사용할 수 있는 초미세 기공을 포함하는 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래부터 필터를 제조하는 방법에 대하여는, 여러 가지 방법이 제시되어 왔다.

그 중에, 필름 라미네이팅법으로 집진 필터를 제조하는 방법이 있는데, 이는 실리콘 처리 및 요철 처리된 종이 위에 유기 용제를 사용한 아크릴 수지나 우레탄 수지 용액을 나이프를 사용하여 코팅한 후, 이를 부직포와 함께 적층하고 캘린더 가공하여 종이 상의 필름을 부직포 표면에 이행시켜 요철 부분의 기공에 의하여 집진 필터를 제조하는 방법이다. 이러한 방법은 기공 크기가 매우 크게 형성된다.

다른 방법으로 아크릴 수지용액과 공기를 혼합하여 거품을 제조한 후, 패드나 나이프를 사용하여 거품을 부직포 상에 패딩 처리하는 방법이 있다.

나아가, 종래의 멤브레인 필름 라미네이팅법에 의하여 기공크기가 0.5마이크로미터 정도로 미세한 기공을 형성하거나, 아크릴 수지의 용액을 나이프로 부직포 상에 코팅하는 방법이 개시되어 있다.

최근에는 에멀젼 용액에 공기를 주입하여 수지 거품을 발생시키고, 이를 거품 코팅기로 부직포의 표면에 코팅하는 방법이 개시되어 있다.

본 발명은 상기된 종래 기술과는 전혀 새로운 방법으로 필터를 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 모체판 재료물질의 미세분말 및 용해성 물질을 균질하게 혼합하여 용해성 물질을 포함하는 모체판을 제조하고, 상기 용해성 물질을 용해시킴으로써 간단하게 필터를 제조하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은

제1 견지로서, 미세분말 형태의 용해성 물질을 모체판을 형성하는 미세 분말 형태의 모체판 재료물질과 혼합하여 소정 형상의 모체판을 제조하는 단계; 및 상기 모체판의 용해성 물질을 용매로 용해하여 모체판에 미세기공을 형성하는 단계;를 포함하는 필터 제조방법,

제2 견지로서, 상기 용해성 물질은 모체판 재료물질 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부의 함량으로 혼합됨을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제3 견지로서, 상기 모체판을 제조하는 단계는 상기 용해성 물질 및 모체판 재료물질로 이루어진 혼합물을 겔화시킨 후에 모체판을 제조하는 것을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제4 견지로서, 상기 용해성 물질 및 모체판 재료물질의 입자 사이즈는 각각 1나노미터 내지 500마이크로미터인 것을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제5 견지로서, 상기 모체판 재료물질은 상기 용해성 물질보다 융점이 높은 것을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제6 견지로서, 상기 모체판 재료물질은 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 아크릴 수지 및 우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기수지, 스틸, 세라믹 및 스테인레스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제7 견지로서, 상기 용해성 물질은 소금, 설탕 및 나프탈렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제8 견지로서, 상기 용매는 물, 알코올, 및 아세톤으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 필터 제조방법,

제9 견지로서, 상기 모체판은 시트 형상임을 특징으로 하는 필터 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의해 미세한 기공을 갖는 필터를 간단하게 제조할 수 있다.

본 발명은 필터 제조방법에 관한 것으로서, 미세분말의 용해성 물질을 모체를 형성하는 미세 분말의 모체판 재료물질과 혼합하여 소정 형상의 모체판을 제조하는 단계; 용매를 사용하여 상기 모체판의 용해성 물질을 용해하여 모체판에 미세기공을 형성하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명에 따라 필터를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 것으로서, 과장되게 표시한 것임을 밝혀둔다. 도 1은 모체판 재료의 미세분말 및 용해성 물질의 미세분말을 혼합하여 균일하게 섞고, 가열하여 합성수지는 겔화시키고, 이를 시트상으로 제조한 후, 용매에 침지하여 용해성 물질을 용해시킴으로써 시트에 기공을 갖는 필터를 제조하는 것이 도시되어 있다.

본 발명에 있어서, 필터의 모체판으로 사용되는 재료로서는 합성수지를 사용할 수 있으며, 필터로서 일반적으로 사용되는 수지라면 특별히 한정하지 않으나, 구체적으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA) 및 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 아크릴 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다.

나아가, 상기 합성수지 이외에, 본 발명에 있어서는 모체판 재료로 스틸, 세라믹, 스테인레스도 사용할 수 있다.

