KR101181418B1 - Air filter for cleansing air - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 정화용 에어필터에 관한 것으로서, 질서 정연하게 일정한 형태로 배열된 홀이 천공된 필름을 일정한 간격을 두고 길이방향에 대해 수직으로 절곡하는 한편, 이렇게 절곡된 필름을 적당한 개수의 층수로 적층하여 접착하되, 상기 홀을 통해 관통하는 공기가 절곡되어 있는 필름 사이를 통과하면서 공기 내의 먼지를 정전 처리된 필름의 표면에 물리력 또는 정전기적 인력의 방법으로 집진될 수 있도록 함으로써, 공기가 투과할 수 있는 홀의 면적을 늘려 에어필터에서의 압력 손실을 줄일 수 있는 동시에 먼지가 흡착할 수 있는 표면적을 늘려 에어필터의 포집 용량 및 포집 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 매연, 냄새 등을 포함하는 미세 입자들을 제거하기 위해 정전필름 사이에 활성탄 입자를 포함하는 부직포 형태의 필터부 또는 산화티탄 입자를 포함한 망사 형태로 이루어진 그물구조의 필터부 또는 상기 두 필터부를 배치하여 궁극적으로 세균의 번식 및 성장을 억제할 수 있는 공기 정화용 에어필터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air filter for purifying air, wherein holes arranged in an orderly and uniform shape are vertically bent in the longitudinal direction at regular intervals, while the films thus bent are laminated in an appropriate number of layers. By adhering, but allowing the air passing through the hole to pass between the bent films so that dust in the air can be collected on the surface of the electrostatically treated film by physical or electrostatic attraction, thereby allowing air to permeate. It can reduce the pressure loss in the air filter by increasing the area of the hole, and improve the air filter's trapping capacity and collection efficiency by increasing the surface area that dust can adsorb. Nonwoven fabric filter part or oxidation containing activated carbon particles between electrostatic films for removal Placing a two part filter or the net structure of the mesh consisting of the form containing the carbon particles by the filter relates to ultimately air cleaning air filter that can suppress the propagation and growth of bacteria.
에어필터, 정전필름, 홀, 필터부 Air filter, electrostatic film, hole, filter part
Description
도 1은 본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터를 나타내는 제1구현예,1 is a first embodiment showing an air filter for air purification according to the present invention;
도 2는 기계적 펀칭에 의한 에어필터의 홀 구조를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing the hole structure of the air filter by mechanical punching,
도 3은 레이저에 의한 에어필터의 홀 구조를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a hole structure of an air filter by a laser;
도 4는 와류 형성을 용이하도록 하는 에어필터의 홀 구조를 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing a hole structure of an air filter to facilitate vortex formation;
도 5a ~ 도 5c는 에어필터의 홀 배열 상태를 나타내는 단면도,5A to 5C are cross-sectional views illustrating a hole arrangement state of the air filter;
도 6은 본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터를 나타내는 제2구현예이다. 6 is a second embodiment showing an air filter for air purification according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 정전필름 11 : 홀10: electrostatic film 11: hole
12 : 요철 50 : 정전필름12: unevenness 50: electrostatic film
51 : 홀 55 : 필터부51: hole 55: filter part
본 발명은 공기 정화용 에어필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀이 천공된 필름을 절곡하는 한편, 이 필름을 적당한 층수로 적층하되, 공기가 홀을 통해 절곡된 필름 사이를 통과하면서 정전 처리된 필름의 표면에 물리력 또는 정전기적 인력의 방법으로 먼지를 집진될 수 있도록 함으로써, 에어필터의 포집 용량 및 포집 효율을 향상시킬 수 있는 공기 정화용 에어필터에 관한 것이다. The present invention relates to an air filter for purifying air, and more particularly, a film in which holes are perforated, while laminating the film in an appropriate number of layers, wherein the film is electrostatically processed while air passes between the bent films through the holes. The present invention relates to an air filter for purifying air, by which dust may be collected on the surface of the air filter by physical or electrostatic attraction, thereby improving the collection capacity and the collection efficiency of the air filter.
일반적으로, 산업의 발달 및 도시화에 의한 대기오염의 증가는 실내 및 실외공기의 심각한 오염을 수반하였으며, 이렇게 오염된 공기를 정화하기 위하여 에어필터가 사용된다.In general, the increase of air pollution by industrial development and urbanization has caused serious pollution of indoor and outdoor air, and air filters are used to purify the polluted air.
