KR101190628B1 - 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법 및 상기 제조방법에 따른 다공성 습식 탈취제 필터에 관한 것으로, 상기 제조방법에 따른 필터는 접착 용액이 포함된 코팅층과 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말이 도포되어 형성된 점착층이 분리 구분되는 다공성 멤브레인을 구비함으로써 접착 용액이 탈취제의 표면을 덮거나 기공을 막지 않아 탈취제의 효율을 향상시키고, 필터에 의해 탈취된 이물질 및 케미컬 불순물들이 물 분사에 의해 제거됨으로써 불순물들에 의한 필터의 눈막힘 현상없이 탈취제의 성능을 재생하여 사용시간에 따른 불순물에 의한 탈취 효과와 투과 효율이 떨어지는 문제를 근본적으로 해결하여 탈취제의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 미세분진, 암모니아 또는 아민기를 포함하는 케미칼 불순물을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

Description

다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법{Method for preparation of porous wet air filter}
본 발명은 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 실내 공기정화기, 에어컨, 차량용 공기정화 장치, 또는 반도체 생산 공장 및 의약품 제조 공장의 공조시스템에서는 1차로 집진필터(프리필터-미듐필터-헤파필터)를 사용하여 먼지를 제거하고, 2차로 공기 중에 함유된 유해 화합물과 악취성 화합물 등을 제거하는 활성탄 필터 및 촉매 필터 등이 사용된다.
종래의 필터는 대부분 통기성이 좋은 부직포나 다공질 우레탄 폼을 분말활성탄, 분쇄된 활성탄소섬유, 제올라이트 분말, 이온교환수지, 광촉매, 금속촉매 등의 탈취제와, 아크릴수지, 우레탄수지 등의 수용성 접착제의 혼합 용액에 함침하여 코팅시킨 후, 건조하는 방법으로 제조되었다.
대한민국특허 공개번호 특2001-0087894에서는 다공성 지지체를 인산칼슘계 탈취제 분말과 결합제의 혼합 용액으로 코팅시킨 후 건조하여 제조되는 다공성 탈취 필터를 공지하고 있다. 상기 공지 특허의 실시예에서는 제조된 다공성 탈취 필터를 밀폐된 공간에 두고 트리메틸아민의 제거 효율을 측정하였다. 그 결과, 트리메틸아민의 제거 효율이 95~99%의 우수한 효과를 나타내었다. 하지만, 트리메틸아민을 제거하는데 소요되는 시간은 총 10 시간이 걸렸고, 이는 밀폐된 공간이 아닌 기류 공간에서는 악취 제거 효율을 기대하기 어려우며, 또한 탈취제의 수명이 짧아질 수 밖에 없다. 그 원인은 도포된 탈취제 양에 비하여 실제 오염 공기와 접촉하는 탈취제의 표면적이 적기 때문이다.
그 외에 입상활성탄이나 기타 탈취제 알갱이를 다공성 필터 프레임(frame) 안에 충진하고 공기를 통과시켜 오염 공기를 정화하는 방법이 있으나, 이는 탈취제의 양이 다량 소요되고, 필터 자체로 그 중량이 무거워 다루기가 힘들뿐더러 압력 손실이 많은 단점이 있다.
또한, 이러한 건식필터의 경우 먼지가 필터 여지의 표면뿐만 아니라 부직포 단면의 내부에서도 여과되는 심층여과방식을 사용하고 있기 때문에 여지의 기공 크기에 비해 그 입자 작은 미세먼지들은 필터 여지를 통과하여 필터의 사용목적을 희석시키며 필터의 표면은 통과하였으나 그 입자가 커서 필터를 완전히 통과하지 못하고 내부에서 걸려 잔존하며 필터의 눈막힘 현상을 초래하여 일정기간 사용 후 증가되는 흡입 공기압으로 인해 더 이상 사용하지 못하고 폐기하여야 하는 문제점을 가지고 있다.
