KR20220087072A - Electrostatic nonwoven fabric for air purification using water-soluble electrostatic material and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수용성 정전물질을 이용한 공기정화용 정전 부직포에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수용성 정전물질에 의한 정전 부직포는 유전체 분말을 혼합하여 섬유화하지 않고 수용성 정전물질을 수용액 상태로 방사된 부직포 섬유 또는 원단에 적용 시켜서 수용성 정전물질이 섬유 표면에 균일하게 분산되어 고착된 형태로 제조함으로써, 수용성 유전체의 정전능력을 극대화할 수 있으므로 기존의 유전체 물질을 섬유화하여 적용하는 필터에 비해 고효율로 미세면지 등 유해성분을 여과할 수 있는 효과가 있다. 또한, 초미세입자에 대한 여과능력이 우수하면서도, 압력손실이 낮고 여과효율이 높은 정전 부직포에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material, and more particularly, the electrostatic non-woven fabric made of a water-soluble electrostatic material is a nonwoven fabric or fabric spun in an aqueous solution state without a dielectric powder mixed with a water-soluble electrostatic material to form fibers. By applying it, the water-soluble electrostatic material is uniformly dispersed on the fiber surface and manufactured in a fixed form, thereby maximizing the electrostatic capacity of the water-soluble dielectric material. It has a filtering effect. In addition, the present invention relates to an electrostatic nonwoven fabric having excellent filtration ability for ultrafine particles, low pressure loss, and high filtration efficiency.
Description
본 발명은 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건식 또는 습식 방사에 의한 섬유 원단에 수용성 정전물질을 수용액 상태로 침지 또는 스프레이하여 정전물질의 적용과 하이드로 차징을 동시에 달성하면서 정전물질의 고른 분산과 효과적인 고착으로 인해, 간단하고 경제적인 제조공정으로 정전 부직포의 제조가 가능하며, 정전 성능이 우수하고, 장기간 사용 시에도 여과효율이 저하되지 않는 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic nonwoven fabric using a water-soluble electrostatic material, and more particularly, by immersing or spraying a water-soluble electrostatic material in an aqueous solution state on a textile fabric by dry or wet spinning to achieve electrostatic material application and hydrocharging at the same time. Electrostatic nonwoven fabric using a water-soluble electrostatic material that has excellent electrostatic performance and does not reduce filtration efficiency even after long-term use will be.
일반적으로 정전 부직포는 필터(Filter) 역할을 위해 제조되는 것으로서, 필터는 여과 능력이 우수하여야 목적 달성이 가능하다. In general, the electrostatic nonwoven fabric is manufactured to serve as a filter, and the filter must have excellent filtration ability to achieve its purpose.
기존에 정전 부직포로 적용되는 재질이나 필터는 주로 기계적인 방법또는 정전 부직포로서 강유전체 물질을 작용에 의한 여과 효과를 발휘하고 있으나, 최근 미세먼지가 사회문제로 크게 대두되면서 기계적 및 기존의 정전 부직포 여과만으로는 미세먼지를 여과할 수 없는 문제에 봉착하였다.Materials or filters previously applied as electrostatic non-woven fabrics are mainly mechanical methods or electrostatic non-woven fabrics, which exhibit filtration effects by the action of ferroelectric materials. We encountered the problem of not being able to filter fine dust.
그러므로 최근에는 미세먼지 입자나 미세 분진 등을 여과하기 위하여 정전 효과를 가지는 필터에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 정전 여과를 위한 필터는 전하를 띠는 정전기 보유기간이 매우 짧아 실용적이지 못하고 제대로 여과 효과를 발휘하지 못하는 문제점이 있었다. Therefore, in recent years, research on filters having an electrostatic effect to filter fine dust particles or fine dust has been conducted. However, the filter for electrostatic filtration has a problem in that it is not practical because the retention period of static electricity bearing a charge is very short, and the filtration effect is not properly exhibited.
기존에 미세먼지 등을 여과하기 위한 필터로서, 한국공개특허 제10-2002-0081152호에서는 (a) 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF : poly vinylidene fluoride)와 폴리프로필렌 (PP : polypropylene)을 혼합 방사하여 섬유를 제조하는 섬유제조단계, (b) 상기 섬유제조단계에서 제조된 섬유를 분극처리하여 유전율을 향상시키는 분극처리단계 및 (c) 상기 분극처리단계에서 유전율이 향상된 섬유로 부직포를 제조하는 부직포 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유전율 부직포 제조방법 및 이로부터 제조되는 정전필터가 개시되어 있으며, 한국공개특허 제10-2017-0074334호에서는 폴리프로필렌 폴리머와 유전체 무기물을 혼합 방사하여 제조된 섬유를 이용하여 제조된 정전필터로서, 미세입자 크기의 분진 등에 대한 여과 성능이 우수하여 여과효율이 높고, 정전기력을 장기간 유지하여 장시간 동안 여과성을 유지할 수 있는 고효율의 정전필터가 개시되어 있다. As a conventional filter for filtering fine dust, etc., in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2002-0081152 (a) polyvinylidene fluoride (PVDF: poly vinylidene fluoride) and polypropylene (PP: polypropylene) are mixed and spun. A fiber manufacturing step of manufacturing a fiber, (b) a polarization treatment step of improving the dielectric constant by polarizing the fiber manufactured in the fiber manufacturing step, and (c) manufacturing a nonwoven fabric using the fiber with the dielectric constant improved in the polarization treatment step A method for manufacturing a high dielectric constant nonwoven fabric comprising the steps of and an electrostatic filter manufactured therefrom are disclosed, and in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0074334, a fiber manufactured by mixing and spinning polypropylene polymer and dielectric inorganic material is disclosed. Disclosed is a high-efficiency electrostatic filter manufactured by using an electrostatic filter, which has excellent filtration performance against fine particle size dust, etc. and thus has high filtration efficiency, and which can maintain filtration properties for a long time by maintaining electrostatic force for a long period of time.
그 외에도, 한국등록특허 제10-1126310호에서는 비전도 열가소성 섬유로 이루어진 멜트블로운 부직포와 나노 웹이 적층된 부직포 적층체를 제조하는 단계, 상기 부직포 적층체에 고압의 물을 분사하여 하전시키는 단계, 상기 하전된 부직포 적층체를 건조시키는 단계 및, 상기 건조된 부직포 적층체에 코로나 방전하여 하전시키는 정전부직포의 제조방법이 개시되어 있다. In addition, Korean Patent Registration No. 10-1126310 discloses the steps of manufacturing a non-woven fabric laminate in which a melt blown non-woven fabric made of a non-conductive thermoplastic fiber and a nano web are laminated, and charging the non-woven fabric laminate by spraying high pressure water. , drying the charged nonwoven fabric laminate, and a method for producing an electrostatic nonwoven fabric in which the dried nonwoven fabric laminate is charged by corona discharge is disclosed.
그리고 한국등록특허 제10-1919253호에서는 용융지수가 20 ~ 36 g/10min인 폴리프로필렌 95 내지 99.8 중량%에 BaTiO3 또는 PMMA 로부터 선택되는 하나 이상의 유전체 분말 0.2 ~ 5 중량%를 포함하는 초부;와, 고유점도 0.6 ~ 1.2의 폴리에스테르로 이루어진 심부;로 구성되는 유전체 분말을 포함하는 정전필터 제조용 심초사로서, 상기 초부와 심부가 20 ~ 50 : 80 ~ 50 중량%로 구성되고, 단사섬도가 0.5 ~ 20 데니어인 심초사형 모노필라멘트로 구성되는 유전체 분말을 포함하는 정전필터 제조용 심초사와 이를 함유하는 정전필터에 관하여 제안하고 있다. 이 경우는 심초사 제조 등에 어려움이 있고 공정이 복잡하여 비용이 많이 드는 비경제적인 문제가 있다And in Korean Patent No. 10-1919253, a sheath comprising 0.2 to 5 wt% of at least one dielectric powder selected from BaTiO 3 or PMMA in 95 to 99.8 wt% of polypropylene having a melt index of 20 to 36 g/10min; and , a core part made of polyester having an intrinsic viscosity of 0.6 to 1.2; a core yarn for manufacturing an electrostatic filter comprising a dielectric powder consisting of, wherein the sheath and core are 20 to 50: 80 to 50 wt%, and single yarn fineness is 0.5 A core sheath for manufacturing an electrostatic filter containing dielectric powder composed of a core sheath monofilament of ~ 20 denier and an electrostatic filter containing the same are proposed. In this case, it is difficult to manufacture the core sheath, etc., and the process is complicated, which is uneconomical.
이와 같이 종래의 발명들은 유전체 물질을 포함하는 섬유의 혼합방사, 심초사 등으로 제조하여 사용함으로 인해 정전효과가 제대로 발휘되지 못하는 문제가 있어서 충분한 목적 달성이 어렵다. 또한, 정전필터의 소재를 구성하는 섬유의 제조시 섬유 전체에 유전체 무기물을 포함함으로써, 고가의 유전체 무기물의 사용량이 많아 제조비용이 상승하는 단점이 있고, 제조공정이 복잡하여 경제적 부담이 가중되는 문제가 있다. As described above, the conventional inventions have a problem in that the electrostatic effect is not properly exhibited due to the use of mixed spinning of fibers containing a dielectric material, core weaving, etc., and thus it is difficult to achieve sufficient purpose. In addition, when the fiber constituting the material of the electrostatic filter is manufactured, since inorganic dielectric material is included in the entire fiber, there is a disadvantage in that the use of expensive dielectric inorganic material is high and the manufacturing cost increases, and the economic burden is increased due to the complicated manufacturing process there is
또한, 일본공개특허 제2011-6810에서는 힌더드아민계, 트리아진 및 벤조트리아졸계등 수용성 정전물질을 제시되어 있으나 정전 성능 50% 수준으로 정전 효과가 미약하다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-6810 discloses water-soluble electrostatic materials such as hindered amine, triazine, and benzotriazole, but the electrostatic effect is weak at 50% of the electrostatic performance level.
