KR20230125191A - 부직 일렉트릿을 포함하는 필터 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 여과에 적합한 필터 매체뿐만 아니라 관련 조립체 및 방법에 관한 것이다.

Description

부직 일렉트릿을 포함하는 필터 매체
본 발명은 공기 여과에 적합한 필터 매체, 필터의 제조 방법뿐만 아니라 공기 여과를 위한 필터의 용도에 관한 것이다.
필터 매체는 액체 또는 가스를 필터 매체를 통해 통과시킴으로써 액체 또는 가스로부터 바람직하지 않은 재료(즉, 입자)를 제거하는 데 사용된다.
폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 폴리머를 기반으로 하는, 부직포를 포함하는 필터 매체는, 예를 들어, 내부 공간, 진공 청소기 백 또는 안면마스크용 필터로서, 공기 여과의 상이한 분야에서 사용된다. 많은 경우에, 이러한 필터 매체는 추가적으로 정전기적으로 하전되어 입자 여과의 높은 요구를 충족시키는 일렉트릿 특성을 갖는 부직포를 수득한다. 전하를 증가시키기 위해, 때때로 필터 매체의 생산 동안 첨가제가 첨가된다. 이러한 첨가제는 또한 전하 애쥬번트라고도 하며, 이의 공지된 예는 입체장애 아미드 또는 비스-스테아로일 에틸렌디아미드이다. 코로나 대전, 하이드로 대전 또는 극성 액체, 예컨대 물을 이용한 대전 및 마찰전기 대전 또는 이들의 조합은 대전을 위한 방법으로서 공지되어 있다. 코로나 대전은 일렉트릿 필터 매체의 대규모 생산을 위해 가장 흔히 사용되는 방법이다.
US 2012/0108714 A1호에는 폴리프로필렌(들)과 베타 핵형성제(들)의 혼합물을 압출함으로써 폴리프로필렌 부직포 또는 얀(yarn)을 제조하는 공정이 개시되어 있다.
US 2017/0145198 A1호에는 올레핀-기반 폴리머, 바람직하게는 프로필렌-기반 폴리머로 형성된 스펀본드 부직포, 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 이와 관련하여, 결정 핵형성제를 포함하는 다양한 첨가제의 사용이 언급되어 있다.
US 2004/0054040 A1호에는 폴리올레핀 및 비-작용성화된 가소제를 포함하는 가소화된 폴리올레핀, 예컨대, 프로필렌 폴리머가 개시되어 있다. 이러한 문헌에는 폴리올레핀 조성물이 다양한 첨가제를 함유할 수 있다는 것이 개시되어 있다.
US 2008/0311815 A1호에는 핵형성제와 같은 첨가제를 포함할 수 있는, 설포폴리에스테르를 포함하는 수분산성 섬유 및 섬유 물품이 개시되어 있다.
AU 2009/202306 A1호에는 가소화된 폴리올레핀, 예컨대, 프로필렌 폴리머 및/또는 부텐 폴리머가 개시되어 있으며, 여기서, 폴리올레핀 조성물은 핵형성제를 포함하는, 다양한 첨가제를 함유할 수 있다.
WO 2006/118807 A1호에는 폴리머를 폴리머 농축물과 조합하는 것을 포함하는 물품을 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 여기서, 폴리머 농축물은 핵형성제를 포함하는, 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
EP 2 609 238 B1호에는 열가소성 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하는 부직 일렉트릿 웹이 개시되어 있으며, 여기서, 입체장애 아민, 및 2개의 카복실산과 반응하는 유기 디아민으로부터 유래된 유기 비스-아미드가 첨가제로서 사용된다. 또한, 부직 일렉트릿 웹을 제조하기 위한 공정이 개시되어 있으며, 여기서, 섬유 및/또는 부직포 웹은 극성 액체로 처리되어 일렉트릿 전하를 갖는 부직포를 수득한다.
EP 3 553 214 A1호에는 열가소성 수지로부터 형성된 장섬유로부터 형성된 부직포인 일렉트릿 섬유 시트가 개시되어 있으며, 여기서, 장섬유는 결정 핵형성제를 함유한다.
그러나, 공기 여과 분야의 여러 적용, 예를 들어, 안면마스크에서의 공기 여과를 위해, 각각 우수한 여과 특성뿐만 아니라 높은 공기 투과성 및 낮은 압력 강하를 나타내는 필터 매체가 필요하다. 일반적으로, 충분한 공기 투과성을 달성하기 위해 다소 개방된 구조를 갖는 필터 매체가 필요하다. 그러나, 개방 구조는 불충분한 여과 효율의 불리한 효과를 초래한다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 여과 효율과 동시에 높은 공기 투과성 및 낮은 압력 강하를 갖는 필터 매체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 적어도 하나의 부직 일렉트릿을 포함하는, 본 발명에 따른 필터 매체에 의해 해결되며, 여기서, 부직 일렉트릿은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하고, 폴리머 재료는 (a) 적어도 하나의 열가소성 수지, (b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트, 및 (c) 적어도 하나의 핵형성제를 포함한다. 부직 일렉트릿의 공극률은 바람직하게는 ≥90% 및 ≤98%이다. 필터 매체는 캐빈 공기, 실내 공기 청정기, 진공 청소기 백, HVAC(가열, 환기 및 공조) 및 안면마스크용 필터와 같은 많은 공기 여과 적용에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 필터 매체는 실내 공기 청정기, 캐빈 공기 필터, HVAC 필터 및 안면마스크에 사용될 수 있다.
본 발명의 필터 매체는 공기 여과, 특히 공기 필터 매체, HVAC 필터, 캐빈 공기 필터 및 안면마스크에서의 공기 여과를 위해 사용될 수 있다.
정의
본원에서 용어 "필터 요소"는 여과 공정, 즉, 개재된 필터 매체의 도움과 함께, 고체, 액체 및 기체와 같은, 하나의 재료를 다른 재료로부터 분리하기 위해 사용되는 기계적 또는 물리적 공정을 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭한다.
본원에서, 용어 "필터 매체"는 공기 또는 액체 중 이들의 현탁물로부터 입자를 분리하기 위해 필터 요소 또는 안면마스크에 사용되는 재료를 지칭한다.
본원에서, 용어 "일렉트릿"은 내부 및 외부 전기장을 생성할 수 있는, 준-영구적 전하 또는 분자 쌍극자를 함유하는 유전 재료의 부류를 지칭한다. 따라서, "부직 일렉트릿"은 일렉트릿의 특성을 나타내는 하기에서 정의되는 바와 같은 부직포이다.
본원에서, 용어 "건식-레이드 부직포(dry-laid nonwoven)"는 필터 매체를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 건식-적층 공정(dry-laying process), 즉, 건조 섬유로부터 부직포 웹을 제조하기 위한 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 부직포를 지칭한다. 이의 예는 스펀본드 및 멜트블로운 부직포뿐만 아니라 카디드 웹(carded web)이다.
본원에서, 용어 "습식-레이드 부직포(wet-laid nonwoven)"는 필터 매체를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 습식-적층 공정, 즉, 섬유의, 분산액, 예컨대, 수성 분산액으로부터의 웹을 형성하는 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 부직포를 지칭한다.
