KR20030082220A - 자동차용 에어 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자동차용 에어필터에 있어서, 합성고분자 접착제와, 참숯원료와, 합성섬유를 초음파 융착시키고 니들펀칭(Needle Punching)에 의해 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤구조로 결합시킨 참숯부직포를 가열하면서 길이방향으로 지그재그로 절곡시킨 절곡참숯부직포; 및 상기 절곡참숯부직포의 테두리부를 따라 사출성형에 의해 상기 절곡참숯부직포를 수용결합시키는 필터프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 자동차 외부의 대기 중에 포함된 미세한 먼지 또는 분진을 포집할 수 있으며 에어필터에 이차적으로 서식할 수 있는 각종 세균의 증식을 억제하고 냄새를 제거하여 위생적이고 쾌적한 공기가 자동차 실내에 유입되도록 할 수 있다.

Description

자동차용 에어 필터{Air filter for automobile}

본 발명은 자동차용 에어필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의공기유입구에 설치되어 차량내부로 유입되는 오염된 외부 공기를 정화하는 자동차용 에어필터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차량내부로 유입되는 대기 중의 공기에는 먼지는 물론 알레르기를 유발하는 꽃가루, 분진, 미세 세균 그리고 악취 등이 포함되어 있으며, 이와 같이 오염된 외부의 공기를 정화하지 않고 밀폐된 차량내부로 유입시킨다면 운전자를 비롯한 탑승자들에게 불쾌감과 아울러 호흡곤란 등과 같은 인명 건강상에 치명적인 해를 끼칠 수 있으므로, 자동차 외부 대기 중의 공기에 포함되어 있는 먼지나 분진, 그리고 세균성 유해물질들을 가급적 제거된 상태에서 자동차 내부로 유입될 수 있도록 하여야 한다. 이를 위하여 자동차 외부의 공기가 유입되는 통로, 예를 들면 자동차 공조장치 내의 공기유입구 등에 자동차용 에어필터를 장착하여 먼지 또는 분진 등을 제거하게 되는데, 자동차용 에어필터는, 대기 중에 포함되어 있으면서 인체에 질병을 유발하는 미세 입자들을 자동차의 공조장치 내에서 자동차의 외기 유입모드 또는 내부순환모드 작동 시에 여과시키는 기능을 하게 된다

그런데, 이러한 종래의 자동차용 에어필터는, 일반적으로 단순한 부직포나 합성섬유를 필터프레임에 고정시켜 외부의 공기가 필터프레임에 결합된 단순한 부직포나 합성섬유를 통과하면서 정화되도록 구성되어 있는데, 이와 같이 단순한 부직포나 합성섬유를 사용함으로써 외부 공기 중에 포함된 크기가 다소 큰 먼지 또는 분진 등의 제거는 가능하나 미세한 먼지나 분진 등은 포집하지 못하며, 단순한 부직포나 합성섬유에 곰팡이등 세균류가 번식하게 되고 불쾌한 냄새가 발생된다. 따라서 종래의 자동차용 에어필터로는 에어필터에 이차적으로 서식할 수 있는 세균의증식을 억제하거나 냄새를 제거하는 기능을 수행하기에는 부족한 문제점이 있었다.

또한 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공기를 정화시키며 음이온을 방출하고 항균 및 소취작용을 하는 숯을 공기유입구에 설치하는 기술이 소개되었으나, 이 기술의 경우에는 숯을 덩어리로 공기유입구에 넣기 때문에 부피를 많이 차지하게 되는 점, 숯가루 등이 실내로 유입되어 탑승자의 입속으로 들어가는 점, 설치된 숯을 교환하기가 불편한 점 등 여러 가지 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 자동차 외부의 대기 중에 포함된 미세한 먼지 또는 분진을 포집할 수 있으며 에어필터에 이차적으로 서식할 수 있는 각종 세균의 증식을 억제하고 냄새를 제거하여 위생적이고 쾌적한 공기가 자동차 실내에 유입되도록 할 수 있는 자동차용 에어필터를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터의 사시도,

