KR101120491B1 - 자동차용 캐빈필터 - Google Patents

Abstract

고융점 부직포 화이버로 형성된 하부여과층 상부에 탈취분말과 1mm 내지 2mm로 잘게 절단되며 적어도 일부가 저융점 화이버로 구성된 찹섬유을 중량비 7:3로 혼합한 혼합물을 분사하여 중간탈취층을 형성하고, 상기 중간탈취층이 형성된 하부여과층을 열챔버로 통과시켜 융용된 찹섬유로 인해 상기 탈취분말을 결착시키도록 한 다음 고융점 부직포 화이버 재질의 상부여과층을 상기 하부여과층에 압착하여 상기 상부여과층과 하부여과층이 용융된 찹섬유를 통해 서로 합지되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터가 개시된다.

캐빈, 필터, 고융점, 저융점, 부직포

Description

자동차용 캐빈필터{CABIN FILTER FOR CAR}

본 발명은 자동차용 캐빈필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고융점 부직포 화이버로 형성된 하부여과층 상부에 탈취분말과 찹섬유을 중량비로 7:3로 혼합한 혼합물을 분사하여 중간탈취층을 형성하고, 상기 중간탈취층이 형성된 하부여과층을 열챔버로 통과시켜 용융된 찹섬유로 인해 상기 탈취분말을 결착시키도록 한 다음, 고융점 부직포 화이버 재질의 상부여과층을 상기 하부여과층에 압착하여 상기 상부여과층과 하부여과층이 용융된 찹섬유를 통해 서로 합지되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터에 관한 것이다.

자동차 실내의 담배연기나 각종 VOC와 같은 유해가스 여과를 위해 일반적으로 캐빈필터가 사용된다.

상기와 같은 캐빈필터에 있어 필터 내부에 활성탄 또는 제오라이트, 이산화티탄 광촉매등의 탈취분말들을 포함시킴으로써 탈취성능을 향상시키고 있는 데, 일 례로 여과층을 형성하는 부직포상에 바인더를 도포한 다음 상기 바인더 상에 탈취분말을 분사함으로써 탈취분말이 부직포에 고정되도록 하고 있다.

하지만, 상기와 같이 바인더를 이용한 방법은 바인더가 탈취분말의 기공에 침투하여 기공을 밀폐시켜 버리기 때문에 탈취분말이 탈취성능을 제대로 발휘할 수 없을 뿐만 아니라 바인더가 여과층에 바인더막을 형성해 버리기 때문에 여과층의 여과성능도 현저히 저하되는 문제점이 있게 된다.

이에 국내특허출원공개 10-2009-0075986호에서는 "폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유로 된 스펀본드 부직포를 연속적으로 공급하는 단계; 상기 스펀본드 부직포의 상면에 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 폴리에스테르 단섬유들을 공급하여 제1 저융점 폴리에스테르 단섬유층을 형성하는 단계; 상기 제1 저융점 폴리에스테르 단섬유층의 상면에 다수의 탈취분말들을 산포하고, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유보다 낮은 융점을 갖는 저융점 폴리에스테르 단섬유들을 공급하여 제2 저융점 폴리에스테르 단섬유층을 형성하는 단계; 및 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 장섬유의 융점보다 낮고 저융점 폴리에스테르 단섬유들의 융점보다 높은온도로 가열하는 단계를 포함하는 캐빈필터 여재의 제조방법"을 개시하고 있다.

상기와 같은 방법은 종래와 같이 탈취성능과 여과성능을 저하시키는 바인더 의 사용을 억제하기 위해, 바인더 대신 저융점 폴리에스테르 단섬유층을 사용하고 있으나, 상기 저융점 폴리에스테르 단섬유층 사이에 혼재된 탈취분말 역시 저융점 폴리에스테르 섬유가 융용되어 발생한 융용물이 탈취분말의 기공에 침투하여 기공을 밀폐시켜 버리는 문제점이 있으며, 특히 상부는 하층과 같은 여과층에 의해 마감되지 않기 때문에 여과성능이 저하되며 형상지지력이 약해 열처리과정에서 발생하는 장력등에 의한 원단의 형태가 손상되는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 바인더 대신 찹섬유를 사용하여 여과성능과 탈취성능을 향상시킴과 동시에 열처리 과정에서 발생하는 장력이나 고온에 의한 원단형태의 손상을 방지할 수 있는 자동차용 캐빈필터를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 고융점 부직포 화이버로 형성된 하부여과층 상부에 탈취분말과 1mm 내지 2mm로 잘게 절단되며 적어도 일부가 저융점 화이버로 구성된 찹섬유을 중량비 7:3로 혼합한 혼합물을 분사하여 중간탈취층을 형성하고, 상기 중간탈취층이 형성된 하부여과층을 열챔버로 통과시켜 융용된 찹섬유로 인해 상기 탈취분말을 결착시키도록 한 다음 고융점 부직포 화이버 재질의 상부여과층을 상기 하부여과층에 압착하여 상기 상부여과층과 하부여과층이 용융된 찹섬유를 통해 서로 합지되도록 한 것을 특징으로 자동차용 캐빈필터를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터는 바인더 대신 찹섬유를 사용하여 여과성능과 탈취성능을 향상시킴과 동시에 열처리 과정에서 발생하는 장력이나 고온에 의 한 원단형태의 손상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터를 상세하게 설명한다.

첨부된 도1은 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터의 단면도이며, 도2는 본 발명에 따른 캐빈필터에 사용되는 찹섬유의 바람직한 일례의 단면도이며, 도3은 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터를 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터는 하부여과층(110), 상부여과층(120) 및 중간탈취층(130)을 포함한다.

상기 하부여과층(110)과 상부여과층(120)은 고융점 부직포 화이버로 형성되며, 상기 중간탈취층(130)은 탈취분말(131)과 적어도 일부가 저융점 화이버로 구성된 찹섬유(chop fiber: 132)의 혼합물로 형성된다.

한편, 본 발명에서 언급하는 고융점 화이버는 상대적으로 고온, 바람직하게는 150℃ 이상에서 용융되는 섬유로서 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 화이버를 말하며, 저융점 화이버는 상대적으로 저온, 바람직하게는 100℃ 내지 110℃에서 용용되는 섬유로서 예를 들면 폴리에스테르 화이버를 말한다. 따라서, 상기 고융점 부직포 화이버는 150℃ 이상에서 용융되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질의 부직포 화이버로 이해될 수 있다.

상기와 같은 하부여과층(110)과 상부여과층(120)은 부직포이기 때문에 기공이 존재하므로, 상기 기공을 통해 공기가 유동하면서 이물질을 여과하게 된다.

상기 중간탈취층(130)은 탈취분말(131)과 1mm 내지 2mm로 잘게 절단된 찹섬유(132)을 중량비 7:3로 혼합한 혼합물을 하부여과층에 분사하여 형성되는 것으로 이물질에서 발산되는 악취를 탈취하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 탈취분말(131)은 특히 한정되지 않지만 탈취기능이 우수한 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 찹섬유(132)는 섬유를 1mm 내지 2mm 정도로 잘게 절단한 섬유로서, 열챔버를 통과할 때 용융되어 탈취분말을 결착하고 하부여과층(110)과 상부여과층(120)을 합지할 수 있도록 전체 또는 일부가 저융점 화이버로 구성된다.

상기 찹섬유(132) 전체가 저융점 화이버인 경우에는 100℃ 내지 110℃에서 용용되는 폴리에스테르 재질의 화이버로서, 대략 130℃ 내지 140℃ 온도의 열 챔버 를 통과할 때 용융되면서 인근에 분사된 탈취분말(131)을 결착시키고 하부여과층(110)과 상부여과층(120)을 서로 합지되게 한다.

또한, 상기 찹섬유(132)의 일부가 저융점 화이버인 경우에는 도3에 도시된 바와 같이 찹섬유는 중앙부위에 위치한 고융점 화이버(132-1)와; 상기 고융점 화이버 외주연에 위치한 저융점 화이버(132-2)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 고융점 화이버(132-1)는 전술한 바와 같이 150℃ 이상에서 용융되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질의 화이버이며, 저융점 화이버(132-2)는 100℃ 내지 110℃에서 용용되는 폴리에스테르 재질의 화이버이다.

이와 같이 구성된 찹섬유(132)는 외주연의 저융점 화이버(132-2)만이 열 챔버를 경유하면서 용융되고 내부의 고융점 화이버(132-1)는 용용되지 않는데, 용융된 외부 화이버(132-2)는 탈취분말(131)을 결착시키고 하부여과층(110)과 상부여과층(120)을 서로 합지되게 하는 역활을 수행하며, 용융되지 않는 내부 화이버(132-1)는 탈취분말(131)의 공기접촉면적을 넓히는 간격재 기능을 하여 유동하는 공기와 탈취분말과 접촉량을 증대시킴으로써 탈취성능을 향상시키는 역할을 수행하게 되는 것이다.

또한, 상기 탈취분말(131)과 저융점 찹섬유(132) 혼합물은 하부여과층(110)에 대해 60% ~ 70%의 면적분포율을 갖도록 하부여과층(110)상에 분사되는 것이 바 람직하다. 즉, 여기서, 60% ~ 70%의 면적분포율이란 탈취분말과 찹섬유의 혼합물이 하부여과층의 모든 면적에 촘촘히 분사되는 것이 아니라 하부여과층의 면적을 1로 보았을 때 0.6 내지 0.7에 해당하는 면적에만 골고루 분사되는 것을 의미하는 것으로, 이와 같이 면적분포율로 분사되면 용융된 찹섬유의 용융물이 탈취분말의 외주연 전체가 아니라 일부에만 부착되어 용융물이 부착되지 않은 부분을 통해 탈취기능을 발휘할 수 있기 때문이다. 여기서, 탈취분말(131)과 저융점 찹섬유(132) 혼합물의 하부여과층에 대한 면적점유율이 60% 이하가 되면 용융물량이 부족하여 하부여과층과 상부여과층의 합지력이 약하되어 바람직하지 않으며, 탈취분말과 저융점 찹섬유 혼합물의 하부여과층에 대한 면적점유율이 70% 이상이 되면 찹섬유의 분사량이 많아져서 용융물량이 증가하여 여과기능과 탈취기능이 저하되어 문제될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터는 바인더를 사용하지 않을 뿐만 아니라 찹섬유의 용융물을 이용하여 탈취분말을 결착시키기 때문에, 여과성능과 탈취성능이 향상되는 잇점이 있으며, 상기 중간탈취층 상부에는 상부여과층이 합지되지 때문에 여과성능 향상은 물론 형상지지력이 강해져서 원단의 형상변형이 발생하지 않는다는 잇점이 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터의 제조방법을 도3을 설명하여 간략하게 설명하면, 고융점 부직포 화이버로 형성된 하부여과층(110)이 권취 롤(140)에서 권취해제되면서 이송되며, 이송과정에서 탈취분말(131)과 1mm 내지 2mm로 잘게 절단되며 적어도 일부가 저융점 화이버로 구성된 찹섬유(132)을 중량비 7:3로 혼합한 혼합물이 분사통(141)에서 분사된다. 이 때, 탈취분말(131)과 저융점 찹섬유(132) 혼합물의 하부여과층에 대해 면적점유율이 60% ~ 70%이 되도록 이송속도와 분사량이 조절되어야 한다.

이와 같이 탈취분말과 찹섬유가 분사된 하부여과층(110)은 130℃ 내지 140℃ 온도의 열챔버(142)를 경유하면서 찹섬유의 저융점 화이버가 용융되어 탈취분말이 하부직물층에 결착되게 되며, 별도로 공급되는 고융점 부직포 화이버로 형성된 상부여과층(120)과 겹쳐진 다음 한 쌍의 압착롤러(143)를 통과하면서, 융용된 찹섬유를 통해 하부여과층과 하부여과층이 서로 합지된다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터의 단면도이며,

도2는 본 발명에 따른 캐빈필터에 사용되는 찹섬유의 바람직한 일례의 단면도이며,

도3은 본 발명에 따른 자동차용 캐빈필터를 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (3)

1. 고융점 부직포 화이버로 형성된 하부여과층 상부에 탈취분말과 1mm 내지 2mm로 잘게 절단되며 적어도 일부가 저융점 화이버로 구성된 찹섬유을 중량비 7:3로 혼합한 혼합물을 분사하여 중간탈취층을 형성하고, 상기 중간탈취층이 형성된 하부여과층을 열챔버로 통과시켜 융용된 찹섬유로 인해 상기 탈취분말을 결착시키도록 한 다음 고융점 부직포 화이버 재질의 상부여과층을 상기 하부여과층에 압착하여 상기 상부여과층과 하부여과층이 용융된 찹섬유를 통해 서로 합지되도록 하되,

   상기 찹섬유는 중앙부위에 위치한 고융점 화이버와; 상기 고융점 화이버 외주연에 위치한 저융점 화이버를 포함하여 구성되어, 상기 찹섬유가 열챔버를 통과시 저융점 화이버가 융용되어 탈취분말을 결착시킴과 동시에 상부여과층과 하부여과층을 합지시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탈취분말과 저융점 찹섬유 혼합물은 하부여과층에 대해 60% ~ 70%의 면적분포율을 갖도록 하부여과층상에 분사되는 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
3. 삭제

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