상기 에어필터는, 냉 난방기, 공기청정기 및 자동차 등에 사용되며, 주로 부직포로 이루어져 있으며, 이러한 부직포 필터는 시빙(sieving), 인터셉션(interception), 임팩션(impaction) 또는 디퓨전(diffusion) 등의 기구에 의하여 공기중의 먼지를 포집, 여과하게 된다. The air filter is used in cold heaters, air purifiers, automobiles, and the like, and is mainly composed of nonwoven fabrics, and the nonwoven filter includes devices such as sieving, interception, impact, or diffusion. The dust in the air is collected and filtered.
단순 부직포로 이루어진 에어필터는 제조공정이 단순하고 원가가 저렴한 장점이 있어 여러 가지 응용분야에 널리 사용되고 있다.Air filters made of simple nonwoven fabrics are widely used in various applications because of their simple manufacturing process and low cost.
그러나, 부직포형 에어필터는 먼지의 여과효율이 떨어지는 단점이 있으며, 특히 인체에 유해한 크기 2.5㎛ 이하로 이루어진 미세먼지의 포집능력이 떨어진다. However, the nonwoven air filter has a disadvantage in that the filtration efficiency of dust is deteriorated, and in particular, the ability to collect fine dust having a size of 2.5 μm or less harmful to a human body is inferior.
이러한 미세먼지를 여과하기 위해서는 부직포 사이의 공간을 좁히기 위하여 부직포의 섬유밀도를 높여야 하나, 이 경우 지나치게 밀집된 섬유로 인하여 에어필터를 통한 공기의 순환이 자유롭지 못하게 되어 에어필터 통과 시에 지나치게 큰 압력손실이 유발된다. In order to filter the fine dust, the fiber density of the nonwoven fabric must be increased in order to narrow the space between the nonwoven fabrics, but in this case, the excessively high density of fibers prevents the circulation of air through the air filter, resulting in excessively large pressure loss. Triggered.
따라서, 이러한 부직포형 에어필터의 경우, 공기정화를 위해 적절한 정도의 통풍량을 확보하기 위해서는 공기를 강제로 통과시키는 별도의 송풍기구가 사용되어야 할 뿐만 아니라, 상기 에어필터의 압력손실 정도에 따라 상기 송풍기구의 크기와 용량이 결정되는데 이로 인하여 에너지의 손실 및 공기정화장치의 비대화가 유발되는 단점이 있다.Therefore, in the case of such a non-woven air filter, a separate blowing mechanism forcibly passing air must be used to secure an adequate amount of ventilation for air purification, and the air filter can be used according to the pressure loss of the air filter. The size and capacity of the blower are determined, which leads to the loss of energy and the enlargement of the air purifier.
상기 부직포형 에어필터의 단점 중 미세먼지 포집효율을 보완하기 위해 정전하가 부가된 부직포를 이용한 에어필터가 개발되었다.Among the shortcomings of the nonwoven air filter, an air filter using a nonwoven fabric having an electrostatic charge added thereto has been developed to compensate for fine dust collection efficiency.
이러한 정전부직포 에어필터는 멜트 블로잉(Melt blowing) 방식의 부직포 제작용 섬유 제조 시에 정전하를 부가하거나 또는 정전하가 부가된 고분자 필름을 섬유화한 후에 다시 부직포화 하여 제조하는데, 상기 부직포형 에어필터의 포집기구들 외에 정전기력에 의한 포집기구가 추가되어 여과효율이 크게 향상되는 장점이 있다. The electrostatic nonwoven air filter is manufactured by adding an electrostatic charge during fabrication of a fabric for manufacturing a melt blowing nonwoven fabric or by non-woven fabrication after the fibrous polymer film to which the electrostatic charge is added is produced. The nonwoven air filter In addition to the collection mechanism of the addition of the electrostatic force collecting mechanism has the advantage that the filtration efficiency is greatly improved.
그러나, 압력손실은 부직포 구조 자체의 특성으로 크게 개선되지 못하였으며, 특히 정전하가 부가된 부직포만으로는 제품의 형태를 유지하기 힘들어 그 자체로 사용되기보다는 일반 부직포와 접합된 복층형태로 사용되는데 이로 인하여 에어필터 통과시 더욱 큰 공기저항 또는 압력손실이 유발되는 문제점이 있다.However, the pressure loss was not greatly improved due to the characteristics of the nonwoven fabric itself, and in particular, the nonwoven fabric with the electrostatic charge alone was difficult to maintain the shape of the product. There is a problem that a greater air resistance or pressure loss is caused when passing through the air filter.