본원에서, 용어 "멜트블로운 부직포"는 필터 매체를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 멜트블로잉 공정, 즉, 용융된 폴리머가 섬유로 전환되도록 용융된 폴리머가 고속의 고온 가스 스트림으로 압출되는 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 부직포를 지칭한다.
본원에서, 용어 "스펀본드 부직포" 및 "스펀레이드 부직포"는 상호교환적으로 사용되고, 필터 매체를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 스핀-적층 공정, 즉, 이동 스크린 상에 놓이는 필라멘트를 형성하기 위해 방사구를 통해 폴리머 용융물 또는 용액이 압출되는 웹을 형성하는 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 부직포를 지칭한다.
본원에서, 용어 "카디드 웹"은 필터 매체를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 카딩 공정, 즉, 섬유가 기계가 웹을 생성하는 방향(기계 방향)으로 본질적으로 서로 평행하게 정렬되는 섬유 웹을 제조하는 공정을 사용하여 제조될 수 있는 모든 부직포를 지칭한다.
본원에서, 용어 "코로나 대전"은 비전도성 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 AC 및/또는 DC 코로나-대전 디바이스에 노출시켜, 전하가 섬유 상에 놓이도록 함으로써 부직 일렉트릿을 생성하는 공정을 지칭한다.
본원에서, "하이드로 대전"이라고도 하는 용어 "물 대전"은 전하가 섬유 상에 놓이도록, 섬유를 물의 미스트에 노출시킴으로써 부직 일렉트릿을 생성하는 공정을 지칭한다. 처리는 섬유의 형성 직후 또는 섬유로부터 부직 웹이 형성된 후에 수행될 수 있다.
본원에서, 용어 "전하 애쥬번트"는 섬유 상에 생성된 전하를 증가시키기 위해 하전된 부직포의 제조 동안 첨가되는 제제를 지칭한다.
본원에서, 용어 "입체장애 아민"은 작용기로서 아민을 포함하는 화학적 화합물을 지칭하며, 여기서, 아민 기에 근접한 큰 기는 이러한 기의 화학 반응을 늦추거나 억제한다.
본원에서, 용어 "핵형성제"는 용융물로부터 반-결정질 폴리머의 결정화를 촉진하는 폴리머 용융물에 첨가되는 제제를 지칭한다.
본원에서, 용어 "정화제(clarifier)"는 폴리머 용융물에 부분적으로 가용성이고 이러한 용융물로부터 제조된 폴리머의 투명성을 향상시키는 핵형성제를 지칭한다.
본원에서, 용어 "거친 프리필터(coarse prefilter)"는 더 큰 입자를 집진하는 거친 입자용 프리필터(통상적으로, 평균 섬유 직경 > 15 ㎛를 갖는 필터)를 지칭한다.
본 발명은 적어도 하나의 부직 일렉트릿을 포함하는 필터 매체로서, 부직 일렉트릿은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하고, 폴리머 재료는 (a) 적어도 하나의 열가소성 수지, (b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트, 및 (c) 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 필터 매체를 제공한다.
바람직하게는, 폴리머 재료는 산화방지제, 가소제, 안료, 소수성/친수성을 조절하는 첨가제, 충전제, 난연제 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 추가의 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명의 부직 일렉트릿은 바람직하게는 90% ≤ 공극률 ≤ 98%, 바람직하게는 90% ≤ 공극률 ≤ 94% 범위의 공극률을 갖는다. 하기 실시예에 도시되는 바와 같이, 이러한 범위의 공극률은 필터 매체의 성능을 분명히 개선시킨다. 특히, 더 높은 공극률은 더 나은 효율 대 압력 강하 비율을 초래한다. 따라서, 90% 초과의 공극률은 본 발명의 여과 매체에 예외적으로 특징을 제공한다.
열가소성 수지
본 발명의 의미에서 열가소성 수지는 중합된 형태의 단 한 종류의 모노머로 구성된 호모- 또는 코폴리머(호모폴리머와 동일함) 또는 중합된 형태의 상이한 종류의 모노머들로 구성된 폴리머(코폴리머와 동일함)일 수 있다. 코폴리머는 교대 코폴리머, 랜덤 코폴리머, 블록 코폴리머 또는 그래프트 코폴리머일 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지는 호모폴리머이다.
바람직하게는, 열가소성 수지는 폴리올레핀 수지 또는 폴리에스테르 수지이다. 바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 호모폴리머이다. 바람직하게는, 폴리에스테르 수지는 호모폴리머이다.
바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리메틸펜텐(PMP) 수지, 폴리이소부틸렌(PIB) 수지 또는 폴리부틸렌(PB) 수지이다. 더욱 바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP) 수지이다. 더욱더 바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 이소택틱 폴리프로필렌(PP) 수지이다.
바람직하게는, 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리락트산(PLA) 수지 또는 폴리카보네이트(PC) 수지이다. 더욱 바람직하게는, 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지이다.
다양한 유형의 이러한 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 메탈로센 폴리올레핀 또는 지글러-나타 폴리올레핀을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 열가소성 수지는 메탈로센 폴리올레핀이 아닌 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 열가소성 수지는 메탈로센 폴리프로필렌 수지가 아닌 폴리프로필렌 수지이다.
전하 애쥬번트
본 발명의 의미에서 전하 애쥬번트는 생성된 전하에 대한 트랩(trap)으로서 작용하는 당 분야에 공지된 임의의 제제일 수 있다. 그러나, 전하 애쥬번트는 분해 또는 휘발을 피하기 위해 열가소성 수지의 압출 온도에서 열적으로 안정해야 한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전하 애쥬번트는 입체장애 아민이다. 통상적으로, 입체장애 아민은 테트라메틸피페리딘의 유도체를 포함한다.
바람직하게는, 입체장애 아민은 입체장애 아민 (경) 안정화제(HA(L)S)의 군에 속한다. 더욱 바람직하게는, 전하 애쥬번트는 하기 CAS 등록 번호를 갖는 HA(L)S 재료를 포함하는 군으로부터 선택된다: CAS 52829-07-9, CAS 71878-19-8, CAS 106990-43-6, CAS 63843-89-0, CAS 192268-64-7, CAS 90751-07-8, CAS 193098-40-7, CAS 79720-19-7, CAS 106917-30-0, CAS 167078-06-0, CAS 131290-28-3, CAS 109423-00-9, CAS 124172-53-8, CAS 199237-39-3, CAS 91788-83-9, CAS 64022-61-3, CAS 107119-91-5, CAS 100631-43-4, CAS 115055-30-6, CAS 100631-44-5, CAS 64338-16-5, CAS 85099-51-0, CAS 202483-55-4, CAS 76505-58-3, CAS 136504-96-6, CAS 71029-16-8, CAS 96204-36-3, CAS 130277-45-1, CAS 229966-35-2, CAS 85099-51-0, CAS 147783-69-5, CAS 154636-12-1, CAS 84214-94-8, CAS 99473-08-2, CAS 164648-93-5, CAS 164648-93-5 및 CAS 42774-15-2. 특히 바람직한 HALS 화합물은 폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]](CAS 71878-19-8, Chimassorb® 944) 또는 1,6-헥산디아민, 2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진을 갖는 N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-폴리머, N-부틸-1-부탄아민과의 반응 생성물, 및 N-부틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘아민(CAS 192268-64-7, Chimassorb® 2020)이다.
