KR20090115550A - Method for manufacturing filter cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필터 카트리지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체로부터 불순물을 걸러 유체를 정화하는 필터 카트리지를 제조하는 필터 카트리지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filter cartridge manufacturing method, and more particularly, to a filter cartridge manufacturing method for manufacturing a filter cartridge for purifying the fluid by filtering impurities from the fluid.
물이나 공기 등의 유체는 보통 다양한 입자들로 오염되어 있으므로, 산업 공정에서는 이들 입자를 물리적으로 제거한 후 정화된 유체를 투입한다. 심층 필터는 이러한 용도에 가장 많이 사용되는 필터로서, 대부분의 불순물이 필터 내부 구조 안에 포착되므로 필터 교환시 하우징(housing)을 청소하지 않아도 되는 특징이 있다.Since fluids such as water and air are usually contaminated with various particles, in industrial processes, these particles are physically removed and a purified fluid is added thereto. Depth filters are the most commonly used filters for this purpose, and most of the impurities are trapped in the filter internal structure so that the housing does not need to be cleaned when the filter is replaced.
상기한 심층 필터는 재료와 제조 방법에 따라 여러 가지 형태의 것들이 있으나, 이 중 가장 제조하기 쉬운 것은 얀(Yarn) 심층 필터이다. 얀 심층 필터는 기계적 강도를 유지하기 위한 플라스틱 코어에 털실이 감긴 간단한 구조의 필터로, 여재가 실의 형태로 생산 가능한 소재라야 하기 때문에 주로 폴리에스테르 계열이 주 다.The above-mentioned depth filter may be of various types depending on the material and the manufacturing method, but the most easy of these is the yarn depth filter. Yarn depth filter is a simple filter with a yarn wound on a plastic core to maintain mechanical strength, and is mainly polyester based because the material must be produced in the form of yarn.
그러나, 얀 심층필터는 털실을 이루는 여재의 탈락이 심하고, 실의 생산시 혼입되는 계면활성제에 의하여 거품이 발생하는 경우가 있으며, 폴리에스테르 계열 여재가 공업적으로 많이 사용되는 산이나 염기에 의한 가수분해로 필터가 손상될 가능성이 크므로, 필터에 의한 이차 오염의 가능성을 크게 하는 단점이 있다.However, the yarn depth filter has a severe dropping of the media forming the yarn, foaming may occur due to the surfactant mixed during the production of the yarn, and a water-based solution based on acid or base, in which polyester-based media is widely used industrially Since the filter is likely to be damaged by decomposition, there is a disadvantage of increasing the possibility of secondary contamination by the filter.
얀 심층필터보다 진보된 형태로는 부직포 적층형 필터 카트리지가 있다. 이 부직포 적층형 필터 카트리지는 멜트 블로운(Meltblown)이나 펠트(Felt) 방식에 의하여 생산된 부직포를 이용하는 것으로, 원통상의 코어에 부직포를 동심원상으로 권취하여 제조한 원통형 필터 카트리지이다.An advanced form of the yarn depth filter is a nonwoven laminated filter cartridge. This nonwoven laminated filter cartridge uses a nonwoven fabric produced by a meltblown or felt method, and is a cylindrical filter cartridge manufactured by winding a nonwoven fabric concentrically on a cylindrical core.
상기와 같은 종래 기술에 따른 부직포 적층형 필터 카트리지에 따르면, 코어가 플라스틱 사출물로 형성된다. 이에 따라 필터 카트리지 제조과정과 별도로 코어 제조과정이 요구된다. 이와 달리 별도로 제조된 코어를 구입하여 이용하더라도, 필터 카트리지에 의한 이차 오염이 발생하지 않도록 필터 카트리지 제조 전까지 코어가 오염되지 않게 취급, 보관에 유의하여야 하는 번거로움이 있다.According to the nonwoven laminated filter cartridge according to the prior art as described above, the core is formed of a plastic injection molding. Accordingly, the core manufacturing process is required separately from the filter cartridge manufacturing process. On the contrary, even if a separately manufactured core is purchased and used, there is a hassle in handling and storing the core so that the core is not contaminated until the filter cartridge is manufactured so that secondary contamination by the filter cartridge does not occur.
또한, 코어 제조시 금형과의 분리과정에서 계면활성제가 이용되므로, 종래 기술에 따른 부직포 적층형 필터 카트리지는, 이러한 계면활성제에 의해 오염되었을 가능성이 큰 코어를 이용함에 따라, 필터 카트리지에 의한 이차 오염이 발생할 가능성을 크게 하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.In addition, since the surfactant is used in the separation process from the mold during core manufacturing, the nonwoven fabric filter cartridge according to the prior art uses a core that is likely to be contaminated by such a surfactant, so that secondary contamination by the filter cartridge is prevented. There is a problem that increases the likelihood of occurrence. Therefore, there is a need for improvement.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 플라스틱 사출물로 형성된 코어를 이용하지 않으면서 필터 카트리지에 의한 이차 오염의 위험이 적은 필터 카트리지를 제조할 수 있는 필터 카트리지 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the problems of the prior art as described above, and a filter cartridge manufacturing method capable of manufacturing a filter cartridge with a low risk of secondary contamination by the filter cartridge without using a core formed of a plastic injection molding The purpose is to provide.