따라서, 상기와 같은 부직포를 사용한 에어필터는 강제 송풍기구를 이용하여 사용할 수 있는 경우에는 운용이 가능하나 압력손실에 따른 에너지 손실을 수반할 수 밖에 없으며, 별도의 자연 통풍기구 또는 적은 용량의 송풍기구만이 사용 가능한 경우에는 공기의 주입량이 떨어져 충분한 양의 공기를 정화하지 못하게 된다. Therefore, the air filter using the nonwoven fabric as described above can be operated if it can be used by using a forced blower, but can only involve energy loss due to pressure loss, and only a separate natural blower or a small blower If this is available, the injection rate of air will drop and it will not be possible to purify a sufficient amount of air.
다른 형태의 공기정화기구로는 먼지 및 필터에 전하를 부가하여 먼지를 제거하는 전기집진식 공기정화기가 있다. Another type of air purifier is an electrostatic precipitating air purifier that removes dust by adding charge to dust and filters.
코로나 방전을 통하여 먼지에 전하를 부가한 후 집진판에는 반대극성의 전압을 가하여 정전기력을 이용해 먼지를 포집하는 형태의 전기집진식 공기정화기는 주로 집진판이 판상구조로 이루어져 있고 집진판 사이의 간격이 넓다. Electrostatic precipitating air purifiers in which dust is collected by applying electrostatic force to the dust collecting plate by applying electric charge to the dust through corona discharge are mainly composed of a plate-like structure with a large gap between the dust collecting plates.
따라서, 공기정화기 내부로 공기의 유동이 자유로워 압력손실이 크게 개선되며 집진효율 또한 우수한 특성을 가지고 있다. Therefore, since the air flows into the air purifier freely, pressure loss is greatly improved, and dust collection efficiency is also excellent.
그러나, 먼지에 전하를 부가하기 위한 코로나 방전과, 집진판의 전압부가를 위하여 별도의 외부 전압이 필요하며, 적절한 전기회로를 구성해야 하므로 단순히 필터만을 이용하여 공기를 정화하는 방식보다는 장치가 비대해지고, 가격면에서도 불리한 문제점이 있다. However, a separate external voltage is required for corona discharge to add charge to dust and the voltage addition of the dust collector plate, and an appropriate electric circuit must be configured. Therefore, the apparatus is enlarged rather than simply purifying air using only a filter. There is also a disadvantage in price.
또한, 공기정화에 외부전력이 필요하므로 에너지 비용도 증가되는 단점이 있다. In addition, since external power is required for air purification, energy costs are also increased.
장치가 단순한 필터식 공기정화기의 장점과, 통풍성이 뛰어난 전기집진식 공기정화기의 장점을 동시에 얻는 방법으로서, 부직포 대신 정전하가 부가된 고분자필름을 사용하는 에어필터가 제안되어 있다. As a method of simultaneously obtaining the advantages of a simple filter type air purifier and an excellent air permeability electrostatic air purifier, an air filter using a polymer film having an electrostatic charge added instead of a nonwoven fabric has been proposed.
상기 고분자 필름형 에어필터는 먼지가 포함된 공기가 적절한 스페이서(spacer)로 분리된 고분자 필름 사이 또는 고분자 필름으로 만들어진 관 형태의 구조물을 통과하는 동안에 정전하가 부가된 고분자 필름에 먼지가 포집되도록 구성되었는 바, 부직포형의 에어필터에 비하여 압력손실이 크게 개선되어 별도의 송풍기 구를 설치하지 않거나 매우 적은 용량의 송풍기만으로도 충분한 양의 공기를 정화할 수 있는 장점이 있다. The polymer film-type air filter is configured such that dust is collected in the polymer film to which the static charge is added while the air containing the dust passes between the polymer film separated by a suitable spacer or a tubular structure made of the polymer film. As a result, the pressure loss is greatly improved compared to the non-woven type air filter, and there is an advantage in that a sufficient amount of air can be purified even without a separate blower or a very small blower.
