KR20210053043A - Filter media and manufacture method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공업용수와 같은 여과전액을 재이용 가능하도록 여과하는 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a PPS nonwoven filter and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a PPS nonwoven filter for filtering the entire filtrate such as industrial water so that it can be reused, and a method of manufacturing the same.
최근에는 물 부족이 심화됨에 따라 대체 수자원을 확보하거나, 물을 재이용하기 위한 정밀여과 기술이 개발되고 있다.In recent years, as the water shortage intensifies, microfiltration technology has been developed to secure alternative water resources or reuse water.
현재까지의 물 재이용 시장은 부가가치가 낮은 친수/관개 용수로 제한적으로 사용되고 있어, 고도 재이용수를 확대해서 부가가치가 높은 공업용수 활용을 위해 경제성을 확보해야만 한다. The water reuse market up to now has limited use of hydrophilic/irrigation water with low added value, and economic feasibility must be secured for the use of industrial water with high added value by expanding highly reused water.
이에 따라, 정부에서는 하수 처리수 재이용 관련 사업에 2016년까지 1000억원을 지원하여, 수익성 있는 지자체 민간 운영 방식 사업을 추진하고 있다. Accordingly, the government is promoting a profitable local government private operation method project by subsidizing 100 billion won by 2016 for projects related to sewage treatment water reuse.
일반적으로, 정밀여과분야에서는 모래여과 방식이나, 고분자분리막(membrane), 멜트브로운 부직포, 기타 부직포, 유리섬유(glass fiber) 등의 정밀여과재를 사용하는 방식 등이 사용되고 있다. In general, in the field of microfiltration, a sand filtration method, a polymer membrane, a melt blown nonwoven fabric, other nonwoven fabric, and a method using a precision filter material such as glass fiber are used.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는 모래 입자를 여재로 사용하는 모래여과방법 및 이를 이용한 모래여과장치 기술이 개시되어 있다. For example, in Patent Document 1 below, a sand filtration method using sand particles as a filter medium and a sand filtration device technology using the same are disclosed.
그리고 본 출원인은 하기의 특허문헌 2 및 특허문헌 3 등 다수에 정밀여과 필터 및 그의 제조방법을 개시하여 특허 출원해서 등록받은 바 있다. In addition, the present applicant has disclosed a microfiltration filter and a method of manufacturing the same in a number of patent documents 2 and 3 below, and has applied for a patent and has been registered.
그러나 상기 모래여과 방식은 화학약품을 사용함에 따라 환경오염을 야기하고, 다량의 슬러지를 발생시키며, 설비 투자비용이 높고, 대규모의 부지를 마련해야만 하는 문제점이 있었다. However, the sand filtration method has a problem in that the use of chemicals causes environmental pollution, generates a large amount of sludge, has a high facility investment cost, and has to prepare a large-scale site.
그리고 정밀여과재를 사용하는 경우, 여과 유량이 적고, 분리막 모듈의 내구성이 취약하며, 원수 변화에 따른 여과 대응능력이 낮은 문제점이 있었다. And, in the case of using a fine filter material, there is a problem in that the filtration flow rate is low, the durability of the separator module is weak, and the filtration response ability according to the change of raw water is low.
상기 고분자분리막은 가격이 고가이고, 처리대상이 고점도, 고농도인 경우 즉각적으로 막힘 현상이 발생함에 따라, 사용 대상이 제한되는 문제점이 있었다.The polymer separator is expensive, and when the object to be treated has a high viscosity or a high concentration, clogging occurs immediately, so that the object to be used is limited.
상기 멜트브로운 부직포는 분리막에 비해 가격이 저렴한 장점이 있으나, 제거 성능에 한계가 있었다.The melt blown nonwoven fabric has an advantage of being inexpensive in price compared to a separator, but has a limitation in removal performance.
상기 유리섬유는 제거 성능이 탁월한 소재로 알려져 있으나, 유리 소재의 특성상 깨지는 위험을 동반하고, 제거효율에 한계가 있었다.The glass fiber is known as a material having excellent removal performance, but due to the characteristics of the glass material, it is accompanied by a risk of breaking, and there is a limit in removal efficiency.
