KR20230123484A - 필터 미디어 - Google Patents

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타일러 몬코
프랭크 코우살트
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알스트롬 오와이제이
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Abstract

유체 필터링에 사용하기 적합한 필터 미디어가 제공된다. 상기 필터 미디어는 제1 성분을 포함하고, 상기 제1 성분은 10 중량% 이상의 Al2O3 함량을 갖는 코어 및 상기 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 갖는다.

Description

필터 미디어
본 발명은 필터 미디어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물과 같은 유체로부터 양전하종과 같은 오염물질을 여과하는데 사용될 수 있는 나노알루미나로 코팅된 입자 또는 섬유를 함유하는 Al2O3를 포함하는 필터 미디어에 관한 것이다.
인간의 소비, 산업적 사용 및 폐기물 처리를 위한 물의 정화는 세계적인 문제이다. 대부분의 수질 정화 기술에는 기계적 여과 또는 크기 배제의 형태가 포함된다. 이러한 기술은 일반적으로 물에서 병원균(예: 박테리아 및 바이러스), 금속 및 미립자 물질을 제거하기 위해 서브미크론 필터를 사용하는 것을 포함한다.
다양한 정수 필터 미디어가 알려져 있다. 이들은 전형적으로 활성탄, 제올라이트, 금속 산화물, 점토, 규조토 및 기타 물질 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 입자를 포함하며, 이는 일반적으로 여과 동안 입자를 제 위치에 유지하고 여과수로 입자의 연행을 감소시키는 중합체 바인더 내에 분산된다.
종래 기술의 필터 미디어는 나노알루미나(산화알루미늄/수산화알루미늄) 코팅을 갖는 기재를 포함한다. 예를 들어, US 9,309,131은 나노알루미나가 침전된 (규조토, 펄라이트, 활석, 질석, 모래 및 석회질 합성물을 포함하는) 분말 규산질 성분을 물 정화에 적합한 흡착제로서 기술하고 있다. 규산 성분은 일반적으로 적어도 40중량%의 양으로 주성분으로 실리카를 갖는 재료로 정의되었다. 한편, US 2016/0244373 A1에는 전기방사에 의해 얻어진 금속 산화물의 섬유 및 섬유에 혼입되거나 그 위에 코팅된 분말형 나노알루미나를 포함하는 소결 세라믹 필터가 개시되어 있다. 이러한 유형의 필터 미디어는 물에서 오염 물질을 적당한 정도로 제거할 수 있는 것으로 알려져 있지만, 성능을 개선할 여지가 있다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 제1 성분을 포함하는 필터 미디어가 제공되며, 상기 제1 성분은 적어도 10 중량%의 Al2O3 함량을 갖는 코어 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적어도 10중량%의 Al2O3 함량을 갖는 코어 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 갖는 제1 성분을 포함하는 필터 미디어가 제공되며, 여기서 코어는 섬유, 판 또는 분말 입자의 형태이고 필터 미디어는 제2 성분으로서 매트릭스 섬유를 더 포함한다.
코어의 Al2O3 함량은 적어도 20중량%, 바람직하게는 적어도 40중량%, 바람직하게는 적어도 60중량%, 또는 바람직하게는 적어도 80중량%일 수 있다.
코어의 SiO2 함량은 60중량% 미만, 바람직하게는 40중량% 미만, 바람직하게는 20중량% 미만일 수 있다.
코어는 섬유, 판 또는 분말 입자의 형태일 수 있다.
코어는 산화알루미늄 분말, 알루미나 섬유, 결정질 알루미노실리케이트 및 비결정질 알루미노실리케이트 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다.
코어의 평균 크기는 0.1 내지 50μm, 바람직하게는 0.1 내지 30㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 15μm일 수 있다. 코어가 분말 입자인 경우, 평균 입자 크기는 바람직하게는 1 내지 30μm일 수 있다. 코어가 섬유인 경우, 섬유의 평균 직경은 바람직하게는 1 내지 5μm일 수 있다. 코어가 판인 경우 판의 평균 평면 치수는 0.1 내지 50μm일 수 있다.
제1 성분은 10 내지 99중량%, 바람직하게는 50 내지 95중량%, 또는 더 바람직하게는 70 내지 90중량% 나노알루미나 코팅을 포함할 수 있다.
코어는 제1 성분의 1 내지 90중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%, 더 바람직하게는 10 내지 30중량%를 구성할 수 있다.
필터 미디어는 매트릭스 섬유를 포함하는 제2 성분을 더 포함할 수 있다. 매트릭스 섬유는 바람직하게는 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다.
매트릭스 섬유는 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다.
나노알루미나는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 20 내지 70중량%, 바람직하게는 30 내지 60중량%, 바람직하게는 40 내지 50중량%의 양으로 필터 미디어에 존재할 수 있다.
필터 미디어는 1중량% 미만의 유리 섬유, 바람직하게는 0.1중량% 미만의 유리 섬유를 포함할 수 있다.
필터 미디어는 1:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:3 내지 1:6의 제1 성분 대 제2 성분의 질량비를 가질 수 있다.
필터 미디어는 4:1 내지 1:10의 제1 성분 대 제2 성분의 질량비를 가질 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 위에서 정의된 바와 같은 필터 미디어용 제1 구성요소의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은 코어를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 위에서 정의된 바와 같은 필터 미디어를 제조하는 방법이 제공되며, 방법은:
(a) 제1 성분을 포함하는 섬유상 슬러리로부터 웨트 레이드 시트를 형성하는 단계; 및
(b) 웨트 레이드 시트를 건조하여 필터 미디어를 얻는 단계;를 포함한다.
방법은 코어를 나노알루미나로 코팅하여 제1 성분을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
섬유상 슬러리는 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 위에서 정의된 바와 같은 필터 미디어를 제조하는 방법이 제공되며, 방법은:
(a) 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 섬유상 슬러리로부터 웨트 레이드 시트를 형성하는 단계; 및
(b) 웨트 레이드 시트를 건조하여 필터 미디어를 얻는 단계;를 포함한다.
