KR20130074945A - 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기에 관한 것으로서, 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부 및 나노 방사 공정을 통해 상기 제1필터부에 방사되는 나노웹이 구비된 제2필터부를 포함한다.
이에 의해, 정압의 급격한 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기{PARTICLE REMOVING FILTER AND AIR CLEANER HAVING THE SAME}
본 발명은 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 필터를 구비하여 정압 상승을 방지하고 필터 효율을 증가시킬 수 있는 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 청정기는 오염된 실내 공기를 흡입하여 공기에 함유된 먼지, 냄새입자 등을 필터로 걸러내어 흡입된 공기를 깨끗한 공기로 정화시키는 장치이다. 이와 같이 정화된 공기가 공기 청정기의 외부, 즉 실내로 다시 토출 된다.
즉, 공기 청정기는 오염된 주위 공기를 흡입하여 정화한 후 깨끗한 공기를 외부로 토출하여 주위 공기를 정화시키도록 마련되는 장치이다.
이를 위해, 공기 정청기는 주위 공기를 유입시켜 정화된 공기를 토출시키기 위한 송풍장치 및 유입된 공기에 함유된 먼지, 냄새입자 등을 걸러내는 필터를 구비할 수 있다.
여기서, 종래, 공기 청정기 등에는 유리 섬유를 여과 재료로 이용하는 유리 섬유 필터가 사용되고 있고, 또한, 멜트 블로운(Meltblown) 부직포와 스펀본드(Spundbond) 부직포를 합지하여 정전기적 인력을 부여한 필터가 사용되고 있다.
하지만, 유리 섬유 필터의 경우, 조밀한 구성으로 인해 공기 통과시 발생되는 정압 상승이라는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 멜트 블로운(Meltblown) 부직포와 스펀본드(Spundbond) 부직포를 합지하여 정전기적 인력을 부여한 필터의 경우, 입자 포집 사이트(Site)가 적어서 정압 증가량이 크므로 계속 사용시 정압이 증가되는 문제점과, 정전기적 인력이 감소되는 습한 공간에서는 필터의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 다음과 같은 과제해결을 목적으로 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 상대적으로 포집 사이트(Site)가 크게 형성되는 것에 의해 정압의 급격한 증가를 방지할 수 있는 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기의 제공을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 습한 공간에서도 필터의 성능이 저하되지 않는 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터는 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부 및 나노 방사 공정을 통해 상기 제1필터부에 방사되는 나노웹이 구비된 제2필터부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터에서 상기 제2필터부의 나노웹은 0.1 ~ 2 [g/m2]의 중량을 가지도록 마련될 수 있다.
그리고,본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터에서 상기 제1필터부에 구비된 부직포는 대전되도록 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터에서 상기 제1필터부 또는 상기 제2필터부는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기는 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터와, 상기 분진 제거 필터가 배치되는 하우징 및 상기 하우징 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키는 송풍부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기는 니들 펀칭된 부직포가 구비된 상기 제1필터부를 분진이 먼저 통과하도록 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부가 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기는 나노웹이 구비된 상기 제2필터부를 분진이 먼저 통과하도록 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기는 다음과 같은 효과 중 적어도 일부를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기는 입자의 크기에 따라 니들 펀칭 부직포가 구비된 제1필터부와 나노웹(Nano Web)이 구비된 제2필터부에 의해 각각 제거될 수 있으므로, 종래 기술에 비해 입자 포집 사이트(Site)가 많으며, 이에 의해, 정압의 급격한 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기 중 나노웹이 구비된 제2필터부는 습기가 있어도 입자 제거 기능을 수행할 수 있으므로, 습한 공간에서도 필터 성능이 저하되지 않는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터 및 이를 구비하는 공기 청정기의 분리 사시도이다.
도 2는 종래 기술의 필터와 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터의 실험 결과 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다", "구비한다", "갖다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하면서 분진 제거 필터(300) 및 이를 구비하는 공기 청정기(1000)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명 중 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부(100)를 포한한다.
또한, 본 발명 중 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는 나노 방사 공정을 통해 상기 제1필터부(100)에 방사되는 나노웹이 구비된 제2필터부(200)를 포함한다.
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 제1필터부(100)는 니들 펀칭된 부직포가 구비되도록 마련된다. 그리고, 상기 니들 펀칭된 부직포는 정전기를 포함할 수 있도록 니들 펀칭 공정 중에 니들을 통해 부직포에 고전압을 인가할 수 있다.
여기서, 상기 니들 펀칭된 부직포에 고전압이 인가된 경우, 제거 대상인 미세 입자가 상기 고전압에 이끌려 니들 펀칭된 부직포에 끌려오게 되며, 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부(100)에 의해 입자가 걸려질 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2필터부(200)는 나노 방사 공정을 통해 상기 제1필터부(100)에 방사되는 나노웹이 구비되도록 마련된다.