한편, 슈퍼 섬유 중의 하나인 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide, 이하 'PPS'라 함) 섬유는 단섬유 니들펀칭 부직포를 전치리용 백 필터로 가공하여 사용되고 있고, 최종 필터로는 선진업체의 표면여과필터(surface filter)를 사용하고 있다.On the other hand, polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as'PPS') fiber, one of the super fibers, is used by processing short-fiber needle-punching nonwoven fabrics into a bag filter for pretreatment. I am using a surface filter.
PP, PET 등의 수지를 적용한 방사형 부직포 제조는 많은 연구를 통해 여러 기업에서 제조되어 상업화되고 있으나, PPS 방사형 부직포는 제조 장치의 설계, 제조 공정의 어려움이 있고, 가공 및 복합화 공정상의 문제 등으로 일부 기업에서만 기초적인 테스트 수준으로 진행되었고, 현재 개발이 거의 전무한 실정이다.The manufacturing of radial nonwoven fabrics using resins such as PP and PET has been manufactured and commercialized by various companies through many studies, but PPS radial nonwovens have difficulties in the design and manufacturing process of manufacturing equipment, and some are due to problems in processing and complexing processes, etc. It was conducted only in companies at the level of basic testing, and there is almost no development at this time.
특히, PPS 멜트블로운 부직포는 극한적인 내열성, 내화학성이 요구되는 산업용 필터로 적용을 위한 소재의 가공 조건 및 복합화 제조 기술이 요구되고 있다.In particular, the PPS melt blown nonwoven fabric is an industrial filter that requires extreme heat resistance and chemical resistance, and processing conditions and complex manufacturing technology of the material for application are required.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 양산성, 경량성, 전기절연성, 녹슬지 않는 성질을 갖는 합성수지 재질을 이용해서 세섬도, 고강도, 내열, 난열 및 화학적 안정성이 우수한 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above-described problems, and PPS nonwoven fabric having excellent fineness, high strength, heat resistance, heat resistance and chemical stability by using a synthetic resin material having mass production, light weight, electrical insulation, and rust resistance. It is to provide a filter and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 고강도, 내열성을 갖는 스테인리스강 재질의 코어를 대신해서 합성수지 재질의 코어를 적용하여 PPS 부직포 필터의 2차 오염을 방지할 수 있는 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a PPS nonwoven filter capable of preventing secondary contamination of a PPS nonwoven filter by applying a core made of synthetic resin instead of a core made of stainless steel having high strength and heat resistance, and a method of manufacturing the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터는 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조되는 코어, 서로 다른 크기의 기공을 가지며, 상기 코어의 외면에 연속적으로 감기는 복수의 웹 여재, 망 형상으로 형성되고 상기 코어에 감긴 복수의 웹 여재 외면을 감싸서 고정하는 고정부재 및 상기 웹 여재와 고정부재의 양단에 결합되는 한 쌍의 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the PPS nonwoven filter according to the present invention has a core manufactured using a material made of a synthetic resin, has pores of different sizes, and a plurality of web media continuously wound around the outer surface of the core. , A fixing member formed in a net shape and surrounding and fixing the plurality of web media wound around the core, and a pair of coupling members coupled to both ends of the web media and the fixing member.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터의 제조방법은 (a) 웹 여재를 한 쌍의 롤러 사이를 통과시키면서 미리 설정된 설정온도로 가열하는 단계, (b) 가열된 상기 웹 여재의 탄성을 이용해서 코어의 외면에 감는 단계, (c) 상기 코어에 감긴 웹 여재보다 기공의 크기가 큰 웹 여재를 연속적으로 투입해서 상기 코어의 외면에 감아서 복수의 레이어를 형성하는 단계 및 (d) 상기 코어에 감긴 웹 여재의 외면에 망 형상으로 형성된 고정부재를 설치해서 상기 웹 여재를 고정하고, 상기 웹 여재와 고정부재의 양단에 각각 한 쌍의 결합부재를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the method of manufacturing a PPS nonwoven filter according to the present invention includes the steps of: (a) heating the web filter material to a preset temperature while passing through a pair of rollers, (b) heating Winding the outer surface of the core by using the elasticity of the web filter material, (c) a web filter material having a larger pore size than the web filter material wound around the core is continuously input and wound around the outer surface of the core to form a plurality of layers. And (d) fixing the web media by installing a fixing member formed in a net shape on the outer surface of the web media wound around the core, and coupling a pair of coupling members to both ends of the web media and the fixing member. It characterized in that it comprises a.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법에 의하면, PPS 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련된 복수의 웹 여재를 코어의 외면에 연속적으로 감아서 복수의 레이어를 형성하여 양산성, 경량성, 전기절연성, 녹슬지 않는 성질을 갖는 합성수지 재질을 이용해서 세섬도, 고강도, 내열, 난열 및 화학적 안정성이 우수한 PPS 부직포 필터를 제조할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the PPS nonwoven fabric filter and its manufacturing method according to the present invention, mass production by forming a plurality of layers by continuously winding a plurality of web media prepared from a melt blown nonwoven fabric using PPS nanofibers on the outer surface of the core. It is possible to manufacture a PPS nonwoven filter having excellent fineness, high strength, heat resistance, heat resistance and chemical stability by using a synthetic resin material having properties, light weight, electrical insulation, and rust resistance.