방법은 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 나노알루미나로 동시에 코팅하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 나노알루미나로 순차적으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 위에서 정의된 필터 미디어를 통해 유체를 통과시키는 것을 포함하는 유체 필터링 방법이 제공된다.
본 발명은 예시적인 방식으로 제공되고 제한적인 방식으로 해석되어서는 안 되는 하기 실시예 및 첨부된 도면에 비추어 더 잘 이해될 것이다.
첨부된 그림에서:
도 1은 물에서 에리트로신 염료를 여과하는 4가지 다른 필터 미디어의 상대적인 능력을 보여주는 그래프이다. 필터 미디어는 각각 다른 알루미나 함량을 갖는 다른 유리 타입을 포함한다.
도 2는 물에서 에리트로신 염료를 여과하는 5가지 다른 필터 미디어의 상대적인 능력을 보여주는 그래프이다. 필터 미디어는 각각 다른 코어 재료를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 내용이 달리 요구하지 않는 한, 아래 용어는 다음과 같은 정의를 갖는 것으로 의도된다.
"포함하다" 또는 "포함하다" 또는 "포함하는"과 같은 변형은 명시된 정수 또는 정수 그룹의 포함을 의미하지만 임의의 다른 정수 또는 정수 그룹을 배제하지 않음을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
"나노알루미나"는 수산화알루미늄[AlO(OH)]과 수산화알루미늄[Al(OH)3]의 조성을 말하며, 이것은 알루미늄 금속을 NaOH, KOH 또는 수산화암모늄과 같은 알칼리 수용액과 반응시켜 얻어진다.
"섬유"는 길이 대 직경의 높은 종횡비를 갖는 섬유상 또는 필라멘트 구조이다.
서로에 대한 두 성분 A와 B의 "질량비"는 성분 A/성분 B의 형식으로 인용될 수 있다. 이것은 (성분 A의 중량):(성분 B의 중량)의 비율을 나타낸다. 성분 A 및 성분 B는 원소(Al, Si, Na 등과 같은) 또는 화학종(Al2O3, SiO2, Na2O 등과 같은)일 수 있다. 질량비는 성분의 질량을 분자량으로 나누어 몰비로 변환할 수 있다.
"스테이플 섬유"는 자연적으로 소유하거나 절단되거나 일정하고 상대적으로 짧은 세그먼트 또는 개별 길이로 추가 가공된 섬유를 의미한다.
"섬유"는 대개 섬유 및/또는 스테이플 섬유로 구성된 물질을 의미한다.
"부직포" 또는 "웹"이라는 용어는 자립형 구조 요소를 형성하기 위해 서로 임의로 맞물리거나, 얽히고/거나 결합되는 웹 또는 매트 내의 섬유 및/또는 스테이플 섬유의 집합체를 의미한다.
"합성 섬유"는 화학 화합물, 변경(modified) 또는 변형된(transformed) 천연 중합체 및 규산(유리) 물질로부터 합성된 중합체를 포함하는 섬유 형성 물질로 만들어진 섬유를 의미한다. 이러한 섬유는 종래의 용융 방사(melt-spinning), 용액 방사(solution-spinning), 용매 방사(solvent spinning) 및 유사한 필라멘트 생산 기술에 의해 생산될 수 있다.
본 발명은 다양한 산업 및 가정용 유체 정화 적용에 사용하기에 적합한 필터 미디어를 제공한다. 필터 미디어는 중금속(예: 비소, 안티몬, 카드뮴, 코발트, 구리, 철, 납 및 산화 납, 수은, 니켈, 팔라듐, 셀레늄, 은, 탈륨, 주석, 유기 주석 및 아연), 염료, 오일, 생물학적 물질(예: 박테리아, 바이러스, 천연 유기물, 포낭 및 세포 파편) 및 물과 같은 유체의 미량 의약품과 같은 불순물 제거에 특히 적합하다.
필터 미디어는 적어도 10중량% 또는 바람직하게는 적어도 20중량%의 Al2O3 함량의 코어를 갖는 제1 성분을 포함한다. 코어의 Al2O3 함량은 적어도 15중량%, 25중량%, 30중량%, 40중량%, 45중량%, 50중량%, 55중량%, 60중량%, 65중량%, 70중량%, 75중량%, 80중량%, 85중량%, 90중량%, 95중량% 또는 100중량% 일 수 있다. 일부 실시예에서 코어의 Al2O3 함량은 바람직하게는 적어도 60중량%, 바람직하게는 적어도 80중량%, 또는 바람직하게는 100중량%이다. 일부 실시예에서, 코어의 Al2O3 함량은 47 내지 52중량%, 70 내지 100중량%, 또는 95 내지 97중량%이다.
코어의 SiO2 함량은 65 중량%, 60 중량%, 55 중량%, 50 중량%, 45 중량%, 40 중량%, 35 중량%, 30 중량%, 25 중량%, 20 중량%, 15중량%, 10중량%, 5중량%, 1중량% 또는 0.1중량% 일 수 있다. 일부 실시예에서, 코어의 SiO2 함량은 바람직하게는 40중량% 미만, 또는 바람직하게는 20중량% 미만이다.
코어는 알루미늄 산화물(Al2O3, Al2O 또는 AlO), 알루미나, 결정질 알루미노실리케이트 및 비결정질 알루미노실리케이트 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 코어는 섬유, 판, 분말 입자, 결정질 입자, 무정형 입자 또는 다공성 입자(예를 들어 미세다공성 또는 중형다공성 입자)의 형태일 수 있다. 일부 실시예에서, 코어는 Al2O3 분말, Al2O3 섬유(예를 들어 다결정 울), 분말 알루미노실리케이트(제올라이트와 같은), 알루미노실리케이트 섬유(예를 들어 내화 세라믹 섬유와 같은 세라믹 섬유), 알루미노실리케이트 유리섬유 및 E-유리(알칼리 산화물이 1% w/w 미만인 알루미노-보로실리케이트 유리) 섬유에서 선택될 수 있다. E-유리 코어는 10중량% 초과, 또는 10 내지 20중량%, 바람직하게는 13 내지 16중량%의 알루미나 함량을 가질 수 있다.
