KR20030075882A

KR20030075882A - 전분 화이버 부직포로 제조된 에어필터 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030075882A
Application number: KR1020020015357A
Authority: KR
Inventors: 박치웅; 선정우
Original assignee: 주식회사 그린메이드
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-03-21
Publication date: 2003-09-26

Abstract

본 발명에 따른 에어필터용 부직포는 전분 수지를 방사하여 제조된 약 1.5∼10.0 데니어와 약 36∼88 mm의 섬유장을 갖는 전분 화이버(starch fibers)를 개섬하여 웹(web)을 제조하도록 카딩(carding) 공정을 행하고, 상기 제조된 웹을 부직포로 제조하기 위하여 니들 펀칭(needle punching) 공정을 행하고, 상기 부직포의 접합력을 증강시키기 위하여 전분 수지 용액 내에 함침시키고, 그리고 상기 전분 수지가 함침된 부직포에 정전기를 부여하는 공정에 의하여 제조된다. 상기 제조된 에어필터용 부직포는 절곡가공 공정을 거쳐서 에어필터 가이드에 조립된다.

Description

전분 화이버 부직포로 제조된 에어필터 및 그 제조 방법{Air Filter Manufactured with Starch Fiber Non-woven Fabric and Method of Preparing the Same}

발명의 분야

본 발명은 전분 화이버 부직포로 제조된 에어필터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 부직포의 필터가 에어필터 가이드에 조립되어 제조되는 에어필터에 있어서, 에어필터 가이드는 물론 부직포의 필터도 모두 전분으로 제조함으로써 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 에어필터에 관한 것이다.

발명의 배경

자동차에 사용되고 있는 에어필터는 부직포로 제조된 필터가 필터가이드에 조립되어 제조된다. 이제까지 필터가이드는 합성수지를 원료로 한 성형물이 사용되고 있고, 부직포필터도 합성수지를 그 원료로 하고 있다. 에어필터는 일정 주기로 교체해야 하는데, 이로 인하여 종래의 에어필터는 심각한 환경오염 문제를 일으키고 있다. 자동차에서 교체된 에어필터는 매립하거나 소각하게 되는데, 매립하더라도 부패되지 않기 때문에 토양오염을 야기시키고 있고, 소각하는 경우에는 다이옥신을 발생시켜 인체에 치명적인 결과를 가져오고 있다. 따라서 에어필터에 대하여 여러 가지 규제 법안이 만들어지고 있고, 친환경적인 제품으로 대체하고자 하는 노력이 경주되고 있다.

본 발명자는 이미 에어필터 가이드를 생분해성 또는 생붕괴성 수지로 제조하는 기술을 개발하여 특허출원 제2001-73273호(2001 년 11월 23일 출원)로 출원한 바 있다. 그러나 에어필터 가이드를 생분해성 또는 생붕괴성 수지로 제조한다 하더라도, 부직포 필터는 여전히 합성수지로 제조되기 때문에 환경오염 문제가 완전하게 해결되지 못하고 있다. 따라서 본 발명자는 부직포 필터도 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지로 제조하여 환경오염을 전혀 일으키지 않으며, 나아가 교체된 에어필터를 재생하여 사용함으로써 환경오염문제를 근원적으로 해결하고 자원을 절약하고 원가를 절감할 수 있는 에어필터를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지를 이용하여 환경오염을 전혀 일으키지 않는 부직포 필터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 에어필터 가이드는 물론 부직포 필터를 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지로 제조하여 환경오염을 전혀 일으키지 않는 에어필터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 에어필터 가이드는 물론 부직포 필터를 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지로 제조함으로써 교체된 에어필터를 재생하여 사용하고, 그 결과 환경오염문제를 근원적으로 해결하고 자원을 절약하고 원가를 절감할 수 있는 에어필터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 전분 화이버 부직포로 제조된 에어필터의 개략적인 사시도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

1: 에어필터(air filter)11: 부직포 필터

12: 에어 필터 가이드(guide)