본 발명의 일 측면에 따른 필터 카트리지 제조방법은: 제1부직포를 권취하여 코어를 형성하는 단계; 및 상기 코어에 제2부직포를 권취하는 단계를 포함한다.A filter cartridge manufacturing method according to an aspect of the present invention includes: winding a first nonwoven fabric to form a core; And winding a second nonwoven fabric on the core.
여기서, 상기 제1부직포는, 서로 다른 용융점을 갖는 둘 이상의 수지 성분으 로 이루어진 복합섬유로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the first nonwoven fabric is preferably formed of a composite fiber made of two or more resin components having different melting points.
또한, 상기 복합섬유는, 내측에 고융점 수지가 배치되고 외측에 저융점 수지가 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the composite fiber is preferably formed such that a high melting point resin is disposed inside and a low melting point resin is disposed outside.
또한, 상기 코어를 형성하는 단계는, 상기 제1부직포를 상기 고융점 수지의 융점과 상기 저융점 수지의 융점 사이의 온도로 가열하면서 권취하는 것이 바람직하다.In the forming of the core, the core may be wound while heating the first nonwoven fabric to a temperature between a melting point of the high melting point resin and a melting point of the low melting point resin.
또한, 상기 코어를 형성하는 단계는, 상기 제1부직포를 점차 빠른 속도로 권취하는 것이 바람직하다.In the forming of the core, it is preferable to wind the first nonwoven fabric at a rapid speed.
또한, 상기 제2부직포는, 멜트 블로우된 열가소성 섬유로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the second nonwoven fabric is preferably formed of a melt blown thermoplastic fiber.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 필터 카트리지 제조방법은: 제1부직포를 권취하여 코어를 형성하는 단계; 및 제2부직포 및 제3부직포를 적층하여 상기 코어에 권취하는 단계를 포함한다.In addition, the filter cartridge manufacturing method according to an aspect of the present invention comprises the steps of: winding the first nonwoven fabric to form a core; And laminating a second nonwoven fabric and a third nonwoven fabric on the core.
여기서, 상기 제1부직포 및 상기 제3부직포는, 서로 다른 용융점을 갖는 둘 이상의 수지 성분으로 이루어진 복합섬유로 형성되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the first nonwoven fabric and the third nonwoven fabric are formed of a composite fiber composed of two or more resin components having different melting points.
또한, 상기 복합섬유는, 내측에 고융점 수지가 배치되고 외측에 저융점 수지가 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the composite fiber is preferably formed such that a high melting point resin is disposed inside and a low melting point resin is disposed outside.
또한, 상기 코어를 형성하는 단계는, 상기 제1부직포를 상기 고융점 수지의 융점과 상기 저융점 수지의 융점 사이의 온도로 가열하면서 권취하는 것이 바람직하다.In the forming of the core, the core may be wound while heating the first nonwoven fabric to a temperature between a melting point of the high melting point resin and a melting point of the low melting point resin.
또한, 상기 제2부직포 및 제3부직포를 적층하여 상기 코어에 권취하는 단계는, 상기 제2부직포 및 상기 제3부직포를 상기 고융점 수지의 융점과 상기 저융점 수지의 융점 사이의 온도로 가열하면서 가열하는 것이 바람직하다.Further, the step of laminating the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric and winding the core may include heating the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric to a temperature between the melting point of the high melting point resin and the melting point of the low melting point resin. It is preferable to heat.
또한, 상기 제2부직포 및 제3부직포를 적층하여 상기 코어에 권취하는 단계는, 상기 제2부직포 및 상기 제3부직포를 점차 빠른 속도로 권취하는 것이 바람직하다.In addition, in the step of laminating the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric and winding the core, it is preferable to wind the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric at a rapid speed.
또한, 상기 제2부직포 및 제3부직포를 적층하여 상기 코어에 권취하는 단계는, 상기 제2부직포 및 상기 제3부직포를 점차 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다.In addition, in the step of laminating the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric and winding the core, it is preferable that the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric are gradually heated to a low temperature.
또한, 상기 제2부직포는, 멜트 블로우된 열가소성 섬유로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the second nonwoven fabric is preferably formed of a melt blown thermoplastic fiber.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 필터 카트리지 제조방법은: 제1부직포를 권취하여 코어를 형성하는 단계; 및 상기 코어에 주름지게 형성된 제2부직포를 감아 붙이는 단계를 포함한다.In addition, the filter cartridge manufacturing method according to another aspect of the present invention comprises the steps of: winding the first nonwoven fabric to form a core; And winding up a second nonwoven fabric formed to be corrugated to the core.