코어의 평균 크기는 0.1 내지 50 μm, 바람직하게는 0.1 내지 30 μm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 15 μm 일 수 있다. 코어가 분말 입자 형태인 경우 평균 크기는 1 내지 30 μm 인 것이 바람직하고, 코어가 섬유 형태인 경우 섬유의 평균 직경은 1 내지 5 μm 인 것이 바람직하다.
코어는 제1 성분의 1 내지 90중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%, 더 바람직하게는 10 내지 30중량%를 구성할 수 있다. 일부 실시예에서, 코어는 제1 성분의 40 내지 80중량%, 바람직하게는 50 내지 70중량%를 구성할 수 있다.
코어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 필터 미디어의 적어도 1중량%, 바람직하게는 적어도 5중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 70중량%, 보다 더 바람직하게는 5 내지 50중량%를 구성할 수 있다.
일부 실시예에서, 코어는 높은 알루미나 (Al2O3) 함량 및 낮은 실리카 함량을 갖는 것으로 특징지어질 수 있고 따라서 유리가 아닌 것으로 정의될 수 있다. 유리는 일반적으로 50% 이상 또는 심지어 60% 이상의 SiO2의 높은 실리카 함량을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한 일부 유리 형태에는 알루미나가 포함되어 있지만 유리의 알루미나 양은 일반적으로 적다 (즉, 대부분의 경우 10% 미만, 거의 모든 경우 20% 미만). 제1 성분의 코어는 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20중량%의 알루미나 함량 및 60% 미만의 실리카 함량을 가질 수 있기 때문에, 유리로 정의되지 않을 수 있고 그러므로 유리 함유 정수 필터 미디어를 금지하는 관할 지역의 필터 미디어에 사용할 수 있다. 따라서, 필터 미디어는 1중량% 미만의 유리 섬유 또는 입자, 바람직하게는 0.1중량% 미만의 유리 섬유 또는 입자를 포함하거나 심지어 검출할 수 없는 유리 섬유 또는 입자를 포함할 수 있다.
나노알루미나 코팅은 코어를 적어도 부분적으로 코팅하고, 바람직하게는 코어를 실질적으로 완전히 코팅한다. 나노알루미나는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 20 내지 70중량%, 바람직하게는 25 내지 65중량%, 30 내지 60중량%, 35 내지 55중량%, 또는 40 내지 50중량%의 양으로 필터 미디어에 존재할 수 있다.
제1 성분은 10 내지 99중량%, 바람직하게는 50 내지 95중량%, 또는 바람직하게는 70 내지 90중량% 나노알루미나 코팅을 포함할 수 있다.
사용 중에 나노알루미나 코팅은 물이 필터 미디어를 통과할 때와 같이 물에 잠기면 양전하를 띤다. 양전하는 음전하를 띤 불순물을 물에 정전기적으로 끌어당겨 포획하여 물이 필터 미디어에 의해 정화될 수 있도록 한다.
코어가 높은 알루미나 함량을 갖는 본 발명의 필터 미디어는 코어에 낮은 알루미나 함량을 갖는 필터 미디어와 비교하여 우수한 여과 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이론에 얽매이지 않고, 코어의 알루미나 함량 증가가 나노알루미나 코팅에서 양전하를 증가시키기 때문에 이러한 개선이 일어나는 것으로 여겨진다.
필터 미디어는 구조적 지지를 위한 매트릭스 섬유를 포함하는 제2 성분을 더 포함할 수 있다. 매트릭스 섬유는 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다. 피브릴화된 섬유는 일반적으로 피브릴을 생성하기 위해 기계적 처리를 거친 합성 또는 셀룰로오스 섬유이다. 존재하는 경우, 피브릴화 셀룰로스 섬유는 셀룰로스 섬유로 간주되고 피브릴화 합성 섬유는 합성 섬유로 간주된다. 매트릭스 섬유는 부직포 필터 미디어를 생성하기 위해 제1 구성요소와 혼합될 수 있다. 매트릭스 섬유는 적어도 부분적으로 나노알루미나로 코팅될 수 있다.
필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 5 내지 70중량%, 바람직하게는 20 내지 50중량%의 매트릭스 섬유를 포함할 수 있다.
필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 5 내지 70중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다.
필터 미디어는 매트릭스 섬유의 총 중량을 기준으로 적어도 80중량%, 바람직하게는 적어도 90중량%, 또는 더 바람직하게는 적어도 95중량%의 합성 매트릭스 섬유를 포함할 수 있다. 합성 매트릭스 섬유는 합성 중합체 섬유, 변경 또는 변형된 천연 중합체 섬유 또는 규산(유리) 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다. 예시적인 섬유는 폴리에스테르(예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등과 같은 폴리알킬렌 테레프탈레이트), 폴리알킬렌(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리아크릴로니트릴(PAN) 및 폴리아미드(나일론, 예를 들어 나일론- 6, 나일론 6,6, 나일론-6,1 2 등)를 포함한다.
필터 미디어는 매트릭스 섬유의 총 중량을 기준으로 적어도 80중량%, 바람직하게는 적어도 85중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 셀룰로오스 섬유는 침엽수 섬유, 활엽수 섬유, 식물성 섬유 및 재구성 셀룰로오스 섬유(리오셀 또는 레이온 섬유와 같은 인조 셀룰로오스 섬유로도 알려짐) 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다. 셀룰로오스 섬유의 적어도 일부는 피브릴화될 수 있다.
다른 대안에 따르면, 매트릭스 섬유는 셀룰로오스 섬유와 합성 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다. 합성 섬유는 필터 미디어에서 매트릭스 섬유의 총 중량의 50중량% 이하, 바람직하게는 10중량% 내지 30중량%, 또는 바람직하게는 15중량% 내지 25중량%의 양으로 필터 미디어에 존재할 수 있다.
필터 미디어는 부직포 필터 미디어일 수 있다. 부직포 필터 미디어는 물결 지고(corrugated), 잘리고(cut), 접히고(folded), 주름(pleated)이 생길 수 있고 궁극적으로 사용될 여과 제품으로 조립될 수 있다.
