KR20180095318A - 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터 - Google Patents

엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 부직포 정전필터의 압력 손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시키기 위해 엠보싱 롤러의 온도 및 속도를 조절하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용하여 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터을 제공한다. 따라서 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1 수준으로 향상될 수 있다.

Description

엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터 {Method of manufacturing embossed non-woven electrostatic filter and embossed non-woven electrostatic filter using the same}
본 발명은 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용한 엠보싱 부직포 정전필터에 관한 것이다.
산업사회의 심화에 따른 화석연료의 과도한 사용에 의하여 자동차 또는 산업설비 등에서 배출가스가 다량 발생하고, 도시 기반시설의 확충에 의한 분진 등의 발생으로 대기오염은 사회문제화 되고 있다.
특히, 합판, 화장판, 접착제, 도료 등의 구조재 등으로부터 발생하는 포름알데히드나 톨루엔 등의 휘발성 유기 화합물(VOCs)이나 실내에서 발생하는 먼지, 곰팡이, 하우스더스트(house dust), 진드기, 애완동물의 털, 담배의 연기 등이 실내에 계속해서 체류하거나, 분진, 꽃가루 등의 각종 입자상 물질 등이 인체 또는 의복 등에 부착되어서 옥외로부터 실내로 유입되는 경우, 인체에 악영향을 미치게 하고 건강 피해를 야기할 수 있다. 이들 처리대상 물질을 제거하여 쾌적한 거주 공간을 얻을 목적으로, 소위 공기 청정기뿐 아니라 공기 청정 기능을 갖는 탈취기, 에어컨, 가습기 등의 각종 기기의 수요가 증대하고 있다.
공기 청정 기능을 갖는 각종 기기들은 공기를 정화하기 위하여 에어필터가 주로 사용되는데, 공기(유체)의 흐름을 원활하게 하기 위하여 필름형 필터가 에어필터로 주로 이용되었다. 최근에는 필터 자체에 공극을 형성하여 공기의 원활한 흐름을 갖게 하기 위해 필름 대신 부직포를 사용한 부직포형 에어필터가 사용되고 있다. 이러한 부직포형 에어필터는 체거름(sieving), 직접차단(interception), 관성충돌(impaction) 또는 확산(diffusion) 등의 기구에 의하여 공기 중의 먼지를 포집 또는 여과하게 된다.
단순 부직포로 이루어진 부직포형 에어필터는 제조공정이 단순하고 원가가 저렴한 장점이 있어 여러 가지 응용분야에 널리 사용되고 있다. 그러나, 부직포형 에어필터는 먼지의 여과효율이 떨어지는 단점이 있으며, 특히 인체에 유해한 크기 2.5 μm 이하로 이루어진 미세먼지의 포집능력이 떨어진다.
이러한 미세먼지를 여과하기 위해서는 부직포 사이의 공간을 좁히기 위하여 부직포의 섬유밀도를 높여야 하나, 이 경우 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 에어필터를 통한 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 미세먼지가 에어필터에 여과될 때 지나치게 큰 압력손실이 유발된다.
따라서, 이러한 부직포형 에어필터의 경우, 공기정화를 위해 적절한 정도의 통풍량을 확보하기 위해서는 공기를 강제로 통과시키는 별도의 송풍기구가 사용되어야 한다. 이때 상기 송풍기구의 크기와 용량은 상기 에어필터의 압력손실 정도에 따라 결정되는데 이로 인하여 에너지의 손실 및 공기정화장치의 비대화가 유발되는 단점이 있다.
상기 부직포형 에어필터의 단점 중 미세먼지 포집효율을 보완하기 위해 정전하가 부가된 부직포를 이용한 에어필터가 개발되었다. 이러한 부직포 정전필터는 멜트블로운(melt blown) 방식의 부직포 제작용 섬유 제조 시에 정전하를 부가하거나 또는 정전하가 부가된 고분자 필름을 섬유화한 후에 다시 부직포화 하여 제조한다.