상기 고분자 필름형 에어필터의 경우, 먼지가 필름의 표면에 부착되고, 일정한 두께의 먼지층이 형성될 경우, 포집능력이 저하되기 때문에 다량의 먼지를 포집하기 위해서는 필터의 표면적이 넓어야 한다. In the case of the polymer film-type air filter, when dust adheres to the surface of the film, and when a dust layer having a predetermined thickness is formed, the collecting capacity is reduced, so that the surface area of the filter must be wide to collect a large amount of dust.
따라서, 일반적으로 단순한 고분자 필름형 에어필터는 부직포형 에어필터에 비하여 표면적이 작으므로 필터의 포집용량이 떨어지는 단점이 있다. Therefore, in general, a simple polymer film type air filter has a disadvantage in that the collecting capacity of the filter is lowered because the surface area is smaller than that of the nonwoven air filter.
또한, 상기 시빙(sieving)에 의한 먼지의 제거를 기대하기 어려우므로 정전하가 균일하고 적절하게 부가되어야 한다. In addition, since it is difficult to expect the removal of dust by the sieving, the static charge should be added uniformly and properly.
또한, 필름 표면이 포집 능력을 보유하고 있으므로 압력손실을 줄이기 위하여 관 형태의 구조물의 직경이 지나치게 크거나 또는 필름 사이의 간격이 지나치게 넓을 경우에는 관의 중심부로 통과하는 먼지는 필터의 벽면에 접근할 기회를 잃게 되어 필터에 포집되지 않고 그냥 빠져나올 가능성이 있는 문제점이 있으며, 이를 방지하기 위하여 관의 크기를 줄일 경우에 고분자 필름형 에어필터 고유의 장점인 낮은 압력손실을 잃게 되는 문제점이 있다.In addition, since the film surface has a trapping capacity, in order to reduce pressure loss, if the diameter of the tubular structure is too large or the distance between the films is too large, the dust passing through the center of the pipe may approach the wall of the filter. There is a problem that the chance to lose the opportunity to just escape without being trapped in the filter, there is a problem to lose the low pressure loss, which is an inherent advantage of the polymer film-type air filter in order to reduce the size of the tube.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에 정전하가 부가된 고분자 필름의 표면에 균일한 형태의 미세한 요철을 형성하여 표면적을 늘림으로써, 먼지포집능력을 향상시킨 정전에어필터가 개발되었다.In order to solve this problem, the electrostatic air filter has been recently developed by increasing the surface area by forming fine irregularities of uniform shape on the surface of the polymer film to which the electrostatic charge is added, thereby increasing the surface area.
이렇게 표면 가공을 거친 필름형 에어필터는 부직포형 에어필터에 비하여 우수한 통기성을 보유하고, 미세먼지의 여과능력도 우수하나, 상기 정전에어필터의 제조에 사용되는 표면요철의 성형방법은 가공속도가 느려 생산성을 저하시키는 단점이 있다. The surface-treated film-type air filter has excellent air permeability and excellent filtration ability of fine dust, compared to the non-woven air filter, but the method of forming the surface irregularities used for manufacturing the electrostatic air filter has a slow processing speed. There is a disadvantage of lowering productivity.
또한, 표면적을 늘리기 위해서는 표면 요철이 가로ㆍ세로비(aspect ratio)가 큰 구조를 가져야 하는데, 종래 기술의 방법으로는 미세먼지 포집 능력을 향상시키기 위한 표면적 증대가 이루어진 에어필터를 제조하기 어렵다. In addition, in order to increase the surface area, the surface irregularities should have a large aspect ratio, but it is difficult to manufacture an air filter in which the surface area is increased to improve the fine dust collecting ability by the conventional method.
관 내부에서 공기를 포함하는 유체의 와류 형성은 관 내벽의 형상과 밀접한 구조를 가지는데 표면에 요철이 형성되어 있을 경우 와류가 더욱 용이하게 발생하며, 특히 표면 요철이 불규칙적인 경우 및 요철의 표면에 미세한 파이버가 형성되어 있을 경우 더욱 큰 효과를 기대할 수 있다. Vortex formation of air-containing fluid inside the tube has a structure close to the shape of the inner wall of the tube. Vortex is more easily generated when irregularities are formed on the surface, especially when the irregularities and irregularities on the surface If fine fibers are formed, a greater effect can be expected.
