KR20120127993A - 집진필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집진필터에 관한 것이다. 본 발명은 종래 집진필터의 문제점인 수지거품을 이용한 코팅층의 형성으로 두께 및 중량이 증가하는 것을 방지하고 제조의 어려움을 해결하기 위해 기저층으로써, 단일 섬유층을 이용하고, 상기 섬유층의 일면에 기포층을 형성한 후 상기 기포층에 수지거품을 코팅하여 코팅층을 형성함으로써, 두께 및 중량의 증가를 방지하는 한편 제조가 용이하여 가격경쟁력을 확보할 수 있도록 하기 위한 것이다.

Description

집진필터{DUST COLLECTING FILTER}

본 발명은 집진필터에 관한 것이다.

집진필터는 전체적인 형상이 백(Bag)과 유사하여 통상 백 필터(bag filter)로 불리고 있다. 이러한 집진필터는 철강공업, 시멘트공업 또는 분체를 원료로 하거나 분체 형태의 제품을 생산하는 산업현장에서 이용하고 있는데, 이는 상기 집진필터가 분진형태의 오염물 또는 다량의 분진을 포함하는 오염된 함진공기를 정화할 수 있기 때문이다.

상기 집진필터는 통상적으로 산업현상에 설치되어 있는 산업용 집진기(Dust Collector)의 내부에 설치하여 운용하고 있다.

한편 상기 집진필터는 다양한 방법을 통해 분진형태의 오염물 또는 다량의 분진을 포함하는 오염된 함진공기를 정화하고 있는데, (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)에서는 수지거품(Foam)을 코팅층으로 이용하여 정화하는 기술을 개시하고 있다.

이를 더욱 구체적으로 살펴보면, (특허문헌 1)은 에멀젼액을 이용하여 수지거품을 발생시키고, 이를 부직포로 기재되어 있는 기저층의 표면에 코팅한 후 열처리 등에 의하여 경화시켜 코팅층을 형성함으로써, 상기 코팅층에 형성된 다수의 기공들이 기저층의 기공들과 함께 필터로 작용토록 하여 미세분진을 여과하고 있다.

이와 달리 (특허문헌 2) 내지 (특허문헌 3)은 수지거품을 직포 또는 부직포로 기재되어 있는 기저층의 내부로 침투시켜 다공성 구조를 갖도록 하는 기술을 개시하고 있다. 즉 상기 (특허문헌 2)에서는 에멀젼액을 교반하여 수지거품을 형성하고, 이를 기저층의 내부에 가압하여 밀어 넣어 인입한 후 건조하여 삼차원적 미세 기공이 내포된 집진필터를 제조하는 것을 개시하고 있다.

또한 (특허문헌 3)에서는 에멀젼액을 이용하여 수지거품을 발생시키고, 이를 기저층의 일면 또는 양면에 주입한 후 롤러로 압착하여 상기 수지거품이 기저층의 내부로 침투하여 다공성 구조를 갖는 집진필터를 제조하는 것을 개시하고 있다.

따라서 상기 (특허문헌 2) 내지 (특허문헌 3)에 따르면, 기저층의 내부에 코팅층이 형성되어 수지거품의 표면마찰에 대한 저항성을 높여 표면손상이 적으며 또한 상기 기저층의 꺾임 등에 따른 물리적 크랙 등의 발생이 줄어드는 것을 개시하고 있다.

KR 0294857 B1 KR 0816094 B1 KR 0614926 B1

그러나 상기 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)은 다음과 같은 공통의 문제점이 있다. 즉 집진필터에 있어서 가장 핵심이 되는 부분은 직포 또는 부직포로 기재되어 있는 기저층인데, 앞선 선행기술문헌에 개시되어 있는 종래기술들은 수지거품으로 이루어진 코팅층에 치중하여 상기 기저층의 연구개발에는 소홀히 하고 있다.

이에 따라 (특허문헌 1)과 같이 기저층의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 상기 기저층의 두께에 코팅층의 두께가 더해져 집진필터의 두께 및 중량이 증가하는 문제점이 있다.

이에 반해, 상기 (특허문헌 2) 내지 (특허문헌 3)은 코팅층을 기저층의 내부에 형성하여 어느 정도의 두께 및 중량의 증가를 방지하고 있으나 이 경우, 고도의 제조방법 및 제조설비가 구축되어야 하는 기술적 난제가 발생하고 있으며, 이를 통해 생산되는 집진필터는 어쩔 수 없이 제조단가가 고가로 책정될 수밖에 없어 매우 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 선행기술문헌들에서 개시하고 있는 수지거품으로 형성된 코팅층의 작용효과는 그대로 유지하면서 앞서 제기되었던 문제점을 해결하기 위해 발명된 것이다.

