여과재: 나노섬유 코팅 기술의 장점

Hollingsworth & Vose의 John Wertz와 Immo Schneiders가 작성한 이 기사에서는 전기방사 공정과 비교하여 여과 매체에 대한 새롭고 진보된 나노섬유 코팅 기술의 장점을 살펴보고 여과 매체를 향상시키기 위해 특별히 설계된 차세대 나노섬유 기술을 소개합니다.

나노섬유의 연구 및 개발은 다양한 형태의 필터 매체의 성능을 향상시키는 능력에 대한 인식이 높아짐에 따라 최근 몇 년 동안 상당한 주목을 받고 있습니다. 나노섬유 기술, 즉 일반적으로 1미크론 미만의 직경을 갖는 매우 작은 섬유를 제조하는 기술이 수년 동안 알려지고 실행되어 왔습니다. 현재 나노섬유 제조에 가장 일반적으로 사용되는 공정은 전기방사 공정이다.

이 기사에서는 새로운 공정인 나노섬유 코팅과 비교하여 전기방사 공정의 단점을 강조합니다. 심층 여과 및 펄스 세척 능력을 향상시키기 위해 여과 응용 분야에 나노섬유 코팅을 사용하는 이점에 대해 더 자세히 논의합니다.

전통적인 나노섬유 기술

나노섬유를 생산하는 가장 눈에 띄는 방법 중에는 전기방사법이 있다. 이 과정에는 피하 주사바늘, 노즐, 모세관 또는 이동식 이미터의 사용이 포함됩니다. 이러한 도구는 고전압 정전기장에 의해 수집 영역으로 끌어당겨지는 폴리머의 액체 용액을 제공합니다. 용해된 폴리머와 용매가 이미터에서 끌어당겨져 정전기 영역을 통해 가속됨에 따라 용매 증발 과정을 통해 섬유가 형성됩니다.

전기방사는 나노섬유 생산에 효과적이지만 단점도 있습니다. 처음에 전기방사는 상업적 규모로 나노섬유를 생산하는 데 매우 느린 공정이므로 제조 비용이 증가합니다. 또한 전기방사는 깊이나 z 방향성이 부족한 2차원 구조를 생성합니다. 이 구성은 표면 하중에는 바람직하지만 깊이 하중 적용에는 제한된 성능을 가지고 있습니다. 전기방사된 나노섬유는 매우 약한 경향이 있으며 쉽게 손상되거나 기판에서 떨어져 나갈 수 있습니다. 현재의 전기방사 나노섬유의 결함을 극복하는 강화된 나노섬유에 대한 필요성이 남아있습니다.

나노섬유의 개발은 건물 및 기타 용도의 효율적인 공기 여과의 기초인 필터 매체의 성능을 향상시키는 능력으로 인해 최근 몇 년 동안 더욱 두드러졌습니다.

새로운 나노섬유 기술

새로 개발된 무용제 나노섬유 코팅 기술은 기존 전기방사 공정에 비해 더 뛰어난 유연성, 제어 및 내구성을 제공할 수 있습니다. 이 새로운 나노섬유 코팅은 일반적으로 크기가 0.3~0.5 마이크론 범위인 섬유로 형성되지만 최대 1 마이크론까지 늘릴 수 있습니다. 섬유 직경 분포와 층 두께는 적용 요구 사항에 따라 쉽게 달라질 수 있습니다. 이 나노섬유 기술을 사용하면 다양한 여과 매체를 개선할 수 있습니다.

이 새로운 나노섬유 층은 15~30 마이크론 범위의 두께를 가지며 매크로 여과 기판에 직접 적용됩니다. 나노섬유 코팅은 유리, 셀룰로오스 또는 합성 섬유와 같은 모든 부직포 기본 재료에 적용할 수 있는 반면, 전기방사는 접착력을 위해 중요한 수지에 의존합니다. 유사하거나 다른 폴리머의 두 번째 나노섬유 층도 코팅으로 적용될 수 있습니다. 기질의 특정 구성은 필터 매체의 특정 적용에 따라 달라지며 강성, 강도, 주름성 및 온도 저항을 포함한 원하는 구조적 특성을 달성하기 위해 다양할 수 있습니다.

표시된 바와 같이, 지지층 또는 베이스 레이어의 구성은 사용 목적에 따라 달라질 수 있습니다. 중부하 공기, 가스 터빈, 자동차 공기 및 펄스 세척 용도의 경우 지지체는 바람직하게는 셀룰로오스 또는 합성/셀룰로오스 혼합물과 같은 습식 종이입니다. HVAC, 액체, 기내 공기 필터 및 HEPA 여과와 같은 다른 시장에서는 습식 셀룰로오스, 유리, 합성, 카드, 스펀본드 및 멜트블로운 부직포가 지지대에 포함될 수 있습니다.