발명의 요약

본 발명에 따른 에어필터용 부직포는 전분 수지를 방사하여 제조된 약1.5∼10.0 데니어와 약 36∼88 mm의 섬유장을 갖는 전분 화이버(starch fibers)를 개섬하여 웹(web)을 제조하도록 카딩(carding) 공정을 행하고, 상기 제조된 웹을 부직포로 제조하기 위하여 니들 펀칭(needle punching) 공정을 행하고, 상기 부직포의 접합력을 증강시키기 위하여 전분 수지 용액 내에 함침시키고, 그리고 상기 전분 수지가 함침된 부직포에 정전기를 부여하는 공정에 의하여 제조된다. 상기 제조된 에어필터용 부직포는 절곡가공 공정을 거쳐서 에어필터 가이드에 조립된다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명에 따른 에어필터용 부직포는 전분 수지를 용융방사하여 제조된 단섬유를 사용한다. 전분 단섬유는 약 1.5∼10.0 데니어와 약 36∼88 mm의 섬유장을 갖는 것이 바람직하다. 단섬유의 굵기와 섬유장은 에어필터의 정화능력을 고려하여 결정된다. 예를 들어, 단섬유가 1.5 데니어 이하이면 공기의 투과율이 저하되고, 10.0 데니어 이상이면 오염의 정화능력이 저하된다. 단섬유장이 36 mm 이하이면 충분한 강도를 갖는 부직포를 제조하기 어렵고 88 mm 이상인 경우에는 카딩공정상의 어려움이 뒤따른다. 약 3.5∼5.5 데니어와 약 46∼51 mm의 섬유장을 갖는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 따른 생분해성 전분 수지는 수지 자체로 칩 상태로 제조되며, 생붕괴성 전분 수지는 기초 수지 10∼80 중량%에 열가소성 전분 90∼20 중량%를 혼합하여 칩상태로 제조된다. 칩상태로 제조된 생분해성 및 생붕괴성 수지를 방사기에서 필라멘트사로 방사하고 이를 절단하여 단섬유로 제조한다.

본 발명에서 사용되는 기초수지로는 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에스터, 폴리아미드, 아크릴(폴리아크릴레이트), ABS수지, 알키드(alkyd)수지, 에폭시수지, 페놀수지, 우레아수지, 멜라민수지 및 아닐린수지가 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용가능하다.

본 발명에서 사용되는 열가소성 전분은 전분을 개질한 개질전분(modified starch)이 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명의 생분해성 및 생붕괴성 수지 조성물은 필요에 따라 세라믹 물질, 목분, 탈크, 펄프, 마섬유 등이 첨가될 수 있다. 세라믹 물질은 생분해 성능을 증강시키기 위하여 사용되는 성분이며, 목분 및 펄프는 성형품의 강도를 증강시키기 위하여 사용되는 성분이고, 탈크는 충진제로 사용되는 성분이다.

세라믹 물질은 85 중량% 이상의 실리콘 산화물(silicon oxide)을 함유하여 높은 다공성을 갖는 세라믹이 바람직하며, 생분해성 및 생붕괴성 수지 100 중량부에 대하여 10∼30 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.

목분은 20∼800 ㎛의 평균길이를 갖고, 15∼20 ㎛의 평균직경과 1.0∼2.0 g/㎤의 밀도를 갖는 것이 바람직하며, 생분해성 및 생붕괴성 수지 100 중량부에 대하여 10∼30 중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 전분 화이버(starch fibers)는 개섬하여 웹(web)을 제조하도록 카딩(carding) 공정을 행한다. 카딩공정은 종래의 웹을 제조하는 카딩공정과 거의 동일하며, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

개섬된 화이버를 더 세밀하게 혼합하기 위하여 믹싱 피더(mixing feeder)로 이송시킨다. 이 믹싱 피더에서 각각의 카딩기(card machine)로 이송한다. 제1 카딩기에서 개면하여 성형기에서 제1 적층웹을 제조한다. 제2 카딩기에서 개면하여 성형기에서 제2 적층웹을 제조한다. 상기 제1 적층웹과 제2 적층웹을 합포하고, 이를 프레스 롤러로 눌러서 안정화시킨다.

상기 카딩 공정이 완료되면, 부직포로 제조하기 위하여 니들 펀칭(needle punching) 공정을 행한다. 상기 안정화된 웹을 우선 프리 펀칭기(pre-punching machine)에서 1차 결속시키고, 2∼3 개의 니들 펀칭기(needle punching machine)를 통과하여 단섬유를 결속시킨다. 이렇게 제조된 웹을 펠트(felt)라 한다.

부직포의 접합력을 증강시키기 위하여 상기 펠트를 전분 수지 용액내에 함침시킨다. 펠트를 전분 수지 용액 내에 함침시키는 방법으로는 전분 화이버와 동일한 성분의 전분을 용해시킨 용액내에 펠트를 통과시키거나, 펠트위에 전분 수지 거품을 발생시킨 후 롤러를 이용하여 수지거품을 도포하거나 또는 전분 수지 용액을 스프레이 방식으로 도포하여 함침시킨다. 이러한 전분 수지 함침 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다. 전분 수지가 함침된 부직포는 건조기를 통과하면서 건조된다. 필요한 경우 카렌더(calender machine)를 통과하여 롤러에 의하여 펠트의 두께를 일정하게 유지하고 또한 엠보싱을 줄 수도 있다.

상기 전분 수지가 함침된 부직포에 정전기를 부여한다. 부직포에 정전기를부여하는 이유는 정화하고자 하는 공기 중의 미세 오염입자가 급속히 필터에 부착되게 하기 위한 것이다.

상기 제조된 에어필터용 부직포는 절곡가공하여 그 표면적을 넓게 하고, 각각의 가이드 사이즈에 맞도록 절단하여 에어필터 가이드에 조립한다.

제1도는 본 발명에 따른 전분 화이버 부직포로 제조된 에어필터의 개략적인 사시도이다. 에어필터(1)는 부직포 필터(11)가 에어필터 가이드(guide)(12)에 조립되어 제조된다. 부직포 필터 및 에어필터 가이드가 모두 동일한 전분 수지로 이루어지기 때문에 교체된 에어필터를 재생하여 사용할 수 있다. 폐기물로 취급되어 왔던 교체된 에어필터를 더 이상 매립하거나 소각할 필요가 없다. 부직포 필터의 오염상태가 심하여 화이버로 재생할 수 없는 경우에는 에어필터 가이드로 재생할 수 있다. 에어필터 가이드는 부직포 필터보다 순도가 높지 않아도 되기 때문이다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

전분 수지(티안진 던할로 어플라이언스 인코포레이티드: 중국 천진시 회사 제품)를 용융방사하여 제조된 5.0 데니어 및 48 mm의 섬유장을 갖는 단섬유(티안진 던할로 어플라이언스 인코포레이티드 제조)를 이용하였다. 상기 전분 화이버(starch fibers)를 개섬하여 웹(web)을 제조하도록 카딩(carding) 공정을 행하였다. 카딩공정에서는 개섬된 화이버를 더 세밀하게 혼합하기 위하여 믹싱 피더(mixing feeder)로 이송시키고, 다시 각각의 카딩기(card machine)로 이송시킨다. 제1 카딩기에서 개면하여 성형기에서 제1 적층웹을 제조하였다. 제2 카딩기에서 개면하여 성형기에서 제2 적층웹을 제조하였다. 상기 제1 적층웹과 제2 적층웹을 합포하고, 이를 프레스 롤러로 눌러서 안정화시켰다. 상기 카딩 공정을 완료하고, 부직포로 제조하기 위하여 니들 펀칭(needle punching) 공정을 행하였다. 상기 안정화된 웹을 우선 프리 펀칭기(pre-punching machine)에서 1차 결속시키고, 2∼3 개의 니들 펀칭기(needle punching machine)를 통과하여 단섬유를 결속시켰다. 이렇게 하여 펠트(felt)를 제조하였다. 부직포의 접합력을 증강시키기 위하여 상기 펠트를 전분 수지 용액내에 함침시켰다. 전분 수지가 함침된 부직포는 건조기를 통과하면서 건조하였다. 상기 전분 수지가 함침된 부직포에 정전유도장치를 이용하여 정전기를 부여하였다.

본 발명은 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지를 이용하여 환경오염을 전혀 일으키지 않는 부직포 필터를 제공하고, 에어필터 가이드는 물론 부직포 필터를 생분해성 또는 생붕괴성을 갖는 전분 수지로 제조하여 환경오염을 전혀 일으키지 않으며, 교체된 에어필터를 재생하여 사용하고, 그 결과 환경오염문제를 근원적으로 해결하고 자원을 절약하고 원가를 절감할 수 있는 에어필터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

전분 수지를 방사하여 제조된 약 1.5∼10.0 데니어와 약 36∼88 mm의 섬유장을 갖는 전분 화이버(starch fibers)를 제조하고;

상기 전분 화이버를 개섬하여 웹(web)을 제조하도록 카딩(carding) 공정을 행하고;

상기 제조된 웹을 부직포로 제조하기 위하여 니들 펀칭(needle punching) 공정을 행하고;

상기 부직포의 접합력을 증강시키기 위하여 전분 수지 용액 내에 함침시키고; 그리고

상기 전분 수지가 함침된 부직포에 정전기를 부여하는;

단계에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 에어필터용 부직포의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 정전기가 부여된 부직포를 절곡가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터용 부직포의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 카딩공정에 의하여 제조된 웹을 복수개의 층을 이루도록 합포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터용 부직포의 제조 방법.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 에어필터용 부직포.
부직포 필터(11)가 에어필터 가이드(guide)(12)에 조립되어 이루어지는 에어필터(1)에 있어서, 상기 부직포 필터가 제4항의 부직포로 제조되고, 상기 에어필터 가이드가 전분수지로 성형되는 것을 특징으로 하는 에어필터.