또한, 일본특허 제4670471호에서는 소르비탄 지방산 에스테르류등을 주 성부으로 함유하는 비이온성의 섬유처리제를 0.01~1.5 중량% 제시되어 있으나 정전 효과가 미약하다.In addition, Japanese Patent No. 4670471 proposes 0.01 to 1.5 wt% of a nonionic fiber treatment agent containing sorbitan fatty acid esters as a main component, but the electrostatic effect is weak.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하기 위하여, 유전체 성분을 최소한으로 사용하면서도 간단하고 경제적인 방법으로 고효율의 필터 성능을 가진 정전 부직포로 제조하는 것을 해결과제로 한다.In order to improve the problems of the prior art as described above, the present invention aims to solve the problem of manufacturing an electrostatic nonwoven fabric having high-efficiency filter performance in a simple and economical manner while using a minimum of dielectric components.
따라서 본 발명의 목적은 수용성 정전물질을 함유하여 반도체 시설의 공기정화용이나 실내 공기정화용으로 유용한 정전 부직포를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic nonwoven fabric that contains a water-soluble electrostatic material and is useful for air purification in semiconductor facilities or indoor air purification.
또한, 본 발명의 다른 목적은 정전물질이 균일하게 분산되어 있으면서 장기간 고착되어 있고 하이드로 차징(hydro charging)이 개선되어 미세먼지를 비롯하여 각종 오염성분 등의 필터링 효과가 우수하게 개선된 공기정화용 정전 부직포를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an electrostatic nonwoven fabric for air purification in which the electrostatic material is uniformly dispersed and fixed for a long period of time, and the hydrocharging is improved so that the filtering effect of fine dust and various contaminants is excellently improved. is to provide
또한, 본 발명의 다른 목적은 수용성 정전물질을 사용하여 정전물질의 적용과 하이드로 차징을 동시에 수행하여 효과적으로 분산 고착시킴으로써 수용성 정전물질을 최소로 사용하고 간단하고 경제적인 방법으로 제조 가능한 고효율의 정전 부직포를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a high-efficiency electrostatic nonwoven fabric that can be manufactured in a simple and economical manner using a water-soluble electrostatic material to a minimum and by using a water-soluble electrostatic material to minimize the use of water-soluble electrostatic material by effectively dispersing and fixing the electrostatic material and hydrocharging at the same time. To provide a manufacturing method.
위와 같은 과제 해결을 위하여, 본 발명은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 중에서 선택된 하나 이상의 성분으로 이루어진 섬유 원단에, 수용성 정전물질이 0.05-3중량%의 함량으로 분산되어 정전물질이 고착되고 하이드로 차징된 상태로 함유되어 있는, 수용성 정전물질을 이용한 공기정화용 정전 부직포를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a fiber fabric made of one or more components selected from polyethylene, polypropylene, and polycarbonate, in which a water-soluble electrostatic material is dispersed in an amount of 0.05-3% by weight so that the electrostatic material is fixed and hydrocharged. To provide an electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material, which is contained in a state of being.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 수용성 정전물질은 힌더드아민 광안정화제(HALS), 트리아진 광안정제, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)중에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, as the water-soluble electrostatic material, at least one selected from a hindered amine light stabilizer (HALS), a triazine light stabilizer, polyvinylidene fluoride (PVDF), and polymethyl methacrylate (PMMA) may be used. can
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 정전 부직포는 단위중량이 20 ~ 200 g/m2, 두께는 0.1 ~ 1 mm 이며, 통기도는 15 ~ 500 cm3/cm2/sec를 가질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrostatic nonwoven fabric may have a unit weight of 20 to 200 g/m 2 , a thickness of 0.1 to 1 mm, and air permeability of 15 to 500 cm 3 /cm 2 /sec.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 섬유 원단은 그 섬유의 단면이 원형, 이형, 심초사, 해도사, 분할사된 섬유 중에서 선택된 하나이상의 구조인 섬유를 포함하고, 단층 또는 그 이상의 적층 구조를 가질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fiber fabric includes fibers having at least one structure selected from among circular, deformed, core-weave yarn, island-in-the-sea yarn, and divided fibers, and has a single layer or more laminated structure. can have
또한, 본 발명은 본 발명은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 중에서 선택된 하나 이상의 성분으로 이루어진 섬유로 섬유원단 원료를 준비하는 단계; 수용성 정전물질을 물에 용해하여 수용성 정전물질 수용액을 준비하는 단계; 상기 섬유 원단 원료를 건식(Dry-laid) 또는 습식(wet-laid) 방사하는 단계; 상기 섬유 원단 물질의 방사 과정 또는 방사 후에 99.97-97중량%의 섬유원단 원료에 대해 수용성 유전물질 수용액을 스프레이, 침지하는 방법으로 혼합 적용하여 수용성 정전물질이 0.01-3중량%로 함유되는 부직포를 제조하는 단계;를 포함하는 수용성 정전물질을 이용한 공기정화용 정전 부직포의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a raw material for a textile fabric with a fiber consisting of one or more components selected from polyethylene, polypropylene and polycarbonate; preparing a water-soluble electrostatic material aqueous solution by dissolving the water-soluble electrostatic material in water; Dry-laid or wet-laid spinning the raw material of the textile fabric; After the spinning process or spinning of the textile material, a water-soluble dielectric material aqueous solution is sprayed and immersed to 99.97-97% by weight of the textile raw material, mixed and applied to produce a nonwoven fabric containing 0.01-3% by weight of a water-soluble electrostatic material It provides a method of manufacturing an electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material, comprising the steps of:
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 섬유 원단 물질의 방사하는 단계에서는 섬유의 단면이 원형, 이형, 심초사, 해도사, 분할사된 섬유 중에서 선택된 하나이상의 구조를 가지는 형태로 방사할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the spinning of the fiber fabric material, the cross section of the fiber may be spun in a form having at least one structure selected from among circular, deformed, core weave, sea-island yarn, and split fibers.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 수용성 정전물질이 함유된 부직포 제조 후에 코로나 방전처리를 수행하는 단계를 포함하는 방법으로 정전 부직포를 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrostatic nonwoven fabric can be manufactured by a method comprising the step of performing corona discharge treatment after manufacturing the nonwoven fabric containing the water-soluble electrostatic material.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 수용성 정전물질이 함유된 부직포 제조 후에 진공 석션 및 건조를 수행하는 단계를 포함하는 방법으로 정전 부직포를 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrostatic nonwoven fabric may be manufactured by a method comprising performing vacuum suction and drying after manufacturing the nonwoven fabric containing the water-soluble electrostatic material.
본 발명에 따른 수용성 정전물질를 이용한 공기정화용 정전 부직포는 유전체 분말을 혼합하여 섬유화하지 않고, 수용성 정전물질을 수용액 상태로 하여 방사되는 부직포 섬유 및 원단에 스프레이, 침지처리하는 방법으로 적용함으로써, 수용성 유전체의 정전능력을 균일화하고 극대화할 수 있으므로, 기존의 유전체 물질을 섬유화하여 적용하는 공기정화용 정정 부직포 필터에 비해 고효율로 미세물질과 다양한 유해물질을 여과할 수 있는 효과가 있다.The electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material according to the present invention is not made into fibers by mixing dielectric powder, but by spraying and immersing the nonwoven fabric fibers and fabrics that are spun with the water-soluble electrostatic material in an aqueous solution state. Since it is possible to equalize and maximize the electrostatic capacity, there is an effect of filtering fine substances and various harmful substances with high efficiency compared to the air purification non-woven fabric filter applied by fiberizing the existing dielectric material.
또한, 본 발명은 유전체 분말을 섬유화하지 않고 단순화에 수용성 정전물질이 수 분산된 수용액 상태로 부직포에 적용하기 때문에 정전처리와 하이드로차징 부여를 동시에 적용할 수 있어서, 간단한 제조공정과 경제적인 방법으로 정전 부직포를 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention is applied to the nonwoven fabric in an aqueous solution state in which a water-soluble electrostatic material is dispersed in water for simplicity without fiberizing the dielectric powder, electrostatic treatment and hydrocharging can be applied at the same time. There is an effect that can manufacture a nonwoven fabric.
그 외에도, 본 발명은 유전체 분말을 함께 적용함에 있어서도 정전물질의 분산 및 고착화 효과가 우수하고, 하이들차징도 우수한 효과를 나타내기 때문에 정전물질의 사용량을 최소화하더라도 기존에 비해 우수한 최대의 정전 효과를 얻을 수 있어서 이런 점에서도 경제적인 방법으로 공기정화용 정전 부직포 필터로 제품화가 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention exhibits excellent dispersion and fixation effects of electrostatic material even when dielectric powder is applied together, and excellent high-discharge effect. It has the advantage that it can be commercialized as an electrostatic nonwoven filter for air purification in an economical way in this respect.