이에 따라, 본 발명은 난연, 내열 및 내화학성이 우수한 PPS 부직포 필터를 제조해서 필터의 내화학성이 중요 인자인 여과 및 분리 산업에 적용할 수 있다는 효과가 얻어진다. Accordingly, the present invention has an effect that it can be applied to the filtration and separation industry, which is an important factor, by manufacturing a PPS nonwoven filter having excellent flame retardancy, heat resistance and chemical resistance.
또한, 본 발명에 의하면, 웹 여재가 감기는 코어를 합성수지 재질의 재료로 제조함으로써, 코어에서 발생하는 녹에 의한 PPS 부직포 필터 및 여과액의 2차 오염을 방지하고, PPS 부직포 필터의 하중을 감소시켜 경량화할 수 있다는 효과가 얻어진다. In addition, according to the present invention, by making the core wound with the web filter made of synthetic resin material, secondary contamination of the PPS nonwoven filter and filtrate by rust generated in the core is prevented, and the load of the PPS nonwoven filter is reduced. By doing so, the effect of being able to reduce weight is obtained.
도 1은 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터가 적용되는 정밀여과장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 PPS 부직포 필터의 부분 절개 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 제조방법을 단계별로 설명하는 공정도,
도 5는 코어에 웹 여재를 감는 과정을 예시한 도면. 1 is a block diagram of a precision filtration apparatus to which a PPS nonwoven filter according to the present invention is applied,
2 is a perspective view of a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a partially cut-away perspective view of the PPS nonwoven filter shown in FIG. 2;
4 is a process chart illustrating step-by-step a method of manufacturing a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a diagram illustrating a process of winding the web media on the core.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a PPS nonwoven fabric filter and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터가 적용되는 정밀여과장의 구성을 설명한다. First, a configuration of a microfiltration plant to which a PPS nonwoven filter according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터가 적용되는 정밀여과장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a microfiltration device to which a PPS nonwoven filter according to the present invention is applied.
본 발명에 따른 PPS 부직포 필터가 적용되는 정밀여과장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 여과전액에 포함된 고체 미립자를 응집시키는 응집 반응부(10), 응집 반응부(10)에서 공급되는 여과전액의 압력에 의해 다수의 PPS 부직포 필터(40)가 부피가 감소하도록 압축되면서 서로 밀착되어 다수의 PPS 부직포 필터(40) 사이의 공극을 조절하여 여과전액을 1차 여과하는 제1 여과부(20) 및 멤브레인 모듈(31)을 이용해서 제1 여과부(20)에서 공급되는 여과액을 2차 여과하는 제2 여과부(30)를 포함할 수 있다. The microfiltration device to which the PPS nonwoven fabric filter according to the present invention is applied, as shown in FIG. The
응집 반응부(10)에는 여과전액에 포함된 고체 미립자를 응집시키도록 응집제를 공급하는 응집제 공급장치(도면 미도시)가 마련될 수 있다. The
상기 응집제 공급장치는 고체 미립자를 서로 응집시켜 플록(floc)을 형성하기 위한 최적 조건이 되도록, 응집 반응부(10)로 유입되는 여과전액의 유량이나 압력과 같은 유입 부하에 따라 응집제의 주입량을 조절할 수 있다. The coagulant supply device adjusts the injection amount of the coagulant according to the inflow load such as the flow rate or pressure of the entire filtrate flowing into the
