KR20210035766A - Composite Hepa Filter Based on Fluoro Polymer Membrane Filter - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a high-efficiency particulate air (HEPA) having higher performance, based on a fluro polymer membrane. More specifically, the present invention relates to a filter installed in a semiconductor factory, a factory for manufacturing a display device, or a clean room to remove a contaminant produced in the manufacturing process of a semiconductor or a liquid crystal display (LCD) or introduced from the outside, in which a fluororesin membrane filter and/or a first fibrous filter, and a second filter having an average diameter less than a diameter of synthetic fiber of the first filter are combined with each other. In addition, the present invention relates to a hetero complex filter including a fluororesin HEPA filter, a melt-blown HEPA filter, a first filter layer, and a second filter layer, and relates to a hetero complex HEPA filter of a fluororesin filter and a HEPA filter, in which an average diameter of synthetic resin included in a first HEPA filter layer is greater than an average diameter of synthetic resin included in a second HEPA filter. In addition, the present invention relates to a HEPA filter for a semiconductor clean room in which a non-woven filter layer is additionally interposed between a porous fluororesin membrane filter and/or a first fibrous filter and a second fibrous filter. The present invention relates to a heterogeneous composition filter having a multi-layer structure by increasing a period for replacing the HEPA filter, as a collection amount is increased.

Description

불소수지 멤브레인 필터가 추가된 이종 소재 복합 헤파 필터{Composite Hepa Filter Based on Fluoro Polymer Membrane Filter}Composite Hepa Filter Based on Fluoro Polymer Membrane Filter}

본 발명은 불소수지 필터 기반 고성능 북합 헤파 필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 반도체 공장이나 디스플레이 장치 제조 공장 또는 크린룸에 설치되어 반도체 또는 LCD제조 공정에서 발생되거나 외부로 부터 유입될 수 있는 불소계 오염 물질을 선택적으로 제거하는 필터로서, 불소수지 멤브레인 필터와 및/또는 제1멜트블로운 필터, 제1멜트블로운 필터의 섬유보다 평균 직경이 더 작은 제2멜트블로운 필터를 하나로 합체시킨 복합필터에 대한 것이다. The present invention relates to a fluororesin filter-based high-performance north combined HEPA filter. More specifically, the present invention is a filter that is installed in a semiconductor factory, a display device manufacturing factory, or a clean room to selectively remove fluorine-based contaminants that may be generated in a semiconductor or LCD manufacturing process or introduced from the outside. And/or a first melt blown filter and a second melt blown filter having an average diameter smaller than that of the fibers of the first melt blown filter are combined into one composite filter.

또한, 본 발명은, 불소 수지 헤파 필터와 멜트 블로운 헤파 필터 제1필터 층과 제2 필터 층을 포함하는 이종(異種) 복합 필터에 있어서, 상기 제1 헤파 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 지름이 상기 제2 헤파 필터층에 포함되는 함성 섬유의 평균 지름보다 크다는 점을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터에 관한 것이다. In addition, the present invention is a heterogeneous composite filter comprising a fluororesin HEPA filter, a melt blown HEPA filter, a first filter layer and a second filter layer, wherein the average diameter of the synthetic fibers contained in the first HEPA filter layer It relates to a heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter, characterized in that it is larger than the average diameter of the impregnated fibers contained in the second HEPA filter layer.

보다 구체적으로, 본 발명은 다공성 불소수지 멤브렌인 필터 및/또는 섬유상 제1필터와 제2필터 사이에 여과물 포집용 필터 층이 추가로 합체된 반도체 크린룸용 헤파 필터에 관한 것으로서, 여과물 포집량 향상을 통하여 헤파 필터의 교체 주기를 연장시킨, 다층상 구조의 이종(異種)소재 복합 필터에 관한 대한 것이다. More specifically, the present invention relates to a HEPA filter for a semiconductor clean room in which a filter made of a porous fluororesin membrane and/or a filter layer for collecting filtrates is additionally incorporated between a fibrous first filter and a second filter. The present invention relates to a multi-layered heterogeneous material composite filter that extends the replacement period of the HEPA filter through improvement.

고도화되는 산업 환경에 따라 인간이 오염된 공기를 흡입하거나 이에 노출되는 빈도가 매우 높아지고 있으며, 건강상의 이유뿐만 아니라, 산업현장에서 공기오염으로 인한 생산품의 불량률 등을 낮추기 위해 안전관리 등이 부각되고 있는 실정이다.In accordance with the advanced industrial environment, the frequency of human inhalation or exposure to contaminated air is increasing very high, and safety management is being emphasized not only for health reasons, but also to reduce the defect rate of products due to air pollution in industrial sites. Actually.

따라서, 산업현장에서는 생산품의 불량률을 낮추기 위한 고청정 공기 환경이 필요하게 되어, 막대한 비용을 투자하여 클린룸을 설치하고 있고, 이러한 크린룸에는 고기능성 헤파 필터가 다양한 방식으로 설치된다. Accordingly, in industrial sites, a clean air environment is required to reduce the defect rate of products, and a clean room is installed by investing an enormous cost, and a high-functional HEPA filter is installed in various ways in such a clean room.

클린룸의 기류 흐름 방식은 일반적으로 수직층류 방식, 수평층류 방식 및 비층류 방식으로 3가지 방식으로 나뉘어져 있는데, 수직층류 방식은 천정면의 80% 이상을 고기능성 필터를 장착하여 기류를 아래로 취출시켜 바닥으로 순환하고, 천정으로 순환된 천정공기는 최단거리로 환기되기 때문에 청정도 클래스 10 내지 1,000 이 요구되는 시설에 적합한 방식이다. The airflow method of a clean room is generally divided into three types: vertical laminar flow, horizontal laminar flow, and non-laminar flow. In the vertical laminar flow, more than 80% of the ceiling is equipped with a high-functional filter to draw airflow downward. It is suitable for facilities requiring cleanliness class 10 to 1,000 because the ceiling air circulated to the floor and circulated to the ceiling is ventilated to the shortest distance.

수평층류 방식은 벽면의 한쪽에 고기능성 필터를 설치하여 층류를 형성하여 취출시키고, 반대측의 벽면으로 환기시켜 순화하는 방식으로 청정도 클래스 100 내지 10,000이 요구되는 시설에 적합한 방식이다. The horizontal laminar flow method is a method that forms laminar flow by installing a high-functional filter on one side of the wall to take it out, and ventilates it to the opposite side to purify it. It is a method suitable for facilities requiring cleanliness class of 100 to 10,000.

비층류 방식은 천정의 일부에 고기능성 필터를 설치하고, 취출되는 공기를 가능한 한 바닥쪽의 벽면을 통하여 순환시키는 방식으로 공조 닥트의 취출구에 필터 유닛을 설치하는 것이 가능하여 청정도 클래스 100 내지 100,000이 요구되는 시설에 적합한 방식이다.In the non-laminar flow method, a high-functional filter is installed on a part of the ceiling, and the air is circulated through the wall on the floor as much as possible, and it is possible to install a filter unit at the outlet of the air conditioning duct. This is a suitable method for the required facility.

상기와 같이 다양한 방식으로 설치되는 클린룸은 현장에서의 클래스 기준이 엄격하여 외부에서 공급되는 공기 내의 잔류분진을 0.3㎛ 이하까지 차단하여 청정도를 유지하며, 생산품의 하자율을 낮추고, 양압을 유지하여 외부로부터 공기유입을 차단하는 클린룸의 특성상 많은 양의 공기공급을 필요로 하고 있다. Cleanrooms installed in various ways as described above have strict class standards at the site, so they block residual dust in the air supplied from outside to less than 0.3㎛ to maintain cleanliness, lower the defect rate of products, and maintain positive pressure to It requires a large amount of air supply due to the nature of the clean room that blocks air inflow from the air.

현재까지 헤파필터 제조에 사용되고 있는 유리섬유의 경우, 초기 정압이 높고 단섬유로 구성되므로 수분을 흡수하여 풍압에 의해 파손될 수 있다. 또한 내화학성이 약하여 불산 등의 강산을 사용하는 환경에서 사용이 불가능하며, 인장 강도가 약하여 불량률이 높은데다 깨지기 쉽고 소각이 불가능하다는 단점이 있다. In the case of glass fibers that have been used to manufacture HEPA filters so far, since they have high initial static pressure and are composed of short fibers, they absorb moisture and may be damaged by wind pressure. In addition, the chemical resistance is weak, so it cannot be used in an environment where strong acids such as hydrofluoric acid are used, and the tensile strength is weak, so the defect rate is high, and it is fragile and cannot be incinerated.

그런데 유리섬유 대체 재료로 사용될 수 있는 용융 분사 공법으로 제조되는 멜트블로운 극세사 섬유 필터(Melt Blown섬유상 필터, MB필터)의 경우 역시 초기 정압이 높아 풍량을 유지하기 위하여 효율을 낮춰야 하는 어려움이 있으며, 이로 인한 유지비용과 관리비용이 크게 상승하는 문제점이 있다. However, in the case of a melt blown microfiber filter (Melt Blown fiber filter, MB filter) manufactured by a melt spraying method that can be used as an alternative material for glass fiber, it is also difficult to lower the efficiency in order to maintain the air volume due to high initial static pressure. Due to this, there is a problem that the maintenance cost and management cost are greatly increased.