한편, 유해가스 제거용 이온교환필터는 최첨단 반도체 산업, 환경산업, 화학산업 및 민수산업 등 전 분야의 산업에 걸쳐 광범위하게 필요로 하고 있으며, 갈수록 그 소요량이 증대되고 있는 품목이다.
최근 반도체 산업에서는 고집적화 추세에 따라 ULSI(ultra large scale integration) 디바이스의 대량 생산을 위하여 반도체 생산 공정의 크린룸 내의 공기로부터 입자성 물질뿐만 아니라 산성이나 염기성을 갖는 이온성 불순물을 극히 낮은 농도까지 제거하기를 요구하고 있다.
그러나 반도체 클린룸으로부터 케미칼 불순물을 제거하기 위하여 종래 사용되는 활성탄 케미칼 필터는 무게가 무겁고, 저농도에서 제거 효율이 낮고, 그 자체로부터 불순물이 방출되는 등 여러 가지 단점을 갖고 있다. 이러한 이유 때문에 활성탄 케미칼 필터는 ULSI 디바이스급 크린룸에 적극적으로 적용하지 못하고 있다.
따라서, 탈취제의 효율이 우수하고, 제품 성능의 수명이 오래 유지될 뿐만 아니라, 미세분진, 암모니아 또는 아민기와 같은 케미칼 불순물을 효율적으로 제거할 수 있으며, 저농도에서도 산성, 염기성, 중성 이온염을 효율적으로 제거할 수 있는 다공성 탈취 필터의 제조방법에 대한 연구가 더욱 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 탈취제의 효율이 우수하고, 제품 성능의 수명이 오래 유지될 뿐만 아니라, 미세분진, 암모니아 또는 아민기와 같은 케미칼 불순물을 효율적으로 제거할 수 있는 다공성 멤브레인이 구비된 다공성 습식 탈취제 필터 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 다공성 지지체 상에, 접착 용액과 탈취제를 따로 분리하여 도포함으로써 접착제가 탈취제의 표면 또는 기공을 덮지 않고 공기와의 접촉 면적을 넓게 하며, 미세분진, 암모니아 또는 아민기가 함유된 악취 유발 화합물을 효율적으로 제거할 수 있는 다공성 습식 탈취제 필터 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다공성 습식 탈취제 필터는 실리콘계 수지가 함유된 0.05 내지 0.4 mm의 두께로 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말이 도포되어 형성된 점착층이 구비된 다공성 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 습식 탈취제 필터는 탈취된 불순물들이 스프레이를 통해 분사되는 물에 의해 제거됨으로써 불순물에 따른 필터의 눈막힘 현상 없는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 멤브레인은 다공성 지지체 상에 접착 용액과 탈취제를 따로 분리하여 도포하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은
1) 다공성 지지체 상에, 실리콘계 수지가 함유된 접착용액을 도포하여 0.05 내지 0.4 mm의 두께로 코팅층을 형성하고, 상기 도포면에 탈취제 분말을 분산시켜 점착한 후, 건조하여 다공성 멤브레인을 제조하는 단계;
2) 상기 다공성 멤브레인을 필터 프레임에 조립하는 단계; 및
3) 필터 장치 설치시 필터 상부에 스프레이 형태의 물을 분사하는 장치를 조립하는 단계 ;
를 포함하는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법을 제공한다. 도 1을 참조한다.
본 발명에 있어서, 상기 1) 단계의 다공성 멤브레인은
1-1) 다공성 지지체에 접착 용액을 와류시켜 함침하는 단계;
1-2) 상기 함침된 다공성 지지체를 건조시키는 단계;
1-3) 상기 건조된 다공성 지지체에 탈취제 분말을 분산시켜 점착하는 단계; 및
1-4) 상기 탈취제 분말이 점착된 다공성 지지체를 진동시키 후, 탈취제 분말이 점착된 다공성 지지체를 건조하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 멤브레인은 상기 제조방법에 따라 다공성 지지체의 표면에 접착 용액을 코팅하여 코팅층을 제조한 후, 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말을 고정시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 지지체는 종래의 금속 지지체 또는 금속 하우징(housing)을 사용하는 것과 비교하여 중량에 있어서 가볍기 때문에 사용자가 다루기가 용이하고, 넓은 비표면적을 갖기 때문에 그만큼 오염 공기와의 접촉 면적이 확대될 수 있는 장점을 갖고 있다.
