KR20240017533A - 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재 - Google Patents

활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재 Download PDF

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Abstract

이 발명은 공기 중에 포함된 유해성분의 제거와 탈취를 위한 입상 활성탄(조립 활성탄)이 부직포의 웹(web) 조직 내에 충진 된 구조로 이루어진 활성탄 충진 부직포 필터 여재에 관한 것이다. 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법은 두께 4~8㎜, 중량 60~120 gsm의 스펙으로 조직된 제1 부직포를 공급하는 제1 부직포 공급단계; 제1 부직포 공급단계에서 공급되는 제1 부직포 상에 지름 2~3㎜, 길이 2~7㎜ 범위로 일정한 모양과 크기로 성형이 된 입상 활성탄을 100~350 gsm 밀도로 도포하는 입상 활성탄 도포단계; 입상 활성탄 도포단계에서 도포된 입상 활성탄의 상부로 두께 4~8㎜, 중량 40~80 gsm의 스펙으로 조직된 제2 부직포를 공급하는 제2 부직포 공급단계; 및 제1 부직포와 제2 부직포가 상호 합체되도록 130~180℃의 온도 조건에서 가압하되 제1 부직포와 제2 부직포가 합체된 상태의 두께가 3~8㎜가 되도록 하는 합지단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재{Method for manufacturing non-woven filter media with granular activated carbon}
이 발명은 활성탄 충진 부직포 필터 여재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 중에 포함된 유해성분의 제거와 탈취를 위해 모양과 크기가 일정하게 성형이 된 입상의 조립 활성탄이 부직포의 웹(web) 조직 내에 충진된 구조로 이루어진 활성탄 충진 부직포 필터 여재에 관한 것이다.
공기청정기 등의 제품에는 공기 중에 포함된 먼지, 세균 등의 오염물질 또는 유해요소를 여과하거나 흡착하여 제거하기 위한 여러 종류의 필터들이 장착되고 있다. 공기청정기에 일반적으로 사용되는 필터는 프리 필터(pre filter), 미디어 필터(medium filter), 헤파 필터(HEPA filter), 케미칼 필터(chemical filter) 등으로 구분되기도 한다.
프리 필터는 공기 중에 포함된 이물질의 유입을 차단하기 위한 것으로, 일정 크기 이상의 이물질은 통과하지 못하게 하는 여과 방식의 부직포 또는 망사 형태로 이루어진다. 따라서 이와 같은 여과 방식의 프리 필터는 다른 필터들에 비해 자주 교체 또는 청소해줘야 한다.
헤파 필터는 공기 중에 포함된 0.3㎛ 이상의 미세한 세균 등의 오염 입자를 제거할 수 있는 고효율 미립자 공기 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)로 이루어진다.
한편, 공기 중에 포함된 먼지 이외에 각종 냄새의 원인을 제거하기 위한 탈취 필터의 주요 소재로 활성탄이 사용되고 있다. 활성탄은 미세한 기공이 있는 다공성 물질로 1g의 활성탄은 500㎡ 이상의 표면적을 가짐에 따라 기체나 액체 등을 효과적으로 흡착할 수 있다. 공기청정기용 탈취 필터에는 2~4㎜의 지름과 2~7㎜의 크기를 갖는 입자로 성형이 된 입상 활성탄(조립 활성탄)이 사용 된다. 즉, 공기청정기용 탈취 필터는 하니컴 구조의 케이스 또는 직물체에 입상 활성탄이 일정 수준의 밀도로 수용된다.
그런데 전술한 바와 같이 하니컴 구조의 케이스 또는 직물체에 입상 활성탄이 채워진 형태의 공기청정기용 탈취 필터에서는 활성탄 입자를 가득 채우게 되면 압력 손실이 증가하여 공기 흐름이 원활하지 않게 되며, 반대로 활성탄 입자를 듬성듬성 채우게 되면 활성탄 입자로 채워지지 않은 부분을 통해서는 이물질이 여과되지 않고 통과하게 됨에 따라 가스 제거율이 낮아지는 문제점이 있었다.
대한민국특허청 등록특허공보 10-2371809(2022.03.08. 공고) 대한민국특허청 등록특허공보 10-2295839(2021.08.30. 공고)
이 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로서, 공기 중에 포함된 유해성분의 제거와 탈취를 위한 입상 활성탄(조립 활성탄)이 부직포의 웹(web) 조직 내에 충진 된 구조로 이루어진 활성탄 충진 부직포 필터 여재를 제공하는 데 목적이 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법은 두께 10~2㎜, 중량 60~120 gsm의 스펙으로 조직된 제1 부직포를 공급하는 제1 부직포 공급단계; 제1 부직포 공급단계에서 공급되는 제1 부직포 상에 지름 2~3㎜, 길이 2~7㎜ 범위로 일정한 모양과 크기로 성형이 된 입상 활성탄을 100~350 gsm 밀도로 도포하는 입상 활성탄 도포단계; 입상 활성탄 도포단계에서 도포된 입상 활성탄의 상부로 두께 4~8㎜, 중량 40~80 gsm의 스펙으로 조직된 제2 부직포를 공급하는 제2 부직포 공급단계; 및 제1 부직포와 제2 부직포가 상호 합체되도록 130~180℃의 온도 조건에서 가압하되 제1 부직포와 제2 부직포가 합체된 상태의 두께가 3~8㎜가 되도록 하는 합지단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법에서 