현재 널리 사용중인 멜트블로운(MB)필터는 인체에 무해하고 내열성이 우수한 한 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르 수지를 극세사로 용융 방사하여 제조하는 3차원 섬유 구조의 필터로서, 포집 공간이 크고 기계적 강도가 우수하여 불순물 포집량이 증가하여 헤파필터의 사용 효율이 증가된다. The melt blown (MB) filter, which is currently widely used, is a three-dimensional fiber structure filter manufactured by melt-spinning polypropylene resin or polyethylene or polyester resin with microfiber as long as it is harmless to the human body and has excellent heat resistance. Due to its excellent strength, the amount of impurities collected increases, thereby increasing the efficiency of use of the HEPA filter.

폴리프로필렌이나 폴리에스테르는 기계적 화학적으로 매우 안정한 소재이므로 필터 분해 물질에 의한 2차 오염도 발생하지 아니한다. 또한 멜트블로운 필터를 형성하는 섬유 굵기와 길이를 균일하게 조절할 수 있어서 여과 정밀도를 상승시킬 수도 있고 풍압의 변화에도 불구하고 여과 정밀도가 유지할 수 있다는 장점도 있다.Polypropylene and polyester are mechanically and chemically very stable materials, so secondary contamination by filter decomposition materials does not occur. In addition, since the thickness and length of the fibers forming the melt blown filter can be uniformly adjusted, filtration precision can be increased, and filtration precision can be maintained despite changes in wind pressure.

헤파(HEPA, High Efficiency Particulate Arrestor)필터는 공기에서 미세한 입자를 제거하는 고성능 필터로, 미국 원자력위원회에서 방사능 물질 제거용으로 개발됐다. 헤파필터는 0.3μm(마이크로미터)보다 크거나 같은 입자를 흡착시키는 역할로, H10에서 H14 단계로 구분한다. The HEPA (High Efficiency Particulate Arrestor) filter is a high-performance filter that removes fine particles from the air, and was developed by the US Atomic Energy Commission to remove radioactive substances. The HEPA filter adsorbs particles larger than or equal to 0.3 μm (micrometer), and is divided into H10 to H14 stages.

이러한 등급들 중에서, H12등급은 99.5%를, H13등급(의료용)은 99.95%를 여과하여 불순물을 포집할 수 있어야 한다. 가장 높은 H14등급은 99.995%를 흡착하여 제거할 수 있어야 한다.Of these grades, the H12 grade should be able to filter 99.5% and the H13 grade (medical) 99.95% to capture impurities. The highest H14 grade should be capable of adsorbing and removing 99.995%.

고성능 헤파H12필터와 4단계 이상의 밀폐 여과 시스템을 통하여 헤파 필터가 제거할 수 있는 0.3μm보다 더 작은 0.05μm의 유해 입자도 99.95%이상 흡착 가능하다. 알레르기, 천식 등을 유발하는 미세먼지, 세균, 집먼지 진드기부터 100나노 이하의 일부 바이러스까지도 비말 또는 응집 상태라면 여과할 수있다. Through the high-performance HEPA H12 filter and the closed filtration system of 4 or more stages, it is possible to adsorb more than 99.95% of harmful particles of 0.05μm smaller than 0.3μm that the HEPA filter can remove. Fine dust, bacteria, and house dust mites that cause allergies and asthma, and even some viruses under 100 nanometers can be filtered if they are in a droplet or aggregated state.

그러나 헤파 필터는 특성상 세척이 어려워서, 여과물이 헤파 필터에 누적되는 구조이므로 장기간 필터 사용시에는 여과 압력 증가에 의한 제품 성능의 저하 현상이 발생한다는 단점이 있다. 따라서 헤파 필터의 여과물 포집용량을 증가시켜 수명을 연장함으로써 헤파 필터의 교체 주기를 확대하려는 새로운 기술의 개발이 절실하게 필요한 상황이다. However, since the HEPA filter is difficult to clean due to its characteristics, since the filtrate is accumulated in the HEPA filter, there is a disadvantage in that product performance is deteriorated due to an increase in filtration pressure when the filter is used for a long period of time. Therefore, there is an urgent need to develop a new technology to extend the replacement cycle of the HEPA filter by increasing the collection capacity of the HEPA filter and extending its life.

멜트블로운(meltblown) 부직포는 열가소성 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수백개의 작은 방사구을 통해 방사하고, 방사노즐로부터 압출된 고분자는 용융상태에서 방사구의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍에 의해 초세화된 극세섬유가 수집체에 무질서하게 적층되는 자기결합형 부직포이다. The meltblown nonwoven fabric spins polymers that can form thermoplastic fibers through hundreds of small spinnerettes, and the polymer extruded from the spinning nozzle is super fined by hot air sprayed at high speed from both sides of the spinneret in the melted state. It is a self-bonding nonwoven fabric in which ultrafine fibers are randomly stacked on a collection body.

이러한 멜트블로운 부직포가 미국 공기필터규격 ANSI/ASHRAE 522(1999)의 MERV 7 내지 16 수준에 해당하는 성능을 나타내며 MERV 수치가 올라갈수록 필터효율이 우수하고 보다 높은 등급의 필터를 의미한다.This melt blown nonwoven fabric exhibits a performance corresponding to the level of MERV 7 to 16 of the American air filter standard ANSI/ASHRAE 522 (1999), and the higher the MERV value, the better the filter efficiency and means a higher grade filter.

멜트블로운 부직포는 유연한 특성으로 인하여 절곡 후의 형태안정성이 낮아서 절곡후 절곡가공 형태를 유지하지 못하고 원래 형태로 복귀하기 때문에 공기와 필터의 접촉능력이 떨어지면서 필터효율이 떨어지고, 압력손실이 커지는 문제점이발생한다. 따라서, 필터의 형태유지 능력이 필수적으로 요구되며, 특히 작은 필터면적에 많은 공기유량이 인입되는 자동차용 캐빈필터나 고효율 미디엄 필터에서는 더욱 그러하다.Melt-blown nonwoven fabric has low shape stability after bending due to its flexible characteristics, and does not maintain the shape of the bending process after bending, and returns to its original shape.Therefore, the contact ability between the air and the filter decreases and the filter efficiency decreases, and the pressure loss increases. Occurs. Therefore, the ability to maintain the shape of the filter is indispensable, especially in a cabin filter for automobiles or a high-efficiency medium filter in which a large amount of air flows into a small filter area.

이러한 헤파 필터의 주요 소재로 사용되는 멜트블로운(MB) 필터는 1 내지 10마이크론 범위의 3차원 기공을 기류가 통과하면서 유해한 먼지 및 분진을 차단하는 필터링을 하는데, 장시간 필터링시 에어 플로우 인(air flow in) 부분의 필터 미디어(midia)가 막히는 현상이 나타나, 이로 인하여 필터 면에서 차압이 상승하는 문제점이 발생한다. The melt blown (MB) filter, which is used as the main material of the HEPA filter, filters out harmful dust and dust as air flow passes through three-dimensional pores in the range of 1 to 10 microns. The filter media (midia) in the flow in) part is clogged, resulting in a problem that the differential pressure is increased on the filter surface.

본 발명의 이종소재 복합 필터에서 헤파 필터로 사용되는 것은 주로 멜트 블로운 부직포이다. 멜트 블로운 부직포는 압축 공기를 이용하여 용융 상태의 수지를 1마이크로미터 내외의 직경을 갖는 극세 섬유로 방사함으로써 무질서하게 포집시킨 부직포로서 복합 방사, 분할 방사, 전기 방사 방법이 동원되어 제작되기도 한다. It is mainly melt blown nonwoven fabric used as a HEPA filter in the heterogeneous material composite filter of the present invention. Melt blown nonwoven fabric is a nonwoven fabric that is randomly collected by spinning a molten resin into ultrafine fibers having a diameter of about 1 micrometer using compressed air, and it is sometimes produced by employing composite spinning, split spinning, and electrospinning methods.

듀퐁사나 국내의 효성에서 단성분 방사로 제조되는 멜트블로운 필터은 0.3데니어 내지 0.2데니어의 극세사로 제조된다. 일본의 도레이가 다성분 방사법으로 제조하는 0.0001데니어 급의 초극세사로 제조되는 멜트 블로운 필터이 본 발명의 복합 필터의 헤파 필터 층으로 사용될 수 있다. 이러한 멜트 블로운 나노 섬유 부직포는 멤브레인 수준의 선택적 투과성을 나타내는 필터이 제조된다. Melt blown filters manufactured by single component spinning at DuPont or Hyosung in Korea are made of 0.3 denier to 0.2 denier microfiber. A melt blown filter made of 0.0001 denier grade ultra-fine fiber manufactured by Toray in Japan by a multi-component spinning method may be used as a HEPA filter layer of the composite filter of the present invention. These melt blown nanofiber nonwoven fabrics are produced with filters that exhibit selective permeability at the membrane level.