제1 여과부(20)는 응집 반응부(10)에서 공급되는 여과전액의 압력에 의해 내부에 마련된 다수의 PPS 부직포 필터(40)를 통해 여과전액을 1차 여과하고, 세척수를 이용해서 PPS 부직포 필터(40)를 역세하여 본래의 형상으로 복원시키는 기능을 한다. The
이를 위해, 제1 여과부(20)와 응집 반응부(10) 사이의 공급관에는 응집 반응부(10)에서 고체 미립자가 응집된 여과전액을 제1 여과부(20)로 공급하도록 펌핑 동작하는 이송펌프가 마련될 수 있다. To this end, in the supply pipe between the
제1 여과부(20)는 하부 일측을 통해 여과전액을 공급받는 여과조(21), 여과조(21)에 설치되는 다수의 PPS 부직포 필터(40) 및 PPS 부직포 필터(40)에 의해 1차 여과된 여과액을 제2 여과부(30)로 전달하는 전달관(22)을 포함할 수 있다. The
제2 여과부(30)는 멤브레인 모듈(31)을 이용해서 저차압, 저에너지 조건에서 1차 여과된 여과액을 정밀여과하고, 세척수를 이용해서 멤브레인 모듈(31)을 역세하는 기능을 한다. The
이를 위해, 제1 여과부(20)와 제2 여과부(30) 사이에 마련되는 전달관에는 1차 여과된 여과액을 제2 여과부(30)로 공급하도록 펌핑 동작하는 이송펌프가 마련될 수 있다.To this end, a transfer pump provided between the
멤브레인 모듈(31)은 중공사(hollow fiber)형 한외여과막(ultrafiltration membrane) 모듈로 마련될 수 있다. The
한편, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 PPS 부직포 필터가 적용되는 정밀여과장치의 구성을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성으로 변경된 정밀여과장치에 적용 가능하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다. Meanwhile, the configuration of the precision filtration device to which the PPS nonwoven fabric filter according to the present invention is applied has been described with reference to FIG. Please note that there is.
다음, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터 구성을 상세하게 설명한다. Next, a configuration of a PPS nonwoven fabric filter according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 PPS 부직포 필터의 부분 절개 사시도이다. 2 is a perspective view of a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the PPS nonwoven filter shown in FIG. 2.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조되는 코어(41), 서로 다른 크기의 기공을 가지며, 코어(41)의 외면에 순차적으로 감기는 복수의 웹 여재(42), 망 형상으로 형성되고 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)의 외면을 감싸서 고정하는 고정부재(43) 및 웹 여재(42)와 고정부재(43)의 양단에 결합되는 한 쌍의 결합부재(44)를 포함한다. The PPS
코어(41)는 도 3에 도시된 바와 같이, 양단이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고, 코어(41)의 외면에는 PPS 부직포 필터(40) 외부의 여과전액이 웹 여재(42)를 통과하면서 여과된 여과액이 내부로 이동하는 복수의 이동공(45)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the
예를 들어, 이동공(45)은 복수의 열과 행을 따라 격자 형상으로 배열될 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이동공(45)의 개수 및 배열 형상은 다양하게 변경될 수 있다. For example, the moving
한편, 코어(41)는 종래기술에 따라 강이나 스테인리스강으로 제조되는 코어의 산화, 즉 녹 발생에 의한 PPS 부직포 필터(40)와 여과액의 2차 오염을 방지할 수 있도록, 플라스틱과 같은 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 코어(41)는 내약품성, 기계적 성질 및 열적 성질이 우수한 폴리프로필렌(polypropylene)을 이용해서 제조될 수 있다. For example, the
이와 같이, 본 발명은 코어를 합성수지 재질의 재료로 제조함으로써, 코어에서 발생하는 녹에 의한 PPS 부직포 필터 및 여과액의 2차 오염을 방지하고, PPS 부직포 필터의 하중을 감소시켜 경량화할 수 있다. As described above, the present invention prevents secondary contamination of the PPS nonwoven filter and filtrate due to rust generated in the core by making the core of a material made of synthetic resin, and reduces the load of the PPS nonwoven filter, thereby reducing the weight.
