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KR20180083999A - 내열성 고분자 섬유의 다공성 네트워크를 포함하는 중ㆍ고온 배가스의 먼지포집용 여과체 및 그의 제조방법 - Google Patents

내열성 고분자 섬유의 다공성 네트워크를 포함하는 중ㆍ고온 배가스의 먼지포집용 여과체 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20180083999A
KR20180083999A KR1020170006359A KR20170006359A KR20180083999A KR 20180083999 A KR20180083999 A KR 20180083999A KR 1020170006359 A KR1020170006359 A KR 1020170006359A KR 20170006359 A KR20170006359 A KR 20170006359A KR 20180083999 A KR20180083999 A KR 20180083999A
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foam
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주식회사 창명산업
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Abstract

본 발명은 무기질 섬유 지지체; 상기 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅된 제1 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 레이어; 상기 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 용액을 전기방사하여 부착한 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크; 및 상기 다공성 네트워크 상에 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 포함하는, 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체에 관한 것이다. 본 발명은, 2.5㎛ 이하의 초미세 분진에 대한 99.9% 이상의 분진제거효율을 달성하고, 공기투과도가 5 cm3/cm2/sec 이상인 여과체를 제공할 수 있다.

Description

내열성 고분자 섬유의 다공성 네트워크를 포함하는 중ㆍ고온 배가스의 먼지포집용 여과체 및 그의 제조방법{Filtering media comprising porous network of heat resistant polymer fiber for dust collection of middle-high temperature exhaust gas, and preparation method thereof}
본 발명은 초미세먼지를 효과적으로 제거하기 위한 중ㆍ고온 배가스의 먼지포집용 여과체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업체에서 발생되는 먼지는 각 배출원별로 형상, 입자크기분포, 겉보기 밀도, 유동도, 비표면적, 부착 및 응집성 등의 물리적 특성과 온도, 습도, 조성성분 등의 화학적 특성이 서로 다르다. 이러한 물리화학적 특성 차이는 먼지 포집시 여과체 기공(pore)에서의 가교 형성(pore bridge)과 여과체 표면에 부착되는 먼지층(dust cake) 형성에 영향을 주게 되며, 이로 인해 먼지의 종류별로 여과특성에 차이를 나타낸다.
최근들어 중·고온용 고효율 여과체의 소재개발과 직조구조 최적화를 위한 연구가 이루어지고 있다. 특히 중·고온 영역이라고 할 수 있는 200℃ ~ 300℃ 정도의 배기가스 환경에 적용할 수 있는 여과체 소재에 대한 원천기술 개발연구가 이루어지고 있다.
예를 들어 한국등록특허 제10-1433774호에서는 무기질 섬유 지지체, 상기 지지체 상에 거품 코팅된 평균 기공 크기가 30㎛ 이하인 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 층을 포함하는 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체를 개시하고 있다. 그러나, 상기 여과체는 표면의 코팅된 폼의 기공크기가 너무 커서 PM2.5 분진에 대한 제거효율이 너무 낮아 다양한 산업분야에서 초미세먼지에는 적용하지 못하는 문제점이 있다.
쓰레기 소각장, 석탄화력발전소, 시멘트 소성로 등 산업체의 연도로 배출되는 연소가스 중의 분진의 농도는 배출량기준을 적용하여 관리하고 있으나, 최근 들어 직경 2.5㎛ 이하의 분진에 대한 PM2.5 기준을 적용해야 한다는 주장이 강하게 제기되고 있다. 특히, 최근 매스컴을 통하여 황사와 초미세먼지에 대한 관심이 집중적으로 조명되고 있으며, 이미 일본 등 선진국에서는 연소가스에 대해서 PM2.5를 기준으로 한 여과백의 제거효율을 요구하고 있다. 따라서 소각로, 석탄화력발전소, 시멘트 소성로를 막론하고 어디에나 사용가능한 PM2.5의 초미세 분진에 대한 99.9% 정도의 분진제거효율을 달성하고, 표면여과(surface filtering)로 차압 상승을 최대한 지연시킬 수 있는 여과백의 개발에 대한 요구가 매우 크다.