본 발명의 필터 카트리지 제조방법에 따르면, 종래와 달리, 복합섬유를 이용하여 코어를 제조하므로, 플라스틱 사출물로 형성된 코어가 불필요하게 됨으로써, 계면활성제 등과 같은 물질에 의한 이차 오염 발생 가능성을 낮출 수 있다.According to the filter cartridge manufacturing method of the present invention, unlike the prior art, since the core is manufactured using a composite fiber, the core formed of a plastic injection molding is unnecessary, thereby reducing the possibility of secondary contamination by a substance such as a surfactant.
또한, 본 발명은 코어와 여과재를 동일한 생산 라인에서 유사한 과정을 이용 하여 연속적으로 제조하므로, 코어 제조를 위한 별도의 제조 과정 및 제조된 코어의 취급, 보관이 필요 없게 됨으로써, 생산 효율이 향상된다.In addition, since the present invention continuously manufactures the core and the filter medium using a similar process in the same production line, there is no need for a separate manufacturing process for the core manufacturing and handling and storage of the manufactured core, thereby improving production efficiency.
뿐만 아니라, 본 발명은 필터 카트리지 제조 과정에서, 별도의 장치나 번거로운 작업 없이도 필터 카트리지에 밀도 구배를 형성할 수 있게 되므로, 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 필터 카트리지의 여과 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can form a density gradient in the filter cartridge in the filter cartridge manufacturing process, without a separate device or cumbersome work, it is possible to improve the production efficiency, it is possible to improve the filtration performance of the filter cartridge.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 필터 카트리지 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a filter cartridge manufacturing method according to the present invention. For convenience of description, the thicknesses of the lines and the size of the elements shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리지를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 코어 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 제1부직포의 내부구성을 나타내기 위한 도면이며, 도 5는 도 2에 나타낸 여과재 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a perspective view showing a filter cartridge manufactured by a filter cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart for explaining a filter cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 2 is a flowchart for explaining the core forming step shown in FIG. 2, FIG. 4 is a diagram for illustrating the internal structure of the first nonwoven fabric, and FIG. 5 is a flowchart for explaining the filter medium forming step shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 의한 필터 카트리지 제조방법에 따르면, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 코어(10)를 형성한다(S10). 코어(10)는 제1부직포(15)를 권취함으로써 형성할 수 있다.According to the filter cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 5, first to form a core 10 (S10). The
제1부직포(15)는 복합섬유(11)로 형성된다. 복합섬유(11)는 서로 다른 용융점을 갖는 둘 이상의 수지 성분으로 이루어진 것이다. 이 복합섬유(11)는 내측에 고융점 수지(12)가 배치되고 외측에 저융점 수지(13)가 배치되도록 형성된 초심형(Core-sheath type) 복합섬유인 것이 바람직하다.The first
이러한 복합섬유(15)의 일례로서, 본 실시예에서는 내측에 폴리프로필렌 수지가 배치되고 외측에 폴리에틸렌 수지가 배치된 초심형 복합섬유가 예시된다. 이러한 복합섬유(11)에 따르면, 폴리프로필렌 수지의 융점이 대략 160℃ 정도이고, 폴리에틸렌 수지의 융점이 대략 120℃ 정도이므로, 내측과 외측의 융점 차이가 약 40℃ 정도인 특성을 갖게 된다.As an example of such a
그러나 본 발명에 적용되는 복합섬유(11)는 이에 한정되지 않으며, 다양한 고융점 수지(12)와 저융점 수지(13)로 이루어질 수 있다. 고융점 수지(12)와 저융점 수지(13)의 예로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 외에도, 폴리-4메틸펜텐, 프로필렌과 기타의 α올레핀과의 결정성 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 이들 중에서, 고융점 수지와 저융점 수지의 융점 차이가 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상으로 되도록 선택, 조합된 복합섬유를 채택한다.However, the
물론, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위이면 복합섬유는 3 성분 이상의 수지로 이루어진 것이라도 양호하다. 또한 융점이 존재하지 않는 수지의 경우에는 유동 개시온도를 융점이라고 간주한다.Of course, as long as it does not interfere with the effect of the present invention, the composite fiber may be made of three or more resins. In the case of the resin having no melting point, the flow start temperature is regarded as the melting point.