본 발명에서는 2개층의 헤파 필터 층들을 형성하는 멜트 블로운 필터의 섬유 직경을 서로 달리하여 헤파13이상의 여과 능력을 유지하면서, 헤파 필터 층 사이에 스펀 본딩 필터을 복합시켜서 여과물을 포집하면서도 복합 필터 전체의 기계적 강도를 보강하여 상당한 풍압에도 헤파 필터의 물리적 왜곡을 방지하도록 하였다. 이러한 복합 헤파 필터에 불소 수지로 제작된 불소 멤브레인 피터를 추가하여 불소수소 또는 소듐플로라이드(NaF)등의 불소 함유 물질을 포집하는 성능을 크게 증가시켰다. In the present invention, the fiber diameter of the melt blown filter forming the two layers of the HEPA filter layers is different to maintain the filtration capacity of HEPA 13 or higher, while the spun bonding filter is combined between the HEPA filter layers to collect the filtrate while collecting the entire composite filter. The mechanical strength of the HEPA filter was reinforced to prevent physical distortion of the HEPA filter even under considerable wind pressure. By adding a fluorine membrane filter made of a fluorine resin to the composite HEPA filter, the ability to capture fluorine-containing substances such as hydrogen fluoride or sodium fluoride (NaF) has been greatly increased.

본 발명에서 사용된 불소 필터 층을 형성하는 불소 수지는, 분자중의 탄소에 결합한 불소원자를 갖는 합성 수지 재료를 의미하지만, 좁은 의미로는 트트라풀루오르에틸렌(tetrafluoroethylene, TFE)또는 그 동족체 또는 비닐 단량체들의 중합체나 공중합체를 의미한다. The fluorine resin forming the fluorine filter layer used in the present invention refers to a synthetic resin material having a fluorine atom bonded to carbon in a molecule, but in a narrow sense, tetrafluoroethylene (TFE) or an analog thereof, or It means a polymer or copolymer of vinyl monomers.

현재 상업화되어 시판중인 대표적인 불소계 고분자는 폴리테트라풀로로엔틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF), 테트라풀로로에틸렌-퍼플로로알킬비닐에테르코폴리머(PFA), 에틸렌-테트라플로로로에틸렌코폴리머(ETFE), 테트라풀로로에틸렌-헥사풀로로프로필렌코폴리머(FEP), 폴리클로로트리풀로로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리풀로로엔틸렌코폴리머(ECTFE), 테트라풀로로에틸렌-헥사풀로로프로필렌-비닐리덴 풀로라이드 터폴리머(THV), 폴리비닐풀로라이드(PVF)가 있다. Typical commercially available fluorine-based polymers currently commercially available are polytetrafluoroentylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and ethylene-tetra. Fluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer ( ECTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride terpolymer (THV), and polyvinyl fluoride (PVF).

이들 중에서 완전 불소된 결정형 수지는 PTFE, PFA, FEP이고, 부분 불소 결정형 수지는 ETFE, PVDF, PVF, PCTFE이다. 부분 불소된 무정형 수지로는 LUMIFLON, 무정형 탄성체로는 FKM, AFLAS가 있으며, 완전 불소형 무정형 수지로는 CYTOP, TEFLON AF가 있고, 완전 불소형 무정형 탄성체로는 KALREA와 ZALAK가 널리 알려져 있다. Among these, fully fluorinated crystalline resins are PTFE, PFA, and FEP, and partially fluorinated crystalline resins are ETFE, PVDF, PVF, and PCTFE. Partially fluorinated amorphous resins include LUMIFLON, amorphous elastomers include FKM and AFLAS, fully fluorinated amorphous resins include CYTOP and TEFLON AF, and fully fluorinated amorphous elastomers include KALREA and ZALAK.

불소 수지의 가장 대표적인 PTFE는 완전 불소형 결정성 수지로서 용융점도가 매우 높고 융점 이상으로 가열해도 거의 유동하지 아니하므로 일반 플라스틱처럼 사출성형이나 압출성형이 불가능하고 멜트블로운 가공도 어렵다. 따라서 불소 수지는 연신 공정을 통하거나 특수한 가공을 통해서 멤브레인 필터로 제작된다.The most representative PTFE of fluorine resin is a completely fluorine-type crystalline resin, which has a very high melt viscosity and hardly flows even when heated above the melting point, so injection molding or extrusion molding like general plastics is impossible, and melt blown processing is difficult. Therefore, the fluororesin is produced as a membrane filter through a stretching process or through a special process.

일본의 니토사가 판매중인 공기 필터용 불소수지 다공질 필름 TEMISH® NTF9000 Series는 스펀 본딩 부직포로 PTFE 다공성 멤브레인을 커버하여 보강하는 ULPA (Ultra Low Penetration Air) 등급, HEPA(High Efficiency Particulate Air) 등급 및 MEDIUM 등급이고, 유리 섬유가 사용되지 아니하여 원단으로 부터 발생하는 분진 가능성도 없다.TEMISH® NTF9000 Series, a fluororesin porous film for air filters sold by Nito Corporation of Japan, is ULPA (Ultra Low Penetration Air) grade, HEPA (High Efficiency Particulate Air) grade, and MEDIUM grade that cover and reinforce a PTFE porous membrane with spun-bonded nonwoven fabric. And, since glass fiber is not used, there is no possibility of dust generated from the fabric.

PTFE 다공성 멤브레인 필터는 집진 특성이 뛰어난 PTFE 다공질막과 고성능 공기 여과 목적으로 선별된 스펀 본딩 부직포를 결합한 고성능 에어 필터이다. 반도체 산업에서 집적도와 LCD 화면이 커지면서 보다 청정한 환경이 요구되고, 따라서 고성능 공기 필터가 요구된다. PTFE 다공질막에는 분진 내성(방진성)이 있기 때문에 PTFE 다공질막은 ULPA (Ultra Low Penetration Air) 등급, HEPA(High Efficiency Particulate Air) 등급 및 MEDIUM 등급으로 사용된다.The PTFE porous membrane filter is a high-performance air filter that combines a PTFE porous membrane with excellent dust-collecting properties and a spun-bonded nonwoven fabric selected for high-performance air filtration. As the integration degree and LCD screens increase in the semiconductor industry, a cleaner environment is required, and therefore, a high-performance air filter is required. Since the PTFE porous membrane has dust resistance (vibration resistance), the PTFE porous membrane is used in ULPA (Ultra Low Penetration Air) grade, HEPA (High Efficiency Particulate Air) grade and MEDIUM grade.

일반적으로 고어텍스 멤브레인으로 알려진 ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) 멤브레인은 불소 수지를 이용해 만드는 소재로서, 1평방 인치당 90억 개 이상의 미세한 구멍으로 이루어져 있어서, 구멍 하나의 크기가 물방울 입자보다 2만 배 이상 작고 수증기 분자보다는 700배 이상 커서 여과 기능을 발휘한다. ePTFE멤브레인은 발전 설비와 가전제품, 반도체 세정설비, 자동차 등 다양한 산업에 필터로 사용되며 수소연료전지와 인공 장기, 인공 혈관 등으로의 용도가 확장되고 있다.EPTFE (expanded polytetrafluoroethylene) membrane, commonly known as Gore-Tex membrane, is a material made of fluorine resin, and consists of more than 9 billion microscopic pores per square inch, so the size of one pore is more than 20,000 times smaller than that of water droplets and water vapor molecules. It is more than 700 times larger than that, and has a filtration function. The ePTFE membrane is used as a filter in various industries such as power generation facilities, home appliances, semiconductor cleaning facilities, and automobiles, and its use is expanding in hydrogen fuel cells, artificial organs, and artificial blood vessels.