이에 본 발명자들은 PM2.5의 초미세 분진에 대해 99.9% 이상의 분진제거효율을 나타낼 수 있는 분진제거 시스템에 대한 연구를 진행한 결과, 여과체의 형성된 포아(기공)에 내열성 고분자 섬유를 전기방사로 부착시킴으로써 평균기공크기를 2㎛까지 축소시킨 결과, PM2.5 대응 분진제거 효율을 99.9%까지 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은, 2.5㎛ 이하의 초미세 분진에 대하여 99.9% 이상의 분진제거효율을 달성하고, 공기투과도가 5 cm3/cm2/sec 이상인 여과체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무기질 섬유 지지체; 상기 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅된 제1 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 레이어; 상기 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 용액을 전기방사하여 부착한 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크; 및 상기 다공성 네트워크 상에 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 포함하는, 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체를 제공한다.
본 발명에서, 중·고온 배가스는 중·고온 영역이라고 할 수 있는 200℃ ~ 300℃의 온도의 배가스를 의미한다.
본 발명에서, 먼지는 2.5 ㎛ 이하의 초미세 분진을 의미한다.
본 발명에서, “무기질 섬유 지지체”는 연소 배가스의 먼지포집용 여과체로 적합한 내열성 및 내화학성을 갖는 무기질 섬유상의 지지체를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 무기질 섬유 지지체로는 시판되는 유리섬유가 바람직하다.
본 발명에서, 무기질 섬유 지지체의 두께는 400 내지 1000㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명에서, “폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)”은 폴리에틸렌의 수소가 모두 불소(fluorine)로 치환된 하기 화학식 1로 표시되는 불소 화합물을 포함하는 불소계 수지를 의미한다. PTFE는 테프론(Teflon)이라는 상품명으로 알려져 있으며, 거의 모든 화학약품에 대해 내화학성이 있으며, 매끄러운 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
-(CF2CF2)n-
상기 화학식 1에서, n은 100~10,000 사이의 정수이다.
상기 제1 PTFE 레이어는 내열성 수용성 수지인 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 상기 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅함으로써 형성되는 것일 수 있다.
상기 제1 PTFE 레이어는 평균 기공 크기가 30㎛ 이하의 기공을 가질 수 있으며, 바람직하기로는 10㎛ 내지 30㎛의 기공을 가질 수 있다.
상기 제1 PTFE 레이어의 두께는 5 내지 100㎛, 바람직하기로는 50 내지 100 ㎛ 일 수 있다.
바람직하기로는, 상기 제1 PTFE 레이어는 PTFE, 거품안정제, 발포제 및 증점제를 포함하는 코팅액으로 거품 코팅하여 형성된 것일 수 있다.
상기 거품안정제는 수지거품의 유지제로서 작용하는 물질을 의미한다.
상기 발포제는 수지 코팅액의 기포를 만들어내는 물질을 의미한다.
상기 증점제는 수지거품이 섬유에 부착된 상태를 유지시키는 작용을 하는 물질을 의미한다. 본 발명에서, 상기 증점제는 아크릴계 증점제일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같이 무기질 섬유 지지체 표면 상에 거품 코팅된 PTFE 레이어를 갖는 2중층 구조의 여과체는 PTFE 레이어의 두께가 최대 100㎛이기 때문에, 5㎛ 이하의 멤브레인층 만을 가지는 라미네이트형 막 필터(Laminated Membrane Filter)에 비해 훨씬 뛰어난 내화학성, 내열성을 보인다.
그러나, 상기 여과체는 기공의 크기가 10㎛ 이상, 대략 10㎛ 내지 30㎛ 이어서, 2.5㎛ 이하의 초미세먼지의 제거를 위해서는 충분히 효과적이지 못하다.
따라서, 본 발명자들은 무기질 섬유 지지체 표면 상에 거품 코팅된 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성함으로써 필터 차압을 감소시키고 필터 성능은 향상시키도록 하였다.
필터 분진제거성능과 필터 차압의 관계를 나타내는 필터성능지수는 하기 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[식 1]
P = -ln (1-E)/P
(P : 필터 성능 지수, E: 분진 포집효율, P: 필터 차압)
상기 식 1을 참조하면 2.5㎛ 이하의 초미세 분진을 제거하기 위해 다공판 필터의 기공 크기를 10㎛ 이하로 줄일 경우 필터 차압이 증가하여 필터 성능지수가 저하되는 문제점이 발생함을 알 수 있다.