대안적으로, 전하 애쥬번트는, 예를 들어, WO 97/07272호에 개시된 바와 같이 적어도 하나의 추가 질소-함유 기를 갖는 유기 트리아진 화합물 또는 올리고머의 군에 속할 수 있으며, 이는 하기에서 "트리아진 기반 전하 애쥬번트" 또는 " TB-CA"로 지칭된다.
핵형성제
바람직하게는, 적어도 하나의 핵형성제는 정화제이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 핵형성제는 벤조에이트 염, 소르비톨 아세테이트, 로진-기반 핵형성제, 카복실산 아미드, 유기인산의 염 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다.
더욱 바람직하게는, 적어도 하나의 핵형성제는 벤조에이트 염, 카복실산 아미드, 특히 방향족 트리스아미드, 유기인산의 염 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다.
벤조에이트 염의 바람직한 예는 소듐 벤조에이트, 리튬 벤조에이트, 알루미늄-하이드록시-비스(4-3차-부틸벤조에이트) 및 이들의 혼합물이다.
소르비톨 아세테이트의 바람직한 예는 디벤질리덴 소르비톨 및 이의 유도체, 비스(p-메틸-벤질리덴)-소르비톨(MDBS), 비스(3,4-디메틸-벤질리덴)-소르비톨(DMDBS), 비스(4-프로필벤질리덴)프로필-소르비톨(1,2,3-트리-데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨로도 공지됨), 및 이들의 혼합물이다.
카복실산 아미드의 바람직한 예는 N,N',N"-트리스-(2-메틸사이클로헥실)-1,2,3-프로판-트리카복사미드, N,N'-디사이클로-헥실나프탈렌-디카복사미드, 및 이들의 혼합물뿐만 아니라 하기 기재되는 방향족 트리스아미드이다.
방향족 트리스아미드의 바람직한 예는 1,3,5-벤젠-트리카복사미드, 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠(Irgaclear® XT 386), 및 이들의 혼합물이다.
유기인산의 염의 바람직한 예는 디-(4-3차-부틸페닐)-포스페이트의 소듐 염, 2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-3차-부틸페닐)-포스페이트의 리튬 또는 소듐 염, 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 소듐 염(Irgastab® NA 287), 알루미늄-하이드록시비스-[2,2'-메틸렌-비스(4,5-디-3차-부틸페닐)]-포스페이트 및 이들의 혼합물이다.
핵형성제의 바람직한 예는 벤조에이트 염, 더욱 바람직하게는 소듐 벤조에이트; 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠; 2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-3차-부틸-페닐)포스페이트의 염, 더욱 바람직하게는 소듐 염; 및 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 염, 더욱 바람직하게는 소듐 염이다.
바람직하게는, 폴리머 재료는 적어도 2개의 상이한 핵형성제를 포함하고, 여기서 2개의 핵형성제는 둘 모두 정화제이다. 바람직하게는, 폴리머 재료는 적어도 2개의 상이한 핵형성제를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 핵형성제는 정화제이고, 적어도 하나의 핵형성제는 정화제가 아니다.
바람직하게는, 정화제가 아닌 핵형성제는 상기 기재된 유기인산의 염, 특히 2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-3차-부틸페닐)-포스페이트의 소듐 염, 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 소듐 염 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 정화제는 소르비톨 아세테이트, 로진 기반 핵형성제, 방향족 트리스아미드, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다. 이러한 화합물의 바람직한 예는 상기 언급되어 있다. 소르비톨 아세테이트 및 방향족 트리스아미드가 바람직한 정화제이다.
정화제의 특히 바람직한 예는 방향족 트리스아미드, 특히 1,3,5-벤젠-트리카복사미드, 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠 및 이들의 혼합물이다.
바람직하게는, 정화제, 바람직하게는 방향족 트리스아미드, 예컨대, 1,3,5-벤젠-트리카복사미드, 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠 및 이들의 혼합물인 핵형성제, 및 정화제가 아닌, 바람직하게는 유기인산의 염, 예컨대, 2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-3차-부틸페닐)-포스페이트의 소듐 염, 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 소듐 염, 및 이들의 혼합물인 핵형성제가 조합되어 사용된다. 더욱더 바람직하게는, 2개의 상이한 핵형성제들의 이러한 조합은 전하 애쥬번트로서 HALS 화합물, 예컨대, 폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]]와 조합된다.
부직 일렉트릿
본 발명의 부직 일렉트릿은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하며, 여기서, 폴리머 재료는 상기 기재된 바와 같은 적어도 하나의 열가소성 수지(a), 적어도 하나의 전하 애쥬번트(b), 및 적어도 하나의 핵형성제(c)를 포함한다.
부직 일렉트릿에 포함되는, (a) 적어도 하나의 열가소성 수지, (b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트, 및 (c) 상기 부직 일렉트릿에 포함된 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는 폴리머 재료로부터 제조된 섬유의 함량은, 부직 일렉트릿에서 섬유의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 80 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 90 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 95 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 97 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 98 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 99 내지 100 중량%, 및 가장 바람직하게는 100 중량%이다.
부직 일렉트릿의 바람직한 예는 멜트블로운 부직 일렉트릿 및 스펀본드 부직 일렉트릿이다. 더욱 바람직하게는, 부직 일렉트릿은 멜트블로운 부직 일렉트릿이다.
부직 일렉트릿의 바람직한 예는 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하는 멜트블로운 또는 스펀본드 부직 일렉트릿이며, 여기서, 폴리머 재료는 각각 폴리머 재료의 총 중량을 기준으로, 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 8 중량% 및 더욱더 바람직하게는 0.5 내지 4 중량%의 적어도 하나의 전하 애쥬번트 및 0.005 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 6 중량% 및 더욱더 바람직하게는 0.02 내지 2 중량%의 적어도 하나의 핵형성제를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 핵형성제는 정화제이다. 더욱더 바람직하게는, 폴리머 재료는 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 8 중량% 및 더욱더 바람직하게는 0.5 내지 4 중량%의 적어도 하나의 전하 애쥬번트, 0.005 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 3 중량% 및 더욱더 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%의 제1 핵형성제(정화제임), 및 0.005 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 3 중량% 및 더욱더 바람직하게는 0.01 내지 1 중량% 제2 핵형성제(정화제가 아님)를 포함한다.