도 1은 본 발명에 따른 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포의 제조공정에서, 수용성 정전물질이 함유된 수용액에 부직포 원단을 침지하는 공정을 보여주는 공정 예시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포의 제조공정에서, 수용성 정전물질이 함유된 수용액을 부직포 원단에 스프레이하여 적용하는 공정을 보여주는 공정 예시도 이다.1 is a process example showing a process of immersing a nonwoven fabric in an aqueous solution containing a water-soluble electrostatic material in the manufacturing process of an electrostatic nonwoven fabric using a water-soluble electrostatic material according to the present invention.
2 is a process example showing a process of spraying and applying an aqueous solution containing a water-soluble electrostatic material to a nonwoven fabric in the manufacturing process of an electrostatic nonwoven fabric using a water-soluble electrostatic material according to the present invention.
이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail as one embodiment as follows.
본 발명은 이하에서 개시되는 구현예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변현되거나 구현될 수 있는 것으로, 이하의 구현예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be modified or implemented in various different forms, and the following embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the It is provided to fully indicate the category.
따라서 본 발명 사상의 구현예는 본 명세서에 개시된 영역의 특정 형상이나 성분에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Therefore, the embodiment of the spirit of the present invention should not be construed as limited to a specific shape or component of the region disclosed herein, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.
본 발명은 수용성 정전물질을 부직포에 적용하되 합성섬유에 결합된 형태로 부직포에 적용한 정전 부직포에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic nonwoven fabric in which a water-soluble electrostatic material is applied to a nonwoven fabric in a form bonded to a synthetic fiber.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 부직포를 구성하는 섬유원단으로 사용되는 합성섬유로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 등 체적저항이 높고 공정수분율이 ‘0’인 섬유원단 또는 이들 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌을 사용하면 수용성 정전물질 점착력이 좋아서 더욱 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명에 의하면 예컨대 섬유로서 체적저항이 1010Ω 이상이고, 바람직하게는 1×1013Ω 내지 1×1015Ω이며, 공정수분율이 ‘0’인 섬유가 사용될 수 있다. 만일, 체적 저항이 너무 적으면 전하량이 부족하여 정전효율이 저하되고 공정수분율이 제로가 아니면 수분이 유입되어 정전효율이 급격히 저하된다. 이러한 섬유는 감량 가공에 의해 이루어질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, as the synthetic fiber used as the fiber fabric constituting the nonwoven fabric, a fiber fabric having a high volume resistance and a process moisture content of '0', such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, or at least one selected from these may be used. can More preferably, when polyethylene is used, the water-soluble electrostatic material has good adhesion, so it can be more preferably applied. According to the present invention, for example, as a fiber, a fiber having a volume resistance of 10 10 Ω or more, preferably 1×10 13 Ω to 1×10 15 Ω, and a process moisture content of '0' may be used. If the volume resistance is too small, the electrostatic efficiency is lowered due to insufficient amount of charge. These fibers can be made by weight reduction processing.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 섬유 원단은 섬유의 단면이 원형, 이형, 심초사, 해도사, 분할사된 섬유 중에서 선택된 하나이상의 구조를 가질 수 있다. 이런 경우 부직포의 표면적을 넓히거나 흡착 기능성을 개선할 수 있다. 또한, 이러한 부직포 섬유 원단은 단층 또는 복층으로 이루어질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fiber fabric may have one or more structures in which the cross-section of the fiber is selected from a circular shape, a different shape, a core weave yarn, a sea-island yarn, and a divided fiber. In this case, the surface area of the nonwoven fabric may be increased or the adsorption functionality may be improved. In addition, such a nonwoven fabric fabric may be made of a single layer or a multilayer.
이러한 방사용 섬유로 사용될 수 있는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 수지는 바람직하게는 용융지수가 15 ~ 40 g/10min인 것을 사용하는 것이 바람직하다.The polyethylene or polypropylene resin that can be used as the fiber for spinning preferably has a melt index of 15 to 40 g/10min.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 방사용 섬유에 부착되는 수용성 정전물질은 섬유에 대해 0.03-3중량%로 함유될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble electrostatic material attached to the fiber for spinning may be contained in an amount of 0.03-3% by weight based on the fiber.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 수용성 점착물질은 수용액 상태로 사용될 수 있는 성질을 가진 것으로 준비될 수 있다. 본 발명은 정전물질은 이렇게 수용액 상태로 적용하여 분산성이나 고착 특성이 우수하고, 수용액 상태이므로 하이드로차징도 동시에 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble adhesive material may be prepared with properties that can be used in an aqueous solution state. The present invention is characterized in that the electrostatic material is applied in an aqueous solution state in this way, so that it has excellent dispersibility and fixing properties, and since it is in an aqueous solution state, hydrocharging can be implemented at the same time.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 수용성 점착물질을 섬유에 적용하는 경우 추가로 점착성 물질을 혼합하여 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, when the water-soluble adhesive material is applied to the fiber, an adhesive material may be additionally mixed and used.
여기서 수용성 정전물질과 점착성 물질이 서로 혼합되는 과정에서 점착성 물질의 점성으로 인해 수용성 정전물질이 합성섬유에 가교 결합되는 형태로 수용성 정전물질을 구성할 수 있다.Here, the water-soluble electrostatic material may be configured in a form in which the water-soluble electrostatic material is cross-linked to the synthetic fiber due to the viscosity of the adhesive material in the process of mixing the water-soluble electrostatic material and the adhesive material with each other.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 수용성 정전물질로서는 힌더드아민 광안정화제(HALS), 트리아진 광안정제, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)중에서 선택된 하나 이상의 유전체 수용성 정전물질이 사용될 수 있다. 그러나 그 이외의 수용성 정전물질도 사용가능하므로 이에 한정되는 것이다. 특히, 본 발명에서 사용가능한 HALS는 UV에 의한 광화학반응을 감소시키거나 중단시킴으로써 폴리머의 변형을 방지하는 광안정제로 사용되는 것으로서, 대부분의 HALS는 유전체로서의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, as the water-soluble electrostatic material, at least one dielectric water-soluble selected from hindered amine light stabilizer (HALS), triazine light stabilizer, polyvinylidene fluoride (PVDF), and polymethyl methacrylate (PMMA) An electrostatic material may be used. However, since water-soluble electrostatic materials other than those may be used, the present invention is limited thereto. In particular, the HALS usable in the present invention is used as a light stabilizer to prevent polymer deformation by reducing or stopping the photochemical reaction by UV, and most HALS are known to have dielectric properties.
또한, 본 발명에서 적용 가능한 점착성 물질로는 일반적인 유기, 무기 바인더를 사용할 수 있는데, 예컨대 전분, 양전하 물질, 실리카겔 등으로 접착력 강화, 바이러스 제거 및 강 유전체 성분 강화를 위해 점착성 물질로 사용하면 더 효과적일 수 있다. In addition, as the adhesive material applicable in the present invention, general organic or inorganic binders can be used. For example, starch, positively charged material, silica gel, etc. may be more effective when used as an adhesive material to strengthen adhesion, remove viruses, and strengthen ferroelectric components. can
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 이렇게 수용성 정전물질과 점착성 물질이 혼합되어 부직포 공법으로 제조되는 섬유 원단에 수용액 상태에서 정전물질을 부착하도록 사용하는 것이 가장 큰 특징이다. 이러한 수용성 정전물질은 기존에 유전체 분말을 섬유로 제조하여 사용되어 왔던 정전섬유와는 달리 수용액 상태로 정전물질이 섬유 표면에 골고루 점착되기 때문에 섬유 표면적에 따라 정전 면적이 월등하게 넓어지고 분산 효과도 매우 우수한 효과를 가지게 되는 것이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the greatest feature is that the water-soluble electrostatic material and the adhesive material are mixed and used to attach the electrostatic material in an aqueous solution to the textile fabric manufactured by the nonwoven method. Unlike electrostatic fibers, which have been used by manufacturing dielectric powder into fibers, these water-soluble electrostatic materials have an aqueous electrostatic material that adheres evenly to the fiber surface in an aqueous solution, so the electrostatic area is significantly wider depending on the fiber surface area and the dispersion effect is also very high. It will have an excellent effect.
따라서 본 발명에서 이러한 수용성 정전물질을 적용하는 것은 전체 정전 부직포의 구성과 미세먼지의 필터링 효과에 매우 효율적이고 경제적이며, 내구성 등에서도 우수한 새로운 변화를 가져올 수 있다.Therefore, applying such a water-soluble electrostatic material in the present invention is very efficient and economical in the composition of the entire electrostatic nonwoven fabric and the filtering effect of fine dust, and it can bring excellent new changes in durability, etc.
본 발명에 따르면, 이러한 수용성 정전물질은 다양한 부직포 제조시에 혼합하여 함유될 수 있는데, 수용성 정전물질이 중량의 0.3-10중량%, 더욱 바람직하게는 0.3-5중량%로 함유될 수 있다.According to the present invention, the water-soluble electrostatic material may be mixed and contained in the manufacture of various nonwoven fabrics, and the water-soluble electrostatic material may be contained in an amount of 0.3-10% by weight, more preferably 0.3-5% by weight.