제1 구성요소와 매트릭스 섬유 사이의 결합을 강화하기 위해, 필터 미디어는 Teijin®에서 제조한 Tepyrus® PET 마이크로섬유와 같은 바인더 섬유를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 바인더 섬유는 매트릭스 섬유로 간주된다. 바인더 섬유는 필터 미디어의 가공 동안, 예를 들어 캘린더링 단계 동안, 연화되거나 용융될 수 있는 열가소성 부분을 포함한다. 바인더 섬유는 단일 성분 또는 이중 성분일 수 있다. 이성분 열가소성 섬유는 코어보다 더 낮은 융점을 갖는 열가소성 중합체의 용융성 코팅으로 둘러싸인 열가소성 코어 섬유를 포함할 수 있다.
필터 미디어는 필터 미디어 성분의 일반적인 응집력을 향상시키기 위해 첨가될 수 있는 중합체 바인더를 포함할 수 있다. 필터 미디어는 스티렌 아크릴, 아크릴, 아크릴 공중합체, 폴리에틸렌 비닐 클로라이드, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리스티렌 아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리니트릴, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올 유도체, 전분 중합체와 수성 및 용제 버전을 모두 포함하는 페놀 및 이들의 조합과 같은 중합체 바인더를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 중합체 바인더는 수성 라텍스 에멀젼과 같은 라텍스(예를 들어 Lubrizol®Hycar® 26450) 형태일 수 있다.
필터 미디어는 하나 또는 그 이상의 첨가제 성분을 더 포함할 수 있다. 첨가제 성분은 다음으로부터 선택될 수 있다: 필터 미디어의 습윤 강도(wet strength)를 향상시키기 위해 첨가될 수 있는 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 수지(예를 들어 Kymene® GHP 수지)와 같은 습윤 강도 수지; 필터 미디어에 유리한 외관을 제공하는 데 필요할 수 있는 염색제(dyeing agent); 섬유 보유제(fibre retention agents); 분리 보조제(separation aides, 예를 들어 실리콘 첨가제 및 관련 촉매제); 친수성 또는 소수성 제제(a hydrophilic or hydrophobic agent); 습윤제(a wetting agent); 정전기 방지제(an antistatic agent); 또는 항균제(an antimicrobial agent). 존재하는 경우, 이러한 첨가제는 예를 들어 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 0.01중량% 내지 1중량%를 포함하는, 0중량%, 0.01중량%, 0.1중량%, 1중량%, 5중량%, 10중량% 초과 및/또는 약 30중량%, 25중량%, 20중량%, 15중량%, 10중량%, 9중량%, 8중량%, 7중량%, 6중량%, 5중량%, 4중량%, 3중량%, 2중량%, 1중량% 미만 또는 이들의 조합의 양으로 포함될 수 있다.
필터 미디어는 1:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:3 내지 1:6의 제1 성분 대 제2 성분의 질량비를 가질 수 있다.
필터 미디어는 여과하는 동안 유체가 통과할 수 있는 기공을 포함할 수 있다. 기공은 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 0.6 내지 5㎛, 또는 0.7 내지 4㎛의 기공 크기 직경을 가질 수 있다. 기공의 평균 기공 크기는 1 내지 1.5㎛, 바람직하게는 1.1 내지 1.4㎛일 수 있다.
기공 크기는 미국 재료 시험 협회(ASTM) 표준 316-03(2011)에 따라 모세관 유동 포로메트리 기술을 사용하여 측정될 수 있다.
필터 미디어는 물(H2O)에서 적어도 20인치, 바람직하게는 H2O에서 적어도 30인치의 습윤 파열 강도(wet burst strength)를 나타낼 수 있다. 필터 미디어는 H2O에서 20 내지 150의 습윤 파열 강도를 가질 수 있다. 필터 미디어는 최소 3 lb/in, 바람직하게는 최소 5 lb/in의 인장 강도(tensile strength) - 건조 MD를 가질 수 있다. 필터 미디어는 3lb/in에서 30lb/in의 인장 강도(건조 MD)를 가질 수 있다. 상기 값은 처리량이 높은 액체 여과 성능에 바람직하다.
습윤 파열 강도는 이미 물로 포화된 2.5인치 너비의 테스트 조각에 증가하는 압력을 가하여 측정할 수 있다. 압력은 수주(water column)를 사용하여 적용된다. 시험편이 파열될 때까지 물의 높이가 증가한다. 물의 높이는 물의 인치(H2O 에서)로 표현되는 습윤 파열 강도를 갖도록 변환 차트를 사용하여 변환된다.
인장 강도 - 건조 MD는 Tappi T494 표준에 따라 측정될 수 있다.
본 개시 내용은 본 명세서에 정의된 제1 구성요소를 제조하는 방법으로 확장된다. 이 방법은 코어를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함한다. 코팅은 필터 미디어의 형성 전 또는 형성 중에 수행될 수 있다.
본 개시 내용은 본 명세서에 정의된 필터 미디어를 제조하는 방법으로 더 확장된다. 이 방법은:
(a) 제1 성분을 포함하는 섬유상 슬러리로부터 웨트 레이드 시트(wet laid sheet)를 형성하는 단계; 및
(b) 웨트 레이드 시트를 건조하여 필터 미디어를 얻는 단계를 포함한다.
섬유상 슬러리는 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 더 포함할 수 있다. 방법은 나노알루미나로 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 나노알루미나로 코어, 매트릭스 섬유, 및/또는 바인더 섬유를 동시에 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 방법은 임의의 순서로 나노알루미나로 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 순차적으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 제1 성분을 형성하기 위해 코어를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 제1 성분은 매트릭스 섬유, 선택적인 바인더 섬유, 선택적인 중합체 바인더 및/또는 선택적인 첨가제 성분 및 수성 매질(aqueous medium)과 조합되어 섬유상 슬러리를 형성할 수 있다. 웨트 레이드 시트는 슬러리로부터 형성될 수 있다.
