KR102193009B1 - 자동차용 캐빈필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 자동차용 캐빈필터는 합지공정을 거치지 않으므로 공정 비용 및 시간을 현저하게 저감할 수 있을 뿐 아니라 합지공정으로 인해 발생하는 차압 및 압력손실이 발생하지 않는다. 따라서, 별도의 여재를 포함하지 않고서도 저차압 및 여과효율을 달성할 수 있다.

Description

자동차용 캐빈필터{CABIN FILTER FOR CAR}
본 발명은 자동차용 캐빈필터에 관한 것으로 보다 상세하게는 별도의 여재를 포함하지 않고서도 저차압 및 여과효율을 달성할 수 있는 자동차용 캐빈필터에 관한 것이다.
자동차의 실내 공기 정화를 위하여 캐빈필터가 사용되고 있다. 도 1은 종래에 사용되는 캐빈필터의 단면도로서, 지지층의 역할을 하는 스펀본드 부직포(300)의 일면에 여재로서 정전 부직포인 멜트블로운 부직포(310)을 합지하여 사용한다. 또한 한국특허출원 제2008-0001676호에서는 스펀본드 부직포와 그 일면에 니들펀칭으로 결착된 폴리에스테르 단섬유층을 포함하여 압력손실을 낮추면서도 포집효율을 향상시키는 기술이 개시되었다.
그러나, 상술한 지지체상에 별도의 여재를 합지하는 자동차용 캐빈필터는 합지공정을 거쳐야 하므로 비용이 많이 발생할 뿐 아니라, 합지공정으로 인하여 차압 및 압력손실이 큰 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 별도의 여재를 포함하지 않고서도 저차압 및 여과효율을 달성할 수 있는 자동차용 캐빈필터를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 하기 조건 (1) ~ (3)를 만족하는 여재 및 지지체의 기능을 동시에 수행하는 정전부직포를 포함하되 별도의 여재가 합지되지 않는 자동차용 캐빈필터를 제공한다.
(1) 압력손실값이 0.5 mmH2O 이하
(2) 포집효율이 35% 이상 및
(3) 하기 관계식에 의해 계산된 QF 지수값이 1.5 이상
[관계식]
QF 지수(1/mmAq) = [- ln((100 - R) / 100)] / ΔP
단, R은 포집효율이고, ΔP는 차압이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 부직포는 건식부직포, 스펀레이스부직포, 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 니들펀치 부직포 또는 스테치본드 부직포일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 열가소성 고분자 수지는 나일론, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀 및 셀룰로오즈로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포의 두께는 0.1 ~ 10㎜일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포는 대전제(charging agent)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 대전제는 힌더드 아민계 대전제일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 힌더드 아민계 대전제는 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포는 산화방지제를 더 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 산화방지제는 힌더드 페놀계일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 힌더드 페놀계 산화방지제는 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포는 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전 또는 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 통해 정전처리될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포의 평량은 15 ~ 300 g/㎡일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 정전부직포의 압력손실은 3mmH2O 이하이고, 포집효율은 45% 이상이며 QF지수는 2 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 압력손실은 0.3mmH2O 이하이고, 포집효율은 45% 이상이며 QF지수는 3 이상일 수 있다.
이하, 본 발명에 사용된 용어를 설명한다.
용어 “폴리올레핀”은 탄소 및 수소 원자로만 이루어진 포화된 개방 사슬의 중합체 탄화수소 계열 중 임의의 것을 의미한다. 일반적인 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 및 에틸렌, 프로필렌 및 메틸펜텐 단량체의 다양한 배합물을 포함한다.
용어 "폴리프로필렌”(PP)은 프로필렌의 단독 중합체 뿐만 아니라, 반복단위 40% 이상의 프로필렌 단위인 공중합체도 포함한다.
용어 “폴리에스테르”는 에스테르 단위의 형성에 의해 연결되고 반복 단위 85% 이상인 디카르복실산과 디히드록시 알코올과의 축합 생성물인 중합체를 포함하는 개념이다. 이는 방향족, 지방족, 포화 및 불포화 이산 및 이알콜을 포함한다.
나아가 공중합체 및 블렌드 및 이들 변형물을 포함한다. 폴리에스테르의 일반적인 예는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산과의 축합 생성물인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다.
본 발명의 자동차용 캐빈필터는 합지공정을 거치지 않으므로 공정 비용 및 시간을 현저하게 저감할 수 있을 뿐 아니라 합지공정으로 인해 발생하는 차압 및 압력손실이 발생하지 않는다. 따라서, 별도의 여재를 포함하지 않고서도 저차압 및 여과효율을 달성할 수 있다.
도 1은 종래의 자동차용 캐빈필터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 캐빈필터의 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 지지체상에 별도의 여재를 합지하는 자동차용 캐빈필터는 합지공정을 거쳐야 하므로 비용이 많이 발생할 뿐 아니라, 합지공정으로 인하여 차압 및 압력손실이 큰 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 하기 조건 (1) ~ (3)를 만족하는 여재 및 지지체의 기능을 동시에 수행하는 정전부직포를 포함하되 별도의 여재가 합지되지 않는 자동차용 캐빈필터를 제공한다. 이를 통해 본 발명의 자동차용 캐빈필터는 합지공정을 거치지 않으므로 공정 비용 및 시간을 현저하게 저감할 수 있을 뿐 아니라 합지공정으로 인해 발생하는 차압 및 압력손실이 발생하지 않는다. 따라서, 별도의 여재를 포함하지 않고서도 저차압 및 여과효율을 달성할 수 있다.
(1) 압력손실값이 0.5 mmH2O 이하
(2) 포집효율이 35% 이상 및
(3) 하기 관계식에 의해 계산된 QF 지수값이 1.5 이상
[관계식]
QF 지수(1/mmAq) = [- ln((100 - R) / 100)] / ΔP
단, R은 포집효율이고, ΔP는 차압이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 캐빈필터의 단면도이다. 상술한 바와 같이 본 발명의 캐빈필터는 상기 조건 (1) ~ (3) 의 조건을 모두 만족하는 정전부직포를 포함하는 경우 별도의 필터여재 등을 합지하지 않아도 높은 여과효율 및 저차압을 달성할 수 있다.
먼저, 조건 (1)로서 압력손실값이 0.5 mmH2O 이하를 가진다. 구체적으로 종래와 같이 부직포 지지체와 필터여재(부직포 재질 포함)을 합지하면 합지공정에서 필연적으로 압력손실을 가져오게 된다. 그러나, 본 발명과 같이 별도의 합지공정을 거치지 않으므로 압력손실이 최소화된다. 한편 보다 바람직하게는 상기 압력손실값이 0.3mmH2O 이하일 수 있다. 만일 압력손실값이 0.5 mmH2O를 초과하면 풍량상승을 위해서 보다 많은 에너지가 소모되며 이는 자동차 에너지 소비 효율이 감소되는 문제를 발생 할 수 있다.
다음, 조건 (2)로서 포집효율이 35% 이상을 만족하여야하며 바람직하게는 45% 이상을 만족하여야 한다. 만일 포집효율이 35% 미만이면 미세분진의 차량실내 유입이 일정 수준 이상 증가되는 문제가 발생할 수 있다.
다음, 조건 (3)으로서 상기 계산식에 의해 계산된 QF 지수값이 1.5 이상이다. QF 지수값은 퀄리티 팩터의 약자로서 에어필터의 성능을 표현하는 압력손실과 제거율을 포함한 의미로써 QF값이 클수록 필터의 성능이 우수함을 의미한다. 만약 동일한 제거효율을 가진 에어필터 중 QF 지수값이 높을수록 압력손실값이 더 낮음을, 동일 압력손실값을 가진 에어필터 중 QF 지수값이 높을수록 제거효율이 더 높음을 의미한다. 본 발명은 보다 바람직하게는 QF 지수값이 2 이상일 수 있다. 만일 QF 지수값이 2.0 미만이면 부직포의 압력손실이나 제거효율 등의 성능이 떨어짐을 의미하기에 자동차 에너지 효율과 차량내 공기질 감소에 영향을 줄 수 있다.
한편, 보다 바람직하게는 상기 정전부직포의 압력손실은 0.3mmH2O 이하이고, 포집효율은 45% 이상이며 QF지수는 2 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 압력손실은 0.3mmH2O 이하이고, 포집효율은 45% 이상이며 QF지수는 3 이상일 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 부직포는 반드시 정전처리된 것이어야 하며, 이 경우 상기 정전부직포는 대전제(charging agent)를 더 포함할 수 있다.
정전처리는 통상적으로 수행되는 부직포에 정전을 부여하여 포집능력을 향상시키는 방법으로서 이와 같이 멜트블로운 부직포에 정전 처리될 경우 이를 구성하는 필라멘트는 내부에 강제적으로 분극된 전하를 가지게 되고, 이에 따라 분극된 전하를 갖는 필라멘트로 이루어진 부직포는 전하를 띠는 미세 입자를 용이하게 포
집하게 된다.
이러한 정전 처리 공정은 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전, 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 방식들 중 코로나 방전 방식은 용융된 중합체의 필라멘트가 완전하게 경화된 이후에 방전처리하는 콜드(cold) 코로나 방전과 필라멘트가 완전하게 경화되지 않아서 필라멘트 섬유 내부의 자유전하가 상대적으로 자유로운 상태에서 실시하는 열(hot) 코로나 방전 방식이 있다. 상기 코로나 방전 방식은 30 ~ 60 ㎸의 전압에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전압이 30 ㎸ 미만일 경우 전기분극률이 너무 낮기 때문에 목적하는 포집 효율을 얻을 수 없고, 반면 상기 전압이 60 ㎸를 초과할 경우 부직포에 구멍(hole) 등의 결점이 발생되기 쉽고 작업자에게 치명적일 수 있다. 상기 코로나 방전 방식은 0.1 ~ 6.0 ㎃의 전류에서 수행될 수 있다. 만일, 상기 전류가 0.1 ㎃ 미만일 경우 전하의 이동량이 적기 때문에 충분한 정전 성능을 부여할 수 없고, 반면 상기 전류가 6.0 ㎃를 초과할 경우 작업 자에게 치명적일 수 있다.
본 발명에서는 정전효과를 극대화시키기 위해서 대전제를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 통상적으로 사용되는 대전제를 더 포함할 수 있다. 이 경우 바람직하게는 힌더드 아민계 대전제를 사용할 수 있으며 이 경우 바람직하게는 N,N'-비스-3-(3',5'-디-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오닐헥사메틸렌디아민, N,N'-테트라메틸렌-비스[3-(3'-메틸-5'-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오닐]디아민, N,N'-비스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오닐]하이드라진, N-살리실로일-N'-살리실리덴하이드라진, 3-(N-살리실로일)아미노-1,2,4-트리아졸, N,N'-비스[2-{3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐옥시}에틸]옥시아미드 등을 들 수있다. 가장 바람직하게는 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]]을 사용하는 것이 물성향상에 가장 효과적이다(표 1 참조). 상기 힌더드 아민계 대전제는 전체 고분자의 약 0.05 내지 약 5 중량％의 양으로 존재하며, 더욱 바람직하게는 첨가제(들)은 고분자의 약 0.2 내지 약 2 중량％의 양으로 존재하며, 더더욱 바람직하게는 고분자의 약 0.2 내지 약 1 중량％의 양으로 존재할 수 있다.
또한 산화방지제를 포함할 수 있는데 이 경우 가장 바람직하게는 힌더드 페놀계열의 산화방지제를 사용할 수 있다. 바람직한 힌더드 페놀계 산화방지제로는 n-옥타데실-3-(3',5'-디-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, n-옥타데
실-3-(3'-메틸-5'-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, n-테트라데실-3-(3',5'-디-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트],1,4-부탄디올-비스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-터트-부틸페놀), 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-터트-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 3,9-비스[2-{3-(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}-1,1-디메틸에틸]2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸 등을 들 수 있으며, 가장 바람직하게는 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)을 사용하는 것이 물성향상에 가장 효과적이다. 상기 힌더드 페놀계 산화방지제는 전체 고분자의 약 0.01 내지 약 5 중량％의 양으로 존재할 수 있다.
한편 본 발명에 적용될 수 있는 통상적으로 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 건식부직포, 스펀레이스부직포, 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 니들펀치 부직포 또는 스테치본드 부직포일 수 있고 보다 바람직하게는 스펀본드 부직포일 수 있으며 이는 통상적으로 이들 부직포를 제조하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 부직포 재질은 통상적으로 부직포 제조에 사용되는 열가소성 고분자 수지일 수 있으며 바람직하게는 상기 열가소성 고분자는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 등의 알파-올레핀의 단독 혹은 공중합체인 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(프로필렌 단독 중합체), 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리1-부텐, 폴리4-메틸-1-펜텐, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌1-부텐 랜덤 공중합체, 프로필렌1-부텐 랜덤 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리에스터(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 폴리아미드(나일론-6, 나일론-66, 폴리메타크실렌아디프아미드 등), 폴리염화비닐, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 에틸렌아세트산비닐비닐알코올 공중합체, 에틸렌(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르-일산화탄소 공중합체, 폴리아크로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아이오노머(ionomer ; 에틸렌과 메틸아크릴산의 공중합체로 카르복실기에 아연(Zn), 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 암모늄(NH4) 등이 부분치환된 고분자) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어 지는 그룹으로부터 선택되는 것이 될 수 있으며, 보다 바람직하게는 나일론, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀 및 셀룰로오즈로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 정전부직포의 두께는 0.1 ~ 10㎜일 수 있다. 만일 두께가 0.1㎜ 미만이면 부직포 제작단계에서의 캘린더 롤간 거리의 불균일성 문제 등과 같은 작업성 문제로 인하여 제작이 어려운 문제가 발생할 수 있고 10㎜ 이상이면 절곡등의 후가공 공정에서 가공성의 문제가 발생할 수 있다.
바람직하게는 상기 정전부직포의 평량은 15 ~ 300 g/㎡일 수 있다. 만일 평량이 15g/㎡ 미만이면 부직포 구조의 안정성 문제와 제거율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고 300g/㎡ 초과이면 제거율은 증가되나 압력손실을 0.5mmAq이하로 낮출 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 바람직하게는 본 발명의 정전부직포의 평균섬도는 1 ~ 15 데니어일 수 있다. 또한 정전부직포를 구성하는 섬유는 단섬유 및/또는 장섬유일 수 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
폴리프로필렌 고분자 수지에 대하여 대전제로서 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]])(치마소브911, 시바가이거) 0.5중량% 및 산화방지제로서 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트) (바스프, Irganox 1010) 0.1중량%를 혼합하여 방사원액을 준비하고 이를 스펀본드 부직포를 제조하였다. 정전처리는 고압노즐을 이용한 물분사 방법으로 마찰접촉 대전 시켜 정전 부직포를 제조하였다. 제조된 정전부직포의 평량은 70g/㎡이고 두께는 0.3mm 이며 평균섬도는 6데니어이다.
<실시예 2 >
스펀본드 부직포가 아닌 니들펀치 부직포를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 정전부직포를 제조하였다.
<실시예 3>
대전제로서 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]])을 대신하여 비스(2,2,6,6,-테트라메틸-4-피레리딜)세바케이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 정전 부직포를 제조하였다.
<실시예 4>
산화방지제로서 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)을 대신하여 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 정전 부직포를 제조하였다.
<실시예 5>
대전제로서 비스(2,2,6,6,-테트라메틸-4-피레리딜)세바케이트를 사용하고 산화방지제로서2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 정전부직포를 제조하였다.
<비교예 1>
수지는 ㈜폴리미래에서 판매되는 용융지수가 1300 (HP461Y)인 폴리프로필렌 고분자 수지와 고분자 수지에 대하여 대전제로서 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]])(치마소브911, 시바가이거) 0.5중량% 및 산화방지제로서 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀 (㈜대정화금) 0.1중량%를 마스터배치 가공하여 혼합 제조하였다. 상기 방사원액을 단일방사하여 멜트블로운사를 분사하고 이를 멜트블로운 부직포로 가공하였다. 상기 부직포의 두께는 250㎛이다. 이후 정전처리는 고압노즐을 이용한 물분사 방법으로 마찰접촉 대전 시켜 정전 부직포를 제조하였다.
이후, 동일한 재질의 스펀본드 부직포(두께 0.3mm, 평량 70g/m2, 평균섬도 6데니어)를 제조하고 이를 정전부직포의 일면에 핫멜트 스프레이 접착 방법으로 합지하였다.
<비교예 2>
스펀본드 부직포 역시 정전처리를 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.
<비교예 3>
대전제, 산화방지제 및 정전처리를 하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<비교예 4>
정전처리를 하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<비교예 5>
대전제 및 산화방지제를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<실험예>
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 정전 멜트블로운에 대하여 하기와 같은 평가를 실시하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
1. 포집효율 및 압력손실 측정
일반적으로 사용하는 에어필터 측정방법에 따라 측정하였다. 구체적으로는, 적용 풍량 32 LPM(면풍속 5.33㎝/sec)의 기류 속도에서 염화나트륨이 함유된 에어로졸을 부직포 샘플에 통과시켜 통과 전후의 염화나트륨 농도를 측정하여 부직포에 의해 집진된 염화나트륨의 양을 계산하고 이를 통과 전의 염화나트륨 양으로 나눈 후 백분율하여 포집 효율을 측정하였다. 이때, 상기 에어로졸은 염화나트륨을 증류수에 용해시켜 20 중량%의 염화나트륨 수용액을 만든 후, 염화나트륨이 0.3 ㎛ 정도의 크기를 갖도록 히터 장치에 의해 수분을 기화시켜 제조하였다. 이러한 방법으로 입자에 대한 포집 효율(%)은 자동화된 효율 시험기(TSI사, Model 8130)에 의해 측정하였다. 압력 손실(mmAq)은 포집 효율 측정방법과 유사하게 적용 풍량 32 LPM(면속도 5.33 cm/s)의 기류 속도에서 부직포 샘플의 통과 전후 의 압력 손실 값으로부터 측정하였다.
2. QF 팩터 측정(1/mmH20)
퀄리티팩터(QF )는 여과효율과 차압을 조합한 필터 성능을 표현하는 수단의 일종으로서 일반적으로 하기의 관계식에 따라 계산하며 수치가 높을수록 우수한 에어필터 성능을 나타낸다.
다.
[관계식]
QF 지수(1/mmAq) = [- ln((100 - R) / 100)] / ΔP
단, R은 포집효율이고, ΔP는 차압이다.
압력손실(mmAq) 포집효율(%) QF
실시예 1 0.2 50 3.47
실시예 2 0.2 48 3.27
실시예 3 0.25 42 2.18
실시예 4 0.32 40 1.60
실시예 5 0.34 38 1.41
비교예 1 0.6 55 1.33
비교예 2 0.6 75 2.31
비교예 3 0.2 8 0.42
비교예 4 0.2 13 0.7
비교예 5 0.2 20 1.12
표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 ~ 5는 비교예 1 ~ 5에 비하여 조건 (1) ~ (3)을 모두 만족하였다. 한편, 합지공정을 수행한 비교예 1 ~ 2는 포집효율은 개선되었지만 압력손실이 현저하게 발생할 뿐 아니라 QF 지수값도 낮은 수치를 보였다. 나아가 본 발명의 특정한 대전제 및 산화방지제를 사용한 실시예 1, 2가 다른 종류를 사용한 나머지 실시예에 비하여 보다 우수한 물성값을 나타내었다.

Claims (14)

  1. 하기 조건 (1) ~ (3)를 만족하는 여재 및 지지체의 기능을 동시에 수행하는 정전부직포를 포함하되 별도의 여재가 합지되지 않으며,
    상기 정전부직포는 열가소성 고분자 수지로 제조된 부직포로서, 힌더드 아민계 산화방지제를 포함하고,
    상기 힌더드 아민계 산화방지제는 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트), n-옥타데실-3-(3',5'-디-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, n-옥타데실-3-(3'-메틸-5'-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, n-테트라데실-3-(3',5'-디-터트-부틸-4'-하이드록시페닐)-프로피오네이트, 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 1,4-부탄디올-비스[3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-터트-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 3,9-비스[2-{3-(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}-1,1-디메틸에틸]2,4,8,10- 테트라옥사스피로(5,5)운데칸 및 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 자동차용 캐빈필터;
    (1) 압력손실값이 0.5 mmH2O 이하
    (2) 포집효율이 35% 이상 및
    (3) 하기 관계식에 의해 계산된 QF 지수값이 1.5 이상
    [관계식]
    QF 지수(1/mmAq) = [- ln((100 - R) / 100)] / ΔP
    단, R은 포집효율이고, ΔP는 차압이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부직포는 건식부직포, 스펀레이스부직포, 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 니들펀치 부직포 또는 스테치본드 부직포인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자 수지는 나일론, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀 및 셀룰로오즈로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정전부직포의 두께는 0.1 ~ 10㎜인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정전부직포는 대전제(charging agent)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대전제는 힌더드 아민계 대전제인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 힌더드 아민계 대전제는 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-디일]- [[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]헥사메틸렌[(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노]인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 정전부직포는 코로나 방전, 플라즈마 대전, 마찰대전 또는 고압의 물방울을 통한 수 대전 방식을 통해 정전처리 되는 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 정전부직포의 평량은 15 ~ 300 g/㎡인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 정전부직포의 압력손실은 0.3mmH2O 이하이고, 포집효율은 45% 이상이며 QF지수는 2.0 이상인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 QF지수는 3.0 이상인 것을 특징으로 하는 자동차용 캐빈필터.
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