이러한 복합섬유(11)로 이루어진 제1부직포(15)는, 가열되면서(S11) 권취봉에 권취된다(S13). 제1부직포(15)는, 별도의 가열수단, 예를 들어 열풍을 방사하는 열풍기나 가열롤 또는 원적외선 히터에 의해 가열될 수도 있고, 자체 발열되는 권취봉에 의해 가열될 수도 있다.The first
이때 제1부직포(15)는 고융점 수지(12)의 융점과 저융점 수지(13)의 융점 사이의 온도로 가열하여 준다. 고융점 수지(12)가 폴리프로필렌 수지이고, 저융점 수지(13)가 폴레에틸렌 수지일 경우, 제1부직포(15)를 130 내지 150℃ 정도로 가열하여 주는 것이 바람직하다. 이때 이러한 가열, 권취 과정은 반드시 상기한 순서대로 이루어져야 하는 것은 아니고, 그 순서가 서로 뒤바뀔 수도 있으며, 동시에 이루어질 수도 있다는 것을 밝혀둔다.At this time, the first
이처럼 제1부직포(15)를 가열하면서 권취봉에 권취하면, 제1부직포(15)는 동심원 형상으로 층을 이루며 권취되며 그 층간이 완전히 열융착된다. 이를 구체적으로 설명하면,As such, when the first
제1부직포(15)를 가열하면서 권취봉에 권취하면, 제1부직포(15)를 형성하는 복합섬유(11)의 외측에 배치된 저융점 수지(13)가 용융되면서 그 일부가 인접 층에 스며들게 되고, 인접 층에 스며든 저융점 수지(13)가 냉각되면서, 동심원 형상의 층을 이루며 권취된 제1부직포(15)는 인접한 각 층이 서로 융착되는 것이다. 이처럼 인접 층이 서로 융착된 제1부직포(15)는, 결국 그 전체가 완전히 융착되며, 이에 따라 코어(10) 형성이 완료된다.When the first
이때, 제1부직포(15)가 적절한 장력을 유지하도록 제1부직포(15)의 장력을 조절하는 한편, 가열롤 등을 이용하여 제1부직포(15)를 압밀하여 주면 제1부직포(15)를 권취하는 과정에서 열융착이 더욱 효과적으로 일어날 수 있게 된다.At this time, while adjusting the tension of the first
상기와 같은 과정에서, 제1부직포(15)의 가열 온도 또는 권취 속도 중 적어도 어느 하나를 가변 조절함으로써 코어(10)에 밀도 구배를 형성할 수도 있다.In the above process, the density gradient may be formed in the
가열 온도를 가변 조절하여 코어(10)에 밀도 구배를 형성하고자 할 경우, 제1부직포(15)를 권취하면서 점차 낮은 온도로 가열하여 준다(S12). 그리고, 권취 속도를 가변 조절하여 코어(10)에 밀도 구배를 형성하고자 할 경우, 제1부직포(15)를 가열하면서 점차 빠른 속도로 권취하여 준다(S14). 그리고 이러한 가변 조절은 권취 속도와 가열 온도 모두를 동시에 가변 조절하는 방식으로 이루어질 수도 있다.In order to form a density gradient in the
제1부직포(15)를 형성하는 복합섬유(11)는, 가열에 의해 저융점 수지(13)가 용융되면서 그 직경이 작아지게 된다. 즉, 복합섬유(11)는 저융점 수지(13)가 용융된 정도에 따라 직경이 변화하게 되는 것이다.The
본 실시예에 따르면, 상기와 같이 제1부직포(15)의 가열 온도 또는 권취 속도 중 적어도 어느 하나를 가변 조절하여 저융점 수지(13)의 용융 정도를 조절함으로써 코어(10)에 밀도 구배를 형성한다. 이를 구체적으로 설명하면,According to the present embodiment, a density gradient is formed in the
제1부직포(15) 권취 과정에서, 제1부직포를 점차 낮은 온도로 가열하여주거나, 제1부직포를 점차 빠른 속도로 권취하거나, 이 둘 모두를 병행하여, 권취 초기에는 저융점 수지(13)가 상대적으로 많이 용융되도록 하고, 권취가 진행될수록 저융점 수지(13)가 점차 적게 용융되도록 하는 것이다. 이에 따라 코어(10)는, 내측 으로 갈수록 상대적으로 작은 직경을 갖는 복합섬유(11)가 촘촘히 배치되고, 외측으로 갈수록 상대적으로 큰 직경을 갖는 복합섬유(11)가 상대적으로 성글게 배치되는 밀도 구배를 갖게 된다.In the winding process of the first
코어(10) 형성이 완료되면, 여과재(20)를 형성한다(S20). 여과재(20)는 제2부직포(부호생략)와 제3부직포(부호생략)를 권취함으로써 형성할 수 있다.When the
제2부직포는 멜트 블로우된 열가소성 섬유로 형성된다. 본 실시예에서 사용되는 멜트 블로우 섬유란 멜트 블로우법에 의해 수득되는 섬유이다. 멜트 블로우법이란 방사공으로부터 압출 용융한 열가소성 수지를 방사공의 주위에서 분무된 고온 고속기체에 의해 포집 컨베이어 네트(Conveyer net) 등에 분무시켜 섬유 웹(Web)을 수득하는 방법으로, 예를 들면, 미국 특허 제3,532,800호에 기재되어 있다.The second nonwoven is formed of melt blown thermoplastic fibers. The melt blown fiber used in this embodiment is a fiber obtained by the melt blown method. The melt blow method is a method of spraying a thermoplastic resin extruded and melted from a spinneret with a high-speed gas sprayed around a spinneret to spray a collecting conveyor net or the like to obtain a fibrous web. US Pat. No. 3,532,800.