본 발명의 다공성 지지체는 기공율이 크고, 가격이 저렴하며, 접착제를 사용하였을 때 코팅이 용이한 것이 좋으며, 상기 다공성 지지체의 기공크기는 5 내지 120 ppi(pores per inch)인 것이 바람직하다. 상기 다공성 지지체의 기공크기가 5 ppi 미만일 경우에는 탈취제 분말을 다공성 지지체에 점착시킬 수 있는 지지체의 밀도가 작아진다는 문제점이 있고, 120 ppi를 초과할 경우에는 함침된 접착 용액의 용제를 일부 휘발시키는 건조 과정에서 내부 깊은 곳까지 휘발시키기가 어렵고 탈취제를 다공성 지지체의 내부에 침투시키기 어려워 일정한 코팅을 기대할 수 없다.
본 발명의 다공성 지지체의 예로서는, 발포과정을 통해 생산되고 있는 폴리에스테르 폼(foam), 폴리우레탄 폼, 스폰지 등의 3차원 다공성 소재, 또는 부직포를 채택하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 1-1) 단계의 접착 용액은 탈취제의 탈취 성능에 영향을 미치지 않고, 다공성 지지체 및 탈취제에 강한 부착력을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 탈취된 불순물의 제거를 위해 사용되는 물에 대해 강한 발수성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 접착 용액은 실리콘계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘계 수지는 접착 용액의 접착력을 향상 및 다공성 지지체 상에 형성되는 코팅층의 강도를 향상시키고. 지지체의 표면을 친수화시키는 역할을 한다.
본 발명의 상기 접착 용액의 농도는 2.5 내지 25 중량%의 범위로 희석하여 사용하는 것이 충분한 접착력과 함께 다공성 지지체의 내부 깊숙한 부분까지 코팅할 수 있다.
다공성 지지체 표면에 접착 용액을 코팅하는 방법으로는 접착 용액을 다공성 지지체에 함침하는 방법, 스프레이로 분산 또는 피복하는 방법, 균일한 외부층형으로 부착 또는 고정하는 방법, 및 피막형으로 접착시키는 방법 등으로 이루어져 있고, 본 발명에서는 접착 용액을 다공성 지지체에 함침하는 방법을 채택하였다.
본 발명에 있어서, 상기 1-1)의 와류는 드럼세탁기 방식에 의해 수행되며, 보다 상세하게는 상기 접착 용액을 다공성 지지체에 함침하는 방법으로 와류 발생기를 이용하여 드럼 세탁기 방식으로 함침하는 것을 특징으로 한다. 도 2 및 도 3의 와류 발생기를 참조한다.
상기 와류 발생기를 이용한 드럼 세탁기 방식은 와류 발생기의 강한 와류 작용에 의해 다공성 지지체의 미세공극 뿐 아니라 깊숙한 부분까지 골고루 접착 용액을 함침시킬 수 있다는 장점이 있다.
와류 작용에 의한 접착 용액의 함침 시 지지체 표면에 접착 용액을 균일하게 코팅하기 위하여 와류 발생기의 회전속도는 400 내지 800 rpm의 속도로 교반시키며, 와류 발생기에 공급되는 접착 용액은 1,000 내지 100,000 ㎖/min의 유속으로 공급할 수 있고, 다공성 지지체의 폭과 두께에 따라서 다양하게 변화될 수 있다.