즉, 상기 제2필터부(200)는 상기 제1필터부(100)의 니들 펀칭된 부직포 상에 방사되며, 상기 제2필터부(200)는 얇은 나노 층을 형성하게 된다.
여기서, 상기 제1필터부(100)와 상기 제2필터부(200)를 통해 미세 입자 제거가 가능하면서도 정압의 상승은 방지할 수 있는 필터의 제공이 가능하다.
즉, 상기 제1필터부(100)는 인가된 고전압에 의해 정전기적 인력으로 직경이 상대적으로 큰 입자를 제거하게 된다. 또한, 상기 제1필터부(100)는 나노웹이 방사된 후 필터 전체의 골격을 유지하는 지지체의 역할도 할 수 있다.
그리고, 상기 제2필터부(200)는 얇은 나노 층으로 형성되어 상기 제1필터부(100)에서 걸러지는 입자에 비해 상대적으로 작은 입자를 필터링하도록 마련된다.
전술한 바와 같이, 상기 제1필터부(100)와 상기 제2필터부(200)가 구비되는 것에 의해 상대적으로 큰 입자는 상기 제1필터부(100)에서 걸러진다.
따라서, 상기 제2필터부(200)는 미세 입자의 필터링만 담당하게 되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는, 모든 입자가 걸려져서 분진 포집 사이트가 적었던 종래의 필터에 비해 분진 포집 사이트가 많으므로, 정압의 급격한 증가 현상을 방지할 수 있게 된다.
즉, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)와 종래 기술의 분진 제거 필터의 사용시, 시간에 따른 정압의 증가량에 대한 실험 결과 그래프가 도시되어 있다.
본 실험에서 시간의 단위는 [분]이며, 정압의 단위는 [mmH2O]이다.
실험결과에 따르면, 초기 정압은 비슷하거나 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)가 조금 높게 형성되지만 이러한 차이는 무시할 수 있을 정도의 차이에 불과하다.
다만, 소정의 시간이 경과 후에는 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)와 종래 기술의 분진 제거 필터 사이에 정압 차이가 점점 커지는 것을 알 수 있다.
종래 기술의 분진 제거 필터는 시간이 경과할수록 정압의 상승폭이 급속도로 증가된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는 종래 기술의 분진 제거 필터에 비해 정압이 완만하게 증가한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는 필터의 성능 내지 효율에 영향을 미칠 수 있는 정압의 급격한 상승을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이에 의해, 종래 기술과 비교시, 필터의 교환 주기가 길어지는 장점이 있다.
그리고, 필터의 교환 주기가 길어지는 것을 통해 필터 교체에 필요한 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)는 습기가 많은 환경에서도 나노웹이 구비된 상기 제2필터부(200)에 의해 미세 입자들이 걸러지므로, 습한 공간에서 필터의 성능이 저하되던 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있게 된다.
상기 제2필터부(200)의 나노웹은 0.1 ~ 2 [g/m2]의 중량을 가지도록 마련될 수 있다.
여기서, 나노웹의 단위면적당 중량이 증가하게 되면, 필터부를 구성하는 필터의 조밀도는 증가하게 되며, 필터의 조밀도가 증가하면 공기에 의한 정압이 상승하게 된다.
그리고, 필터에 걸리는 정압이 상승되면, 필터의 효율은 감소하게 된다.
한편, 나오웹의 단위면적당 중량이 감소하게 되면, 필터부를 구성하는 필터의 조밀도는 감소하게 되며, 필터의 조밀도가 감소하면 필터 성능이 나빠지게 된다.
따라서, 상기 나노웹의 중량을 적절히 조절하여 필터의 성능은 향상시키되, 정압의 상승폭을 감소시킬 필요성이 요구된다.
여기서, 전술한 필터의 성능과 정압을 고려할 때, 상기 나노웹은 0.1 ~ 2 [g/m2]의 중량을 가지도록 마련되며, 또한, 상기 나노웹이 1[g/m2]의 중량을 가지도록 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1필터부(100) 또는 상기 제2필터부(200)는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 각종의 섬유 또는 복합재료로 마련될 수 있으며, 경제성을 고려할 때 상기 제1필터부(100) 또는 상기 제2필터부(200)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)를 구비하는 공기 청정기(1000)에 대한 작용 및 효과를 살펴본다.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)를 구비하는 공기 청정기(1000)는 상기 분진 제거 필터(300)가 하우징(400) 내부에 배치된다.
그리고, 상기 하우징(400) 내부에는 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키도록 마련되는 송풍부(500)가 배치된다.
