1. 분석용 여과지(filter paper)의 원리와 종류

다공성 재질(그림1. B 참고)의 맴브레인과는 달리 분석용 여과지(filter paper) (그림1. A)는 섬유성 재질이 뒤엉켜 있는 종이로 주로 불순물 입자를 거르는 용도로 사용된다.

불순물 제거율: 50-90%

<그림1> 분석용여과지(A) 및 맴브레인 필터(B)의 단면도

 

2. 분석용 여과지(filter paper)의 재질에 따른 응용과 특징

분석용 여과지는 다양한 재질로 제공되어 각 재질이 갖춘 특징에 따라 다양한 응용 분야에 접목시켜 사용할 수 있다.

재질 응용 특징 공급형태
Cellulose fiber

셀룰로오스 섬유

  • 정량/정성 여과
  • 토양 분석
  • 광산업
  • 코튼 펄프
  • 알파셀룰로오스 99%이상
  • 원형
  • 원통형
Glass fiber

유리섬유

  • 부유물질분석 (폐수 검사)
  • 공기포집
  • 멤브레인필터의 전처리필터 (Prefilter)
  • 100% 붕규산유리(내열성 유리)
  • 셀룰로오스필터보다 높은 유속
  • 높은 내열성 (500C)
  • 높은 내화학성
  • 원형
  • 시트
  • 원통형
Quartz fiber

석영 섬유

  • 에어 샘플링 최적화
  • 먼지 모니터링
  • 환경 분석
  • 99% silica fiber (SiO2)
  • 내열성 (1000 ‘C)
  • 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 포집
  • 고온에서의 산성가스 포집
  • 원형
  • 시트
  • 원통형
PTFE fiber

플라스틱 섬유

  • 유기용매, 산, 알칼리 등
  • 화학
  • 내화학성
  • 소수성, 공기필터링
  • Autoclave 가능
  • 원형
  • 시트
  • 원통형

 

3. 분석용 여과지(filter paper) 제공 형태

분석용 여과지는 사용 용도에 따라 적절한 형태로 제작되어 공급되기 때문에 응용에 맞는 알맞은 제품을 선택해서 사용할 수 있다.

1) Sheet 형 (시트 형)

2) Disc 형 (원형)

 

3) Thimble 형 (원통형)

 

 

4) Roll 형 (Advantec 주문 제작 가능 제품)

 

4. 분석용 여과지(filter paper)의 종류와 그 특징

필터(여과지) 명 제공형태 특징
정성 여과지

(Qualitative Filter Paper)

원형 분석 시료에 존재하는 침전물의 제거 및 정제(불순물 제거)에 사용. 값싼 가격에 여러가지 사이즈로 제공하기 때문에 일반 연구실 및 생산현장에서 주로 사용

  • 고품질의 Alpha cotton cellulose 재질 사용
  • pH 내성 : 0 ~ 12
  • 내열성 최대 120℃
  • 침전물 정제 및 제거 (정성분석)
  • Ash content : 0.1%
정량 여과지

(Quantitative Filter Paper)

원형 분석 시료 중에 존재하는 물질 종류 및 양을 검출하는 등의 중량분석 시 사용

  • 고품질의 Alpha cotton cellulose 재질 사용
  • 기기분석 전처리, 중량 분석 및 환경 모니터링
  • Ash content: 0.01% (Ashless)
  • Low metal contents
크로마토그래피 필터 시트형 입자가 많은 용매에 대한 분리 실험에 사용하는 최고급 여과지. 여지의 유속이 느릴수록 해상도가 높음
유리섬유 필터 원형, 시트형

 

붕규산 유리(내열성 유리)로 제작되어 내화학성과 내열성이 뛰어난 필터. 멤브레인 필터의 사용 연장을 위해 전처리필터로 사용

  • Autoclave 가능
  • 내열성(non-binder : 500 ℃까지 가능)
  • 장기간 보관 가능: 습도에 영향을 받지 않음
  • 물/공기 오염 분석 실험에 적합
  • 수용액 정제용
석영섬유 필터 원형, 시트형 내화학적 및 내열성이 뛰어난 고순도 필터로 극미량의 금속물을 함유. 특히 Qr-100 제품은 1000 ℃ 에서 2시간 동안 미리 화염 처리 과정을 거쳐 유기적 오염을 최소화하도록 생산

  • Autoclave 가능
  • 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 흡착하지 않음
  • 장기간 보관 가능: 습도에 영향을 받지 않음
  • 고온(>500℃ 이상)에서 산성가스 실험에 이용
  • 공기 오염실험에 이용
PTFE 필터 원형, 시트형 Pure PTFE fiber를 소결처리하여 제작한 필터. Fiber 추출량이 적어 여과액의 오염 방지 가능  

  • Autoclave 가능
  • 적용온도: -120℃~260℃
  • 소수성 재질로 고온의 오일이나 화학적으로 강한 용매에 사용
  • 공기 및 가스 벤팅 여과
  • 대기 중 입자 수집

 

<회분 분석 실험>

회분분석 실험은 정량 여과지를 사용해서 이뤄지는 대표적인 실험 방법이다.