상기 다공성 지지체 표면에 접착 용액을 함침한 후, 지지체 표면에 과량의 접착 용액의 도포를 막기 위하여 함침 후에는 송풍기를 이용하여 공기를 지지체 표면에 불어넣음으로써 지지체 표면에 접착 용액이 균일하게 코팅될 수 있도록 하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 1-2)의 건조는 50 내지 90℃에서 0.5 내지 3분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
접착 용액이 함침 된 다공성 지지체를 단시간 동안 열풍 건조하여 용제를 일부 휘발시킴으로써 강력한 휘발력을 기대할 수 있다. 이 과정을 생략하기 위해 접착 용액의 농도를 초기 과정부터 진하게 할 경우에는 다공성 지지체의 내부까지 접착 용액을 함침시키기가 어렵고, 다공성 지지체의 기공을 막을 수도 있기 때문에 접착 용액의 농도를 묽게 한 뒤, 열풍 건조하여 용제를 일부 휘발시킴으로써 접착력을 강화하는 과정이 필요하다. 다공성 지지체에 함침 된 접착 용액의 용제를 휘발시키기 위한 열풍 건조의 조건은 50 내지 90℃로 0.5 내지 3분간 실시하는 것이 바람직하다. 상기 건조시간을 단축하기 위해 90℃를 초과할 경우에는 접착 용액으로 도포하여 형성된 코팅층의 분해가 일어나고 50℃ 미만일 경우에는 건조시간이 길어져 공정의 생산성 면에서 경제적이지 못하다. 또한 풍속은 1 m/sec 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 1-4)의 건조는 100 내지 150℃의 온도에서 0.5 내지 30분 동안 열풍 건조 후, 120 내지 150℃의 온도에서 0.5 내지 2시간 동안 진공스팀 건조하는 것을 특징으로 한다.
상기 건조는 탈취제 분말이 점착된 다공성 지지체를 건조하는 단계이다. 상기의 건조 단계는 100 내지 150℃의 온도에서 2 내지 10분 동안 열풍으로 건조시킨 후, 열풍 건조된 필터를 120 내지 150℃의 온도에서 30분 내지 2시간 동안 진공스팀으로 더 건조시키는 것이 바람직하다. 상기의 열풍 건조 및 진공스팀 건조 과정은 상기의 탈취제가 점착된 다공성 지지체의 강도를 더욱 보강하고 탈취제 분말이 탈리되지 않도록 강력하게 고정하는 효과가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 1) 단계의 탈취제 분말은 이온교환수지, 활성탄 및 활성탄소섬유로부터 선택되는 1종 이상인 것을 사용하며, 상기 탈취제 분말은 탈취제 유효성분으로써 제올라이트, TiO2, SiO2, ZnO, 금속촉매, 실리카 및 활성알루미나로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 이온교환수지는 악취가스의 이온성에 따라 강산성 양이온교환수지, 강염기성 음이온교환수지, 약산성 양이온교환수지 또는 약염기성 음이온교환수지를 선택하여 사용할 수 있다. 상기 이온교환수지는 극히 저농도 영역에서도 산성, 염기성 및 중성 이온염을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 10 ㎛이하의 미세분진, 암모니아 또는 아민기를 함유하는 케미칼 불순물을 효율적으로 제거하여 ULSI급 클린룸의 공기정화시스템에 가정 적합하다. 또한 상기 활성탄섬유소(ACF)는 활성탄보다 1.5배 이상 넓은 비표면적과 우수한 흡착 특성을 갖고 있기 때문에 이를 점착시킨 필터는 기류 상황에서도 여과가 가능하다.
