KR20220040861A - Meltblown Filter Manufacturing System - Google Patents

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김찬수
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Abstract

The present invention provides a radial meltblown filter manufacturing system which may manufacture a meltblown filter representing high filter efficiency by multiple radiation of twice or greater, and have uniform surface state and weight. The radial meltblown filter manufacturing system comprises: a raw material supply part to supply a thermoplastic polymer raw material; a first ejector for melting the thermoplastic polymer raw material from the raw material supply part and ejecting the melted thermoplastic polymer raw material to form a fiber layer on a conveyor; a conveyor to convey the fiber layer ejected from the first ejector; a second ejector for melting the thermoplastic polymer raw material from the raw material supply part and ejecting the melted thermoplastic polymer raw material through a nozzle to stack fiber on the fiber layer ejected from the first ejector on the conveyor; a corona charger for compressing the fiber layer on the conveyor from the second ejector by passing the fiber layer through a plurality of rollers and providing static electricity in a corona charging scheme to manufacture a meltblown filter; and an unloader to wind the meltblown filter from the corona charger on a roller.

Description

다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템{Meltblown Filter Manufacturing System}Multiple Radial Meltblown Filter Manufacturing System

본 발명은 멜트블로운 필터 제조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 폴리머 원료를 2회 이상의 용융 방사를 수행하고 코로나 차징(charging)하여 향상된 필터 효율을 갖는 멜트블로운 필터를 제조할 수 있는 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for manufacturing a melt blown filter, and more particularly, a multi-layer capable of manufacturing a melt blown filter having improved filter efficiency by performing melt spinning on a thermoplastic polymer raw material twice or more and corona charging. It relates to a system for manufacturing a radial meltblown filter.

멜트블로운 필터(MB필터)는 폴리프로필렌(PP)과 같은 열가소성 폴리머를 용융하여 노즐을 통해 압출 방사하는 제조 방법으로 만든 부직포 필터다. 산업·의료용으로 널리 쓰이는 소재로, KF 마스크를 비롯해 시중에 유통되는 의료용·보건용 마스크의 내부 필터로 쓰이는 핵심 원자재다. 여기서 녹인 폴리프로필렌 원료를 아주 작은 구멍이 뚫린 노즐을 통해 실 형태로 뿜어내는 방법을 멜트블로운(meltblown, 용융 방사)라 하는데, 이렇게 실 형태로 뿜어져 나온 폴리프로필렌 섬유는 컨베이어 벨트를 따라 운반된 후 두 개의 롤러 사이를 통과하며 눌려 부직포 형태가 된다.The melt blown filter (MB filter) is a non-woven filter made by a manufacturing method of melting a thermoplastic polymer such as polypropylene (PP) and extruding it through a nozzle. It is a material widely used for industrial and medical purposes, and is a key raw material used as an internal filter for medical and health masks distributed in the market, including KF masks. Meltblown (melt spinning) is a method in which the melted polypropylene raw material is blown out in the form of a thread through a nozzle with a very small hole. Then, it passes between the two rollers and is pressed to form a non-woven fabric.

멜트블로운 필터는 직경이 10㎛ 이하인 미세 섬유들이 상호 결합해 거미줄과 같은 구조 형태를 갖게 된다. 이로써 섬유조직이 무작위로 얽히고 쌓여 미세 이물질이 통과하기 힘든 구조가 된다. 이후 후공정을 통해 정전기를 부여하면 초미세먼지를 잡아낼 수 있는 정전기 필터가 된다. In the melt blown filter, fine fibers with a diameter of 10 μm or less are combined with each other to have a spider web-like structure. As a result, the fibrous tissue is randomly entangled and piled up, making it difficult for microscopic foreign substances to pass through. After that, if static electricity is applied through a post-process, it becomes an electrostatic filter that can catch ultra-fine dust.

종래에는 멜트블로운 필터의 제조 과정에서 단일한 방사 공정을 통해 필터를 제조하였는데, 고성능의 방사 노즐을 사용하지 않을 경우 필터의 품질이 저하되어 원하는 필터 효율을 얻을 수 없는 문제가 있다.Conventionally, the filter was manufactured through a single spinning process in the manufacturing process of the melt blown filter, but if a high-performance spinning nozzle is not used, the quality of the filter is deteriorated, and thus a desired filter efficiency cannot be obtained.