부직 일렉트릿의 바람직한 예는 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하는 멜트블로운 또는 스펀본드 부직 일렉트릿이며, 여기서, 폴리머 재료(PM)는 하기 성분들을 포함한다:
PM1: (a) PP, (b) HALS, (c) 벤조에이트 염
PM2: (a) PP, (b) HALS, (c) 카복실산 아미드
PM3: (a) PP, (b) HALS, (c) 유기인산의 염
PM4: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 벤조에이트 염
PM5: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 카복실산 아미드
PM6: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 유기인산의 염
PM7: (a) PP, (b) HALS, (c) 벤조에이트 염 및 카복실산 아미드
PM8: (a) PP, (b) HALS, (c) 벤조에이트 염 및 유기인산의 염
PM9: (a) PP, (b) HALS, (c) 카복실산 아미드 및 유기인산의 염
PM10: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 벤조에이트 염 및 카복실산 아미드
PM11: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 벤조에이트 염 및 유기인산의 염
PM12: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 카복실산 아미드 및 유기인산의 염
PM13: (a) PP, (b) HALS, (c) 소르비톨 아세테이트
PM14: (a) PP, (b) HALS, (c) 소르비톨 아세테이트 및 유기인산의 염
PM15: (a) PP, (b) HALS, (c) 소르비톨 아세테이트 및 카복실산 아미드
PM16: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 소르비톨 아세테이트
PM17: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 소르비톨 아세테이트 및 유기인산의 염
PM18: (a) PP, (b) TB-CA, (c) 소르비톨 아세테이트 및 카복실산 아미드
PM 19: (a) PP, (b) Chimassorb 944, (c) Irgaclear XT368
PM 20: (a) PP, (b) Chimassorb 944, (c) Irgaclear XT368 및 Irgastab NA287
PM 21: (a) PP, (b) Chimassorb 944, (c) 소르비톨 아세테이트
특히 바람직한 예는 PM9, PM12, PM13, PM14, PM19, PM20 및 PM21, 더욱 바람직하게는 PM9 및 PM21, 가장 바람직하게는 PM9이다.
본 발명의 멜트블로운 부직 일렉트릿은 0.4 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.6 내지 5 ㎛ 및 더욱 바람직하게는 0.8 내지 3 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유를 포함한다.
상기 기재된 바와 같은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포를 제조하기 위해, 멜트블로운 부직포를 제조하기 위한 임의의 공지된 기술이 사용될 수 있다.
본 발명의 스펀본드 부직 일렉트릿은 10 내지 60 ㎛, 바람직하게는 15 내지 40 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유를 포함한다.
상기 기재된 바와 같은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하는 스펀본드 부직포를 제조하기 위해, 스펀본드 부직포를 제조하기 위한 임의의 공지된 기술이 사용될 수 있다.
적합한 대전 방법은 물 대전, 마찰전기 대전 및 코로나 대전이며, 물 대전이 본 발명에 바람직하다. 바람직하게는, 물 대전은 섬유 상에 또는 섬유로부터 형성된 부직포 웹 상에 물을 분무함으로써 수행된다. 바람직하게는, 물 대전은 탈이온수를 이용하여 수행된다.
놀랍게도, 열가소성 수지에 전하 애쥬번트 및 핵형성제 둘 모두를 첨가함으로써, 부직 일렉트릿이 효율 및 공기 투과성의 증가를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 동시에, 멜트블로운 부직 일렉트릿의 효율은 전하 애쥬번트 및 핵형성제 둘 모두를 함유하지 않는 폴리머 재료로부터 제조된 멜트블로운 부직포와 비교하여 (첨가된 전하 애쥬번트 및 핵형성제의 양에 따라) 동일하거나 더 높은 반면, 생산을 위한 파라미터는 동일하게 유지된다. 따라서, 필터 매체의 품질 인자, 즉, 집진 효율과 관련된, 필터를 통한 입자의 통과와 필터 매체의 차단으로 인한 압력 강하 사이의 관계가 개선된다. 따라서, 필터 성능이 개선된다.
추가 층
하기에 기술되는 바와 같이, 필터 매체는 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 적어도 하나의 추가 층을 포함한다. 당업자는 그의 지식 및 경험으로 인해, 이러한 적어도 하나의 추가 층의 정확한 조성이 각각의 경우에 요구되는 필터 특성에 따라 구체적으로 선택되어야 한다는 것을 알고 있다. 적어도 하나의 층은 이러한 목적에 적합한 헤드 박스를 갖는 초지기에서 생산되고 조합되거나 개별 웹으로부터 생산되는 복수의 플라이로 구성될 수 있으며, 이들은 별도의 가공 단계에서 상호연결된다. 이러한 경우, 개별 플라이는 상이한 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 필터 매체의 적어도 하나의 추가 층을 위한 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포는 천연, 합성, 무기 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
천연 섬유의 예는 셀룰로스, 면, 양모, 대마, 재생 셀룰로스 및 피브릴화 셀룰로스이다.
무기 섬유는, 예를 들어, 유리 섬유, 현무암 섬유 및 석영 섬유이다. 바람직하게는, 무기 섬유는 유리 섬유이다. 무기 섬유의 평균 섬유 직경은 0.1 내지 15 ㎛, 바람직하게는 0.6 내지 10 ㎛이다.
예를 들어, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 개별 성분이 상이한 융점을 갖는 다성분 섬유, 폴리아미드 섬유 및 아크릴 섬유가 합성 섬유로서 적합하다.
폴리에스테르 섬유의 예는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 및 폴리락트산(PLA) 섬유이다.
바람직한 다성분 섬유의 예는 코어-시스(core-sheath) 구성을 갖는 PET/CoPET 이성분 섬유이다.
합성 섬유의 평균 섬유 직경은 통상적으로 3 내지 30 ㎛, 바람직하게는 5 내지 15 ㎛이고, 절단 길이는 통상적으로 3 내지 20 mm, 바람직하게는 4 내지 12 mm이다.
특히, 건식-레이드 부직포는, 예를 들어, 멜트블로운 부직포, 스펀본드 부직포(스펀레이드 부직포로도 지칭됨) 및 카디드 웹을 포함하며, 이들은 공지된 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 추가 층은 건식-레이드 부직포, 더욱 바람직하게는 스펀본드 부직포를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 추가 층은 건식-레이드 부직포, 더욱 바람직하게는 스펀본드 부직포로 구성된다.
멜트블로운 부직포, 스펀본드 부직포 및 카디드 웹에 사용하기에 적합한 폴리머는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리올레핀, 및 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물이다.
바람직하게는, 멜트블로운 부직포, 스펀본드 부직포 및 카디드 웹은 이성분 섬유를 포함한다. 바람직한 다성분 섬유의 예는 코어-시스 구성을 갖는 PET/CoPET 이성분 섬유이다. 바람직하게는, 멜트블로운 부직포, 스펀본드 부직포 및 카디드 웹은 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 PET 이성분(Bico PET/coPET) 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 추가 층은 스펀본드 부직포로 구성되며, 여기서 스펀본드 부직포는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 이성분 섬유, 예컨대, PET/coPET, PET/PP, PET/PBT, PP/PE 및 PET/PA 이성분 섬유를 포함한다.
스펀본드 부직포에 대한 통상적인 평균 섬유 직경은 10 내지 60 ㎛, 바람직하게는 15 내지 45 ㎛ 및 더욱더 바람직하게는 20 내지 40 ㎛이다.
멜트블로운 섬유에 대한 평균 섬유 직경은 0.5 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛, 더욱더 바람직하게는 1 내지 3 ㎛이다. 요건에 따라, 결정화 촉진제, 염료 및/또는 전하 향상 첨가제와 같은 첨가제가 또한 폴리머에 혼합될 수 있다. 또한, 멜트블로운 층은 캘린더를 사용하여 압축될 수 있다.
카디드 웹의 평균 섬유 직경은 5 내지 50 ㎛이다.
필터 매체
필터 매체는 적어도 하나의 부직 일렉트릿을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 부직 일렉트릿은 멜트블로운 층이다.
바람직하게는, 필터 매체는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 적어도 하나의 추가 층을 포함한다.