도 4는, 도 3(a) 및 (b)로 나타낸 포아 사이즈에 대해서 필터 이론을 적용하여 분진제거효율을 단순 시뮬레이션한 결과를 나타낸 것이다. 이를 보면 기공크기가 작아질수록, 즉, 섬유경 df이 가늘어진다고 볼 수 있으며, 분진 제거효율은 상승함을 알 수 있다.
그러나 본 발명자들은, PTFE 거품의 기포 사이즈 조절로서는 더 이상의 포아 사이즈 축소가 어렵다는 판단으로, 270℃의 고온에 견디는 고분자 섬유를 제조하여 여과체 표면의 포아(구멍)에 다수 부착시킴으로써 기공의 크기를 줄이는 효과로, 분진제거 성능은 향상되나 수 가닥정도의 내열섬유만이 추가됨으로써 여과체의 차압은 크게 증가되지 않는 고성능 여과체를 개발하고자 하였다.
이에 본 발명자들은 지지체에 일차적으로 거품 코팅된 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자를 포함하는 용액을 방사하여 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성함으로써 필터 차압의 증가를 최소화하면서 필터 성능을 향상시켜 2.5㎛ 이하의 초미세 분진의 제거율을 99.9% 이상으로 할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 여과체는 거품 코팅된 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자용액을 전기방사하여 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다공성 네트워크의 형성에 전기방사방식을 사용함으로써 멜트블로우(Melt-Blow) 방식에 비해 공정의 단순화 및 공정 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
상기 내열성 고분자 섬유의 직경은 0.1 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에서 내열성 고분자 섬유는 200 ~ 300 ℃에서 내열성을 가지는 고분자 소재일 수 있으며, 바람직하게는 270℃에서 내열성을 가지는 메타 아라미드(meta-aramide)가 바람직하다.
상기 내열성 고분자 용액의 용매는 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 또는 디메틸포름아미드(DMF),N-메틸피롤리돈(NMP), DMSO(디메틸 설폭사이드(DMSO)인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 상기 내열성 고분자 용액은 메타 아라미드를 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 또는 디메틸포름아미드(DMF)에 녹인 것일 수 있다. 본 발명자들은 용매에 녹지 않는 PTFE 대신 메타 아라미드를 선택하여 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 또는 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜 전기방사함으로써 지지체 상에 다공성 네트워크를 손쉽게 형성할 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 여과체는 상기 다공성 네트워크 상에 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 포함한다.
본 발명은 다공성 네트워크가 형성된 거품 코팅된 PTFE 레이어의 표면 상에 이보다 얇은 제2 PTFE 레이어를 거품 코팅함으로써 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 고정할 수 있다.
상기 제2 PFTE 레이어는 제1 PTFE 레이어와 동일한 방식으로 형성될 수 있다.
바람직하기로는, 상기 제2 PTFE 레이어의 두께는 1 내지 50㎛, 보다 바람직하기로는 10 내지 50㎛ 일 수 있다.
그 결과, 본 발명의 여과체는 무기질 섬유 지지체층을 포함하여 총 4중층 구조를 갖는 여과체일 수 있다.
본 발명의 여과체는 평균 기공 크기가 2㎛ 이하, 바람직하기로 0.5㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 본 발명의 여과체는 상기 범위의 크기를 갖는 기공을 포함함으로써 2.5㎛ 이하의 초미세먼지도 포집할 수 있다.
본 발명의 여과체는 기존 여과체에 비해 내열성이 우수하고 열수축에 강하며, 2.5㎛ 이하의 입경을 갖는 먼지에 대하여 99.9% 이상의 개수농도 기준의 표준분진 제거효율(에이징후), 85% 초과의 탈질효율 및 공기투과도가 5 cm3/cm2/sec 이상을 나타낼 수 있다.