본 실시예에 사용되는 열가소성 섬유로는 이의 예로서 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 및 공중합 폴리프로필렌(예를 들면, 프로필렌을 주체로 하여 에틸렌 및 부텐-1,4-메틸펜텐-1 등을 포함하는 2원 또는 다원 공중합체)과 같은 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 산 성분으로서 테레프탈산 이외에 이소프탈산을 가하여 공중합한 이들 저융점 폴리에스테르와 같은 폴리에스테르계 수지, 나일론6 및 나일론66과 같은 폴리아미드계 수지, 폴리스티렌계 수지(어택틱 폴리스티렌 및 신디오택틱 폴리스티렌), 폴리우레탄 탄성중합체, 폴리에스테르 탄성중합체 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 열가소성 수지를 제시할 수 있다. 또한, 락트산계 폴리에스테르 등의 생분해성 수지를 사용하여 필터 카트리지에 생분해성을 갖게 하는 등의 기능성 수지를 사용할 수 있다.Examples of the thermoplastic fibers used in this embodiment include polypropylene, low density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene and copolymerized polypropylene (for example, ethylene and butene-1,4-methylpentene-based propylene). Polyester resins such as polyolefin resins such as binary or polymembered copolymers including 1), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and these low melting polyesters copolymerized by adding isophthalic acid in addition to terephthalic acid as an acid component. Thermoplastic resins such as polyamide-based resins such as nylon 6 and nylon 66, polystyrene-based resins (atactic polystyrene and syndiotactic polystyrene), polyurethane elastomers, polyester elastomers and polytetrafluoroethylene have. Moreover, functional resins, such as making a filter cartridge biodegradable using biodegradable resins, such as lactic acid-type polyester, can be used.
또한, 폴리올레핀계 수지나 폴리스티렌계 수지 등의 메탈로센 촉매로 중합할 수 있는 수지를 사용하는 경우, 메탈로센 촉매로 중합한 수지를 사용하면 부직포 강도의 향상, 내약품성의 향상 및 생산 에너지의 감소 등의 메탈로센 수지의 특성이 필터 카트리지에서 살아나므로 바람직하다. 또한, 장섬유 부직포의 열접착성이나 강성을 조정하기 위해 이들 수지를 배합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 필터 카트리지를 상온의 수용액의 여과에 사용하는 경우에는 내약품성과 가격 면에서 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀계 수지가 바람직하며 비교적 고온의 액에 사용하는 경우에는 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지 또는 신디오택틱 폴리스티렌 수지가 바람직하다.In addition, when using a resin which can be polymerized with a metallocene catalyst such as polyolefin resin or polystyrene resin, when the resin polymerized with a metallocene catalyst is used, the strength of the nonwoven fabric is improved, the chemical resistance is improved, and the production energy is increased. The properties of the metallocene resin, such as reduction, are preferred because they survive in the filter cartridge. Moreover, in order to adjust the heat adhesiveness and rigidity of a long fiber nonwoven fabric, these resin can be mix | blended and used. Among these, when the filter cartridge is used for filtration of an aqueous solution at room temperature, polyolefin resins including polypropylene are preferable in terms of chemical resistance and cost, and when used in relatively high temperature liquids, polyester resins, polyamide resins or Syndiotactic polystyrene resins are preferred.
제3부직포는 제1부직포와 마찬가지로 복합섬유로 형성된다. 이때 제3부직포는, 제1부직포를 형성하는 복합섬유와 동일한 복합섬유로 형성될 수도 있고, 제1부직포를 형성하는 복합섬유와 상이한 복합섬유로 형성될 수도 있다.The third nonwoven fabric is formed of a composite fiber like the first nonwoven fabric. In this case, the third nonwoven fabric may be formed of the same composite fiber as the composite fiber forming the first nonwoven fabric, or may be formed of a composite fiber different from the composite fiber forming the first nonwoven fabric.