상기 활성탄 또는 제올라이트는 표면에 존재하는 수많은 기공으로 인하여 악취 성분을 물리적 흡착하여 제거하는 역할을 하며, 실리카, 활성알루미나, 광촉매 또는 금속촉매는 흡착제 역할과 동시에 탈취 필터의 강도를 강화시키는 역할을 한다. 또한 본 발명은 필요 기능과 용도에 따라 상기 탈취제에 기능성 분체를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 탈취제 분말의 평균직경이 0.01 내지 0.8 mm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 만약 탈취제 분말의 평균 입경이 상기 범위를 벗어날 경우 탈취제 분말의 표면적이 작아져 탈취제의 성능이 저하될 뿐만 아니라 탈취제로서의 수명이 단축될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기의 접착 용액이 함침된 다공성 지지체에 탈취제 분말을 점착시키기 위한 방법으로 접착 용액이 함침된 다공성 지지체를 탈취제가 담겨진 용기에 통과시킨 후 진동을 주어 다공성 지지체의 표면에 탈취제 분말이 골고루 점착하도록 하거나, 또는 접착 용액이 함침된 다공성 지지체에 진동을 주면서 탈취제 분말이 담겨진 용기에 통과시킨 후 진동을 더 주어 다공성 지지체의 표면에 탈취제 분말이 골고루 점착하도록 한다.
상기와 같은 진동 과정은 탈취제 분말이 다공성 지지체의 바깥 면뿐만 아니라 다공성 지지체 내부의 기벽까지 골고루 분산시켜 점착시키기 위한 것이다.
또한 본 발명은 상기의 다공성 지지체에 탈취제 분말을 점착시킨 후, 미점착된 탈취제 분말을 통상의 진동기를 이용하여 탈리시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 1) 단계를 모두 마친 후 다공성 지지체 상에 접착 용액으로 도포하여 형성된 코팅층의 두께는 0.05 내지 0.4 mm의 범위로 적층되도록 하는 것이 바람직하다. 만약 상기 코팅층의 두께가 0.05 mm 미만일 경우에는 접착 용액의 접착력이 제대로 발휘되지 않을 수 있고, 0.4 mm를 초과할 경우에는 탈취제가 접착제에 묻히게 되어 상대적으로 공기와의 접촉 면적이 작아지게 되어 미세분진, 암모니아 또는 아민기가 함유된 악취 유발 화합물을 효율적으로 제거할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 2) 단계의 탈취제 분말이 접착된 다공성 멤브레인을 프레임에 조립하여 설치하는 단계로 상기 프레임에 조립시 다공성 지지체의 크기와 투입 갯수는 사용되는 탈취 필터의 용량과 연관되어 결정하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 3) 단계는 필터 상부에 스프레이 형식의 물 분사 방식에 의해 필터표면에 탈취된 불순물과 케미컬 불순물이 제거되는 것을 특징으로 한다.
상기 필터 장치 설치시 조립된 필터의 상부에 스프레이에 의한 물 분사 장치를 도입함으로써 탈취공기의 유입시 필터에 의해 탈취된 이물질 및 케미컬 불순물들이 물 분사에 의해 제거됨으로써 불순물들에 의한 필터의 눈막힘 현상없이 탈취제의 성능을 재생하여 사용시간에 따른 불순물에 의한 탈취 효과와 투과 효율이 떨어지는 단점이 개선된 다공성 습식 탈취제 필터를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 다공성 습식 탈취제 필터를 제공한다.