도 2는 절곡참숯부직포의 사시도,

도 3은 도 1의 평면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도,

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터가 설치되는 상태를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 자동차용 에어필터 10 : 절곡참숯부직포

11 : 테두리부 13 : 절곡부

20 : 필터프레임 21 : 몸체

23 : 손잡이 30 : 공조장치의 공기유입하우징

31 : 공기유입구

상기 목적은, 본 발명에 따라, 합성고분자 접착제와, 참숯원료와, 합성섬유를 초음파 융착시키고 니들펀칭(Needle Punching)에 의해 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤구조로 결합시킨 참숯부직포를 가열하면서 길이방향으로 지그재그로 절곡시킨 절곡참숯부직포; 및 상기 절곡참숯부직포의 테두리부를 따라 사출성형에 의해 상기 절곡참숯부직포를 수용결합시키는 필터프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 참숯부직포는, 합성고분자 접착제 1∼6wt%와, 참숯원료10∼25wt%와, 합성섬유 69∼89wt%로 구성되고, 상기 절곡참숯부직포는 약 150℃-250℃의 온도 하에서 지그재그로 절곡되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 필터프레임의 적어도 일측 단부에는 손잡이를 마련하는 것이 자동차의 공기유입구에 에어필터를 탈, 부착시킬 때에 편리하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터의 사시도이고, 도 2는 절곡참숯부직포의 사시도로서, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터(1)는, 소정 간격을 두고 지그재그로 절곡시킨 절곡참숯부직포(10)와, 절곡참숯부직포(10)의 테두리부(11)를 따라 절곡참숯부직포(10)를 수용결합시키는 필터프레임(20)을 포함한다. 여기서 절곡참숯부직포(10)는 단위 면적당 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위하여 참숯부직포를 길이방향으로 연속해서 삼각파형으로 절곡시킨 것으로서, 거의 사각형상의 필터프레임(20)의 내측에 위치하여 결합되어 필터프레임(20)에 의해 수용지지된다.

본 발명에서는, 에어필터의 부직포 또는 합성섬유에 서식할 수 있는 세균의 번식을 억제하고 냄새를 제거하기 위하여 참숯원료의 성질을 이용하는데, 참숯원료는 원적외선, 음이온을 방출하고 습도를 조절하며 냄새를 제거하는 등 다양한 효능이 있음은 이미 공지의 사실이다. 이러한 참숯의 효능을 에어필터에 접목시키기 위하여 사용되는 참숯부직포는, 일반 부직포와 달리 참숯원료가 폴리에스테르 섬유 등의 합성섬유에 첨가된 것으로서, 참숯원료가 합성섬유에 완벽하게 접착되도록 하는 것이 난이하기 때문에 비닐계 또는 에폭시계와 같은 합성고분자 접착제를 첨가하고 초음파 융착을 통하여 제작된다. 이를 자세히 설명하면, 합성고분자 접착제 1∼6wt%와, 참숯원료 10∼25wt%와, 합성섬유 69∼89wt%의 합성섬유를 초음파 융착시키고 니들펀칭(Needle Punching)에 의해 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤구조로 결합시키면 참숯부직포가 제작된다. 이 참숯부직포를 적당한 크기로 절단한 후, 약 150℃∼250℃의 온도 하에서 길이방향으로 지그재그로 절곡하면 도 2에 도시된 바와 같이 절곡부(13)를 갖는 절곡참숯부직포(10)가 제작되게 된다. 절곡 시에 약 150℃∼250℃의 온도를 유지하기 위해서, 절곡기계(미도시)의 상하에 히터를 설치하고 소정의 온도로 설정된 히터를 설정하여 작동시키고 절곡참숯부직포(10) 주위로 뜨거운 공기가 가도록 바람을 불게하는 방법이 사용되고 있다.