상기 용해성 물질은 상기 모체판 재료보다는 융점이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 모체판 재료의 융점에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 이는 본 발명의 필터 제조과정에서, 상기 용해성 물질은 모체판 재료가 겔화되는 중에 입자 상태를 유지하여 차후에 용해되어 기공을 형성할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 용해성 물질은 모체판 재료보다 낮은 융점을 갖는 것도 사용할 수 있다. 모체판 재료보다 낮은 융점의 물질을 사용할 경우에는 상기 용해성 물질과 모체판 재료가 모두 함께 용융되나, 냉각하여 모체판을 형성할 때, 상기 용해성 물질이 다시 고체상태로 모체판 내에 존재하여 위와 같이 용매에 용해되어 기공을 형성할 수 있게 된다.

상기 모체판 재료와 혼합되는 용해성 물질은 상기 모체판 재료보다 높은 융점을 갖는 것으로서, 가용성인 것을 사용한다. 이러한 용해성 물질로서는 예를 들어, 소금, 설탕, 나프탈렌 등을 들 수 있으며, 이외에도 수지 용액에는 불용이나, 본 발명에서 사용되는 용매에는 용해되는 것이라면, 특별히 한정하지 않는다.

상기 모체판 재료 및 용해성 물질은 모두 분말 형태의 것을 사용하며, 이들을 혼합하여 균일하게 섞는다. 상기 모체판 재료를 용액 상태로서 사용하고, 그 수지 용액에 상기 용해성 물질을 첨가하여 사용할 수도 있을 것이나, 이 경우에는 용해성 물질이 그 하중으로 인해 수지용액의 하부에 집중하게 되어 균일하게 분포되어 있지 않을 수 있으므로, 합성 수지 및 용해성 물질을 분말상태에서 균일하게 혼합하는 것이 보다 바람직하다.

상기 용해성 물질은 미세한 분말상태를 갖는 것이 바람직하며, 입자가 미세할수록 얻어지는 기공의 크기가 작아지므로 필터로서 보다 바람직하다. 상기 용해성 물질의 분말 사이즈로는, 예를 들어, 평균 입자 사이즈가 1나노미터 내지 500마이크로미터, 보다 바람직하게는 10나노미터-200마이크로미터, 더욱 바람직하게는 50나노미터-100마이크로미터를 갖는 것을 사용할 수 있다.

나아가, 상기 모체판 재료의 미세분말은 그 크기에 대하여는 특별히 한정하지 않으나, 모체판 재료와 용해성 물질과의 균일 혼합을 확보하는 측면에서 상기 용해성 물질의 분말 사이즈와 비슷한 크기를 갖는 것이 바람직하다.

모체판 재료의 분말 100중량부에 대하여 용해성 물질의 분말을 50 내지 100중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 50중량부 미만이면 필터로서의 역할을 하기에 충분한 기공이 확보되지 않으며, 100중량부를 초과하면 모체판 재료의 함량이 상대적으로 적어 바람직하지 않다.

본 발명의 방법은 상기 모체판 재료 및 용해성 물질로 이루어진 혼합물을 상기 모체판 재료 분말의 융점 이상의 온도로 가열하여 겔 화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 혼합물을 상기 모체판 재료물질의 용융점 이상의 온도 범위로 가열하여 상기 모체판 재료를 겔화시킨다. 이때 온도 범위는 사용되는 모체판 재료의 분말 및 용해성 물질에 따라 변화될 수 있는 것이므로 특별히 한정하지 않으나, 이러한 용융점은 구체적으로 기재하지 않더라도 공지되어 있는 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 그 온도범위를 적절히 선택할 수 있을 것이다.

이에 의해 분말 상태의 용해성 물질이 균일하게 분포하는 모체판 재료의 겔 화물을 얻을 수 있다.

나아가, 본 발명의 방법은 상기 겔 화된 혼합물을 사용하여 용해성 물질을 함유하는 합성수지 시트를 형성하는 단계를 포함한다. 시트를 형성하는 방법은 일반적으로 사용되는 방법이라면 어떠한 것도 적용할 수 있으며, 특별히 제한하지 않는다.

상기 겔 상 혼합물을 시트상으로 펼치고, 이를 건조함으로써 용해성 물질이 균일하게 분포하는 모체판이 형성된다. 이때, 상기 모체판은 건조 전 또는 중에 압력을 가하여 원하는 두께를 갖는 시트상태로 형성할 수 있다. 나아가, 이러한 가압 에 의해 시트 내에 균일하게 분포하는 용해성 물질의 분포를 보다 조밀하게 하여 상호 연결시킬 수 있다. 상기 용해성 물질이 상호 연결되면, 추후에 용매로 용해성 물질을 용해시킬 때, 표면 모체판의 표면에 존재하는 것은 물론, 내부에 존재하는 용해성 물질들에까지 용매가 침투하여 용해시킬 수 있게 되어, 보다 많은 기공을 확보할 수 있게 되어 바람직하다.