부직포 정전필터는 상기 부직포형 에어필터의 포집기구들 외에 정전기력에 의한 포집기구가 추가되어 여과효율이 크게 향상되는 장점이 있다. 그러나, 압력손실은 부직포 구조 자체의 특성으로 크게 개선되지 못하였다. 특히 정전하가 부가된 부직포만으로는 제품의 형태를 유지하기 힘들어 그 자체로 사용되기보다는 일반 부직포와 접합된 복층형태로 사용되는데 이로 인하여 에어필터 통과시 더욱 큰 공기저항 또는 압력손실이 유발되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 상기와 같은 부직포를 사용한 에어필터는 강제 송풍기구를 이용하여 사용할 수 있는 경우에는 운용이 가능하나 압력손실에 따른 에너지 손실을 수반할 수 밖에 없었다. 또한, 별도의 자연 통풍기구 또는 적은 용량의 송풍기구만이 사용 가능한 경우에는 공기의 주입량이 떨어져 충분한 양의 공기를 정화하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 포집효율은 유지되면서 압력손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시킬 수 있는 부직포 정전필터가 개발되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1177744호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 부직포 정전필터의 압력 손실을 보다 더 낮추어 필터성능지수를 향상시키기 위해 엠보싱 롤러의 온도 및 속도를 조절하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기를 형성하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법 및 이를 이용하여 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터를 제공하는 것을 일목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계 및 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 일실시예는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 및 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함하고, 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기는, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 때 형성된 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터일 수 있다.
본 발명의 일 효과로서, 엠보싱 롤러를 이용하여 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱 돌기가 형성된 엠보싱 부직포 정전필터를 제조할 수 있다.
또한, 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 엠보싱을 형성하게 되면, 상기 부직포의 여과면적이 증대되어 압력손실이 감소되고, 이에 따라 필터성능지수가 향상될 수 있는데, 상기 필터성능지수의 향상 효과가 나타나는 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃이고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s일 수 있다. 이때의 상기 부직포가 정전필터로서 사용될 때의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 제조장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따라 제조된 엠보싱 부직포 정전필터 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 집진효율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하, 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법은 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계(S100) 및 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
먼저, 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계(S100)에서, 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 추후 단계(S200)에서 제조되는 엠보싱 부직포 정전필터의 여재가 될 수 있다.
폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 열가소성 수지로 방사성이 좋고 내화학성이 우수하며, 폴리프로필렌 수지를 부직포 제조방법을 이용하여 폴리프로필렌 부직포를 제조하면, 수지가 망상구조를 형성하기 때문에 비표면적이 크고 경량화되어 필터 여재로서 사용되기 적합하다.
상기 부직포 제조방법은 고분자를 방사하여 고압열풍에 의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹(web)으로 결합하여 제조되는 멜트블로운(melt blown)법, 섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹을 결합시켜 제조하는 니들 펀칭(needle punching)법, 고분자를 방사하여 열에 의해 자체 접착하여 웹을 형성하여 제조하는 스펀 본드(spun bond)법 등 다양한 부직포 제조방법이 있지만, 본 발명의 상기 부직포 제조방법이 전술한 방법으로 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 수지를 부직포로 제조하는 방법은 모두 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 폴리프로필렌 부직포는 멜트블로운법을 이용하여 제조될 수 있으며, 멜트블로운법으로 제조된 부직포의 일 표면 또는 양 표면에 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 지지체를 합지시켜 상기 폴리프로필렌 부직포가 필터로서 사용되기 적절한 두께를 형성할 수 있다.
정전필터는 필터 자체에 정전기력이 존재하여 상기 정전기력을 이용하여 여과하고자 하는 입자를 포집하는 원리로 입자를 여과시킬 수 있는 필터이며 일반적으로 고분자 필름 또는 부직포에 정전하가 부가된 재료를 이용하여 사용되는 필터이다. 상기 정전필터는 필터 섬유 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시켜 제조될 수 있고, 전하를 띈 섬유를 사용하여 제조될 수 있으며, 필터 주위에 강한 전기장을 만들어 필터 섬유에 극성을 띄게 하여 제조될 수 있다.
구체적인 예시로서, 본 발명의 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 최종적으로 정전필터로 사용되기 위한 여재일 수 있으며, 부직포 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시키는 방법으로 제조될 수 있지만, 상기 방법으로 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포가 제조되는 방법이 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 부직포에 정전 처리가 가능한 방법을 모두 사용할 수 있다.
그 다음으로는, 엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조한다(S200).