만일, 그 함량이 너무 적으면 정전 효과가 미미하여 목적 달성이 불가하고, 너무 과량이면 정전물질이 엉켜서 효율을 저하시켜 바람직하지 않게 된다.If the content is too small, the electrostatic effect is insignificant and thus the purpose cannot be achieved, and if the content is too large, the electrostatic material is entangled and the efficiency is lowered, which is undesirable.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 수용성 정전물질은 부직포의 섬유에 부착되어 존재하는 형태로 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, it is characterized in that the water-soluble electrostatic material is contained in a form attached to the fibers of the nonwoven fabric.
이러한 수용성 정전물질은 그 자체를 이루는 성분 중에 합성수지가 점착력을 가지므로 예컨대 부직포를 제조하는 방사 과정 또는 방사 후에 첨가하게 되면, 건식 부직포 또는 습식 부직포의 표면에 부착되는 형태로 함유되고 부직포를 이루는 원형 또는 이형 섬유에 정전물질이 골고루 분산된 형태로 부착되어 존재하게 되는 것이다.Such water-soluble electrostatic material is contained in a form attached to the surface of a dry nonwoven fabric or a wet nonwoven fabric when added, for example, during a spinning process or after spinning to prepare a nonwoven fabric, because synthetic resins have adhesive strength among the components constituting itself, and form a circular or nonwoven fabric. The electrostatic material is attached to the release fiber in a uniformly dispersed form and is present.
본 발명은 상기와 같이 정전물질은 유전체 분말을 섬유화하지 아니하고, 수용액 상태를 유지하면서 건식 또는 습식 부직포에 함유되기 때문에, 기존의 섬유화된 유전체를 적용하는 경우에 비해 정전효과가 월등하게 우수한 효과를 나타내는 것이다. In the present invention, as described above, since the electrostatic material does not fiberize the dielectric powder and is contained in the dry or wet nonwoven fabric while maintaining the aqueous solution, the electrostatic effect is significantly superior to that of the conventional fiberized dielectric. will be.
또한, 본 발명에 따르면 기존과는 달리 정질물질을 수용액 상태로 혼합 적용하기 때문에, 적용된 정전물질은 건식 부직포 또는 습식 부직포의 내부 표면에서 골고루 분산되어 존재하게 되고, 그 존재의 상태가 수 미크론의 입자 또는 나노 입자 구조로 유지하면서도 부직포에 비교적 견고하게 부착되거나 부직포의 사이에 갇힌 상태로 존재하여 쉽게 이탈하지 않게 된다. In addition, according to the present invention, unlike the conventional one, since the crystalline material is mixed and applied in an aqueous solution state, the applied electrostatic material is uniformly dispersed on the inner surface of the dry nonwoven or wet nonwoven fabric, and the state of existence is particles of several microns. Alternatively, while maintaining the nano-particle structure, it is relatively firmly attached to the non-woven fabric or is not easily separated by being trapped between the non-woven fabrics.
그러므로 본 발명에 따라 적용된 정전물질은 부직포 내에서 표면적이 큰 형태로 존재하기 때문에 초미세입자에 대한 접촉면이 넓어지는 효과를 발휘하여 필터 효과가 매우 우수한 것이다. 특히, 본 발명에서 정전물질을 섬유와 함께 방사하면 섬유 내부에 혼합되어 그 효과가 미비하며 시스/코어 형태로 섬유 외곽에만 분포하도록 방사해도 외부 섬유 내부에 포함되기 때문에 섬유 외부 전체에 정전물질을 도포하는 것보다는 그 효과가 적다.Therefore, since the electrostatic material applied according to the present invention exists in the form of a large surface area in the nonwoven fabric, it exerts the effect of widening the contact surface for the ultrafine particles, and thus the filter effect is very excellent. In particular, when the electrostatic material is spun together with the fiber in the present invention, the effect is insignificant because the electrostatic material is mixed inside the fiber. less effective than that.
본 발명에 따른 수용성 정전물질을 이용한 공기정화용 정전 부직포의 제조방법을 좀 더 구체적으로 설명한다.A method of manufacturing an electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material according to the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따르면 합성섬유로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 등 중에서 하나이상의 원료물질로 이루어진 섬유원단 원료 준비 단계와, 수용성 정전물질로서 힌더드아민 광안정화제(HALS), 트리아진 광안정제, 벤조트리아졸계 광안정제, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)중에서 선택된 하나 이상의 수용성 정전물질을 준비하는 단계와, 섬유원단 원료를 이용하여 건식 또는 습식 방법으로 방사하되 방사 과정 또는 방사 후에 수용성 정전물질을 침지, 스프레이 처리로 섬유 원단에 고착시키는 단계를 통해 정전 부직포를 제조할 수 있다. According to the present invention, the synthetic fiber includes a step of preparing a raw material for fiber fabric made of one or more raw materials from among polyethylene, polypropylene, polycarbonate, etc., and hindered amine light stabilizer (HALS), triazine light stabilizer, benzotriazole-based water-soluble electrostatic material A step of preparing at least one water-soluble electrostatic material selected from a light stabilizer, polyvinylidene fluoride (PVDF), and polymethyl methacrylate (PMMA); After that, the electrostatic nonwoven fabric can be manufactured by immersing the water-soluble electrostatic material and fixing it to the textile fabric by spraying.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 본 발명의 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포 제조공정에서 사용되는 수용성 정전물질은 수 미크론의 입자 또는 나노 입자 구조로 유지하면서도 부직포에 비교적 견고하게 부착되거나 부직포의 사이에 갇힌 상태로 존재하여 쉽게 이탈하지 않게 된다, 더욱 바람직하게는 에멀젼 상태로 유화 분산 등으로 섬유 표면을 완전히 코팅되어 정전 섬유의 유효면적이 최대한 넓어지게 정전물질을 가지도록 구성될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble electrostatic material used in the manufacturing process of the electrostatic non-woven fabric using the water-soluble electrostatic material of the present invention is relatively firmly attached to the non-woven fabric while maintaining a particle or nano-particle structure of several microns or between the non-woven fabrics. It exists in a confined state and is not easily separated. More preferably, the surface of the fiber is completely coated in an emulsion state by emulsification and dispersion, etc., so that the effective area of the electrostatic fiber is maximized.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 수용성 정전물질과 점착성 물질을 혼합하여 정전 부직포를 제조하는 단계에서는 건식 부직포 또는 습식 부직포로 방사하는 부직포 원단에 수용성 정전물질이 함유된 수용액을 침지, 스프레이 처리하는 방법에 의하여 수용성 정전물질이 부직포 섬유 원단에 결합되도록 고착화하여 정전 부직포를 구성한다. 여기서는 정전물질이 점착력을 발휘하여 각 섬유 표면에 들러붙어서 하나의 단위체를 구성하는 것이다, 그러므로 섬유에 부착된 정전물질은 제조된 후에는 정전물질은 외형상 분말 형태를 거의 유지하지 않고 섬유에 부착되어 섬유의 표면적이 확대되어 섬유상에 고착되어 있는 형태를 보인다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the step of manufacturing the electrostatic nonwoven fabric by mixing the water-soluble electrostatic material and the adhesive material, an aqueous solution containing a water-soluble electrostatic material is immersed in a nonwoven fabric spun into a dry nonwoven fabric or a wet nonwoven fabric by immersion and spray treatment. According to the method, the water-soluble electrostatic material is fixed so as to be bonded to the nonwoven fabric fabric to form an electrostatic nonwoven fabric. Here, the electrostatic material exerts adhesive force and adheres to the surface of each fiber to form a single unit. The surface area of the fiber is enlarged and it appears to be fixed on the fiber.