방법은 나노알루미나와 용액(예를 들어 수용액)에서 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 조합함으로써 섬유상 슬러리를 형성하는 단계 및 섬유 슬러리에서 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 나노알루미나로 동시에 적어도 부분적으로 코팅하는 단계를 포함한다. 이 공정에서, pH 10 내지 14, 바람직하게는 11 내지 13, 보다 바람직하게는 약 pH 12에서 나노알루미나는 알카리성 용액(NaOH, KOH 또는 수산화암모늄의 수용액과 같은)에서 알루미늄 금속(일반적으로 분말 또는 조각 형태)을 반응시켜 원위치에서 형성될 수 있다. 반응이 진행됨에 따라 반응에 의해 생성된 나노알루미나는 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유에 침착된다. 반응 완료 후, 용액의 pH는 산(예를 들어 HCl, H2SO4, HNO3 등)을 첨가함으로써 pH 6 내지 pH 7, 바람직하게는 약 pH 6.5로 조정될 수 있다. 상기 언급된 선택적인 중합체 바인더 및/또는 첨가제 성분 중 하나 또는 그 이상은 일단 pH가 중화되면 섬유상 슬러리와 조합될 수 있다. 결합된 혼합물은 이후 웨트 레이드 시트로 형성될 수 있다. 시트는 오븐 건조되어 최종 필터 미디어를 형성할 수 있다. 건조된 필터 미디어는 물결지고, 잘리고, 접히고, 주름이 생길 수 있고, 궁극적으로 사용될 여과 제품으로 조립될 수 있다.
필터 미디어는 물과 같은 유체를 여과하는 방법에 사용하기에 적합하다. 그러한 방법은 필터 미디어를 통해 유체를 통과시키는 것을 포함한다. 유체는 외부에서 가해지는 압력 또는 정수압을 적용하여 필터 미디어를 통해 가압될 수 있다. 여과하는 동안, 유체의 불순물은 (예를 들어 나노알루미나 코팅에 대한 정전기 접착에 의해) 및/또는 물리적 폐색(physical occlusion )에 의해 필터 미디어에 결합하여 필터 미디어를 빠져나가는 정제된 유체를 생성한다.
필터 미디어는 예를 들어, 도시 식수 또는 폐수에서 오염 물질 제거, 화학 또는 제약 오염 물질이 포함된 산업 폐수 처리, 광산 폐수 개선 또는 석유 및 가스 시추 또는 가공 작업으로 오염된 물 처리와 같은 산업 응용 분야에서 유체를 필터링하는 데 사용하기에 적합할 수 있다.
필터 미디어는 또한 음용 또는 요리 목적으로 도시 수돗물을 정화하는 것과 같은 가정용 적용에서 유체를 여과하는데 사용하기에 적합할 수 있다.
실시예
에리트로신 시험 조건
에리트로신은 식품 등급의 분홍색 염료이며 MS2 바이러스와 마찬가지로 pH 3.9 이상에서 음전하를 띤다. 에리스로신의 정량화는 MS2 바이러스에 비해 다소 간단하다. 에리스로신 함량은 예를 들어 분광 광도계를 사용하여 정량화될 수 있다. 필터 미디어에 의한 에리스로신 보유는 MS2 바이러스 보유에 대한 필터 미디어의 효과에서 좋은 지표가 될 수 있다.
코어 재료를 포함하는 핸드시트(handsheets)는 다음 구성요소로 제조되었다:
- 7.8% 매트릭스 섬유(재구성 피브릴화 셀룰로오스 섬유 - Lyocell 40),
- 15.3% 매트릭스 섬유(Trevira T256 합성 이성분 섬유),
- 33.5% 코어 소재,
- 43.5% 나노알루미나(반응 후).
핸드시트를 25mm 샘플로 잘라서 샘플 홀더에 삽입하고 물에 적셨다. 에리트로신(10 mg/L) 수용액을 준비했다. 에리트로신 용액을 15ml/분의 유속으로 샘플에 통과시키고 분광 광도계를 사용하여 각 20ml의 여액의 흡광도를 측정하였다. 결과는 용리액의 부피에 대해 표시되었다(plotted).
실시예 1
도 1은 물에서 에리트로신 염료를 여과하기 위한 4가지 필터 미디어의 비교 능력을 도시한다(에리트로신 테스트 조건 사용). 각각의 필터 미디어는 다른 알루미나 함량을 갖는 다른 유리 유형을 포함한다. 4가지 유리 유형의 알루미나 함량은 아래 표 1에 제시되어 있다.
표 1: 도 1에 도시된 필터 미디어를 준비하는 데 사용된 4가지 유리 유형의 SiO2 및 Al2O3 함량.
A-유리
A-Glass 		B-유리
B-Glass 		C-유리
C-Glass 		E-유리
E-Glass
SiO2 (%) 68.0 - 71.0 55.0 - 60.0 63.0 - 67.0 50.0 - 56.0
Al2O3 (%) 2.5 - 4.0 4.0 - 7.0 3.0 - 5.0 13.0 - 16.0
상이한 유리 유형을 포함하는 핸드시트는 다음과 같은 성분을 갖는다:.
- 7.8% 매트릭스 섬유(재구성 피브릴화 셀룰로오스 섬유 - Lyocell 40),
- 15.3% 매트릭스 섬유(Trevira T256 합성 이성분 섬유),
- 33.5% 코어 소재 - Lauscha®(A,B,C,E)-유리, (유리 섬유),
- 43.5% 나노알루미나(반응 후).
오염물질 제거 성능은 에리트로신 테스트 방법을 사용하여 측정되었다.
주어진 양의 여과된 부피에 대해 더 높은 에리트로신 감소는 더 높은 성능을 나타낸다. 도 1에서 볼 수 있듯이, E-유리는 여과된 물의 양이 140mL를 초과할 때까지 실험 과정 동안 물에서 가장 많은 양의 에리트로신을 여과했으며, 이 시점에서 B-유리는 더 많은 에리스로신을 여과했다. C-유리와 A-유리는 E-유리와 B-유리에 비해 훨씬 낮은 필터링 능력을 보였다. 4개의 유리의 알루미나 함량 비교는 여과 성능과 알루미나 함량 사이에 상관관계가 있음을 보여준다. 가장 높은 알루미나 함량을 갖는 E-유리는 가장 많은 양의 에리트로신을 여과했다.