본 발명의 다공성 습식 탈취제 필터는 5 내지 120 ppi의 기공의 크기를 가진 다공성 지지체 상에 실리콘계 수지가 함유된 0.05 내지 0.4 mm의 두께로 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말이 도포되어 형성된 점착층이 구비된 다공성 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅층 두께는 다공성 지지체의 기공 크기와 연관되어 최종 탈취 필터의 기공크기를 결정하게 된다. 탈취 필터의 코팅층 두께와 다공성 지지체의 기공크기는 탈취 필터를 사용하는 환경에 따라 조절되는데, 예를 들어 같은 부피 또는 같은 유량에서 탈취 필터를 비교할 때, 탈취 필터의 기공크기를 작게 하면 탈취제와 오염공기의 접촉 면적이 넓어지고 오염공기의 머무름 시간이 길어지기 때문에 악취 입자를 제거할 수 있는 효율이 높이지는 반면에 기류에 대한 저항이 증가하여 차압 손실이 발생하는 문제점이 있어, 상기 본 발명의 다공성 습식 탈취 필터는 탈취제의 효율이 우수하고, 제품 성능의 수명이 오래 유지될 뿐만 아니라, 미세분진, 암모니아 또는 아민기와 같은 케미칼 불순물을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 다공성 습식 탈취제 필터는 접착 용액이 포함된 코팅층과 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말이 도포되어 형성된 점착층이 분리 구분되는 다공성 멤브레인을 구비함으로써 접착 용액이 탈취제의 표면을 덮거나 기공을 막지 않아 탈취제의 효율을 향상시키고, 필터에 의해 탈취된 이물질 및 케미컬 불순물들이 물 분사에 의해 제거됨으로써 불순물들에 의한 필터의 눈막힘 현상없이 탈취제의 성능을 재생하여 사용시간에 따른 불순물에 의한 탈취 효과와 투과 효율이 떨어지는 문제를 근본적으로 해결하여 탈취제의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 미세분진, 암모니아 또는 아민기를 포함하는 케미칼 불순물을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 멤브레인의 제조 공정도를 모식화 한 것이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 습식 탈취제 필터 제조장치의 개략적인 측면도이며,
도 3은 본 발명의 실시예 2 및 3에 따른 와류발생기를 포함하는 다공성 탈취 필터 제조장치에서 접착제 코팅부의 개략적인 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 다공성 멤브레인을 필터 프레임에 조립하는 개략적인 측면도이며,
도 5는 필터 장치 설치시 필터 상부에 스프레이 형태의 물을 분사하는 장치를 자세하게 나타내는 상세도이다.
본 발명은 하기 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
[실시예 1]
(1) 다공성 멤브레인의 제조
실리콘 수지(99%, 점도 7000 cps, polydimethylsiloxane)를 용매에 1:9의 무게비로 혼합하고, 여기에 실리콘 수지 100중량부에 대하여 탈크(talc) 5 중량%, 거품제로 소듐 라우릴 설페이트 1 중량%, 거품안정제로 암모늄스테아레이트계 10 중량%, 분산제로 포리카르복실산소다염(50 %) 0.5 중량%를 균일하게 혼합하여 접착 용액을 준비하였다.
상기 제조한 접착 용액을 함침조에 공급하고, 폴리우레탄 폼(두께 15 mm, 25 ppi, 중량 500g/㎡)을 접착 용액에 함침한 후, 송풍기를 이용하여 폴리우레탄 폼에 접착 용액이 균일하게 되도록 코팅시켰다. 상기 접착 용액이 코팅된 폴리우레탄 폼은 70℃의 열풍으로 건조시켜 0.1 ㎜ 코팅층이 형성된 폴리우레탄 폼을 제조하였다.
양이온교환수지 비드형 알갱이(평균 입도 0.1~0.3 mm)가 투입된 탱크 아래에 상기 제조된 코팅층이 형성된 폴리우레탄 폼을 통과시켰다. 통과시 이온교환수지가 들어있는 탱크에서 망(mesh)이 부착되어 있는 진동기를 통하여 폴리우레탄 폼에 이온교환수지를 균일하게 투입시켰다.
상기의 이온교환 수지가 접착된 다공성 지지체를 진동기에 통과시켜 미접착된 이온교환 수지를 탈착시킨 후 열풍기에서 100℃의 온도에서 15분간 열풍으로 건조시켜 다공성 지지체 상에 코팅층 및 양이온 교환수지가 접착된 점착층이 구비된 다공성 멤브레인을 제조하였다.
(2) 다공성 멤브레인의 조립 및 장치 설치
상기의 다공성 멤브레인을 프레임에 조립하여 설치하고, 다공성 멤브레인이 조립된 프레임 상부에서는 스프레이 장치에 의하여 물이 분사되는 장치를 도입하여 탈취공기의 필터 통과시 물이 분사되는 이온 교환수지가 접착된 다공성 습식 탈취제 필터를 제조하였다.