따라서 본 발명에 따른 수용성 정전물질이 함유된 정전 부직포는 정전물질의 유전체 고유 성질은 그대로 유지하고 표면적이 매우 큰 상태로 이용될 수 있는 조건을 가지게 된다.Accordingly, the electrostatic nonwoven fabric containing the water-soluble electrostatic material according to the present invention has the condition that it can be used with a very large surface area while maintaining the dielectric properties of the electrostatic material as it is.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 이러한 정전물질은 그 크기가 수 미크론의 입자 또는 나노 입자 구조로 유지하면서도 더욱 바람직하게는 10-100nm로 제조될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrostatic material may be manufactured to have a size of several microns or more preferably 10-100 nm while maintaining a particle or nano-particle structure.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기와 같이 제조된 수용성 정전물질은 건식 부직포나 습식부직포 제조과정에 부착되어 정전물질이 부직포에 함유되게 되는데, 본질적으로는 부직포의 섬유 사이사이에 골고루 분포하여 존재하게 된다. 이때 정전물질이 부직포에 함유된 형태는 정전물질에 함유된 수 미크론의 입자 또는 나노 입자의 성분에 의한 점착력과 부직포로 구성되는 섬유에 의한 점착력에 의해, 부직포 섬유 표면에 부착된 형태로 존재하거나 부직포 사이의 공극에 끼어진 형태로 이탈되지 않게 안전하게 존재하게 되는 것이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble electrostatic material prepared as described above is attached to the dry nonwoven fabric or wet nonwoven fabric manufacturing process so that the electrostatic material is contained in the nonwoven fabric, and is essentially evenly distributed between the fibers of the nonwoven fabric. will do At this time, the form in which the electrostatic material is contained in the non-woven fabric is present in a form attached to the surface of the non-woven fabric due to the adhesive force due to the components of several micron particles or nanoparticles contained in the electrostatic material and the adhesion force by the fibers composed of the non-woven fabric. It is to be safely present so as not to be separated in the form of being sandwiched in the gap between them.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 기존의 유전체 물질이 혼합된 정전섬유 방사하고, 여기에 본 발명에 따른 수용성 정전분말을 수용액 상태로 추가 적용하여 동시에 혼합할 경우에도 더욱 우수한 효과를 발휘할 수 있다. 그러나 이런 경우는 효과는 우수하지만 기존의 정전 물질이 혼합된 섬유의 유제를 완전히 제거해야 하는 문제점이 있고 제조 가격이 상승하는 요인이 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, an electrostatic fiber mixed with an existing dielectric material is spun, and the water-soluble electrostatic powder according to the present invention is additionally applied to it in an aqueous solution state and mixed at the same time. have. However, in this case, although the effect is excellent, there is a problem in that the emulsion of the fiber mixed with the existing electrostatic material must be completely removed, and there is a factor that the manufacturing price increases.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 정전 부직포 제조공정에 의해 제조된 정전 부직포는 단위중량이 20 ~ 200 g/m2, 두께는 0.1 ~ 1 mm 이며, 통기도는 여과 효율과 통기 압력, 경제성 등을 고려할 때 15 ~ 500 cm3/cm2/sec 인 것으로 바람직하게 제조될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the electrostatic nonwoven fabric produced by the electrostatic nonwoven fabric manufacturing process of the present invention has a unit weight of 20 to 200 g/m 2 , and a thickness of 0.1 to 1 mm, and the air permeability is filtration efficiency and air pressure; In consideration of economic feasibility, etc., it may be preferably manufactured to be 15 to 500 cm 3 /cm 2 /sec.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 정전 부직포의 단위중량이 20g/㎡ 미만에서는, 부직포가 지나치게 얇기 때문에, 강도가 지나치게 약해질 우려가 있고, 200 g/㎡를 초과하면, 부직포의 압력손실이 지나치게 높아질 우려가 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, if the unit weight of the electrostatic nonwoven fabric is less than 20 g/m 2 , since the non-woven fabric is too thin, the strength may be too weak, and if it exceeds 200 g/m 2 , the pressure loss of the non-woven fabric is excessively is likely to increase.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 정전 부직포의 두께는 0.1 ~ 1 mm의 범위에서 압력손실 및 여과 효율 면에서 가장 우수하다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the electrostatic nonwoven fabric is the most excellent in terms of pressure loss and filtration efficiency in the range of 0.1 to 1 mm.
또한, 본 발명은 단사섬도가 0.1㎛~ 40㎛로 구성되는 섬유로 이루어지는 부직포에 본 발명에 따른 정전물질을 포함하는 형태의 정전 부직포 필터로 제조될 수 있다.In addition, the present invention may be manufactured as an electrostatic nonwoven filter in the form of including the electrostatic material according to the present invention in a nonwoven fabric made of fibers having a single yarn fineness of 0.1 μm to 40 μm.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 정전 부직포는 와이어상 또는 판상의 전극을 이용하여 코로나 방전 처리공정을 통해 상기 부직포의 표면을 하전처리를 실시하여 다량의 양이온 또는 음이온을 형성하게 할 수 있다. According to the present invention, the electrostatic nonwoven fabric manufactured according to the present invention as described above is subjected to a charge treatment on the surface of the nonwoven fabric through a corona discharge treatment process using a wire-shaped or plate-shaped electrode to form a large amount of cations or anions. can do.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 정전 부직포에 부여하는 코로나방전은 10 내지 100 kV의 인가전압으로 수행할 수 있다. 또한, 코로나방전의 전압 인가시간은 0.5 ~ 3분이 바람직하다. 상기와 같이 상기 코로나 방전에 의하여 부직포 표면 전체적으로 전하 부여량이 증가되게 된다. According to a preferred embodiment of the present invention, corona discharge applied to the electrostatic nonwoven fabric may be performed at an applied voltage of 10 to 100 kV. In addition, the voltage application time of the corona discharge is preferably 0.5 to 3 minutes. As described above, the amount of charge imparted to the entire surface of the nonwoven fabric is increased by the corona discharge.
상기와 같이 코로나방전 처리를 하게 되면 정전처리에 의하여 섬유의 동일 중량 대비 정전기력이 40 내지 99.9% 상승될 수 있다. 따라서 본 발명의 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포로 필터의 제조 후 사용 도중에 장기간 흡착된 미세먼지가 쌓이면서 전하가 소실되어 집진효율이 저하되는 문제를 개선할 수 있다.When the corona discharge treatment is performed as described above, the electrostatic force can be increased by 40 to 99.9% with respect to the same weight of the fiber by the electrostatic treatment. Therefore, it is possible to improve the problem of reduced dust collection efficiency due to the loss of electric charge as fine dust adsorbed for a long period of time is accumulated during use after manufacturing the filter with the electrostatic nonwoven fabric using the water-soluble electrostatic material of the present invention.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서의 섬유 원단 물질의 방사는 예컨대 0.15Φ(0.471mm)~0.4Φ(1.256mm) 노즐에서 물을 노즐당 100-500ml/min의 분사량으로 공기압력은 4-8Kg/㎠로 분사될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the spinning of the textile material in the present invention is, for example, 0.15 Φ (0.471 mm) to 0.4 Φ (1.256 mm) water in a nozzle at a spray rate of 100-500 ml/min per nozzle, and the air pressure is It can be sprayed at 4-8Kg/cm2.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 부직포의 표면을 하전시키기 위하여, 수용성 정전물질이 함유된 수용액에 부직포 원단을 침지하여 정전물질을 코팅함과 동시에 하이드로 차징을 수행할 수 있다. 이러한 침지 방식은 예컨대, 도면 1의 공정도로 예시한 방법과 같이 부직포 원단에 대하여 정전물질의 코팅과 동시에 하이드로 차징으로 정전처리 단계를 수행할 수 있다. 도면 1에 제시된 정전처리 방법에서는 부직포 원단을 정전물질 함유 수용액에 침지 후 진공석션 방법이 적용될 수 있다. 바람직하게는, 이 방법은 정전 부직포를 제조한 후에 수용액에 부직포 원단을 침지 코팅하고 진공 석션한 다음, 열풍 건조기에 100 ~ 150℃ 사이에서 건조할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, in order to charge the surface of the nonwoven fabric, the nonwoven fabric fabric may be immersed in an aqueous solution containing a water-soluble electrostatic material to coat the electrostatic material and perform hydrocharging at the same time. In this immersion method, for example, as in the method illustrated in the process diagram of FIG. 1 , the electrostatic treatment step may be performed by hydrocharging at the same time as coating the electrostatic material on the nonwoven fabric. In the electrostatic treatment method shown in FIG. 1, a vacuum suction method may be applied after the nonwoven fabric is immersed in an aqueous solution containing an electrostatic material. Preferably, in this method, after manufacturing the electrostatic nonwoven fabric, the nonwoven fabric is immersed in an aqueous solution and vacuum suctioned, and then dried at 100 to 150° C. in a hot air dryer.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 본 발명의 정전 부직포의 표면을 하전시키기 위하여, 본 발명에서는 수용성 정전물질이 함유된 수용액에 부직포 방사과정 또는 방사 직후에 스프레이하여 정전물질을 코팅함과 동시에 하이드로 차징을 수행할 수 있다. 이러한 공정은 예컨대 도면 2와 같은 방식으로 방사 과정이나 방사 후에 제조된 섬유나 부직포에 대해 스프레이 공정을 수행할 수 있다. 도면 2에 예시된 스프레이에 의한 정전처리 방법은 예컨대, 멜트브로운 방사 과정에서는 정전물질 함유 수용액과 공기를 함께 이용해 방사대(DIE)에서 약 2-200cm 사이에 스프레이하여 정전물질을 수용액 상태로 코팅함과 동시에 수용액 중에 함유된 물을 통해 하이드로 차징을 가하면서 섬유 원단을 방사할 수 있다. 본 발명에 의하면, 이 과정에서도 스프레이의 방식이나 적용되는 수용액의 정도에 따라서는 상기와 같은 방식의 진공 석션을 수행할 수 있다.On the other hand, according to a preferred embodiment of the present invention, in order to charge the surface of the electrostatic nonwoven fabric of the present invention, in the present invention, the electrostatic material is coated by spraying an aqueous solution containing a water-soluble electrostatic material during or immediately after spinning the nonwoven fabric; At the same time, hydrocharging can be performed. In this process, for example, a spray process may be performed on the fibers or nonwoven fabric produced after the spinning process or spinning in the same manner as in FIG. 2 . In the electrostatic treatment method by spraying illustrated in FIG. 2, for example, in the melt blown spinning process, the electrostatic material is coated in an aqueous solution state by spraying it between about 2-200 cm from the spinning belt (DIE) using an aqueous solution containing an electrostatic material and air together. At the same time, the textile fabric can be spun while hydrocharging is applied through the water contained in the aqueous solution. According to the present invention, even in this process, the vacuum suction in the same manner as described above can be performed depending on the spray method or the degree of the applied aqueous solution.
본 발명의 일 예에 의하면, 상기와 같은 정전처리 방법 이외에서 정전물질이 함유된 수용액을 부직포 원단에 라미네이팅하는 방법으로 코팅하여 정전물질 코팅과 하이드로 차장이 가능하게 할 수 있다. 이 경우는 정전처리가 부족할 가능성이 있으므로 수용액의 농도 조절이 필요하고, 비교적 정전처리가 어렵고 경우에 따라서는 정전 효과가 저하될 수 있다.According to an example of the present invention, in addition to the electrostatic treatment method as described above, by coating an aqueous solution containing an electrostatic material on a nonwoven fabric by laminating it, electrostatic material coating and hydro-coating can be made possible. In this case, since there is a possibility that the electrostatic treatment is insufficient, it is necessary to control the concentration of the aqueous solution, and the electrostatic treatment is relatively difficult and in some cases the electrostatic effect may be reduced.