대한민국 특허 제10-0731791호에서는 복합방사 멜트블로운 부직포를 이용한 필터의 제조방법 및 그로부터 형성된 필터를 공개하고 있다. 이 선행기술의 필터 제조방법은 (S1) 소정 융점을 갖는 제1 열가소성 고분자와 상기 제1 열가소성 고분자보다 저융점을 갖는 제2 열가소성 고분자의 2성분계 복합방사섬유로 이루어진 2성분계 복합방사 멜트블로운 부직포를 준비하는 단계; (S2) 상기 2성분계 복합방사 멜트블로운 부직포를 상기 제2 열가소성 고분자의 융점보다 고융점을 갖는 제3 열가소성 고분자로 된 1성분계 멜트블로운 부직포의 일면 또는 양면에 적층하는 단계; 및 (S3) 상기 적층된 부직포에 제2 열가소성 고분자만을 용융시킬 수 있는 온도로 열을 가하여 2성분계 복합방사 멜트블로운 부직포와 1성분계 멜트블로운 부직포를 상호 열접착시키는 단계를 포함한다.Korean Patent No. 10-0731791 discloses a method of manufacturing a filter using a composite spinning melt blown nonwoven fabric and a filter formed therefrom. The filter manufacturing method of this prior art is (S1) a two-component composite spinning meltblown nonwoven fabric composed of two-component composite spinning fibers of a first thermoplastic polymer having a predetermined melting point and a second thermoplastic polymer having a lower melting point than the first thermoplastic polymer. Preparing a; (S2) laminating the two-component composite-spun melt-blown nonwoven fabric on one or both sides of a one-component melt-blown nonwoven fabric made of a third thermoplastic polymer having a melting point higher than that of the second thermoplastic polymer; And (S3) applying heat to the laminated nonwoven fabric at a temperature capable of melting only the second thermoplastic polymer to thermally bond the two-component composite spinning meltblown nonwoven fabric and the one-component meltblown nonwoven fabric to each other. 미합중국 3M이 출원한 국제특허PCT/US2000/02458호에서는 본 발명은 신규한 플루오로케미컬 소중합체, 및 플루오로케미컬 소중합체 화합물과 열가소성 중합체 또는 열경화성 중합체를 포함하는 중합체 조성물을 제공한다. 중합체 조성물은 바람직한 발유성 및 발수성을 가진 섬유 및 필름과 같은 성형품을 제조하는 데 유용하다.In International Patent PCT/US2000/02458 filed by 3M of the United States of America, the present invention provides a novel fluorochemical oligomer, and a polymer composition comprising a fluorochemical oligomer compound and a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer. The polymeric composition is useful for making molded articles such as fibers and films with desirable oil and water repellency properties. 한편 미합중국의 도날드슨 컴퍼니는 국제특허출원 PCT/US2005/039971호를 통하여, 높은 강도와 우수한 여과 특성을 결합한 열융착 시트(thermally bonded sheet), 필터 매체 또는 성형된(shaped) 또는 형성된 매체를 포함하는 필터를 포함한다. 형성된 층 내에 상당한 비율의 유기 또는 무기 유리 섬유, 이성분 (bicomponent) 열가소성 바인더 섬유, 및 임의로 수지 바인더, 2차 섬유 또는 기타 여과 소재를 결합한 복합 필터를 개시하고 있다. 이성분 섬유의 사용은, 바인더 수지로부터 필름 형성을 상당히 감소시키거나 방지하고 또한 매체층의 특정 위치로의 수지의 이동에 기인한 매체 또는 요소 내의 균일성의 결여를, 별개의 수지 바인더 없이 또는 최소한의 양의 레지 바인더로 매체층 또는 필터 요소를 형성하는 것을 가능하게 한다. 이성분 섬유의 사용은 감소된 압축을 허용하고, 고형성(solidity)을 향상시키고, 인장 강도를 증가시키고, 매체층 또는 필터 요소에 첨가된 유리 섬유 및 기타 미세 섬유 물질과 같은 매체 섬유의 이용을 향상시킨다. 또한 이성분 섬유는 퍼니시(furnish) 형성, 시트 또는 층 형성 및 두께 조정, 건조, 절단, 및 필터 요소 형성과 같은 하류 공정 동안에 향상된 공정성을 제공한다. 이들 이성분은 다양한 비율로 결합하여 상당한 여과 능력, 투과성 및 여과 수명을 갖는 고강도 물질을 형성한다.Meanwhile, the Donaldson Company of the United States, through international patent application PCT/US2005/039971, provides a thermally bonded sheet that combines high strength and excellent filtration properties, a filter medium, or a filter containing a shaped or formed medium. Includes. A composite filter is disclosed in which a significant proportion of organic or inorganic glass fibers, bicomponent thermoplastic binder fibers, and optionally resin binders, secondary fibers or other filtration material are bonded in the formed layer. The use of bicomponent fibers significantly reduces or prevents film formation from the binder resin and also eliminates the lack of uniformity within the medium or element due to movement of the resin to a specific location of the medium layer, without or with a separate resin binder. It makes it possible to form the media layer or filter element with a positive resin binder. The use of bicomponent fibers allows for reduced compression, improves solidity, increases tensile strength, and facilitates the use of media fibers such as glass fibers and other fine fiber materials added to the media layer or filter element. Improve. The bicomponent fibers also provide improved fairness during downstream processes such as furnish formation, sheet or layer formation and thickness adjustment, drying, cutting, and filter element formation. These binary components combine in varying proportions to form high-strength materials with significant filtration capacity, permeability and filtration life. 2019년 2월 7일에 대한민국특허출원 공개 제10-2019-0011838호를 통해서 미합중국 이엠디 밀리포어 코포레이션은, 제1 및 제2 고분자 섬유 함유 필터 매트들 사이에 위치된 거친 다공성 고분자 부직포 내부층을 갖는 복합 필터 매체를 포함하는 유체 여과 장치. 제1 및 제2 필터 매트들에 있어서의 섬유들의 직경은 서로 다르고, 각각의 필터 매트는 상이한 구멍 크기 정격을 가지며, 필터 매트들에 있어서의 제1 및 제2 고분자 섬유는 전기방사 나노섬유일 수 있고, 상기 내부층은, 제1 또는 제2 필터 매트에 비교했을 때 더 거친 구멍 크기를 가지며, 이에 따른 복합 매체는 그 사이의 거친 내부층의 존재 없이 서로 위에 직접 적층되는 필터층에 비해 증대된 먼지 포집 능력을 나타내는 기술을 공개한 바 있다.On February 7, 2019, through Korean Patent Application Publication No. 10-2019-0011838, the United States of America EMD Millipore Corporation formed an inner layer of a coarse porous polymer nonwoven fabric positioned between filter mats containing first and second polymer fibers. A fluid filtration device comprising a composite filter medium having. The diameters of the fibers in the first and second filter mats are different, each filter mat has a different pore size rating, and the first and second polymer fibers in the filter mats may be electrospun nanofibers. In addition, the inner layer has a coarse pore size compared to the first or second filter mat, and the resulting composite medium increases dust compared to the filter layer directly stacked on each other without the presence of a coarse inner layer therebetween. We have disclosed a technique that represents the ability to capture. 한편 일본의 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤는 국제특허출원 PCT/JP2007/051091을 통하여, 열압착에 의해 일체화된 적층 부직포로서, (a)층: 열가소성 수지로 이루어지는 장섬유 부직포층을 1개 이상 가지고;(b)층: (a)층과 같은 계열의 열가소성 수지로 이루어지는 극세섬유 부직포층을 1개 이상 가지며;(c)층: 열가소성 수지로 이루어지는 복합 장섬유 부직포층을 1개 이상 가지고;(1) (a) 층의 부직포를 구성하는 섬유와 (b)층의 부직포를 구성하는 섬유의 융점차가 30℃ 이하이며; (2) (c)층의 부직포를 구성하는 열가소성 수지로 이루어지는 복합 장섬유가 저융점 성분을 함유하고, 상기 저융점 성분의 융점이, (a)층의 부직포를 구성하는 섬유의 융점보다 40∼150℃ 낮은 것을 것을 특징으로 하는 열접착성 적층 부직포를 공개한 바 있다.Meanwhile, Japan's Asahi Kasei Sengi Co., Ltd., through international patent application PCT/JP2007/051091, is a laminated nonwoven fabric integrated by thermocompression, and has at least one (a) layer: a long fiber nonwoven fabric layer made of a thermoplastic resin. ; (b) layer: has at least one ultrafine fiber nonwoven fabric layer made of thermoplastic resin of the same series as the (a) layer; (c) layer: has at least one composite long fiber nonwoven fabric layer made of thermoplastic resin; (1 ) the melting point difference between the fibers constituting the nonwoven fabric of the layer (a) and the fibers constituting the nonwoven fabric of the layer (b) is 30°C or less; (2) The composite filaments made of the thermoplastic resin constituting the nonwoven fabric of the layer (c) contain a low melting point component, and the melting point of the low melting point component is 40 to that of the fibers constituting the nonwoven fabric of the layer (a). A heat-adhesive laminated nonwoven fabric characterized by being low at 150°C has been disclosed.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 선행기술들이 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포집 용량이 확대되어 헤파 필터의 교체 주기가 길어지고 수분에 강하며, 기존의 HEPA필터의 기체 여과 효율을 유지하면서 사용 수명이 길어진 불소 수지 기반의 고성능 헤파 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and the collection capacity is increased, so that the replacement cycle of the HEPA filter is lengthened, it is resistant to moisture, and the service life is maintained while maintaining the gas filtration efficiency of the existing HEPA filter. It aims to provide a long fluororesin-based high-performance HEPA filter.

본 발명은 반도체 또는 디스플레이 제조 공정에서 발생하는 입자나 가스를 제거하는 종래기술에 따른 멜트블로운 섬유상 필터 층에 불소 수지 멤브레인 층이 삽입된 헤파 필터에 대한 것이다. The present invention relates to a HEPA filter in which a fluororesin membrane layer is inserted into a melt blown fibrous filter layer according to the prior art for removing particles or gases generated in a semiconductor or display manufacturing process.

또한 본 발명은, 헤파 필터를 형성하는 멜트 블로운 필터의 섬유의 직경을 서로 달리하는 두 가지 이상의 헤파 필터를 복합시키고, 스펀 본딩필터을 헤파 필터 사이에 배치하여 여과물질 포집 용량을 증가시켜서 고가의 복합 헤파 필터의 교체 주기를 연장하고, 불소계 헤파 필터 층을 추가하여 불소계 분진이나 오염물 마저도 포집할 수 있는 이종 소재의 헤파 필터가 복합된 고성능 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention combines two or more HEPA filters having different diameters of the fibers of the melt blown filter forming the HEPA filter, and arranges a spun bonding filter between the HEPA filters to increase the filtering material collection capacity. The purpose of this is to extend the replacement period of the HEPA filter and provide a high-performance filter in which a heterogeneous HEPA filter capable of collecting even fluorine-based dust and contaminants by adding a fluorine-based HEPA filter layer.

본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터는 각각 합성 섬유를 포함하는 제1헤파 필터층과 제2헤파 필터층을 포함하되, 상기 제1층에 포함되는 합성 섬유의 평균 지름이 상기 제2층에 포함되는 함성 섬유의 평균 지름보다 크며, 처리 용량이 32m3/min일 때, 차압이 5.5mmaq 미만이고, 여과 효율이 99.98% 이상일 수 있다.The heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention includes a first HEPA filter layer and a second HEPA filter layer each containing synthetic fibers, wherein the average diameter of the synthetic fibers included in the first layer is in the second layer. It is larger than the average diameter of the included fiber, and when the treatment capacity is 32m 3 /min, the differential pressure may be less than 5.5mmaq, and the filtration efficiency may be 99.98% or more.