바람직하게는, 필터 매체의 적어도 하나의 추가 층에 포함된 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 PET/coPET 이성분 섬유를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, "습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 적어도 하나의 추가 층"은, 바람직하게는 필터 매체가 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 1 내지 5개의 추가 층, 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 1 내지 4개의 추가 층, 더욱 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 1 내지 3개의 추가 층, 더욱 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 2 또는 3개의 추가 층, 및 가장 바람직하게는 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 2개의 추가 층을 포함하는 것을 의미한다.
필터 매체의 개별 층은 별도로 제조되고 나중에 조합될 수 있거나; 각각의 층은 하부 층의 표면 상에 직접 형성될 수 있거나; 이러한 두 가지 방법이 조합될 수 있다. 개별 층들의 조합은 적층에 의해 및 선택적으로 접합, 예컨대, 글루잉(glueing), 초음파 용접 또는 열캘린더(thermocalander)에 의해 달성될 수 있다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿 및 적어도 하나의 추가 층의 조성은 상기에 상세히 기재되어 있다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿이 층의 형태인, 필터 매체의 바람직한 예는 하기와 같다:
I. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 하나의 추가 층을 포함하는, 필터 매체.
II. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 하나의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체.
III. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 습식 부직포의 2개의 추가 층을 포함하는, 필터 매체.
IV. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 건식-레이드 부직포의 2개의 추가 층을 포함하는, 필터 매체.
V. 부직 일렉트릿의 하나의 층, 습식-레이드 부직포의 하나의 추가 층 및 건식-레이드부직포의 하나의 추가 층을 포함하는, 필터 매체.
VI. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 습식 부직포의 2개의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체.
VII. 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 건식-레이드 부직물의 2개의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체.
VIII. 부직 일렉트릿의 하나의 층, 습식 부직포의 하나의 추가 층 및 건식 부직포의 하나의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체.
IX. 상기 필터 매체 III 내지 VIII 중 어느 하나에 있어서, 부직 일렉트릿의 층이 습식-레이드 부직포의 2개의 추가 층 사이에 또는 건식-레이드 부직포의 2개의 추가 층 사이에 또는 습식-레이드 부직포의 하나의 추가 층 및 건식-레이드 부직포의 하나의 추가 층 사이에 배치되어 있는, 필터 매체.
바람직하게는, 상기 언급된 필터 매체 I 내지 IX 중 어느 하나에 있어서, 부직 일렉트릿은 멜트블로운 부직 일렉트릿 또는 스펀본드 부직 일렉트릿이다. 더욱 바람직하게는, 부직 일렉트릿은 멜트블로운 부직 일렉트릿이다.
X. 멜트블로운 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 스펀본드 부직포의 하나의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체.
XI. 멜트블로운 부직 일렉트릿의 하나의 층 및 스펀본드 부직포의 2개의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체로서, 멜트블로운 부직 일렉트릿은 스펀본드 부직포의 2개의 추가 층 사이에 배치되어 있는, 필터 매체. (SMS)
XII. 멜트블로운 부직 일렉트릿의 하나의 층, 스펀본드 부직포의 하나의 추가 층 및 멜트블로운 부직포의 하나의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체로서, 멜트블로운 부직포의 추가 층은 거친 프리필터이고, 멜트블로운 부직 일렉트릿은 스펀본드 부직포의 추가 층 및 멜트블로운 부직포의 추가 층 사이에 배치되어 있는, 필터 매체. (SMM)
XIII. 멜트블로운 부직 일렉트릿의 하나의 층, 스펀본드 부직포의 2개의 추가 층 및 멜트블로운 부직포의 하나의 추가 층으로 구성되는, 필터 매체로서, 멜트블로운 부직포의 추가 층은 거친 프리필터이고, 멜트블로운 부직 일렉트릿은 스펀본드 부직포의 추가 층과 멜트블로운 부직포의 추가 층 사이에 배치되어 있고, 스펀본드 부직포의 2개의 추가 층은 2개의 최외측 층인, 필터 매체. (SMMS)
XIV. 상기 필터 매체 I 내지 XIII 중 어느 하나에 있어서, 부직 일렉트릿이 PM1 내지 PM21, 바람직하게는 PM9, PM12, PM19 및 PM21, 더욱 바람직하게는 PM9 및 PM21 및 가장 바람직하게는 PM9로 구성되는 군으로부터 선택되는 임의의 부직 일렉트릿인, 필터 매체.
XV. 상기 필터 매체 I 내지 XIV 중 어느 하나에 있어서, 건식-레이드 부직포가 스펀본드 부직포인, 필터 매체.
XVI. 상기 필터 매체 I 내지 XV 중 어느 하나에 있어서, 스펀본드 부직포가 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 PET/coPET 이성분 섬유를 포함하는, 필터 매체.
적어도 하나의 부직 일렉트릿의 층 두께는 바람직하게는 0.05 내지 1.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.9 mm, 및 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.7 mm이다.
적어도 하나의 추가 층의 층 두께는 바람직하게는 0.05 내지 1.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.9 mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.8 mm, 및 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.7 mm이다.
부직 일렉트릿의 하나의 층 및 하나의 추가 층을 포함하는 필터 매체에 대한 총 필터 매체의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 2.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.8 mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.6 mm, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 1.4 mm이고, 및 가장 바람직하게는 0.4 내지 1.0 mm이다.
부직 일렉트릿의 하나의 층 및 2개의 추가 층을 포함하는 필터 매체에 대한 총 필터 매체의 두께는 바람직하게는 0.15 내지 3.0 mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 2.8 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.6 mm, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 1.2 mm이다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿의 공기 투과성은 바람직하게는 30 내지 4,000 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 50 내지 3,000 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 100 내지 2,000 L/㎡s, 및 가장 바람직하게는 200 내지 1,500 L/㎡s이다.
적어도 하나의 추가 층의 공기 투과성은 바람직하게는 2,000 내지 15,000 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 12,000 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 3,500 내지 10,000 L/㎡s, 및 가장 바람직하게는 4,000 내지 8,000 L/㎡s이다.
전체 필터 매체의 공기 투과성은 바람직하게는 20 내지 3,000 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 40 내지 2,500 L/㎡s, 더욱 바람직하게는 80 내지 1,700 L/㎡s, 및 가장 바람직하게는 180 내지 1,300 L/㎡s이다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿의 평량은 바람직하게는 4 내지 50 g/㎡, 더욱 바람직하게는 8 내지 40 g/㎡, 더욱 바람직하게는 10 내지 35 g/㎡, 및 가장 바람직하게는 15 내지 30 g/㎡이다.
적어도 하나의 추가 층의 평량은 바람직하게는 10 내지 170 g/㎡, 더욱 바람직하게는 20 내지 140 g/㎡, 더욱 바람직하게는 30 내지 120 g/㎡, 및 가장 바람직하게는 50 내지 100 g/㎡이다.
총 필터 매체의 평량은 바람직하게는 18 내지 220 g/㎡, 더욱 바람직하게는 30 내지 180 g/㎡, 더욱 바람직하게는 50 내지 160 g/㎡, 및 가장 바람직하게는 70 내지 120 g/㎡이다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿의 효율("집진 효율"이라고도 함)은 바람직하게는 20 내지 99.999995%, 더욱 바람직하게는 40 내지 99.99995%, 더욱 바람직하게는 60 내지 99.9995%, 및 더욱더 바람직하게는 70 내지 99.995%이다.
