KR20160147992A - 필터 오일 조제물 - Google Patents

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KR20160147992A
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제레 제임스 월
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케이앤드엔 엔지니어링, 인크.
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Abstract

공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 필터 오일 조성물 및 방법이 제공된다. 그러한 조성물은 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분, 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분, 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함한다. 필터 오일 조성물을 면 공기 필터 재료에 도포하는 것은 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 필터를 통과하는 공기의 여과를 향상시킨다. 일반적으로, 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 자동차 엔진의 통상적 작동 온도에서 적절한 점도를 유지한다. 실시예에서, 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 100 ℃에서의 조성물의 점도가 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위이다.

Description

필터 오일 조제물{FILTER OIL FORMULATION}
우선권
본원은 2015년 4월 30일자로 출원된 미국 특허출원 제14/701,163호 및 출원 번호가 제61/986,782호인 2014년 4월 30일자로 출원된 "필터 오일 조제물"이라는 명칭의 미국 가출원을 기초로 우선권을 주장하고 그 이익 향유를 주장하며, 상기 출원의 전체가 본원에서 참조로 포함되고 본 개시 내용의 일부를 구성한다.
기술 분야
본 개시 내용의 분야는 일반적으로 공기 필터에 관한 것이다. 보다 특히, 개시 내용의 분야는, 공기 필터 재료 전반을 통한 점착성을 유발하여 자동차 엔진의 흡입 공기의 여과를 향상시키기 위한 공기 필터 오일 조제물을 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
미립자를 제거하도록 설계된 공기 필터는 일반적으로 섬유질 재료로 이루어진 장치이다. 이러한 섬유질 재료는 분진, 화분, 곰팡이, 및 박테리아와 같은 고체 미립자를 공기로부터 제거할 수 있을 것이다. 공기 필터는 공기 품질이 중요한 적용예에서, 특히 건물 환기 시스템 및 자동차 엔진에서 이용된다.
공기 필터가 자동차, 트럭, 트랙터, 기관차 및 내연 기관을 이용하는 다른 차량에서 이용될 수 있을 것이다. 공기 필터가, 화석 연료 또는 다른 연소 가능한 물질에 의존하는 가솔린 엔진, 디젤 엔진, 또는 다른 엔진과 함께 이용될 수 있을 것이다. 공기 필터는, 4-행정 및 2-행정 피스톤 엔진과 같이 연소가 간헐적인 엔진뿐만 아니라, 연소 가능 물질을 연소시키기 위해서 공기를 흡입하는 다른 유형의 엔진과 함께 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 공기 필터가 일부 가스 터빈과 함께 이용될 수 있을 것이다. 필터가 또한 공기 압축기와 함께 또는 공기를 흡입하는 다른 장치에서 이용될 수 있을 것이다.
필터가 주름형 종이, 포옴(foam), 면, 스펀 유리섬유(spun fiberglass), 또는 다른 공지된 필터 재료로 제조될 수 있을 것이다. 일반적으로, 내연 기관 및 압축기의 공기 흡입구가 종이, 포옴, 또는 면 필터를 이용하는 경향이 있다. 일부 필터가 오일 조(oil bath)를 이용한다. 내연 기관용 공기 필터는, 연마성 미립자 물질이, 기계적 마모 및 오일 오염을 유발할 수 있는 엔진의 실린더의 진입을 방지한다.
종이 공기 필터의 단점은, 그들이 두꺼워야 하거나, 섬유가 빽빽하게 압축되고 조밀화되어야 한다는 것이며, 이는 종이 필터가 공기 유동을 제한하게 한다. 또한, 종이 필터가 오염물질로 점점 더 막힘에 따라, 필터 외부의 대기 공기 압력이 동일하게 유지되는 반면 필터 내부의 압력은 낮아진다. 막힘으로 인해서 압력차가 너무 커질 때, 오염물질이 제한된 공기 필터를 통해서 엔진 내로 당겨질 수 있다. 그에 따라, 종이 공기 필터의 성능(즉, 필터를 통한 공기 유동 및 엔진을 보호할 수 있는 필터의 능력)이 필터의 수명의 과정 중에 감소된다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 공기 필터의 막힘 경향을 감소시키기 위한 하나의 방법은, 필터 재료를 포함하는 여러 섬유들 사이에서 큰 개구부를 가지는 필터 재료를 이용하는 것에 의한 것이다. 물론, 작은 오염물질이 공기 필터를 통과하지 않고 섬유에 부착되게 할 정도로 필터 재료를 포함하는 섬유가 충분히 점착적이지 않다면, 보다 다공적인 필터 재료는 작은 미립자가 공기 필터 재료를 통과하게 할 수 있다. 공기중의 오염물질을 끌어 당기기 위한 여러 가지 오일이 공지되어 있다. 그러나, 공기 필터와 함께 이용하기에 적합한 오일은 반드시 비교적 비-반응적이어야 하고, 우수한 산화 안정성을 가져야 하며, 우수한 열 안정성을 가져야 하고, 자동차 엔진에서 전형적인 높은 동작 온도에서 적절한 점도를 유지하여야 한다. 그에 따라, 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발시켜 자동차 엔진으로의 흡입 공기의 여과를 향상시키기 위한 적절히 조제된(formulated) 필터 오일 조성물이 요구된다.
공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 공기 필터 오일 조성물 및 방법이 제공된다. 그러한 조성물은 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분, 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분, 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함한다. 공기 필터 오일 조성물을 면 공기 필터 재료에 도포하는 것은 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 필터를 통과하는 공기의 여과를 향상시킨다. 일반적으로, 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 자동차 엔진의 통상적 동작 온도에서 적절한 점도를 유지한다. 실시예에서, 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 100 ℃에서의 조성물의 점도가 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위이다. 일부 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위한 용매 및 필터 재료로부터 오염물질을 씻어 내기 위한 물 호스에 의해서 주기적으로 세정되도록 필터 재료가 구성된다. 이어서, 공기 필터 오일 조성물을 필터 재료에 재도포하기에 앞서서, 필터 재료가 완전히 건조된다.
예시적인 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물이 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분; 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분; 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고; 공기 필터 오일 조성물을 면 공기 필터 재료에 도포하는 것은 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 필터 재료를 통과하는 공기의 여과를 향상시킨다.
다른 예시적인 실시예에서, 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지한다. 다른 예시적 실시예에서, 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 조성물이 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는다.
예시적인 실시예에서, 공기로부터 공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 방법이 필터 재료를 통과하는 기류로부터 공기중 분자 오염물질을 제거하도록 필터 재료를 구성하는 단계; 필터 재료로의 도포를 위한 공기 필터 오일 조성물을 조제하는 단계로서, 공기 필터 오일 조성물이 필터 재료의 공기 세정 성질을 향상시키도록 구성되는, 공기 필터 오일 조성물을 조제하는 단계; 기류가 필터 재료를 통해서 지향되도록 필터 재료를 지지하는 단계; 및 포집된 오염물질을 제거하기 위해서 필터 재료를 주기적으로 세정하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 조제하는 단계가 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분; 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분; 및 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고, 그에 따라 면 공기 필터 재료에 대한 조성물의 도포가 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 기류의 여과를 향상시킨다. 다른 예시적인 실시예에서, 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지한다. 다른 예시적 실시예에서, 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 조성물이 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는다.
다른 예시적인 실시예에서, 구성하는 단계가, 기류의 여과 중에 필터 재료를 지지하도록 2개의 에폭시-코팅된 알루미늄 와이어 망들 사이에 면 거즈의 적어도 하나의 층을 배치하는 단계를 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 지지하는 단계가 필터 재료를 내연 기관의 공기 흡입구 내에 배치하는 단계를 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 지지하는 단계가, 폐쇄된 공간 내에서 공기를 순환시키는 환기 시스템 내에 필터 재료를 배치하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 세정하는 단계가 기류로부터 필터 재료를 제거하는 단계, 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위해서 용매를 이용하는 단계, 물 호스를 이용하여 필터 재료로부터 오염물질 및 용매를 씻어 내는 단계, 필터 재료를 건조시키는 단계, 및 공기 필터 오일 조성물을 필터 재료에 균일하게 도포하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 공기로부터 공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 장치가 필터 재료를 통과하는 기류로부터 공기중 분자 오염물질을 제거하도록 구성된 필터 재료; 필터 재료의 공기 세정 성질을 향상시키기 위해서 필터 재료로의 도포를 위해서 조제된 공기 필터 오일 조성물; 및 기류가 필터 재료를 통해서 지향되게끔 필터 재료를 배향시키도록 구성된 지지부를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물이 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분; 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분; 및 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고, 그에 따라 필터 재료에 대한 조성물의 도포가 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 기류의 여과를 향상시킨다. 다른 예시적인 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물이 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지한다. 다른 예시적 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물이 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는다.
다른 예시적인 실시예에서, 필터 재료가, 기류의 여과 중에 필터 재료를 지지하도록 2개의 에폭시-코팅된 알루미늄 와이어 망들 사이에 배치된 면 거즈의 적어도 하나의 층을 포함한다. 다른 예시적 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위한 용매 및 필터 재료로부터 오염물질을 씻어 내기 위한 물 호스에 의해서 주기적으로 세정되도록 필터 재료가 구성된다.
도면은 본 개시 내용의 실시예를 나타낸다.
도 1은, 본 개시 내용에 따라, 공기 필터 매체 전체를 통한 점착성을 유발하여 자동차 엔진으로의 흡입 공기의 여과를 향상시키기 위한 필터 오일 조성물로 처리될 수 있는 통합형 필터 매체를 가지는 공기 상자의 예시적인 실시예의 상부 사시도이다.
본 개시 내용이 여러 가지 수정 및 대안적인 형태가 될 수 있지만, 그 구체적인 구현예를 도면에서 예로서 도시하였고 본원에서 구체적으로 설명할 것이다. 본 발명은 개시된 특별한 형태로 제한되지 않고, 반대로, 본 개시 내용의 사상 및 범위 내에 포함되는 모든 수정예, 균등물, 및 대안예를 포괄하도록 의도되었다는 것을 이해하여야 할 것이다.
이하의 설명에서, 수 많은 구체적인 상세 내용은 본 개시 내용의 완전한 이해를 제공하기 위해서 기술된 것이다. 그러나, 당업자는, 이러한 구체적인 상세 내용이 없이도 본원에서 개시된 발명이 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
다른 경우에, "제1 구동부"와 같은 특정의 수치적 언급이 있을 수 있을 것이다. 그러나, 특정의 수치적 언급은 문헌적으로 순차적인 순서로서 해석되지 않아야 하고, "제1 구동부"가 "제2 구동부"와 다르게 해석되어야 할 것이다. 그에 따라, 기술된 구체적인 상세 내용은 단지 예시적인 것이다. 구체적인 상세 내용이 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 변경될 수 있고 여전히 그 사상 및 범위에 포함될 수 있다. "결합된"이라는 용어는 구성요소에 직접적으로 또는 다른 구성요소를 통해서 간접적으로 연결되는 의미로서 규정된다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 임의의 수치적 값 또는 범위에 대한 "약", "대략적으로", 또는 "실질적으로"의 용어는, 구성요소의 일부 또는 집합체가 본원에서 설명된 바와 같은 그 의도된 목적을 위해서 기능할 수 있게 하는 적절한 치수적 공차를 나타낸다.
일반적으로, 본 개시 내용은 기류로부터 공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 공기 필터 오일 조성물 및 방법을 설명한다. 그러한 조성물은 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분, 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분, 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함한다. 본원에서 설명된 바와 같이, 공기 필터 오일 조성물을 면 공기 필터 재료에 도포하는 것은 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 필터를 통과하는 공기의 여과를 향상시킨다. 일반적으로, 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 자동차 엔진의 통상적 동작 온도에서 적절한 점도를 유지한다. 일부 실시예에서, 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함한다. 100 ℃에서의 조성물의 점도가 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위이다. 일부 실시예에서, 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위한 용매 및 필터 재료로부터 오염물질을 씻어 내기 위한 물 호스에 의해서 주기적으로 세정되도록 필터 재료가 구성된다. 이어서, 필터 재료가 건조될 수 있고, 필터가 다시 서비스를 위해서 배치되기 전에, 공기 필터 오일 조성물이 재도포될 수 있다.
도 1은, 본 개시 내용에 따라, 공기 필터 매체 전체를 통한 점착성을 유발하고 그에 의해서 자동차 엔진으로의 흡입 공기의 여과를 향상시키기 위한 필터 오일 조성물로 처리될 수 있는 통합형 공기 필터(108)를 가지는 공기 상자(104)의 예시적인 실시예(100)를 도시한다. 비록 도 1에 도시된 공기 필터(108)의 실시예가 자동차 엔진으로 진입되는 공기의 여과를 위해서 의도되었지만, 공기 필터(108)가 자동차 엔진과 함께 이용하는 것으로 엄격하게 제한되지 않는다. 그 대신에, 공기 필터(108)가, 여과가 바람직하거나 요구되는 임의 환경 내로 통합될 수 있다. 예를 들어, 공기 필터(108)는 하나 이상의 폐쇄된 공간으로 순환되거나 지향되는 공기를 여과하기 위해서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 필터(108)가, 비제한적인 예로서, 자동차, 트럭, 레저용 차량, 버스, 폐쇄된 객실을 가지는 토목공사용(earthmoving) 장비 및 트랙터, 크레인 조작자 객실, 여러 화물 이동 차량, 기관차, 철도 승객 차량, 항공기, 헬리콥터, 선박 객실, 비행선 객실, 등과 같은, 승객, 운전자뿐만 아니라 탑승자가 체류하는 폐쇄 공간으로 지향되는 공기를 여과하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 또한, 공기 필터(108)는 차량 내에서 이용되는 것으로 제한되지 않고, 건물 및 탈착형 거주 주택 내에서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 건물이나 거주 주택 내에서 순환되는 내부 공기, 또는 그 내부로 인입되는 외부 공기를 세정하기 위해서, 공기 필터(108)가 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템 내로 통합될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 본원에서 개시된 공기 필터(108) 및 본 개시 내용의 필터 오일 조성물이 지붕형 HVAC 시스템, 중앙형 HVAC 시스템, 벽-장착형 HVAC 시스템뿐만 아니라, 휴대용 HVAC 시스템 등과 함께 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 공기 상자(104)가 하우징 부분(112) 및 장착 부분(116)을 포함한다. 자동차의 공기 흡입 시스템과 결합될 때 설치 및 동작 중에 그 구성을 유지하도록 충분한 내구성 및 내열성을 가지는 재료로 공기 상자(104)가 일반적으로 구성된다. 공기 상자(104)는 일반적으로 다양한 개구부를 가지고, 그에 의해서 공기 필터(108)로의 공기 유동을 개선하고, 그에 따라, 다른 경우의 폐쇄된 공기 상자로 달성 가능한 것 보다 우수하게 엔진 성능을 개선한다. 장착 부분(116)이 일반적으로 자동차 엔진 베이(bay)의 내부에 장착되도록, 또는 부착되도록 구성된다.
하우징 부분(112)은 일반적으로 공기 필터(108)를 지지하도록 구성되고, 자동차 엔진의 공기 필터(108)와 흡입 부분 사이의 계면을 제공한다. 하우징 부분(112)의 전방 측면이 도관(120)을 포함하고, 그러한 도관은 자동차 엔진의 흡입 부분까지 연장되는 공기 흡입 도관을 수용하도록 구성된다. 전형적으로, 도관(120)의 길이방향 치수가 하우징 부분(112)에 대해서 각도를 이루어 배치된다. 일반적으로, 도관(120)과 하우징 부분(112) 사이의 각도의 값은, 공기 상자(104)가 이용되는 특별한 자동차에 따라 달라진다. 또한, 도관(120)은 플랜지(128) 및 개구부(132)를 포함한다. 개구부(132)는 자동차 엔진의 공기 흡입부 내로, 공기 필터(108)를 통해서 필터의 내부 공간(136) 내로 인입되는 공기를 전도(conducting)하는 기능을 한다. 플랜지(128)의 구체적인 구성 및 개구부(132)의 직경은 일반적으로 공기 상자(104)가 이용되는 엔진의 특별한 제조 및 모델에 따라 달라진다.
도 1을 계속 참조하면, 공기 필터(108)가 필터 재료(156) 및 원위 단부 캡(164)을 포함한다. 원위 단부 캡(164)이 다양한 고정구(미도시) 중 임의의 고정구에 의해서 필터 재료(156)에 부착될 수 있거나, 공기 필터(108)로 몰딩될 수 있을 것이다. 하우징 부분(112)으로 결합될 때 필터 재료(152)를 희망 구성으로 유지하고 공기 필터(108)를 지지할 수 있을 정도로 충분히 경질인 재료로, 원위 단부 캡(164)이 전형적으로 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필터 재료(156)가 내부 공동(136)을 원주방향으로 둘러싸고, 그에 따라 필터 재료(156)가 내부 공동(136)의 적어도 일부의 외부 둘레를 생성한다. 필터 재료(156)가 일반적으로 기류가 통과하는 표면적을 제공하고, 그러한 표면적은 미립자 물질 및 다른 오염물질을 포획하여 그러한 미립자 물질 및 다른 오염물질이 자동차 엔진의 공기 흡입부 내로 진입하는 것을 방지한다.
바람직하게, 공기 상자(104)의 사용자는, 통상적인 공기 필터 시스템에서 전형적으로 이루어지는 것과 같은 공기 필터의 교체 대신에, 공기 필터(108)를 주기적으로 세정할 것이다. 공기 필터(108)를 세정하기 위한 단순한 방법은 도관(120)으로부터 자동차 엔진의 공기 흡입 도관을 제거하는 단계, 개구부(132)를 통해서 필터의 내부 공동(136) 내로 물 호스나 다른 적합한 분무 노즐을 삽입하는 단계, 및 필터 재료(156)로부터 오염물질을 씻어 내기 위해서 물을 분무하는 단계를 포함한다. 공기 필터가 완전히 건조되면, 적절하게 조제된 필터 오일 조성물이 균일하게 도포될 수 있고 필터 재료(156) 내로 이동되게 할 수 있다.
실시예에서, 필터 재료(156)는 2개의 에폭시-코팅된 알루미늄 와이어 망들 사이에 개재된 면 거즈의 4 내지 6개의 층을 포함한다. 면은, 필터 재료(156)를 포함하는 아주 작은 스트랜드 전체를 통해서 점착성을 유발하기 위한 전술한 적절하게 조제된 필터 오일 조성물로 유리하게 처리된다. 면의 성질은 큰 공기 유동 체적을 허용하고, 필터 오일 조성물의 점착성과 조합될 때, 높은 정도의 엔진 보호를 보장하는 강력한 여과 매체를 생성한다.
자동차 엔진의 동작 중에, 오염물질 입자가 필터 재료(156)의 체적 내의 섬유에 부착되고, "딥 로딩(depth loading)"으로 잘 알려져 있는 프로세스로서, 여과 재료(156)의 일부가 된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 딥 로딩은 공기 필터(108)가, 통상적인 종이 필터 보다, 상당히 더 많은 단위 면적당 오염물질을 포획하고 유지할 수 있게 한다. 공기 필터(108)의 표면 상에서 수집된 오염물질은 필터 수명의 대부분 동안에 공기 유동에 거의 영향을 미치지 않는데, 이는 오염물질로 막히는 작은 홀이 없기 때문이다. 오염물질 입자가 면 거즈의 층에 의해서 정지되고 필터 오일 조성물에 의해서 현탁체로(in suspension) 유지된다. 또한, 공기 필터(108)가 오염물질 및 파편을 수집하고 그 체적이 증가됨에 따라, 여과 작용의 부가적인 형태 발생되기 시작하는데, 이는, 흡입 공기가 필터 매체(156)를 통과하기 전에 공기 필터(108)의 표면 상의 포획된 오염물질을 먼저 통과하여야 하기 때문이다. 본질적으로, 포획된 오염물질이, 필터 재료(156)에 선행하는 필터 재료로서 동작하기 시작한다. 그에 따라, 공기 필터(108)는 필터의 수명 전체를 통해서 높은 정도의 공기 유동 및 여과를 계속적으로 나타낸다.
당업자는, 필터 오일 조성물로 필터 재료(156)를 처리하는 것에 의해서 일반적으로 필터 재료(156)가 차단(interception)을 통해서 오염물질을 포획할 수 있게 되고, 그에 의해서, 기류와 함께 이동하는, 비제한적인 예로서, 분진 입자와 같은 오염물질이 필터 재료(156)를 포함하는 섬유와 집적적으로 접촉하고 이어서 필터 오일 조성물에 의해서 제 위치에서 유지된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 보다 큰 또는 보다 무거운 입자가 일반적으로 충돌에 의해서 포획되고, 그에 의해서 입자의 관성 또는 모멘텀은 그 입자가 필터 재료(156)를 통한 유동 기류의 경로로부터 이탈되게 하고, 그리고 입자는 기류 경로 대신에 섬유 내로 곧장 이동되고 필터 오일 조성물에 의해서 포획된다.
매우 작은 크기를 가지는 입자 오염물질이 확산에 의해서 포획될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 작은 입자는 필터 재료(156)를 통한 유동 기류 내의 힘에 의해서 크게 영향을 받는다. 속도 변화, 압력 변화, 및 다른 입자뿐만 아니라 공기 분자와의 상호작용에 의해서 유발되는 난류로 인한 힘은 일반적으로 작은 입자가 필터 재료(156)를 통한 무작위적이고 무질서적인 유동 경로를 따르게 한다. 결과적으로, 작은 입자는 기류를 따르지 않고, 그들의 변덕스러운 이동은 그러한 입자가 필터 재료(156)를 포함하는 섬유와 충돌하게 하고 필터 오일 조성물에 의해서 포획되어 유지되게 한다. 확산 및 필터 오일 조성물은, 필터 재료(156)를 포함하는 섬유들 사이의 개구부 보다 훨씬 더 작은 크기를 가지는 입자 오염물질을 공기 필터(108)가 포획할 수 있게 한다. 또한, 필터 오일 조성물은, 통상적인 종이 필터에서 일반적인 것과 같이 필터의 표면 상에서만 포획하는 대신에, 공기 필터(108)로 하여금 필터 재료(156)의 체적 전체를 통해서 오염물질을 포획할 수 있게 한다. 필터 오일 조성물에 의해서 제공되는 점착성과 결합된 필터 재료(156)를 포함하는 면 섬유의 복수의 층은 많은 레벨의 오염 보유부를 제공하고, 그에 의해서, 공기 필터(108)로 하여금, 통상적인 종이 필터로 가능한 것 보다 상당히 더 많은, 필터 재료(156)의 단위 면적 당 오염물질을 유지할 수 있게 한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 본 개시 내용의 필터 오일 조성물이 공기 유동 및 공기 필터(108)의 여과 성질에 있어서 중요하다. 필터 오일 조성물은 바람직하게 비-반응적인 오일 조제물을 포함하고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 자동차 엔진의 통상적 동작 온도에서 적절한 점도를 유지한다. 일부 실시예에서, 필터 오일 조성물이, 비제한적인 예로서, 파라핀계 오일, 폴리알파올레핀, 등과 같은, 필터 재료(156)의 점착성을 향상시키기에 적합한 오일 및 (색채를 제공하기 위한) 염료의 혼합물일 수 있다. 하나의 실시예에서, 필터 오일 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료의 혼합물을 포함한다. 하나의 실시예에서, 필터 오일 조성물이 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는다. 특별한 오일 및 염료뿐만 아니라, 그들의 색채 또는 점도, 그리고 그들의 필터 오일 조성물 내의 개별적인 농도가 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
공기 필터(108)가 자동차 엔진의 흡입 부분 내에서의 이용으로 제한되지 않고, 비제한적인 예로서, 자동차, 트럭, 레저용 차량, 버스, 폐쇄된 객실을 가지는 토목공사용 장비 및 트랙터, 크레인 조작자 객실, 여러 화물 이동 차량, 기관차, 철도 승객 차량, 항공기, 헬리콥터, 선박 객실, 비행선 객실, 등과 같은, 승객, 운전자뿐만 아니라 탑승자가 체류하는 폐쇄 공간과 같은 폐쇄 공간으로 순환 또는 지향되는 공기를 여과하기 위해서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 또한, 공기 필터(108)는 차량으로 제한되지 않고, 건물 및 탈착형 거주 주택 내에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 건물이나 거주 주택 내에서 순환되는 내부 공기, 또는 그 내부로 인입되는 외부 공기를 세정하기 위해서, 공기 필터(108)가 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템 내로 통합될 수 있다. 그에 따라, 본원에서 개시된 공기 필터 및 본 개시 내용의 필터 오일 조성물이 지붕형 HVAC 시스템, 중앙형 HVAC 시스템, 벽-장착형 HVAC 시스템뿐만 아니라, 휴대용 HVAC 시스템 등과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
본 발명이 특별한 변경예 및 예시적인 도면과 관련하여 설명되었지만, 당업자는, 본 발명이 설명된 변경예 및 도면으로 제한되지 않는다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 방법 및 단계가 특정 순서로 발생되는 특정 이벤트들을 나타내는 경우에, 당업자는, 그러한 특정 단계의 순서화가 수정될 수 있고 그러한 수정이 본 발명의 변경예에 따른다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 추가적으로, 특정 단계들이 전술한 바와 같이 순차적으로 실시될 수 있을 뿐만 아니라, 가능한 경우에, 병렬 프로세스에서 동시적으로 실시될 수 있을 것이다. 청구항에서 찾아 볼 수 있는 본 발명의 개시 내용이나 그 균등물의 사상 내에 포함되는 본 발명의 변경예의 범위 내에서, 본 특허가 그러한 변경예를 또한 포괄할 것이다. 그에 따라, 본 개시 내용은 본원에서 설명된 구체적인 실시예에 의해서 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다는 것을 이해하여야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 공기 필터 오일 조성물이며:
    조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분;
    조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분;
    조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고;
    상기 공기 필터 오일 조성물을 면 공기 필터 재료에 도포하는 것은 상기 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 상기 필터 재료를 통해서 유동하는 공기의 여과를 향상시키는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지하는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함하는, 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는, 조성물.
  5. 공기로부터 공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 방법이며:
    필터 재료를 통과하는 기류로부터 공기중 분자 오염물질을 제거하도록 필터 재료를 구성하는 단계;
    상기 필터 재료로의 도포를 위한 공기 필터 오일 조성물을 조제하는 단계로서, 상기 공기 필터 오일 조성물이 상기 필터 재료의 공기 세정 성질을 향상시키도록 구성되는, 공기 필터 오일 조성물을 조제하는 단계;
    상기 기류가 상기 필터 재료를 통해서 지향되도록 상기 필터 재료를 지지하는 단계; 및
    포집된 오염물질을 제거하기 위해서 상기 필터 재료를 주기적으로 세정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조제하는 단계가 상기 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분; 상기 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분; 및 상기 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고, 그에 따라 면 공기 필터 재료에 대한 상기 조성물의 도포가 상기 공기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 기류의 여과를 향상시키는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함하는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 조성물이 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는, 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 구성하는 단계가, 기류의 여과 중에 상기 필터 재료를 지지하도록 2개의 에폭시-코팅된 알루미늄 와이어 망들 사이에 면 거즈의 적어도 하나의 층을 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 지지하는 단계가 상기 필터 재료를 내연 기관의 공기 흡입구 내에 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 지지하는 단계가, 폐쇄된 공간 내에서 공기를 순환시키는 환기 시스템 내에 필터 재료를 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 세정하는 단계가 기류로부터 상기 필터 재료를 제거하는 단계, 상기 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위해서 용매를 이용하는 단계, 물 호스를 이용하여 상기 필터 재료로부터 오염물질 및 용매를 씻어 내는 단계, 상기 필터 재료를 건조시키는 단계, 및 상기 공기 필터 오일 조성물을 상기 필터 재료에 균일하게 도포하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 공기로부터 공기중의 분자 오염물질을 제거하기 위한 장치이며:
    필터 재료를 통과하는 기류로부터 공기중 분자 오염물질을 제거하도록 구성된 필터 재료;
    상기 필터 재료의 공기 세정 성질을 향상시키기 위해서 상기 필터 재료로의 도포를 위해서 조제된 공기 필터 오일 조성물; 및
    기류가 상기 필터 재료를 통해서 지향되게끔 상기 필터 재료를 배향시키도록 구성된 지지부를 포함하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공기 필터 오일 조성물이 조성물 체적부로 파라핀계 오일을 포함하는 제1 부분; 조성물 체적부로 폴리알파올레핀(PAO)을 포함하는 제2 부분; 및 조성물 체적부로 적색 염료를 포함하는 제3 부분을 포함하고, 그에 따라 상기 필터 재료에 대한 상기 조성물의 도포가 상기 필터 재료 전체를 통한 점착성을 유발하고, 그에 의해서 기류의 여과를 향상시키는, 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 공기 필터 오일 조성물은 실질적으로 비-반응적이고, 우수한 산화 안정성을 가지며, 양호한 열 안정성을 가지고, 그리고 동작되는 자동차 엔진의 전형적인 온도 범위 내에서 적절한 점도를 유지하는, 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 공기 필터 오일 조성물이 96.74 체적%의 파라핀계 오일, 3.20 체적%의 폴리알파올레핀(PAO),및 0.06 체적%의 적색 염료를 포함하는, 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 공기 필터 오일 조성물이 실질적으로 7.2 내지 7.6 센티스토크(cST) 범위의 100 ℃에서의 점도를 갖는, 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 필터 재료가, 기류의 여과 중에 상기 필터 재료를 지지하도록 2개의 에폭시-코팅된 알루미늄 와이어 망들 사이에 배치된 면 거즈의 적어도 하나의 층을 포함하는, 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 공기 필터 오일 조성물을 제거하기 위한 용매 및 상기 필터 재료로부터 오염물질을 씻어 내기 위한 물 호스에 의해서 주기적으로 세정되도록 상기 필터 재료가 구성되는, 장치.
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