제1 부직포 및 제2 부직포가 상호 맞대어지는 측면의 표면은 부직포를 이루는 섬유 보풀이 거칠게 형성된 표면으로 이루어지고, 제1 부직포 및 상기 제2 부직포의 다른 측 표면은 조밀한 표면으로 이루어질 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법에서 제1 부직포 및 제2 부직포는 폴리 프로필렌(PP) 또는/및 폴리 에스테르(PET) 소재로 이루어질 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법에서 제1 부직포와 제2 부직포의 합지단계는 벨트 프레스 공정을 통해 이루어질 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법에서 제1 부직포와 제2 부직포의 합지단계는 고온공기의 가열에 의한 스루 에어 본드(Through air bond) 공정을 통해 이루어질 수 있다.
이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법에 따르면 모양과 크기가 일정한 입상의 조립 활성탄이 벌키한 웹 조직을 갖는 부직포로 이루어짐에 따라서 공기청정기용 탈취 필터를 제조하는 데 있어 성형성이 우수한 장점을 제공한다.
또한, 이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재는 입상 활성탄이 충진된 웹 구조로 이루어짐에 따라 곡면을 갖는 공기청정기용 탈취 필터를 제공할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재는 입상 활성탄이 벌키한 웹 조직을 갖는 부직포로 이루어짐에 따라 여과 효율 및 압력 손실 측면에서 유리해질 수 있는 장점이 있다.
도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도2는 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조 공정을 보인 블록도.
도3은 이 발명의 일 실시 예에 따라 제1 부직포 상에 입상 활성탄이 도포된 상태를 보인 도면.
도4는 이 발명의 일 실시 예에 따라 제1 부직포와 제2 부직포 사이에 입상 활성탄이 충진된 상태에서 합지 및 압착이 이루어지는 상태를 설명하기 위한 도면.
도5는 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 구성을 설명하기 위한 단면 구성도.
도6 및 도7은 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 샘플 사진.
이하에서는 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재에 관하여 첨부된 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조 공정을 보인 블록도이며, 도3은 이 발명의 일 실시 예에 따라 제1 부직포 상에 입상 활성탄이 도포된 상태를 보인 도면이고, 도4는 이 발명의 일 실시 예에 따라 제1 부직포와 제2 부직포 사이에 입상 활성탄이 충진된 상태에서 합지 및 압착이 이루어지는 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도5는 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 구성을 설명하기 위한 단면 구성도이며, 도6 및 도7은 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 샘플 사진이다. 도면 중에 표시되는 도면부호 100은 이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재를 지시하는 것이다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120) 사이에 입상 활성탄(130)이 일정 수준의 밀도로 충진이 된 구성으로 이루어질 수 있다. 이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 도1에서 보이는 바와 같은 장치를 통해서 제조될 수 있다.
이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 도2에서와 같이 제1 부직포(110)를 공급하는 제1 부직포 공급단계, 공급되는 제1 부직포(110) 상에 입상 활성탄(130)이 일정 수준의 밀도로 도포되게 하는 입상 활성탄 도포단계, 제2 부직포(120) 상에 도포된 입상 활성탄(130)의 상측으로 제2 부직포(120)가 공급되게 하는 제2 부직포 공급단계 및 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120)가 상호 합지되도록 하는 합지단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
< 제1 부직포 및 제2 부직포 소재 >
이 발명에 따른 제1 부직포 공급단계에 사용되는 제1 부직포(110)는 폴리 프로필렌(PP) 또는/및 폴리 에스테르(PET) 소재로 두께 10~20㎜, 중량 60~120 gsm의 스펙을 갖도록 조직된 것이 사용될 수 있다.
이 발명에 따른 제2 부직포 공급단계에 사용되는 제2 부직포(120)는 폴리 프로필렌(PP) 또는/및 폴리 에스테르(PET) 소재로 두께 4~8㎜, 중량 40~80 gsm의 스펙을 갖도록 조직된 것이 사용될 수 있다.