각 웹 여재(42)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질의 재료를 이용해서 판 형상으로 형성될 수 있다. Each
예를 들어, 웹 여재(42)는 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide, 이하 'PPS'라 함)를 방사해서 얻어지는 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련될 수 있다.For example, the
상기 PPS 나노 섬유는 생산과 동시에 3차원의 네크워크로 용착되어 적층된 형태의 다공성 웹(Nano Web)으로서, 종래의 PPS 섬유에 비해 부피 대비 표면적비가 지극히 높고, 절곡 형태가 가능한 소재이다.The PPS nanofiber is a porous web in the form of a stacked form by welding into a three-dimensional network at the same time as production, and has a very high surface area ratio to volume compared to the conventional PPS fiber, and is a material capable of bending shape.
예를 들어, 상기 PPS 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포는 상기 특허문헌 4에 기재된 제조방법에 의해 제조될 수 있다. For example, the melt blown nonwoven fabric using the PPS nanofibers may be manufactured by the manufacturing method described in Patent Document 4.
PPS 멜트 블로운 부직포는 멜트 블로운 방사에 적합한 용융지수를 갖는 원료를 선정한 후 건조를 통해 원료의 수분율을 200ppm 미만으로 제어하고, 건조된 원료를 320℃의 온도에서 용융하여 DCD 길이가 13.5㎝에 있는 컬럭터에 수집하여 제조될 수 있다. PPS melt blown nonwoven fabric selects raw materials with a melt index suitable for melt blown spinning, and then controls the moisture content of the raw materials to less than 200 ppm through drying, and melts the dried raw materials at a temperature of 320°C to achieve a DCD length of 13.5 cm. It can be prepared by collecting in a collector that is present.
이와 같이 제조된 초극세 PPS 멜트 블로운 부직포는 내열성 및 내화학성이 우수해 산업용 필터중 내열성을 요구하는 고정밀필터로 적용이 가능하다. The ultra-fine PPS melt blown nonwoven fabric manufactured as described above has excellent heat resistance and chemical resistance, so it can be applied as a high-precision filter that requires heat resistance among industrial filters.
한편, 본 실시 예에서 웹 여재(42)는 복수, 예컨대 2 내지 5개로 마련되거나, 또는 6개 이상으로 마련될 수도 있다. 이러한 복수의 웹 여재(42)는 서로 다른 크기의 기공을 가질 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, the
종래기술에 따르면, 나노 웹은 캘린더링(calendering) 공정을 통해 기공 크기를 낮추고, 기공의 안정성을 부여한다. According to the prior art, the nanoweb reduces the pore size through a calendering process and imparts stability of the pore.
반면, PPS 나노 섬유는 내열에 강한 부직포로서, 가공에 어려움이 있다. On the other hand, PPS nanofibers are nonwoven fabrics that are resistant to heat and are difficult to process.
따라서 본 실시 예에서는 PPS 나노 섬유의 굵기를 조절해서 가공 전에 기공을 형성하고, 평량(basis weight)을 증가시켜 미세섬유를 적층해서 캘린더링 공정을 거치지 않고도 부직포의 완성도를 향상시킬 수 있다. Accordingly, in this embodiment, pores are formed before processing by adjusting the thickness of the PPS nanofibers, and microfibers are stacked by increasing the basis weight to improve the completeness of the nonwoven fabric without going through a calendering process.
고정부재(43)는 여과전액이 투과할 수 있도록 복수의 투과공이 형성된 망(net) 형상으로 형성되고, 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)의 외면을 감싸서 PPS 부직포 필터(40)의 외경을 고정하는 기능을 한다. The fixing
한 쌍의 결합부재(44)는 각각 웹 여재(42)의 양단에 결합 가능하도록, 웹 여재(42)의 양단에 결합되는 내측면이 개구된 대략 캡 형상으로 형성될 수 있다. The pair of
따라서, 각 결합부재(44)의 내측면에는 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)의 양단이 결합되는 결합공간이 마련될 수 있다. Accordingly, a coupling space in which both ends of the