실시예 2
도 2는 물에서 에리트로신 염료를 여과하기 위한 5가지 필터 미디어의 비교 능력을 도시한다(위에서 설명한 에리트로신 테스트 조건 사용). 직접 비교할 수는 없지만, 코어 재료의 양이 다르기 때문에, B-유리 샘플은 5가지 다른 필터 미디어의 성능을 평가하는 벤치마크 역할을 할 수 있다.
테스트된 필터 미디어를 준비하는 데 사용된 5가지 코어 재료의 알루미나 및 실리카 함량은 아래 표 2에 제시되어있다.
표 2: 도 2에 도시된 필터 미디어를 준비하는 데 사용된 5가지 코어 재료의 SiO2 및 Al2O3 함량.
알루미나-함유 성분
Alumina-containing Component 		재료 유형
Material Type 		Al 2 O 3 함량
Al 2 O 3 content 		SiO 2 함량
SiO 2 content
Porocel® Al 2 O 3 15 um 활성 알루미나/알루미늄 산화물 분말
Activated alumina / aluminum oxide powder		 70-99+% 0.02-20%
Unifrax Saffil® HA 다결정 Al2O3 울(PCW)Polycrystalline Al2O3 wool (PCW) 95-97% 3-5%
PQ Corp Advera® 401 수호된 소듐 알루미노실리케이트(제올라이트)
hydrated sodium aluminosilicate (zeolite) 		28% 33%
Thermalmax® (Denka) Alcen® B97T4 다결정 Al2O3 울(PCW)
Polycrystalline Al2O3 wool (PCW)		 97% 3%
Unifrax® Fiberfrax® HS95C 내화 세라믹 섬유(RCF)
Refractory ceramic fiber (RCF) 		47-52% 48-53%
핸드시트의 제조에 사용된 퍼니시(furnishes)는 아래 표 3에 나타낸 성분을 가졌다:
표 3: 테스트된 핸드시트의 구성요소(중량%로 주어진 값)
알루미나-함유 성분
Alumina-containing Component 		알루미나 함유 성분
Alumina
containing Component 		나노알루미나(반응 후)
Nanoalumina
(After reaction) 		Lyocell L-010-4 Teijin® Tepyrus®
0.1 T TA04PN 3 μm
Porocel® Al 2 O 3 15 um 10.0% 45.0% 40.0% 4.0%
Unifrax Saffil® HA 10.0% 45.0% 45.0% -
PQ Corp Advera® 401 10.0% 45.0% 40% 5.0%
Thermalmax® (Denka) Alcen® B97T4 10.0% 45.0% 45.0% -
Unifrax® Fiberfrax® HS95C 15.0% 45.0% 41.0% -
시트의 기계적 특성을 보존하기 위해 성분에 대한 작은 변형이 만들어졌다. 예를 들어, Fiberfrax®시트는 Saffil®및 Alcen®시트보다 더 촘촘해서, 더 많은 Fiberfrax®를 첨가하여 기공 크기를 늘렸다. Porocel®및 PQ Corp Advera®시트에 Teijin®섬유를 첨가하여 강성을 향상시켰다.
필터 미디어는 다음과 같이 준비되었다: 알루미나 함유 성분 및 리오셀(및 적용 가능한 경우 Teijin®Tepyrus®섬유))을 물에 분산시키고 혼합했다. 혼합물이 균일해지면, 알루미늄 분말을 교반하면서 첨가하고 NaOH 용액을 첨가함으로써 혼합물의 pH를 pH 12로 조정하였다. 그 다음 혼합물을 반응이 완료될 때까지 약 60℃로 가열하여 나노알루미나를 형성하였다. 반응의 종결은 수소 버블링의 중단을 동반하였다. 이어서 혼합물은 73℃에서 가열된 후 황산에 의해 pH 6.5로 중화되었다. Kymene GHP(습식 스트림 첨가제) 및 Lubrizol(Hycar) 26450 Latex(일반 응집용)와 같은 첨가제를 중화 후 혼합물에 첨가하여 부직포의 특성을 개선했다.
필터 미디어의 핸드시트는 대기 공정에 의해 준비되고 건조되었다. 이들의 물리적 특성은 아래 표 4에 요약되어 있다.
표 4: 필터 미디어의 특성
　 Porocel Al 2 O 3
15 um 		Unifrax
Saffil HA 		Thermalmax
(Denka) Alcen B97T4 		PQ Corp Advera 401 Unifrax
Fiberfrax HS95C
배수 시간
Drainage
Time (s) 		18 14 15 12 12
무게
Weight (gsm) 		253 250 245 252 260
두께
Thickness
(mil/microns) 		815 930 855 868 952
덴소미터
Densometer
1-20-400 (s) 		38.8 23.6 42.4 8.4 34
2" 신속성
2" Rapidity
(mL/min) 		5.5 3 6.5 6.5 6.5
10" 신속성
10" Rapidity
(mL/min) 		　 10 30 28 31
습윤 파열(물에서)
Wet Burst
(in H2O) 		89 45 82 -
인장
Tensile
(lb/in) 		8.79 8.23 9.34 7.37 6.76
가장자리 찢어짐
Edge Tear
(lb/in) 		9.86 8.43 7.56 7.90 8.49
최소 기공
Minimum
Pore (microns) 		0.7557 0.8221 0.7145 0.7108 0.7298
평균 기공
Average
Pore (microns) 		1.2595 1.3228 1.1532 1.1815 1.2616
최대 기공
Maximum
Pore (microns) 		3.1411 3.7854 3.0294 2.7825 3.3245
더 적은 양의 코어 물질(10 또는 15중량%)을 가짐에도 불구하고 PQ Corp Advera 401을 포함하는 샘플을 제외한 모든 샘플은 B-유리 샘플에 비해 더 높은 에리트로신 감소 성능을 갖는다. 그러나, 테스트된 5개의 샘플 모두 에리트로신 보유 용량을 가지고 있다.