본 실시예에 사용되는 복합 섬유 및 멜트 블로우 섬유의 평균 섬유 직경은 필터 카트리지의 용도나 수지의 종류에 따라 상이하므로 일률적으로는 규정하기 어렵지만, 0.5 내지 1000μm의 범위가 바람직하다. 섬도가 0.5μm 미만인 경우, 본 실시예의 필터 카트리지에 사용하는 것은 이론적으로는 가능하지만 실제로는 제조가 곤란하다. 한편, 섬유 직경이 1000μm를 초과하면 이후에 부직포로 사용하는 경우에 섬유 직경이나 부직포 옷감의 질에 불균일이 생기는 경우가 있다. 또한 평균 섬유 직경이 50μm를 초과하면 인접하는 섬유끼리 융착되는 경우가 있지만 본 발명 의 효과를 방해하지 않는 범위이면 특별히 문제되지 않는다.Since the average fiber diameter of the composite fiber and melt blown fiber used for a present Example differs according to the use of a filter cartridge or the kind of resin, it is difficult to prescribe uniformly, but the range of 0.5-1000 micrometers is preferable. When the fineness is less than 0.5 μm, it is theoretically possible to use the filter cartridge of this embodiment, but in reality, manufacturing is difficult. On the other hand, when a fiber diameter exceeds 1000 micrometers, when using it as a nonwoven fabric later, a nonuniformity may arise in a fiber diameter and the quality of a nonwoven fabric. In addition, when the average fiber diameter exceeds 50 m, adjacent fibers may be fused together, but there is no particular problem as long as the fiber does not interfere with the effects of the present invention.
상기와 같은 제2부직포 및 제3부직포는, 적층(S21), 가열되면서(S23), 코어(10)에 권취된다(S25). 이때 적층, 가열, 권취 과정은 반드시 상기한 순서대로 이루어져야 하는 것은 아니고, 그 순서가 서로 뒤바뀔 수도 있으며, 동시에 이루어질 수도 있다.The second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric as described above are wound on the core 10 while being laminated (S21) and heated (S23). In this case, the lamination, heating, and winding processes are not necessarily performed in the above-described order, the order may be reversed, or may be simultaneously performed.
그리고 가열 과정은, 코어(10) 형성 과정에서와 마찬가지로, 별도의 가열수단, 예를 들어 열풍을 방사하는 열풍기나 가열롤 또는 원적외선 히터 등에 의해 가열될 수도 있고, 자체 발열되는 권취봉에 의해 가열될 수도 있다.And the heating process, as in the core 10 forming process, may be heated by a separate heating means, for example, a hot fan radiating hot air or a heating roll or far-infrared heater, or the like, may be heated by a self-heating winding rod. It may be.
이때 적층된 제2부직포 및 제3부직포는 제3부직포의 고융점 수지(미도시)의 융점과 저융점 수지(미도시)의 융점 사이의 온도로 가열하여 준다.At this time, the laminated second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric are heated to a temperature between the melting point of the high melting point resin (not shown) of the third nonwoven fabric and the melting point of the low melting point resin (not shown).
여기서, 제3부직포로서 제1부직포와 동일한 복합섬유로 형성된 동일 재질의 것이 선택된 경우, 코어(10)와 여과재(20)를 동일한 부직포를 이용하여 형성할 수 있다는 이점 외에도 여과재(20) 형성 과정에서 가열, 권취시 가열 온도 조절과 권취 속도 조절 정도를 코어(10) 형성 과정에서와 유사하게 가져갈 수 있게 되므로 여과재(20) 형성 과정을 좀 더 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있게 된다.Here, in the case of selecting the same material formed of the same composite fiber as the first nonwoven fabric as the third nonwoven fabric, in addition to the advantage that the
이와 달리, 제3부직포로서 제1부직포를 형성하는 복합섬유와 상이한 복합섬유로 이루어진 것이 선택할 경우, 코어 형성 단계에서와 마찬가지로, 고융점 수지와 저융점 수지의 융점 차이가 10℃ 이상, 바람직하게는 15℃ 이상으로 되도록 선택, 조합된 복합섬유를 채택한다. 그런 다음, 가열, 권취시 가열 온도 조절과 권취 속도를 복합섬유의 특성에 맞게 적절히 조절하여 준다.On the contrary, when the third nonwoven fabric is selected from the composite fibers forming the first nonwoven fabric and different composite fibers, the melting point difference between the high melting point resin and the low melting point resin is 10 ° C. or higher, preferably as in the core forming step. Adopt composite fiber selected and combined to be 15 ℃ or more. Then, during heating and winding, heating temperature control and winding speed are appropriately adjusted according to the characteristics of the composite fiber.