대한민국 등록특허 제10-0795468호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0795468

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 2회 이상의 다중 방사를 통해 높은 필터 효율을 가지며, 균일한 표면 상태 및 중량을 갖는 멜트블로운 필터를 제조할 수 있는 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, and the present invention is a multi-radiation type melt blown filter capable of manufacturing a melt blown filter having high filter efficiency and a uniform surface state and weight through multiple spinning twice or more. An object of the present invention is to provide a filter manufacturing system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템은, 열가소성 폴리머 원료를 공급하는 원료공급부; 상기 원료공급부에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 방사하여 컨베이어 상에 섬유층을 형성하는 제1방사기; 상기 제1방사기에 의해 방사된 섬유층을 이송하는 컨베이어; 상기 원료공급부에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 노즐을 통해 방사하여 상기 제1방사기에 의해 방사된 컨베이어 상의 섬유층에 섬유를 적층하는 제2방사기; 상기 제2방사기를 통과한 컨베이어 상의 섬유층을 복수의 롤러를 통과시켜 압착하면서 코로나 차징 방식으로 정전기를 부여하여 멜트블로운필터를 만드는 코로나차징기; 및, 코로나차징기를 통과한 멜트블로운 필터를 롤러에 권선하는 언로딩부;를 포함한다. A multi-radiation type melt blown filter manufacturing system according to the present invention for achieving the above object includes: a raw material supply unit for supplying a thermoplastic polymer raw material; a first spinning machine that melts the raw material supplied from the raw material supply unit and spins the molten raw material to form a fiber layer on the conveyor; a conveyor for transferring the fiber layer spun by the first spinning machine; a second spinning machine that melts the raw material supplied from the raw material supply unit and spins the molten raw material through a nozzle to laminate the fibers on the fiber layer on the conveyor spun by the first spinning machine; a corona charger for making a melt blown filter by applying static electricity in a corona charging method while compressing the fiber layer on the conveyor that has passed through the second spinning machine through a plurality of rollers; and an unloading unit for winding the melt blown filter that has passed through the corona charger on the roller.

본 발명에 따르면, 2회 이상의 다중 방사를 통해 높은 필터 효율을 가지며, 균일한 표면 상태 및 중량을 갖는 멜트블로운 필터를 제조할 수 있고, 따라서 마스크 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture a melt blown filter having high filter efficiency and a uniform surface state and weight through multiple radiation of two or more times, and thus, there is an effect of increasing mask productivity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템의 방사기의 구성 및 작용을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a multi-radiation type melt blown filter manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration and operation of the radiator of the multi-radiation type melt blown filter manufacturing system shown in FIG. 1 .

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings, a system for manufacturing a multi-radial melt blown filter according to embodiments of the present invention will be described in detail. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual in order to understand the schematic configuration.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템은, 열가소성 폴리머 원료를 공급하는 원료공급부(1); 상기 원료공급부에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 방사하여 컨베이어(4) 상에 섬유층을 형성하는 제1방사기(2); 상기 제1방사기(2)에 의해 방사된 섬유층()을 이송하는 컨베이어(4); 상기 원료공급부(1)에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 방사노즐(8)을 통해 방사하여 상기 제1방사기(2)에 의해 방사된 컨베이어(4) 상의 섬유층에 섬유를 적층하는 제2방사기(3); 상기 제2방사기(3)를 통과한 컨베이어(4) 상의 섬유층을 복수의 롤러를 통과시켜 압착하면서 코로나 차징 방식으로 정전기를 부여하여 멜트블로운 필터를 만드는 코로나차징기(5); 및, 상기 코로나차징기(5)를 통과한 멜트블로운 필터(MB)를 롤러(7)에 권선하는 언로딩부(6);를 포함한다.1 and 2, the multi-radiation type melt blown filter manufacturing system of the present invention includes: a raw material supply unit 1 for supplying a thermoplastic polymer raw material; a first spinning machine (2) that melts the raw material supplied from the raw material supply unit and spins the molten raw material to form a fiber layer on the conveyor (4); a conveyor (4) for transferring the fiber layer () spun by the first spinning machine (2); A second that melts the raw material supplied from the raw material supply unit 1 and spins the molten raw material through the spinning nozzle 8 to laminate the fibers on the fiber layer on the conveyor 4 spun by the first spinning machine 2 radiator (3); a corona charger (5) for making a melt blown filter by applying static electricity in a corona charging method while compressing the fiber layer on the conveyor (4) that has passed through the second spinning machine (3) through a plurality of rollers; and an unloading unit 6 for winding the melt blown filter MB that has passed through the corona charger 5 on the roller 7 .