[실시예 2]
(1) 다공성 멤브레인의 제조
상기 실시예 1과 동일한 접착 용액을 100 kg/h의 속도로 와류발생기에 공급하였다. 이때 와류발생기의 유속은 5,000 ㎖/min로 설정하고, 노즐에서 용액 분사시 와류발생기는 400 rpm의 속도로 교반하여 폴리우레탄 폼에 접착 용액을 코팅하였다. 상기 접착 용액이 코팅된 폴리우레탄 폼은 70℃의 열풍으로 건조시켜 0.1 ㎜ 코팅층이 형성된 폴리우레탄 폼을 제조하였다.
양이온교환수지 비드형 알갱이(평균 입도 0.1~0.3 mm)가 투입된 탱크 아래에 상기 제조된 코팅층이 형성된 폴리우레탄 폼을 통과시켰다. 통과시 이온교환수지가 들어있는 탱크에서 망(mesh)이 부착되어 있는 진동기를 통하여 폴리우레탄 폼에 이온교환수지를 균일하게 투입시켰다.
상기의 이온교환 수지가 접착된 다공성 지지체를 진동기에 통과시켜 미접착된 이온교환 수지를 탈착시킨 후 열풍기에서 100℃의 온도에서 15분간 열풍으로 건조시켜 다공성 지지체 상에 코팅층 및 양이온 교환수지가 접착된 점착층이 구비된 다공성 멤브레인을 제조하였다.
(2) 다공성 멤브레인의 조립 및 장치 설치
상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 양이온 교환수지가 접착된 다공성 습식 탈취제 필터를 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 2에서 접착 용액의 코팅시 와류발생기의 유속은 6,000 ㎖/min로 설정하고, 노즐에서 용액 분사시 와류발생기는 500 rpm의 속도로 교반하여 폴리우레탄 폼에 용액을 코팅한 것을 제외하고는 열풍건조 후, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 다공성 습식 탈취제 필터를 제조하였다.
[ 비교예 1]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 다공성 멤브레인을 프레임에 조립하여 설치하고, 필터가 조립된 프레임 상부에서는 실시예와 같은 스프레이 장치에 의하여 물이 분사되는 장치를 도입하지 않은 이온 교환수지가 접착된 다공성 탈취제 필터를 제조하였다.
[ 비교예 2]
상기 실시예 1에서 제조된 접착 용액 100 중량부에 대하여 양이온교환수지 비드형 알갱이(평균 입도 0.1 내지 0.3 ㎜) 50 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하여 혼합 용액을 제조하였다.
상기 제조된 혼합 용액에 우레탄 폼에 함침 후 실시예 1과 동일한 방법으로 열풍건조 후 다공성 습식 탈취제 필터를 제조하였다.
[ 시험예 ]
(1) 탈취제에 대한 부착성 및 암모니아 가스에 대한 흡착능 조사
상기 실시예 1 내지 3과, 비교예 1 내지 2에서 제조한 다공성 습식 탈취제 필터의 탈취제에 대한 부착성 및 암모니아 가스에 대한 흡착능을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
상기 탈취제에 대한 부착성은 실시예 1 내지 3과, 비교예 1 내지 2에서 제조한 다공성 습식 탈취제 필터 각각을 80℃, 1주일의 노화 후, 진동기를 이용하여 통과한 전과 후의 무게차를 이용하여 탈취제 필터의 부착성 정도를 측정하였고, 암모니아 가스에 대한 흡착능은 미량가스 분석장치를 이용하여 다공성 습식 탈취제 필터 통과 전과 후의 암모니아의 농도차를 측정하여 확인하였다.
Figure 112010048763542-pat00001
상기 표 1에서도 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 실시예의 다공성 습식 탈취제 필터의 탈취제에 대한 부착성이 비교예에 비해 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 암모니아 가스에 대한 흡착능의 경우 96% 이상의 암모니아 가스의 제거효율을 확인할 수 있었다.