본 발명은 다음 단락을 참조하여 더 이해될 수 있다:
1. 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 20중량%의 Al2O3 함량을 갖는 코어를 갖는 제1 성분 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 포함하는 필터 미디어.
2. 임의의 전술한 단락의 필터 미디어에 있어서, 코어가 섬유, 판, 분말 입자, 결정질 입자, 무정형 입자 또는 다공성 입자(예를 들어, 미세다공성 또는 중형다공성 입자)의 형태인, 필터 미디어.
3. 임의의 전술한 단락의 필터 미디어에 있어서, 코어가 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 20중량%, 30중량%, 40중량%, 50중량% 또는 60중량%의 Al2O3 함량을 갖고, 코어가 섬유 형태인, 필터 미디어.
4. 단락 3의 필터 미디어에 있어서, 코어가 1% w/w 미만의 알칼리 산화물(E-유리와 같은)을 갖는 알루미노-보로실리케이트 유리 섬유인, 필터 미디어.
5. 단락 3 또는 4의 필터 미디어에 있어서,
상기 제1 성분은 적어도 10중량%, 바람직하게는 10 내지 20중량%, 또는 바람직하게는 13 내지 16중량%의 Al2O3 함량을 갖는 유리 섬유 코어를 갖고, 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅, 여기서 코어는 1% w/w 미만의 알칼리 산화물(E-유리)을 갖는 알루미노-보로실리케이트 유리 섬유이고, 유리 섬유 코어가 1 내지 5㎛의 평균 직경을 가지며, 여기서 필터 미디어는 바람직하게는 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는 매트릭스 섬유를 더 포함하고, 여기서 매트릭스 섬유는 적어도 부분적으로 나노알루미나로 코팅되며, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 30 내지 60중량%, 또는 40 내지 50중량%의 양으로 나노알루미나를 포함하는, 필터 미디어.
6. 단락 3의 필터 미디어에 있어서,
상기 제1 성분은 Al2O3 함량이 10 중량% 이상인 코어 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 가지며, 코어는 Al2O3 섬유(예를 들어 다결정 울)이며, 알루미노실리케이트 섬유(예를 들어 세라믹 섬유) 및 알루미노실리케이트 유리 섬유, 여기서 섬유 코어는 1 내지 5㎛의 평균 직경을 갖고, 필터 미디어는 바람직하게는 하나 이상의 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화된 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는 매트릭스 섬유를 포함하고, 여기서 매트릭스 섬유는 적어도 부분적으로 나노알루미나로 코팅되고, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 30 내지 60중량%, 또는 40 내지 50중량%의 양으로 나노알루미나를 포함하는, 필터 미디어.
7. 단락 1 또는 2의 필터 미디어에 있어서, 코어는 적어도 20중량%, 바람직하게는 적어도 30중량%, 40중량%, 50중량% 또는 60중량%의 Al2O3 함량을 갖고, 판 형태인, 필터 미디어.
8. 단락 7의 필터 미디어에 있어서,
상기 제1 성분은 Al2O3 함량이 20 중량% 이상, 바람직하게는 50 내지 100 중량%인 코어 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 가지며, 여기서 코어는 알루미노실리케이트 판 및 Al2O3 판에서 선택되며, 여기서 코어는 평균 크기가 1 내지 30㎛이고, 필터 미디어는 바람직하게는 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화된 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는 매트릭스 섬유를 더 포함하고, 매트릭스 섬유는 적어도 부분적으로 나노알루미나로 코팅되고, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 30 내지 60중량%, 또는 40 내지 50중량%의 양으로 나노알루미나를 포함하는, 필터 미디어.
9. 단락 1 또는 2의 필터 미디어에 있어서, 코어는 적어도 20중량%, 바람직하게는 적어도 30중량%, 40중량%, 50중량% 또는 60중량%의 Al2O3 함량을 갖고, 분말 입자의 형태인, 필터 미디어.
10. 단락 9의 필터 미디어에 있어서,
상기 제1 성분은 Al2O3 함량이 20중량% 이상, 바람직하게는 50 내지 100중량%인 코어 및 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나 코팅을 가지며, 코어는 알루미노실리케이트 분말(예: 제올라이트), Al2O3 분말 및 E-유리 분말로부터 선택되며, 코어의 평균 크기는 1 내지 30㎛이고, 여기서 필터 미디어는 바람직하게는 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 및 피브릴화 섬유 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는 매트릭스 섬유를 더 포함하고, 여기서 매트릭스 섬유는 적어도 부분적으로 나노알루미나로 코팅되며, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 30 내지 60중량%, 또는 40 내지 50중량%의 양으로 나노알루미나를 포함하는, 필터 미디어.
11. 임의의 전술한 단락의 필터 미디어에 있어서, 제1 성분이 10 내지 99중량%, 바람직하게는 50 내지 95중량%, 또는 더 바람직하게는 70 내지 90중량% 나노알루미나 코팅을 포함하는, 필터 미디어.
12. 임의의 전술한 단락의 필터 미디어에 있어서, 코어가 제1 성분의 1 내지 90중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%, 더 바람직하게는 10 내지 30중량%를 구성하는, 필터 미디어.
13. 단락 5, 6, 8 또는 10 중 어느 하나의 필터 미디어에 있어서, 매트릭스 섬유는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 필터 미디어.
14. 단락 5, 6, 8 또는 10 중 어느 하나에 있어서, 매트릭스 섬유가 합성 섬유를 포함하는 필터 미디어.
15. 단락 5, 6, 8 또는 10 중 어느 한 단락에 있어서, 매트릭스 섬유가 피브릴화된 섬유를 포함하는 필터 미디어.
16. 단락 15의 필터 미디어에 있어서, 피브릴화된 것은 피브릴화된 셀룰로오스 섬유 및 바람직하게는 재구성된 셀룰로오스 섬유를 포함하는 필터 미디어.