본 발명에 따르면 이러한 일련의 공정을 거쳐 제조된 정전 부직포는 정전기 보유력이 매우 우수하며, 장기간 사용에서도 정전기의 소실이 적어 집진 효율이 감소되지 않으므로 필터링 효과가 우수한 정전 부직포로 제조가 가능하다.According to the present invention, the electrostatic nonwoven fabric manufactured through such a series of processes has very good static retention, and since the loss of static electricity is small even after long-term use, so that the dust collection efficiency is not reduced, it is possible to manufacture the electrostatic nonwoven fabric having an excellent filtering effect.
본 발명에 따라 제조된 정전 부직포는 상기와 같은 정전 처리 후에 적절한 공정을 거쳐 정전필터 등으로 사용할 수 있다.The electrostatic nonwoven fabric manufactured according to the present invention may be used as an electrostatic filter or the like through an appropriate process after the electrostatic treatment as described above.
본 발명에 따라 제조된 정전 부직포를 이용한 필터는 정전물질이 섬유상에 균일하게 존재하여 정전기 보유력이 매우 우수하며, 특히 표면적이 매우 커서 초미세 입자에 대한 여과 효율이 종래의 필터에 비하여 현저히 우수한 특징을 갖는다. The filter using the electrostatic nonwoven fabric manufactured according to the present invention has excellent static retention power because the electrostatic material is uniformly present on the fiber, and in particular, the filtration efficiency for ultrafine particles is significantly superior to that of the conventional filter due to its very large surface area. have
또한, 기존의 정전필터는 유전체를 섬유상으로 사용함으로 인해 사용시 포집효율이 급격하게 감소하는 것과 달리, 본 발명의 정전 부직포 기재를 이용하여 제조된 필터는 정전물질이 거의 수 미크론의 입자 또는 나노 입자 상태로 존재하기 때문에 정전기의 소실이 적어 포집효율이 감소되지 않고 장시간 유지되는 효과를 기대할 수 있다. In addition, unlike the conventional electrostatic filter in which the collection efficiency is sharply reduced during use due to the use of the dielectric in the form of fibers, the filter manufactured using the electrostatic nonwoven fabric of the present invention contains an electrostatic material of almost several microns or nanoparticles. Because of the presence of , the loss of static electricity is small, so that the collection efficiency is not reduced and the effect can be expected to be maintained for a long time.
특히, 본 발명에 따르면 수용성 정전물질을 수용액상태로 적용하여 사용하고 추가로 점착제를 사용할 수 있는 등 정전물질을 수용액 상태로 사용하여 이를 부직포 섬유 원단에 침지, 스프레이 또는 코팅하여 정전 부직포를 제조한 것으로서, 이와 같이 정전물질을 부직포 제조를 위한 방사 과정이나 방사 후에 혼합하여 정전성 부여와 하이드로차징을 동시에 수행할 수 있어서 용이하게 정전 부직포를 제조할 수 있다. 그러므로 본 발명의 정전 부직포는 고가의 건식 부직포인 멜트브로운, 스펀본드, 에어레이드, 써멀본드 정전 부직포의 제조 경비보다 절감하고 간단한 제조공정으로 인해 매우 경제적으로 제조가 가능하기 때문에, 정전 부직포에 대한 가격 경쟁력을 높일 수 있다.In particular, according to the present invention, an electrostatic nonwoven fabric is manufactured by using an aqueous electrostatic material in an aqueous solution state, such as applying and using a water-soluble electrostatic material in an aqueous solution state and additionally using an adhesive, and immersing, spraying, or coating the electrostatic material in an aqueous solution state. , by mixing the electrostatic material in the spinning process for manufacturing the nonwoven fabric or after spinning in this way, electrostatic imparting and hydrocharging can be simultaneously performed, so that the electrostatic nonwoven fabric can be easily manufactured. Therefore, the electrostatic nonwoven fabric of the present invention reduces the manufacturing cost of expensive dry nonwoven fabrics such as melt blown, spunbond, airlaid, and thermalbond electrostatic nonwovens and can be manufactured very economically due to a simple manufacturing process. It can improve price competitiveness.
또한, 습식 부직포로도 정전 부직포 생산이 가능하기 때문에 이형섬유, 섬유 굵기가 다른 혼합, 단층 이상의 섬유층 혼합 등 다양한 방법으로 제조 및 대량 생산이 가능하며, 저압력손실, 고효율로 미세먼지, 초미ㅤㅔㅅ먼지 및 VOC 등 유해성분을 제저할 수 있으며, 특히 미세먼지 포집량을 기존에 비해 크게 증대시킬 수 있다. In addition, since electrostatic nonwoven fabric can be produced even with wet nonwoven fabric, it can be manufactured and mass-produced by various methods such as release fibers, mixing of different fiber thicknesses, mixing of single or more fiber layers, etc. It can control harmful components such as dust and VOC, and in particular, can greatly increase the amount of fine dust collected compared to the existing ones.
본 발명에 따른 정전 부직포는 상기와 같이 경제적으로 제조가 가능할 뿐만 아니라, 부직포에 정전물질이 존재하여 여과면적이 넓고, 공기정화 유속이 빠른 곳이나, 유속의 변화가 심한 곳에서도 집진 효율이 떨어지지 않고 매우 높은 집진 효율을 발휘하는 효과가 있다.The electrostatic nonwoven fabric according to the present invention can not only be manufactured economically as described above, but also has a large filtration area due to the presence of an electrostatic material in the nonwoven fabric, and the dust collection efficiency does not fall even in a place where the air purification flow rate is fast or the flow rate changes significantly. It has the effect of exhibiting a very high dust collection efficiency.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples, but the present invention is not limited by the Examples.
실시예 1Example 1
용융지수가 32g/10min 인 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40 : 60) 평균 섬유경 20㎛, 길이 51mm를 방사하여 단위중량이 100g/m2이고, 두께가 0.4mm이며, 통기도가 250cm3/cm2/sec 인 건식부직포를 제조하였다. 건식부직포 99.5 중량%와 수용성 정전물질(Solid Content 수용액 20%) 로서 크기가 50nm인 힌더드아민 0.5 중량%를 침지하여 상기와 같이 제조된 부직포를 연속식 코로나방전 가공 처리기를 이용하여 상온분위기하에서 최대 처리속도 5m/min, 30 kV의 출력으로 1분간 처리하여 건식 정전 부직포를 제조하였다.Polyethylene/polypropylene (PE/PP 40: 60) with a melt index of 32g/10min (PE/PP 40:60) with an average fiber diameter of 20㎛ and a length of 51mm is spun so that the unit weight is 100g/m 2 , the thickness is 0.4mm, and the air permeability is 250cm 3 / A dry nonwoven fabric of cm 2 /sec was prepared. The nonwoven fabric prepared as described above by immersing 99.5 wt% of dry nonwoven fabric and 0.5 wt% of a hindered amine having a size of 50 nm as a water-soluble electrostatic material (20% aqueous solution of solid content) was maximally produced at room temperature using a continuous corona discharge processing machine. A dry electrostatic nonwoven fabric was prepared by processing for 1 minute at a processing speed of 5 m/min and an output of 30 kV.
실시예 2Example 2
용융지수가 32g/10min 인 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 평균 섬유경 10㎛, 섬유길이 51mm와 용융지수가 32 g/10min 인 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 평균 섬유경 5㎛, 길이 51mm를 방사하여 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 60%와 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 섬유 40%를 혼합하여 단위중량이 100g/m2이고, 두께가 0.35mm이며, 통기도가 200cm3/cm2/sec 인 건식부직포를 제조하였다. 건식부직포 99.5 중량%와 와 수용성 정전물질(Solid Content 수용액 20%) 로서 크기가 50nm인 힌더드아민 0.5 중량%를 침지하여 상기와 같이 제조된 부직포를 연속식 진공석션으로 진공 압력 -5torr로 석션하여 열풍 건조 온도 100℃에서 건식 정전 부직포를 제조하였다.Polypropylene (PP 100%) with a melt index of 32g/10min (PE/PP 40%: 60%) with an average fiber diameter of 10㎛, a fiber length of 51mm and a melt index of 32g/10min (100% of PP) Y-shaped cross-section average By spinning a fiber diameter of 5㎛ and a length of 51mm, 60% of polyethylene/polypropylene (PE/PP 40%: 60%) and 40% of polypropylene (PP 100%) Y-shaped cross-section fiber are mixed so that the unit weight is 100g/m 2 and a dry nonwoven fabric having a thickness of 0.35 mm and air permeability of 200 cm 3 /cm 2 /sec was prepared. By immersing 99.5 wt% of dry nonwoven fabric and 0.5 wt% of a hindered amine having a size of 50 nm as a water-soluble electrostatic material (20% aqueous solution of solid content), the nonwoven fabric prepared as described above was suctioned by continuous vacuum suction at a vacuum pressure of -5 torr. A dry electrostatic nonwoven fabric was prepared at a hot air drying temperature of 100°C.