상기한 바와 같이, 제2부직포 및 제3부직포를 적층, 가열하면서 코어(10)에 권취하면, 제2부직포 및 제3부직포의 적층체는 동심원 형상으로 층을 이루며 권취되며, 이 과정에서 제2부직포와 제3부직포 사이와 제2부직포 및 제3부직포의 적층체의 층간이 완전히 열융착된다. 이를 구체적으로 설명하면,As described above, when the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric are wound on the core 10 while being laminated and heated, the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric is wound in layers in a concentric manner, and in the process, the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric are wound. The interlayer between the nonwoven fabric and the third nonwoven fabric and the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric is completely heat-sealed. Specifically,
즉, 제2부직포 및 제3부직포의 적층체를 가열하면서 코어(10)에 권취하면, 제3부직포를 형성하는 복합섬유의 외측에 배치된 저융점 수지가 용융되면서 그 일부가 인접 층의 제2부직포에 스며들게 되고, 인접 층에 스며든 저융점 수지가 냉각되면서, 동심원 형상의 층을 이루며 권취된 제2부직포 및 제3부직포의 적층체는 인접한 각 층이 융착되는 것이다. 이때, 한 층을 이루는 제2부직포에도 저융점 수지의 일부가 스며든 후 냉각되면서, 한 층을 이루는 제2부직포와 제3부직포도 함께 융착되는 것이다. 이에 따라 제2부직포 및 제3부직포의 적층체는 결국 그 전체가 완전히 융착되며, 여과재(20) 형성이 완료된다.That is, when the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric is wound on the core 10 while heating, the low melting point resin disposed outside the composite fiber forming the third nonwoven fabric is melted, and a portion thereof is the second layer of the adjacent layer. As the low melting resin penetrates into the nonwoven fabric and the low melting point resin soaks into the adjacent layer is cooled, the laminates of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric wound in a concentric circular layer are fused to each adjacent layer. At this time, a part of the low melting point resin is also immersed in the second nonwoven fabric forming one layer and then cooled, and the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric forming one layer are also fused together. As a result, the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric is completely fused in its entirety, and the formation of the
이때, 코어(10) 형성 과정에서와 마찬가지로, 제2부직포 및 제3부직포의 적층체가 적절한 장력을 유지하도록 제2부직포 및 제3부직포의 적층체의 장력을 조절하는 한편, 가열롤 등을 이용하여 제2부직포 및 제3부직포의 적층체를 압밀하여 주면 제2부직포 및 제3부직포의 적층체를 권취하는 과정에서 열융착이 더욱 효과적으로 일어날 수 있게 된다.At this time, as in the process of forming the core 10, while adjusting the tension of the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric so that the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric maintain a proper tension, using a heating roll or the like When the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric is consolidated, heat fusion can be more effectively performed in the process of winding up the laminate of the second nonwoven fabric and the third nonwoven fabric.
또한, 상기와 같은 과정에서, 제2부직포 및 제3부직포의 적층체의 가열 온도 또는 권취 속도 중 적어도 어느 하나를 가변 조절함으로써 여과재(20)에 밀도 구배를 형성할 수도 있다. 이와 같은 과정은 코어(10) 형성 과정에 이미 설명한바 있으 므로, 여기서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the above process, the density gradient may be formed in the
본 실시예의 필터 카트리지 제조방법은, 상기한 바와 같은 방법에 의해, 별도의 장치나 번거로운 작업 없이도 필터 카트리지(30)에 밀도 구배를 형성함으로써, 생산 효율을 향상시킴은 물론, 필터 카트리지(30)의 수명 및 여과 성능을 크게 향상시킬 수 있다.The filter cartridge manufacturing method of this embodiment forms a density gradient in the
필터 카트리지(30)에 형성된 밀도 구배에 의해, 필터 카트리지(30)는 밀도가 작은 외측 부분에서 비교적 큰 불순물 입자를 거르게 되고, 내측으로 갈수록 점점 작은 불순물 입자를 거르게 되므로, 그 수명 및 여과 성능이 크게 향상된다.Due to the density gradient formed in the
상기와 같은 과정에 의해 형성되는 본 실시예의 필터 카트리지(30)가 갖는 공극률은 65 내지 85%의 범위인 것이 바람직하다. 공극률이 65%보다 작아지면 섬유 밀도가 너무 높아지므로 통액성이 저하된다. 반대로 이러한 값이 85%보다 커지면 필터 카트리지의 강도가 저하되며 여과 압력이 높은 경우에 필터 카트리지가 변형되는 등의 문제가 생기기 쉽다. 공극률은 열융착 정도 조절이나 권취시 제2부직포 및 제3부직포의 적층체에 대한 장력 조절에 의해 적절히 조절될 수 있다.The porosity of the
상기와 같이 여과재(20) 형성이 완료되면, 소정 크기로의 절단 과정, 열처리, 접착, 열접합 등의 방법에 의한 여과재(20) 양단의 마감 처리 과정 등의 후가공 과정을 거쳐 필터 카트리지(30)의 제조를 완료한다(S30).When the formation of the
상술한 바와 같은 본 실시예의 필터 카트리지 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.The filter cartridge manufacturing method of this embodiment as described above provides the following effects.