17. 임의의 전술한 단락의 필터 미디어에 있어서, 코어는 적어도 80중량%의 Al2O3 함량, 20중량% 미만의 SiO2 함량을 가지며, 코어는 분말 또는 섬유 형태이고, 여기서 코어는 코어가 분말 입자인 경우 1 내지 30㎛의 평균 입자 크기를 갖고, 코어가 섬유인 경우, 1 내지 5㎛의 평균 직경을 갖는 필터 미디어.
18. 임의의 전술한 항의 필터 미디어에 있어서, 코어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 1중량% 이상, 바람직하게는 5중량% 이상, 더 바람직하게는 5 내지 70중량%, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 50중량%를 구성하는, 필터 미디어.
19. 임의의 전술한 항의 필터 미디어에 있어서, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 5 내지 70중량%, 바람직하게는 20 내지 50중량%의 매트릭스 섬유를 포함하는, 필터 미디어.
20. 임의의 전술한 항의 필터 미디어에 있어서, 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 5 내지 70중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 필터 미디어.
21. 단락 1 내지 20 중 어느 한 단락에 정의된 바와 같은 필터 미디어용 제1 구성요소를 제조하는 방법으로서, 코어를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계를 포함하는 방법.
22. 단락 1 내지 20 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 필터 미디어를 제조하는 방법으로서, 방법은:
(a) 제1 성분을 포함하는 섬유상 슬러리로부터 웨트 레이드 시트를 형성하는 단계; 및
(b) 웨트 레이드 시트를 건조하여 필터 미디어를 얻는 단계;를 포함하는 방법
23. 단락 22의 방법에 있어서, 코어를 나노알루미나로 코팅하여 제1 성분을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
24. 단락 23의 방법에 있어서, 섬유상 슬러리는 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 더 포함하고, 여기서 방법은 코어, 매트릭스 섬유 및/또는 바인더 섬유를 동시에 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함하는 방법.
25. 단락 1 내지 20 중 어느 하나의 필터 미디어를 통해 유체를 통과시키는 것을 포함하는, 유체 필터링 방법.

Claims (21)

  1. 제1 성분을 포함하는 필터 미디어(filter media)로서,
    상기 제1 성분은 10 중량% 이상의 Al2O3 함량을 갖는 코어(core) 및 상기 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 나노알루미나(nanoalumina) 코팅을 가지며, 여기서 상기 코어는 섬유(fiber), 판(plate) 또는 분말 입자(powder particle)의 형태이고, 상기 필터 미디어는 제2 성분으로서 매트릭스 섬유를 더 포함하는,
    필터 미디어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어의 Al2O3 함량이 적어도 20 중량%, 바람직하게는 적어도 40 중량%,, 바람직하게는 적어도 60 중량%, 또는 바람직하게는 적어도 80 중량% 인,
    필터 미디어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코어의 SiO2 함량이 60 중량% 미만, 바람직하게는 40 중량% 미만, 또는 바람직하게는 20 중량% 미만인,
    필터 미디어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 산화 알루미늄 분말(aluminium oxide powder), 알루미나 섬유(alumina fibres), 결정질 알루미노실리케이트(crystalline aluminosilicates) 및 비결정질 알루미노실리케이트(non-crystalline aluminosilicates) 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는,
    필터 미디어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 0.1 내지 50㎛의 평균 크기를 갖는,
    필터 미디어.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 성분이 10 내지 99 중량%, 바람직하게는 50 내지 95 중량%, 또는 바람직하게는 70 내지 90 중량% 나노알루미나 코팅을 포함하는,
    필터 미디어.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어가 제1 성분의 1 내지 90 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 30 중량%를 구성하는,
    필터 미디어.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 섬유가 셀룰로오스 섬유(cellulose fibres), 합성 섬유(synthetic fibres) 및 피브릴화된 섬유(fibrillated fibres) 중 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는,
    필터 미디어.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 섬유가 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅된 것인,
    필터 미디어.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 미디어의 총 중량을 기준으로 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%, 바람직하게는 40 내지 50 중량%의 양으로 나노알루미나를 포함하는,
    필터 미디어.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 미디어는 1 중량% 미만의 유리 섬유(glass fibers), 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 유리 섬유를 포함하는,
    필터 미디어.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 성분 대 제2 성분의 질량비가 4:1 내지 1:10인,
    필터 미디어.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 미디어가 부직포(non-woven)인,
    필터 미디어.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 필터 미디어는 물(H2O)에서 적어도 20인치, 바람직하게는 H2O에서 적어도 30인치의 습윤 파열 강도(wet burst strength)를 갖는,
    필터 미디어.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 미디어는 적어도 3 lb/in, 바람직하게는 적어도 5 lb/in의 인장 강도(tensile strength)를 갖는,
    필터 미디어.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 적어도 1중량%, 바람직하게는 적어도 5중량%, 더 바람직하게는 5 내지 70중량%, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 50중량%를 구성하는,
    필터 미디어.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 매트릭스 섬유의 5 내지 70중량%, 바람직하게는 20 내지 50중량%를 포함하는,
    필터 미디어.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 미디어는 필터 미디어의 총 중량을 기준으로 셀룰로오스 섬유의 5 내지 70중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%를 포함하는,
    필터 미디어.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 정의된 필터 미디어용 제1 구성요소의 제조방법으로서,
    코어를 나노알루미나로 적어도 부분적으로 코팅하는 것을 포함하는,
    필터 미디어용 제1 구성요소의 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 정의된 필터 미디어를 제조하는 방법으로서,
    (a) 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 섬유상 슬러리(fibrous slurry)로부터 웨트 레이드 시트(wet laid sheet)를 형성하는 단계; 및
    (b) 웨트 레이드 시트(wet laid sheet)를 건조하여 필터 미디어를 얻는 단계;를 포함하는,
    필터 미디어 제조 방법.
  21. 유체 필터링 방법(A method of filtering a fluid)으로서,
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 필터 미디어를 통해 유체를 통과시키는 것을 포함하는,
    유체 필터링 방법.
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