적어도 하나의 추가 층의 효율은 바람직하게는 0 내지 30%, 더욱 바람직하게는 1 내지 25%, 더욱 바람직하게는 2 내지 20%, 및 더욱더 바람직하게는 3 내지 10%이다.
총 필터 매체의 효율은 바람직하게는 25 내지 99.999995%, 더욱 바람직하게는 45 내지 99.99995%, 더욱 바람직하게는 65 내지 99.9995%, 및 더욱더 바람직하게는 75 내지 99.995%이다.
필터 요소
본 발명의 필터 요소는 상기 기재된 바와 같은 적어도 하나의 필터 매체를 포함한다. 바람직하게는, 필터 요소는 상기 기재된 바와 같은 하나의 필터 매체를 포함한다. 또한, 필터 요소는 일반적으로 기재를 포함한다. 기재는 필터 매체의 한 면에, 필터 매체의 둘 이상의 면에 배치될 수 있거나, 필터 매체를 완전히 둘러쌓을 수 있다. 기재로서 사용되기에 적합한 재료는 플라스틱 프레임, 금속 프레임, 부직 프레임 또는 에지 밴드, 종이 프레임, 면 프레임, 스트라이프, 밴드, 리본 또는 유사물을 포함한다.
필터 매체의 제조 방법
본 발명의 필터 매체는 당 분야에 공지된 임의의 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 필터 매체는 하기 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:
(i) 폴리머 재료를 제공하는 단계로서, 폴리머 재료는
(a) 적어도 하나의 열가소성 수지,
(b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트 및
(c) 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 단계;
(ii) 단계 (i)의 폴리머 재료를 부직포 성형 공정(nonwoven forming process)으로 처리하는 단계;
(iii) 단계 (ii)에서 성형된 부직포를 정전기 대전 공정으로 처리하여 부직 일렉트릿을 수득하는 단계;
(iv) 선택적으로, 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 하나 이상의 추가 층을 제공하는 단계; 및
(v) 선택적으로, 단계 (iii)에서 수득된 부직 일렉트릿 및 단계 (iv)의 하나 이상의 추가 층을 원하는 순서로 라미네이팅하는 단계.
추가 단계에서, 이러한 방식으로 수득된 필터 매체는 상기 논의된 바와 같이 적합한 기재 상에 적층되어 필터 요소를 수득할 수 있다. 대안적으로, 적층 단계 (v)는 기재 상에서 직접 수행될 수 있다.
바람직하게는, 단계 (ii)에서의 부직포 성형 공정은 멜트블로운 공정 또는 스펀본드 공정, 더욱더 바람직하게는 멜트블로운 공정이며, 이에 따라 단계 (iii)에서 멜트블로운 부직 일렉트릿 또는 스펀본드 부직 일렉트릿, 더욱 바람직하게는 멜트블로운 부직 일렉트릿이 수득된다.
상기 기재된 바와 같이, 단계 (ii)의 부직포 성형 공정은 당 분야에 공지된 임의의 스펀본드 공정 또는 멜트블로운 공정과 같은, 당 분야에 공지된 임의의 부직포 성형 공정일 수 있다. 따라서, 단계 (iii)의 정전기 대전 공정(electrostatic charging process)은 당 분야에 공지된 임의의 정전기 대전 공정일 수 있다. 정전기 대전 물 대전(electrostatic charging water charging)의 공정의 예로서, 마찰전기 대전(triboelectric charging) 및 코로나 대전이 언급될 수 있다. 본 발명의 공정을 위해, 물 대전이 바람직하다. 또한, 부직 일렉트릿 및 선택적 하나 이상의 추가 층을 개별적으로 생산하고 이들을 기재 상에 라미네이팅하는 대신에, 하부 층 또는 하부 기재의 표면 상에 직접 이들 층 중 하나 또는 일부 또는 모두를 형성하는 것이 또한 가능하다.
바람직한 구현예
A. 적어도 하나의 부직 일렉트릿을 포함하는 필터 매체로서, 부직 일렉트릿은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하며,
폴리머 재료는,
(a) 적어도 하나의 열가소성 수지,
(b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트, 및
(c) 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
B. A에 있어서,
부직 일렉트릿의 공극률이 ≥90% 및 ≤98%인, 필터 매체.
C. A 또는 B에 있어서, 부직 일렉트릿의 공극률이 ≥90% 및 ≤94%인, 필터 매체.
D. A 내지 C 중 어느 하나에 있어서, 열가소성 수지가 폴리올레핀 수지 또는 폴리에스테르 수지인, 필터 매체.
E. A 내지 D 중 어느 하나에 있어서, 열가소성 수지가 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리메틸펜텐(PMP) 수지, 폴리이소부틸렌(PIB) 수지 또는 폴리부틸렌(PB) 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올레핀 수지인, 필터 매체. 더욱 바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP) 수지이다. 더욱더 바람직하게는, 폴리올레핀 수지는 이소택틱 폴리프로필렌(PP) 수지이다.
F. A 내지 E 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 전하 애쥬번트가 입체장애 아민인, 필터 매체.
G. F에 있어서, 입체장애 아민이 폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]] 또는 1,6-헥산디아민, 2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진을 갖는 N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-폴리머, N-부틸-1-부탄아민과의 반응 생성물, 및 ㅜ-부틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘아민으로부터 선택되는, 필터 매체.
H. A 내지 G 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 정화제인, 필터 매체.
J. A 내지 H 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 벤조에이트 염, 소르비톨 아세테이트, 로진 기반 핵형성제, 카복실산 아미드, 또는 유기인산의 염 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는, 필터 매체.
K. A 내지 J 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 소르비톨 아세테이트, 방향족 트리스아미드 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는, 필터 매체.
L. A 내지 K 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 디벤질리덴 소르비톨 및 이의 유도체, 비스(p-메틸-벤질리덴)-소르비톨(MDBS), 비스(3,4-디메틸-벤질리덴)-소르비톨(DMDBS), 비스(4-프로필벤질리덴)프로필-소르비톨(1,2,3-트리-데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨로도 알려짐), 1,3,5-벤젠-트리카복사미드, 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는, 필터 매체.
M. A 내지 L 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 1,3,5-벤젠-트리카복사미드, 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠인, 필터 매체.
N. A 내지 M 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 재료가 적어도 2개의 상이한 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
O. N에 있어서, 적어도 2개의 상이한 핵형성제 중 하나가 정화제인, 필터 매체.
P. A 내지 O 중 어느 하나에 있어서, 폴리머 재료가 각각 폴리머 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 0.05 내지 10 중량%의 적어도 하나의 전하 애쥬번트 및 0.05 내지 10 중량%의 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
Q. A 내지 P 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 부직 일렉트릿이 멜트블로운 층인, 필터 매체.
R. A 내지 Q 중 어느 하나에 있어서, 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포의 적어도 하나의 추가 층을 추가로 포함하는, 필터 매체.
S. R에 있어서, 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포가 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 PET 이성분(Bico PET/coPET) 이성분 섬유를 포함하는, 필터 매체.