또한 기존의 정전하가 부가된 에어필터의 경우, 고분자 필름의 한쪽 면에만 요철 및 정전하 기능이 부여되어 있어, 반대쪽의 요철 및 정전하 기능이 부여되지 않은 면으로 이루어진 공간에서는 공기중의 미세 먼지 포집 능력이 현격히 떨어지는 문제가 발생하게 된다. In addition, in the case of the conventional air filter to which the electrostatic charge is added, irregularities and electrostatic charge functions are provided only on one side of the polymer film, and the fine dust in the air is provided in the space consisting of the other side where the unevenness and the electrostatic charge function are not applied to the other side. The problem is that the capture ability is significantly reduced.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 질서 정연하게 일정한 형태로 배열된 홀이 천공된 필름을 일정한 간격을 두고 길이방향에 대해 수직으로 절곡하는 한편, 이렇게 절곡된 필름을 적당한 개수의 층수로 적층하여 접착하되, 상기 홀을 통해 관통하는 공기가 절곡되어 있는 필름 사이를 통과하면서 공기 내의 먼지를 정전 처리된 필름의 표면에 물리력 또는 정전기적 인 력의 방법으로 집진될 수 있도록 함으로써, 공기가 투과할 수 있는 홀의 면적을 늘려 에어필터에서의 압력 손실을 줄일 수 있는 동시에 먼지가 흡착할 수 있는 표면적을 늘려 에어필터의 포집 용량 및 포집 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 매연, 냄새 등을 포함하는 미세 입자들을 제거하기 위해 정전필름 사이에 냄새 제거 기능을 갖는 활성탄 입자나 나노 카본을 포함하는 부직포 형태의 필터부 또는 산화티탄(TiO3), 포타시움 니오베이트(KNbO3), 셀렌화카드뮴(CdSe), 스트론튬티타네이트(SrTiO3)계 등의 광촉매 입자를 포함한 그물구조의 필터부 또는 상기 두 필터부를 모두 배치하여 궁극적으로 세균의 번식 및 성장을 억제할 수 있는 공기 정화용 에어필터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, while the bent holes arranged in a regular order form the bent vertically with respect to the longitudinal direction at regular intervals, while the bent film Laminate and bond with an appropriate number of layers, so that the air penetrating through the holes passes between the bent films so that dust in the air can be collected on the surface of the electrostatically treated film by physical or electrostatic forces. By reducing the pressure loss in the air filter by increasing the area of the air permeable hole, the surface area in which dust can be adsorbed can be increased, thereby improving the collection capacity and the collection efficiency of the air filter. Activated carbon particles with an odor removal function between the electrostatic films to remove fine particles, including Or a non-woven fabric in the form of a filter unit or a titanium oxide containing the nano-carbon (TiO 3), potassium niobate (KNbO 3), selenide, cadmium (CdSe), strontium titanate network structure containing photocatalyst particles, such as (SrTiO 3) based It is an object of the present invention to provide an air filter for purifying air that can suppress the growth and growth of bacteria by arranging the filter unit or both filter units.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.
본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터는, 일정한 형태로 배열된 홀을 갖는 정전필름을 일정한 간격을 두고 길이방향에 대해 수직으로 절곡하되, 상기 정전필름은 산과 골이 반복적으로 엇갈리게 형성되도록 지그재그 형태로 절곡되며, 상기 절곡된 필름이 일정 개수의 층수로 적층되어 접착된 것을 특징으로 한다. Air filter for purifying air according to the present invention, while bending the electrostatic film having holes arranged in a predetermined form vertically in the longitudinal direction at regular intervals, the electrostatic film is bent in a zigzag form so that the acid and the valley are repeatedly alternately formed. The bent film is laminated and bonded to a predetermined number of layers.