첫째, 복합섬유를 이용하여 코어(10)를 제조하므로, 플라스틱 사출물로 형성 된 코어가 불필요하게 됨으로써 계면활성제 등과 같은 물질에 의한 이차 오염 발생 가능성을 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.First, since the
둘째, 코어(10)와 여과재(20)를 동일한 생산 라인에서 유사한 과정을 이용하여 연속적으로 제조하므로, 코어(10) 제조를 위한 별도의 제조 과정 및 제조된 코어의 취급, 보관이 필요 없게 됨으로써, 생산 효율이 향상되는 효과가 있다.Second, since the
셋째, 필터 카트리지(30) 제조 과정에서, 별도의 장치나 번거로운 작업 없이도 필터 카트리지(30)에 밀도 구배를 형성할 수 있게 되므로, 생산 효율을 향상시키는 동시에, 필터 카트리지(30)의 여과 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, in the manufacturing process of the
상기한 본 실시예에서는 여과재(20)를 제2부직포와 제3부직포, 즉 두 종류의 부직포를 이용하여 형성하는 과정이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 여과재를 형성하는 과정에 있어서, 제2부직포와 제3부직포 중 어느 하나만을 이용할 수도 있고, 제2부직포와 제3부직포 외에 다른 부직포를 추가하여 세 종류 이상의 부직포를 이용할 수도 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.In the present embodiment described above, a process of forming the
한편, 상기와 같은 필터 카트리지 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고, 이와 다른 여러 타 실시예가 있을 수 있다.On the other hand, the filter cartridge manufacturing method as described above is only one embodiment of the present invention, there may be a number of other embodiments.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리지의 일부를 절개하여 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 8은 도 7 에 나타낸 여과재 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 6 is a side view showing a part of the filter cartridge manufactured by the filter cartridge manufacturing method according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is a flow chart illustrating a filter cartridge manufacturing method according to another embodiment of the present invention. 8 is a flowchart for explaining a filter medium forming step shown in FIG. 7.
본 발명의 다른 실시예에 의한 필터 카트리지 제조방법에 따르면, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저 코어(40)를 형성한다(S40). 코어(40)는 제1부직포(15; 도 4 참조)를 권취함으로써 형성할 수 있다. 이와 같은 코어(40) 형성 과정은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 형성 과정(S10; 도 2 참조)와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.According to the filter cartridge manufacturing method according to another embodiment of the present invention, as shown in Figures 6 to 8, first to form a core 40 (S40). The core 40 can be formed by winding the first nonwoven fabric 15 (see FIG. 4). Since the process of forming the
코어(40) 형성 과정이 완료되면, 여과재(50)를 형성한다(S50). 여과재(50)는 제2부직포를 이용하여 형성한다. 본 실시예에서 제2부직포는, 본 발명의 일 실시예에서 이용되는 제2부직포와 동일한 것이 이용된다. 여과재(50)를 형성하기 위하여, 먼저 제2부직포에 주름을 형성한다(S51). 그런 다음, 주름이 형성된 제2부직포를 코어(40)에 감아 붙여줌으로써(S53), 여과재(50) 형성을 완료한다.When the process of forming the
상기와 같이 코어(30) 및 여과재(50) 형성을 완료한 후, 코어(30) 및 여과재(50)의 결합체를 플라스틱 재질 등으로 형성된 하우징(60)에 수용하고, 하우징(60)의 양단부를 캡(70)으로 밀봉하여 준다. 이때, 코어(30) 및 여과재(50)의 결합체의 양단은 캡(70)에 의해 완전히 밀봉되어야 한다. 이때의 밀봉 방법은, 열처리, 접착, 열접합 등의 방법이 적용될 수 있다After completing the formation of the
상기와 같은 과정에 따라 필터 카트리지(80)의 제조가 완료되며(S60), 제조가 완료된 필터 카트리지(80)는 플리츠 타입(Pleats type)의 필터 카트리지로 제조된다.According to the above process, the manufacture of the
이러한 본 실시예의 필터 카트리지 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리 지(80)는, 상기한 바와 같이 여과재(50)를 주름지게 형성함으로써, 본 발명의 일 실시예에에 따른 필터 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리지(30; 도 1 참조)와 비교할 때, 여과면적을 크게 넓히는 효과를 제공한다.The
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리지를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a filter cartridge manufactured by a filter cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a filter cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 나타낸 코어 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart for explaining a core forming step illustrated in FIG. 2.
도 4는 제1부직포의 내부구성을 나타내기 위한 도면이다.4 is a view for showing the internal structure of the first nonwoven fabric.
도 5는 도 2에 나타낸 여과재 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining the filter medium forming step illustrated in FIG. 2.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법에 의해 제조된 필터 카트리지의 일부를 절개하여 나타낸 측면도이다.6 is a side view showing a part of the filter cartridge manufactured by the filter cartridge manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 카트리지 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a filter cartridge manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 나타낸 여과재 형성 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart for explaining the filter medium forming step illustrated in FIG. 7.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,40 : 코어 11: 복합섬유10,40: core 11: composite fiber
12 : 고융점 수지 13 : 저융점 수지12: high melting point resin 13: low melting point resin
15 : 제1부직포 20,50 : 여과재15: first
30,80 : 필터 카트리지30,80: Filter Cartridge
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