실시예 3Example 3
용융지수가 32g/10min 인 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 평균 섬유경 10㎛, 길이 6mm와 용융지수가 32g/10min 인 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 평균 섬유경 5㎛, 길이 6mm를 방사하여 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 20%와 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 섬유 40%와 폴리에텔렌 섬유경 1~20㎛, 길이 1mm가 혼재된 섬유 40% SWP(미쯔이 상품명)를 혼합하여 단위중량이 40g/m2이고, 두께가 0.25mm이며, 통기도가 100cm3/cm2/sec 인 습식부직포를 제조하였다. 습식부직포 99.5 중량%와 와 수용성 정전물질(Solid Content 수용액 5%) 로서 크기가 50nm인 힌더드아민 0.5 중량%를 침지하여 상기와 같이 부직포를 연속식 진공석션으로 진공 압력 -5torr로 석션하여 열풍 건조 온도 100℃에서 습식 정전 부직포를 제조하였다.Polypropylene/polypropylene with a melt index of 32g/10min (PE/PP 40%: 60%) with an average fiber diameter of 10㎛, a length of 6mm and a melt index of 32g/10min Polypropylene (PP 100%) with a Y-shaped cross-section average fiber diameter Spinning 5㎛, length 6mm, polyethylene/polypropylene (PE/PP 40%: 60%) 20% and polypropylene (PP 100%) Y-shaped cross-section fiber 40% and polyethylene fiber diameter 1~20㎛, length A wet nonwoven fabric having a unit weight of 40 g/m 2 , a thickness of 0.25 mm, and air permeability of 100 cm 3 /cm 2 /sec was prepared by mixing 40% SWP (Mitsui trade name) with 1 mm mixed fibers. 99.5 wt% of wet nonwoven fabric and 0.5 wt% of hindered amine having a size of 50 nm as a water-soluble electrostatic material (5% aqueous solution of solid content) are immersed and the nonwoven fabric is sucked by continuous vacuum suction at a vacuum pressure of -5 torr and dried with hot air. A wet electrostatic nonwoven fabric was prepared at a temperature of 100°C.
실시예 4Example 4
용융지수가 32g/10min 인 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 평균 섬유경 10㎛, 길이 6mm와 용융지수가 32g/10min 인 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 섬유경 5㎛, 길이 6mm를 방사하여 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40% : 60%) 20%와 폴리프로필렌(PP 100%) Y형 단면 섬유 40%와 감량가공된 폴리프로필렌 해도사 섬유경 2.5㎛, 길이 3mm가 혼재된 섬유 40% 를 혼합하여 단위중량이 40g/m2이고, 두께가 0.25mm이며, 통기도가 40cm3/cm2/sec 인 습식부직포를 제조하였다. 습식부직포 99.5 중량%와 와 수용성 정전물질(Solid Content 수용액 20%) 로서 크기가 20nm인 힌더드아민 0.5 중량%를 침지하여 상기와 같이 제조된 부직포를 연속식 진공석션으로 진공 압력 -5torr로 석션하여 열풍 건조 온도 100℃에서 습식 정전 부직포를 제조하였다.Polypropylene/polypropylene (PE/PP 40%: 60%) with a melt index of 32g/10min, an average fiber diameter of 10㎛, a length of 6mm, and a polypropylene with a melt index of 32g/10min (100% of PP) with a Y-section fiber diameter of 5 ㎛, length 6mm, polyethylene/polypropylene (PE/PP 40%: 60%) 20% and polypropylene (PP 100%) Y-shaped cross-section fiber 40% and polypropylene sea-island yarn fiber diameter 2.5㎛, A wet nonwoven fabric having a unit weight of 40 g/m 2 , a thickness of 0.25 mm and air permeability of 40 cm 3 /cm 2 /sec was prepared by mixing 40% of fibers having a length of 3 mm. By immersing 99.5 wt% of a wet nonwoven fabric and 0.5 wt% of a hindered amine having a size of 20 nm as a water-soluble electrostatic material (20% aqueous solution of solid content), the nonwoven fabric prepared as described above was suctioned by continuous vacuum suction at a vacuum pressure of -5 torr. A wet electrostatic nonwoven fabric was prepared at a hot air drying temperature of 100°C.
실시예 5Example 5
용융지수가 900g/10min 인 폴리프로필렌 수지 100%를 멜트브로운 방식으로 평균 섬유경 3㎛를 방사하여 단위중량이 40g/m2이고, 두께가 0.25mm이며, 통기도가 30cm3/cm2/sec 인 멜트브로운 건식부직포를 제조하였다. 건식부직포 99.5 중량%와 수용성 정전물질(Solid Content 수용액 20%) 로서 크기가 50nm인 힌더드아민 0.5 중량%를 침지하여 상기와 같이 제조된 속식 진공석션으로 진공 압력 -5torr로 석션하여 열풍 건조 온도 100℃에서 건식 정전 부직포를 제조하였다.100% of polypropylene resin with a melt index of 900g/10min is spun in a melt-blown method with an average fiber diameter of 3㎛, so that the unit weight is 40g/m 2 , the thickness is 0.25mm, and the air permeability is 30cm 3 /cm 2 /sec A phosphorus melt-blown dry nonwoven fabric was prepared. 99.5 wt% of dry nonwoven fabric and 0.5 wt% of a hindered amine having a size of 50 nm as a water-soluble electrostatic material (20% of a solid content aqueous solution) were immersed in the rapid vacuum suction prepared as described above. A dry electrostatic nonwoven fabric was prepared at °C.
비교예 1Comparative Example 1
용융지수가 32 g/10min 인 폴리에틸렌/폴리프로필렌(PE/PP 40 : 60) 평균 섬유경 20㎛, 길이 51mm를 방사하여 단위중량이 100 g/m2이고, 두께가 0.4 mm이며, 통기도가 250 cm3/cm2/sec 인 건식부직포를 제조하였다. Polyethylene/polypropylene (PE/PP 40: 60) with a melt index of 32 g/10min (PE/PP 40: 60) with an average fiber diameter of 20 μm and a length of 51 mm was spun so that the unit weight was 100 g/m 2 , the thickness was 0.4 mm, and the air permeability was 250 A dry nonwoven fabric of cm 3 /cm 2 /sec was prepared.
상기와 같이 제조된 부직포를 20 cm x 20 cm 크기로 절단하고 연속식 코로나 방전 가공 처리기를 이용하여 상온 분위기 하에서 최대 처리속도 5m/min, 30 kV의 출력으로 1분간 처리하여 건식 정전 부직포를 제조하였다.The nonwoven fabric prepared as described above was cut to a size of 20 cm x 20 cm and treated for 1 minute at a maximum processing speed of 5 m/min and an output of 30 kV under a room temperature atmosphere using a continuous corona discharge processing machine to prepare a dry electrostatic nonwoven fabric. .
비교예 2Comparative Example 2
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되 폴리에틸렌/폴리에스터 제조시 폴리에틸렌 초부에 BaTiO3 분말을 0.5 중량%로 혼합하여 폴리에틸렌/폴리에스터(40%:60%)를 이용하여 평균 섬유직경 10㎛, 섬유길이 5mm인 단섬유를 제조하고, 이를 습식 부직포 제조에 이용하여 단위중량이 100 g/m2이고, 두께가 0.4 mm이며, 통기도가 200 cm3/cm2/sec 습식부직포를 제조하였다.Carried out in the same manner as in Comparative Example 1, but when polyethylene/polyester was manufactured, BaTiO 3 powder was mixed in a polyethylene sheath at 0.5 wt%, and polyethylene/polyester (40%: 60%) was used to obtain an average fiber diameter of 10 μm and a fiber length. A short fiber of 5 mm was prepared, and the wet nonwoven fabric was prepared by using it to prepare a wet nonwoven fabric having a unit weight of 100 g/m 2 , a thickness of 0.4 mm, and air permeability of 200 cm 3 /cm 2 /sec.
상기와 같이 제조된 부직포를 20 cm x 20 cm 크기로 절단하고 연속식 코로나방전 가공 처리기를 이용하여 상온 분위기 하에서 최대 처리속도 5m/min, 30 kV의 출력으로 1분간 처리하여 습식 정전 부직포를 제조하였다.The nonwoven fabric prepared as described above was cut to a size of 20 cm x 20 cm and treated for 1 minute at a maximum processing speed of 5 m/min and an output of 30 kV under a room temperature atmosphere using a continuous corona discharge processing machine to prepare a wet electrostatic nonwoven fabric. .
