내열 필터는 한 가지 물건처럼 들리지만 그 안에 들어가는 여재는 적어도 네 가족으로 나뉘고, 온도 상한이 3배, 값이 10배 차이 납니다. 잘못 고르면 돈만 버리는 것이 아니라 공정 중에 필터가 부서져 섬유를 흘리고 제품을 오염시킬 수도 있습니다.
네 가지 내열 여재 한눈에 보기
| 항목 | 유리섬유 | 석영 섬유 | 금속 섬유(스테인리스/니켈계) | 세라믹 섬유 |
|---|---|---|---|---|
| 연속 사용 상한 | 350 °C(특수 배합 400 °C) | 1000 °C | 600 °C(니켈계는 800 °C까지) | 1200 °C |
| 순간 내성 | 400 °C | 1200 °C | 800 °C | 1400 °C |
| 여과 효율 | H14까지 가능(99.995%) | 보통 E10–H12 | E10–H12 | E10–E11 |
| 초기 압력손실(같은 풍속) | 낮음(120–250 Pa) | 중간(200–400 Pa) | 높음(300–600 Pa) | 높음(400–800 Pa) |
| 세척 재사용 여부 | 일회성 | 일회성 | 역세 또는 초음파 세척 가능 | 일부 세척 가능 |
| 상대 가격 | 1x | 3–5x | 5–8x | 8–12x |
| 전형적 수명 | 6–18개월 | 6–12개월 | 3–5년(세척 시) | 2–5년 |
여재별 깊이 보기
유리섬유 —— 가성비의 왕
유리섬유는 HEPA/ULPA 필터에 가장 많이 쓰이는 재료입니다. 보통의 붕규산 유리섬유는 내열이 약 250 °C이고, 특수 무붕소 배합(니폰무키의 내열 HEPA 등)은 350–400 °C까지 갑니다.
장점:
- ▸여과 효율이 가장 높아 ULPA 등급(U15/U16)까지 갑니다
- ▸압력손실이 가장 낮아 송풍기 부담이 적습니다
- ▸공급망이 성숙해 값이 가장 저렴합니다
단점:
- ▸온도 상한을 넘으면 물러져 부서지고, 그 부스러기 오염은 여과를 안 하느니만 못합니다
- ▸세척할 수 없어 수명이 다하면 통째로 갈아야 합니다
- ▸급랭·급열에 민감합니다(열충격에 약함)
알맞은 현장: 반도체 확산로 배기(350 °C 이내), CVD 후단 냉각 배기, 청정 건조로입니다
석영 섬유 —— 온도 천장이 가장 높은 순수파
석영 섬유는 SiO2 순도가 99.9% 이상인 특수 섬유로 내열이 1000 °C에 이릅니다. 유리섬유의 거의 3배입니다.
장점:
- ▸온도 상한이 대단히 높습니다
- ▸화학적으로 불활성이라 금속 이온을 내놓지 않습니다
- ▸금속 오염을 조금도 허용하지 않는 현장에 알맞습니다
단점:
- ▸여과 효율이 유리섬유 HEPA만 못합니다(보통 H12가 한계입니다)
- ▸섬유가 무르러 운송과 설치 중에 손상되기 쉽습니다
- ▸값이 유리섬유의 3–5배입니다
알맞은 현장: 고온 산화로, 어닐링로, 초고순도가 필요한 반도체 전단 배기입니다
금속 섬유 —— 씻어서 다시 쓰는 억센 재료
316L 스테인리스나 니켈 합금을 2–20 마이크로미터의 가는 실로 뽑아 소결해 여재로 만듭니다. 가장 큰 강점은 세척해 반복 사용할 수 있다는 것입니다.
장점:
- ▸기계적 강도가 대단히 높아 진동과 충격에 강합니다
- ▸역세로 먼지를 털거나 초음파로 씻을 수 있어 수명이 3–5년입니다
- ▸내식성이 좋습니다(특히 316L과 하스텔로이)
단점:
- ▸여과 효율 상한이 낮은 편입니다(보통 H12가 천장입니다)
- ▸압력손실이 높은 편입니다
- ▸초기 구입 비용이 높습니다(다만 총소유비용으로 환산하면 더 낮을 수 있습니다)
알맞은 현장: 소각로, 알루미늄 용해로, 시멘트 킬른, 고온 분진 회수입니다
세라믹 섬유 —— 극한 환경의 마지막 방어선
알루미나나 탄화규소 기반의 세라믹 필터관과 필터판으로 내열이 1200 °C에 이르러 네 여재 가운데 가장 높습니다.