즉, 상기 송풍부(500)의 작동에 의해 외부에서 상기 하우징(400) 내부로 유입된 공기는 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)에서 분진이 제거되어 청정한 공기가 상기 하우징(400) 외부로 배출된다.
한편, 통상적으로, 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부(100)에서 걸러지는 입자의 크기보다 상기 나노웹이 구비된 제2필터부(200)에서 걸려지는 입자의 크기가 더 작다.
따라서, 상기 제1필터부(100)에서 상대적으로 큰 입자를 먼저 걸러내고, 상대적으로 크기가 작아서 상기 제1필터부(100)를 통과한 입자는 상기 제2필터부(200)에서 걸러지도록 배치될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)를 구비하는 공기 청정기(1000)는 니들 펀칭된 부직포가 구비된 상기 제1필터부를 분진이 먼저 통과하도록 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부가 배치될 수 있다.
하지만, 상기 제1필터부(100)가 필터 전체의 지지역할을 하므로, 상기 제2필터부(200)가 상기 제1필터부(100) 후단에 배치되는 경우, 상기 송풍부(500)에서 발생되는 송풍량에 따라 나노웹이 떨어져 나갈 수 있게 된다.
여기서, 상기 송풍부에서 발생되는 바람의 방향이 반대인 경우에는 상기 제2필터부(200)가 상기 제1필터부(100) 전단에 배치되는 경우에 해당된다.
예를 들어, 좌측에서 우측으로 바람이 분다가 가정하고 상기 제1필터부(100)가 좌측에 배치되며 상기 제2필터부(200)가 우측에 배치되는 경우, 상기 송풍량이 증가하게 되면, 상기 제1필터부(100)는 지지되어 원위치에 유지될 수 있지만, 상기 제2필터부(200)는 우측으로 떨어져 나갈 수 있게 된다.
따라서, 상기 제2필터부(200)가 바람에 의해 상기 제1필터부(100)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 필터(300)를 구비하는 공기 청정기(1000)는 송풍량에 따라 분진이 상기 나노웹이 구비된 제2필터부(200)를 먼저 통과하도록 상기 제1필터부(100) 및 상기 제2필터부(200)를 배치할 수 있다.
여기서, 이론상, 미세 입자는 상대적으로 작은 크기의 입자를 걸러내는 제2필터부(200)를 먼저 거치게 되면, 상기 제1필터부(100)에서는 입자가 걸러지지 않아야 한다.
하지만, 실제 실험에 의하면, 비록 미세 입자들이 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부(100)보다 나노웹이 구비된 제2필터부(200)를 먼저 통과하더라도 완전히 제거되는 것은 아니며, 일부 분진은 나노웹이 구비된 제2필터부(200)를 통과하게 된다.
여기서, 나노웹이 구비된 제2필터부(200)를 통과한 분진들은 전압이 인가된 제1필터부(100)의 전기적 인력에 의해 걸러지게 된다.
따라서, 송풍부(500)에서 발생되는 바람의 세기를 고려하여, 상기 제1필터부(100)와 상기 제2필터부(200)가 배치되는 위치를 조절할 수 있다.
또한, 상기 송풍부(500)의 위치와 바람의 방향을 고려하여, 상기 제1필터부(100)와 상기 제2필터부(200)가 배치되는 위치를 조절할 수도 있다.
본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 제1필터부 200 : 제2필터부
300 : 분진 제거 필터 400 : 하우징
500 : 송풍부 1000 : 공기 청정기

Claims (7)

  1. 니들 펀칭된 부직포가 구비된 제1필터부; 및
    나노 방사 공정을 통해 상기 제1필터부에 방사되는 나노웹이 구비된 제2필터부;
    를 포함하는 분진 제거 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2필터부의 나노웹은 0.1 ~ 2 [g/m2]의 중량을 가지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 분진 제거 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1필터부에 구비된 부직포는 대전되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 분진 제거 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1필터부 또는 상기 제2필터부는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 분진 제거 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 분진 제거 필터;
    상기 분진 제거 필터가 배치되는 하우징; 및
    상기 하우징 외부의 공기를 내부로 유입시킨 후 유출시키는 송풍부;
    를 포함하는 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기.
  6. 제5항에 있어서,
    니들 펀칭된 부직포가 구비된 상기 제1필터부를 분진이 먼저 통과하도록 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기.
  7. 제5항에 있어서,
    나노웹이 구비된 상기 제2필터부를 분진이 먼저 통과하도록 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 분진 제거 필터를 구비하는 공기 청정기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220049719A (ko) 2020-10-15 2022-04-22 (주)크린앤사이언스 에어 필터 소재 및 그 제조방법

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