WO2020171357A1 - 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터 - Google Patents

집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터 Download PDF

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WO2020171357A1
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dust collection
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porous adsorbent
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김상훈
권순범
김상보
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에어랩 주식회사
김상훈
권순범
김상보
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    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Definitions

  • the present invention relates to a filter for a vehicle with improved dust collecting and deodorizing power. More specifically, the dust collection rate and deodorization rate are improved through the HEPA filter unit impregnated with powders such as fine silica and activated carbon powder as a porous adsorbent, and further, primary filtration and deodorization and dust collection performance are improved. Filter performance can be further improved by combining a corrugated filter unit having a plurality of shells. Further, the present invention relates to a vehicle filter with improved dust collecting and deodorizing power capable of maximizing purification efficiency of a HEPA filter unit and a corrugated filter unit by additionally including a pre-filter unit for adjusting the flow of incoming air.
  • an air conditioner for cooling or heating the interior of the vehicle is installed in the vehicle by introducing air inside and outside the vehicle, heating or cooling the air and blowing it into the interior of the vehicle.
  • a filter is installed to filter substances harmful to the human body such as dust, dust, exhaust gas, pollen, and heavy metals contained in the air supplied to the air conditioner.
  • the air in the air that flows into the interior of a vehicle contains not only dust, but also pollen, dust, micro-bacteria, and odors that cause allergies, and does not purify the contaminated external air. If introduced, it may cause discomfort to the driver and passengers as well as serious harm to human health such as difficulty breathing, so dust, dust, and bacterial harmful substances contained in the air outside the vehicle are removed as much as possible. It must be allowed to flow into the interior.
  • an air filter for automobiles is installed in a passage through which air outside the automobile is introduced, for example, an air inlet in an automobile air conditioner to remove dust or dust.
  • the automobile air filter is contained in the atmosphere and is It functions to filter fine particles that cause disease in the vehicle's air conditioning system when the vehicle's external air inflow mode or internal circulation mode is operated.
  • a vehicle filter is a hepa filter made of a pearl material, but a HEPA filter alone has limitations in removing fine dust, which has recently been a problem. Accordingly, recently, in order to solve this problem, a filter capable of removing fine dust by applying activated carbon powder to a HEPA filter has been developed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and an enlarged view of a conventional vehicle filter.
  • external air 1 is purified with internal inlet air 2 through a conventional double filter.
  • a plurality of holes 11 are formed on the surface of the HEPA filter 10 due to filter characteristics, and external air 1 passes through the holes 11.
  • the applicant of the present invention recognizes the above problems and uses a vehicle filter formed in a multilayer structure through continuous research to maximize the filter performance while increasing the dust collection rate of the filter, thereby lowering the pressure loss due to the use of the filter.
  • the present invention has been excellent in deodorizing performance.
  • Patent Document 1 KR 10-2009-0129698 A
  • An object of the present invention is to maximize the filter performance by combining a HEPA filter unit having a plurality of barrier ribs and a corrugated filter unit having a plurality of shells, while increasing the dust collection rate of the filter, thereby reducing the pressure loss caused by the use of the filter. It is to provide an improved vehicle filter.
  • Another object of the present invention can provide a vehicle filter further comprising a pre-filter portion coated with a deodorizing composition.
  • a vehicle filter having improved dust collecting and deodorizing power includes a HEPA filter unit in which a plurality of partition walls having a V-shaped cross section are formed adjacent to each other; And a corrugated filter unit coupled to one surface of the hepa filter unit, wherein a plurality of shells are formed adjacent to each other, and external air may be sequentially purified through the hepa filter unit and the corrugated filter unit.
  • the plurality of shells may include a first shell and a second shell symmetrical to the first shell, and the first shell and the second shell may be disposed to be adjacent to each other by crossing in a length direction and a width direction.
  • the HEPA filter unit and the corrugated filter unit may be joined by a hot melt method.
  • the HEPA filter unit or the corrugated filter unit may include a porous adsorbent.
  • the porous adsorbent may include a first porous adsorbent having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and a second porous adsorbent having an average diameter of 3 to 9 ⁇ m.