상기 제1및 제2헤파 필터 층 중 어느 하나에 포함되는 합성 섬유는 용융 취입 방식으로 제조될 수 있다. 상기 제1헤파 필터층과 상기 제2헤파 필터층 사이에 스펀 본딩 부직포 필터 층이 더 포함될 수 있다. Synthetic fibers included in any one of the first and second HEPA filter layers may be manufactured by melt blowing. A spun-bonding nonwoven filter layer may be further included between the first HEPA filter layer and the second HEPA filter layer.

상기 제1층에 포함되는 멜트 블로운 섬유의 평균 섬유 지름은 1.0㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 제2층에 포함되는 멜트 블로운 섬유의 평균 섬유 지름은 0.1㎛ 내지 1.0㎛일 수 있다.The average fiber diameter of the melt blown fibers included in the first layer may be 1.0 μm to 10 μm. The average fiber diameter of the melt blown fibers included in the second layer may be 0.1 μm to 1.0 μm.

상기 제1 및 제2 필터층 중에서 어느 하나의 섬유는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 폴리페닐렌설파이드로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 제조될 수 있다. 바람직하게, 상기 합성 섬유는 각각 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 제조된 것일 수 있다.Any one of the first and second filter layers may be made of one or more materials selected from the group consisting of polyolefin, polyester, polyamide, and polyphenylene sulfide. Preferably, the synthetic fibers may be made from polypropylene and polyethylene terephthalate, respectively.

그리고, 상기 제1 필터층과 상기 제2 필터층, 또는 상기 제1 필터층, 상기 부직포 필터층 및 상기 제2 필터층은 초음파 합지 방식으로 합지될 수 있다.In addition, the first filter layer and the second filter layer, or the first filter layer, the nonwoven filter layer, and the second filter layer may be laminated by an ultrasonic lamination method.

이렇게 멜트 블로운 섬유의 직경을 달리하는 제1헤파 필터 층과 제2헤파 필터 사이에는 스펀 본딩 부직포 층이 합지되고 제2헤파 필터층 전후에 불소수지 멤브레인 필터 층을 추가하였다. In this way, a spun-bonded nonwoven fabric layer was laminated between the first HEPA filter layer and the second HEPA filter having different diameters of the melt blown fibers, and a fluororesin membrane filter layer was added before and after the second HEPA filter layer.

본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터는 제1헤파 필터 또는 제2헤파 필터들 중 어느 하나를, 불소 섬유로 제작된 불소 수지 헤파 필터 또는 불소 수지멤브레인 필터 층을 사용하여 제작하였다. The heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention was manufactured using either the first HEPA filter or the second HEPA filter using a fluororesin HEPA filter made of fluorine fibers or a fluororesin membrane filter layer.

본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터는 압력 손실이 적어 에너지를 절약할 수 있고, 필터의 파손 우려가 없어 시공이 간편하며, 수분에 강하여 가습과 냉각시 유리하다. 또, 소음이 적고 설치와 폐기가 용이하며, 기존의 HEPA 효율(H13, 99.97%)을 유지하면서 좁은 공간에서도 풍량을 유지할 수 있다는 장점이 있다.The heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention can save energy due to low pressure loss, is easy to install since there is no risk of damage to the filter, and is resistant to moisture, which is advantageous during humidification and cooling. In addition, it has the advantage of low noise, easy installation and disposal, and maintains the existing HEPA efficiency (H13, 99.97%) while maintaining the air volume even in a narrow space.

도 1은 본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터가 설치되는 클린룸의 내부 공기 순환도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터의 시험 성적서이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 이종(異種)소재 복합 헤파 필터의 최종 제품 사진이다.
1 is a diagram illustrating internal air circulation in a clean room in which a heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention is installed.
2 is a view schematically showing a heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention.
3 and 4 are test reports of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention.
5 and 6 are photographs of the final product of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

이하, 본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터는 각각 합성 섬유를 포함하는 제1 필터층과 제2 필터층을 포함하되, 상기 제1 필터층의 평균 섬유 지름이 상기 제2 필터층의 평균 섬유 지름과 상이할 수 있다.In an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention includes a first filter layer and a second filter layer each including synthetic fibers, and the average fiber of the first filter layer The diameter may be different from the average fiber diameter of the second filter layer.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터의 제1 및 제2 필터층들은 서로 다른 평균 섬유 지름을 가지는 합성 섬유를 각각 포함함으로써 압력 손실을 줄임과 동시에 집진 효율을 높이는 효과를 가지게 된다. 게다가, 서로 다른 평균 섬유 지름을 가지는 합성 섬유를 포함하는 구조로 인하여, 상기 고기능성 필터가 코로나 대전 방식을 이용하는 필터 장치에 사용되는 경우, 필터 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다. The first and second filter layers of the heterogeneous composite HEPA filter according to the present invention each include synthetic fibers having different average fiber diameters, thereby reducing pressure loss and increasing dust collection efficiency. In addition, due to the structure including synthetic fibers having different average fiber diameters, when the high-functional filter is used in a filter device using a corona charging method, it is possible to prevent a decrease in filter life.

상기 필터층들의 섬유 지름이 유사할 경우 코로나 대전 방식의 에너지가 일정 시간 흐르면 빠른 속도로 차압이 상승하고, 효율이 떨어지게 된다. 본 발명에서는 제1 및 제2 필터층들의 평균 섬유 지름을 상이하게 함으로써 제1 및 제2 필터층의 섬유간 공극 크기를 달리 하여 서로 다른 지름을 가지는 입자를 포집할 수 있으며, 따라서 각 필터의 사용 수명을 연장할 수 있다는 장점이 있다.When the fiber diameters of the filter layers are similar, when the energy of the corona charging method flows for a certain period of time, the differential pressure increases at a high speed and the efficiency decreases. In the present invention, by making the average fiber diameters of the first and second filter layers different, it is possible to collect particles having different diameters by varying the pore size between the fibers of the first and second filter layers, thus reducing the service life of each filter. There is an advantage that it can be extended.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터는 처리 용량이 32m3/min일 때, 차압이 5.5mmaq 미만이고, 여과 효율이 99.98% 이상일 수 있다.The heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention may have a differential pressure of less than 5.5 mmaq and a filtration efficiency of 99.98% or more when the treatment capacity is 32 m 3 /min.

일반적으로 사용되는 필터의 차압은 32m3/min의 처리 용량에서 25~30mmaq정도 범위가 된다. 따라서 처리 용량을 더 늘리게 되면 차압이 너무 커져 사용이 어려워지고, 필터의 수명이 급격하게 단축되거나 파손되는 등 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. The differential pressure of a commonly used filter ranges from 25 to 30 mmaq at a processing capacity of 32 m 3 /min. Therefore, if the processing capacity is further increased, the differential pressure becomes too large, making it difficult to use, and serious problems such as a sharp reduction or breakage of the life of the filter may occur.

그러나 본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터는 32m3/min의 처리 용량에서 차압이 5.5mmaq에 불과하며, 처리 용량을 56m3/min까지 높여도 차압은 14.8mmaq정도로 기존 필터의 차압에 비해 현저하게 낮아, 사용시 전력 소모가 적고 공기 순환이 원활하게 이루어져 클린룸 내부의 청정도를 손쉽게 유지할 수 있다는 장점이 있다.However, the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention has a differential pressure of only 5.5mmaq at a processing capacity of 32m 3 /min, and even if the processing capacity is increased to 56m 3 /min, the differential pressure is about 14.8mmaq, remarkably compared to the differential pressure of the existing filter. As it is low, there is an advantage in that power consumption is low during use and air circulation is smooth, so that the cleanliness inside the clean room can be easily maintained.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터의 하나의 실시예에서, 상기 저차압 고기능성 필터의 상기 제1 필터층 및 상기 제2 필터층 중 적어도 하나에 포함되는 합성 섬유는 용융 취입(melt-blown) 방식으로 형성될 수 있다. 용융 취입 방식은 열가소성 고분자를 수백 개의 작은 오리피스로 형성된 방사구에서 고속으로 분사되는 열풍에 의해 극세화된 극세 섬유를 수집체에 적층시키는 방식으로 섬유 지름이 0.3-5㎛인 초극세 섬유를 제조할 수 있어 유연성, 비투과성, 절연성, 차단성이 뛰어나며, 정전성능을 부여하면 여과 성능이 우수하다는 장점이 있다. In one embodiment of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention, the synthetic fibers included in at least one of the first filter layer and the second filter layer of the low differential pressure high functional filter are melt-blown. Can be formed. The melt blown method is a method of laminating ultrafine fibers, which are fined by hot air sprayed at high speed from a spinneret formed of hundreds of small orifices, of a thermoplastic polymer on a collector, thereby producing ultrafine fibers with a fiber diameter of 0.3-5㎛. There is an advantage in that it has excellent flexibility, impermeability, insulation, and barrier properties, and is excellent in filtration performance when electrostatic performance is given.