그리고 각 결합부재(44)의 중앙에는 코어(41)의 내부로 유입된 여과액을 정밀여과장치의 제1 여과부(20)에서 제2 여과부(30)로 전달하고, 제1 여과부(20)에 설치 가능하도록 통공이 형성될 수 있다. And at the center of each coupling
한편, 본 실시 예에서 고정부재(43)와 결합부재(44)는 모두 PP 또는 PPS와 같은 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다. Meanwhile, in the present embodiment, both the fixing
다음, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 제조방법을 상세하게 설명한다.Next, a method of manufacturing a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 제조방법을 단계별로 설명하는 공정도이고, 도 5는 코어에 웹 여재를 감는 동작을 예시한 도면이다. FIG. 4 is a process chart explaining step-by-step a method of manufacturing a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of winding a web filter material on a core.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 제조방법은 (a) 웹 여재(42)를 한 쌍의 롤러(50) 사이를 통과시키면서 미리 설정된 온도로 가열하는 단계, (b) 가열된 웹 여재(42)의 탄성을 이용해서 코어(41)의 외면에 감는 단계, (c) 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)보다 기공의 크기가 큰 웹 여재(42)를 연속적으로 투입해서 코어(41)의 외면에 감아서 복수의 레이어를 형성하는 단계 및 (d) 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)의 외면을 고정부재(43)로 감싸서 웹 여재(42)를 고정하고, 웹 여재(42)와 고정부재(43)의 양단에 각각 한 쌍의 결합부재(44)를 결합하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a PPS nonwoven fabric filter according to a preferred embodiment of the present invention includes (a) heating the
상세하게 설명하면, 도 4의 S10단계에서 PPS 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련된 웹 여재(42)를 한 쌍의 롤러(50) 사이를 통과시켜 코어(41)의 외면에 감는다. In detail, in step S10 of FIG. 4, the
예를 들어, 서로 다른 크기의 기공을 갖는 복수의 웹 여재(42)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상하로 나란하게 배치된 한 쌍의 롤러(50) 사이 공간에 연속적으로 투입된다. For example, a plurality of
이때, 웹 여재(42)는 미리 설정된 설정온도, 예컨대 약 200 내지 250℃로 가열된다. At this time, the
이와 같이, 웹 여재(42)는 코어(41)의 외면에 감기는 과정에서 상기 설정온도로 가열됨에 따라, 웹 여재(42)의 표면이 부분적으로 용융되어 필름화된다.In this way, as the
이어서, 코어(41)에 감긴 웹 여재(41)보다 기공의 크기가 큰 웹 여재(42)가 연속적으로 투입되면, 표면이 용융된 웹 여재(42)는 코어의 외면에 감기는 과정에서 스펀 본드(spun bond) 방식에 의해 탄성적으로 서로 용착된다(S12). Subsequently, when the
예를 들어, 코어(41)에 4개의 웹 여재(42)를 감는 경우, 각 웹 여재(42)의 기공은 약 3㎛, 5㎛, 8㎛, 10㎛로 형성되고, 기공 크기가 작은 웹 여재(42)부터 순차적으로 투입될 수 있다. For example, in the case of winding four
이와 같이, 본 발명은 코어에 복수의 웹 여재를 연속적으로 감는 과정에서 설정된 온도로 가열함에 따라, 표면이 용융된 웹 여재를 서로 용착시켜 기공의 크기를 감소시키고, 안정성을 부여할 수 있다. As described above, according to the present invention, by heating to a set temperature in the process of continuously winding a plurality of web media on the core, the web media having a melted surface are welded together to reduce the size of pores and provide stability.
한편, 본 발명은 총 4개의 웹 여재(42)를 감는 경우, 첫번째와 두번째 웹 여재를 투입하는 동안에는 웹 여재(42)를 가열하고, 나머지 웹 여재를 투입하는 동안에는 가열을 중지해서 해당 웹 여재(42)에 형성된 기공을 그대로 유지할 수 있다. On the other hand, in the present invention, in the case of winding a total of four
이와 같이, 본 발명은 PPS 부직포 필터의 기공을 효과적으로 배치하여 여과액을 여과하는 과정에서 PPS 부직포 필터의 막힘을 방지하고, 여과 성능을 향상시킬 수 있다. As described above, the present invention can prevent clogging of the PPS nonwoven filter and improve filtration performance in the process of filtering the filtrate by effectively disposing the pores of the PPS nonwoven filter.