한편, 제1 부직포(110) 및 제2 부직포(120)는 상호 맞대어지는 측면의 표면이 부직포를 이루는 섬유 보풀이 거칠게 형성된 표면으로 이루어지되 제1 부직포(110) 및 제2 부직포(120)의 다른 측 표면은 조밀한 표면으로 이루어질 수 있다.
이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)를 제조하는 과정에서 제1 부직포(110)는 하층에 위치되며 제2 부직포(120)는 상층 위치될 수 있다.
< 입상 활성탄 소재 >
이 발명에 따른 입상 활성탄 도포단계에서 사용되는 입상 활성탄(130)은 지름 2~3㎜, 길이 2~7㎜를 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 이 발명에 적용되는 입상 활성탄(130)의 모양과 크기가 일정하게 성형이 되는 입상의 조립 활성탄으로 구성될 수 있다.
이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)에서 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120) 사이에 충진되는 입상 활성탄(130)의 밀도는 100~350 gsm 범위가 바람직하다.
전술한 바와 같이 모양과 크기가 일정하게 성형이 되는 입상 활성탄(조립 활성탄)이 사용됨으로써 이 발명에 따라 완성되는 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 굴절 등의 성형성이 우수해질 수 있다.
< 활성탄 충진 부직포 필터 여재 >
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)의 제조를 위해 우선 제1 부직포(110)가 일정 속도로 공급되며, 제1 부직포(110)의 상에는 일정 밀도 수준으로 입상 활성탄(130)의 도포가 이루어진다. 이때 입상 활성탄(130)은 100~350 gsm 수준의 밀도로 도포된다.
그리고 제2 부직포(120)가 일정 속도로 공급되면서 입상 활성탄(130)이 도포된 제1 부직포(110) 상부를 덮게 된다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)의 제조에 사용되는 제1 부직포(110)는 두께 10~20㎜, 중량 60~120 gsm의 스펙을 갖도록 조직되고, 제2 부직포(120)는 두께 4~8㎜, 중량 40~80 gsm의 스펙을 갖도록 조직된 상태이다. 또한, 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120)가 상호 맞대어지는 측면의 표면이 부직포를 이루는 섬유 보풀이 거칠게 형성된 표면으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120) 사이에 입상 활성탄(130)이 도포된 상태에서 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120)의 합지를 위해 130~180℃의 온도 조건에서 가압이 이루어지게 된다. 이와 같은 온도 조건에서의 가압은 벨트 프레스 공정을 통해서 이루어질 수도 있고, 고온공기의 가열에 의한 스루 에어 본드(Through air bond) 공정을 통해서도 이루어질 수 있다.
이와 같은 온도 조건에 의해서 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120)가 상호 마주하는 측면에 형성된 벌키(bulky) 섬유 조직은 상호 엉키고 설키게 되면서 합지된 상태가 된다.
전술한 벨트 프레스 공정 또는 스루 에어 본드 공정은 합지장치(200)를 통해서 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120)가 합체된 상태의 전체 두께는 3~8㎜ 정도로 이루어진다. 물론, 제1 부직포(110)와 제2 부직포(120) 사이에는 도6 및 도7에서 보이는 바와 같이 입상 활성탄(130)이 충진이 된 상태이다.
전술한 제조공정을 통해서 제조된 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 모양과 크기가 일정하게 성형되는 입상의 조립 활성탄이 벌키(bulky)한 웹 조직을 갖는 부직포로 이루어짐에 따라서 공기청정기용 탈취 필터를 제조하는 데 있어 성형성이 우수한 장점을 제공한다. 즉, 공기청정기용 탈취 필터를 구성하는 하니컴 구조와 같은 별도의 케이스 등이 필요하지 않게 된다.
또한, 이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 입상 활성탄(130)이 충진된 웹 구조로 이루어짐에 따라 곡면을 갖는 공기청정기용 탈취 필터를 제공할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 이 발명에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재(100)는 입상 활성탄이 벌키(bulky)한 웹 조직을 갖는 부직포로 이루어짐에 따라 여과 효율 및 압력 손실 측면에서 유리해질 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법 및 활성탄 충진 부직포 필터 여재에 대하여 설명하였다. 이러한 실시 예들은 이 발명의 청구범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 것이다. 또한, 전술한 실시 예들은 예시적인 것에 불과한 것으로 한정 해석해서는 안될 것이다.
100 : 활성탄 충진 부직포 필터 여재
110 : 제1 부직포
120 : 제2 부직포
130 : 입상 활성탄