본 발명의 정전필터의 여재는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포이며, 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기가 형성될 수 있는데, 상기 엠보싱 돌기는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 돌출된 부분이기 때문에, 동일한 면적을 갖는 엠보싱 돌기가 없는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포보다 여과면적이 증대될 수 있다. 이에 따라, 상기 증대된 여과면적으로 인해 정전필터의 여과속도를 낮출 수 있고, 상기 여과속도의 감소로 인해 정전필터의 전후의 정압의 차이가 낮아지므로 압력 손실이 낮아질 수 있다. 또한, 압력손실 저하로 인해 상기 압력손실과 반비례 관계인 필터성능지수가 향상될 수 있다.
하지만, 부직포 정전필터에 엠보싱 돌기가 형성된 모든 경우에서 필터성능지수의 향상 효과가 나타나기 어려울 수 있는데, 이는 필터성능지수가 하기 수식 1에 따른 값으로 정의되기 때문이다.
[수식 1]
Figure pat00001
(상기 수식 1에서,
qr은 필터성능지수(Pa-1)이고,
Δp는 압력손실(Pa)이고,
η는 집진효율(%)이다).
상기 수식 1에 의하면, 필터성능지수는 압력손실과는 반비례 관계이며 집진효율과는 비례관계인데, 엠보싱 돌기의 형성으로 인해 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실이 감소하더라도 엠보싱 돌기의 형성으로 인한 기공률의 증대로 인해 집진효율이 저하될 수 있다. 따라서, 부직포 정전필터에 엠보싱 돌기가 형성된 모든 경우에서 필터성능지수의 향상 효과가 나타나는 것이 아니며, 엠보싱 돌기가 형성되는 공정 조건에 따라서 필터성능지수가 제어될 수 있다. 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법은 엠보싱 돌기가 형성되는 공정 조건에 따라서 상기 압력손실 및 상기 집진효율을 조절하여 상기 정전필터의 필터성능지수를 향상시킬 수 있다.
일예로, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 도 2에 도시된 제조장치로 제조될 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 엠보싱 부직포 정전필터는 지지대(60)에 위치된 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(10)가 엠보싱 롤러 조절기(20)에 따라 온도 및 속도가 조절된 엠보싱 롤러(30)를 통과하여 회전식 지지대 조절기(80)에 따라 속도가 조절된 회전식 지지대(70)에 말리면서 제조될 수 있다.
상기 엠보싱 부직포 정전 필터의 엠보싱 돌기(50)의 직경 또는 두께는 상기 엠보싱 롤러(30)의 엠보싱 롤러 돌기(40), 상기 엠보싱 롤러(30)의 온도 또는 상기 엠보싱 롤러(30)의 속도에 따라 조절될 수 있다.
특히, 상기 엠보싱 롤러의 온도 및 속도 조건에 따라, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 조절되며, 상기 두께가 조절된 엠보싱 돌기에 따라 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 수 있다. 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성된 엠보싱의 형상이 유지되기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 90 ℃ 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 성분인 폴리프로필렌의 녹는점에 온도가 가까워지면서 상기 부직포의 불필요한 변형을 가져올 수 있어 필터성능지수가 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 미만일 경우에는 엠보싱 롤러를 통과하는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 자체가 과압착되어 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 입자가 정전필터를 통과할 때 지나치게 큰 압력손실이 유발될 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 35 cm/s 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 균일한 직경 및 두께로 엠보싱이 형성되기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 직경은 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 직경과 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 직경은 4.5 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 3 mm 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 부피 감소가 발생할 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 6 mm 초과일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려울 수 있어 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 두께는 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 두께와 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 두께는 2 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 1 mm 미만일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려워 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 3 mm 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 지나치게 큰 압력손실이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하지만, 상기 형상으로 본 발명의 엠보싱 돌기의 형상이 제한되는 것은 아니며, 엠보싱 롤러에 양각 및 음각으로 형성될 수 있는 모든 엠보싱 롤러 돌기 형상에 따라 상기 엠보싱 돌기 형상이 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법으로 제조된 엠보싱 부직포 정전필터는 미세먼지 수준인 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1로 향상될 수 있다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아질 수 있다. 따라서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1이기 때문에, 대전된 입자를 여과시켰을 때는 상기 필터성능지수가 보다 더 향상될 수 있다. 상기 무대전 입자는 통상적으로 무대전 처리된 에어로졸을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 무대전 특성을 갖는 NaCl 에어로졸 또는 KCl 에어로졸을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 엠보싱 부직포 정전필터에 대하여 설명한다.
