KR101917172B1 - 프레임 없는 차량용 에어필터 및 이의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임 없는 차량용 에어필터의 제조방법에 관한 것으로서, 여과재 원단을 요철 형상의 금형에 삽입하는 단계: 상기 여과재 원단을 1차 가압하여 절곡된 여과재를 제조하는 단계; 상기 절곡된 여과재의 사면 테두리에 각각 부직포 원단을 덧대는 단계; 상기 절곡된 여과재를 2차 가압하여 여과재의 말단 사면에 테두리 스크랩을 형성하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

프레임 없는 차량용 에어필터 및 이의 제조방법.{FRAMELESS AIR FILTER FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 프레임 없는 차량용 에어필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 평면 형상의 원단을 금형에 의해 절곡 형상으로 성형함으로써 프레임 없는 차량용 에어필터를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 차량용 에어필터에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 에어필터는 절곡된 형상으로 가공된 여과재를 프레임에 장착하여 제조된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종이나 부직포로 이루어진 여과재를 절곡하고, 절곡 가공된 여과재를 일정 크기로 절단하여 제조된 여과재와 상기 여과재를 접착할 수 있는 프레임, 필요에 따라 상기 여과재의 외주면을 실링 처리하기 위한 실재를 결합하는 공정을 통해 제조하고 있다.

이러한 제조방법은 공정이 복잡하고 재료비가 비싸 경제적인 생산방법이 되지 못하는 실정이다. 이러한 문제점을 감안하여 대한민국 공개특허공보 10-2002-0072161호에서는 프레임이 없는 차량용 에어필터를 통해 폐 에어필터의 재활용이 가능하도록 하고 있다. 상기 선행기술에서는 여과재의 모서리 부분을 폴리프로필렌 수지 용액에 딥핑한 후 이를 건조함으로써 프레임과 같은 역할을 하도록 하고 있다. 그러나 딥핑에 의한 마감처리는 마감면을 균일하게 하기 어렵고 충격에 의해 딥핑 처리한 부분이 파손되기 쉬운 문제점이 있어 실용화에는 문제가 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-0225911호에서는 부직포 여과재의 프레임 없는 에어필터를 제조하기 위하여 절곡된 여과재의 양단을 일방향으로 접어 절곡된 단부를 서로 융착시킴으로써 부직포 필터를 제조하고 있다. 그러나 상기 선행기술에 의해 제조된 에어필터는 접혀진 부위를 선택적으로 융착해야 하기 때문에 융착 공정에서 불충분하게 융착되는 부분이 발생하는 등 불량률이 높아 실용화에 제약이 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0034588호에서는 필터의 양측에 지지대를 삽입하여 여과재를 고정하고 있으나, 이러한 지지대는 사실상 필터 프레임과 같은 역할을 하는 것으로 프레임이 없는 에어필터로 보기는 어려우며, 여과재의 끝단을 삽입하기 위해 위치를 맞추어야 하기 때문에 공정 불량이 발생할 우려가 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2002-0072161호 대한민국 등록특허공보 10-0225911호 대한민국 공개특허공보 10-2009-0034588호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 프레임이 없는 차량용 에어필터를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 여과재의 테두리를 부직포로 마감처리하여 테두리 스크랩을 형성함으로써 공정이 간단하고 불량률이 낮은 차량용 에어필터를 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 여과재를 복수의 층으로 구성하되, 각 층이 밀착되지 않고 공간을 가지도록 형성함으로써 포집된 먼지가 유동적으로 보관될 수 있는 차량용 에어필터와 상기 에어필터를 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 프레임 없는 차량용 에어필터의 제조방법은 여과재 원단을 요철 형상의 금형에 삽입하는 단계: 상기 여과재 원단을 1차 가압하여 절곡된 여과재를 제조하는 단계; 상기 절곡된 여과재의 사면 테두리에 각각 부직포 원단을 덧대는 단계; 상기 절곡된 여과재를 2차 가압하여 여과재의 말단 사면에 테두리 스크랩을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 여과재는 상부층, 하부층 및 1층 이상의 내부층으로 구성되며, 1층 이상의 내부층 중 1층 이상이 항균성 섬유로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 여과재는 각 층이 밀착되지 않고 공간을 형성하도록 가압 성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 프레임 없는 차량용 에어필터는 상기와 같은 방법으로 제조되며, 삼각 파형 단면으로 절곡된 형상의 여과재; 상기 여과재의 사면 테두리에 형성된 테두리 스크랩;으로 이루어지며, 상기 여과재는 상부층, 하부층 및 1층 이상의 내부층으로 구성되되, 각 층이 밀착되지 않고 층간에 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프레임이 없는 차량용 에어필터의 제조방법은 프레임 없는 차량용 에어필터를 제조할 때 여과재의 테두리를 부직포로 마감처리하여 테두리 스크랩을 형성함으로써 공정이 간단하고 불량률이 낮은 차량용 에어필터를 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 상기 차량용 에어필터는 여과재를 복수의 층으로 구성하되, 각 층이 밀착되지 않고 공간을 가지도록 형성함으로써 포집된 먼지가 유동적으로 보관될 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 종래의 차량용 에어필터의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 차량용 에어필터의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 차량용 에어필터의 제조방법에 따라 제조된 차량용 에어필터 시제품의 사진이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 프레임 없는 차량용 에어필터의 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 여과재 원단을 요철 형상의 금형에 삽입하고, 상기 여과재 원단을 1차 가압하여 절곡된 여과재를 제조하되, 상기 절곡된 여과재를 제조한 후 여과재의 사면 테두리에 각각 부직포 원단을 덧대고 상기 절곡된 여과재를 2차 가압하여 여과재의 말단 사면에 테두리 스크랩을 형성하는 것이다.

또한, 제조를 마친 후, 상기 테두리 스크랩은 규격에 맞게 재단함으로써 차량용 에어필터 제품을 완성하게 된다.

프레임 없는 에어필터를 제조할 때 가장 문제가 되는 것은 에어필터의 테두리를 가공하여 프레임 없이도 외곽을 지지할 수 있는 강도를 부여하는 것이다. 종래기술에서와 같이 딥핑 공정이나 절곡부 융착 공정은 공정이 복잡하고 부분적인 공정 불량으로 제품의 질을 저하시키는 문제가 있다.

따라서 본 발명에서는 절곡된 형상의 여과재를 원단으로 사용하지 않고 평평한 원단을 금형 내에서 그대로 가공하기 때문에 공정이 단순해지고 생산비용이나 효율이 크게 증대되는 장점을 가지고 있다.

즉, 별도의 가공을 거치지 않은 여과재 원단을 금형에 장착한 후 1차 가압으로 절곡된 여과재를 만들고 다시 그대로 2차 가압을 하여 테두리 스크랩을 형성하기 때문에 공정은 대단히 단순해진다.

상기 금형은 삼각파형의 요철구조가 형성된 한 축 방향으로 형성된 하형과 상하에서 일치되도록 삼각파형의 요철구조가 형성된 상형이 가압에 의해 맞물리도록 이루어져 있는데, 가압과 가열이 동시에 이루어지도록 할 수 있어 열과 압력에 의해 여과재가 절곡 구조로 성형되도록 할 수 있다. 또한, 상기 삼각파형의 요철구조는 그 간격이 4 내지 14㎜로 일정하게 이루어져 있으며, 에어필터의 규격에 따라 그 간격은 달라질 수 있다.

일반적으로 차량용 에어필터의 여과재는 단층의 부직포를 사용하는 경우가 많았는데, 최근에는 여과 성능의 향상을 위해 2층 이상의 구조로 제조하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 2층 이상 구조의 여과재는 복수의 여과재를 겹친 후 이를 융착하게 되는데, 융착 과정에서 각 층의 표면이 접착되게 되어 제조된 여과재의 단면을 살펴보면 단층의 부직포와 외관에서 차이가 없을 정도로 각 층이 융착되어 있다.

본 발명에서는 이러한 층상 구조의 여과재를 형성할 때 각 층이 융착되지 않고 일정 간격 이격되어 공간을 형성하도록 함으로써 먼지를 포집할 수 있는 공간을 형성하며 필터의 성능을 향상시킬 수 있게 하고 있다.

이를 위하여 상기 여과재 원단을 요철 형상의 금형에 삽입하고 1차 가압할 때, 층상 구조의 여과재 원단을 완전히 밀착하는 것이 아니라 절곡부를 구성하는 삼각파형의 골과 산만 밀착되고 나머지 부분에서는 밀착되지 않도록 금형이 맞물렸을 때 상형과 하형 사이에 이격이 생기도록 구성하고 있다.

이러한 금형을 통해 가압하면 절곡부의 골과 산만이 밀착되기 때문에 나머지 부분에서는 층상 구조의 각 층 사이에 공간이 형성되게 된다. 이때 상기 금형을 통한 가압시간은 1차 가압시 10초 내지 20초, 2차 가압시 30초 내지 60초로 하는 것이 바람직하다. 1차 가압에서 가압시간이 너무 길면 열에 의해 각 층이 융착되어 층간 공간 부피가 감소하게 되므로 먼지의 포집효과가 감소하게 되며, 2차 가압시 시간이 너무 짧으면 제조된 테두리 스크랩의 부분 박리가 발생하고 너무 길면 여과재의 각 층이 부분적으로 융착되는 현상이 발생한다.

또한, 가압시 온도는 1차 가압시 18℃ 내지 25℃, 2차 가압시 80℃ 내지 120℃로 하는 것이 바람직하다. 이러한 온도는 단순히 절곡부의 성형이나 테두리 스크랩의 융착뿐만 아니라 여과재 각 층의 부분 융착이 발생하지 않으면서 여과재를 제조할 수 있도록 최적화된 온도 범위이다.

또한, 이러한 복수의 층을 구성함에 있어서, 부직포로 이루어진 상부층과 하부층 외에 상기 상부층 및 하부층 사이에 형성되는 1층 이상의 내부층 중 어느 1층 또는 그 이상을 항균성 섬유로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 여과재는 부직포 하부층, 항균성 섬유층, 부직포 상부층이 적층된 3층으로 구성될 수 있으며, 제1 부직포 하부층, 제2 부직포 층, 항균성 섬유층, 제3 부직포 층, 제4 부직포 상부측이 적층된 5층으로 구성될 수도 있다.

본 발명에서 적용되는 부직포는 통상의 차량용 에어필터에 사용되는 부직포라면 어떠한 것이라도 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로오스계 수지 중 어느 하나 또는 이들을 혼합하여 제조된 부직포를 사용할 수 있다.

또한, 항균성 섬유로는 은, 산화티타늄, 산화아연 등의 광촉매 나노입자, 활성탄 등이 흡착된 부직포를 사용할 수 있으나, 필터의 항균성 섬유 재질로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

그러므로 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 에어필터는 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각 파형 단면으로 절곡된 형상의 여과재; 상기 여과재의 사면 테두리에 형성된 테두리 스크랩;으로 이루어지게 된다. 또한, 상기 여과재는 상부층, 하부층 및 1층 이상의 내부층으로 구성되되, 각 층이 밀착되지 않고 층간에 공간이 형성되게 된다. 또한, 상기 내부층은 항균성 섬유층을 포함하고 있으므로 차량의 유해 세균을 효과적으로 여과할 수 있어 고품질의 차량용 에어필터를 제공할 수 있게 된다.

이러한 구성을 통해 본 발명의 차량용 에어필터는 프레임 없이 제조되기 때문에 생산 단가가 대폭 감소되며, 불량률이 적으면서도 고품질의 에어필터를 제조할 수 있는 효과를 달성한다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (4)

1. 여과재 원단을 요철 형상의 금형에 삽입하는 단계:
   상기 여과재 원단을 1차 가압하여 절곡된 여과재를 제조하는 단계;
   상기 절곡된 여과재의 사면 테두리에 각각 부직포 원단을 덧대는 단계;
   상기 절곡된 여과재를 2차 가압하여 여과재의 사면 테두리에 테두리 스크랩을 형성하는 단계;를 포함하되,
   상기 여과재는 상부층, 하부층 및 1층 이상의 내부층으로 구성되고, 1층 이상의 내부층 중 1층 이상이 항균성 섬유로 구성되며,
   각 층이 밀착되지 않고 공간을 형성하도록 금형이 맞물렸을 때 상형과 하형 사이에 이격이 생기도록 구성하고,
   가압시간은 상기 1차 가압시 10초 내지 20초, 상기 2차 가압시 30초 내지 60초로 하며,
   가압온도는 상기 1차 가압시 18℃ 내지 25℃, 상기 2차 가압시 80℃ 내지 120℃로 하는 것을 특징으로 하는 프레임 없는 차량용 에어필터의 제조방법.
   
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