  • the first porous adsorbent may be a fine powder silica
  • the second porous adsorbent may be an activated carbon powder
  • the vehicle filter having improved dust collecting and deodorizing power may further include a prefilter unit coupled to the other surface of the HEPA filter unit, and external air may be sequentially purified through the prefilter unit, the HEPA filter unit, and the corrugated filter unit. have.
  • the pre-filter unit may be woven with multi-filament, and may have an average air permeability of 1 to 7 (cc/cm 3 /sec).
  • the pre-filter unit may be coated with a deodorizing composition.
  • a filter for a vehicle having improved dust collecting and deodorizing power includes: a HEPA filter unit in which a plurality of partition walls having a V-shaped cross section are formed adjacent to each other; And a corrugated filter unit coupled to one surface of the hepa filter unit, wherein a plurality of shells are formed adjacent to each other, and external air may be sequentially purified through the hepa filter unit and the corrugated filter unit.
  • a vehicle filter according to the present invention includes a HEPA filter unit 100 and a corrugated filter unit 200.
  • the HEPA filter unit 100 is positioned at the upper side with reference to FIG. 4, and the corrugated filter unit 200 is positioned at the lower side.
  • this is divided for description of the drawings, and the top and bottom may be changed.
  • the HEPA filter unit 100 is characterized in that the cross-section has a'V' shape, and a plurality of partition walls 110 are formed adjacent to each other.
  • each partition wall 110 is formed extending in the width direction, and each partition wall 110 is disposed to be adjacent to each other in the length direction to form the HEPA filter unit 100.
  • the corrugated filter unit 200 is coupled to the surface of the HEPA filter unit 100, and a plurality of shells are formed adjacent to each other.
  • the vehicle filter of the present invention air is sequentially purified through the HEPA filter unit and the corrugated filter unit. Therefore, since pollutants such as fine dust of a relatively constant size are first purified by the HEPA filter, and finer dust and chemical pollutants are purified by the Colgate filter, the purification effect of the fine dust and ultrafine first of the Colgate filter and chemical It can increase the purification effect.
  • the use of the HEPA filter is an advantage that the life of the corrugated filter can last a long time.
  • the filtration function of the HEPA filter unit 100 due to a method in which the HEPA filter unit 100 and the corrugated filter unit 200 contact and combine, not a method in which activated carbon is applied to the HEPA filter as in the prior art, There is an advantage in that the function of removing fine dust of the corrugated filter unit 200 is simultaneously expressed.
  • the plurality of shells may include a first shell and a second shell symmetrical to the first shell, and the first shell and the second shell may be disposed to be adjacent to each other by crossing in a length direction and a width direction.
  • the plurality of shells includes a first shell 210 and a second shell 220.
  • FIGS. 5 and 6 the shell of the middle layer among the plurality of shells adjacent in the width direction is indicated by a chain-dotted line for the purpose of describing the invention.
  • this is for the purpose of explanation, and the shells are all in the same shape.
  • the first shell 210 and the second shell 220 have the same size and different arrangements. It is preferable that the first shell 210 and the second shell 220 have a shape symmetrical 180 degrees with respect to an arbitrary axis in the longitudinal direction.
  • the first shell 210 and the second shell 220 are sequentially crossed in the length direction and the width direction, and are adjacent to each other as shown in FIG. 5.
  • the imaginary reference line A is a HEPA filter unit extending in the width direction. It is preferable to be orthogonal to the partition wall 110 of (100).
  • the HEPA filter unit 100 and the corrugated filter unit 200 have a shape that is orthogonal to each other by 90 degrees. Due to this structure, when the vehicle filter according to the present invention is viewed from the top, the HEPA filter unit 100 and the corrugated filter unit 200 form a cross (+) shape.
  • the filter function is excellent.
  • the HEPA filter unit 100 and the corrugated filter unit 200 are orthogonal to each other as in the present invention, the probability that the outside air 1 can come into contact can be maximized, so that the filter function is improved.
  • the HEPA filter unit and the corrugated filter unit may be joined by a hot melt method.