본 발명의 목적은, 코팅층으로 인해 두께 및 중량이 증가하는 것을 방지하는 한편 제조가 용이할 수 있도록 한 집진필터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 일면에 기포층이 형성된 단일 섬유층을 포함하는 기저층과;

상기 기포층에 형성된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 기포층은 굵기가 1000데니어(180g/㎡)인 섬유를 섬유층에 폼 코팅하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 코팅층은 기포층의 표면에 코팅형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 코팅층은 기포층의 내부에 코팅형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기저층으로써, 단일 섬유층을 이용하고, 상기 섬유층에 형성된 기포층에 코팅층을 형성함으로써, 종래 집진필터보다 두께는 얇고, 중량은 가벼우면서도 상대적으로 제조가 용이하여 취급이 용이할 뿐만 아니라 성능대비 낮은 가격으로의 제공이 가능하다.

또한 평균보다 굵은 섬유를 채택하여 섬유층의 일면에 폼(Foam) 코팅하여 기포층을 형성함으로써, 단일 섬유층의 채택으로 인해 인장강도가 줄어드는 것을 방지할 수 있으며, 다른 한편으로 인장신도가 종래 집진필터의 절반에 불과하여 집진기에서 먼지를 털어내기 위한 펄싱(Pulsing)시 신장률이 낮아 펄스압을 받아도 덜 늘어나 수명이 연장됨으로써, 장기간 교체 없이 사용이 가능하다.

한편 본 발명은 코팅층이 기포층의 표면에 코팅형성되거나 상기 기포층의 내부에 침투하여 코팅형성되는 방식으로 제조가 가능함으로써, 다양한 제조방법의 적용이 가능하여 업체의 요구사항을 적극적으로 반영할 수 있어 업체간 신뢰도 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 집진필터의 실시 예를 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 집진필터의 다른 실시 예를 확대하여 나타내 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 집진필터(1)는 도 1 내지 2에서 보듯이, 기저층(10)으로써 기포층(12)이 일면에 형성된 단일 섬유층(11)을 포함한다. 상기 기저층(10)이 단일 섬유층(11)을 포함하는 것은 선행기술문헌에 개시되어 있는 종래기술에 따라 제조된 종래 집진필터의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

즉 통상적인 기저층은 주지된 바와 같이, 복수 섬유층(Double Fiber Layer)을 포함하고, 상기 복수 섬유층 사이에 기포층의 게재한 후 접착제 등을 이용한 접착방법 또는 니들펀치(Needle punch) 등을 이용한 기계적 방법을 통해 형성되고 있어 이에 추가로 수지거품을 이용하여 코팅층을 형성하게 되면, 두께 및 중량이 증가하는 문제점이 있다.

이에 반해, 본 발명은 폴리에스테르 등을 통해 직조된 단일 섬유층(11)의 일면에 머리카락 같은 섬유를 앞선 접착방법 또는 기계적 방법을 통해 제조된 기저층(10)에 코팅층(20)이 형성되고 있어 두께 및 중량이 전혀 증가하지 않고 오히려 줄어드는 현상을 보이고 있다.

즉 상기 기저층(10)은 중량이 350g/㎡ 정도로써, 본 발명에 따른 집진필터(1)의 경우 코팅층(20)을 포함하더라도 중량 400g/㎡, 두께 1.0㎜ 정도에 불과하다.

다만, 앞서 살펴보았듯이, 단일의 섬유층(11)을 포함하는 관계로 물성이 약해질 수 있다. 그러나 이는 평균보다 굵은 섬유를 채택하여 기포층(12)을 형성하는 것으로 보완이 가능하다.

구체적으로는 종래 기포층의 경우 평균적으로 300데니어(80g/㎡) 굵기의 섬유를 사용하여 형성되고 있으나, 본 발명에 따른 기포층(12)은 실시 예로써, 1000데니어(180g/㎡)의 굵기를 갖는 섬유를 섬유층(11)의 일면에 폼(Foam) 코팅하여 형성하게 된다.

따라서 상기 기포층(12)을 포함하는 본 발명에 따른 기저층(10)은 물성이 약해지는 것을 방지할 수 있으며, 또한 인장강도의 저하 역시 아래의 표 1에서 보듯이, 거의 발생하지 않게 되는 것이다.

한편 본 발명에 따른 코팅층(20)은 기포층(12)에 형성되어 기저층(10)의 기공크기를 균일화함으로써, 여과기능을 보완하고, 물리적 강도를 높이게 된다. 즉 종래 집진필터가 섬유층에 코팅층을 형성하는데 반해, 본 발명은 기포층(12)에 상기 코팅층(20)을 형성하고 있어 상대적으로 제조가 용이한 것이다.