본 발명의 제2양태는 무기질 섬유 지지체에 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 거품 코팅하여 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅된 제1 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 레이어를 형성하는 제1단계; 상기 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 용액을 전기방사하여 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성하는 제2단계; 및 상기 다공성 네트워크 상에 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 거품 코팅하여 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 형성하는 제3단계;를 포함하는 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체의 제조방법을 제공한다.
상기 제1단계는 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 먼저 거품 발생기로 처리하여 거품액을 만든 후, 이를 무기질 섬유 지지체 표면에 도포하여 거품상의 PTFE 층을 형성하는 단계일 수 있다.
바람직하기로는, 상기 PTFE 수지를 포함하는 코팅액은 PTFE, 거품안정제, 발포제 및 증점제를 포함하는 코팅액일 수 있다.
상기 제1단계는 상기 거품액이 도포된 지지체를 건조시켜 건조된 거품상의 PTFE 층을 형성시키는 단계일 수 있다.
이때, 거품발생기는 3L/min의 속도로 공기를 정량적으로 분산액에 공급하는 한편, 200 내지 250rpm의 속도로 회전함으로써 거품을 생성할 수 있다.
상기 제1단계는 거품액이 도포된 지지체를 1차 건조 및 2차 건조에 의해 2단계에 걸져 건조하여, 안정한 거품상의 PTFE 층이 형성된 다공성 레이어를 형성하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 거품 코팅된 지지체의 건조는 80℃ 내지 120℃의 1차 건조, 180℃ 내지 220℃의 2차 건조로 수행될 수 있다. 그 다음, 상기 건조된 지지체를 압착처리하여 미세 다공질 PTFE 레이어의 강도를 높이고 표면을 매끄럽게 할 수 있다.
즉, 상기 제1단계는 건조된 지지체를 압착처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
압착처리 과정은 바람직하게는 200 psi 내지 700 psi의 압력으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1단계는, 압착처리된 지지체를 열처리하여 경화시킴으로써 표면 강도가 우수한 표면층을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 열처리는 바람직하기로 340 내지 400℃에서 처리하여 경화하는 단계일 수 있다. 그 다음, 상기 열처리된 지지체를 냉각하여 일차적으로 거품 코팅된 PTFE 레이어가 형성된 지지체를 얻을 수 있다.
상기 제1 PTFE 레이어의 두께는 5 내지 100 ㎛인 것인 바람직하다.
상기와 같이 무기질 섬유 지지체 표면 상에 일차적으로 거품 코팅된 제1 PTFE 레이어를 형성함으로써 2중층 구조의 여과체를 얻을 수 있다.
상기 제2단계는 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자용액을 전기방사하여 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성하는 단계를 포함하는 단계일 수 있다.
상기 제2단계에서 전기방사시 사용되는 전압은 5 내지 30 kV이며, 주사속도는 제한적이지 않을 수 있으며, 보다 바람직하게는 전기방사시 사용되는 전압은 20 kV이며, 방사속도는 1 mL/h일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3단계는 다공성 네트워크가 형성된 거품 코팅된 PTFE 레이어의 표면 상에 이보다 얇은 제2 PTFE 레이어를 거품 코팅함으로써 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 고정하는 단계일 수 있다.
상기 제2 PTFE 레이어의 두께는 1 내지 50 ㎛인 것인 바람직하다.
본 발명의 제조방법에 따라 무기질 섬유 지지체층을 포함하여 총 4중층 구조를 갖는 여과체를 제조할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 언와인더(1), PTFE 폼 공급 노즐(2), 거품 코팅 두께 조절용 나이프(3), 건조 경화용 히터(4), 고분자 섬유 전기방사 장치(5), 전기방사전극(6) 및 와인더(winder)(7)를 포함하는 제조장치를 이용할 수 있다.
도 7은 상기 제조장치의 일 례를 모식적으로 나타낸 것이다. 본 발명의 여과체는, 상기 제조장치를 이용하여 언와인더(1)에 의해 유리 섬유가 이송되고, PTFE 폼 공급 노즐(2)을 통해, 이송된 유리 섬유 상에 PTFE 거품을 공급한 후 거품 코팅 두께 조절용 나이프(3) 및 건조경화용 히터(4)를 차례로 적용하여 유리 섬유 상에 제1 PTFE 층을 형성한 후, 고분자 섬유 전기방사장치(5)를 이용하여 내열성 고분자 네트워크 층을 형성한 후, PTFE 폼 공급 노즐(2), 거품 코팅 두께 조절용 나이프(3) 및 건조 경화용 히터(4)를 차례로 적용함으로써 제조될 수 있다.