한편, 코어(41)에 감기는 웹 여재(42)의 선단은 이전에 감긴 웹 여재(42)의 후단과 부분적으로 겹쳐지거나, 서로 접촉될 수 있다. On the other hand, the front end of the
물론, 본 발명은 이전에 감긴 웹 여재(42)와 무관하게 다음 웹 여재(42)를 감아서 복수의 레이어를 형성할 수도 있다. Of course, the present invention may form a plurality of layers by winding the
이와 같는 과정을 반복해서 복수의 웹 여재(42)를 연속적으로 코어(41)에 감는 과정을 거치고, 코어(41)에 감긴 웹 여재(42)의 외면에 망 형상의 고정부재(43)를 감아 웹 여재(42)를 고정한다(S14). By repeating this process, a plurality of
S16단계에서 웹 여재(42)와 고정부재(43)의 양단에 각각 캡 형상으로 형성된 한 쌍의 결합부재(44)를 결합해서 PPS 부직포 필터(40)의 조립을 완료한다. In step S16, the assembly of the
이와 같은 과정을 통해 제조된 PPS 부직포 필터의 여과 성능 실험 결과를 아래의 표 1을 참조하여 설명한다. The results of the filtration performance experiment of the PPS nonwoven fabric filter manufactured through the above process will be described with reference to Table 1 below.
표 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터의 여과 성능을 실험한 결과 테이블이다.Table 1 is a table of results of testing the filtration performance of a PPS nonwoven filter according to a preferred embodiment of the present invention.
(㎛)Particle size
(㎛)
여과 성능 실험 조건은 시험분진 ISO 12103-1,A3를 이용하였고, 분진농도는 30㎎/L 이며, 유량은 11.4L/min 이다.The filtration performance test conditions were tested dust ISO 12103-1,A3, the dust concentration was 30 mg/L, and the flow rate was 11.4 L/min.
표 1에 기재된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 PPS 부직포 필터(40)는 입자크기가 3㎛인 경우에는 약 96% 이상의 제거효율을 제공하고, 입자크기가 4㎛ 이상인 경우에는 약 99% 이상 100% 또는 100%에 근접한 제거효율을 제공함을 확인할 수 있었다. As shown in Table 1, the
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 PPS 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련된 복수의 웹 여재를 코어의 외면에 연속적으로 감아서 복수의 레이어를 형성하여 양산성, 경량성, 전기절연성, 녹슬지 않는 성질을 갖는 합성수지 재질을 이용해서 세섬도, 고강도, 내열, 난열 및 화학적 안정성이 우수한 PPS 부직포 필터를 제조할 수 있다. Through the process as described above, the present invention forms a plurality of layers by continuously winding a plurality of web media prepared by melt blown nonwoven fabric using PPS nanofibers on the outer surface of the core to form a mass production, light weight, electrical insulation, It is possible to manufacture a PPS nonwoven filter having excellent fineness, high strength, heat resistance, heat resistance and chemical stability by using a synthetic resin material having anti-rust properties.
또한, 본 발명은 웹 여재가 감기는 코어를 합성수지 재질의 재료로 제조함으로써, 코어에서 발생하는 녹에 의한 PPS 부직포 필터 및 여과액의 2차 오염을 방지하고, PPS 부직포 필터의 하중을 감소시켜 경량화할 수 있다. In addition, the present invention prevents secondary contamination of the PPS nonwoven filter and filtrate due to rust generated in the core by manufacturing the core wound with the web filter material made of synthetic resin, and reduces the load of the PPS nonwoven filter to reduce weight. can do.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that the invention can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.
본 발명은 PPS 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련된 복수의 웹 여재를 코어의 외면에 연속적으로 감아서 복수의 레이어가 형성된 PPS 부직포 필터 및 그의 제조방법 기술에 적용된다.The present invention is applied to the technology of a PPS nonwoven fabric filter in which a plurality of layers is formed by continuously winding a plurality of web media prepared from a melt blown nonwoven fabric using PPS nanofibers on the outer surface of a core, and a method of manufacturing the same.
10: 응집 반응부
20: 제1 여과부
21: 여과조
22: 전달관
30: 제2 여과부
31: 멤브레인 모듈
40: PPS 부직포 필터
41: 코어
42: 웹 여재
43: 고정부재
44: 결합부재
45: 이동공
50: 롤러10: coagulation reaction unit 20: first filtration unit
21: filtration tank 22: delivery pipe
30: second filtration unit 31: membrane module
40: PPS nonwoven filter 41: core
42: web media 43: fixing member
44: coupling member 45: moving hole
50: roller
Claims (7)
서로 다른 크기의 기공을 가지며, 상기 코어의 외면에 연속적으로 감기는 복수의 웹 여재,
망 형상으로 형성되고 상기 코어에 감긴 복수의 웹 여재 외면을 감싸서 고정하는 고정부재 및
상기 웹 여재와 고정부재의 양단에 결합되는 한 쌍의 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터. Core manufactured using synthetic resin material,
A plurality of web media having pores of different sizes and continuously wound around the outer surface of the core,
A fixing member that is formed in a net shape and wraps and fixes the outer surfaces of a plurality of web media wound around the core, and
A PPS nonwoven filter comprising a pair of coupling members coupled to both ends of the web filter material and the fixing member.
상기 코어는 산화로 인한 상기 PPS 부직포 필터와 여과액의 오염을 방지하도록, 폴리프로필렌을 이용해서 제조되고,
상기 코어의 외면에는 상기 복수의 웹 여재에 의해 여과된 여과액을 내부 공간으로 이동시키는 복수의 이동공이 형성되는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터.The method of claim 1,
The core is manufactured using polypropylene to prevent contamination of the PPS nonwoven filter and filtrate due to oxidation,
A PPS nonwoven fabric filter, characterized in that a plurality of moving holes for moving the filtrate filtered by the plurality of web media to the inner space are formed on the outer surface of the core.
상기 복수의 웹 여재 중에서 일부 웹 여재는 한 쌍의 롤러 사이에 투입되는 과정에서 미리 설정된 설정온도로 가열되어 표면이 부분적으로 용융되어 상기 코어의 외면에 탄성적으로 서로 용착되고,
이후에 투입되는 나머지 웹 여재는 가열이 중지된 상태에서 상기 코어에 감기는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터. The method of claim 1,
Among the plurality of web media, some of the web media are heated to a preset temperature in the process of being introduced between a pair of rollers, so that their surfaces are partially melted and are elastically welded to each other on the outer surface of the core,
PPS non-woven fabric filter, characterized in that the remaining web media to be introduced after being wound around the core in a state in which heating is stopped.
상기 웹 여재는 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide, 이하 'PPS'라 함)를 방사해서 얻어지는 나노 섬유를 이용한 멜트 블로운 부직포로 마련되는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터.The method of claim 3,
The web filter material is a PPS nonwoven fabric filter, characterized in that it is provided with a melt-blown nonwoven fabric using nanofibers obtained by spinning polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as'PPS').
(a) 웹 여재를 한 쌍의 롤러 사이를 통과시키면서 미리 설정된 설정온도로 가열하는 단계,
(b) 가열된 상기 웹 여재의 탄성을 이용해서 코어의 외면에 감는 단계,
(c) 상기 코어에 감긴 웹 여재보다 기공의 크기가 큰 웹 여재를 연속적으로 투입해서 상기 코어의 외면에 감아서 복수의 레이어를 형성하는 단계 및
(d) 상기 코어에 감긴 웹 여재의 외면에 망 형상으로 형성된 고정부재를 설치해서 상기 웹 여재를 고정하고, 상기 웹 여재와 고정부재의 양단에 각각 한 쌍의 결합부재를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터의 제조방법. In the manufacturing method of the PPS nonwoven fabric filter according to any one of claims 1 to 4,
(a) heating the web media to a preset temperature while passing through a pair of rollers,
(b) winding the outer surface of the core by using the elasticity of the heated web media,
(c) continuously inputting a web filter material having a larger pore size than the web filter material wound around the core and winding it around the outer surface of the core to form a plurality of layers; and
(d) fixing the web media by installing a fixing member formed in a mesh shape on the outer surface of the web media wound around the core, and coupling a pair of coupling members to both ends of the web media and the fixing member. A method of manufacturing a PPS nonwoven filter, characterized in that.
상기 설정온도로 가열된 웹 여재는 표면이 부분적으로 용융된 상태에서 상기 코어의 외면에 탄성적으로 서로 용착되는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터의 제조방법.The method of claim 5,
The method of manufacturing a PPS nonwoven filter, characterized in that the web media heated to the set temperature are elastically welded to the outer surface of the core while the surface is partially melted.
상기 (a)단계는 연속적으로 투입되는 복수의 웹 여재 중에서 일부를 가열하고, 이후 나머지 웹 여재가 투입되면 가열을 중지하는 것을 특징으로 하는 PPS 부직포 필터의 제조방법. The method of claim 5,
Step (a) is a method of manufacturing a PPS nonwoven fabric filter, characterized in that heating a part of the plurality of web media that are continuously added, and then stopping the heating when the remaining web media are added thereto.
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