Claims (6)

  1. 두께 4~8㎜, 중량 60~120 gsm의 스펙으로 조직된 제1 부직포를 공급하는 제1 부직포 공급단계;
    상기 제1 부직포 공급단계에서 공급되는 상기 제1 부직포 상에 지름 2~3㎜, 길이 2~7㎜ 범위로 일정한 모양과 크기로 성형이 된 입상 활성탄을 100~350 gsm 밀도로 도포하는 입상 활성탄 도포단계;
    상기 입상 활성탄 도포단계에서 도포된 상기 입상 활성탄의 상부로 두께 4~8㎜, 중량 40~80 gsm의 스펙으로 조직된 제2 부직포를 공급하는 제2 부직포 공급단계; 및
    상기 제1 부직포와 상기 제2 부직포가 상호 합체되도록 130~180℃의 온도 조건에서 가압하되 상기 제1 부직포와 상기 제2 부직포가 합체된 상태의 두께가 3~8㎜가 되도록 하는 합지단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포가 상호 맞대어지는 측면의 표면은 부직포를 이루는 섬유 보풀이 거칠게 형성된 표면으로 이루어지고, 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포의 다른 측 표면은 조밀한 표면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 부직포 및 상기 제2 부직포는 폴리 프로필렌(PP) 또는/및 폴리 에스테르(PET) 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부직포와 상기 제2 부직포의 합지단계는 벨트 프레스 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부직포와 상기 제2 부직포의 합지단계는 고온공기의 가열에 의한 스루 에어 본드(Through air bond) 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄 충진 부직포 필터 여재의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 의해서 제조된 활성탄 충진 부직포 필터 여재.

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KR102295839B1 (ko) 2019-04-19 2021-08-31 (주)크린앤사이언스 더블라셀 편물을 담체로 한 활성탄 탈취필터 및 그 제조방법
KR102371809B1 (ko) 2020-03-20 2022-03-08 (주)크린앤사이언스 더블라셀 편물을 이용한 활성탄 탈취필터 및 그 제조방법

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