또한, 중간층에는 활성탄 또는 나노 카본을 포함하는 부직포 형태로 설치되거나, 산화티탄(TiO3), 포타시움 니오베이트(KNbO3), 셀렌화카드뮴(CdSe), 스트론튬티타네이트(SrTiO3)계 등의 광촉매 입자를 포함한 망사 형태의 그물구조로 설치되거나, 상기 두가지 형태로 모두 설치된 필터부가 구비되고, 상기 필터부의 상하측에는 홀이 천공된 정전필름이 서로 대응하는 방향으로 절곡되어 여러층으로 적층되어 접착된 것을 특징으로 한다. Further, the intermediate layer, the photocatalyst such as activated carbon or installed or a nonwoven fabric comprising a nano-carbon, titanium oxide (TiO 3), potassium niobate (KNbO 3), selenide, cadmium (CdSe), strontium titanate (SrTiO 3) based It is provided with a mesh-type net structure including particles, or provided with a filter unit installed in both forms, and the upper and lower sides of the filter unit are bent in a direction corresponding to each other, the electrostatic film is bent in a direction corresponding to each other laminated and bonded in multiple layers It features.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터는 정전하가 부가된 정전필름(10)을 이용하되, 상기 정전필름(10)에 질서 정연하게 일정한 형태로 배열된 홀(11)이 천공되며, 이렇게 천공된 홀(11)을 갖는 정전필름(10)은 일정한 간격을 두고 산과 골이 반복적으로 엇갈리게 형성되도록 지그재그 형태로 절곡되어 있다. As shown in FIG. 1, the air filter for purifying air according to the present invention uses an
이는 공기가 관통할 수 있는 홀(11)의 면적을 늘려 에어필터에서의 압력 손실을 억제시키기 위함이며, 먼지가 흡착할 수 있는 표면적을 늘려 상기 에어필터의 포집 용량 및 포집 효율을 증대시키기 위함이다.This is to suppress the pressure loss in the air filter by increasing the area of the
또한, 상기 정전필름(10)은 접착 수단을 사용하여 일정한 층수로 적층하게 되는 바, 예를 들어 2 ~ 10층과 같은 적당한 층수로 적층하여 에어필터에 있어 최대의 포집 효율 및 포집 용량을 얻을 수 있도록 함이 바람직하다. In addition, the
이와 같이, 상기 정전필름(10)을 사용하는 에어필터는 정전기적 인력의 효과적인 작용이 먼지 포집의 주요한 수단으로 작용하게 되는데, 상기 정전필름(10)의 표면이 먼지로 덮이게 될 경우, 먼지와 정전기를 포함하는 필름간의 상호작용이 저하되어 포집 효율이 급격히 떨어지게 되므로 에어필터 전체의 표면적을 증대시키는 것이 포집 용량 및 포집 효율을 개선하는데 중요한 요소가 된다.As such, in the air filter using the
또한, 상기와 같이 정전필름(10)을 절곡하여 포집 용량 및 포집 효율을 증대시키는 것 외에도, 상기 정전필름(10)의 표면을 연마하여 스크래치 패턴을 형성하거나, 이와 유사한 형태로 가공된 표면을 갖는 롤러를 이용한 압착 또는 전사 등의 방법으로 필름 표면에 미세한 요철로 이루어진 패턴을 만들어 주어 표면적을 높이게 된다.Further, in addition to bending the
한편, 상기 정전필름(10)에 천공된 홀(11)의 크기 및 개수는 공기가 충분히 관통될 수 있으면서 상기 정전필름(10)의 기계적 강도를 손상시키지 않는 범위 내에서 결정되어야 하는데, 바람직하게는 상기 홀(11)의 크기를 1㎛ ~ 1㎝로 유지시키게 되며, 필름 표면적 중, 홀(11)의 형성으로 인한 공극률은 10 ~ 80% 범위 내로 유지시키는 것이 바람직하다. On the other hand, the size and number of the
상기 홀(11)의 크기 및 공극률이 상기와 같은 범위에 비해 낮게 되면 압력 손실이 지나치게 커지게 되며, 이보다 높게 될 경우, 정전필름(10)의 기계적 강도 저하 및 먼지를 흡착할 수 있는 표면적의 손실이 지나치게 커지게 된다. When the size and porosity of the
이와 같은 홀(11)을 제조하는 방법은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단순히 기계적으로 펀칭하는 방법과 레이저를 이용하여 홀(11)을 천공하는 방법이 있 다.As shown in FIGS. 2 and 3, a method of manufacturing the
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 열프레스를 이용하여 홀(11)을 가공하는 방법은 홀(11)과 동일한 형상을 갖는 프레스를 약 40 ~ 200℃로 가열한 상태에서 필름을 프레스하여 홀(11)을 제조하게 되며, 상기 홀(11) 주위의 상면부에 요철(12)이 새겨진 형상으로 제조하게 되는 바, 이는 공기가 홀(11)을 통과하면서 와류가 형성되어 미세먼지가 정전하가 부가된 정전필름(10)의 표면에 근접하여 충돌할 가능성이 더욱 상승됨에 따라 포집 효율을 더욱 증대시키게 된다. And, as shown in Figure 4, the method for processing the
이러한 공기의 와류 형성은 정전필름의 형상과 밀접한 구조를 가지는데, 표면에 요철이 형성되어 있을 경우 와류가 더욱 용이하게 발생하며, 특히 표면 요철이 불규칙적인 경우나, 요철의 표면에 미세한 파이버가 형성되어 있을 경우, 더욱 큰 효과를 기대할 수 있다. The vortex formation of air has a structure close to the shape of the electrostatic film, and when the irregularities are formed on the surface, vortices are more easily generated, especially when the surface irregularities are irregular or fine fibers are formed on the surface of the irregularities. If so, greater effects can be expected.
한편, 상기 에어필터를 구성하는 정전필름(10)에 가공된 홀(11)의 상대적인 위치는 필름 적층 시에 적층 위치를 조절함으로써 가능하다.On the other hand, the relative position of the
즉, 상기 홀(11)의 상대적인 위치가 도 5a ~ 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 홀(11)의 상대적인 위치가 일직선에 가까울수록 압력 손실은 적어지며, 공기가 배출되기까지 관통하는 경로가 짧아지므로 포집 효율은 저하된다.That is, as the relative position of the
또한, 각 정전필름(10)층의 홀(11)의 위치가 엇갈리게 배치될수록 공기의 이동 경로가 길어지므로 상기 포집 효율은 향상되고, 압력 손실은 상승하게 된다.In addition, as the positions of the
따라서, 홀(11)의 위치 및 크기는 에어필터의 적용 용도에 따라 달리할 수 있는 바, 일반적으로 대량의 공기를 소용량의 팬으로 정화하고자 할 경우, 홀(11) 을 일직선으로 배치하고, 보다 우수한 집진 능력이 필요한 경우에는 홀(11)을 엇갈리게 배치하는 것이 바람직하다. Therefore, the position and size of the
또한, 상기 홀(11)의 크기는 전체 정전필름(10)층에 대해서 동일한 크기로 할 수 있으나, 에어필터 전체에서 발생하는 압력 손실이 일부 필름층에 집중되지 않고 전체 필름층에 분산되어 저감될 수 있도록 전단의 홀(11)의 크기를 크게하고, 후단으로 갈수록 홀(11)의 크기를 줄여나가는 것이 바람직하다. In addition, the size of the
한편, 공기가 자유로이 정전필름(10) 사이를 이동하여 홀(11)을 통해 배출되기 위해서는 상기 정전필름(10) 사이에 적당한 간격을 유지해야 하는데, 0.1mm ~ 5mm 사이의 간격을 유지하는 것이 바람직하다. On the other hand, in order for the air to move freely between the
이는 상기 정전필름(10) 사이의 간격이 너무 좁게 될 경우, 일부 구간에서 필름층간에 접촉되는 부분이 발생하여 필름 전체의 표면적을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 발생하게 되며, 필름 사이의 간격이 너무 넓게 되면, 공기에 포함된 미세먼지가 효과적으로 필름 벽면에 접근할 기회를 상실하여 정전기적 인력에 의한 포집 효과가 저하되는 단점 및 완성된 에어필터의 두께가 두꺼워지는 문제점이 발생하게 된다. This is because when the gap between the
한편, 상기 필름과 필름 사이의 간격은 핫멜트(hot melt) 접착제 또는 점착제를 이용하여 유지할 수 있다.On the other hand, the gap between the film and the film can be maintained using a hot melt (hot melt) adhesive or pressure-sensitive adhesive.
즉, 상기 에어필터에 홀(11)이 형성되고, 정전 처리된 정전필름(10)을 절곡한 후에 적당한 간격으로 핫멜트 접착제 또는 점착제를 점 형태로 도포하여 줄 경우, 상기 접착수단은 필름 사이에서 층간 접촉이 발생하지 않도록 간격을 이루어주 는 역할을 하게 된다.That is, when the
이와 같이 하여 완성된 에어필터는 적당한 크기로 절단하고 난 다음 케이스에 넣은 후 핫멜트 접착제로 외곽을 고정시켜 완성하게 된다. The air filter thus completed is cut to a suitable size and placed in a case, and then the outer air filter is fixed with a hot melt adhesive.