상기 코팅층(20)은 일 예로써 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 또는 수용성 우레탄, 니트릴부타디엔 고무 및 아크릴 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에멀젼액을 주재로 하여 형성된 수지거품으로 형성될 수 있다.

또한 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에틸렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 또는 이들을 2종 이상 혼합한 에멀젼액을 교반하여 형성된 수지거품으로 형성될 수 있다.

이때 상기 에멀젼액에는 필요에 따라 증점제, 거품제, 거품안정제, 계면활성제, 방염제 또는 가교제 등의 첨가제를 추가로 혼합할 수 있으며, 이처럼 형성된 수지거품을 실시 예로써, 나이프 등을 이용하여 코팅하는 표면언더코팅, 표면코팅 등의 방법을 통해 도 1에서 보듯이, 기포층(12)의 표면에 코팅하여 형성하게 된다.

다른 실시 예로는 상기 수지거품을 표면침투코팅방법 등을 통해 도 2에서 보듯이, 기포층(12)의 내부에 침투시켜 코팅형성하는 것이며, 이를 통해 집진필터(1)의 중량은 유지하면서 두께를 두께 1.0㎜ 미만으로 더욱 얇게 형성할 수 있게 된다.

여기서 상기 에멀젼액을 이용하여 수지거품을 형성하는 구체적인 방법은 앞선 선행기술문헌을 포함하여 다수의 문헌에 개시되어 있으므로, 이하 생략하여도 용이하게 실시 가능할 것이다.

한편 상기 코팅층(20)이 기포층(12)에 형성된 후에는 기저층(10)를 건조기에서 150℃?200℃로 열 건조하게 되며, 이를 통해 코팅층(20)의 수분이 증발되어 소결이 이루어지게 된다.

따라서 이러한 실시 예들에 의해 제조된 본 발명에 따른 집진필터(1)는 기저층(10) 및 코팅층(20)을 포함하여 중량 400g/㎡, 두께 1.0㎜, 통기도 10?13cc/㎠/sec, 인장강도 가로 150㎏/㎝, 세로 150㎏/㎝이며, 이를 선행기술문헌에 개시되어 있는 종래기술을 토대로 제조된 종래 집진필터와 비교하면 다음의 표 1과 같다.

조건	비교 예	실시 예
중량(g/㎡)	500?600	400
두께(㎜)	2.0	1.0
통기도(cc/㎠/sec)	10?13	10?13
인장강도(㎏/㎝)	가로 150, 세로 150 이상	가로 150, 세로 150
인장신도(%)	가로세로 100%이내	가로세로 50%이내
평균기공크기	20?30㎛	10㎛ 이하

즉 상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 집진필터(1)는 비교 예의 종래 집진필터에 비해 중량 및 두께는 줄어들고, 인장강도는 거의 동일한데 반해, 오히려 인장신도는 양호할 뿐만 아니라 평균기공크기에 있어서도 더욱 작게 형성되어 산업현장에서 발생하는 10㎛이하의 분진형태의 오염물 또는 다량의 분진을 포함하는 오염된 함진공기를 용이하게 정화할 수 있게 되는 것이다.

상기 인장신도는 수치가 낮을수록 양호한 물성을 나타내는 것으로 통상 집진기에서 먼지를 털어 낼 때 펄싱(Pulsing)을 하여 먼지를 제거하게 되는데, 이때 신장률이 낮을수록 펄스압을 받아도 덜 늘어나게 된다.

따라서 이와 같은 본 발명에 따른 집진필터(1)는 산업현장에 설치되어 있는 집진기의 내부에 용이하게 설치할 수 있으며, 또한 설치 후에는 산업현장에서 배출되는 함진공기를 섬유층(11), 기포층(12)을 포함하는 기저층(10) 및 코팅층(20)을 이용하여 순차적으로 여과시키면서 분진 및 오염물과 공기를 분리함으로써, 청정공기만을 배출하여 대기오염을 방지할 수 있게 된다.

1 - 집진필터 10 - 기저층
11 - 섬유층 12 - 기포층
20 - 코팅층

Claims (4)

1. 일면에 기포층이 형성된 단일 섬유층(Single Fiber Layer)을 포함하는 기저층(Base Layer)과;
   상기 기포층에 형성된 코팅층(Foam Layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진필터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 기포층은 굵기가 1000데니어(180g/㎡)인 섬유를 섬유층에 폼(Foam) 코팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 집진필터.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 코팅층은 기포층의 표면에 코팅형성된 것을 특징으로 하는 집진필터.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 코팅층은 기포층의 내부에 코팅형성된 것을 특징으로 하는 집진필터.

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