본 발명은, 2.5㎛ 이하의 초미세 분진에 대한 99.9% 이상의 분진제거효율을 달성하고, 공기투과도가 5 cm3/cm2/sec 이상인 여과체를 제공할 수 있다.
본 발명의 여과체는 소각로, 석탄화력발전소, 시멘트 소성로 등에서 배출되는 초미세분진 발생 생산설비의 분진 제거 시스템에 매우 유용하다.
도 1은 여과집진장치의 일 예이다.
도 2는 여과집진장치 내에 장착된 여과백의 모식도이다.
도 3은 기공크기와 섬유직경과의 관계를 나타낸 것이다.
도 4는 기공크기가 포집성능에 미치는 영향을 나타낸 것이다.
도 5는 (a) PTFE 폼 코팅 여과체이고, (b) 내열성 고분자 섬유가 부착된 PTFE 폼 코팅 여과체이다.
도 6은 본 발명의 여과체의 제조방법을 실시하기 위한 장치의 모식도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 여과체의 제조
거품코팅 여과체(GL-TEX-790, 창명산업, 한국)를 준비하였다.
도 5a는 현재 ㈜창명산업에서 제조하고 있는 여과체의 800배로 확대된 표면사진이다. 도 5a에서, 다양한 크기의 구멍(Pore)이 층을 이루고 있음을 볼 수 있는데, 기공크기 측정(PMI측정) 결과 평균 기공 크기는 20 μm 정도였다.
거품코팅 여과체(GL-TEX-790, 창명산업, 한국) 표면에, N,N-dimethylacetamide(DMAc) 100ml에 메타 아라미드를 20g을 용해시킨 메타아라미드 용액을 전기방사하였다. 전기방사시 사용 전압은 20 kV이고 주사속도는 1 mL/h로 유지하였다. 그 다음 약 50㎛ 이하의 두께로 PTFE 거품을 코팅한 후 80℃ 내지 120℃의 1차 건조, 180℃ 내지 220℃의 2차 건조 단계를 수행한 후 200 psi 내지 700 psi의 압력으로 압착처리하였다. 그 다음 340 내지 400℃에서 열처리하여 경화함으로써 4중층 구조의 여과체를 제조하였다.
실험예 1: 집진성능시험
실시예 1의 여과체의 집진성능을 확인하기 위해 중량집진성능(%)(Kanazawa Univ.)에 의뢰하여 중량집진성능을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
실험예 2: 탈진효율시험
실시예 1의 여과체의 탈진효율을 확인하기 위해 한국생산기술연구원의 집진성능평가장치를 이용하여 탈진효율을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
실험예 3: 공기투과도시험
공기투과도는 여과체의 차압특성으로서 포아 사이즈에 연관되는 성능이며, 분진제거 시 스템의 ID-Fan 차압을 증가시키는 것으로 운전 에너지를 증가시킨다.