또한, 선택할 수 있는 재료의 폭이 넓으므로 소각능, 분해능, 인장강도, 성형성, 발수능 등 원하는 물성을 구현하기가 용이하다.In addition, the wide range of materials to choose from makes it easy to implement desired physical properties such as incineration ability, resolution, tensile strength, formability, and water repellency.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터의 하나의 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 필터층과 상기 제2 필터층 사이에 부직포 필터층을 더 포함할 수 있다. 상기 필터층들 사이에 부직포 필터층을 더 포함함으로써, 포집 용량을 강화하고 성형성과 내구성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다. 또한 상기 부직포 필터층은 종래의 양전하 코팅 처리된 부직포 및/또는 폴리프로필렌 부직포로서 평균기공 1㎛~2㎛를, 바람직하게는 평균기공 1㎛~1.8㎛를 갖는 것을 사용할 수 있다. In one embodiment of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention, as shown in FIG. 2, a nonwoven filter layer may be further included between the first filter layer and the second filter layer. By further including a nonwoven filter layer between the filter layers, it is possible to have an effect of enhancing collection capacity and improving moldability and durability. In addition, the non-woven filter layer may be a conventional positive charge coating-treated non-woven fabric and/or polypropylene non-woven fabric having an average pore size of 1 µm to 2 µm, preferably an average pore size of 1 µm to 1.8 µm.

이때, 평균기공이 1㎛ 미만이면 여과량이 줄어들어서 충분한 누적여과량을 확보하지 못할 수 있고, 평균기공이 2㎛를 초과하면 여과량은 증가하나, 여과 성능이 떨어질 수 있다. 그리고, 본 발명의 폴리프로필렌 멜트블로운-캘린더링 부직포는 평균두께 100㎛ ~ 250㎛, 바람직하게는 평균두께 120㎛ ~ 220㎛, 더욱 바람직하게는 150㎛ ~ 175㎛일 수 있다. At this time, if the average pore size is less than 1 μm, the amount of filtration decreases, so that a sufficient cumulative amount of filtration may not be secured. If the average pore size exceeds 2 μm, the amount of filtration increases, but filtration performance may deteriorate. In addition, the polypropylene melt blown-calendering nonwoven fabric of the present invention may have an average thickness of 100 µm to 250 µm, preferably an average thickness of 120 µm to 220 µm, and more preferably 150 µm to 175 µm.

폴리프로필렌 멜트블로운-캘린더링 부직포의 평균두께가 100㎛ 미만이면 여과 성능이 떨어질 수 있고, 평균두께가 250㎛를 초과하면 여과량이 감소하고, 더 이상의 여과 성능 향상이 없으며, 누적여과량이 오히려 줄어들어서 사용주기가 짧아지는 문제가 있을 수 있다.If the average thickness of the polypropylene meltblown-calendaring nonwoven fabric is less than 100㎛, the filtration performance may decrease, and if the average thickness exceeds 250㎛, the filtration amount decreases, there is no further improvement in filtration performance, and the cumulative filtration amount is rather reduced. There may be a problem that the use cycle is shortened.

상기 양전하 코팅 처리된 부직포는 개질된 부직포; 및 상기 부직포의 내부 및 표면에 양전하 코팅층;을 포함하며, 상기 양전하 코팅처리된 부직포는 표면전하가 10 mV ~ 40 mV을, 바람직하게는 20 mV ~ 40 mV을 가질 수 있다.The positively charged coating-treated nonwoven fabric is a modified nonwoven fabric; And a positively charged coating layer on the inside and the surface of the nonwoven fabric, wherein the positively charged coated nonwoven fabric may have a surface charge of 10 mV to 40 mV, preferably 20 mV to 40 mV.

양전하 코팅처리된 부직포의 상기 개질된 부직포는 부직포의 내부 및/또는 표면을 개질시킨 것으로서, 상기 부직포는 통상적으로 사용하는 것이면 적용가능하며, 바람직하게는 케미컬본딩부직포(Chemical Bonding), 써멀본딩부직포(Thermal Bonding), 에어레이부직포(Air Ray), 습식부직포(Wet Ray), 니들펀칭부직포(Needle Punching), 스판레스(수류결합법-Water zet), 스펀본드(Spun Bond), 용융 취입(Melt Blown), 스티치본드(Stitch Bond) 및 전기방사(electro spinning) 부직포 중에서 선택되는 어느 하나의 형태일 수 있다.The modified nonwoven fabric of the positively charged coated nonwoven fabric is a modified nonwoven fabric with the interior and/or surface of the nonwoven fabric modified, and the nonwoven fabric is applicable as long as it is commonly used, and preferably, chemical bonding, thermal bonding nonwoven Thermal Bonding), Air Ray, Wet Ray, Needle Punching, Spanless (Water Jet), Spun Bond, Melt Blown ), it may be in any one form selected from a stitch bond and an electro spinning nonwoven fabric.

또한, 상기 부직포를 구성하는 섬유는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 및 셀룰로오스 섬유 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 및 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을, 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌 섬유 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 중에서 선택된 1종 또는 2종을 포함할 수 있다.In addition, the fibers constituting the nonwoven fabric include at least one selected from polypropylene fibers, polyethylene terephthalate fibers, polyethylene fibers, polyester fibers, nylon fibers and cellulose fibers, preferably polypropylene fibers, polyethylene terephthalate fibers, polyethylene One or two or more selected from fibers and polyester fibers, more preferably one or two selected from polypropylene fibers and polyethylene terephthalate fibers may be included.

그리고, 상기 개질된 부직포는 평균두께 0.1㎜ ~ 2㎜ 인 것이, 바람직하게는 0.2㎜ ~ 1㎜ 인 것이 좋으며, 이때, 평균두께 0.1 만약 평균두께가 0.1㎜ 미만이면, 흡착 경로가 짧아서 제거효율이 감소한 문제가 있으며, 2㎜를 초과하면, 여과시 차압발생으로 여과량이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the modified nonwoven fabric has an average thickness of 0.1 mm to 2 mm, preferably 0.2 mm to 1 mm. In this case, the average thickness 0.1 If the average thickness is less than 0.1 mm, the adsorption path is short and the removal efficiency is reduced. There is a reduced problem, and if it exceeds 2mm, there may be a problem that the amount of filtration decreases due to the occurrence of differential pressure during filtration.

그리고, 상기 개질된 부직포를 구성하는 섬유의 평균 섬유 지름은 0.5㎛ ~ 10㎛ 및 평균기공 1㎛ ~ 30㎛일 수 있으며, 바람직하게는 평균 섬유 지름 0.5㎛ ~ 8㎛ 및 평균기공 1㎛ ~ 10㎛ 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 평균 섬유 지름 0.5㎛ ~ 5㎛ 및 평균기공 1㎛ ~ 8㎛일 수 있다. In addition, the average fiber diameter of the fibers constituting the modified nonwoven fabric may be 0.5㎛ ~ 10㎛ and average pores 1㎛ ~ 30㎛, preferably the average fiber diameter 0.5㎛ ~ 8㎛ and average pores 1㎛ ~ 10 It may be ㎛, more preferably an average fiber diameter of 0.5㎛ to 5㎛ and may be an average pore size of 1㎛ to 8㎛.

이때, 부직포를 구성하는 섬유의 평균 섬유 지름이 0.5㎛ 미만이면, 여과시 차압발생에 따른 여과량 감소하는 문제가 있을 수 있고, 10㎛를 초과하면, 다공도가 떨어져 여과 성능이 감소하는 문제가 있을 수 있다. 또한, 평균기공이 1㎛ 미만이면, 유량이 감소할 수 있으며, 30㎛를 초과하면, 여과 성능이 감소하는 문제가 있을 수 있다.At this time, if the average fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric is less than 0.5 μm, there may be a problem that the amount of filtration decreases due to the occurrence of differential pressure during filtration, and if it exceeds 10 μm, there may be a problem that the porosity decreases and the filtering performance decreases I can. In addition, when the average pore size is less than 1 μm, the flow rate may decrease, and when it exceeds 30 μm, there may be a problem that the filtration performance decreases.

또한, 양전하 코팅처리된 부직포를 구성하는 상기 양전하 코팅층은 다관능성 아민 화합물을 포함하며, 상기 다관능성 아민 화합물은 개질된 부직포의 내부 및 외부에 양전하를 나타내는 정전기적 성질을 부여하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이민, 디에틸렌트리아민, 피페라진, 디메틸렌피페라진 및 디페닐아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디에틸렌트리아민 및 디페닐아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In addition, the positively charged coating layer constituting the positively charged coated nonwoven fabric contains a multifunctional amine compound, and the multifunctional amine compound serves to impart an electrostatic property showing a positive charge to the inside and outside of the modified nonwoven fabric, and polyethylene One or two or more selected from imine, diethylenetriamine, piperazine, dimethylene piperazine and diphenylamine may be used in combination, and preferably one or two selected from diethylenetriamine and diphenylamine More than one species can be mixed and used.

그리고, 상기 양전하 코팅층은 평균두께 0.01㎛ ~ 3㎛으로, 바람직하게는 0.05㎛ ~ 1㎛으로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이때 양전하 코팅층의 평균두께가 0.05㎛ 코팅층의 균일도 감소로 인한 물성편차 문제가 있을 수 있고, 평균두께가 3㎛을 초과하면 코팅층의 내구성이 떨어져 코팅물이 박리되는 문제가 발생할 수 있고, 더 이상의 여과 성능 상승이 없으므로 상기 범위 내의 평균두께를 갖도록 양전하 코팅층을 형성시키는 것이 좋다.In addition, the positively charged coating layer is preferably formed with an average thickness of 0.01 μm to 3 μm, preferably 0.05 μm to 1 μm, and at this time, the average thickness of the positively charged coating layer is 0.05 μm. If the average thickness exceeds 3 μm, the coating layer may be deteriorated in durability and the coating may be peeled off, and since there is no further increase in filtration performance, it is preferable to form a positively charged coating layer to have an average thickness within the above range.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터는 필터 단면의 형상이 산과 골을 가지도록 다수회로 굴절된 형상을 가질 수 있으나, 필터의 형상은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 융통성 있게 결정될 수 있다.The heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention may have a shape that is refracted multiple times so that the shape of the filter cross section has peaks and valleys, but the shape of the filter is flexible by those of ordinary skill in the art. Can be determined.

또, 본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터의 일 실시예에서, 상기 제1 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 섬유 지름인 제1 평균 섬유 지름은 1.0㎛ 내지 10㎛일 수 있고, 상기 제2 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 섬유 지름인 제2 평균 섬유 지름은 0.1㎛ 내지 1.0㎛일 수 있다.Further, in an embodiment of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention, the first average fiber diameter, which is the average fiber diameter of the synthetic fibers included in the first filter layer, may be 1.0 μm to 10 μm, and the second filter layer The second average fiber diameter, which is the average fiber diameter of the synthetic fibers included in, may be 0.1 μm to 1.0 μm.

상기 제1 평균 섬유 지름이 1.0㎛미만인 경우 압력 손실이 커질 우려가 있고, 10㎛보다 크면 필터의 효율 및/또는 성형성이 떨어질 수 있다. 상기 제2 평균 섬유 지름은 압력 손실과 필터링 효율 면에서 0.1㎛ 내지 1.0㎛의 범위에 속하는 것이 가장 바람직하며, 상기한 범위에 속하더라도 상기 제1 평균 섬유 지름과 같지 않은 것이 바람직하다. When the first average fiber diameter is less than 1.0 μm, there is a concern that pressure loss may increase, and when it is larger than 10 μm, efficiency and/or moldability of the filter may be deteriorated. The second average fiber diameter is most preferably in the range of 0.1 μm to 1.0 μm in terms of pressure loss and filtering efficiency, and preferably not equal to the first average fiber diameter even if it falls within the above range.

예컨대, 상기 제1 평균 섬유 지름과 제2 평균 섬유 지름이 모두 1.0㎛인 경우는 바람직하지 않다. 두 필터의 평균 섬유 지름이 유사할 경우 차압이 더욱 낮아질 수는 있으나 다양한 입경의 이물질을 제거할 수 없고, 따라서 여과 성능에 문제가 생길 수 있다. 또한, 코로나 대전 방식의 에너지가 일정 시간이 흐르면 차압이 상승하고 효율이 떨어진다.For example, it is not preferable when both the first average fiber diameter and the second average fiber diameter are 1.0 µm. If the average fiber diameters of the two filters are similar, the differential pressure may be further lowered, but foreign substances of various particle diameters cannot be removed, and thus, a problem may occur in filtration performance. In addition, when the energy of the corona charging method passes for a certain period of time, the differential pressure increases and the efficiency decreases.

본 발명에 따른 이종 소재 복합 헤파 필터의 일 실시예에서, 상기 필터층들을 각각 구성하는 합성 섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌 등을 포함하는 폴리올레핀; 폴리글리콜리드, 폴리락트산, 폴리카프롤락톤, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리히드록시부틸레이트, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르; 지방족 폴리아미드(예: 나일론), 폴리프탈아미드, 아라미드 등을 포함하는 폴리아미드; 및 선형, 가교형 등의 폴리페닐렌설파이드로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment of the heterogeneous material composite HEPA filter according to the present invention, the synthetic fibers constituting each of the filter layers include polyolefins including polyethylene, polypropylene, polybutylene, polyisobutylene, and the like; Polyglycolide, polylactic acid, polycaprolactone, polyhydroxyalkanoate, polyhydroxybutyrate, polyethylene adipate, polybutylene succinate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate , Polyester including polyethylene naphthalate, and the like; Polyamides including aliphatic polyamides (eg nylon), polyphthalamides, aramids, and the like; And one or more selected from the group consisting of polyphenylene sulfides such as linear and crosslinked, but are not limited thereto.

바람직하게는, 상기 합성 섬유는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 용융 취입 방식으로 형성된 합성 섬유는 압력 손실이 적고 효율이 높다는 장점이 있다. 특히 폴리 프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 원료로 하는 합성섬유는 고유의 정전기력을 가져 대전 및 여과 효율을 개선하고, 코로나 방식을 사용하는 필터 장치에 사용되었을 때 필터 수명을 향상시킬 수 있다.Preferably, the synthetic fiber may include polypropylene and polyethylene terephthalate. The synthetic fiber formed by the melt blown method has the advantage of low pressure loss and high efficiency. In particular, synthetic fibers made of polypropylene and polyethylene terephthalate as raw materials have inherent electrostatic power to improve charging and filtration efficiency, and improve filter life when used in a filter device using a corona method.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 필터층과 상기 제2 필터층, 또는 상기 제1 필터층, 상기 부직포 필터층, 및 상기 제2 필터층은 초음파 합지 방식으로 합지될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first filter layer and the second filter layer, or the first filter layer, the nonwoven filter layer, and the second filter layer may be laminated by an ultrasonic lamination method.

초음파 합지 방식을 사용함으로써 상기 필터층들 사이 및/또는 상기 필터층들과 부직포 사이의 결합이 보다 견고하고 필터 성능에 미치는 바람직하지 않은 영향을 최소화하며, 접착제 등의 이물질 사용으로 인한 추가적인 압력 손실을 방지할 수 있다. 또한 이로 인한 소재 수명 증가와 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.By using the ultrasonic lamination method, the bonding between the filter layers and/or the filter layers and the nonwoven fabric is more robust, minimizes undesirable effects on filter performance, and prevents additional pressure loss due to the use of foreign substances such as adhesives. I can. In addition, it can be expected to increase the life of the material and save energy.

이하에서는, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 의한 저차압 고기능성 필터에 대하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the low differential pressure high functional filter according to the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

하기 실시예와 비교예들은 모두 동일한 조건(두께 0.3㎜, 610*610*292T, 60Pleate 등) 하에서 실험을 진행하였다.All of the following Examples and Comparative Examples were tested under the same conditions (thickness 0.3mm, 610*610*292T, 60Pleate, etc.).

실시예 1Example 1

용융 취입 방식으로 평균 섬유 지름이 5㎛가 되도록 제조된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 합성 섬유층(제1 필터층)과 부직포층, 및 용융 취입 방식으로 평균 섬유 지름이 0.5㎛가 되도록 제조된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 합성 섬유층(제2 필터층)을 초음파 합지하여 610*610*292T 규격의 고기능성 필터를 제조(도 3 및 도 4)하고, 성능을 측정하여 하기 표 1 및 도면 5 내지 도면 6에 나타내었다.Polypropylene and polyethylene terephthalate synthetic fiber layer (first filter layer) and non-woven fabric layer manufactured to have an average fiber diameter of 5 μm by a melt blown method, and polypropylene and polyethylene manufactured to have an average fiber diameter of 0.5 μm by a melt blown method The terephthalate synthetic fiber layer (the second filter layer) was ultrasonically laminated to prepare a high-functional filter of 610*610*292T standard (Figs. 3 and 4), and the performance was measured and shown in Table 1 and Figs. 5 to 6 below. .

비교예 1Comparative Example 1

유리 섬유를 이용하여 610*610*292T 규격의 고기능성 필터를 제조하고, 성능을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.A high-functional filter of 610*610*292T standard was manufactured using glass fibers, and the performance was measured and shown in Table 1 below.

비교예 2Comparative Example 2

일반 폴리프로필렌 합성 섬유를 이용하여 610*610*292T 규격의 고기능성 필터를 제조하고, 성능을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.A high-functional filter of 610*610*292T standard was prepared using a general polypropylene synthetic fiber, and the performance was measured and shown in Table 1 below.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서, 제1 필터층의 합성 섬유의 평균 지름과 제2 필터층의 합성 섬유의 평균 지름이 동일하게 5㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 610*610*292T 규격의 고기능성 필터를 제조하고, 성능을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, the same as in Example 1, except that the average diameter of the synthetic fibers of the first filter layer and the average diameter of the synthetic fibers of the second filter layer are the same as in Example 1 610 * 610 * 292T standard high functionality A filter was prepared, and the performance was measured and shown in Table 1 below.