상기의 결과로부터 본 발명의 다공성 멤브레인은 탈취제 내부의 공기의 흐름이 자유롭고, 냄새입자와 탈취제의 접촉면적이 크기 때문에 높은 탈취효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었고, 또한 실시예 2 및 3의 경우 즉, 접착 용액의 코팅 방법으로 와류발생기를 이용할 경우가 실시예 1 대비 탈취제에 대한 부착성 및 암모니아 가스의 흡착능에서 보다 우수한 것을 확인할 수 있다.
(2) 시간에 따른 암모니아 가스의 흡착능 조사
상기 실시예 1 내지 3과, 비교예 1 내지 2에서 제조한 다공성 습식 탈취제 필터의 시간에 따른 암모니아 가스의 흡착능을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112010048763542-pat00002
상기 표 2에서도 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 다공성 습식 탈취제 필터의 경우 시간경과에 따른 암모니아 가스의 흡착능 저하가 거의 없는 것을 알 수 있었다.
그러나 비교예 1 및 2의 경우 암모니아 가스의 흡착능이 초기에 평균 약 58% 이하였을 뿐 아니라 5시간 경과 까지는 흡착성능이 균일하지만 24시간 경과 후에는 흡착능이 평균 약 46% 이하로 저하되는 것을 확인할 수 있었다
상기의 결과로부터 본 발명의 다공성 멤브레인이 냄새입자와 탈취제와의 접촉면적이 크기 때문에 짧은 시간에 높은 탈취효과가 있음을 반복 확인할 수 있었다.

Claims (12)

1) 다공성 지지체에 접착 용액을 와류시켜 함침한 후, 1차 건조하여 0.05 내지 0.4 ㎜ 두께의 코팅층을 형성 시키고, 상기 코팅층 상부에탈취제 분말을 분산시켜 점착하고, 점착된 다공성 지지체를 진동시킨 후, 2차 건조하여 다공성 멤브레인을 제조하는 단계;
2) 상기 다공성 멤브레인을 필터 프레임에 조립하는 단계; 및
3) 필터 장치 설치시 필터 상부에 스프레이 형태의 물을 분사하는 장치를 조립하는 단계 ;
를 포함하는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 1) 단계의 와류는 접착용액을 1,000 내지 100,000 ㎖/min의 유속으로 분사시키면서 400 내지 800 rpm의 회전속도로 교반하는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 1) 단계의 1차 건조는 50 내지 90℃에서 0.5 내지 3분 동안 수행되는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 1) 단계의 2차 건조는 100 내지 150℃의 온도에서 0.5 내지 30분 동안 열풍 건조 후, 120 내지 150℃의 온도에서 0.5 내지 2시간 동안 진공스팀 건조하는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 1) 단계의 다공성 지지체는 기공크기가 5 내지 120 ppi인 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 1) 단계의 탈취제 분말은 이온교환수지, 활성탄 및 활성탄소섬유로부터 선택되는 1종 이상인 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 탈취제 분말은 제올라이트, TiO2, SiO2, ZnO, 금속촉매, 실리카 및 활성알루미나로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 탈취제 분말의 평균직경이 0.01 내지 0.8 mm인 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3) 단계는 필터 상부에 스프레이 형식의 물 분사 방식에 의해 필터표면에 탈취된 불순물과 케미컬 불순물이 제거되는 다공성 습식 탈취제 필터의 제조방법.
제 1항, 제 3항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 다공성 습식 탈취제 필터.
제 11항에 있어서,
상기 다공성 습식 탈취제 필터는 5 내지 120 ppi의 기공의 크기를 가진 다공성 지지체 상에 실리콘계 수지가 함유된 0.05 내지 0.4 mm의 두께로 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층 상부에 탈취제 분말이 도포되어 형성된 점착층이 구비된 다공성 멤브레인을 포함하는 다공성 습식 탈취제 필터.
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