실시예 1의 여과체의 공기투과도를 확인하기 위해 KOTERI에 의뢰하여 공기투과도를 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
실험예 4: 수축율 시험
실시예 1의 여과체의 수축율을 확인하기 위해 한국생산기술연구원에 의뢰하여 수축율을 평가한 후 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
실험예 5: 내마모도 시험
실시예 1의 여과체의 내마모도를 확인하기 위해 한국생산기술연구원에 의뢰하여 내마모도를 평가한 후 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
평가항목 평가방법 인증기준 비교예1 비교예2 실시예1
집진성능시험
(%)		 중량집진성능(%)
(Kanazawa Univ.)		 - 표준분진 : PM2.5
- 먼지농도 : 3.0 g/m3
- 여과속도 : 1m/min		 99.9 80.0 99.9

탈진효율시험
(%)		 탈진효율(%)
(한국생산기술연구원,집진성능평가장치)		 - 표준분진 : PM2.5
- 먼지농도 : 3.0 g/m3
- 탈진압력 4 kg/cm2 		85 85 85
공기투과도
(m3/m2/sec)		 KOTERI에 의뢰 - KS K ISO 9237, 125Pa 2.7 13.5 >5
수축율 한국생산기술연구원 - KS K 3841
(SEM 사진 분석을 통한 변형여부 판단)		 300℃, 30분 노출
(코팅막변형)		 350℃, 30분 노출
( 변형없음)		 350℃, 30분 노출( 변형없음)

내마모도 		한국생산기술연구원 - KS K 0650 100회 마찰로 변형 1000회 마찰로 변형시작 1000회 마찰로 변형시작
비교예1: 마이크로원 3중 필터(유리섬유직포+PTFE Laminating)
비교예2: GL-TEX 790 (포아 사이즈 20㎛)
상기 표 1에서 보는 바와 같이 PM2.5 표준분진에 대해서 비교예 2는 80%의 분진 제거율을 나타내는 반면, 실시예 1의 여과체는 99.9 %로 높은 분진 제거율을 나타냈다. 비교예 1 역시 99.9%로 높은 분진 제거율을 나타냈으나, 비교예 1은 공기투과도가 2.7로 매우 낮은 반면, 실시예 1의 여과체는 5이상으로 높았다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이 실시예 1의 여과체는 기존 제품과 같이 350℃에 30분 노출시켰을 때 변형되지 않았으며, 내마모도도 높게 나타났다.

Claims (16)

  1. 무기질 섬유 지지체;
    상기 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅된 제1 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 레이어;
    상기 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 용액을 전기방사하여 부착한 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크; 및
    상기 다공성 네트워크 상에 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 포함하는, 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기질 섬유 지지체는 유리섬유인 것인 여과체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 PTFE 레이어는 PTFE, 거품안정제, 발포제 및 증점제를 포함하는 코팅액으로 거품 코팅하여 형성된 것인 여과체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 PTFE 레이어의 두께는 5 내지 100 ㎛인 것인 여과체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 PTFE 레이어의 두께는 1 내지 50 ㎛인 것인 여과체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 내열성 고분자는 메타 아라미드(Meta-Aramide)인 것인 여과체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내열성 고분자 용액의 용매는 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 또는 디메틸포름아미드(DMF), N-메틸피롤리돈(NMP), 또는 디메틸설폭사이드(DMSO)인 것인 여과체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 내열성 고분자 섬유의 직경은 0.1 내지 2㎛인 것인 여과체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 여과체는 평균 기공 크기가 0.5 내지 2㎛인 것인 여과체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 여과체는 2.5㎛ 이하의 초미세 분진에 대한 99.9% 이상의 분진제거효율, 85% 초과의 탈진효율 및 5 cm3/cm2/sec 이상의 공기 투과도를 갖는 것인 여과체.
  11. 무기질 섬유 지지체에 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 거품 코팅하여 무기질 섬유 지지체 상에 거품 코팅된 제1 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 레이어를 형성하는 제1단계;
    상기 제1 PTFE 레이어 상에 내열성 고분자 용액을 전기방사하여 내열성 고분자 섬유로 이루어진 다공성 네트워크를 형성하는 제2단계; 및
    상기 다공성 네트워크 상에 PTFE 수지를 포함하는 코팅액을 거품 코팅하여 거품 코팅된 제2 PTFE 레이어를 형성하는 제3단계;를 포함하는 중·고온 배가스의 먼지포집용 여과체의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 PTFE 수지를 포함하는 코팅액은 PTFE, 거품안정제, 발포제 및 증점제를 포함하는 코팅액인 것인 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1단계는 상기 거품 코팅된 제1 PTFE 레이어를 80℃ 내지 120℃로 1차 건조한 후, 180℃ 내지 220℃로 2차 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것인 제조방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1단계는 건조된 제1 PTFE 레이어가 형성된 지지체를 200 psi 내지 700 psi의 압력으로 압착처리하는 단계를 추가로 포함하는 것인 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 내열성 고분자는 메타 아라미드(Meta-Aramide)인 것인 제조방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2단계에서 전기방사시 사용되는 전압은 5 내지 30 kV인 것인 제조방법.
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