T. R 또는 S에 있어서, 적어도 하나의 건식-레이드 부직포가 스펀본드 부직포인, 필터 매체.
U. R 내지 T 중 어느 하나에 있어서, 부직 일렉트릿 및 하나의 스펀본드 층을 포함하거나 이로 구성된, 필터 매체.
V. R 내지 T 중 어느 하나에 있어서, 부직 일렉트릿 및 2개의 스펀본드 층을 포함하거나 이로 구성된, 필터 매체.
W. A 내지 V 중 어느 하나에 있어서, 필터 매체의 공기 투과성이 DIN EN ISO 9237(1995)에 따라, 20 내지 3000 L/㎡s인, 필터 매체.
X. A 내지 W 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 부직 일렉트릿의 집진 효율이 20 내지 99.99%인, 필터 매체.
Y. 공기 여과를 위한 A 내지 X 중 어느 하나에 따른 필터 매체의 용도.
Z. 공기 필터 매체, HVAC 필터(가열, 환기 및 공조), 캐빈 공기 및 안면 마스크에서의 Y에 따른 필터 매체의 용도.
실시예
실시예 1 및 2
폴리프로필렌, 0.15 중량%의 정화제인 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠(Irgaclear® XT 386) 및 1 중량%의 입체장애 아민(폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]]), Chimassorb® 944)를 포함하는 폴리머 재료를 제조하였다. 폴리머 재료를 멜트블로운 공정으로 처리한 후, 압출기에서 형성 직후 섬유를 탈이온수의 미스트(mist)로 처리하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V24, V25 및 V26을 수득하였다. 멜트블로운 공정 분야의 당업자에게 공지된 바와 같이, 스크린 벨트 및/또는 폴리머 처리량을 변화시킴으로써 상이한 샘플을 수득하였다. 평균 섬유 직경은 3개 샘플 모두에 대해 2.3 ㎛였다.
실시예 3a
폴리프로필렌, 0.15 중량%의 정화제인 1,3,5-트리스(2,2-디메틸프로피오닐아미노)벤젠(Irgaclear® XT 386), 0.3 중량%의 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 소듐 염(정화제가 아님)(Irgastab® NA 287) 및 1 중량%의 입체장애 아민 (폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]]), Chimassorb® 944)를 포함하는 폴리머 재료를 제조하였다. 폴리머 재료를 멜트블로운 공정으로 처리한 후, 압출기에서 형성 직후 섬유를 탈이온수의 미스트로 처리하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V21a를 수득하였다. 부직 V21a의 평균 섬유 직경은 2.7 ㎛이다.
실시예 3b
두께를 0.35 mm로 조정한 것을 제외하고는, 실시예 3a와 동일한 방식으로 실시예 3b를 수행하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V21b를 수득하였다. 부직 V21b의 평균 섬유 직경은 2.7 ㎛이다.
실시예 4
폴리프로필렌, 0.15 중량%의 2,4,8,10-테트라(3차-부틸)-6-비스-(4,6-디-3차-부틸페닐)포스페이트의 소듐 염(정화제가 아님)(Irgastab® NA 287) 및 1 중량%의 입체장애 아민 (폴리[[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]-1,6-헥산디일[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노]]), Chimassorb® 944)를 포함하는 폴리머 재료를 제조하였다. 폴리머 재료를 멜트블로운 공정으로 처리한 후, 압출기에서 형성 직후 섬유를 탈이온수의 미스트로 처리하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V5, V9, V11 및 V13을 수득하였다. 부직포 V5, V9, V11 및 V13의 평균 섬유 직경은 2.7 ㎛이다.
비교예 1a
폴리프로필렌(실시예 1에서와 동일한 배치)을 포함하고, 핵형성제 및 전하 애쥬번트를 포함하지 않는 폴리머 재료를 제조하였다. 압출기에서 형성 직후 탈이온수의 미스트에 의한 처리 대신에 코로나 대전으로 섬유를 처리하는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 생산 파라미터 하에서 폴리머 재료를 멜트블로운 공정으로 처리하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V1a를 수득하였다.
비교예 1b
두께를 0.5 mm로 조정한 것을 제외하고는 비교예 1a와 동일한 방식으로 비교예 1b를 수행하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V1b를 수득하였다.
비교예 2a
폴리프로필렌(실시예 1에서와 동일한 배치) 및 1 중량%의 Chimassorb® 944를 포함하는 폴리머 재료를 제조하였다. 폴리머 재료를 실시예 1에서와 동일한 생산 파라미터 하에서 멜트블로운 공정으로 처리하였으며, 그 동안 섬유를, 압출기에서 형성 직후에 섬유를 탈이온수의 미스트로 처리하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V3a를 수득하였다.
비교예 2b
두께를 0.4 mm로 조정한 것을 제외하고는, 비교예 2a와 동일한 방식으로 비교예 2b를 수행하였다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V3b를 수득하였다.
수득된 매체의 평량, 두께, 공극률 및 공기 투과성을 결정하였고, 이는 표 1에 제공된다. 또한, 집진 효율 및 압력 강하를 DIN 71460-1(2006)에 따라 측정하였다. 샘플 크기는 100 ㎠이고, 면 속도(face velocity)는 20 cm/s이고, 효율 시험을 위해 KCl(1%) 에어로졸을 사용하였다. 측정 시간은 1분이었다. 결과는 표 2에 제공된다.
시험 에어로졸로서 파라핀 오일, 95 L/분의 공기 유량, 100 ㎠의 샘플 크기 및 210초의 측정 시간을 사용하여 EN 149:2009에 따라 흡기 저항(breathing resistance) 및 투과(penetration)를 측정한 시험 결과는 표 3에 제공된다.
2개의 첨가제, 즉, 하나의 전하 애쥬번트 및 하나의 핵형성제를 포함하는 폴리머 재료로부터 제조된 멜트블로운 부직 일렉트릿과 비교하여, 3개의 첨가제, 즉, 하나의 전하 애쥬번트 및 2개의 핵형성제(하나의 핵형성제는 정화제이고 다른 핵형성제는 정화제가 아님)를 포함하는 폴리머 재료로부터 제조된 멜트블로운 부직 일렉트릿의 이점은, V21b를 V26(핵형성제는 정화제임) 또는 V5/V9/V11/V13(핵형성제는 정화제가 아님)과 비교할 때 알 수 있다. 이러한 멜트블로운 부직 일렉트릿은 모두 비슷한 두께를 갖는다. V21b는 매우 높은 공기 투과성 및 각각 낮은 압력 강하와 관련된 매우 우수한 효율을 나타낸다.
또한, 멜트블로운 부직 일렉트릿 V24 및 V25를 비교하면, 더 높은 공극률이 훨씬 더 우수한 효율 대 압력 강하 비율을 초래한다는 것을 보여준다. 멜트블로운 부직 일렉트릿 V11 및 V13과 V21b의 비교에 대해서도 동일하게 계산된다.
표 1: 멜트블로운 부직 일렉트릿의 특성
표 2: 멜트블로운 부직 일렉트릿의 집진 효율 및 압력 강하
표 3: 시험 에어로졸로서 파라핀 오일을 사용한 EN149:2009에 따른 흡기 저항 및 투과
1 30 L/분의 기류로 들숨 동안 Pa의 압력 강하
2 95 L/분의 기류로 들숨 동안 Pa의 압력 강하
3 160 L/분의 기류로 날숨 동안 Pa의 압력 강하
표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 샘플 V25는 V24 및 V26보다 높은 흡기 저항을 갖는다.