초음파 융착은, 초음파 진동 에너지가 혼을 통하여 용착물에 전달되면 용착물의 접합면에서 순간적인 마찰열이 발생하여 융착물이 용해 접착되어 강력한 분자적 결합이 이루어도록 하는 공정으로서, 참숯원료를 합성섬유에 접합시킬 때 사용되는 합성고분자 접착제의 한계를 극복하기 위하여 실시되는 공정이다. 따라서 초음파 융착을 하게되면, 합성고분자 접착제에 의하여 참숯원료가 접착된 합성섬유 속에 초음파 에너지가 전달되어 합성섬유 상호간이나 참숯원료 상호간의 미세한 융착이 발생되게 되어 미세한 구멍들이 복잡하게 얽히게 됨으로써, 일반 부직포보다 더 미세한 먼지 또는 분진들의 통과를 억제할 수 있게 된다. 그리고 니들펀칭(Needle Punching)은 직물을 기계적으로 결합하는 부직포 제조방법의 하나로서, 이로써 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부가 3차원적인 랜덤구조로 결합되는 참숯부직포가 제작되게 된다. 이와 같이 초음파 융착과 니들펀칭을 통해 제작된 참숯부직포는 일반 부직포보다 생성되는 구멍이 미세해 질뿐만 아니라 각 구멍이 상호 복잡하게 얽히게 되어 외부로부터 유입되는 미세한 먼지나 분진을 제거할 수 있게 된다.

도 3은 도 1의 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도로서, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 필터프레임(20)은 절곡참숯부직포(10)를 수용지지하는 몸체(21)와, 몸체(21)의 길이방향의 일측 단부에 마련되는 손잡이(23)를 갖는다.

필터프레임(20)은 사출성형에 의하여 제작되는데, 폴리프로필렌 등의 플라스틱을 약 200℃로 알맞게 가열하여 용융상태로 만든 후, 이것을 절곡참숯부직포(10)가 미리 삽입되어 있는 금형(金型) 내의 성형공간(Cavity)으로 사출한다. 사출된 용융상태의 플라스틱은 금형 내 성형공간의 구석까지 흘러 들어가서 굳게 되는데 이 때에 절곡참숯부직포(10)는 플라스틱이 굳으면서 자동적으로 필터프레임(20)에 결합되게 된다. 그리고 나서 금형 속에서 필터프레임(20)을 꺼내게되면 필터프레임(20)과 절곡참숯부직포(10)가 일체로 된 자동차용 에어필터(1)가 완성된다. 여기서 필터프레임(20)과 절곡참숯부직포(10) 결합부위를 상세히 살펴보면, 필터프레임(20)의 길이방향의 상호 대향하는 두 모서리의 내측에 형성되는 돌출부(25)와, 필터프레임(20)의 길이방향의 가로로 상호 대향하는 두 모서리의 내측에 절곡참숯부직포(10)의 테두리부(11)가 소정 깊이만큼 삽입되어 플라스틱이 굳으면서 필터프레임(20)과 절곡참숯부직포(10)가 틈새 없이 별도의 결합부재없이 결합되게 된다.

손잡이(23)는 자동차의 공기유입구(31)에 에어필터를 탈착 또는 부착할 때에작업자가 손잡이(23)를 사용할 수 있도록 하여 에어필터의 탈, 부착을 편리하게 하는데, 본 실시 예에서는 손잡이(23)가 몸체(21)의 길이방향의 일측 단부에 하나 마련되어 있다. 그러나, 손잡이는 없을 수도 있으며 양측 단부에 모두 마련되도록 구성할 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터(1)의 설치 및 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차용 에어필터가 설치되는 상태를 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 자동차용 에어필터(1)는 공조장치의 공기유입하우징(30)에 형성된 공기유입구(31)에 공기유입구(31)를 차단하도록 설치된다. 이 때 손잡이(23)를 사용하여 밀어 넣을 수 있으며 교체할 때에도 손잡이(23)를 이용하면 편리하다. 자동차용 에어필터(1)가 설치된 경우에 자동차 외부의 대기 중에 있는 공기는 외부공기흡입구(32)를 통하여 유입되어 자동차용 에어필터(1)를 통과하게 된다. 이 때에 공기 중에 포함된 꽃가루, 먼지 또는 분진 등이 절곡참숯부직포(10)에 생성된 미세한 구멍을 통과하지 못하고 걸러지게 되어 순수한 공기만이 통과하게 된다. 또한 항균 및 소취작용을 하는 참숯성분에 의하여 부직포에 서식할 수 있는 세균의 번식이 억제되고 냄새도 제거되게 된다. 이와 같이 에어필터를 통과하여 위생적이고 쾌적한 상태에 있게 되는 공기는 실내공기흡입구(33)를 통하여 차량내부로 유입되어 탑승자에게 제공된다.

이상과 같이, 참숯원료가 합성섬유와 초음파 융착되고 니들펀칭에 의해 제조된 참숯부직포를 약 150℃∼250℃의 온도에서 지그재그로 절곡시킨절곡참숯부직포(10)를, 고밀도수지의 사출성형에 의해 필터프레임(20)에 수용결합되도록 자동차용 에어필터(1)를 구성함으로써 자동차 외부의 대기 중에 포함된 다소 크기가 큰 먼지 또는 분진뿐만 아니라 미세한 먼지 또는 분진을 포집할 수 있으며 에어필터에 이차적으로 서식할 수 있는 각종 세균의 증식을 억제하고 냄새를 제거할 수 있게 된다.

그리고, 필터프레임(20)의 몸체(21)에 손잡이(23)를 설치함으로써 자동차용 에어필터(1)의 탈착 및 부착을 편리하게 할 수 있도록 한다.

전술한 실시 예에서는, 참숯부직포가, 합성고분자 접착제 1∼6wt%와, 참숯원료 10∼25wt%와, 합성섬유 69∼89wt%로 구성되는 것에 대하여 상술하였으나, 이는 에어필터의 절곡참숯부직포가 참숯원료에 의하여 검게 보이는 경우에 소비자에게 오래 된 에어필터로 오해받을 수 있는 문제점과 참숯원료가 공기정화 기능에 필요한 정량, 그리고 참숯원료의 합성섬유에 접착정도 등을 고려한 것이므로 적절한 용도에 따라서는 그 범위를 변경할 수 있음은 당연하다.

또한, 전술한 실시 예에서는 절곡참숯부직포가 약 150℃∼200℃의 온도로 가열되면서 지그재그로 절곡된 것에 대하여 상술하였으나, 이는 상온의 경우에는 절곡이 어렵고 고온의 경우에는 절곡참숯부직포가 용융되는 문제점을 고려한 것이므로 이러한 문제점이 해결될 수 있다면 적절한 온도를 선택하여 절곡할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자동차 외부의 대기 중에 포함된미세한 먼지 또는 분진을 포집할 수 있으며 에어필터에 이차적으로 서식할 수 있는 각종 세균의 증식을 억제하고 냄새를 제거하여 위생적이고 쾌적한 공기가 자동차 실내에 유입되도록 할 수 있도록 한 자동차용 에어필터가 제공된다.

Claims (4)

1. 합성고분자 접착제와, 참숯원료와, 합성섬유를 초음파 융착시키고 니들펀칭(Needle Punching)에 의해 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤구조로 결합시킨 참숯부직포를 가열하면서 길이방향으로 지그재그로 절곡시킨 절곡참숯부직포; 및

   상기 절곡참숯부직포의 테두리부를 따라 사출성형에 의해 상기 절곡참숯부직포를 수용결합시키는 필터프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 참숯부직포는,

   합성고분자 접착제 1∼6wt%와, 참숯원료 10∼25wt%와, 합성섬유 69∼89wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절곡참숯부직포는 약 150℃∼250℃의 온도 하에서 지그재그로 절곡된것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 필터프레임의 적어도 일측 단부에는 손잡이가 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어필터.