KR20230134408A - 천연 항균물질을 포함하는 차량용 에어필터 - Google Patents

천연 항균물질을 포함하는 차량용 에어필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연항균물질을 포함하는 차량용 에어필터에 관한 것으로, 구체적으로는 생분해성 고분자 및 구리섬유를 포함하여 제조된 에어필터에 관한 것이다.
본 발명은 에어필터 자체에 구리 및 천연물 유래의 항균물질이 포함되어 그 자체로서 우수한 항균효과를 나타내며, 동시에 친환경적이며, 인체에 무해할 뿐 아니라, 생분해성 수지를 포함함으로써,종래의 멜트블로운 필터에서 문제점으로 지적되었던 미세플라스틱 배출 및 잔존 플라스틱의 폐해 등의 환경오염의 문제를 최소화 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

천연 항균물질을 포함하는 차량용 에어필터{Air filter for vehicles}
본 발명은 천연 항균물질을 포함하는 차량용 에어필터에 관한 것이다.
차량에는 여름철과 같이 실내 온도가 높을 때 차량의 실내를 적정온도와 습도로 제어하여 실내를 쾌적하게 유지할 수 있도록 에어컨 시스템이 구비되어 있다.
차량의 에어컨 시스템은 증기 압축 냉동 사이클로서, 응축기(condenser), 압축기(compressor), 팽창 밸브(expantion valve), 증발기(evaporator), 건조기(dryer)의 주요부품으로 구성된다. 냉동사이클은 냉매가스를 충진하거나 사용도중 보충하기 위한 냉매 가스 주입 포트가 마련되어 있다.
에어컨이 구동되는 하절기의 경우에는 차량의 시동을 끄거나 에어컨 작동을 중지하게 되면, 잔류 응축수는 증발기 케이스의 응축수 드레인을 통해 배출하게 된다. 잔류 응축수가 증발기 케이스의 응축수 드레인을 통해 배출 후에도 표면장력으로 인하여 증발기의 표면에 응결된 상태로 남아 있게 된다. 증발기 표면에 남아있는 잔류 응축수에는 각종 곰팡이균이나 세균 등이 번식되기 때문에, 이 후에 에어컨을 다시 가동하게 되면 공기와 함께 곰팡이균 및 세균이 차량의 실내로 유입되어 차량의 실내에 불쾌한 악취나 곰팡이 냄새를 유발시키는 문제점이 있었다.
필터 부재가 사용되는 동안 부착되는 다양한 종류의 세균 또는 박테리아 등에 의해서 오염되나, 필터 부재를 살균할 수 있는 장치를 구비하지 않고 있어, 필터 부재의 사용 수명이 단축되거나, 필터 부재에 의해서 여과되는 공기의 질이 악화되는 문제점이 있었다.
등록특허 10-0546050 공개특허 10-2005-0111691 공개특허 10-2019-0054953 공개실용신안 20-2016-0000998
본 발명은 세균 또는 박테리아에 대한 항균성능이 향상된 천연 항균물질을 포함하는 차량용 에어필터를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)이 형성된 필터케이스(510); 상기 필터케이스(510) 내부에 배치되고, 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)으로 노출되는 필터부재(530); 상기 필터부재(530)의 외측면을 따라 배치되어 상기 필터부재(530)의 형태를 유지시키는 서포트부재(540);를 포함하고, 상기 필터케이스(510)는 상기 하측개구면(501) 가장자리에 하측테두리(513)가 형성되고, 상기 상측개구면(502) 가장자리에 상측테두리(511)가 형성되며, 상기 상측테두리(511) 및 하측테두리(513) 사이에 상기 필터부재(530)가 배치되고, 상기 필터부재(530)는, 상하방향으로 경사지게 배치된 제 1 필터경사부(533); 상기 제 1 필터경사부(533)와 연결되고, 상기 제 1 필터경사부(533)와 교차되게 배치된 제 2 필터경사부(534); 상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)의 상측 절곡부분에 형성된 산(532); 상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)의 하측 절곡부분에 형성된 골(531);을 포함하고, 상기 서포트부재(540)는, 상기 필터부재(530)의 하측면(530b)에 배치된 제 1 서포트부재(541); 상기 필터부재(530)의 상측면(530a)에 배치된 제 2 서포트부재(542);를 포함하고, 상기 제 1 서포트부재(541)가 상기 1 필터경사부(533), 골(531), 제 2 필터경사부(534) 및 산(532)이 상측면을 연결하고, 상기 제 2 서포트부재(542)가 상기 1 필터경사부(533), 골(531), 제 2 필터경사부(534) 및 산(532)이 하측면을 연결하며, 상기 필터부재(530)가 합성수지 및 금속사가 혼합되어 형성되어 전도성을 형성하고, 상기 서포트부재(540)가 비전도성 합성수지 재질로 형성되며, 상기 필터케이스(510) 및 필터부재(530)를 절연시키고, 상기 필터부재(530)에 포함되는 합성수지는 PLA 및 PCL를 혼합하여 베이스 수지를 제조한 뒤에, 천연 항균물질로부터 수득한 추출물 및 PLGA 수지를 혼합하여 멜트블로운 방식으로 부직포를 형성하고,
상기 천연 항균물질은, 황칠나무(줄기), 두충나무(껍질) 및 유향나무(껍질)을 깨끗하게 세척하고 물기 제거 후, 건조하고, 분쇄기를 통해 1 내지 3 cm로 분쇄한 후, 2:3:1의 중량비로 혼합하여 고르게 섞어 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물 1 kg에 10 L의 80 %(v/v) 에탄올을 첨가하고 60 내지 80℃에서 8시간 동안 추출하여 추출물을 제조하고, 상기 수득된 추출물을 여과하고 여과액과 잔사물을 분리한 후, 상기 여과액(제1 여과액)을 별도로 보관하고, 상기 분리된 잔사물에 정제수를 첨가하고, 초음파 추출기를 이용하여 60 내지 80℃에서 8시간 동안 지속적으로 교반하면서 초음파 처리하고, 초음파 처리된 추출물을 여과하여 여과액(제2 여과액) 및 잔사물로 분리하며, 상기 제1 여과액 및 제2 여과액을 혼합한 후, 감압농축 후 동결건조시켜 상기 천연 복합추출물을 제조하는 천연항균물질을 포함하는 차량용 에어필터를 제공한다.
또한, 본 발명 일 실시예에서 상기 필터부재(530)는 합성수지 및 금속사가 혼합되어 형성될 수 있으며, 상기 금속사를 통해 전도성을 형성할 수 있다. 나아가, 상기 필터부재(530)의 금속사는 구리를 포함할 수 있고, 대전 시 먼지를 끌어당길 수 있으며, 구리로 인해 항균, 소취, 전자파 차폐, 정전기 방지, 축열 보온 및 각종 바이러스가 사멸되는 효과를 나타낼 수 있다. 특히, 코로나바이러스의 경우 스테인리스 스틸이나 유리, 플라스틱 표면에서는 최대 48시간 까지도 활성이 유지되는 것으로 보고된 바 있으나, 구리 표면에서는 4시간 이내에 불활성화 되는 것으로 보고된 바 있다.
구체적으로, 상기 필터부재(530)에 포함되는 합성수지는 PLA 및 PCL를 혼합하여 베이스 수지를 제조한 뒤에, 천연 항균물질로부터 수득한 추출물 및 PLGA 수지를 혼합하여 멜트블로운 방식으로 부직포를 형성한 것을 의미할 수 있다.
본 발명에서 "PLA(Poly Lactic Acid)"는 주로 옥수수와 사탕수수 등의 식물로 만드는 생분해성 수지를 의미하며, 세계적으로 친환경(생분해성) 고분자화합물 중 가장 많이 생산되고 있다. 미국의 Cargill-Dow Polymer 사, Chronopol 사, Mitsui 화학 등 전세계의 몇 개의 회사에서 생산 중인 물질로, 전 세계에 150만톤 이상 공급되고 있다. 폴리락틱산(PLA) 수지는 그 자체 또는 인체에 유해하지 않은 물질을 첨가하여 소재공학적으로도 많이 연구되고 있으며, 의학적으로도 조직공학(tissue engineering)에서 담체(scaffold)로 사용되는 등(Biomaterials. 2004 May;25(10):1901-9., Avd Exp Med Biol, 2003; 534: 191-9., Ann N Y Acad Sci. 2002 Oct;974:556-64) 그 용도는 매우 광범위한데, 의학과 같은 특수분야가 아닌 범용의 상업적인 관점에서도 몇 가지 특징을 소유하고 있는 생분해성 수지이다.
본 발명에서 PLA 수지는 직접 제조하거나 기-제조되어 판매되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 생산회사(Cargill Dow Polymers, Mitsui Chemical, Chronopol 또는 Dhimadzu 등)에 관계없이 모두 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실험예들에 따르면, PLA는 분자량이 5,000 내지 500,000 Da일 수 있으며, 바람직하게는 약 80,000 내지 90,000 Da일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 "PCL(Polycaprolactone)"은 약 60℃의 융점을 가지는 반결정성 생분해성 열가소성 폴리에스테르를 의미하며, 열가소성 수지 폴리우레탄의 제조, 헬스케어 업계에서의 약물전달, 창상 치료, 봉합사, 창상 피복재 테이프, 조직공학, 정형외과, 치과 임플란트 등으로 사용되고 있다.
상기 PCL은 PLA와 베이스 혼합수지 제조를 위한 용융 블렌딩 시 가알콜 분해반응에 의한 에스테르 교환반응을 유도하여 공중합체를 형성시켜 PLA의 물성과 관련된 단점, 예를 들어, 낮은 열안정성, 기계적 특성 등을 개선시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 PCL 수지는 직접 제조하거나 기-제조되어 판매되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실험예들에 따르면, PCL은 분자량이 약 1,500 내지 3,000 Da일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 "베이스 혼합수지"는 마스터 배지 칩 제조과정에서, 천연 복합추출물을 함유하고 있는 PLGA 수지를 혼합하기 전 미리 혼합되는 PLA 및 PCL의 혼합수지를 의미한다.
본 발명에서 베이스 혼합수지 제조를 위한 온도는 200 내지 250℃일 수 있으며, 바람직하게는 200 내지 230℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 범위 미만일 경우, PLA 및 PCL의 에스테르 교환반응이 충분하지 않아 PLA의 물성 개선 정도가 낮을 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우, 열에 의한 산화로 성형품의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명에서 베이스 혼합수지에 포함되는 PLA 및 PCL은 2:0.8 내지 2:1.5의 중량비로 포함되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 2:1 내지 2:1.2일 수 있다.
본 발명에서 PLA 대비 PCL이 상기 중량비보다 적게 포함되는 경우, 원사 및 이로부터 제조된 필터의 내구성이 약해질 수 있고, PLA 대비 PCL이 상기 중량비보다 많이 포함되는 경우, 원사 및 이로부터 제조된 필터의 경도가 높아져 크랙이 발생할 수 있어 필터의 효과가 떨어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 베이스 혼합수지에 포함되는 PLA 및 PCL은 2:1.1의 중량비로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 베이스 혼합수지에는 물성의 보완을 위해 생분해성 고분자 물질이 더 포함될 수 있으며, 예를 들어, AP(Aliphatic polyester), CA(Cellulose acetate) 및 CDA(Cellulose di acetate), PBS(Polybutylene succinate), PEU(Polyester urethane) 및 PGA(Ployglycolic acid), 폴리히드록시알칸산(PHA), 폴리(3-히드록시부티레이트)(PHB), 폴리(3-히드록시발레레이트)(PHV) 및 풀룰란(Pullulan) 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 "PLGA(polylactide-co-glycolide)"는 락타이드(LA) 및 글리콜라이드(GA)의 랜덤 공중합체로 생분해성, 생체 적합성, 구조적 안정성, 낮은 독성 등 특성을 가진 바이오 플라스틱을 의미하며, 주로 약물전달체, 임플란트 등 의료용 고분자로 사용되고 있다.
본 발명에서 PLGA는 천연 복합추출물에 대한 외벽을 형성할 수 있고, 마스터 배치 칩 제조에 있어서 PLGA가 용융되는 시간 동안 천연 복합추출물의 변성을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 상기 PLGA는 분자량이 4,000 Da 내지 75,000 Da일 수 있으며, 바람직하게는 50,000 내지 75,000 Da일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 PLGA는 락타이드 및 글리콜라이드의 단량체 몰비가 90:10 내지 50:50일 수 있으며, 바람직하게는 80:20일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 PLGA는 말단기(end group)기가 에스테르(중성 전하) 또는 카르복시산(음성 전하)인 것일 수 있다.
본 발명에서 PLGA는 직접 제조하거나 상업적으로 판매되는 제품을 구매하여 사용할 수 있다. 상업적으로 판매되는 제품의 예로는 PCAS 사의 Expansorb® 제품군의 10P001(50:50); 10P002(75:25); 10P003(75:25); 10P007(90:10); 10P008(85:15); 10P009(85:15E); 10P010(65:35E); 10P016(50:50E); 10P017(50:50); 10P019(50:50E); 10P020(85:15); 10P022(50:50); 10P023(90:10); 10P024(50:50); 10P025(90:10)이 있으며, Aldrich® Evonik Rohm Pharma GmbH 사의 Resomer®제품군의 RG 502(50:50); RG 502H(50:50); RG503(50:50); RG 503H(50:50); RG 504(50:50); RG 504H(50:50); RG 505(50:50); RG653H(65:35); RG 752H(75:25); RG 756S(75:25)가 있다. 또한 Purac Biomaterials사의 Purasorb® 제품군의 PDLG 7502(75:25); PDLG 7502A (75:25); PDLG7507(75:25); PDLG 5002(50:50); PDLG 5002A (50:50); PDLG 5004(50:50); PDLG5004A (50:50); PDLG 5010(50:50)이 있으며, Wako Pure Chemical Industries 사의 PLGA-7505(75:25); PLGA-7510(75:25); PLGA-7515(75:25); PLGA-7520(75:25); PLGA-5005(50:50); PLGA-5010(50:50); PLGA-5015(50:50)이 있다.
또한, 본 발명에서 상기 천연 항균물질로부터 수득한 추출물은 황칠나무, 두충나무, 봉칠 및 유향나무로부터 수득한 추출물을 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서 "추출물"은 적절한 추출용매를 사용하여 추출한 결과물을 의미하며, 상기 추출물은 추출로 인해 수득되는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 이들의 조정제물 또는 정제물, 또는 분획물을 포함한다.
본 발명에서 "천연 복합추출물"은 각각의 추출물의 천연 원재료를 동시에 혼합한 혼합물 상태에서 제조공정을 통해 추출한 추출물을 의미한다.
본 발명에서 상기 천연 복합추출물은 황칠나무, 두충나무 및 후박나무 추출물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에서 "황칠나무(Dendropanax morbifera)"는 두릅나무과에 속하는 상록교목으로서 우리 나라 남해안의 일부 도서지역에서 볼 수 있으며, 황칠나무의 수피에 상처를 내면 황색의 액이 소량 분비되는데 이를 황칠이라 한다.
본 발명에서 "두충나무(Eucommia ulmoides oliver)"는 두충과에 속하는 낙엽교목으로, 잎은 타원형으로 어긋나며, 열매는 편평한 긴원형으로 자르면 고무같은 점질의 실이 나오고, 껍질을 건조시킨 것은 한약재로 쓰인다. 두충나무의 껍질은 두충, 어린 잎은 면아라 하며 약용으로 쓰이는데, 요통, 신경통 및 고혈압 치료, 진통 등의 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서 "유향나무(Boswellia Carterii)"는 감람나무과의 나무로, 원산지는 아라비아반도 남단의 오만과 예멘 및 인접한 아프리카의 뿔을 가리키는 지역이기도 하는 소말리아이다. 유향나무의 진인 유향은 향이나 향수를 만드는 것을 목적으로 쓰이며, 그 외에도 관절염을 치료할 때에도 매우 유용한 것으로 알려져 있다.
본 발명에서 "분쇄"는 일정 크기의 물체를 잘게 부수는 것을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 물체 크기를 작게 하는 일체의 행위를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 천연 복합추출물을 제조하기 위한 황칠나무, 두충나무 및 유향나무 추출물은 분쇄되어 건조된 형태로 고르게 혼합되어 있는 상태로 일정 조건의 추출방식을 통해 추출될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 서포트부재(540)는 합성수지이고, 비전도성을 형성할 수 있다.
상기 서포트부재(540)는 합성수지 재질인 필터케이스(510)와 필터부재(530)를 절연시킬 수 있다.
본 발명에 따른 에어필터는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 필터어셈블리 내부에 동사가 배치되기 때문에, 세균 또는 박테리아에 대한 항균성능이 높은 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 필터어셈블리를 구성하는 필터부재 자체에 천연물 유래의 항균물질이 포함되어 그 자체로서 우수한 항균효과를 나타내며, 동시에 친환경적이며, 인체에 무해하다.
셋째, 필터부재를 구성하는 합성수지가 생분해성 수지를 포함함으로써, 이들의 폐기로 인한 미세플라스틱 배출 및 잔존 플라스틱의 폐해 등의 환경오염의 문제를 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 송풍장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 작동 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 필터어셈블리의 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 필터부재의 일부 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 A-A를 따라 절단된 일부 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 송풍장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 측단면도이고, 도 3은 도 2의 작동 예시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 필터어셈블리의 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 필터부재의 일부 사시도이고, 도 6은 도 4에 도시된 A-A를 따라 절단된 일부 단면도이다.
본 실시예에 따른 차량용 송풍장치(100)는, 송풍케이스(200)와, 상기 송풍케이스(200)에 착탈가능하게 조립되는 필터어셈블리(500)와, 상기 송풍케이스(200)에 조립되고, 상기 송풍케이스(200) 내부의 공기를 유동시키는 블로워(140)를 포함한다.
상기 송풍케이스(200)는 차량에 설치된다.
상기 송풍케이스(200)는 외부공기가 유입되는 외기흡입구(110)와, 차량 실내공기가 유입되는 내기흡입구(120)와, 상기 필터어셈블리(500)가 삽입되는 삽입구(150)와, 상기 블로워(140)에 의해 상기 송풍케이스(200) 내부의 공기가 토출되는 토출덕트(160)와, 상기 송풍케이스(200) 내부에 회전가능하게 배치되고, 상기 외기흡입구(110) 및 내기흡입구(120)를 선택적으로 개폐하는 흡입구도어(130)를 포함한다.
상기 삽입구(150)의 상측에 상기 내기흡입구(120)가 배치된다.
상기 삽입구(150)는 차량의 실내 측을 향하게 배치된다.
상기 삽입구(150)는 수평방향으로 배치되고, 상기 삽입구(150)에 상기 필터어셈블리(500)가 탈착가능하게 삽입될 수 있다.
상기 필터어셈블리(500)는 차량의 실내측에서 삽입될 수 있다.
상기 흡입구도어(130)는 도어축(131)을 중심으로 회전될 수 있다. 상기 흡입구도어(130)의 회전에 의해 상기 내기흡입구(120) 또는 외기흡입구(110)의 적어도 일부가 폐쇄 또는 개방될 수 있다.
상기 도어축(131)은 상기 흡입구도어(130) 및 송풍케이스(200)를 연결한다.
상기 흡입구도어(130)는 상기 필터어셈블리(500)의 상측에 배치된다.
상기 필터어셈블리(500)의 상측에 상기 외기흡입구(110) 및 내기흡입구(120)가 배치된다.
상기 필터어셈블리(500)의 하측에 상기 블로워(140)가 배치된다.
*상기 블로워(140)의 작동 시, 상기 외기흡입구(110) 또는 내기흡입구(120)의 공기가 상기 필터어셈블리(500)를 통과하여 상기 블로워(140)로 유동되고, 상기 블로워(140)는 상기 토출덕트(160)로 공기를 유동시킬 수 있다.
상기 필터어셈블리(500)는 상기 블로워(140)로 유동되는 공기를 여과 및 살균할 수 있다.
상기 송풍케이스(200) 내부에는 상기 삽입구(150)와 연통되고, 상기 필터어셈블리(500)를 지지하는 필터지지부(250)가 더 배치될 수 있다.
상기 필터지지부(250)는 삽입된 필터어셈블리(500)를 지지하고, 상기 필터어셈블리(500)는 상기 필터지지부(250)를 따라 수평방향으로 슬라이드 이동될 수 있다.
상기 필터어셈블리(500)는 블로워(140)의 상측에 배치된다. 필터어셈블리(500)는 외기흡입구(110) 또는 내기흡입구(120)를 통해 흡입된 공기에서 이물질을 여과할 수 있다.
필터어셈블리(500)는 상기 필터지지부(250) 전체를 커버하고, 상기 필터어셈블리(500)의 가장자리는 상기 송풍케이스(200)에 밀착된다.
필터어셈블리(500)는 필터지지부(250)에서 분리가능하게 조립된다.
상기 송풍케이스(200)의 내부는 상기 필터어셈블리(500)에 의해 상측 및 하측으로 구획될 수 있다. 상기 필터어셈블리(500)의 상측에 외기흡입구(110) 및 내기흡입구(120)가 배치되고, 하측에 상기 블로워(140)가 배치된다.
상기 토출덕트(160)는 상기 필터어셈블리(500)의 하측과 연통될 수 있다.
본 실시예에서 필터어셈블리(500)는 상기 블로워(140)의 상측에 배치되고, 수평방향으로 슬라이드 이동되며, 상기 필터지지부(250)에 지지된다.
상기 필터어셈블리(500)는 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)이 형성된 필터케이스(510)와, 상기 필터케이스(510) 내부에 배치되고, 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)으로 노출되는 필터부재(530)와, 상기 필터부재(530)의 외측면을 따라 배치되어 상기 필터부재(530)의 형태를 유지시키는 서포트부재(540)를 포함한다.
상기 필터케이스(510)는 상기 필터지지부(250) 전체를 커버할 수 있는 면적으로 형성된다.
상기 필터지지부(250)는 상기 필터케이스(510)의 하부를 지지하는 로어지지부(252)와, 상기 필터케이스(510)의 상부를 지지하는 어퍼지지부(254)를 포함한다.
상기 로어지지부(252)는 상기 송풍케이스(200)의 내측면에서 더 안쪽으로 돌출되어 형성된다.
상기 로어지지부(252)는 상기 송풍케이스(200)의 내측면을 따라 길게 연장되어 배치될 수 있고, 유동되는 공기를 상기 필터어셈블리(500)로 안내하며, 이를 통해 유동되는 공기의 누설을 최소화할 수 있다.
상기 어퍼지지부(254)는 상기 송풍케이스(200)의 내측면에서 더 안쪽으로 돌출되어 형성된다.
상기 어퍼지지부(254)는 상기 송풍케이스(200)의 내측면을 따라 길게 연장되어 배치될 수 있고, 유동되는 공기를 상기 필터어셈블리(500)로 안내하며, 이를 통해 유동되는 공기의 누설을 최소화할 수 있다.
상기 로어지지부(252) 및 어퍼지지부(254)는 상하 방향으로 이격되어 배치되고, 로어지지부(252) 및 어퍼지지부(254)의 바깥쪽에 상기 삽입부(150)가 배치되며, 상기 로어지지부(252) 및 어퍼지지부(254) 사이로 상기 필터어셈블리(500)가 삽입 또는 인출될 수 있다.
탑뷰로 볼 때, 상기 필터케이스(510)는 전체적인 형상이 사각형 형상으로 형성된다. 본 실시예와 달리 상기 필터케이스(510)의 형상은 원형 또는 다른 형상으로 형성되어도 무방하다.
상기 필터케이스(510)의 상측면 중 대부분에 상기 상측개구면(502)이 형성되고, 하측면 중 대부분에 상기 하측개구면(501)이 형성된다.
상기 하측개구면(501) 가장자리에 하측테두리(513)가 형성되고, 상기 상측개구면(502) 가장자리에 상측테두리(511)가 형성된다.
상기 필터부재(530)는 상기 프리필터(520) 보다 공극이 더 작은 재질로 형성된다. 상기 필터부재(530)는 상기 프리필터(520)에서 여과된 공기를 다시 여과한다.
본 실시예에서 상기 필터부재(530)는 헤파필터가 사용될 수 있다. 본 실시예와 달리 상기 필터부재(530)가 부직포 등으로 형성된 필터를 사용하여도 무방하다.
상기 필터부재(530)는 수평방향으로 골(531) 및 산(532)을 형성한다.
상기 골(531) 및 산(532)을 형성하기 위해, 상기 필터부재(530)가 상하 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 필터부재(530)는 상하방향으로 경사지게 배치된 제 1 필터경사부(533)와, 상기 제 1 필터경사부(533)와 연결되고, 상기 제 1 필터경사부(533)와 교차되게 배치된 제 2 필터경사부(534)를 포함한다.
상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)의 상측 절곡부분에 상기 산(532)가 형성되고, 하측 절곡부분에 상기 골(531)이 형성된다.
상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)가 각각 복수개 배치될 수 있다. 제 1 필터경사부(533)들은 대체로 같은 방향으로 경사지게 배치되고, 제 2 필터경사부(534)도 대체로 같은 방향으로 경사지게 배치된다.
상기 서포트부재(540)는 상기 필터부재(530)의 상측면(530a) 및 하측면(530b)을 따라 길게 형장될 수 있다. 상기 서포트부재(540)는 상기 1 필터경사부(533), 골(531), 제 2 필터경사부(534) 및 산(532)이 상측면을 연결한다.
서포트부재(540)를 구분할 필요가 있을 경우, 필터부재(530)의 하측면(530b)에 배치된 것을 제 1 서포트부재(541)라 하고, 필터부재(530)의 상측면(530a)에 배치된 것을 제 2 서포트부재(542)라 한다.
상기 제 1 서포트부재(541)가 상측테두리(511)의 하측면에 밀착될 수 있고, 제 2 서포트부재(542)가 하측테두리(513)의 상측면에 밀착될 수 있다.
상기 필터부재(530)는 합성수지 및 금속사가 혼합되어 형성될 수 있다.
상기 필터부재(530)는 금속사를 통해 전도성을 형성할 수 있다.
상기 필터부재(530)의 금속사는 구리를 포함할 수 있고, 대전 시 먼지를 끌어당길 수 있다.
상기 서포트부재(540)는 합성수지이고, 비전도성을 형성할 수 있다.
상기 서포트부재(540)는 합성수지 재질인 필터케이스(510)와 필터부재(530)를 절연시킬 수 있다.
실시예 1. 천연 복합추출물의 제조
황칠나무(줄기), 두충나무(껍질) 및 유향나무(껍질)을 깨끗하게 세척하고 물기 제거 후, 건조하고, 분쇄기를 통해 1 내지 3 cm로 분쇄한 후, 2:3:1의 중량비로 혼합하여 고르게 섞어주었다. 상기 혼합물 1 kg에 10 L의 80 %(v/v) 에탄올을 첨가하고 60 내지 80℃에서 8시간 동안 추출하였다. 이후 상기 수득된 추출물을 여과하고 여과액과 잔사물을 분리한 후, 여과액(제1 여과액)은 별도로 보관하였다. 그리고, 상기 분리된 잔사물에 정제수를 첨가하고, 초음파 추출기를 이용하여 60 내지 80℃에서 8시간 동안 지속적으로 교반하면서 초음파 처리하고, 초음파 처리된 추출물을 여과하여 여과액(제2 여과액) 및 잔사물로 분리하였다. 이후 상기 제1 여과액 및 제2 여과액을 혼합한 후, 감압농축 후 동결건조시켜 천연 복합추출물을 제조하였다.
실시예 2. 천연 복합추출물을 포함하는 PLGA 수지 제조
상기 제조한 천연 복합추출물 및 PLGA(제조사: Purac Biomaterials, PLA:PGA=85:15, 분자량: 50,000 내지 75,000 Da)를 1:8의 중량비로 혼합 후, DCM(dichloromethane)에 용해시키고, 수득된 용액을 1% PVA 수용액에 첨가 후, 교반하였다. 이후, 자력교반기(magnetic stirrer)로 DCM을 증발시키고 PLGA를 고화시켜 천연 복합추출물을 포함하는 PLGA를 제조하였다.
실시예 3. 필터부재의 제조
PLA 수지(제조사: Shimadzu, 분자량: 80,000-90,000 Da) 및 PCL 수지(제조사: Union Carbide, 분자량: 1,500 내지 3,000 Da)를 2:1.1(PLA:PCL)의 중량비로 압출기에 투입하고, 200 내지 230℃의 온도로 가열하여 용융시켰다. 이후, 상기 용융된 PLA 및 PCL 혼합수지(본 명세서에서, "베이스 수지"라 지칭함)를 냉각기를 통해 150 내지 180℃온도로 냉각시킨 후, 상기 제조한 천연 추출물을 포함하는 PLGA 수지를 베이스 혼합수지 100 중량부 대비 천연 복합추출물을 포함하는 PLGA 수지를 20 중량부로 혼합하고, 약 2분간 교반하였다. 그 후, 상기 교반된 혼합물을 압출 방사하여 미세섬유 원사를 제조하고, 상기 미세섬유 원사 93 중량부 대비 미세 구리섬유 7 중량부를 압착하여 멜트블로운(melt blown) 형식의 본 발명의 필터부재를 제조하였다.
비교예 1 및 2. 구리섬유 및 천연물을 제외한 필터의 제조
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하되, 비교예 1은 구리섬유를 포함하지 않고 제조하였으며, 비교예 2는 PGLA에 천연 추출물을 혼합하지 않고 제조하였다.
실험예 1. 항균 및 소취 효과 확인 실험
상기 실시예 3에서 제조한 필터부재가 포함된 에어필터 및 비교예 1, 2를 대상으로 항균, 흡습 및 소취 효과를 비교하는 실험을 실시하였다.
본 발명의 항균성 유지 여부는 KSK-0693 의하여 항균성을 비교하였다. 구체적으로, 고온고압멸균기(오토클레이브)에서 121℃로 멸균처리 한 실시예 1 및 비교예 1 및 2의 필터를 놓고, 상기 필터의 표면에 측정 대상이 되는 스테필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus)를 1 x 107개 접종하여 18시간 동안 배양한 뒤, 표준 면포와 비교하여 정균의 감소율을 %로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 본 발명 필터의 탈취력의 비교를 위하여, 실시예 1 및 비교예의 필터를 밀폐된 용기에 넣고, 동일한 개체에서 채취한 분뇨를 각 용기에 같은 양으로 넣은 후, 60분이 경과한 후의 암모니아 농도의 감소 정도 및 습도의 변화량을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 항균성(%) 탈취율(%)
실시예 1 99.9 96
비교예 1 89.9 79
비교예 2 76.5 75
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 모든 항목에 있어서 본 발명 실시예 1의 필터가 모든 항목에서 우수한 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 특히 본 발명의 필터는 천연물 유래의 친환경 소재 및 생분해 소재만을 이용하였음에도, 현저히 우수한 항균성 및 탈취율을 나타내는 것을 확인하였다. 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 송풍장치 110 : 외기흡입구
120 : 내기흡입구 130 : 도어
140 : 블로워 150 : 삽입구
500 : 필터어셈블리 510 : 필터케이스
530 : 필터부재 540 : 서포트부재

Claims (1)

  1. 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)이 형성된 필터케이스(510);
    상기 필터케이스(510) 내부에 배치되고, 상측개구면(502) 및 하측개구면(501)으로 노출되는 필터부재(530);
    상기 필터부재(530)의 외측면을 따라 배치되어 상기 필터부재(530)의 형태를 유지시키는 서포트부재(540);를 포함하고,
    상기 필터케이스(510)는 상기 하측개구면(501) 가장자리에 하측테두리(513)가 형성되고, 상기 상측개구면(502) 가장자리에 상측테두리(511)가 형성되며,
    상기 상측테두리(511) 및 하측테두리(513) 사이에 상기 필터부재(530)가 배치되고,
    상기 필터부재(530)는, 상하방향으로 경사지게 배치된 제 1 필터경사부(533); 상기 제 1 필터경사부(533)와 연결되고, 상기 제 1 필터경사부(533)와 교차되게 배치된 제 2 필터경사부(534); 상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)의 상측 절곡부분에 형성된 산(532); 상기 제 1 필터경사부(533) 및 제 2 필터경사부(534)의 하측 절곡부분에 형성된 골(531);을 포함하고,
    상기 서포트부재(540)는,
    상기 필터부재(530)의 하측면(530b)에 배치된 제 1 서포트부재(541);
    상기 필터부재(530)의 상측면(530a)에 배치된 제 2 서포트부재(542);를 포함하고,
    상기 제 1 서포트부재(541)가 상기 1 필터경사부(533), 골(531), 제 2 필터경사부(534) 및 산(532)이 상측면을 연결하고,
    상기 제 2 서포트부재(542)가 상기 1 필터경사부(533), 골(531), 제 2 필터경사부(534) 및 산(532)이 하측면을 연결하며,
    상기 필터부재(530)가 합성수지 및 금속사가 혼합되어 형성되어 전도성을 형성하고,
    상기 서포트부재(540)가 비전도성 합성수지 재질로 형성되며, 상기 필터케이스(510) 및 필터부재(530)를 절연시키고,
    상기 필터부재(530)에 포함되는 합성수지는 PLA 및 PCL를 혼합하여 베이스 수지를 제조한 뒤에, 천연 항균물질로부터 수득한 추출물 및 PLGA 수지를 혼합하여 멜트블로운 방식으로 부직포를 형성하고,
    상기 천연 항균물질은,
    황칠나무(줄기), 두충나무(껍질) 및 유향나무(껍질)을 깨끗하게 세척하고 물기 제거 후, 건조하고, 분쇄기를 통해 1 내지 3 cm로 분쇄한 후, 2:3:1의 중량비로 혼합하여 고르게 섞어 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물 1 kg에 10 L의 80 %(v/v) 에탄올을 첨가하고 60 내지 80℃에서 8시간 동안 추출하여 추출물을 제조하고,
    상기 수득된 추출물을 여과하고 여과액과 잔사물을 분리한 후, 상기 여과액(제1 여과액)을 별도로 보관하고, 상기 분리된 잔사물에 정제수를 첨가하고, 초음파 추출기를 이용하여 60 내지 80℃에서 8시간 동안 지속적으로 교반하면서 초음파 처리하고, 초음파 처리된 추출물을 여과하여 여과액(제2 여과액) 및 잔사물로 분리하며, 상기 제1 여과액 및 제2 여과액을 혼합한 후, 감압농축 후 동결건조시켜 상기 천연 복합추출물을 제조하는 천연항균물질을 포함하는 차량용 에어필터.
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