장점:
- ▸온도 상한이 가장 높습니다
- ▸강산과 강알칼리에 강합니다
- ▸일부 구조는 역세로 먼지를 털 수 있습니다
단점:
- ▸여과 효율이 가장 낮습니다(보통 E11까지입니다)
- ▸압력손실이 가장 높습니다
- ▸값이 가장 비쌉니다(유리섬유의 8–12배입니다)
- ▸무르러 설치할 때 조심해야 합니다
알맞은 현장: 제강로, 유리 용해로, 초고온 소각로, 화학 반응기 배기입니다
선정 의사결정 나무
Step 1: 연속 사용 온도를 확인합니다
- ▸350 °C 이하 → 유리섬유(가장 경제적)
- ▸350–600 °C → 금속 섬유
- ▸600–1000 °C → 석영 섬유 또는 니켈계 금속 섬유
- ▸1000 °C 이상 → 세라믹
Step 2: 여과 효율 요구를 확인합니다
- ▸H13/H14가 필요하다 → 유리섬유만 해낼 수 있습니다
- ▸E10–H12면 충분하다 → 네 가지 모두 가능하니 온도와 예산을 봅니다
Step 3: 총소유비용(TCO)을 따집니다
- ▸필터를 한 번 갈 때 정지 비용이 큰가? → 세척 가능한 금속 섬유를 고려합니다
- ▸필터가 싸고 정지 비용이 낮은가? → 쓰고 버리는 유리섬유가 가장 이득입니다
자주 묻는 질문
Q: 유리섬유 HEPA가 350 °C라고 적혀 있는데 실제로 300 °C로 써도 안전합니까?
제조사가 적은 것이 연속 사용 온도인지 순간 내성 온도인지 봐야 합니다. 앞의 것은 장기 운전이 가능한 상한이고 뒤의 것은 몇 분밖에 못 버팁니다. 사기 전에 반드시 확인하십시오. 적힌 것이 순간값이라면 300 °C로 오래 돌릴 때 반년 만에 물러질 수도 있습니다.
Q: 금속 섬유 필터는 세척하면 효율이 떨어집니까?
조금 떨어지지만 폭은 크지 않습니다(보통 2% 미만). 관건은 세척 방법입니다. 역세로 먼지를 터는 것이 효율에 미치는 영향이 가장 작고, 화학 세척은 약제 적합성에 유의해야 합니다. 세척할 때마다 DOP나 PAO로 효율을 한 번 재서 확인하기를 권합니다.
Q: 세라믹 필터관은 금속 섬유보다 훨씬 비싼데 언제 꼭 써야 합니까?
두 가지 상황입니다. 하나는 온도가 800 °C를 넘을 때(금속 섬유의 상한), 다른 하나는 배기에 강산이나 강알칼리가 섞여 있을 때(금속을 부식시킵니다)입니다. 두 조건 모두 해당하지 않으면 금속 섬유가 대개 더 나은 선택입니다. 세척할 수 있고 수명이 길며 TCO가 더 낮습니다.
Q: 같은 설비에 두 가지 여재를 섞어 써도 됩니까?
됩니다. 그리고 아주 흔합니다. 예를 들어 첫째 단에 금속 섬유 필터를 두어 굵은 분진을 막고(세척 횟수를 줄임) 둘째 단에 유리섬유 HEPA를 두어 미세 입자를 잡습니다. 중요한 것은 두 단 사이의 온도가 유리섬유가 견딜 수 있는 범위까지 내려가야 한다는 점입니다.
Q: 여재가 이미 물러졌는지 어떻게 판단합니까?
유리섬유와 석영은 물러지면 여과면을 손으로 살짝 눌렀을 때 잘게 부스러지는 사각사각 소리가 나고, 심하면 표면에 흰 가루가 보입니다. 금속 섬유는 물러지지 않지만 고온 산화로 색이 변합니다(은회색에서 짙은 갈색으로). 압력손실이 갑자기 떨어졌다면 여재가 찢어졌을 가능성이 큽니다. 이때는 압력손실이 낮은 것이 오히려 나쁜 소식입니다.