제1방사기(2) 및 제2방사기(3)는 컨베이어(4) 상측에 일렬로 배열되어 컨베이어(4) 상에 순차적으로 섬유를 방사하여 멜트블로운 섬유층을 적층 형성하게 된다. 제1방사기(2) 및 제2방사기(3)는 도 2에 도시한 것과 같이 용융된 폴리머 원료를 방사노즐(8)을 통해 압출하면서 압축공기를 분사하여 섬유를 방사하고, 상온의 컨베이어(4) 상에서 대류에 의해 자연 냉각되어 부직포 섬유층을 형성한다. The first spinning machine 2 and the second spinning machine 3 are arranged in a line on the upper side of the conveyor 4 to sequentially spin fibers on the conveyor 4 to form a layer of melt blown fibers. As shown in FIG. 2 , the first spinning machine 2 and the second spinning machine 3 spray compressed air while extruding the molten polymer raw material through the spinning nozzle 8 to spin the fibers, and a conveyor 4 at room temperature ) is naturally cooled by convection to form a nonwoven fiber layer.

컨베이어 상의 멜트블로운 섬유층은 코로나차징기(5)를 거치면서 정전기가 부여되고 압착되어 멜트블로운 필터로 완성된 후, 언로딩부(6)의 롤러(7)에 권선된다. The melt blown fiber layer on the conveyor is applied with static electricity while passing through the corona charger 5 and compressed to complete a melt blown filter, and then is wound on the roller 7 of the unloading unit 6 .

이와 같이 제1방사기(2) 및 제2방사기(3)에 의한 다중 방사 방식으로 제조된 멜트블로운 필터는 균일한 표면 상태와 일정한 중량을 갖는 것으로 확인되었고, 이에 따라 기존의 단일 방사형 멜트블로운 필터 제조장치에서 제조된 멜트블로운 필터보다 높은 필터 효율을 갖는 것으로 확인되었다. As described above, it was confirmed that the melt blown filter manufactured by the multi-spinning method by the first radiator 2 and the second radiator 3 had a uniform surface state and a constant weight, and thus the conventional single-radiation melt blown filter It was confirmed to have a higher filter efficiency than the melt blown filter manufactured in the filter manufacturing apparatus.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although preferred embodiments of the present invention have been described above, various changes, modifications and equivalents may be used in the present invention. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description is not intended to limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims.

1 : 원료공급부 2 : 제1방사기
3 : 제2방사기 4 : 컨베이어
5 : 코로나차징기 6 : 언로딩부
7 : 롤러 8 : 방사노즐1: raw material supply part 2: first spinning machine
3: 2nd radiator 4: Conveyor
5: Corona charger 6: Unloading unit
7: roller 8: spinning nozzle

Claims (1)

열가소성 폴리머 원료를 공급하는 원료공급부;
상기 원료공급부에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 방사하여 컨베이어 상에 섬유층을 형성하는 제1방사기;
상기 제1방사기에 의해 방사된 섬유층을 이송하는 컨베이어;
상기 원료공급부에서 공급되는 원료를 용융하고 용융된 원료를 노즐을 통해 방사하여 상기 제1방사기에 의해 방사된 컨베이어 상의 섬유층에 섬유를 적층하는 제2방사기;
상기 제2방사기를 통과한 컨베이어 상의 섬유층을 복수의 롤러를 통과시켜 압착하면서 코로나 차징 방식으로 정전기를 부여하여 멜트블로운필터를 만드는 코로나차징기; 및,
코로나차징기를 통과한 멜트블로운 필터를 롤러에 권선하는 언로딩부;
를 포함하는 다중 방사형 멜트블로운 필터 제조 시스템.a raw material supply unit for supplying a thermoplastic polymer raw material;
a first spinning machine that melts the raw material supplied from the raw material supply unit and spins the molten raw material to form a fiber layer on the conveyor;
a conveyor for transferring the fiber layer spun by the first spinning machine;
a second spinning machine that melts the raw material supplied from the raw material supply unit and spins the molten raw material through a nozzle to laminate the fibers on the fiber layer on the conveyor spun by the first spinning machine;
a corona charger for making a melt blown filter by applying static electricity in a corona charging method while compressing the fiber layer on the conveyor that has passed through the second spinning machine through a plurality of rollers; and,
an unloading unit winding the melt blown filter that has passed through the corona charger on a roller;
A multi-radial melt blown filter manufacturing system comprising a.
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