HEPA FILTER 610*610*292T (60Pleate)HEPA FILTER 610*610*292T (60Pleate) 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 실시예 1Example 1 여 과 효 율Filtration efficiency 99.97%99.97% 99.97%99.97% 99.91%99.91% 99.98%99.98% 차 압Foreclosure 25.4 mmaq25.4 mmaq 27.0 mmaq27.0 mmaq 5.0 mmaq5.0 mmaq 5.1 mmaq5.1 mmaq 처 리 풍 량Treatment air volume 32 m3/min32 m 3 /min 32 m3/min32 m 3 /min 32 m3/min32 m 3 /min 32 m3/min32 m 3 /min

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 필터는 비교예들의 필터에 비해 압력 손실이 적고 초기 정압이 낮아 저차압 고기능성 필터가 요구하는 조건들을 고루 갖추고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 여과 효율은 99.97%(H13 등급, True HEPA 효율)를 초과하고, 차압은 약 5mmaq로 매우 낮아 클린룸에서 소모되는 전력량이 낮음에도 높은 효율로 이물질을 걸러낼 수 있으므로, 실제 클린룸에 적용하였을 때 처리량을 높이더라도 이물질의 인입을 효과적으로 방지하면서 큰 차압에 의한 필터 파손 또는 막힘에 의한 필터 수명 단축의 문제를 일으키지 않는다. 실제로, 상기 실시예 1의 필터의 처리 용량을 56m3/min까지 높여도 차압은 14.8mmaq정도로 기존 필터의 차압에 비해 현저하게 낮은 값을 나타냈다. As shown in Table 1, it can be seen that the filter of Example 1 has less pressure loss and lower initial static pressure than the filters of Comparative Examples, so that the conditions required by the low differential pressure high functional filter are evenly provided. In other words, the filtration efficiency exceeds 99.97% (H13 grade, True HEPA efficiency), and the differential pressure is very low, about 5mmaq, so it is possible to filter foreign substances with high efficiency even though the amount of power consumed in the clean room is low, so it is applied to the actual clean room. In this case, even if the throughput is increased, the inflow of foreign substances is effectively prevented and the filter life is not shortened due to the filter breakage or clogging due to a large differential pressure. In fact, even when the processing capacity of the filter of Example 1 was increased to 56 m 3 /min, the differential pressure was about 14.8 mmaq, which was significantly lower than that of the conventional filter.

구체적으로, 종래의 유리섬유를 이용하여 제조된 필터인 비교예 1의 경우, 유리섬유를 사용하여 여과 효율은 99.97%을 만족하나, 차압이 25.4mmaq로 높은 편이다. 이는 종래의 용융 취입 섬유를 이용하여 제조된 필터인 비교예 2의 경우도 마찬가지인데, 차압이 높아 필터 파손 또는 막힘에 의한 수명 단축의 가능성이 매우 클 것으로 예상할 수 있다.Specifically, in the case of Comparative Example 1, which is a filter manufactured using a conventional glass fiber, the filtration efficiency using the glass fiber satisfies 99.97%, but the differential pressure is 25.4mmaq, which is high. This is also the case of Comparative Example 2, which is a filter manufactured using a conventional melt blown fiber, and it can be expected that the possibility of shortening the lifespan due to damage or clogging of the filter due to the high differential pressure is very high.

비교예 3은 본 발명의 실시예와 같이 용융 취입 섬유를 2개의 층으로 합지하여 제조한 필터로, 두 층의 섬유 지름이 동일하다는 것을 제외하면 본 발명의 실시예 1과 같은 필터이다. 상기 비교예 3의 필터는 두 층의 섬유 지름이 동일하고 본 발명의 제1 필터층보다 섬유 지름이 큰 미디어를 사용하여 차압은 본 발명의 실시예보다 낮으나 여과 효율이 99.91%로, H13급 헤파 효율을 만족하지 못하는 것을 알 수 있다.Comparative Example 3 is a filter manufactured by laminating melt-blown fibers into two layers as in the example of the present invention, and is the same filter as in Example 1 of the present invention, except that the fiber diameters of the two layers are the same. The filter of Comparative Example 3 uses a medium having the same fiber diameters and a larger fiber diameter than the first filter layer of the present invention, so that the differential pressure is lower than that of the first filter layer of the present invention, but the filtration efficiency is 99.91%, and H13 class HEPA efficiency. You can see that you are not satisfied with

Claims (10)

불소 수지 헤파 필터와 멜트 블로운 헤파 필터 제1필터 층과 제2 필터 층을 포함하는 이종(異種) 복합 필터에 있어서, 상기 제1 헤파 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 지름이 상기 제2 헤파 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 지름보다 크다는 점을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.A heterogeneous composite filter comprising a fluororesin HEPA filter and a melt blown HEPA filter, a first filter layer and a second filter layer, wherein the average diameter of synthetic fibers included in the first HEPA filter layer is the second HEPA filter layer A heterogeneous composite HEPA filter comprising a fluorine filter and a HEPA filter, characterized in that it is larger than the average diameter of the synthetic fibers contained in the fiber. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 필터층 중 하나 이상에 포함되는 합성 섬유는 용융 취입 방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, wherein the synthetic fibers included in at least one of the first and second filter layers are manufactured by a melt blown method. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터층과 상기 제2 필터층 사이에 부직포 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, further comprising a nonwoven filter layer between the first filter layer and the second filter layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 섬유 지름은 1.0㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, wherein the synthetic fibers contained in the first filter layer have an average fiber diameter of 1.0 µm to 10 µm. 제1항에 있어서, 상기 제2 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 섬유 지름은 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, wherein an average fiber diameter of the synthetic fibers included in the second filter layer is 0.1 µm to 1.0 µm. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 필터층에 포함되는 합성 섬유는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 폴리페닐렌설파이드로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 제조되는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터. The method of claim 6, wherein the synthetic fibers included in the first and second filter layers are made of one or more materials selected from the group consisting of polyolefin, polyester, polyamide, and polyphenylene sulfide. A heterogeneous hybrid HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter. 제1항에 있어서, 상기 합성 섬유는 각각 폴리프로필렌과 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, wherein the synthetic fibers are made from polypropylene and polyethylene terephthalate, respectively. 제1항에 있어서,상기 제1 필터층과 상기 제2 필터층은 초음파 합지 방식으로 합지되는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 1, wherein the first filter layer and the second filter layer are laminated by an ultrasonic lamination method. 제3항에 있어서, 상기 제1 필터층, 상기 부직포 필터층, 및 상기 제2 필터층은 초음파 합지 방식으로 합지되는 것을 특징으로 하는, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.The heterogeneous hybrid HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter according to claim 3, wherein the first filter layer, the nonwoven filter layer, and the second filter layer are laminated by an ultrasonic lamination method. 불소 수지 헤파 필터와 멜트 블로운 헤파 필터 제1필터 층과 제2 필터 층을 포함하는 이종(異種) 복합 필터에 있어서, 상기 제1 헤파 필터층에 포함되는 합성 섬유의 평균 지름이 상기 제2 헤파 필터층에 포함되는 함성 섬유의 평균 지름보다 크고 여과 효율이 99.98% 이상인, 불소 필터와 헤파 필터의 이종(異種) 복합 헤파 필터.A heterogeneous composite filter comprising a fluororesin HEPA filter and a melt blown HEPA filter, a first filter layer and a second filter layer, wherein the average diameter of synthetic fibers included in the first HEPA filter layer is the second HEPA filter layer A heterogeneous composite HEPA filter of a fluorine filter and a HEPA filter, which is larger than the average diameter of the containing fibers and has a filtration efficiency of 99.98% or more.
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한편 미합중국의 도날드슨 컴퍼니는 국제특허출원 PCT/US2005/039971호를 통하여, 높은 강도와 우수한 여과 특성을 결합한 열융착 시트(thermally bonded sheet), 필터 매체 또는 성형된(shaped) 또는 형성된 매체를 포함하는 필터를 포함한다. 형성된 층 내에 상당한 비율의 유기 또는 무기 유리 섬유, 이성분 (bicomponent) 열가소성 바인더 섬유, 및 임의로 수지 바인더, 2차 섬유 또는 기타 여과 소재를 결합한 복합 필터를 개시하고 있다. 이성분 섬유의 사용은, 바인더 수지로부터 필름 형성을 상당히 감소시키거나 방지하고 또한 매체층의 특정 위치로의 수지의 이동에 기인한 매체 또는 요소 내의 균일성의 결여를, 별개의 수지 바인더 없이 또는 최소한의 양의 레지 바인더로 매체층 또는 필터 요소를 형성하는 것을 가능하게 한다. 이성분 섬유의 사용은 감소된 압축을 허용하고, 고형성(solidity)을 향상시키고, 인장 강도를 증가시키고, 매체층 또는 필터 요소에 첨가된 유리 섬유 및 기타 미세 섬유 물질과 같은 매체 섬유의 이용을 향상시킨다. 또한 이성분 섬유는 퍼니시(furnish) 형성, 시트 또는 층 형성 및 두께 조정, 건조, 절단, 및 필터 요소 형성과 같은 하류 공정 동안에 향상된 공정성을 제공한다. 이들 이성분은 다양한 비율로 결합하여 상당한 여과 능력, 투과성 및 여과 수명을 갖는 고강도 물질을 형성한다.
한편 일본의 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤는 국제특허출원 PCT/JP2007/051091을 통하여, 열압착에 의해 일체화된 적층 부직포로서, (a)층: 열가소성 수지로 이루어지는 장섬유 부직포층을 1개 이상 가지고;(b)층: (a)층과 같은 계열의 열가소성 수지로 이루어지는 극세섬유 부직포층을 1개 이상 가지며;(c)층: 열가소성 수지로 이루어지는 복합 장섬유 부직포층을 1개 이상 가지고;(1) (a) 층의 부직포를 구성하는 섬유와 (b)층의 부직포를 구성하는 섬유의 융점차가 30℃ 이하이며; (2) (c)층의 부직포를 구성하는 열가소성 수지로 이루어지는 복합 장섬유가 저융점 성분을 함유하고, 상기 저융점 성분의 융점이, (a)층의 부직포를 구성하는 섬유의 융점보다 40∼150℃ 낮은 것을 것을 특징으로 하는 열접착성 적층 부직포를 공개한 바 있다.

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