이에 의해 형성되는 본 발명의 모체판 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 10마이크로미터 내지 1.0밀리미터의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면, 용해성 물질에 의한 기공 형성이 용이하지 않게 되어 바람직하지 않다.

나아가, 본 발명의 방법은, 상기 모체판에 존재하는 상기 용해성 물질을 용해시키는 용매에 침지하여 미세기공을 형성하는 단계를 포함한다. 이때 사용되는 용매로는 상기 용해성 물질을 용해시키는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 구체적으로는 물, 메탄올 및 에탄올과 같은 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다. 단, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 용해성 물질에 따라 사용할 수 있는 용매가 변화할 수 있음을 알 것이다. 예를 들면, 용해성 물질이 소금 및 설탕인 경우에는 물을 용매로 사용하는 것이 바람직하고, 용해성 물질로서 나프탈렌을 사용한 경우에는 알코올 또는 아세톤을 용매로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 용해성 물질이 특히 나프탈렌인 경우에는 상기한 용매 외에, 기체를 사용하여 모체판에 미세기공을 형성할 수도 있다.

상기와 같이 하여 용해성 물질을 모체판으로부터 제거함으로써 모체판에 용 해성 물질의 분말이 존재하던 자리가 빈 공간으로 존재하게 되고, 그 공간들의 연결에 의해 필터가 형성되게 된다.

이하, 본 발명을 이하에서 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예로서 본 발명을 한정하고자 하는 의도가 아니다.

실시예 1

모체판 재료 물질로서 평균 50나노미터 사이즈의 폴리에틸렌(LDPE) 분말 10g 및 용해성 물질로서 평균 20나노미터 사이즈 소금 10g을 균일하게 혼합하고, 이를 섭씨 160도의 온도로 가열하여 폴리에틸렌을 용융시켜 겔 화하였다. 상기 겔화된 폴리에틸렌을 0.1밀리미터의 두께를 갖는 시트로 제조하였다. 상기 시트를 롤러를 통과시켜 압착하고 냉각성형시켰다. 상기 건조된 시트를 2리터의 물이 담긴 욕조에 1시간 동안 침지하였다. 상기 시트를 욕조에서 꺼내어 완전히 건조한 후, 그 무게를 측정하였는바, 그 무게는 12g이었다.

상기 무게 측정으로부터 8g이 감소되었음을 알 수 있으며, 이는 얻어진 합성수지 시트로부터 소금 8g이 감소되었음을 알 수 있다.

실시예 2

폴리에틸렌 분말을 사용하는 대신 폴리아미드(나일론 6)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 시트를 제조하고, 욕조 침지 전후의 시트의 무게를 측정하였다.

무게측정 결과 7.5g이 감소되었다.

실시예 3

폴리에틸렌 분말을 폴리프로필렌(PVC)로 대신하고, 소금 대신에 설탕을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 시트를 제조하고, 욕조 침지 전후의 시트의 무게를 측정하였다.

무게측정 결과 7.7g이 감소되었다.

상기 무게 측정 결과로부터, 용해성 물질이 용해되었음을 확인할 수 있으며, 상기 시트에 상기 용해성 물질의 용해에 의한 기공이 형성되었음을 알 수 있다.

모체판 재료 및 용해성 물질로서 일부에 대한 실시예만을 기재하였으나, 본 발명의 기술사상 및 구현예로부터 그 외 예시되지 않은 것들에 대하여도 동일한 결과를 얻을 수 있음을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 필터 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims (9)

1. 미세분말 형태의 용해성 물질을 모체판을 형성하는 미세 분말 형태의 모체판 재료물질과 혼합하여 소정 형상의 모체판을 제조하는 단계; 및

   용매를 사용하여 상기 모체판의 용해성 물질을 용해하여 모체판에 미세기공을 형성하는 단계;

   를 포함하는 필터 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 용해성 물질은 모체판 재료물질 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부의 함량으로 혼합됨을 특징으로 하는 필터 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 모체판을 제조하는 단계는 상기 용해성 물질 및 모체판 재료물질로 이루어진 혼합물을 겔화시킨 후에 모체판을 제조하는 것을 특징으로 하는 필터 제조방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용해성 물질 및 모체판 재료물질의 입자 사이즈는 각각 1나노미터 내지 500마이크로미터인 것을 특징으로 하는 필터 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모체판 재료물질은 상기 용해성 물질보다 융점이 높은 것을 특징으로 하는 필터 제조방법.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모체판 재료물질은 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 아크릴 수지 및 우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기수지, 스틸, 세라믹 및 스테인레스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 필터 제조방법.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용해성 물질은 소금, 설탕 및 나프탈렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 필터 제조방법.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 물, 알코올, 및 아세톤으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 필터 제조방법.
9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모체판은 시트 형상임을 특징으로 하는 필터 제조방법.

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