또한, 본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터의 다른 구현예에 대하여 첨부도면 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.In addition, another embodiment of the air filter for air purification according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6에 도시된 바와 같이, 에어필터의 중간층에는 활성탄 또는 나노 카본을 포함하는 부직포 형태의 필터부(55)가 설치되거나, 산화티탄(TiO3), 포타시움 니오베이트(KNbO3), 셀렌화카드뮴(CdSe), 스트론튬티타네이트(SrTiO3)계 등의 광촉매 입자를 포함한 망사 형태의 그물구조로 이루어진 필터부(55)가 설치되거나, 상기 두가지 형태를 모두 구비한 필터부(55)가 설치되어 있다. As shown in Figure 6, the intermediate layer of the air filter is provided with a
그리고, 상기 필터부(55)의 상하측에는 일정한 형태로 배열되는 동시에 적당한 크기를 갖는 홀(51)이 천공된 정전필름(50)이 절곡되어 여러층으로 적층되어 있되, 적층된 필름층은 각기 다른 각도로 절곡된다.And, the upper and lower sides of the
이때, 공기가 유입되는 최전단부는 가장 큰 예각으로 절곡되어 있고, 필터부(55)와 근접할수록 절곡 각도가 둔각 형태로 이루어지게 된다. At this time, the foremost end portion into which air is introduced is bent at the largest acute angle, and the closer to the
이때, 절곡부위의 위치가 정확하게 일치하도록 절곡주기는 절곡각도에 따라 조절해 주어야 한다.At this time, the bending period should be adjusted according to the bending angle so that the position of the bending part is exactly matched.
예를 들어, 최전단 필름이 60°로 절곡되고, 2단 필름이 90°로 절곡되며, 3단 필름이 120°로 절곡될 경우, 최전단의 절곡주기와 2단 및 3단 필름의 절곡주기 는 1:0.7071:0.4330으로 조절해 주어야 한다.For example, when the foremost film is bent at 60 °, the two-stage film is bent at 90 °, and the three-stage film is bent at 120 °, the foremost bending period and the bend period for the two and three steps film Should be adjusted to 1: 0.7071: 0.4330.
한편, 상기 필터부(55)는 먼지의 여과 목적으로 사용되는 것이 아니므로 극세사를 사용하거나, 부직포 밀도를 높여서 제조하지 않아도 무방하며 오히려 부직포의 밀도를 너무 높게 조절할 경우, 압력 손실을 증가시키는 단점이 있다.On the other hand, since the
한편, 상기 에어필터의 중간층에 배치된 필터부(55)를 지난 공기는 다시 하단부에 배치된 먼지 제거용 정전필름(50) 필터를 통과하게 된다. On the other hand, the air passing through the
이때, 하단부에 배치된 정전필름(50)은 상단에 배치되어 있는 정전필름(50)과 대응하는 방향으로 장착되어 있다.At this time, the
한편, 상기 활성탄을 포함하는 부직포 소재의 필터부(55)에 있어서, 함침된 활성탄이 시간이 경과함에 따라 상기 부직포로부터 이탈되는 현상이 발생하는 바, 이 경우 필터 성능의 저하는 물론 활성탄 분진이 필터 주변에 분포되어 외관상 문제점을 일으키게 되나, 본 발명에서는 이탈된 활성탄 분진이 공조 시스템 내부로 유입되기 전에 정전필름(50)의 필터에서 걸러지게 되므로 이러한 문제를 방지할 수 있게 된다.On the other hand, in the
상기 정전필름(50)의 소재는 전기 저항이 큰 고분자 소재이어야 하며, 구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 고분자 및 PTFE, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리에스터등의 극성기를 포함하는 고분자 및 이들의 공중합체를 원료로 하게 된다. The material of the
한편, 정전필름(50)의 두께는 먼지를 포함하는 공기의 압력을 견뎌낼 수 있을 정도의 두께를 가져야 하며, 바람직하게는 10㎛ 이상이어야 한다. On the other hand, the thickness of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 정화용 에어필터에 의하면, 높은 미세먼지 포집 효율 및 낮은 압력 손실 특성을 보유하는 한편, 담배 연기, 매연 또는 냄새 등을 제거하기 위한 활성탄 입자 또는 산화티탄 입자를 포함한 필터부를 추가하여 궁극적으로 세균의 번식 및 성장을 억제할 수 있는 효과가 있다. As described above, the air filter for purifying air according to the present invention includes activated carbon particles or titanium oxide particles for removing cigarette smoke, soot or odor while maintaining high dust collection efficiency and low pressure loss characteristics. Adding a filter unit has the effect of ultimately inhibiting the growth and growth of bacteria.
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