또한, 실시예 V21a 및 V21b에서와 같이, 3개의 첨가제의 사용은 HVAC 및 캐빈 공기 필터 매체로서 적용하기에 특히 바람직하다(즉, 이는 매우 높은 공기 투과성 및 각각 낮은 압력 강하와 관련된 매우 우수한 효율을 갖는다).
실시예 및 비교예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 부직 일렉트릿으로 매우 높은 공기 투과성과 동시에 높은 집진 효율이 달성된다. 따라서, 본 발명의 부직 일렉트릿은 특히 안면마스크, HVAC 필터 및 캐빈 공기 필터에서 공기 여과의 효과적인 여과에 특히 적합하다.
시험 방법
평균 섬유 직경은 다음과 같이 측정된다:
디바이스: 선택된 섬유의 직경을 결정할 수 있게 하는 관련 소프트웨어를 갖는 주사 전자 현미경(SEM)(예를 들어, "Phenom Fei"). 이러한 유형의 소프트웨어의 예는 Fibermetric V2이지만 임의의 다른 소프트웨어가 사용될 수 있다.
샘플링: 웹 폭에 걸쳐 필터 매체의 5개의 상이한 영역을 분석할 것이다.
샘플 스퍼터링: 광학 이미지의 무작위 기록, 이러한 영역은 1000배 배율로 스캔된다.
"원 클릭" 방법을 통한 섬유 직경 결정, 모든 섬유는 한 번 기록되어야 한다; 총 적어도 500개의 섬유가 평가되고 이들의 평균 값은 평균 섬유 직경에 상응한다.
적어도 하나의 부직 일렉트릿 및 적어도 하나의 추가 층의 층 두께뿐만 아니라 총 필터 매체의 두께는 DIN EN ISO 9073-2:1997(0.5 kPa)에 따라 측정된다.
공기 투과성은 200 Pa의 압력차, 20 ㎠의 샘플 크기 및 20 ㎠의 시험 헤드에서 DIN EN ISO 9237(1995)에 따라 측정된다. 임의의 적합한 기기는, 예를 들어, Textest FX3300 기기로서 사용될 수 있다.
평량은 DIN EN 29073(1992)에 따라 측정된다.
집진 효율 및 압력 강하는 DIN 71460-1(2006)에 따라 측정하였다. 임의의 적합한 기기는, 예를 들어, Palas Hepa MFP-2100 HEPA 시험 벤치로서 사용될 수 있다. 시험 조건: 샘플 크기: 100 ㎠, 시험 에어로졸: KCl, 1%; 면 속도: 20 cm/s; 측정 시간: 1분; 효율 @ 0.3 ㎛ 입자 크기.
흡기 저항 및 투과는 시험 에어로졸로서 파라핀 오일, 95 L/분의 공기 유량, 100 ㎠의 샘플 크기 및 210초의 측정 시간으로 EN149:2009에 따라 측정되었다. 임의의 적합한 기기가, 예를 들어, Lorenz Facemask 시험 벤치로서 사용될 수 있다.
공극률은 부직포의 3차원 부피 보이드 분율이다. 이는 부직포의 실제 밀도 및 하기 수학식에 따라 사용된 섬유의 평균 밀도로부터 계산된다:
[수학식]
공극률 = (1 - 밀도 부직포[g/㎤]/밀도 섬유[g/㎤])·100%
부직포의 밀도는 다음과 같이 평량 및 두께로부터 계산된다:
[수학식]
밀도 부직포(g/㎤) = (평량(g/㎡)·0.0001)/(두께(mm)·0.1)

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 부직 일렉트릿(nonwoven electret)을 포함하는 필터 매체로서, 상기 부직 일렉트릿은 폴리머 재료로부터 제조된 섬유를 포함하며,
    상기 폴리머 재료는,
    (a) 적어도 하나의 열가소성 수지,
    (b) 적어도 하나의 전하 애쥬번트(charge adjuvant), 및
    (c) 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
  2. 제1항에 있어서, 부직 일렉트릿의 공극률이 ≥90% 및 ≤98%인, 필터 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 수지가 폴리올레핀 수지 또는 폴리에스테르 수지인, 필터 매체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전하 애쥬번트가 입체장애 아민(hindered amine)인, 필터 매체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 정화제(clarifier)인, 필터 매체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 핵형성제가 벤조에이트 염, 소르비톨 아세테이트, 로진 기반 핵형성제, 카복실산 아미드, 유기인산의 염 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는, 필터 매체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 재료가 적어도 2개의 상이한 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 재료가 각각 상기 폴리머 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 0.05 내지 10 중량%의 적어도 하나의 전하 애쥬번트 및 0.005 내지 10 중량%의 적어도 하나의 핵형성제를 포함하는, 필터 매체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 부직 일렉트릿이 멜트블로운 층(meltblown layer)인, 필터 매체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 습식-레이드(wet-laid) 부직포 또는 건식-레이드(dry-laid) 부직포의 적어도 하나의 추가 층을 추가로 포함하는, 필터 매체.
  11. 제10항에 있어서, 습식-레이드 부직포 또는 건식-레이드 부직포가 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 및/또는 PET/coPET 이성분 섬유를 포함하는, 필터 매체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 매체의 공기 투과성이 DIN EN ISO 9237(1995)에 따라, 20 내지 3000 L/㎡s인, 필터 매체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 부직 일렉트릿의 집진 효율(collection efficiency)이 DIN 71460-1(2006)에 따라, 20 내지 99.999995%인, 필터 매체.
  14. 공기 여과를 위한 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 필터 매체의 용도.
  15. 공기 필터 매체, HVAC 필터(가열, 환기 및 공조), 캐빈 공기 및 안면 마스크에서의 제14항에 따른 필터 매체의 용도.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5908598A (en) 1995-08-14 1999-06-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fibrous webs having enhanced electret properties
US7662885B2 (en) 2002-08-12 2010-02-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method to make an article comprising polymer concentrate
JP2005535748A (ja) 2002-08-12 2005-11-24 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク 可塑性ポリオレフィン組成物
US8513147B2 (en) 2003-06-19 2013-08-20 Eastman Chemical Company Nonwovens produced from multicomponent fibers
EP2609238B1 (en) 2010-08-23 2016-12-07 Fiberweb Holdings Limited Nonwoven web and fibers with electret properties, manufacturing processes thereof and their use
CN103237932B (zh) 2010-10-28 2016-09-28 鲁姆斯诺沃伦技术公司 含添加剂的无纺型和纺织型聚丙烯
JP6521963B2 (ja) 2014-07-03 2019-05-29 出光興産株式会社 スパンボンド不織布及びその製造方法
WO2016033097A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 3M Innovative Properties Company Spunbonded web comprising polylactic acid fibers
JP2018095973A (ja) 2016-12-08 2018-06-21 東レ株式会社 メルトブロー不織布
JP7167432B2 (ja) * 2017-11-27 2022-11-09 東レ株式会社 エレクトレット繊維シートおよびその製造方法
CN112424410A (zh) * 2018-07-27 2021-02-26 东丽株式会社 纺粘无纺布和由纺粘无纺布构成的空气过滤器
DE102019100468A1 (de) * 2019-01-10 2020-07-16 Neenah Gessner Gmbh Filtermedium für Motorluftfilter

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