회분 분석 실험 중 정량여과지는 시료 중 조회분의 무게를 측정하는 용도로 사용된다. 회화 전 칭량한 도가니만의 무게를 잰 후(그림 2. 10.0 g), 시료를 여과한 정량여과지를 도가니에 넣고 회화시키면 시료 중 유기물은 회화로에서 분해되고 분해되지 않는 무기물인 회분(Ash)이 남게 된다. 이때 회분의 양 뿐만 아니라 불순물이 함유되어 있을 수 있기 때문에 도가니 속의 무기물을 조회분(粗灰分, Crude Ash)이라 칭하고, 이때 무게(그림 2. 10.5 g)를 잰 후 회화 전 도가니만(그림2. 10.0 g)의 무게를 빼준 양을 이를 조회분함량(0.5 g)으로 측정한다.

<그림 2>  회분 분석 실험 모식도

 

5. ADVANTEC 분석용 여과지(filer paper)의 제품별 상세특징

1) 정성 및 정량 여과지

타입 Grade 용도/특징 유속(sec) 명목상 공경 (μm)
정성 No.1

크고 거친 침전물 여과에 적합 (여과 속도 가장 빠름)

염색 시험 / 점조액 여과 / 학교 과학 실험

45 6

(Coarse)

No.2

중간 입자의 침전물 포집에 적합 (여과지 중에서 가장 두께가 두꺼움)

침전물을 잘 걸러내어 일반정성분석에 적합 (학교 실험용)

80 5

(Medium)

정량 No.5A

(Ashless)

>10μm 굵은 입자 또는 젤라틴 침전물 포집용 (가장 빠른 유속)

환경 모니터링, 강철에서의 실리카 함유량 분석에서 사용

60 7

(Coarse & gelatinous)

No.5B

(Ashless)

5 – 10μm 중간 크기 입자 포집용 (ex. CaCO3, PbSO4, CaCO4, MnCO3)

토양 분석 및 중금속 분석에서 사용

195 4

(Medium)

No. 5C

(Ashless)

< 5μm이하의 미세 침전물 포집용(ex. SrSO4, BaSO4, HgCrO4)

콜로이드 분산 및 중량 분석에서 사용

570 1

(Fine)

No. 6

(Ashless)

2 – 10μm이하의 약간 미세 침전물 포집용

토양화학 분석에서 사용

300 3

(Medium Fine)

 

2) 유리섬유 필터

제품 종류 용도 / 특성
GA-55
  • 두께가 얇아 정제 여과용 적합
  • 공기 오염 모니터링
GF-75
  • 포집(collection)효율성 최상
  • 극미세한 입자 여과실험에도 적합
GA-100
  • 여과 속도의 효율성우수
  • 점성이 높은 시료 여과에 적합
GA-200
  • 두께가 두꺼워 오염물에 대한 보유력이 매우 우수
  • 점성이 높거나 이물질이 많은 시료 여과에 적합
GB-100R
  • 대기오염물질(먼지 및 금속) 실험용
  • 미량금속 함량 실험에도 적합
GB-140
  • 염물에 대한 보유력 우수
  • 부유물질 (SS) 분석 실험에 적합
GC-50
  • 두께가 얇고, 포집(collection)효율이 매우 우수한 필터
  • 멤브레인 필터의 전처리 필터용
  • 신틸레이션 계수 실험용 (Scintillation counting)
GC-90
  • 유기바인더 필터로 미세입자 및 대기오염물질 시험 용
  • 멤브레인필터의 전처리 필터용
GD-120
  • 메디아 포집 효율성이 높음
  • 멤브레인필터의 전처리 필터용
GS-25
  • 유기바인더 필터로 부유물질(SS) 분석 실험에 적합
  • 강도가 높고 섬유질(fiber) 방출이 적음
DP-70
  • 유기바인더 필터로 고농축된 단백질 및 기타 시료에 적합

 

3) 석영섬유 필터

제품 종류 용도 / 특성
QR-200
  • 두꺼운 석영 섬유질의 무기(inorganic) 바인더 필터
  • 낮은 흡착력
  • 대기중의 입자 모니터링
QR-100
  • 바인더 없는 석영섬유질 필터
  • 우수한 화학적 내성으로 acid gas를 흡착하지 않음

 

 

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