본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 및 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함할 수 있다.
폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 열가소성 수지로 방사성이 좋고 내화학성이 우수하며, 폴리프로필렌 수지를 부직포 제조방법을 이용하여 폴리프로필렌 부직포를 제조하면, 수지가 망상구조를 형성하기 때문에 비표면적이 크고 경량화되어 필터 여재로서 사용되기 적합하다.
상기 부직포 제조방법은 고분자를 방사하여 고압열풍에 의해 극세 섬유로 되어 균일한 용융섬유 웹(web)으로 결합하여 제조되는 멜트블로운(melt blown)법, 섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹을 결합시켜 제조하는 니들 펀칭(needle punching)법, 고분자를 방사하여 열에 의해 자체 접착하여 웹을 형성하여 제조하는 스펀 본드(spun bond)법 등 다양한 부직포 제조방법이 있지만, 본 발명의 상기 부직포 제조방법이 전술한 방법으로 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 수지를 부직포로 제조하는 방법은 모두 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 폴리프로필렌 부직포는 멜트블로운법을 이용하여 제조될 수 있으며, 멜트블로운법으로 제조된 부직포의 일 표면 또는 양 표면에 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 지지체를 합지시켜 상기 폴리프로필렌 부직포가 필터로서 사용되기 적절한 두께를 형성할 수 있다.
정전필터는 필터 자체에 정전기력이 존재하여 상기 정전기력을 이용하여 여과하고자 하는 입자를 포집하는 원리로 입자를 여과시킬 수 있는 필터이며 일반적으로 고분자 필름 또는 부직포에 정전하가 부가된 재료를 이용하여 사용되는 필터이다. 상기 정전필터는 필터 섬유 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시켜 제조될 수 있고, 전하를 띈 섬유를 사용하여 제조될 수 있으며, 필터 주위에 강한 전기장을 만들어 필터 섬유에 극성을 띄게 하여 제조될 수 있다.
구체적인 예시로서, 본 발명의 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포는 최종적으로 정전필터로 사용되기 위한 여재일 수 있으며, 부직포 주위에 강한 정전하를 띈 입자를 부착시키는 방법으로 제조될 수 있지만, 상기 방법으로 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포가 제조되는 방법이 제한되는 것은 아니며, 폴리프로필렌 부직포에 정전 처리가 가능한 방법을 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함할 수 있다. 상기 엠보싱 돌기는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 돌출된 부분이기 때문에, 동일한 면적을 갖는 엠보싱 돌기가 없는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포보다 여과면적이 증대될 수 있다. 이에 따라, 상기 증대된 여과면적은 정전필터의 여과속도를 낮출 수 있고, 상기 여과속도의 감소로 인해 정전필터의 전후의 정압의 차이가 낮아지므로 압력 손실이 낮아질 수 있다. 또한, 압력손실 저하로 인해 상기 압력손실과 반비례 관계인 필터성능지수가 향상될 수 있어서, 상기 엠보싱 돌기가 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성되어 엠보싱 부직포 정전필터가 제조되면 상기 정전필터의 필터성능지수가 향상될 수 있다.
상기 필터성능지수가 향상되기 위한 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 엠보싱 돌기는 엠보싱 롤러에 의해 형성될 수 있다.
특히, 상기 엠보싱 롤러의 온도 및 속도 조건에 따라, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 조절되며, 상기 두께가 조절된 엠보싱 돌기에 따라 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 수 있다. 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 형성된 엠보싱의 형상이 유지되기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 90 ℃ 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 성분인 폴리프로필렌의 녹는점에 온도가 가까워지면서 상기 부직포의 불필요한 변형을 가져올 수 있어 필터성능지수가 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 미만일 경우에는 엠보싱 롤러를 통과하는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 자체가 과압착되어 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 입자가 정전필터를 통과할 때 지나치게 큰 압력손실이 유발될 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 35 cm/s 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포에 균일한 직경 및 두께로 엠보싱이 형성되기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 직경은 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 직경과 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 직경은 4.5 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 3 mm 미만일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 부피 감소가 발생할 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 직경이 6 mm 초과일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려운 수준이기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기 엠보싱 돌기의 두께는 엠보싱 롤러의 엠보싱 롤러 돌기의 두께와 연관되어 있으며, 일반적으로 엠보싱 롤러 돌기 두께는 2 mm 수준이다. 이때, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 1 mm 미만일 경우에는 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 여과면적의 증대 효과를 나타내기 어려울 수 있어 바람직하지 않고, 상기 엠보싱 돌기의 두께가 3 mm 초과일 경우에는 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 필터성능지수를 저하시키는 원인인 과압착으로 인한 지나치게 큰 압력손실이 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하지만, 상기 형상으로 본 발명의 엠보싱 돌기의 형상이 제한되는 것은 아니며, 엠보싱 롤러에 양각 및 음각으로 형성될 수 있는 모든 엠보싱 롤러 돌기 형상에 따라 상기 엠보싱 돌기 형상이 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 엠보싱 부직포 정전필터는 미세먼지 수준인 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1로 향상될 수 있다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아질 수 있다. 따라서, 상기 엠보싱 부직포 정전필터에 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1이기 때문에, 대전된 입자를 여과시켰을 때는 상기 필터성능지수가 보다 더 향상될 수 있다. 상기 무대전 입자는 통상적으로 무대전 처리된 에어로졸을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 무대전 특성을 갖는 NaCl 에어로졸 또는 KCl 에어로졸을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 제조예 및 실험예를 기재한다. 그러나, 이들 제조예 및 실험예는 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
[제조예 1]
엠보싱 부직포 정전필터 제조
정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(E&H사, 중량 30g/m2의 멜트블로운 부직포)를 50g/m2의 중량을 가진 다공성 폴리에틸렌 필름과 합지한 후, 25 ℃의 온도 및 7.9 cm/s의 속도로 조절된 엠보싱 롤러에 통과시켜 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포 일 표면에 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 2]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 3]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 4]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 5]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 6]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 7]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 8]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 9]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 10]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 58.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 11]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 12]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 13]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 14]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 15]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 67.2 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 16]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 17]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 18]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 19]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 20]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 21]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 22]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 14.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 23]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 20.5 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 24]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 30.4 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[제조예 25]
상기 제조예 1에서 엠보싱 롤러의 온도를 107.5 ℃로 조절하고, 엠보싱 롤러의 속도를 42.2 cm/s로 조절한 것을 제외하고는 동일하게 수행하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하였다.
[비교예 1]
부직포 정전필터 준비
정전 처리된 폴리프로필렌 부직포(E&H사, 중량 30g/m2의 멜트블로운 부직포)를 50g/m2의 중량을 가진 다공성 폴리에틸렌 필름과 합지하여 부직포 정전필터를 준비한다.
[실험예 1]
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 부직포 정전필터의 압력손실 비교
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 압력손실을 비교하기 위하여, 엠보싱 롤러의 온도를 83.1 ℃로 고정한 후, 엠보싱 롤러의 속도에 따라 제조된 각각의 엠보싱 부직포 정전필터 및 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터에 공기로 여과속도를 달리하여 여과시켰을 때의 압력손실을 측정하였다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 속도 및 여과속도에 따른 부직포 정전필터의 압력손실을 나타낸 그래프이다. 도 3을 참조하면, 공기의 여과속도가 증가됨에 따라, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터의 압력손실보다 엠보싱 돌기가 형성된 부직포 정전필터의 압력손실이 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, 엠보싱 롤러의 속도가 높아질수록 압력손실이 낮아지는 경향이 나타나지만, 엠보싱 롤러의 속도가 42.2 cm/s인 제조예 20의 경우에는 압력손실이 다시 높아지는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 엠보싱 부직포 정전필터의 성능을 저하시키기 않으면서, 엠보싱 롤러의 속도를 높일 수 있는 한계 속도가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 상기 한계 속도는 42.2 cm/s 이하인 것으로 추측할 수 있다.
[실험예 2]
엠보싱 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율 비교
엠보싱 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율을 비교하기 위하여, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터 및 엠보싱 롤러의 온도가 83.1 ℃이고, 엠보싱 롤러의 속도가 20.5 cm/s인 엠보싱 롤러를 이용하여 제조된 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm 무대전 NaCl 입자를 3 cm/s의 여과속도로 여과시켰을 때의 집진효율을 측정하였다. 이때, 여과시키는 입자를 대전된 입자로 사용하게 될 경우, 입자의 쿨롱(coulomb) 힘으로 인해 필터에 집진되는 능력이 좋아지기 때문에, 본 실험에서는 무대전 입자로 필터의 성능을 시험하여 필터 자체의 성능을 정확하게 시험하였다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무에 따른 부직포 정전필터의 집진효율을 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 비교예 1의 집진효율 및 엠보싱 돌기가 형성된 제조예 18의 집진효율은 거의 유사한 수준인 것으로 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 엠보싱이 부직포 정전필터에 형성되어 상기 정전필터의 여과면적이 넓어져서 입자의 집진효율이 향상되는 반면, 엠보싱 돌기의 형성과정으로 인해 부직포 정전필터의 부피가 감소될 수 있고, 기공률의 증대로 인한 집진 성능이 저하될 수 있어 엠보싱 돌기가 형성되기 전후의 부직포 정전필터의 집진효율이 유사한 수준으로 나타난 것으로 판단하였다.
[실험예 3]
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따른 부직포 정전필터의 필터성능지수 비교
엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따른 부직포 정전필터의 필터성능지수를 비교하기 위하여, 엠보싱 부직포 정전필터 및 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터에 100 nm 무대전 NaCl 입자를 3 cm/s의 여과속도를 여과시켰을 때의 압력손실 및 집진효율을 측정한 후, 하기 수식 1로 계산하여 필터성능지수를 확인하였다.
[수식 1]
Figure pat00002
(상기 수식 1에서,
qr은 필터성능지수(Pa-1)이고,
Δp는 압력손실(Pa)이고,
η는 집진효율(%)이다).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따라 제조된 엠보싱 부직포 정전필터 이미지이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엠보싱 돌기의 유무, 엠보싱 롤러의 온도 및 속도에 따른 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참조하면, 엠보싱 롤러의 속도가 0 cm/s일 때, 즉 엠보싱 돌기가 형성되지 않은 부직포 정전필터의 필터성능지수보다 필터성능지수가 향상된 엠보싱 부직포 정전필터는 제조예 12, 제조예 18 및 제조예 19로 확인하였다.
부직포 정전필터에 엠보싱 돌기를 형성하여 압력손실을 측정한 실험예 1의 결과를 기반으로, 엠보싱 부직포 정전필터가 압력손실이 저하되는 성능을 갖으면서도 필터성능지수가 향상되지 못한 이유는 엠보싱 돌기의 형성으로 인한 기공률의 증대가 집진효율을 저하시킨 것으로 추측할 수 있다. 따라서, 엠보싱 부직포 정전필터를 형성할 때, 필터성능지수가 향상될 수 있는 여과면적 증대의 한계 정도가 존재하는 것으로 판단하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 필터성능지수가 향상될 수 있는 엠보싱 부직포 정전필터의 엠보싱 형성 조건은, 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃이고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s인 것으로 확인되었다. 이러한 조건으로 제조된 제조예 12, 제조예 18 및 제조예 19의 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 NaCl 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 수준으로, 종래의 부직포 정전필터보다 향상되는 것으로 판단할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포
20 : 엠보싱 롤러 조절기
30 : 엠보싱 롤러
40 : 엠보싱 롤러 돌기
50 : 엠보싱 돌기
60 : 지지대
70 : 회전식 지지대
80 : 회전식 지지대 조절기

Claims (10)

  1. 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포를 준비하는 단계; 및
    엠보싱 롤러를 이용하여 상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 복수 개의 엠보싱 돌기를 형성하여 엠보싱 부직포 정전필터를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 엠보싱 롤러의 온도는 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도는 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱 부직포 정전필터에 100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 상기 엠보싱 부직포 정전필터의 필터성능지수는 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터 제조방법.
  6. 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포; 및
    상기 정전 처리된 폴리프로필렌 부직포의 일 표면에 엠보싱 롤러에 의해 형성된 복수 개의 엠보싱 돌기를 포함하고,
    100 nm의 무대전 입자를 여과시켰을 때의 필터성능지수가 0.0477 Pa-1 내지 0.049 Pa-1인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 직경은 3 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 두께는 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기의 형상은 원호 형상 또는 타원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 엠보싱 돌기는, 상기 엠보싱 롤러의 온도가 60 ℃ 내지 90 ℃의 조건으로 수행되고, 상기 엠보싱 롤러의 속도가 14 cm/s 내지 35 cm/s의 조건으로 수행될 때 형성된 것을 특징으로 하는 엠보싱 부직포 정전필터.
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