비교예 3Comparative Example 3
용융지수가 30 g/10min 인 폴리프로필렌 98 중량%와 유전체 분말로서 크기가 250 nm인 PMMA 2 중량%를 컴파운딩하여 폴리프로필렌 마스터배치를 제조하였다. 그리고 상기 마스터배치를 초부로 PMMA 2.0%, PP 98% 하고, 고유점도가 1.0인 폴리에스테르를 심부로 하여 75/36 데니어인 심초사를 방사 및 연신하여 제조하였다. 이 때 초부와 심부는 중량비로 30:70으로 구성되며, 이후에 상기 심초사를 섬유직경 5㎛이고 섬유장 6 mm인 단섬유를 제조하고, 이를 통상적인 방법에 의거하여 단위중량이 100g/m2이고, 두께가 0.5mm이며, 통기도가 100cm3/cm2/sec 인 습식(wet-laid) 부직포를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 부직포를 20 cm X 20 cm 크기로 절단하고 연속식 코로나방전 가공 처리기를 이용하여 상온 분위기 하에서 최대 처리속도 5m/min, 30 kV의 출력으로 1분간 처리하여 건식 정전 부직포를 제조하였다.A polypropylene masterbatch was prepared by compounding 98% by weight of polypropylene having a melt index of 30 g/10min and 2% by weight of PMMA having a size of 250 nm as dielectric powder. And the masterbatch was prepared by spinning and stretching a core yarn of 75/36 denier by using 2.0% of PMMA and 98% of PP as a sheath, and using a polyester having an intrinsic viscosity of 1.0 as a core. At this time, the sheath and the core are composed of a weight ratio of 30:70, and thereafter, a short fiber having a fiber diameter of 5 μm and a fiber length of 6 mm is prepared from the core yarn, and the unit weight is 100 g/m according to a conventional method. 2 , a thickness of 0.5 mm, and air permeability of 100 cm 3 /cm 2 /sec to prepare a wet-laid (wet-laid) nonwoven fabric. The nonwoven fabric prepared as described above was cut to a size of 20 cm X 20 cm and treated for 1 minute at a maximum processing speed of 5 m/min and an output of 30 kV under a room temperature atmosphere using a continuous corona discharge processing machine to prepare a dry electrostatic nonwoven fabric. .
비교예 4Comparative Example 4
용융지수가 900g/10min 인 폴리프로필렌 수지 99.5 중량%와 힌더드아민 0.5 중량% 포함하고 멜트브로운 방식으로 평균 섬유경 3㎛를 방사하여 단위중량이 40 g/m2이고, 두께가 0.25mm이며, 통기도가 30cm3/cm2/sec 인 멜트브로운 건식부직포를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 부직포를 20 cm x 20 cm 크기로 절단하고 연속식 코로나 방전 가공 처리기를 이용하여 상온 분위기 하에서 최대 처리속도 5m/min, 30 kV의 출력으로 1분간 처리하여 건식 정전 부직포를 제조하였다.It contains 99.5% by weight of polypropylene resin having a melt index of 900g/10min and 0.5% by weight of hindered amine and spins an average fiber diameter of 3㎛ in a melt-blown method, so that the unit weight is 40 g/m 2 and the thickness is 0.25 mm. , A melt-blown dry nonwoven fabric having an air permeability of 30 cm 3 /cm 2 /sec was prepared. The nonwoven fabric prepared as described above was cut to a size of 20 cm x 20 cm and treated for 1 minute at a maximum processing speed of 5 m/min and an output of 30 kV under a room temperature atmosphere using a continuous corona discharge processing machine to prepare a dry electrostatic nonwoven fabric. .
실험예 Experimental example
상기 실시예와 비교예에 의하여 제조된 정전필터 제조용 수용성 정전물질을 함유한 정전 부직포의 초미세먼지의 여과능력을 실험하기 위하여 NaCl 에어로졸(aerosol) 시험법에 따라 여과시험을 하였다. In order to test the ultrafine dust filtration ability of the electrostatic nonwoven fabric containing the water-soluble electrostatic material for the manufacture of electrostatic filters prepared in Examples and Comparative Examples, a filtration test was performed according to the NaCl aerosol test method.
NaCl 입자 0.3㎛ 으로 5.3cm/초의 면속도로 시험하였다. 시험장비는 모델 TSI 8130 필터시험기를 사용하여 측정하였다. 이를 시험할 필터를 통과하도록 하여 통과 후의 공기중에 잔존하는 염화나트륨의 양을 측정하는 방법으로 상기 방법으로 실시하여 여과율을 백분율(%)로 나타내었다. NaCl particles of 0.3㎛ were tested with a face velocity of 5.3 cm/sec. The test equipment was measured using a model TSI 8130 filter tester. This was passed through the filter to be tested, and the amount of sodium chloride remaining in the air after passing was measured.
본 실험은 상기 실시예와 비교예의 부직포 시험편를 대상으로 시험편의 여과율인 여과효율을 측정하였다. 상기와 같은 방법으로 시험편의 여과효율을 측정한 후 이를 하기 표 1에 나타내었다.In this experiment, the filtration efficiency, that is, the filtration rate of the test piece, was measured for the nonwoven fabric test piece of Examples and Comparative Examples. After measuring the filtration efficiency of the test piece in the same way as above, it is shown in Table 1 below.
(g/m(g/m
22
))
(mm)(mm)
(cc/cm(cc/cm
22
/sec)/sec)
물질matter
(%)(%)
(건식)short fiber
(deflation)
+ PP Y형 5㎛ 40%PE/PP 10㎛ 60%
+ PP Y type 5㎛ 40%
(건식)short fiber
(deflation)
+ PP Y형 5㎛ 40%
+ PE 1~20㎛ 40%PE/PP 10㎛ 20%
+ PP Y type 5㎛ 40%
+ PE 1~20㎛ 40%
(습식)short fiber
(wet)
(50㎚)0.5
(50nm)
+ PP Y형 5㎛ 40%
+ PP 2.5㎛ 40%PE/PP 10㎛ 20%
+ PP Y type 5㎛ 40%
+ PP 2.5㎛ 40%
(습식)short fiber
(wet)
(20㎚)0.5
(20nm)
(침지)0.5
(immersion)
(건식)short fiber
(deflation)
(습식)short fiber
(wet)
(습식)short fiber
(wet)
상기 실험의 결과 본 발명에 따른 실시예 1-5의 건식, 습식 정전 부직포의 경우에는 여과효율이 모두 비교예의 경우보다 높게 측정되었다. 다만, 비교예 5의 경우 여과 효율을 높았으나 통기도가 현저하게 좋지 않아서 제품화가 어려운 문제가 있다.As a result of the above experiment, in the case of the dry and wet electrostatic nonwoven fabrics of Examples 1-5 according to the present invention, the filtration efficiency was measured to be higher than that of the comparative example. However, in the case of Comparative Example 5, although the filtration efficiency was high, the air permeability was remarkably good, so there is a problem that it is difficult to commercialize it.
상기 표 1의 결과로부터 본 발명에 따른 수용성 정전물질을 이용잔 정전 부직포를 정전 필터로 사용할 경우 종래의 필터에 비하여 여과 성능이 현저하게 우수하며, 종래의 필터에 비하여 장기간 우수한 여과 효율을 유지할 수 있는 것을 알 수 있었다. From the results of Table 1 above, when the electrostatic nonwoven fabric using the water-soluble electrostatic material according to the present invention is used as an electrostatic filter, the filtration performance is significantly superior to that of the conventional filter, and it is possible to maintain excellent filtration efficiency for a long period of time compared to the conventional filter. could see that
본 발명은 하나의 구현예로서 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described as one embodiment, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other experimental examples are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
상기와 같은 본 발명에 따른 수용성 정전물질을 이용한 정전 부직포는 다양한 필터 소재로 적용 가능하다. 특히 반도체 공정에서의 필터나 미세먼지, 초미세먼지, VOC 등의 유해물질 제거용 필터 등에 적용 가능하고 각종 산업용 공기정회 필터에 적용 가능하다.The electrostatic nonwoven fabric using the water-soluble electrostatic material according to the present invention as described above can be applied to various filter materials. In particular, it can be applied to filters in the semiconductor process, filters for removing harmful substances such as fine dust, ultra-fine dust, VOC, etc., and can be applied to various industrial air purifying filters.
특히, 본 발명에 따른 정전 부직포는 상기 정전 부직포 이외에 활성탄이나 이온교환수지 등 다른 첨작 물질의 도입, 다양한 필터의 적층 구조 등에 의해 그 효과를 배가시켜 사용할 수 있다.In particular, the electrostatic nonwoven fabric according to the present invention can be used by multiplying the effect by introducing other additive materials such as activated carbon or ion exchange resin in addition to the electrostatic nonwoven fabric, and a laminated structure of various filters.
Claims (8)
수용성 정전물질을 물에 용해하여 수용성 정전물질 수용액을 준비하는 단계; 상기 섬유 원단 원료를 건식(Dry-laid) 또는 습식(wet-laid) 방사하는 단계; 및
상기 섬유 원단 물질의 방사 과정 또는 방사 후에 99.97-97중량%의 섬유 원단 원료에 대해 수용성 유전물질 수용액을 스프레이, 침지 또는 코팅하는 방법으로 혼합 적용하여 수용성 정전물질이 0.03-3중량%로 함유되는 부직포를 제조하는 단계
를 포함하는 수용성 정전물질을 이용한 공기정화용 정전 부직포의 제조방법.Preparing a fiber fabric raw material with a fiber consisting of one or more components selected from polyethylene, polypropylene, and polycarbonate;
preparing a water-soluble electrostatic material aqueous solution by dissolving the water-soluble electrostatic material in water; Dry-laid or wet-laid spinning the raw material of the textile fabric; and
A nonwoven fabric containing 0.03-3% by weight of a water-soluble electrostatic material by spraying, immersing, or coating a water-soluble dielectric material aqueous solution on 99.97-97% by weight of the textile raw material after the spinning process or spinning of the textile material. steps to manufacture
A method of manufacturing an electrostatic nonwoven fabric for air purification using a water-soluble electrostatic material comprising a.
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| KR1020200177425A KR20220087072A (en) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Electrostatic nonwoven fabric for air purification using water-soluble electrostatic material and its manufacturing method |
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2020
- 2020-12-17 KR KR1020200177425A patent/KR20220087072A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20201217 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221220 Patent event code: PE09021S01D |
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| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20230622 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20221220 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |