KR100240047B1 - 필터소자 및 그 제조방법(filter element and fabrication method for the same) - Google Patents

필터소자 및 그 제조방법(filter element and fabrication method for the same) Download PDF

Info

Publication number
KR100240047B1
KR100240047B1 KR1019960030307A KR19960030307A KR100240047B1 KR 100240047 B1 KR100240047 B1 KR 100240047B1 KR 1019960030307 A KR1019960030307 A KR 1019960030307A KR 19960030307 A KR19960030307 A KR 19960030307A KR 100240047 B1 KR100240047 B1 KR 100240047B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
suction
inner mold
slurry
filter element
fibers
Prior art date
Application number
KR1019960030307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970005351A (ko
Inventor
마사히토 스기우라
도시히코 무라세
요시히사 사나미
도시히로 다카하라
아쓰시 고사카
다케하루 마에가와
소지로 쓰치야
Original Assignee
오카메 히로무
가부시키가이샤 덴소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP19381895A external-priority patent/JP3518074B2/ja
Priority claimed from JP13981496A external-priority patent/JP3700249B2/ja
Application filed by 오카메 히로무, 가부시키가이샤 덴소 filed Critical 오카메 히로무
Publication of KR970005351A publication Critical patent/KR970005351A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100240047B1 publication Critical patent/KR100240047B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/111—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B01D29/213—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets having a concertina shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/56—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection
    • B01D29/58—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection arranged concentrically or coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/04—Organic material, e.g. cellulose, cotton
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B01D39/163—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin sintered or bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B01D46/14—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces arranged in a star shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/54—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms
    • B01D46/546—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms using nano- or microfibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/18—Filters characterised by the openings or pores
    • B01D2201/182—Filters characterised by the openings or pores for depth filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/18—Filters characterised by the openings or pores
    • B01D2201/188—Multiple filtering elements having filtering areas of different size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/064—The fibres being mixed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/069—Special geometry of layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/08—Special characteristics of binders
    • B01D2239/086—Binders between particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1208—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/30—Porosity of filtering material
    • B01D2275/305—Porosity decreasing in flow direction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

오일필터용 필터소자가 5㎛ 이상 직경의 메인섬유 및 5㎛보다 작은 직경의 미세섬유로 구성되어 있다. 미세섬유들은 0.005 내지 0.02g/㎤의 밀도로 충전되어 있다. 이들 섬유를 포함하는 슬러리를 흡인개구를 통해 흡인유닛 속으로 흡인함으로써 성형체를 형성한다. 상기 필터소자에는, 그 외주변보다 내주변의 미세섬유가 더욱 조밀한 형태의 밀도 기울기가 주어져 있다. 흡인단계에 이어서, 후속 탈수단계 및 가열단계를 위해 상기 내부몰드와 함께 성형체를 분리한다. 이들 공정들이 진행되는 동안, 내부몰드는 상기 성형체내에 놓인 상태를 유지한다.

Description

필터소자 및 그 제조방법
본 발명은 유체를 여과하여 고체 입자를 제거하기 위한 필터소자(filter element) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오일필터(oil filter) 또는 에어필터(air filter)용 필터소자로서의 종래 종이 필터의 경우 여과효율 향상을 위해 5㎛보다 작은 직경(적어도 0.04g/㎤의 충전 밀도)을 갖는 미세섬유로 제조됨은 주지의 사실이다. 이와 관련하여서는, 일본국 공개특허공보 소 57-132522, 소 58-205520 및 평 3-12208호를 참조할 수 있다. 슬러리(slurry), 또는 미소 내지 미세섬유 현탁액(suspension) 및 용액중의 천연 또는 화학섬유를 한장의 종이로 변형시키는 데는 페퍼머쉰(paper machine)을 사용한다. 표면적 증대를 위하여, 종이는 소정의 형상으로 접혀져 있다.
앞서와 같은 방법으로 제조된 종이 필터는 높은 여과효율을 나타내기는 하나 압력손실의 문제를 겪게 된다. 이는 종이 필터가 통상 1mm보다 작은 두께를 지님과 아울러, 단위체적당 고밀도의 미세섬유를 갖기 때문이다. 이처럼 상기 종이는 그 표면적 증대 및 압력손실 감소를 위하여 접혀져야만 한다(때로는, 복잡한 형상으로). 이것은, 그러나, 제조원가 상승의 결과를 가져온다.
일본 특허출원공개 평 2-160043호에 의하면, 다공질판(porous plate)을 사용하여 섬유들을 흡인하고 필터소자로서의 성형체(molded body)를 형성하는 방법이 공지되어 있다. 성형체는 그후 상기 다공질판으로부터 분리된다. 성형체는 다량의 수분을 함유함으로써 셔벗(sherbet) 또는 솜(cotton) 유사의 상태이다. 이는 다공질판의 제거를 어렵게 한다. 또한, 높은 다공질성 때문에, 다공질판 제거후에 상기 성형체의 형상을 제대로 유지하기 어렵다. 이런 점으로 해서, 다공질판상에 놓여 있는 동안 성형체를 건조시키기도 했다. 그러나, 이러한 접근방법은, 성형체 및 섬유들이 다공질판에 달라붙는 관계로 다공질판 제거를 더욱 어렵게 한다. 보통, 상기 성형체의 경우, 그것이 제대로 갖추어야만 할 정확한 형상으로는 되지 않는다. 그 결과, 상기 흡인 및 성형공정에 이어지는 후속단계에 있어 성형체를 정확하게 위치설정하고 잡아주기가 어렵다. 다공질판을 제거하거나 또는 상기 성형체의 형상을 유지하기가 어렵기 때문에, 이러한 접근방법은 필터소자의 대량생산에는 적절치 못하다.
일본 특허공고 소 53-43709호에 의하면, 내부 실린더에 오목부를 구비한 것이 또한 공지되어 있다. 이 구조는 필터소자의 강성(rigidity)을 상당한 정도까지 감소시키는 바, 특히 오일필터내에 장착된 경우 등 가혹한 조건하에서 사용되는 때 그러하다. 즉, 압력차에 대해 취약하다. 단순 실린더와는 달리, 청정 및 오염측을 구분하기 위한 특별 시일(seal)을 또한 필요로 한다. 이는 제조원가 상승의 결과를 가져오게 된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 개선형 필터소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이 주목적이다.
본 발명의 다른 목적은, 저비용으로 높은 여과효율 및 낮은 압력손실을 얻을 수 있는 필터소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 높은 생산성을 가능케 하는 필터소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오일필터 전체의 단면도.
도2는 제1실시예에서 사용된 흡인형 몰드 시스템의 개략도.
도3은 제1실시예에서 사용된 흡인유닛의 사시도.
도4는 제1실시예에서 사용된 또다른 흡인유닛의 사시도.
도5는 필터소자의 사시도.
도6은 제1실시예에서 사용된 상기 흡인유닛의 사시도.
도7은 제1실시예에서 사용된 상기 흡인유닛의 단면도.
도8은 제1실시예에서 제조된 필터소자의 사시도.
도9는 제1실시예에서 상기 필터소자를 제조하는 공정을 나타내는 플로챠트.
도10은 제1실시예에서 상기 펌프 유량을 제어하는 방법을 나타내는 그래프.
도11은 미세섬유 밀도를 계단식으로 변화시켜 2층구조로 한 필터소자의 단면도.
도12는 상기 미세섬유 밀도를 계단식으로 변화시켜 3층구조로 한 필터소자의 단면도.
도13은 상기 미세섬유 밀도를 연속적으로 변화시킨 필터소자의 단면도.
도14는 상기 도9의 공정을 수정하여 필터소자를 제조하는 공정을 나타내는 플로챠트.
도15는 제1실시예에 따른 필터소자의 압력손실 및 여과효율을 나타내는 그래프.
도16은 제1실시예에 따른 필터소자에 있어 미세섬유 밀도와 압력손실 및 여과효율 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도17은 제1실시예의 수정으로서 상기 미세섬유 밀도를 연속적으로 변화시키는 공정을 나타내는 도면.
도18은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡인형 몰드 시스템 전체를 나타내는 도면.
도19는 제2실시예에 따라 필터소자를 제조하는 공정을 나타내는 플로챠트.
도20은 제2실시예의 미세섬유 밀도변화 패턴을 나타내는 그래프.
도21은 제2실시예의 수정예에 따른 흡인유닛 및 주입노즐 사이의 위치관계를 나타내는 평면도.
도22는 제2실시예에 있어 필터소자를 제조하는 공정을 나타내는 플로챠트.
도23은 상기 필터소자의 변형예를 부분 단면도로 나타내는 사시도.
도24는 필터소자의 변형예를 나타내는 평면도.
도25는 필터소자의 변형예를 나타내는 평면도.
도27은 본 발명의 제3실시예에 따른 몰드 시스템을 나타내는 사시도.
도28은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조된 필터소자의 사시도.
도29는 제3실시예에 사용된 흡인유닛을 나타내는 개략도.
도30은 제3 실시예에 있어 필터소자를 제조하는 공정을 나타내는 플로챠트.
도31은 제3실시예에 있어 몰딩 완료후의 흡인유닛 및 성형체를 나타내는 개략적 단면도.
도32는 제3실시예의 변형예로서 성형체와 함께 한 내부몰드의 수직 단면도.
도33은 제3실시예의 변형예로서 성형체와 함께 한 내부몰드를 나타내는 사시도.
도34는 제3실시예의 변형예로서 성형체를 부분 단면도로 나타내는 사시도.
도35는 본 발명의 제4실시예에 사용된 흡인유닛의 사시도.
도36은 제4실시예에 따른 내부몰드의 위치를 나타내는 개략도.
도37은 제4실시예의 흡인단계중에 있어 내부몰드의 위치를 나타내는 개략도.
도38은 제4실시예에서 제조된 성형체내의 섬유 방향을 나타내는 개략적 단면도.
도39는 제4실시예에서 제조된 성형체내의 섬유 방향을 나타내는 개략적 단면도.
도40은 본 발명의 제5실시예에 따른 흡인형 몰드 시스템의 개략적 평면도.
도41은 상기 도40의 흡인형 몰드 시스템의 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 오일필터 3 : 필터소자
11 : 물탱크 12 : 교반기
13 : 흡인유닛 14 : 흡인펌프
16 : 흡인파이프 17 : 토출파이프
132 : 흡인실린더 133 : 내부몰드
134 : 외부몰드 160 : 성형체
본 발명의 제1실시예에 따르면, 필터소자는 원통부분을 가짐과 아울러, 메인섬유(main fiber) 및 미세섬유(micro fiber)로 성형된다. 메인섬유는 적어도 5㎛의 직경을 가지며, 또한 미세섬유는 5㎛보다 작은 직경을 갖는다. 이들을 조합함으로써 보다 나은 여과효율을 얻게 된다.
바람직하게는, 압력손실을 감소시키고 여과효율을 향상시키기 위하여, 상기 미세섬유의 경우 0.115 내지 0.02g/㎤의 밀도를 갖도록 배열한다.
바람직하게는, 상기 필터소자에는, 유체 흐름방향에 대해 입구측에 있어서는 보다 다공질성이고 출구측에 있어서는 보다 조밀한 형태의 섬유밀도 기울기가 주어져 있다.
바람직하게는, 필터소자 제조에 사용되는 원통체의 외주 및 내주면중 적어도 하나에는 다수의 축방향 홈들이 형성되어 있다. 이는 필터소자의 표면적 증대로 이어져 압력손실 감소를 가져온다.
제조시에 있어서는, 메인섬유 및 미세섬유의 혼합물을 갖는 슬러리를 슬러리 탱크내 흡인유닛(suction unit) 속으로 흡인함으로써 상기 필터소자를 성형한다. 흡인유닛은, 필터소자의 표면적을 점차 증대시키는 형상으로 되어 있다. 예의 경우, 메인섬유를 주로 포함하는 제1슬러리가 담긴 슬러리 탱크 속으로 미세섬유를 주로 포함하는 제2슬러리를 주입한 후, 이들 제1슬러리 및 제2슬러리의 혼합물을 상기 흡인유닛내로 흡인하여 필터소자를 성형할 수도 있다. 이로써 상기 원통부분의 두께방향(반경방향)에 있어서의 미세섬유 충전밀도를 쉽게 바꿀 수 있다.
바람직하게는, 상기 슬러리가 흡인유닛 속으로 흡인되는 동안 흡인용 펌프의 유량이 변하거나, 흡인유닛 원주방향을 따라 흡인개구(suction opening) 수가 다르거나, 또는 주입 및 흡인단계중 상기 흡인유닛과 상기 제2슬러리 주입용 주입노즐 사이의 위치관계가 변한다.
본 발명의 제2실시예에 따르면, 흡인유닛내 내부몰드(inner mold)를 통해 섬유 슬러리를 흡인함으로써 만들어진 필터소자용 성형체는 상기 내부몰드과 일체화된 상태를 유지하게 된다. 내부몰드로 인하여 필터소자는 강화될 수 있다. 상기 흡인단계 완료후 성형체로부터 내부몰드를 제거하지 않아도 된다. 내부몰드 형상에 따라 상기 필터소자를 복잡한 형상으로 만들 수 있다.
바람직하게는, 상기 성형체는 내부몰드 선단을 지나 뻗어있다. 내부몰드 선단을 반드시 밀봉할 필요가 있다면, 그러한 시일(seal)은 내부몰드 선단에 일체로 성형한다.
제조시에 있어서는, 흡인단계에 이어지는 후속단계들에 있어 상기 성형체를 잡아주어 위치결정하는 하나의 기준으로 상기 내부몰드를 이용한다. 이처럼 내부몰드가 기준 역할을 하는 관계로, 계속되는 제조공정중 성형체의 위치결정이 용이해진다.
바람직하게는, 핀(fin)에 의해 내부몰드 선단에 형성된 공간을 상기 섬유들로 하여 폐쇄하고, 상기 내부몰드 내측 둘레에는 일체형 시일을 형성한다.
바람직하게는, 슬러리 탱크내에 순환흐름이 발생한다. 상기 흡인이 순환흐름내에서 이루어짐에 따라, 섬유들이 균일하게 분산된 슬러리가 활발하게 흡인된다.
바람직하게는, 내부몰드가 회전하는 동안 상기 흡인이 이루어짐으로써, 이들 섬유는 원주방향을 따라 사실상 균일한 밀도를 갖는다.
바람직하게는, 상기 흡인개구들은 내부몰드내에 있어 흡인원통 상방에 형성되어 있다. 흡인원통은 다공질성에서 내부몰드보다 낮기 때문에, 균일한 섬유밀도를 위한 상기 내부몰드를 통한 슬러리의 일정 흐름이 확보된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점 등은 첨부도면을 참조로 한 이하의 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 필터소자를 첨부도면을 참조로 설명한다.
[제1실시예]
도1에 나타낸 바와 같이, 오일필터(1)는 그 내부에 필터소자(3)가 담긴 원통 케이스(2)(예컨대, 철로 만듦)를 포함한다. 케이스(2)의 바닥부는 개방되어 있다. 케이스(2)의 상기 개방단에는 판(6)이 부착된 바, 이에는 다수의 오일입구(4) 및 오일출구(5)가 갖춰져 있다. 상기 판(6)에는 고무로 된 가스켓(7)이 고정되어 있다. 상기 오일필터(1)는 가스켓(7)을 통해 엔진(도시하지 않음)상의 설치대에 장착된다.
상기 필터소자(3)의 일단(상단)은 판 스프링(8)에 의해 하향으로 눌려지고, 타단은 고무재 체크밸브(check valve)(9)를 매개로 상기 판(6)에 의해 고정된 상태이다. 판 스프링(8)은 상기 케이스(2)의 일단(상단)에 부착되어 있다. 필터소자(3)의 상단부 중앙에는 릴리프밸브(10)가 장착되어 있다. 필터소자(3)의 클로깅(clogging)으로 인해 케이스(2)내(필터소자(3) 외부) 압력이 증가하는 경우, 상기 릴리프밸브(10)는 개방됨으로써 충분량의 오일이 엔진으로 공급되도록 한다.
상기 오일출구(5)는 판(6)의 중앙부에 형성되어 있다. 필터소자(3)에서 여과를 거쳐 나온 오일은 오일출구(5)를 통해 흐른다. 상기 오일입구(4)는 오일출구(5) 둘레에 배치되어 상기 엔진으로부터의 오일을 받아들인다. 오일출구(5)의 내주면에는 암나사(5a)가 형성되어 있는 바, 이는 엔진상 설치대의 수나사(도시하지 않음)와 나사결합된다.
체크밸브(9)는 상기 판(6)의 내부면에 부착되어 있으며, 오일입구(4)를 통한 오일 역류를 방지하게끔 그 오일입구(4)를 폐쇄하도록 되어 있다. 상기 체크밸브(9)는 오일이 엔진으로부터 상기 오일필터(1)로 흐르는 경우에만 오일입구(4)를 개방하도록 되어 있다.
본 실시예의 필터소자(3)는 원통형으로 형성된 바, 도2에 나타낸 바의 흡인형 몰드 시스템(후술할 것임)으로 제조한다. 필터소자(3)는 적어도 5㎛의 직경을 갖는 섬유 즉, 메인섬유로 구성되어 있다. 메인섬유는 천연펄프로 만드는 것이 효율적이지만, 폴리에스테르(polyester), 아크릴(acryl), 레이욘(rayon) 등의 화학섬유로 만들어도 무방하다. 미세섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리에칠렌(poly-ethylene), 아크릴(acryl), 레이욘(rayon) 등의 유기섬유로 되어 있다. 이들 미세섬유는 0.005 내지 0.02g/㎤의 충전밀도를 갖는다.
상기 흡인형 몰드 시스템은 일반적으로 메인섬유 및 미세섬유들의 혼합물 슬러리(100)가 담긴 물탱크(11)와, 물탱크(11)내 슬러리를 교반하기 위한 교반기(12)와, 역시 물탱크(11)내 슬러리 속에 잠긴 흡인유닛 또는 지그(jig)(13)와, 다수의 흡인개구(13a)를 통해 흡인유닛(13)으로부터 슬러리를 흡인하기 위한 흡인펌프(14)와, 흡인펌프(14)의 펌프 유량을 변화시키기 위한 펌프 제어기(15)(예를 들면, 흡인펌프(14)에 인가되는 전압을 조정하기 위한 전압 제어기)를 포함한다. 흡인펌프(14)에는 흡인파이프(16) 및 토출파이프(17)가 연결되어 있다. 흡인파이프(16)의 상류측 선단은 상기 흡인유닛(13)으로 연결된다. 토출파이프(17)의 하류측 선단은 상기 물탱크(11)로 개방되어 있다. 이러한 구조로 하여, 슬러리는, 진공펌프인 상기 흡인펌프(14)에 의해 물탱크(11)로부터 흡인되어 흡인파이프(16) 및 토출파이프(17)를 거쳐 흐른 다음 물탱크(11)로 복귀한다.
흡인형 몰드 시스템에 있어서의 상기 흡인유닛(13)은 필터소자(3) 형상을 변화시키게 되는 어떠한 형태라도 무방하다. 예를 들면, 상기 원통형 흡인유닛(13)(도3 및 4) 외주면에 다수의 흡인개구(13a)를 형성할 수도 있다. 이 흡인유닛 또는 지그 (13)는 도5에 나타낸 바의 원통형 필터소자(3)를 만드는 데 사용된다. 흡인 유닛(13)은 도6 및 7에 나타낸 바의 다른 형상이라도 무방하다.
도6 및 7에 있어서, 상기 흡인유닛(13)은 파이프 조인트(131)를 갖는 원형 바닥(131)과, 바닥(131) 중앙부에 고정되며 상기 파이프 조인트(130)로 연결된 흡인실린더(132)와, 흡인실린더(132) 둘레에 외측 방사상으로 연장되며 별 모양의 단면을 갖는 내부몰드(133)와, 내부몰드(133)를 그 내부에 감싸는 형상으로 된 외부몰드(134)를 포함한다. 상기 파이프 조인트(130)는 흡인파이프(16)로 연결되는 개방단(도7에 있어서의 바닥)을 갖는 바, 이로써 이들 흡인파이프(16) 및 흡인실린더(132) 사이에 유체 연통이 이루어진다. 흡인실린더(132)는 폐쇄된 상단(도7)을 가지며, 둘레에는 다수의 흡인개구(132a)가 형성되어 있다. 도7에 나타낸 바와 같이, 상기 내부몰드(133)는 중공형으로서 역시 그 주위에 다수의 흡인개구(133a)가 형성되어 있다. 외부몰드(134)는 상기 흡인실린더(132)에 대하여 상기 바닥(131) 반대측에 배치된 원형바닥(135)을 포함하고 있다. 바닥(135) 외측단으로부터는 다수의 멈춤쇠(136)가 뻗어나가는 바, 이들은 원주방향을 따라 서로 일정간격을 사이에 둔 관계로 배열되어 있다. 도7에 나타낸 바와 같이, 바닥(135)의 중앙부에는 오목부(135a)가 형성되어 있다. 상기 흡인실린더(132)의 상단은 오목부(135a)내로 삽입된다. 각각의 멈춤쇠(136)는 상기 외부몰드(134) 및 내부몰드 (133)를 서로 조립할 경우 상기 바닥(131) 표면과 접하게 되는 바닥단을 갖는다.
상기 흡인유닛(13)(도6)을 사용하는 흡인형 몰드 시스템(도2)는 다음과 같이 작동한다.
흡인펌프(14)를 구동시키면, 상기 물탱크(11)내 슬러리가 외부몰드(134)상각각의 인접 멈춤쇠(136) 사이를 흘러 상기 흡인개구(133a)를 통해 내부몰드(133)내부로 흡인된다. 슬러리는 다음으로 흡인개구(132a)를 통해 흡인실린더(132) 내부로 흡인된다. 슬러리는 상기 파이프 조인트(130)를 통해 흡인파이프(16)로 흘러들어 상기 흡인펌프(14)로 흡인된다. 슬러리는 이어 흡인펌프(14)로부터 나와 상기 토출파이프(17)를 통해 물탱크(11)로 복귀한다. 이 흐름 사이클이 진행되는 동안, 상기 슬러리내에 포함된 일부 섬유들(메인섬유, 미세섬유 및 바인더섬유(binder fiber))은 상기 내부몰드(133)상의 흡인개구(133a)를 통해 흐르는 가운데 내부몰드(133) 표면에 부착된다. 이들 섬유는 점차 축적되어 층을 형성하게 된다. 도8에 나타낸 바와 같이, 상기 층은 내부몰드(133)의 내, 외주면을 따라 뻗어나간다. 층은 다수의 홈(3a, 3b)을 포함함과 아울러, 별 모양의 단면을 갖는다.
일련의 제조공정이 도9에 나타낸 바와 같이 진행된다.
우선, 메인섬유 및 미세섬유를, 교반기(도시하지 않음)로 미세하게 한 후에, 상기 바인더섬유(열융착성 섬유)와 고르게 배합한다. 이어 단계(a)에 있어 이들 섬유를 물탱크(11)내로 투입한다. 다음으로, 단계(b)에 있어서는 상기 교반기(12)로 섬유들을 뒤섞음으로써 슬러리내 섬유를 균일밀도로 한다.
이 단계에 이어서, 단계(c)에 있어서는, 상기 흡인펌프(14)를 구동시켜 물탱크(11)내 슬러리를 상기 흡인개구(13a)를 통해 흡인유닛(13) 속으로 흡입한다. 이때, 상기 펌프 제어기(15)는 흡인펌프(14)의 회전속도를 조절함으로써 펌프 유량을변화시킨다. 도10에 나타낸 바와 같이, 이는 흡인유닛(13)내에 형성된 상기 필터소자(3)의 섬유 충전밀도에 있어서의 변화를 가져오게 된다. 바람직하게는, 오일필터 (1)용 필터소자(3)에는, 그 내주변에 있어서는 섬유들이 "조밀"하고 외주변으로 갈수록 덜 "조밀" 즉, 보다 "다공질성"인 형태의 밀도 기울기를 준다. 이는 오일이 필터소자(3)의 외주면으로부터 내주변으로 흐르기 때문이다.
도10의 실선(A)으로 나타낸 바와 같이, 몰딩이 진행되는 동안 상기 펌프 유량을 예컨대 "고" 및 "저"의 2단계로 변화시켜도 무방하다. 이로써, 도11에 나타낸 바와 같이 상기 필터소자(3)는, 그 내주변에 있어서는 섬유들이 "조밀"한 반면 외주변에서는 "다공질성"인 형태의 밀도 기울기를 가질 수 있게 된다. 선택 여하에 따라서는, 도10의 점선(B)으로 나타낸 바와 같이 상기 펌프 유량을 "고", "중" 및 "저"의 3단계로 변화시킬 수도 있다. 이는 도12에 나타낸 바와 같이 필터소자(3)로 하여금, 그 내주면에 있어서는 섬유들이 "조밀"한 반면 외주변을 향해 계단식으로 다공질성인 형태의 밀도 기울기를 갖도록 해준다. 역시 선택 여하에 따라서는, 도10의 일점쇄선(c)으로 나타낸 바와 같이, 전진적 형태(무단계)로 변화시켜도 무방하다. 이로써, 필터소자(3)는 그 내주변에 있어서는 섬유들이 조밀하고 외주변을 향할수록 점차 다공질이 되는 형태의 밀도 기울기를 갖게 된다.
상기 필터소자(3)는 원주상(즉, 방사상)의 두껍고 얇은 부분들을 갖는 바[예를 들면, 도6 및 7에 나타낸 바의 상기 흡인유닛(13)을 사용하여 도8의 필터소자(3)를 형성함], 이들 두껍고 얇은 부분들이 각각의 밀도 기울기를 가질 수도 있다. 상기 내부몰드(133)상 흡인개구(13a)의 수 및 크기(즉, 면적)를 변화시킴으로써 그렇게 할 수 있다. 특히, 단위면적당 흡인개구(13a)의 수는 상기 얇은 부분보다 상기 두꺼운 부분이 적다. 흡인개구(13a)의 크기는 얇은 부분보다 두꺼운부분이 크다. 이러한 구조로 하여, 두꺼운 부분이 밀도면에 있어서는 얇은 부분보다 낮은[두꺼운 부분이 저밀도(즉, "다공질성")민 반면, 얇은 부분은 고밀도(즉, "조밀한")를 갖는다. 결과적으로, 필터소자(3)는 원주방향에 있어 전체적으로는 균일한 압력손실을 나타내게 된다.
몰딩이 완료되는 즉시, 성형체를 상기 흡인유닛(13)으로부터 분리함에 이어물탱크(11)에서 꺼낸다. 뒤이어, 성형체를 탈수처리한다. 그런 다음, 도9의 단계(d)에 있어서는, 일정온도하에서 상기 성형물을 가열하여 경화시킨다. 이때, 메인섬유 및 미세섬유와 함께 투입되었던 상기 바인더섬유는 용융 및 경화됨으로써 상기 필터소자(3)의 형상을 유지하게 된다.
이 단계에 이어서, 단계(e)에서는 성형체내로 바인더수지(binder resin)[페놀(pheno1) 등의 열경화성 수지]를 주입한다. 단계(f)에 있어 성형체를 일정온도로가열함으로써 상기 바인더수지를 경화시킨다. 이는 상기 필터소자(3)에 소요 강도를 부여한다.
필터소자(3)의 축방향 양단을 밀봉해야 할 경우에는[예를 들면, 도8에 나타낸 바의 필터소자(3) 양단을 밀봉함으로써, 필터소자(3) 내주변에 형성된 상기 축방향 홈(3a)으로부터의 직접적 오일 유출을 방지할 필요가 있을 경우], 스탭(g)에 있어서, 상기 필터소자(3) 양단에 접착제(바인더수지 유사물)로써 시일부재(도시하지 않음)를 부착한다. 이로써, 예컨대 도5의 원통체 또는 도8의 별 모양체로서의 필터소자 (3)가 완성된다.
단계(d)에 있어서, 메인섬유 및 미세섬유의 조합으로써 상기 필터소자(3)의형상을 제대로 유지할 수 있으면, 상기 바인더수지는 생략할 수도 있음을 주목할 필요가 있다. 또한, 단계(a)에서 사용된 원래의 바인더섬유로써 필터소자(3)에 충분한 강도를 부여할 수 있으면, 바인더수지를 생략해도 무방하다. 이 변형예의 경우에는 이어지는 단계(e), (f)가 삭제된다.
도14의 플로챠트에 나타낸 바와 같이, 충분한 강도를 유지하기 위하여 단계(a)에 있어 메인섬유, 미세섬유 및 바인더섬유와 함께 상기 바인더수지를 투입할수도 있다. 그러한 경우, 상기 성형체를 탈수처리한 다음 일정온도로 가열함으로써, 상기 바인더섬유를 용융, 경화시킴과 아울러 상기 열경화성 바인더수지를 경화시킨다. 이에 따라 필터소자(3)의 강도가 확보된다. 제조 시작시에 상기 바인더수지를 투입하기 때문에, 바인더섬유는 사용하지 않아도 무방하다.
상기 필터소자(3)는 이처럼 압력손실을 덜 나타내게 됨에 따라 그 여과동작에 있어 매우 효율적이다. 도15는 메인섬유로서의 천연펄프 64중량%, 미세섬유로서의 가는 아크릴 섬유 15중량%(0.01g/㎤), 및 폴리에스테르 시스템의 유기 바인더 섬유 21중량%를 포함하는 필터소자(3)(도8에 나타낸 바의 별 모양 필터소자)에 있어서의 압력손실 및 여과효율에 대한 측정결과를 나타낸다. 측정결과는, 본 실시예의 필터소자 (3)는 압력손실을 덜 나타내어 높은 여과효율을 갖게 됨을 보여준다.
도16은 미세섬유의 충전밀도와 상기 압력손실 및 여과효율과의 관계를 나타낸다. 측정결과는, 미세섬유의 밀도가 높을수록 상기 여과효율은 감소하지만, 필터소자는 압력손실을 덜 나타냄을 보여준다. 결과에 의하면, 미세섬유 밀도는 0.005 내지 0.02g/㎤의 범위로 함이 바람직하다. 이 범위라면, 여과효율을 증가시킴과 아울러 압력손실을 감소시킬 수 있다.
[제1실시예의 장점]
본 실시예에 따르면, 상기 미세섬유는 0.005 내지 0.02g/㎤의 밀도를 갖는다. 이 범위는, 도16에 나타낸 바와 같이, 상기 필터소자(3)로 하여금 압력손실을 덜 나타내게 하는 동시에 높은 여과효율을 갖도록 한다. 이로써, 압력손실을 줄이기 위해 절첩단계를 필요로 하는 공지의 종이 필터(그 미세섬유는 적어도 0.04g/㎤의 밀도를 가짐)보다 저비용으로 필터소자(3)를 제조할 수 있다. 다수의 홈(3a, 3b)이 그 내, 외주변에 축방향으로 형성된, 상기 도8에 나타낸 바의 필터소자(3)는 도5의 필터소자(3)보다 면적이 커서 압력손실은 덜 나타낸다.
본 실시예에 따라 필터소자(3)를 제조하는 방법에 있어서는, 필터소자(3)의반경방향(두께방향)으로 쉽게 밀도 기울기가 주어지도록, 상기 흡인펌프(14)의 펌프 유량을 조절한다. 동일한 효과를 얻기 위하여, 상기 공지의 종이 필터는, 밀도가 서로 다르고 또한 점착성 있게 포개진 다수의 여과지를 필요로 한다. 본 실시예의 필터소자는, 그러한 종이를 점착성 있게 부착할 필요성을 배제함에 따라, 저비용으로 제조할 수 있다. 또한, 충전밀도 기울기를 주기 위하여, 흡인펌프(14)의 펌프 유량을 계속 변화시킨다. 이로써, 도17에 나타낸 바와 같이, 상기 미세섬유를 필터소자 (3) 외주변(상단측)에 있어서는 "다공질성"으로 하는 한편 그 내주변으로 갈수록 점차 "조밀"하게 할 수 있다. 이는 미세섬유의 밀도 또는 다공질성에 있어서의 급격한 변화를 방지한다. 그에 따라, 오일이 상기 필터소자(3)를 통과함에 있어 덜 거칠게 흐른다. 미세섬유의 다공질성에 있어서의 급격한 변화로 인한 어떠한 압력손실 증가도 발생하지 않는다.
여과면적을 증가시키기 위하여, 필터소자(3)는 내, 외주면상에 다수의 홈(3a, 3b)을 갖고 있다. 상기 내부몰드(133)상 흡인개구(13a)의 수 또는 개구면적을 변화시킴으로써 필터소자(3) 원주방향에 있어서의 미세섬유 밀도를 쉽게 조절할수 있다.즉, 상기 미세섬유 밀도가 필터소자(3) 원주방향으로 두꺼운 부분에서는 낮고 얇은 부분에서는 높은 경우, 상기 필터소자(3)는 그 원주방향을 따라 균일한 압력손실을 나타내게 된다.
[제2실시예]
도18에 나타낸 본 발명의 제2실시예에 있어서는, 슬러리가 미세섬유를 포함하고 있는 바, 메인섬유가 이미 존재하는 액체 속으로 상기 슬러리를 투입한다. 상기 흡인형 몰드 시스템은 일반적으로 메인섬유 현탁액을 포함한 슬러리가 담긴 물탱크(11)와, 교반기(12)와, 흡인유닛(13)과, 흡인펌프(14)와, 펌프 제어기(15)와, 미세섬유 현탁액을 포함한 슬러리가 담긴 주입탱크(18)와, 주입탱크(18)내 슬러리를 압송하는 주입펌프(19)와, 주입펌프(19)로부터의 슬러리를 상기 물탱크(20)로 투입하는 주입노즐(20)을 포함한다. 물탱크(11)내 슬러리는 메인섬유 및 바인더섬유(또는 바인더수지)를 포함하나, 상기 미세섬유는 포함하지 않는다. 상기 주입탱크(18)내 슬러리는 미세섬유(선택적으로는, 바인더섬유 및 바인더수지) 현탁액을 포함하나, 상기 메인섬유는 포함하지 않는다.
흡인형 몰드 시스템을 이용한 상기 필터소자(3)는 도19에 나타낸 일련의 제조단계를 통해 제조한다.
교반기(도시하지 않음) 또는 기타 수단에 의해 메인섬유를 미세하게 한다. 그런 다음, 메인섬유를 바인더섬유와 고르게 배합한다. 이어 단계(a)에 있어서 이들 메인섬유 및 바인더섬유의 혼합물을 상기 물탱크(11) 속으로 투입한다. 단계(b)에서는, 교반기(12)를 작동시켜 상기 혼합물을 뒤섞음으로써 상기 슬러리가 균일밀도를 갖도록 한다.
같은 방법으로, 상기 미세섬유를 가늘게 하여 주입탱크(18)내로 투입한다. 주입탱크(18)용 교반기를 작동시켜 미세섬유를 뒤섞음으로써 상기 슬러리가 균일밀도를 갖도록 한다.
상기 단계에 이어서, 단계(c)에 있어서는, 흡인펌프(14) 및 주입펌프(19)를모두 작동시켜 슬러리를 주입탱크(18)로부터 상기 물탱크(11)로 주입하고, 또한 상기 흡인개구(13a)를 통해 슬러리(상기 메인섬유 및 미세섬유의 혼합물)를 상기 흡인유닛(13)내로 흡인한다. 이때, 제1실시예의 경우와 같이 상기 펌프 제어기(15)의 제어하에 흡인펌프(14)의 회전속도를 조절함으로써 펌프 유량을 변화시킨다. 이로써 상기 필터소자(3)내 미세섬유의 밀도를 변화시킬 수 있다. 특히, 필터소자(3)에는 도20의 곡선(X1 내지 X5)을 통해 예시한 바와 같은 반경방향(두께방향)에 있어서의 다양한 밀도 기울기 패턴이 주어지는 바, 도면상의 IN 및 OUT은 상기 필터 소자 반경방향을 따라 최내측 및 최외측 부분을 각각 표시한다.
도6 및 7의 흡인유닛(13)을 사용하여 본 제2실시예의 도8에 나타낸 필터 소자(3)를 형성하는 경우, 제1실시예와 같이, 상기 내부몰드(133)상 흡인개구(13a)의 수 또는 크기(개구면적)을 변화시킴으로써 필터소자의 얇고 두꺼운 부분들에 각각 밀도 기울기를 줄 수도 있다.
또한, 흡인몰딩 단계중 상기 흡인유닛(13) 및 주입노즐(20)간 원주방향 위치 관계를 변화시킴으로써, 상기 미세섬유를 필터소자(3)내에 균일하게 충전할 수 있다. 특히, {1} 주입노즐(20)을 고정한 상태로 흡인유닛(13)을 회전시키든가, 또는 {2} 흡인유닛(13)(이때는, 위치고정된 상태임) 주위로 주입노즐(20)을 회전(이동)시킨다. 흡인몰딩 단계(b)는 상기 (1) 및 (2)의 조합으로 이루어져도 무방하다. 선택 여하에 따라서는, 흡인유닛(13) 및 주입노즐(20)간 위치관계를 보여주는 도21에 나타낸 바와 같이, 흡인유닛(13) 주위에 다수의 주입노즐(20)을 배치할 수도 있다.
흡인몰딩 단계(c)가 완료되면, 상기 흡인유닛(13)으로부터 성형체를 분리하여 상기 물탱크(11)로부터 빼낸다. 다음으로, 성형체를 탈수처리한다. 단계(d)에 있어서는, 상기 성형체를 일정온도하에서 가열함으로써 건조 및 경화시킨다. 이때, 메인섬유 및 미세섬유와 함께 투입되었던 상기 바인더섬유가 용융, 경화됨으로써 상기 필터소자(3)의 형상을 유지하게 된다.
이어, 단계(e)에서는 필터소자내로 바인더수지를 주입한다. 그런 다음, 단계(f)에 있어 상기 필터소자(3)를 일정온도로 가열하여 바인더수지를 경화시킨다. 이는 상기 필터소자(3)에 소요 강도를 부여한다.
필터소자(3)의 축방향 양단을 밀봉해야 할 경우에는, 제1실시예와 같이, 필터소자(3) 양단에 접착제를 도포하고 시일링부재를 부착함으로써 단계(g)에서 필터 소자 제조를 완료하게 된다.
제1실시예의 경우와 같이, 메인섬유 및 미세섬유의 조합만으로 상기 필터소자(3)의 형상을 제대로 유지할 수 있으면, 단계(d)에 있어 바인더수지는 생략할 수도 있다. 또한, 상기 바인더섬유를 메인섬유 및 미세섬유와 함께 투입하는 경우, 원래의 바인더섬유로써 필터소자(3) 형상을 유지하기에 충분하다면 상기 바인더수지를 생략해도 무방하다. 이는 단계(e), (f)를 불필요하게 한다.
도22의 플로챠트에 나타낸 바와 같이, 충분한 강도를 얻기 위하여 단계(a)에 있어 메인섬유, 미세섬유 및 바인더섬유와 함께 상기 바인더수지를 투입할 수도 있다. 그러한 경우, 상기 흡인몰딩 단계(c) 완료후 탈수작업을 실시한다. 단계(d)에서, 상기 성형체를 가열함으로써 바인더섬유를 용융, 경화시킨다. 또한, 바인더 수지를 경화시켜 필터소자(3)의 강도를 확보한다. 제조 시작시에 상기 바인더수지를 투입하기 때문에, 바인더섬유는 생략해도 무방하다.
[제2실시예의 장점]
제1실시예를 통해 주어진 장점에 덧붙여, 제2실시예의 경우는 상기 흡인몰딩 단계중 미세섬유 밀도변화를 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 상기 주입노즐(20)로부터의 미세섬유(슬러리) 분량을 주입초기에는 증가시키는 한편 그런 다음에는 감소시킴으로써, 상기 필터소자(3) 내주변에 있어서는 상기 미세섬유를 조밀하게 하고 필터소자(3) 외주변에 있어서는 다공질성으로 할 수 있다. 이는, 필터소자(3)의 내주변에 있어서는 상기 미세섬유가 "조밀"하고 그 외주변에 있어서는 "다공질성"인 형태의 밀도 기울기가 주어진 경우와 동일한 효과를 가져다 준다. 즉, 입구측에 인접한 필터소자(3) 외주면에서 클로깅은 거의 발생하지 않는다.
[변형예]
원통형상(도5)의 상기 필터소자(3)는 도23에 나타낸 바와 같이 그 일단이 개방되어 있어도 무방하다. 도6 및 7의 흡인유닛(13)을 사용하여 내, 외주변에 다수의 축방향 홈(3a, 3b)을 갖는 필터소자(3)를 제조하는 경우, 도24 내지 26에 나타낸 바와 같이, 상기 필터소자(3)의 형상은 내부몰드(133) 및 외부몰드(134) 형상에 따라 바뀔 수도 있다. 도8에 나타낸 바의 필터소자(3)는 내, 외주변 양측에 홈(3a, 3b)을 포함하고 있다. 이들 홈(3a, 3b)은 필터소자(3)의 내, 외주변중 어느 일측에만 선택적으로 형성해도 무방하다.
상기 필터소자(3)에는 제1 및 제2실시예에서 설명한 바와 다른 방법으로 밀도 기울기를 줄 수도 있다. 예를 들면, 서로 다른 충전밀도의 슬러리를 수용하기 위하여 다수의 물탱크(11)를 준비할 수도 있다. 높은 미세섬유 밀도의 슬러리가 담긴 물탱크(11)를 먼저 사용하고, 이어서 낮은 충전밀도의 슬러리가 담긴 물탱크(11)를 사용함으로써 흡인몰딩을 실시한다. 이 또한 상기 필터소자(3)로 하여금 밀도 기울기를 갖도록 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 필터소자는 오일필터(1)용 필터소자(3)로 사용된다. 물론, 액체, 가스 또는 오일 이외의 유체를 여과하기 위해서도 상기 필터소자를 사용할 수 있음은 이해할 것이다.
[제3실시예]
도27에 나타낸 바의 흡인형 몰드 시스템을 이용하는 제3실시예에 따르면, 예컨대 내연기관의 오일필터내에 장착할 수 있도록 도28에 나타낸 바의 필터소자(3)가 제조된다.
상기 흡인형 몰드 시스템은, 제1 및 제2실시예의 경우와 같이, 물탱크(11)와, 물탱크(11)내에서 상기 슬러리(100)을 뒤섞기 위한 교반기(12)와, 물탱크(11)내 슬러리(100)를 흡인하여 성형체를 형성하도록 된 흡인유닛(13)과, 흡인파이프(16)를 통해 상기 흡인유닛(13)에 연결되어 슬러리를 흡인하고, 또한 토출파이프(17)를 통해 상기 물탱크(11)로 슬러리를 복귀시키도록 된 흡인펌프(14)를 포함한다. 필터소자(3)는 폴리에스테르, 아크릴 및 펄프 등의 섬유로 만든다. 폴리에스테르필터는 오일에 잘 견뎌낸다. 아크릴 필터는 여과성능을 개선하는 데 효과적이다. 펄프 필터는 경제적으로 제조할 수 있다.
도29에 나타낸 바와 같이, 상기 흡인유닛(13)은 일반적으로 연결 파이프(130a)를 갖는 원형바닥(131)과, 바닥(131)에 부착된 흡인실린더(132)와, 흡인실린더(132) 둘레에 장착된 내부몰드(133)와, 그리고 외부몰드(134)를 포함하고 있다.
상기 파이프(130a)는 그 바닥에 개방단을 갖고 있다. 상기 흡인파이프(16)는 조인트(130b)를 통해 파이프(130a)상의 상기 개방단에 연결된다. 조인트(130b)는 스톱퍼(140)에 의해 상기 연결 파이프(130a)에 고정된다. 조인트(130b)는 이들 흡인파이프(16) 및 연결 파이프(130a)간 상대적 회전을 허용한다.
흡인실린더(132)는 그 전체 표면상에 사실상 균일하게 배열된 다수의 흡인개구(132a)를 포함한다. 상기 흡인실린더(132)의 다공질성을 증대시키기 위하여, 흡인개구(132a)의 수 및 크기는, 실린더(132) 상단(도29상의 상단)이 그 바닥(도29상의 하단)보다 클 수도 있다.
내부몰드(133)는 그 축방향 및 반경방향에 있어 소정의 강성을 갖는다. 상기 내부몰드(133) 벽면에는 다수의 개구, 구멍 또는 슬릿이 형성되어, 섬유들이 통과할 수 있도록 상기 슬러리를 여과한다. 사실상의 압력손실이 발생하지 않도록 이들 개구는 조밀하게 배열함이 필수적이다.
내부몰드(133)는 높은 내식성을 갖는 스테인레스강판으로 만든다. 내부몰드(133)는 다수의 원형 구멍 또는 개구(133a)를 갖는다. 상기 내부몰드(133)는 별 모양의 단면을 갖는다. 내부몰드(133)는 개방단을 가짐과 아울러, 원통형으로 가공되어 있다. 내부몰드(133)는 필터소자(3)의 내측 윤곽, 즉 상기 오일필터의 청정측을 특정짓게 되는 바, 형상면에서는 사실상 원통형이다. 다수의 핀(133b)이 상기 내부 몰드(133)로부터 외측 방사상으로 뻗어 있다. 내부몰드(133)는 원통형 중앙공간(133c)을 가짐으로써 상기 흡인실린더(132)를 수용한다. 상기 핀(133b)은 중앙공간(133c)으로부터 방사상으로 뻗는 다수의 삼각형 공간(133d)을 형성하고 있다.
상기 내부몰드(133)의 양쪽 축방향 선단에는 사실상의 원형 중심개구가 형성되어 있다. 또한, 상기 각각의 핀(133b)에는 핀 개구가 형성되어 있다. 내부몰드를 쉽게 원통형으로 만들기 위하여, 각각의 핀 개구는 상기 슬러리로부터의 섬유 여과가 가능한 크기여야 한다. 핀 개구는 보다 작거나 폐쇄될 수도 있으나, 후속 제조단계중 다른 부재와의 접촉에 의해 상기 중심개구를 폐쇄하도록, 상기 섬유는 반드시 중심개구 주위에 축적되어야 한다. 아울러, 이들 섬유는 각각의 핀 개구(133b)내에 축적되어야 한다. 내부몰드(133)의 개방단중 하나는 오일필터 출구로서의 역할을 할 수도 있다. 내부몰드(133)의 다른 개방단에는 릴리프밸브를 장착해도 무방하다.
바닥(131)에 인접한 상기 흡인실린더(132)의 바닥단에는 시트(131a)가 부착되어 있다. 내부몰드(133)의 하단은 상기 시트(131a)상에 얹혀짐으로써, 내부몰드(133) 및 상기 바닥(131) 사이에는 틈새가 형성된다. 시트(131a)는 또한 내부몰드(133)로 하여금 회전하지 못하게 고정시킨다. 시트(131a)는 상기 내부몰드(133)가 놓인 스페이서(131b), 및 내부몰드(133)상의 핀(133b)과 결합함으로써 내부몰드(133)의 회전을 방지하는 스톱퍼(131c)를 포함한다. 상기 시트(131a)는 내부몰드(133) 및 바닥(131) 사이의 틈새를 형성함으로써, 후술하는 바의 흡인단계중 섬유들로 하여금 내부몰드(133) 하단에 축적되게 한다. 내부몰드(133) 하단에 형성된상기 핀 개구들은 섬유들로 인해 폐쇄된다. 내부몰드(133)에 인접한 상기 바닥(131) 일측은 상기 틈새내에 축적되는 섬유들의 외부 윤곽을 특정지어 상기 외부몰드 일부를 형성한다.
외부몰드(134)는 상기 필터소자(3)의 외부 윤곽, 즉 오일필터의 오염측을 특정짓는다. 내부몰드(133)에 인접한 상기 원형바닥(135) 일측에는 시트(136c)가 부착된 바, 이는 상기 바닥(131)상의 시트(131a)와 대응한다. 같은 형태로서, 시트(136c)는 스페이서(136d) 및 스톱퍼(136e)를 포함한다. 원형바닥(135)은 내부몰드(133)에 인접한 매끄러운 표면을 갖는 바, 이는 원형바닥(135) 및 내부몰드(133)사이의 틈새내에 축적되는 섬유의 외부 윤곽을 특정짓는다. 원형바닥(135)은 이처럼 상기 필터소자(3)의 선단부 윤곽을 형성한다.
다수의 멈춤쇠(136)는 일반적으로 삼각형 단면을 갖는다. 멈춤쇠(136)는 인접한 핀들(133b) 사이에 차례로 형성된 홈들 사이로 뻗어 있다. 멈춤쇠(136)는 상기 내부몰드(133)로부터 일정공간을 두고 있으며, 멈춤쇠(136) 및 내부몰드(133)간 공간에 축적되는 섬유의 외부 윤곽을 특정짓는다. 이들 멈춤쇠(136)는 상호간 일정간격을 둠으로써 그들 사이의 섬유 흐름을 허용한다. 이러한 구조는 슬러리로 하여금 상기 멈춤쇠(136)의 실질적 전체 외주변으로부터 내부몰드(133)를 향해 흐르게 함으로써, 상기 섬유는 균일한 형태의 방위를 갖게 된다. 이는 또한 상기 흡입단계를 단시간내에 수행할 수 있도록 한다.
상기 흡인실린더(132)는 폐쇄된 상단을 가지며, 세트 스크류(150)를 수용하기 위한 나사구멍을 또한 포함하고 있다. 스크류(150)는, 상기 흡인유닛(13) 조립이 완료되도록, 이들 내부몰드(133) 및 외부몰드(134)를 상기 바닥(131)에 고정시킨다.
상기 필터소자(3)는 도30에 나타낸 바의 공정을 통해 제조한다.
먼저, 교반기(도시하지 않음)에 의해 섬유를 미세하게 한다. 이들 섬유를 바인더섬유(또는 열융착성 섬유)와 고르게 배합한다. 이어 단계(a)에 있어서 이들 혼합물을 상기 물탱크(11) 속으로 투입한다. 단계(b)에서는, 교반기(12)를 작동시켜 상기 혼합물을 뒤섞음으로써 상기 슬러리가 균일 충전밀도를 갖도록 한다.
상기 단계에 이어서, 흡인유닛(13)을 슬러리(100)내에 담근다. 뒤이어 단계(c)에서는, 흡인펌프(14)를 구동시켜 상기 섬유를 흡인한다. 이 흡인단계중에 있어서는, 상기 흡인유닛(13)이 회전하는 동안 흡인펌프(14)의 유량을 조절한다. 슬러리(100)는 흡인유닛(13)으로 흡인되며, 상기 흡인파이프(16), 흡인펌프(14) 및 토출파이프(17)를 통해 흘러 상기 물탱크(11)로 복귀한다. 슬러리(100)가 상기 내부 몰드(133)상 흡입개구(133a)를 통과하는 경우, 슬러리(100)내의 일부 섬유들은 내부몰드(133)를 통과하지 않고 그 표면에 부착한다. 이렇게 부착된 섬유들은 이어 적층되어 하나의 층을 형성한다. 이 층은 내부몰드(133) 및 외부몰드(134) 사이에 형성되어 성형체(160)를 이루게 된다(도28 및 31). 성형체(160)는 형상면에서 원통형으로서, 도28에 나타낸 바의 별 모양 단면을 갖는다. 도31은 상기 흡인 및 몰딩단계 완료후 흡인유닛(13) 및 성형체(160)의 단면을, 상기 멈춤쇠(136)가 생략된 상태로 하여 나타낸 것이다. 상기 성형체(160)는 내부몰드(133) 둘레로 뻗어나가 그 양쪽 선단을 지나 종료한다.
상기 흡인 및 몰딩공정 완료후에는, 상기 성형체(160)를 내부몰드(133)와 함께 흡인유닛(13)으로부터 제거한다. 성형체(160)를 상기 물탱크(11)로부터 꺼낸 다음에는 이를 탈수처리한다. 이어 단계(d)에 있어서는 성형체(160)를 일정온도하에서 가열하여 경화시킨다.
그런 다음, 페놀같은 열경화성 수지 등의 바인더섬유를 단계(e)에 있어 성형체(160)내로 침투시킨다. 이어서, 단계(f)에서는 성형체(160)를 일정온도로 가열함으로써 상기 바인더섬유를 경화시킨다. 이들 단계를 거친 후, 단계(g)에 있어서 필터소자(3)를 완성한다.
상기 필터소자(3)는 도28에 나타낸 바와 같이 상기 성형체(160), 및 성형체(160) 중앙에 위치한 코어(core), 즉 내부몰드(133)로 구성되어 있다.
이렇게 제조된 필터소자는 형상면에서 실질적으로 원통형이다. 도28에 나타낸 바와 같이, 필터소자(3) 외주변에는 상기 흡인유닛을 분리하는 방향으로 뻗은 다수의 축방향 핀이 형성되어 있다. 필터소자(3)는, 제조과정중 흡인실린더(132)가 그를 통과하여 연장되는 한쌍의 중심개구를 그 양단에 갖고 있다. 필터소자(3)는 또한, 별 모양의 단면을 갖는 동시에 형상면에서 상기 내부몰드(133)와 상응하는 내부공간을 형성한다.
이와 같이 제조된 필터소자(3)는 내연기관의 오일필터에 장착되어 윤활유를여과하게 된다. 필터소자(3)는 오일필터 하우징내에 들어있다. 상기 중심개구중 하나는 출구로서의 역할을 하며, 상기 하우징으로 연결된다. 필터소자상 다른 한쪽의 중심개구는 릴리프밸브에 의해 폐쇄된다.
[제3실시예의 장점]
본 실시예의 경우, 상기 내부몰드(133)는 필터소자(3)의 코어로서의 역할을한다. 내부몰드(133)와 함께 하는 상기 성형체(160)는, 내부몰드(133)가 포함된 상태에서 상기 흡인유닛(13)으로부터 분리된다. 즉, 성형체(160)는, 비록 셔베트 또는 솜같은 상태이긴 하지만, 상기 흡인 및 몰딩단계 완료후 흡인유닛(13)으로부터 쉽게 분리해낼 수 있다. 후속단계들중 어느 경우라도, 내부몰드가 위치결정 기준으로서의 역할을 하는 관계로, 상기 성형체를 쉽게 제자리에 놓을 수 있다. 이는 실질적 생산성 향상으로 이어지는 바, 이로써 대량생산이 가능하게 된다.
상기 내부몰드(133)가 필터소자(3) 코어로 이용되기 때문에, 흡인 및 몰딩단계 완료후 성형체(160)로부터 내부몰드(133)를 더 이상 제거할 필요가 없어진다. 상기 성형체(l60)는 내부몰드(133)에 상응하는 복잡한 형상으로 몰딩할 수도 있다.
바람직한 점으로서는, 상기 코어 즉, 내부몰드(133)의 강도를 증대시킴으로써 상기 필터소자(3)를 강화시킬 수 있다.
덧붙여, 본 실시예에 있어서, 상기 성형체(160)는 여과대상 유체가 상기 필터소자(3)를 빠져나가게 되는 중심개구를 형성한다. 별 모양 단면의 내부몰드(133)를 사용하지만, 성형체(160)는 매끄러운 원형 밀봉표면을 갖는다. 즉, 상기 필터소자(3)가 오일필터용으로 장착된 하우징 또는 기타 부재의 틈새를 단순 시일로써 밀봉할 수 있다. 또한, 상기 성형체(160)는 릴리프밸브를 장착하기 위한 또다른 중심 개구를 형성한다. 이로써, 별도의 디스크형 릴리프밸브를 성형체(160) 표면에 점착성 있게 부착할 수 있다.
[변형예]
앞선 실시예에 있어서, 상기 흡인실린더(132)는 내부몰드(133)내에 배치된다. 내부몰드(133)가 상기 슬러리(100)를 직접 흡인하도록 된 경우에는 흡인실린더(l32)를 삭제해도 무방하다.
슬러리(100)는 흡인펌프(14)에 흡인된 후 물탱크(11)로 복귀하지만, 물탱크(11)로부터 흡인되어 그 복귀 없이 상기 성형체(160)를 형성할 수도 있다.
나아가, 상기 내부몰드(133)는 펀칭된 금속으로 만든다. 다른 방법으로서, 그물 형태이거나 또는 슬릿(slit)을 가져도 무방하다. 또다른 방법으로서는, 내부몰드(133)를 다공질재(스폰지 또는 소결체 등)로 만들 수도 있다. 반드시 금속으로 만들지 않고 수지로 만들어도 무방하다.
상기 원통형 내부몰드(133)는 개방단을 갖고 있다. 선택 여하에 따라서는, 내부몰드(133)의 축방향 선단에 있어서의 일측 중심개구는 캡(cap)으로 폐쇄하고, 타측 개방단에는 오일필터의 본질적 특징중 하나로서의 릴리프밸브를 장착해도 무방하다.
또한, 내부몰드(133)는, 그 양단에 섬유가 적층될 수 있도록 상기 바닥(131)및 외부몰드(134) 사이에 공간을 남겨둔 상태로 고정된다. 그러나, 이들 섬유는 상기 내부몰드(133)의 어느 일단에만 적층되어도 무방하다. 다른 또하나의 선택예로서는, 내부몰드(133)의 양쪽 축방향 선단을 상기 바닥(131, 135)과 접촉하게 해도 무방하다. 그러한 경우, 필터소자(3) 양단에는 내부몰드(133)에 상응하는 형상의 개구를 형성할 수도 있다. 그들 개구들은 별개의 폐쇄부재로 폐쇄할 수 있다. 예를들면, 상기 중심개구들이 폐쇄 안된 상태를 유지하면서, 필터소자(3) 양단에 한장의 환형 여과지를 접착제로 부착해도 무방하다.
앞선 실시예의 경우, 상기 건조단계(d) 및 바인더수지 경화단계(f)는 별도로 이루어진다. 독립적 건조단계를 삭제하고, 상기 바인더수지 경화단계(f)가 진행되는 동안 건조작업을 실시해도 무방하다. 그러한 경우, 상기 슬러리 및 바인더수지는 통상의 솔벤트를 이용하는 것이 바람직하다.
두개의 습윤 공정을 필요로 하는 상기 흡인 및 몰딩단계(c) 후 바인더수지 침투단계(e)가 이루어지지만, 단계(a)에 있어 슬러리(100) 속으로 상기 바인더수지를 주입한 다음 상기 수지의 건조 및 경화를 동시에 수행할 수도 있다. 이는 단계(e), (f)의 필요성을 배제한다.
도32에 나타낸 바와 같이, 내부몰드(133)는 상기 성형체(160)가 그 위에 형성된, 일반적으로 구형 볼이어도 무방하다. 그러한 경우, 상기 구형 내부몰드(110)는 그 표면적 증대를 위하여 안쪽으로 뻗은 다수의 오목부를 갖는다.
도33에 나타낸 바와 같이, 벨로우즈(bellows) 형태의 내부몰드(133)를 사용할 수도 있다. 그러한 경우, 상기 외부몰드를 내부몰드(133) 축에 대해 직각방향으로 분리되게 함이 바람직하다. 성형체(160)은 내부몰드(133)를 이용하여 만든다.
도34에 나타낸 바와 같이, 데이지(daisy) 또는 화판형(petal-shaped) 내부몰드(133)를 사용하는 것도 무방하다. 그러한 경우, 외부몰드를 내부몰드(133)에 상응하는 형상으로 함이 바람직하다. 성형체(160)는 데이지형으로 몰딩되어 있다.
[제4실시예]
본 실시예에 있어서는, 도35에 나타낸 바와 같이, 흡인단계가 진행되는 동안 흡인위치를 변경할 수 있도록 되어 있다. 흡인유닛(13)상의 흡인실린더(132)를 내부몰드(133) 및 외부몰드(134)에 대해 주어진 각도만큼 회전시킨다. 그 회전각도에 따라 상기 흡인실린더(132)에는 다수의 흡인개구가 배열되어 있다.
흡인단계가 진행되는 동안에 있어서는, 흡인유닛(13)이 회전하는 가운데 상기 흡인펌프(14)의 펌프 유량이 조절된다. 이때, 상기 내부몰드(133)의 각 위치가 변한다. 보다 구체적으로, 도36에 나타낸 바와 같이, 내부몰드(133)는 다수의 오목부(인접한 핀들(133b) 사이에 위치한)를 포함하고 있다. 흡인실린더(132)상의 흡인개구(132a)는 이들 오목부와 일치함으로써 흡인작업을 수행하게 된다. 그런 다음, 흡인실린더(132)를 내부몰드(133)에 대하여 주어진 각도만큼 회전시킨다. 도37에 나타낸 바와 같이, 내부몰드(133)상의 융기부가 상기 흡인실린더(132)의 흡인개구(132a)와 일치하도록 배열되어 있다. 이는 섬유들로 하여금, 상기내부몰드(133) 및 외부몰드(134) 사이의 작은 홈들(또는 내부몰드(133)내 오목부들) 속으로 사실상 균일하고 깊게 축적되게 할 뿐 아니라, 여과대상 유체(오일)가 흐르는 방향에 대해 실질적 수직방향으로 확장되도록 한다. 이로써, 일정형태의 여과성능이 보장된다.
흡인 방향은 내부몰드(133) 형상에 따라 변할 수 있다. 이는 도38에 나타낸바의 섬유들을 도39와 같은 형태로 적층되도록 한다. 섬유들은 상기 내부몰드(133) 표면에 대해 평행으로 배열된다. 즉, 내부몰드(133) 전체에 걸친 균일한 여과성능을 얻을 수 있다.
이러한 접근방법은 도33에 나타낸 바와 같이 축방향으로 볼록 및 오목부를 교대로 갖는 성형체(160)에 적용할 수도 있다. 성형체(160)는 그 수직방향(즉, 내부몰드(133)의 축방향)으로 주름져 있다. 특히, 상기 흡인실린더(132)는 흡인단계 동안에 수직, 즉 축방향으로 미끄러짐으로써 내부몰드(133)의 수직위치를 변화시키게 된다. 이는 상기와 같은 효과를 가져온다.
[제5실시예]
도40 및 41에 나타낸 바의 제5실시예의 경우, 슬러리(100)는 상기 흡인 및몰딩단계 동안 탱크(11)내를 규칙적으로 순환한다. 보다 구체적으로, 상기 흡인형몰드 시스템은 일반적으로 상기 슬러리(100)가 담긴 탱크(11)와, 슬러리(100)를 흡인하기 위한 흡인유닛(13)과, 흡인파이프(16)를 통해 흡인유닛(13)으로 연결되어슬러리(100)를 흡인하고, 토출파이프(17)를 통해서는 상기 탱크(11)로 이들 슬러리(100)를 복귀시기는 흡인펌프(14)를 포함하고 있다. 상기 토출파이프(17)는 그로부터 탱크(11)내로 유입된 슬러리(100)가 탱크(11) 측벽을 따라 흐를 수 있도록, 탱크(11) 측벽과 약간의 각도를 두고 부착되어 있다. 도40에 나타낸 바와 같이, 흡인파이프(16)로 연결된 흡인유닛(13)은 탱크(11)내 순환(또는 나선)흐름 속에 위치하고 있다. 흡인 및 몰딩단계중에 있어서는 모터 또는 다른 구동수단을 통해 상기 흡인유닛(13)을 흡인파이프(16)에 대하여 회전시킨다. 슬러리(100)로 하여금 흡인유닛(13)으로 향하도록 하기 위하여 탱크(11)내에는 활 모양의 안내날개(110)가 부착되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 상기 탱크(11)내에 와류가 형성됨으로써 슬러리(100)의 흐름을 조절하게 된다. 흡인유닛(13)은 상기 슬러리(100)의 흐름내에 위치하고있다. 이러한 배치구조는 상기 섬유들로 하여금 슬러리(100)내에 균일하게 분산되게 함과 아울러, 슬러리(100)를 상기 흡인유닛(13)으로 활발하게 공급한다. 이 시스템은, 탱크(11)내 슬러리(100)를 교반기 또는 유사수단을 통해 뒤섞는 형태의 시스템에 비해 더욱 효과적이며, 또한 상기 성형체를 보다 신속하고 균일한 방법으로 제조할 수 있다.
슬러리의 규칙적 순환이 가능한 한 상기 탱크(11)는 어떤 형상(예를 들면, 타원형)이라도 무방하다. 상기 와류가 흡인펌프(14)로부터의 유체 토출로 하여 생성되지만, 상기 흡인펌프를, 와류를 형성하는 다른 형태의 핌프로 대체할 수도 있다.
이상 설명한 바의 본 발명은 상기 실시예 및 변형예들에 국한되지 않는 바, 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한에서 달리 변형할 수도 있다.
본 발명의 필터소자 및 그 제조방법에 따르면, 여과효율이 높은 반면 압력손실은 낮은 개선형 필터소자를 저비용 및 고생산성의 조건하에서 제조할 수 있다.

Claims (14)

  1. 하나의 폐쇄단을 가짐과 아울러, 메인섬유 및 미세섬유의 슬러리로 몰딩된 원통부를 포함하며; 상기 메인섬유는 5㎛ 이상의 섬유직경을 가지며; 상기 미세섬유는 5㎛보다 작은 섬유직경을 가지며; 또한 상기 미세섬유는 0.005 내지 0.02g/㎤로 충전된 것을 특징으로 하는 필터소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원통부는, 여과대상 유체 흐름방향을 따라 입구측에서 보다 다공질성이고 출구측에서는 보다 조밀한 형태의 섬유밀도 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 필터소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 원통부의 외면 또는 내면상에는 다수의 축방향 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 필터소자.
  4. 하나의 폐쇄단을 가짐과 아울러, 5㎛ 이상의 섬유직경을 갖는 메인섬유, 및 5㎛보다 작은 섬유직경을 갖는 미세섬유의 슬러리로 몰딩된 원통부를 포함하는 필터소자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 메인섬유 및 미세섬유를 포함하는 슬러리를 액체탱크내로 주입하는 단계와; 상기 슬러리 속에 잠긴 흡인유닛 속으로 슬러리를 흡인하는 단계를 포함하며; 또한 상기 흡인단계는 상기 흡인유닛상에 형성된, 흡인유닛 원주방향을 따라 그 밀도가 변하는 다수의 흡인개구를 통해 상기 슬러리를 흡인하는 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  5. 하나의 폐쇄단을 가짐과 아울러, 5㎛ 이상의 섬유직경을 갖는 메인섬유, 및 5㎛보다 작은 섬유직경을 갖는 미세섬유의 슬러리로 몰딩된 원통부를 포함하는 필터소자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 메인섬유를 포함하는 제1슬러리를 탱크내에 저장하는 단계와; 상기 미세섬유를 포함하는 제2슬러리를 상기 탱크내로 주입하는 단계와; 상기 탱크내에 잠긴 흡인유닛 속으로 상기 제1슬러리 및 제2슬러리의 혼합물을 흡인하는 단계를 포함하며, 또한 상기 주입단계는 상기 주입단계 및 흡인단계중에 있어 원주상 위치관계가 변하는, 상기 흡인유닛 및 그 주위에 배열된 다수의 주입노즐을 이용하여 상기 제2슬러리를 상기 탱크내로 주입하는 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 흡인단계는, 슬러리 흡인용으로 상기 흡인유닛에 연결된 흡인펌프의 유량을 변화시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  7. 탱크내에 잠긴 흡인유닛상의 내부몰드를 통하여 슬러리를 흡인하여 상기 슬러리내 부유상태의 섬유들을, 일정 개구율을 갖는 상기 내부몰드 표면상에 적층함으로써 성형체를 형성하는 단계와; 후속 제조단계중에 있어 상기 성형체를 잡아주고 위치결정하기 위한 기준으로서, 원통 형상으로 양축측에 개구단을 갖는 상기 내부몰드를 이용하는 단계를 포함하며; 또한 상기 내부몰드 외주변상에는 다수의 축방향 핀을 형성하며, 이들 핀에 있어 상기 내부몰드 양축측에는 상기 섬유들에 의해 폐쇄되는 공간을 형성한 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내부몰드 외주변상에는 오목부 및 융기부가 형성되며, 내부몰드의 슬러리 흡인위치는 상기 흡인단계중에 있어 상기 오목부로부터 융기부로 변하는 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  9. 그를 통해 섬유들의 슬러리를 흡인하고 또한 그 위에 섬유들을 적층하기 위해 사용되는 내부몰드와; 상기 적층된 섬유들에 의해 형성된, 상기 내부몰드와 일체화된 상태를 유지하는 성형체를 포함하며; 또한 상기 내부몰드는 원통 형상으로서 양축측에 개구단을 가지며; 상기 내부몰드 외주변상에는 내부몰드 양축측으로 공간을 이루는 다수의 축방향 핀이 형성되며; 상기 공간은 상기 성형체에 의해 폐쇄된 것을 특징으로 하는 필터소자.
  10. 하나의 폐쇄단을 가짐과 아울러, 메인섬유 및 미세섬유의 슬러리로 몰딩된 원통부를 포함하며; 상기 메인섬유는 5㎛ 이상의 섬유직경을 가지며; 상기 미세섬유는 5㎛보다 작은 섬유직경을 가지며; 상기 원통부의 외면 또는 내면상에 다수의 축방향 홈을 형성함으로써, 원통부는 원주상에 얇고 두꺼운 부분들을 가지며; 또한 상기 원통부는, 두꺼운 부분은 저밀도, 얇은 부분은 고밀도의 형태로 그 원주방향에 있어 섬유밀도 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 필터소자.
  11. 탱크내에 잠긴 흡인유닛상의 내부몰드를 통하여 슬러리를 흡인하여 상기 슬러리내 부유상태의 섬유들을, 일정 개구율을 갖는 상기 내부몰드 표면상에 적층함으로써 성형체를 형성하는 단계와; 후속 제조단계중에 있어 상기 성형체를 잡아주고 위치결정하기 위한 기준으로 상기 내부몰드를 이용하는 단계를 포함하며; 또한 상기 내부몰드 외주변상에는 오목부 및 융기부를 형성하고, 상기 흡인단계중 내부몰드의 슬러리 흡인위치를 상기 오목부로부터 융기부로 변경하며; 상기 흡인유닛은 상기 내부몰드내에 배치되고 다수의 흡인개구를 갖는 흡인 실린더를 포함하며; 상기 내부몰드에 대한 상기 개구들의 상대위치가 상기 흡인단계중에 있어 변경되도록, 내부몰드 및 상기 흡인실린더간 상대위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 흡인단계중 상기 탱크내에 순환 흐름을 규칙적으로 발생시키는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 흡인단계중 상기 내부몰드를 회전시키는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 히는 필터소자 제조방법.
  14. 탱크내에 잠긴 흡인유닛상의 내부몰드를 통하여 슬러리를 흡인하여 상기 슬러리내 부유상태의 섬유들을, 일정 개구율을 갖는 상기 내부몰드 표면상에 적층함으로써 성형체를 형성하는 단계와; 후속 제조단계중에 있어 상기 성형체를 잡아주고 위치결정하기 위한 기준으로 상기 내부몰드를 이용하는 단계를 포함하며; 또한 상기 흡인유닛은, 상기 내부몰드내에 수용되고, 전체 실린더 표면에 걸쳐 사실상 균일하게 배열된 다수의 흡인개구가 형성된 흡인실린더를 포함하며, 상기 흡인실린더의 개구율은 상기 내부몰드의 경우보다 낮은 것을 특징으로 하는 필터소자 제조방법.
KR1019960030307A 1995-07-28 1996-07-25 필터소자 및 그 제조방법(filter element and fabrication method for the same) KR100240047B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP95-193818 1995-07-28
JP19381895A JP3518074B2 (ja) 1995-07-28 1995-07-28 濾過体およびその製造方法
JP13981496A JP3700249B2 (ja) 1996-06-03 1996-06-03 濾過体の製造方法及び濾過体
JP96-139814 1996-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970005351A KR970005351A (ko) 1997-02-19
KR100240047B1 true KR100240047B1 (ko) 2000-01-15

Family

ID=26472517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960030307A KR100240047B1 (ko) 1995-07-28 1996-07-25 필터소자 및 그 제조방법(filter element and fabrication method for the same)

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5755963A (ko)
EP (2) EP0755710B1 (ko)
KR (1) KR100240047B1 (ko)
CN (2) CN1063350C (ko)
AU (1) AU697221B2 (ko)
DE (2) DE69636568T2 (ko)
TW (1) TW333466B (ko)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3687247B2 (ja) * 1997-01-23 2005-08-24 株式会社デンソー 濾過体の製造方法およびそれに用いる成形型
US6290848B1 (en) * 1997-04-16 2001-09-18 Pur Water Purification Products, Inc. Filter cartridge for gravity-fed water treatment devices
US20030135971A1 (en) * 1997-11-12 2003-07-24 Michael Liberman Bundle draw based processing of nanofibers and method of making
WO2002096538A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Pall Corporation Tubular membrane and method of making
WO2003064003A1 (en) * 2002-01-29 2003-08-07 Amersham Biosciences Membrane Separations Corp. Convoluted surface hollow fiber membranes
EP1469929A4 (en) * 2002-01-29 2005-09-07 Amersham Biosciences Membrane HOLLOW FIBER MEMBRANES WITH CONVOLUTED SURFACES
US7014772B2 (en) * 2002-03-14 2006-03-21 Spx Corporation Fibrous filter assembly and method
EP1615711A2 (en) * 2003-04-04 2006-01-18 Donaldson Company, Inc. Filter media prepared in aqueous system including resin binder
US7125490B2 (en) * 2003-05-29 2006-10-24 Porex Corporation Porous filter
JP4326843B2 (ja) * 2003-06-06 2009-09-09 独立行政法人産業技術総合研究所 気孔傾斜多孔質体の作製方法
JP3975977B2 (ja) * 2003-06-24 2007-09-12 株式会社デンソー エレメント製造装置
JP2008501511A (ja) * 2004-06-04 2008-01-24 ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド 空気／油セパレータで使用する媒体、装置、製造プロセス
US20060043027A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 Nguyen Ledu Q Automotive fluid filter with sintered pellet filter medium and associated method
KR100682170B1 (ko) * 2004-09-02 2007-02-12 가부시키가이샤 오덴 미스트 제거 장치 및 미스트 제거 방법
US8021457B2 (en) 2004-11-05 2011-09-20 Donaldson Company, Inc. Filter media and structure
US20060096934A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Weinberger Keith R Oil filter assembly
US8057567B2 (en) 2004-11-05 2011-11-15 Donaldson Company, Inc. Filter medium and breather filter structure
RU2389529C2 (ru) 2004-11-05 2010-05-20 Дональдсон Компани, Инк. Фильтрующий материал (варианты) и способ фильтрации (варианты)
US20060151371A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-13 Weinberger Keith R Oli filter assembly
WO2006084282A2 (en) 2005-02-04 2006-08-10 Donaldson Company, Inc. Aerosol separator
ATE442893T1 (de) * 2005-02-22 2009-10-15 Donaldson Co Inc Aerosolabscheider
US20070151920A1 (en) * 2005-12-06 2007-07-05 Kay Ronald J System and method of micromolded filtration microstructure and devices
US20070187316A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Weinberger Keith R Oil filter assembly
EP2117674A1 (en) 2007-02-22 2009-11-18 Donaldson Company, Inc. Filter element and method
EP2125149A2 (en) 2007-02-23 2009-12-02 Donaldson Company, Inc. Formed filter element
US9885154B2 (en) 2009-01-28 2018-02-06 Donaldson Company, Inc. Fibrous media
GB0906751D0 (en) * 2009-04-18 2009-06-03 Fairey Filtration Systems Ltd Filter
US9932236B2 (en) 2009-07-02 2018-04-03 United Arab Emirates University System for producing carbon nanotubes from combustion engine exhausts
US20110000198A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 United Arab Emirates University Filter and process of use to produce carbon nanotubes from automotive exhausts
CN102574043B (zh) * 2009-10-14 2015-04-29 唐纳森公司 具有密封件的过滤器滤芯及方法
WO2012061476A1 (en) * 2010-11-04 2012-05-10 3M Innovative Properties Company Method of forming filter elements
WO2015136385A2 (en) 2014-01-28 2015-09-17 United Arab Emirates University System for producing carbon nanotubes from combustion engine exhausts
US20180339251A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Kx Technologies Llc Method and apparatus for metal removal from drinking water
CN107604769B (zh) * 2017-10-17 2020-02-21 苏州市吴中区华普纸塑包装有限公司 一种纸塑制造工艺及其产品与应用
DE112019003517T5 (de) 2018-07-10 2021-04-29 Cummins Filtration Ip, Inc. Ausrichtungskerbe für eine endkappe eines filterelements
ES2924777A1 (es) * 2021-03-26 2022-10-10 Univ Catalunya Politecnica Dispositivo para retener microfibras textiles y metodo para obtener un producto hecho de un residuo generado por elementos textiles

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028911A (en) * 1957-12-12 1962-04-10 Lear Nicholas L De Disposable filter elements and forming methods therefor
US3064820A (en) * 1958-06-27 1962-11-20 American Felt Co Filter cartridges
GB1263477A (en) * 1968-01-31 1972-02-09 Keyes Fibre Co A moulded pulp filter, a method of manufacture thereof and an aqueous slurry for use in the manufacture thereof
US3920428A (en) * 1974-03-25 1975-11-18 Ethyl Corp Filter element
GB1544822A (en) * 1976-03-26 1979-04-25 Process Scient Innovations Filter elements for gas or liquid and methods of making such elements
US4661132A (en) * 1985-08-15 1987-04-28 Allied Corporation Themally formed gradient density filter
DE3533924A1 (de) * 1985-09-24 1987-06-19 Schumacher Sche Fab Verwalt Filterkoerper und verfahren zu dessen herstellung
US4732678A (en) * 1986-05-01 1988-03-22 Wix Corporation Filter body having closely adjacent filter material
EP0262044A1 (fr) * 1986-09-25 1988-03-30 Exxon Chemical Patents Inc. Procédé papetier et composition pour la fabrication de produits tridimensionnels à base de resine thermoplastique et fibres de renforcement
US5084178A (en) * 1988-06-15 1992-01-28 Pall Corporation Corrugated filter arrangement with support layer and flow channels
US4917714A (en) * 1988-12-08 1990-04-17 James River Corporation Filter element comprising glass fibers
JPH02160043A (ja) * 1988-12-12 1990-06-20 Osaka Gas Co Ltd 成形吸着体およびその製造方法
JPH04122402A (ja) * 1990-09-10 1992-04-22 Osaka Gas Co Ltd 成形体およびその製造方法
US5290449A (en) * 1991-07-22 1994-03-01 Lydall, Inc. Blood filter material
EP0634511B1 (en) * 1993-07-16 1997-12-10 Chisso Corporation Microfine fiber product and process for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN1147972A (zh) 1997-04-23
DE69636568D1 (de) 2006-11-02
EP1053776A3 (en) 2001-05-09
EP0755710A1 (en) 1997-01-29
AU697221B2 (en) 1998-10-01
EP1053776A2 (en) 2000-11-22
CN1298989A (zh) 2001-06-13
US5755963A (en) 1998-05-26
KR970005351A (ko) 1997-02-19
DE69624632T2 (de) 2003-04-03
CN1109163C (zh) 2003-05-21
EP0755710B1 (en) 2002-11-06
TW333466B (en) 1998-06-11
EP1053776B1 (en) 2006-09-20
DE69636568T2 (de) 2007-09-13
AU6080096A (en) 1997-02-06
DE69624632D1 (de) 2002-12-12
CN1063350C (zh) 2001-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100240047B1 (ko) 필터소자 및 그 제조방법(filter element and fabrication method for the same)
JP5042408B2 (ja) プリーツ付フィルター要素
US4272318A (en) Apparatus for making filter elements for gas or liquid
AU665886B2 (en) Filter element and method for the manufacture thereof
US6422395B1 (en) Filter with preferential fluid affinity
US8216470B2 (en) Multi-stage filter cartridge with polyurethane endcaps
US6739459B1 (en) Filter element including bonded end caps and support core
DE10045178A1 (de) Filterelement
US3442391A (en) Filter element
CA1169363A (en) Filter cartridge with castellated support and process of making the same
DE60215620T2 (de) Zentrifugaltrennungsvorrichtung
AU761946B2 (en) Filter element and method of making a filter element
KR950003407B1 (ko) 열성형 적층디스크필터
JP3518074B2 (ja) 濾過体およびその製造方法
JP6658361B2 (ja) 水凝集器、燃料フィルタ装置、および水凝集器の製造方法
JP3700249B2 (ja) 濾過体の製造方法及び濾過体
US5759351A (en) Method of manufacturing a filter having longitudinal channels by molding from a slurry using thermosetting resin
KR19980071038A (ko) 필터 매체를 갖는 프로텍터
JP3538923B2 (ja) 濾過体及びその製造方法
JP2002248310A (ja) フィルタエレメント
DE102013104738B4 (de) Filterelement und Filtereinheit mit demselben
WO2008115788A2 (en) Fluid treatment elements and fluid treatment arrangements with posts and/or bands between fluid treatment elements and methods for making and using them
JP3684738B2 (ja) フィルタ用プロテクタ
JP3684739B2 (ja) フィルタ用エレメント
KR20010107030A (ko) 고성능 장수명 오일 필터의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131018

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141017

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee