KR20090015347A - 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진에서 발생하는 하이드로 카본(Hydro Carbon)을 흡착하기 위한 활성탄소섬유를 포함하는 자동차용 에어클리너 필터와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 보통 사용되는 건식 부직포로 이루어진 에어클리너 필터에 활성탄소섬유(activated carbon fiber)를 적용한 새로운 방식을 채택함으로써, 자동차의 구조를 변경하지 않고서도 적용이 가능하고, 에어클리너로서의 기능저하없이 하이드로 카본을 효율적으로 제거할 수 있는 에어클리너 필터를 제공한다.

에어클리너 필터, 하이드로 카본, 활성탄소섬유, 시스코아형 저융점 섬유

Description

활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터 및 그 제조방법{Air cleaner filter for vehicle using activated carbon fiber and the method thereof}

본 발명은 자동차용 에어클리너 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 엔진에서 발생하는 하이드로 카본(Hydro Carbon)을 흡착하기 위한 활성탄소섬유를 포함하는 자동차용 에어클리너 필터와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이드로 카본(Hydro Carbon)은 불완전연소에 의하여 발생할 뿐만 아니라 블로바이가스 또는 연료증발가스에도 포함되어 있는 것으로서, 탄화수소의 공기부족으로 인한 불완전 연소시에 주로 발생된다.

보통 실린더 또는 연소실 벽쪽은 저온이기 때문에 이 부분에서는 연소온도에 이르지 못하고 화염이 전달되지 못하면서 미연소 탄화수소가스가 발생이 된다.

디젤엔진의 경우 연료가 실린더 내에 분사되어 연소되는 방식이기 때문에 실 린더벽에 혼합기의 소염층이 거의 형성되지 못하게 되고, 따라서 HC의 배출량은 적은 편이다.

그러나, 연료가 실린더 벽면에 분사되어 연소가 정지되었을 때, 또는 연료가 극히 희박한 부분에서 소염을 일으키는 등 탄화수소가 증가되는 경우도 있다.

이러한 탄화수소는 인체에 흡입시 호흡기계통에 자극을 주며, 또 산화되면서 알데히드류로 변화하여 눈의 점막에 강한 자극을 준다.

엔진 연소실에서 연료를 완전연소 시킬수 있다면 연료의 주성분인 탄화수소는 산소와 결합하여 수증기와 이산화탄소만을 배출시켜야 하나, 실제 엔진에서 완전연소가 불가능하고 공기 중에는 산소 이외의 물질이 함유되어 있기 때문에 연소 후 유해 배기가스를 배출하게 된다.

이러한 유해가스는 인체에 직접적으로 영향을 줄 뿐만 아니라, 넓게는 지구온난화를 초래하여 자연생태계의 변화는 물론 사회 경제적인 차원에서 농업, 축산 및 산업활동 전반과 인간의 보건, 주거환경 등에 광범위한 영향을 미치게 된다.

보통 가스는 다양한 출처에서 발생하는데, 자동차 운행시에는 계속적으로 공기가 흡입되므로 엔진 내에서 발생한 하이드로 카본이 유입되는 공기흐름에 역행하여 흡기구를 통하여 밖으로 나오는 것은 극히 어려운 일이다.

그러나, 엔진의 정지시 또는 초기 시동시에는 흡기구쪽으로 허용기준치 이상의 하이드로 카본이 배출될 확률이 높다.

예를 들면, 공기흡입시스템에 잔류하던 가솔린 증기 및 크랭크 케이스 안에서 분해된 가솔린 등이 낮 동안 열작용이 일어나 공기흡입시스템 밖으로 나와서 차 량공기흡입지점에서 바깥의 공기 중으로 방출되는 것이다.

따라서, 이렇게 방출되는 하이드로 카본을 흡착하거나, 또는 방출되는 것 자체를 방지하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다.

예를 들면, 도 1 내지 도 3은 종래의 하이드로 카본을 제거하기 위해 사용되어지는 것들로서, 도 1은 벌집구조 카본이고, 도 2는 장방형구조 패널 엘리먼트이고, 도 3은 직선형구조 카본 라이너를 나타낸다.

상기 벌집구조 카본의 경우에는 하이드로 카본을 흡착하는 능력은 최대화할 수 있으나, 반면에 흡기되는 유속을 떨어뜨리고 압력의 손실을 가져와 엔진의 출력을 저하시키는 문제가 있다.

상기 장방형구조 패널 엘리먼트의 경우에는 에어클리너 박스의 에어필터가 위치되는 상부 등에 설치되는데, 이러한 엘리먼트를 설치하기 위한 별도의 공간 및 지지 구조물이 필요할 뿐 아니라, 이것 역시 흡기 압력을 떨어뜨리고 유속을 저해하는 문제가 있다.

상기 직선형구조 카본 라이너의 경우에는 덕트나 에어클리너 흡기관 등의 내부에 하이드로 카본을 흡착할 수 있는 물질을 코팅하는 방법으로서, 흡기 압력손실이 거의 없다는 장점이 있으나, 일정시간이 경과하여 흡착력이 떨어질 경우 세척하거나 또는 새로운 코팅을 해야 하는 문제가 있다.

특히, 위의 3가지 방법 모두 기존의 자동차에는 적용할 수 없어 이미 출고된 차량의 경우 하이드로 카본의 발생을 제어할 수 없을 뿐만 아니라, 현재의 자동차의 설계구조 자체를 변경하여야 하는 문제가 있다.

통상적으로 흡착장치에 처리기체를 통과시켜 점차 시간이 경과된 후에는 흡착제거하려는 성분의 물질을 기준치 이상 처리하지 못하게 된다.

이러한 상태를 파괴점(Break through point)이라 한다.

이때가 되면 위의 3가지 방법 모두 교체해주는 것이 성능 유지 및 관리 측면에서 필요하다.

현재 위의 3가지 방법은 한번의 설치로 영구적으로 에어박스 안에서 사용되므로, 교체하기가 까다롭고 교체하더라도 고가의 비용이 들어가는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보통 사용되는 건식 부직포로 이루어진 에어클리너 필터에 활성탄소섬유(activated carbon fiber)를 적용한 새로운 방식을 채택함으로써, 자동차의 구조를 변경하지 않고서도 적용이 가능하고, 에어클리너로서의 기능저하없이 하이드로 카본을 효율적으로 제거할 수 있는 에어클리너 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너 필터는 필터 미디어와 필터 프레임을 포함하는 자동차용 에어클리너 필터에 있어서, 상기 필터 미디어는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 된 23∼30중량%의 조밀층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 35∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼65중량%가 함유된 30∼40중량%의 중간층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼60중량%가 함유된 30∼40중량%의 벌키층과, 마이크로 포어로 이루어지며 조밀층 위에 열융착되어 결합되는 7∼13중량%의 활성탄소섬유로 구성되어 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 조밀층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 1∼4 데니어인 것을 적용할 수 있고, 상기 중간층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 2∼4 데니어인 것을 적용할 수 있으며, 상기 벌키층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 3∼7 데니어인 것을 적용할 수 있다.

또한, 상기 활성탄소섬유는 세경이 17∼20Å인 것을 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너 필터의 제조방법은 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함하는 조밀층, 중간층 및 벌키층을 카딩하여 웨브를 형성하는 단계와, 상기 단계에서 형성된 웨브를 니들링 공정으로 1차 결합시키는 단계와, 상기 단계에서 1차 결합된 웨브를 건조기 내에 투입하여 시스코아형 섬유의 접착성을 통해 견고하게 2차 결합시키는 단계와, 상기 단계에서 2차 결합된 웨브를 다수의 히트프레스롤 조합으로 이루어진 표면가공기 내에 투입하여 섬유들을 최종 결합시키면서 두께 및 표면을 처리하는 동시에 활성탄소섬유를 함께 투입하여 히트프레스롤의 열에 의해 시스코아형 저융점 섬유와 활성탄소섬유를 결합시키는 단계 등을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 활성탄소섬유는 액중에 활성탄소섬유를 분산시켜 초지법으로 떠올리는 방식의 습식 부직포 공법으로 얻은 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 표면가공기의 경우, 120∼170℃의 온도를 유지하는 제5히트프레스롤과, 150∼200℃의 온도를 유지하는 제4히트프레스롤과, 150∼200℃의 온도를 유지하는 제3히트프레스롤과, 40∼60℃의 온도를 유지하면서 쿨링존 역할을 하는 제2히트프레스롤과, 300∼350℃의 온도를 유지하는 제1히트프레스롤을 순차적으로 배치한 형태의 것을 적용할 수 있다.

특히, 상기 시스코아형 저융점 섬유와 활성탄소섬유를 결합시키는 단계에서 활성탄섬유는 제1히트프레스롤과 제2히트프레스롤 사이로 투입시켜 높은 열을 가진 히트프레스롤 사이에서 시스코아형 저융점 섬유와 열에 의해서 결합이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 웨브를 형성하는 단계에서 사용하는 시스코아형 섬유는 코아쪽은 일반 복합 섬유로 되어 있고 시스쪽은 저융점 섬유로 되어 있는 형태인 것을 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 에어클리너 필터는 선진국에서 요구하는 배출가스에 관한 규제를 만족할 수 있으므로 환경규제에 적극 대응할 수 있고, 특히 저렴한 비용으로 제작 및 적용이 가능하여 경제적이고 가격경쟁력이 우수한 장점이 있다.

또한, 자동차 설계시 하이드로 카본의 흡착을 위한 새로운 구조 등에 대해 고려할 필요가 없을 뿐만 아니라, 활성탄소섬유의 함량을 최적화하고 각 공정 조건을 적절히 조절하여 제조되므로서, 지속적인 성능 발휘가 가능하여 하이드로 카본 흡착 성능을 차량 폐차시까지 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 기존의 제품들과는 달리 흡기 저항 등의 문제가 없고 주기적인 교체가 가능하기 때문에 항상 안정적인 상태에서 하이드로 카본을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차의 사양에 적합하게 에어클리너 필터 미디어 제조시 활성탄소성분의 함량을 조절함으로써, 그 기능을 최적화할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터와 이것을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너 필터의 제조과정을 나타내는 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 에어클리너 필터의 제조과정으로 제조한 필터 어셈블리를 나타내는 사진이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 활성탄소섬유를 이용한 에어클리너 필터 제조방법의 일 실시예에서는 습식 부직포 제조공법으로 얻은 활성탄소섬유와 건식 부직포 제조공법으로 얻은 섬유(시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유)를 결합한 새로운 형태의 에어클리너 필터의 필터 미디어를 제조하는 방법을 제공한다.

특히, 필터링 기능을 수행하기 위한 조밀층, 중간층, 벌키층으로 구성되는 섬유와 활성탄소섬유의 결합에 있어서 저융점 섬유의 용융 접착 특성을 이용함으로써, 섬유 간의 결합이 견고할 뿐 아니라 외관이나 작업성을 높일 수 있고 우수한 성능을 얻을 수 있다.

이러한 결합에 사용되는 저융점 섬유는 시스코어(sheath-core) 형태로 이루어진 섬유로서, 중심부와 외곽부가 서로 다른 섬유로 되어 있으며, 그 성분은 다양한 조합으로 이루어질 수 있다.

예를 들면, 시스+코어의 형태로서, PP+나일론, PET+PP, PE+PP, PET+PET 등과 같은 조합을 갖는 시스코어형 섬유를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 코어쪽에 일반 PET 섬유를 사용하고, 시스쪽에 저융점 PET 섬유(멜팅 포인트 110℃)를 사용함으로써, 합성수지를 사용하지 않고도 열로서 섬유들을 결합시킬 수 있다.

본 발명에서 제공하는 필터 미디어의 조성은 다음과 같다.

상기 필터 미디어의 조성은 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 된 조밀층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 35∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼65중량%가 함유된 중간층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼60중량%가 함유된 벌키층과, 마이크로 포어로 이루어지며 조밀층 위에 열융착되어 결합되는 7∼13중량%의 활성탄소섬유층으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 조밀층, 중간층, 벌키층의 경우 전체 중량 대비 조밀층은 23∼30중량%, 중간층은 30∼40중량%, 벌키층은 30∼40중량% 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조밀층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 경우 섬도가 1∼4 데니어인 것을 사용하고, 상기 중간층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유의 경우 섬도가 2∼4 데니어인 것을 사용하고, 상기 벌키층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 3∼7 데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 활성탄소섬유의 경우 마이크로 포어로 이루어지고 세경이 17∼20Å인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

위와 같은 섬유 조성을 가지는 활성탄소섬유, 시스코아형 저융점 섬유, 일반 섬유를 이용하여 에어클리너 필터 용도로 사용할 수 있는 필터 미디어를 제조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

활성탄소섬유층은 습식 부직포 제조공법으로 얻을 수 있고, 나머지 섬유층은 건식 부직포 제조공법으로 얻을 수 있다.

즉, 활성탄소섬유층은 액 중에 활성탄소섬유를 분산시켜 이것을 떠올리는 제지공정과 동일한 초지법을 사용하여 얻을 수 있고, 나머지 섬유층은 베일(Bale)로 입고된 단섬유들을 혼섬, 개섬 공정을 거쳐 카딩 공정과 니들링 공정을 통해 얻을 수 있다.

상기 활성탄소섬유층과 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 섬유층의 결합은 후술하는 표면가공기를 통과할 때 열에 의해 이루어지며, 자세한 설명은 뒤에서 하기로 한다.

시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유가 함유된 조밀층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유가 함유된 중간층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유가 함유된 벌키층을 카팅(carding)하여 웨브(web)를 형성한 후, 상기 웨브를 니들링(needling) 공정으로 1차 결합시킨다.

여기서, 상기 카딩 공정은 컨베이어(10)에 의해 이송된 섬유 뭉치를 중심 롤(11)과 그 주위에 배치되는 다수 개의 대(大) 롤(12) 및 소(小) 롤(13)을 통과시키는 공정으로서, 롤들의 회전에 의해 섬유 뭉치는 연속적으로 특정양 만큼 빗질되어 고르게 웨브로 형성될 수 있다.

따라서, 위와 같은 공정으로 에어클리너 필터로서의 기능을 수행하는 조밀층, 중간층, 벌키층을 카딩하여 밀도 구배를 갖는 웨브를 형성한 후, 니들링 공정을 거쳐 1차 결합시킨다.

특히, 선택적으로 제품의 두께가 얇고 밀도를 요구하는 경우에는 섬유 간을 니들링함으로써, 두께와 밀도를 조절할 수 있고 이때의 니들링으로 섬유 간의 1차 결합을 유지시켜줄 수 있다.

이러한 웨브의 1차 결합 단계에서 니들링은 니들(14)을 상하방향으로 이동시키면서 각 섬유 층을 얽히게 하여 서로 결합시키는 방식을 적용할 수 있다.

웨브가 니들을 통과할 때 니들에 붙은 철심판을 상하로 반복운동시켜 2차원적인 랜덤한 섬유배열의 일부를 3차원적인 랜덤 구조로 결합시킬 수 있다.

위와 같이 웨브에 대한 1차 결합, 즉 니들링 공정을 마친 다음, 저융점 섬유 의 융착을 이용하여 섬유 층 간을 2차 결합시키는 단계를 수행한다.

상기 1차 결합된 웨브를 2차 결합시켜줄 때에는 저융점 섬유(예를 들면, 시스코아형 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유)의 결합효과를 주기 위하여, 웨브를 건조기 내에 투입하여 일정속도로 진행시키면서 가열된 공기를 송풍받게 한다.

이때, 건조기 내의 온도나 컨베이어 속도는 통상의 조건을 적용할 수 있으며, 보통 40∼80℃의 온도와 2∼10m/min 의 속도를 적용하는 것이 바람직하다.

따라서, 건조기 내의 열풍에 의해 시스쪽의 저융점 섬유는 자기접착성을 이용하여 섬유 간 교차하는 부분에서 접착되므로, 웨브를 더욱 견고하게 결합시켜줄 수 있다.

이렇게 니들링 공정으로 1차 결합된 웨브는 건조공정을 거치면서 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유에 의해 2차 결합이 이루어지게 되고, 후술하는 표면가공기를 거치면서 결합이 완성될 수 있게 된다.

위와 같이 2차 결합된 웨브는 다수의 히트프레스롤 조합 형태의 표면가공기 내에 투입되어 두께와 표면이 최종적으로 다듬어지면서 이 시점에서 투입되는 활성탄소섬유와 결합된다.

이러한 표면가공공정은 웨브의 2차 결합 단계가 완료된 후, 제품의 질을 향상시키고 두께를 고르게 하기 위한 공정으로서, 히트프레스롤을 사용하여 제품의 두께를 일정하게 컨트롤할 수 있다.

즉, 건조공정 완료 후 곧바로 히트프레스롤을 이용한 표면가공공정이 곧바로 진행되므로, 열에 의해 저융점 섬유가 압축 및 카렌딩될 수 있고, 따라서 제품의 표면을 고르게 펴주는 것과 제품의 두께를 일정하게 컨트롤하는 것을 모두 달성할 수 있다.

이를 위하여, 표면가공기(15)는 120∼170℃의 온도를 유지하는 제5히트프레스롤(16), 150∼200℃의 온도를 유지하는 제4히트프레스롤(17), 150∼200℃의 온도를 유지하는 제3히트프레스롤(18), 40∼60℃의 온도를 유지하면서 쿨링존 역할을 하는 제2히트프레스롤(19), 300∼350℃의 온도를 유지하는 제1히트프레스롤(20)을 수직 또는 수평으로 순차적으로 배치한 형태로 이루어진다.

이러한 표면가공기에 의해 시스코아형 저융점 섬유는 결합이 완료되고, 두께 부분과 표면부분까지 이 공정에서 완성이 된다.

특히, 표면가공공정에서는 활성탄소섬유을 투입하는 공정이 함께 진행되므로서, 필터링 기능을 수행하는 섬유층과 하이드로카본 흡착 성능을 발휘하는 활성탄소섬유층이 일체 결합된 형태가 완성된다.

이를 위하여, 습식 부직포 제조공법으로 얻어진 활성탄섬유를 필터 미디어의 최종 공정인 표면가공공정 중 제1히트프레스롤(20)과 제2히트프레스롤(19) 사이에 투입시켜 높은 열을 가진 히트프레스롤 사이에서 시스코아형 저융점 섬유와 열에 의해서 결합이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 공정을 거쳐 생산된 에어클리너 필터의 필터 미디어의 중량은 200∼350g/㎡ 정도이고, 두께는 2.0∼3.5mm 사이를 갖는다.

중량이 200g/㎡ 이하의 경우나, 350g/㎡ 이상일 경우에는 자동차용 에어클리너 필터로서 기능에 적합하지 않게 된다.

즉, 자동차용 에어클리너 필터는 자동차 외부에서 먼지나 기타 오염물질들이 자동차 에어 인테이크 시스템으로 유입될 때 이를 걸러주는 역할을 하는데, 에어클리너 필터의 중량이 200g/㎡ 보다 낮을 때는 외부의 먼지나 기타 오염물질을 걸러주는데 한계가 생겨 필터로서의 역할을 다하지 못하게 된다.

반대로 중량이 지나치게 높을 경우에는 외부에서 내부로 유입되는 공기의 흐름을 방해하여 시스템이 원활하게 흘러가지 못하게 된다.

두께부분도 지나치게 얇거나 두꺼운 경우 필터로서의 제기능을 못하게 된다.

즉, 얇은 경우 먼지나 기타 오염물질을 포집할 수 있는 공간이 적어 적정량의 먼지나 오염물질을 포집하지 못하는 문제점이 생길 수 있고, 두꺼운 경우는 에어클리너 내부에서 공기저항을 증가시키므로 내부로 유입되는 공기의 흐름을 방해하게 된다.

본 발명에서 제공하는 제조방법을 통해 생산한 에어클리너 필터는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 기존 에어클리너 필터와 비교할 때 외관이나 장착 등의 작업성에는 영향을 끼치지 않으면서도 활성탄소섬유를 포함함으로 인해 하이드로카본 흡착 성능을 가질 수 있는 등 전체적인 우수한 필터링 성능을 발휘할 수 있다.

도 1은 종래의 벌집구조 카본을 나타내는 사진

도 2는 종래의 장방형구조 패널 엘리먼트를 나타내는 사진

도 3은 종래의 직선형구조 카본 라이너를 나타내는 사진

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너 필터의 제조과정을 나타내는 개략도

도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 에어클리너 필터의 제조과정으로 제조한 필터 어셈블리를 나타내는 사진

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 컨베이어 11 : 중심 롤

12 : 대 롤 13 : 소 롤

14 : 니들 15 : 표면가공기

16 : 제5히트프레스롤 17 : 제4히트프레스롤

18 : 제3히트프레스롤 19 : 제2히트프레스롤

20 : 제1히트프레스롤

Claims (11)

1. 필터 미디어와 필터 프레임을 포함하는 자동차용 에어클리너 필터에 있어서,

   상기 필터 미디어는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 된 23∼30중량%의 조밀층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 35∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼65중량%가 함유된 30∼40중량%의 중간층과, 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 40∼45중량%와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 55∼60중량%가 함유된 30∼40중량%의 벌키층과, 마이크로 포어로 이루어지며 조밀층 위에 열융착되어 결합되는 7∼13중량%의 활성탄소섬유로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 조밀층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 1∼4 데니어인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 중간층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 2∼4 데니 어인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 벌키층에 함유되는 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유는 섬도가 3∼7 데니어인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 활성탄소섬유는 세경이 17∼20Å인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.
6. 시스코아형 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 일반 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함하는 조밀층, 중간층 및 벌키층을 카딩하여 웨브를 형성하는 단계;

   상기 단계에서 형성된 웨브를 니들링 공정으로 1차 결합시키는 단계;

   상기 단계에서 1차 결합된 웨브를 건조기 내에 투입하여 시스코아형 섬유의 접착성을 통해 견고하게 2차 결합시키는 단계;

   상기 단계에서 2차 결합된 웨브를 다수의 히트프레스롤 조합으로 이루어진 표면가공기 내에 투입하여 섬유들을 최종 결합시키면서 두께 및 표면을 처리하는 동시에 활성탄소섬유를 함께 투입하여 히트프레스롤의 열에 의해 시스코아형 저융점 섬유와 활성탄소섬유를 결합시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터의 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 활성탄소섬유는 액중에 활성탄소섬유를 분산시켜 초지법으로 떠올리는 방식의 습식 부직포 공법으로 얻은 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터의 제조방법.
8. 청구항 6에 있어서, 상기 표면가공기는 120∼170℃의 온도를 유지하는 제5히트프레스롤과, 150∼200℃의 온도를 유지하는 제4히트프레스롤과, 150∼200℃의 온도를 유지하는 제3히트프레스롤과, 40∼60℃의 온도를 유지하면서 쿨링존 역할을 하는 제2히트프레스롤과, 300∼350℃의 온도를 유지하는 제1히트프레스롤을 순차적으로 배치한 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터의 제조방법.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 시스코아형 저융점 섬유와 활성탄소섬유를 결합시 키는 단계에서 활성탄섬유는 제1히트프레스롤과 제2히트프레스롤 사이로 투입시켜 높은 열을 가진 히트프레스롤 사이에서 시스코아형 저융점 섬유와 열에 의해서 결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터의 제조방법.
10. 청구항 6에 있어서, 상기 웨브를 형성하는 단계에서 사용하는 시스코아형 섬유는 코아쪽은 일반 복합 섬유로 되어 있고 시스쪽은 저융점 섬유로 되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터의 제조방법.
11. 청구항 6의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 자동차용 에어클리너 필터.

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