  • the hot-melt method is a method of bonding through heating, and has an advantage of increasing the adhesive strength between the HEPA filter unit 100 and the corrugated filter unit 200, and has the advantage of easy bonding.
  • the HEPA filter unit or the corrugated filter unit may include a porous adsorbent.
  • the present invention can exhibit the effect of reducing fine dust and adsorbing and deodorizing other harmful gases by including a porous adsorbent directly attached to the HEPA filter unit or a porous adsorbent attached to one surface of the HEPA filter unit. have.
  • porous adsorbent in the present invention forms micropores on the surface or inside of the particles to allow physical or chemical adsorption of specific components, and is defined as including activated carbon, fine powder silica, perlite, benzoite, and the like.
  • the porous adsorbent may have an effect of purifying air by adsorbing odors and other harmful chemical gases. In addition, it can enhance the air quality by adsorbing fine dust.
  • the porous adsorbent may include a first porous adsorbent having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and a second porous adsorbent having an average diameter of 3 to 9 ⁇ m.
  • the chemical purification effect and the fine dust removal effect can be enhanced.
  • the porous adsorbents having different diameters are stably attached to the filter, the surface area of the filter may be increased, thereby greatly enhancing the air purification effect.
  • the first porous adsorbent may be a fine powder silica
  • the second porous adsorbent may be an activated carbon powder
  • the chemical purification effect and the filter effect may be the highest.
  • the corrugated filter unit includes a porous adsorbent, and the porous adsorbent comprises 30 to 80 parts by weight of the second porous adsorbent and 5 to 30 parts by weight of the third porous adsorbent based on 100 parts by weight of the first porous adsorbent.
  • the first porous adsorbent is a fine powder silica having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and an oil absorption of 200 to 500 m 2 /g
  • the second porous adsorbent is an average diameter of 3 to 9 ⁇ m and 150 to 250 m 2 /g of activated carbon powder
  • the third porous adsorbent may be a fine powdered silica having an average diameter of 5 to 9 ⁇ m, an oil absorption of 150 to 300 m 2 /g, and a surface coated with a wax.
  • the effect of removing fine dust and neutralizing chemically harmful components may be the most excellent as a synergistic effect due to interaction.
  • the corrugated filter unit includes a method of using an adhesive as a method of attaching a porous adsorbent, a method of impregnating and processing, and a method of incorporating the porous adsorbent in the filter manufacturing step. You can choose a method.
  • the corrugated filter unit may be a liquid lithium silicate coated on the surface of the porous adsorbent.
  • the porous adsorbent In the case of using the lithium silicate, not only the porous adsorbent is stably fixed to the corrugated filter, but also the porous adsorbent may flow finely during the filter process, which can greatly increase the surface area of the porous adsorbent.
  • the purification effect can be improved, and fine dust can adhere to the lithium silicate itself, so the effect of reducing the fine dust can be greatly increased.
  • the lithium silicate and the third porous adsorbent are used, since the fluidity of the third porous adsorbent increases, the effect of effectively adsorbing and removing fine dust and chemical contaminants may be very high.
  • the HEPA filter unit may further include fine powdered silica as the first porous adsorbent and activated carbon powder as the second porous adsorbent, through which odors and other harmful chemical gases are adsorbed to further maximize the effect of purifying air. I can make it.
  • the HEPA filter unit includes a porous adsorbent
  • the porous adsorbent includes 30 to 80 parts by weight of the second porous adsorbent and 5 to 30 parts by weight of the third porous adsorbent based on 100 parts by weight of the first porous adsorbent
  • the first porous adsorbent is a fine powdered silica having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and an oil absorption of 200 to 500 m 2 /g
  • the second porous adsorbent is an average diameter of 3 to 9 ⁇ m and an average diameter of 150 to 250 m 2 / g of activated carbon powder
  • the third porous adsorbent may be a fine powdered silica having an average diameter of 5 to 9 ⁇ m, an oil absorption of 150 to 300 m 2 /g, and a surface coated with a wax.
  • the effect of purifying the air by adsorbing harmful chemical gases due to the synergistic effect of the interaction with the corrugated filter unit can be further maximized, and the deodorizing performance can be further improved.
  • the vehicle filter having improved dust collecting and deodorizing power may further include a prefilter unit coupled to the other surface of the HEPA filter unit, and external air may be sequentially purified through the prefilter unit, the HEPA filter unit, and the corrugated filter unit. have.
  • the pre-filter is in charge of primary filtration and purifies contaminants such as dust having a relatively large size to remove contaminants such as first without causing a pressure loss. This has the advantage of increasing the purification efficiency of the HEPA filter and the corrugated filter and reducing the problem of pressure loss.
  • the pre-filter unit may be made of a material selected from pulp, non-woven fabric, synthetic fiber filter, and metal fiber filter.
  • the pre-filter unit may be woven with multi-filament, and may have an average air permeability of 1 to 7 (cc/cm 3 /sec).
  • the pre-filter unit may be coated with a deodorizing composition.
  • the antibacterial and deodorizing performance may be doubled by coating a silver nano coating or a deodorizing composition.
  • the filter performance is maximized by combining the HEPA filter unit and the corrugated filter unit, while increasing the dust collection rate of the filter, thereby reducing pressure loss due to the use of the filter.
  • a vehicle filter that additionally includes a pre-filter unit coated with a deodorizing composition, and by performing primary filtration through this, the purification efficiency of the HEPA filter unit and the corrugated filter unit can be increased and the problem of pressure loss can be reduced. Deodorization and dust collection performance can be improved by adjusting the flow of incoming air. Further, it is possible to provide a vehicle filter formed in a multi-layered structure capable of further improving antibacterial and deodorizing performance by coating a deodorizing composition.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and an enlarged view of a conventional vehicle filter.
  • FIG. 2 is a view showing a HEPA filter unit of a vehicle filter with improved dust collecting and deodorizing power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a corrugated filter unit of a vehicle filter with improved dust collecting and deodorizing power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a HEPA filter unit and a corrugated filter unit of a vehicle filter having improved dust collecting and deodorizing power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a part of a filter for a vehicle with improved dust collecting and deodorizing power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a part of a vehicle filter with improved dust collecting and deodorizing power according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a filter for a vehicle with improved dust collecting and deodorizing power, which further includes a pre-filter unit coupled to the other surface of the HEPA filter unit according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is a HEPA filter unit in which a plurality of partition walls having a V-shaped cross section are formed adjacent to each other; And a corrugated filter unit coupled to one surface of the hepa filter unit, wherein a plurality of shells are formed adjacent to each other, and external air is sequentially purified through the hepa filter unit and the corrugated filter unit. It relates to this improved vehicle filter.
  • a flat filter which is a material of the corrugated filter, was prepared using a porous adsorbent having the composition shown in Table 1 below.
  • A1 Activated carbon powder having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and an oil absorption of 200 to 500 m 2 /g.
  • A2 Activated carbon powder having an average diameter of 0.1 to 3 ⁇ m and an oil absorption of 400 to 800 m 2 /g.
  • A3 Activated carbon powder having an average diameter of 5 to 9 ⁇ m and an oil absorption of 200 to 350 m 2 /g.
  • A4 Activated carbon powder having an average diameter of 5 to 9 ⁇ m and an oil absorption of 400 to 600 m 2 /g.
  • B2 1 to 3 ⁇ m, oil absorption (Oil Absorption) of 150 to 300 m 2 /g, fine powder silica coated with a wax surface.
  • B3 4 to 8 ⁇ m, oil absorption (Oil Absorption) of 250 to 500 m 2 /g, a fine powder silica coated with a wax surface.
  • C1 Fine powdered silica having an average diameter of 5 to 9 ⁇ m, an oil absorption of 150 to 300 m 2 /g, and coated with a wax surface.
  • a flat filter of S1 to S21 manufactured according to the above manufacturing example was installed in the center of the transparent tube to completely seal it, and a contamination source mixed with a microcell (diameter 1 ⁇ m or less) and ammonia was added to one side of the transparent tube, and about 30 minutes After that, air was collected from the other side of the transparent tube to measure the content of fine dust and ammonia contained therein.
  • composition shown in Table 4 below was applied to the S5 and S21.
  • the composition was applied to a filter containing a porous adsorbent at regular intervals using a spray, so that a portion of the filter was coated to prepare SC1 to SC5.
  • the porous adsorbent absorbs all of the water or oil and the adsorption effect is rather lowered.
  • the effect of increasing the air purification effect can be doubled through the unique adhesion effect without blocking the pores of the porous adsorbent because it is dispersed and coated with fine particles.
  • a pre-filter was prepared using a pulp filter woven with the multi filament and having an average air permeability of 1.6 to 3.5 (cc/cm 3 /sec).
  • the pre-filter was completed by coating silver nano coating, lime peel extract, and lemon extract.
  • the lime peel extract and lemon extract were prepared by mixing in parts by weight of 2: 3 to 3: 2.
  • a certain amount of the filter (SP) including the pre-filter unit in addition to the filter having the composition SC1 of Table 4 and the filter having the same composition as SC1 of Table 4 is included in the corrugated filter without additional pre-filter unit
  • An experiment in which ammonia gas was passed was conducted, and the reduced concentration of ammonia before and after the passage was analyzed to calculate the deodorization rate.
  • the deodorization rate is expressed as a percentage, and the results are shown in Table 7 below.
  • the present invention relates to a filter for a vehicle with improved dust collecting and deodorizing power. More specifically, the dust collection rate and deodorization rate are improved through the HEPA filter unit impregnated with powders such as fine silica and activated carbon powder as a porous adsorbent, and further, primary filtration and deodorization and dust collection performance are improved. Filter performance can be further improved by combining a corrugated filter unit having a plurality of shells. Further, the present invention relates to a vehicle filter with improved dust collecting and deodorizing power capable of maximizing purification efficiency of a HEPA filter unit and a corrugated filter unit by additionally including a pre-filter unit for adjusting the flow of incoming air.

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Abstract

본 발명은 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다. 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 극대화시키면서도 필터의 집진율을 높임으로써 필터 사용에 따른 압력손실을 낮출 수 있다. 또한 다공질 흡착제로서 미분말 실리카, 활성탄 분말 등의 파우더를 첨착한 헤파 필터부를 통하여 집진율과 탈취율을 높이고, 나아가 1차 여과 및 탈취 및 집진 성능을 개선한 것이다. 복수 개의 쉘을 지니는 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 보다 높일 수 있다. 나아가 본 발명은 유입되는 공기 흐름을 조정하는 프리필터부를 추가적으로 포함함으로써, 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 극대화시킬 수 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터를 제공한다.

Description

집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터
본 발명은 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다공질 흡착제로서 미분말 실리카, 활성탄 분말 등의 파우더를 첨착한 헤파 필터부를 통하여 집진율과 탈취율을 높이고, 나아가 1차 여과 및 탈취 및 집진 성능을 개선한 것이다. 복수 개의 쉘을 지니는 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 보다 높일 수 있다. 나아가 유입되는 공기 흐름을 조정하는 프리필터부를 추가적으로 포함함으로써, 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 극대화시킬 수 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다.
최근 산업의 발달 및 도시화로 인하여 대기 오염이 증가됨에 따라 실내 및 실외 공기의 심각한 오염이 발생되고 있다. 더욱이, 산업의 발달로 인하여 차량이 급격히 증가함에 따라 차량으로부터 발생되는 먼지, 유해가스도 양도 증가하고 있는 추세이다.
이에 따라, 대기 중에는 차량에 의해 발생되는 분진, 먼지, 유해가스와 꽃가루, 중금속 등 인체에 유해한 물질들이 다량 포함되며, 만약 이러한 유해 물질들이 신체에 여과 없이 흡입될 경우 각종 호흡기 질병은 물론 다른 질병도 유발시킬 수 있는 위험성이 있다.
한편, 차량에는 차량 실내, 외 공기를 도입하여 이 공기를 가열 또는 냉각하여 차량의 실내로 송풍함으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공조 장치가 설치된다. 이러한 차량의 공조 장치에는 공조 장치로 공급된 공기에 포함된 먼지, 분진, 배기가스, 꽃가루 및 중금속 등 인체에 유해한 물질을 걸러내기 위한 필터가 설치된다.
일반적으로 자동차의 차량내부로 유입되는 대기 중의 공기에는 먼지는 물론 알레르기를 유발하는 꽃가루, 분진, 미세세균 그리고 악취 등이 포함되어 있으며, 이와 같이 오염된 외부의 공기를 정화하지 않고 밀폐된 차량내부로 유입시킨다면 운전자를 비롯한 탑승자들에게 불쾌감과 아울러 호흡곤란 등과 같은 인명 건강상에 치명적인 해를 끼칠 수 있으므로, 자동차 외부 대기 중의 공기에 포함되어 있는 먼지나 분진, 그리고 세균성 유해물질들을 가급적 제거된 상태에서 자동차 내부로 유입될 수 있도록 하여야 한다.
이를 위하여 자동차 외부의 공기가 유입되는 통로, 예를 들면 자동차 공조장치 내의 공기 유입구 등에 자동차용 에어필터를 장착하여 먼지 또는 분진 등을 제거하게 되는데, 자동차용 에어필터는, 대기 중에 포함되어 있으면서 인체에 질병을 유발하는 미세 입자들을 자동차의 공조장치 내에서 자동차의 외기 유입모드 또는 내부순환모드 작동 시에 여과시키는 기능을 하게 된다.
일반적으로 차량용 필터는 펄트 재질의 헤파 필터이나, 헤파 필터만으로는 최근 문제되고 있는 미세먼지를 제거하기에는 한계가 존재한다. 따라서 최근에는 이를 해결하기 위해, 헤파 필터에 활성탄 가루를 도포하여 미세 먼지를 제거할 수 있는 필터가 개발되고 있다.
도 1은 종래의 차량용 필터의 단면도 및 확대도로서 이를 참고하면, 외부 공기(1)는 종래의 2중 필터를 거쳐 내부 유입 공기(2)로 정화된다. 이 때, 헤파 필터(10)의 표면에는 필터 특성 상 복수개의 홀(11)이 형성되고, 외부 공기(1)가 홀(11)을 통과하게 된다.
그러나, 활성탄 입자(20)가 홀(11)에 박혀 홀(11)을 막아버리는 구조가 형성되어 미세먼지 제거는 가능하나, 필터 자체의 여과 기능을 제대로 수행하기 어려운 문제가 발상하였다. 또한, 이런 문제점을 해결하기 위해 홀(11)의 직경을 증가시키면, 홀(11)사이로 활성탄 입자(20)가 통과하여 헤파 필터(10) 표면에 머물지 못하게 되고, 필터 자체의 여과 기능은 구현하나, 미세먼지 제거 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제가 발생하였다. 결과적으로 헤파 필터(10)와 활성탄 입자(20)가 각각 지니는 기능을 하나의 필터에서 모두 만족할 수 없게 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 출원인은 위와 같은 문제점을 인식하고 지속적 연구를 통해 다층 구조로 형성되는 차량용 필터를 사용하여 필터 성능을 극대화시키면서도 필터의 집진율을 높임으로써 필터 사용에 따른 압력손실을 낮출 수 있으며, 나아가 항균 및 탈취 성능이 뛰어난 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌1) KR 10-2009-0129698 A
본 발명의 목적은 복수 개의 격벽을 지니는 헤파 필터부와 복수 개의 쉘을 지니는 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 극대화시키면서도 필터의 집진율을 높임으로써 필터 사용에 따른 압력손실을 낮출 수 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 직경이 서로 다른 다공질 흡착제를 포함하는 콜게이트 필터부를 제공함으로써, 필터의 표면적을 넓혀 공기 정화 효과를 크게 높여줄 수 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탈취 조성물이 코팅된 프리필터부를 추가적으로 포함하는 차량용 필터를 제공할 수 있다. 이를 통해 1차 여과를 담당하게 하여 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 높이고 압력 손실의 문제를 줄여줄 수 있다. 나아가, 유입되는 공기 흐름을 조정하여 탈취 및 집진 성능을 개선할 수 있으며, 코팅층의 형성으로 항균 및 탈취 성능이 뛰어난 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터는 단면이 V자 형상을 지니는 복수 개의 격벽이 상호 인접하여 형성되는 헤파 필터부; 및 상기 헤파 필터부의 일 표면에 결합되되, 복수 개의 쉘이 상호 인접하여 형성되는 콜게이트 필터부를 포함하고, 외부 공기가 상기 헤파 필터부 및 상기 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것일 수 있다.
상기 복수 개의 쉘은 제1 쉘 및 상기 제1 쉘과 대칭되는 제2 쉘을 구비하고, 상기 제1 쉘 및 상기 제2 쉘은 길이 방향 및 폭 방향으로 교차되어 인접하도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 헤파 필터부와 상기 콜게이트 필터부는 핫멜트 공법에 의해 접합되는 것일 수 있다.
상기 헤파 필터부 또는 상기 콜게이트 필터부는 다공질 흡착제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 다공질 흡착제는 평균직경이 0.1 내지 3 ㎛인 제1 다공질 흡착제 및 평균직경이 3 내지 9 ㎛인 제2 다공질 흡착제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 다공질 흡착제는 미분말 실리카이고, 상기 제2 다공질 흡착제는 활성탄 분말인 것일 수 있다.
상기 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터는 상기 헤파 필터부의 다른 일면에 결합되는 프리필터부를 더 포함하고, 외부 공기가 상기 프리필터부, 상기 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것일 수 있다.
상기 프리필터부는 멀티필라멘트(Multi filament)로 직조된 것이고, 평균 통기도가 1 내지 7(cc/cm 3/sec)인 것일 수 있다.
상기 프리필터부는 탈취 조성물이 도포된 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터는 단면이 V자 형상을 지니는 복수 개의 격벽이 상호 인접하여 형성되는 헤파 필터부; 및 상기 헤파 필터부의 일 표면에 결합되되, 복수 개의 쉘이 상호 인접하여 형성되는 콜게이트 필터부를 포함하고, 외부 공기가 상기 헤파 필터부 및 상기 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것일 수 있다.
본 발명에 의한 차량용 필터는 헤파 필터부(100) 및 콜게이트 필터부(200)를 포함한다.
헤파 필터부(100)는 도 4를 기준으로 상방에 위치되고, 콜게이트 필터부(200)는 하방에 위치된다. 다만, 이는 도면의 설명을 위해 구분한 것이며, 상, 하방이 변경될 수 있다.
헤파 필터부(100)는 단면이 'V'자 형상을 지니고, 복수 개의 격벽(110)이 상호 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 하나의 격벽(110)은 폭 방향으로 연장 형성되고, 각 격벽(110)은 길이 방향으로 인접하도록 배치되어 헤파 필터부(100)를 형성한다.
콜게이트 필터부(200)는 헤파 필터부(100)의 표면에 결합되고, 복수 개의 쉘이 상호 인접하여 형성된다.
구체적으로, 본 발명의 차량용 필터에 의하는 경우 공기가 상기 헤파 필터부, 상기 콜게이트 필터부를 순차적으로 정화하는 단계를 거치게 된다. 따라서 상대적으로 일정한 크기의 미세한 먼지 등 오염원이 헤파 필터로 1차 정화되고, 더 미세한 먼지 및 화학적 오염원이 상기 콜게이트 필터로 정화되기 때문에 상기 콜게이트 필터의 미세먼지 및 초미세먼저의 정화효과와 화학적 정화효과를 높일 수 있다. 특히 헤파 필터의 사용으로 콜게이트 필터의 수명이 오래 지속될 수 있는 장점이 된다.
나아가, 종래와 같이 헤파 필터에 활성탄이 도포되는 방식이 아닌, 헤파 필터부(100)와 콜게이트 필터부(200)가 맞닿아 결합하는 방식으로 인해 헤파 필터부(100)가 지니는 여과 기능과, 콜게이트 필터부(200)가 지니는 미세먼지 제거 기능이 동시에 발현되는 장점이 있다.
상기 복수 개의 쉘은 제1 쉘 및 상기 제1 쉘과 대칭되는 제2 쉘을 구비하고, 상기 제1 쉘 및 상기 제2 쉘은 길이 방향 및 폭 방향으로 교차되어 인접하도록 배치되는 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수 개의 쉘은 제1 쉘(210) 및 제2 쉘(220)을 포함한다.
이때, 도 5 및 도 6에서는 발명의 설명을 위해 폭 방향으로 인접한 복수 개의 쉘 중 중간 층의 쉘은 1점 쇄선으로 표시하였다. 다만, 이는 설명을 위함이고, 쉘 간은 모두 동일한 형상이다.
제1 쉘(210) 및 제2 쉘(220)은 크기는 동일하고 배치가 상이하다. 제1 쉘(210) 및 제2 쉘(220)은 길이 방향의 임의의 축을 기준으로 180도 대칭되는 형상인 것이 바람직하다.
제1 쉘(210) 및 제2 쉘(220)은 길이 방향 및 폭 방향으로 순차적으로 교차되어 도 5와 같이 상호 인접된다.
도 6을 참조하면, 복수 개의 제1 쉘(210)이 각각 절곡되는 지점을 길이 방향으로 잇는 가상의 기준선(A)이 있다고 가정하면, 가상의 기준선(A)은 폭 방향으로 연장 형성된 헤파 필터부(100)의 격벽(110)과 직교하는 것이 바람직하다.
헤파 필터부(100) 및 콜게이트 필터부(200)는 상호 90도로 직교되어 배치되는 형상을 지니게 된다. 이러한 구조로 인해, 본 발명에 의한 차량용 필터를 상면에서 보았을 때, 헤파 필터부(100) 및 콜게이트 필터부(200)가 십자가(+) 형상을 이루게 된다.
외부 공기(1)가 본 발명에 의한 차량용 필터에 유입 시, 외부 공기(1)가 필터에 접촉되는 확률이 증대될수록 필터 기능이 우수하다. 이때, 본 발명과 같이 헤파 필터부(100)와 콜게이트 필터부(200)가 직교하면, 외부 공기(1)가 맞닿을 수 있는 확률을 최대화할 수 있으므로, 필터 기능이 향상되는 장점이 있다.
상기 헤파 필터부와 상기 콜게이트 필터부는 핫멜트 공법에 의해 접합되는 것일 수 있다.
헤파 필터부(100)와 콜게이트 필터부(200)는 핫멜트(hot-melt) 공법으로 결합되는 것이 바람직하다. 핫멜트 공법은 가열을 통해 접착하는 방식으로, 헤파 필터부(100)와 콜게이트 필터부(200)의 접착력이 증대되는 장점이 있고, 접착이 용이한 장점이 있다.
상기 헤파 필터부 또는 상기 콜게이트 필터부는 다공질 흡착제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 헤파 필터부에 직접 부착된 다공질 흡착제 또는 상기 헤파 필터부의 일 표면에 결합된 콜게이트 필터부에 다공질 흡착제를 포함시킴으로써, 미세먼지 저감 효과와 기타 유해한 가스를 흡착 및 탈취하는 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에서의 다공질 흡착제는 입자의 표면 또는 내부가 미세기공을 형성하여 물리적 또는 화학적으로 특정한 성분을 흡착할 수 있도록 하는 것으로서, 활성탄, 미분말 실리카, 퍼라이트, 벤조나이트 등을 포함하는 것으로 정의한다.
상기 다공질 흡착제는 냄새 기타 유해한 화학적 가스를 흡착하여 공기를 정화하는 효과를 낼 수 있다. 또한 미세먼지를 흡착하여 공기의 질을 높이는 효과를 낼 수 있다.
상기 다공질 흡착제는 평균직경이 0.1 내지 3 ㎛인 제1 다공질 흡착제 및 평균직경이 3 내지 9 ㎛인 제2 다공질 흡착제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 다공질 흡착제 및 제2 다공질 흡착제에 의하는 경우 화학적 정화 효과와 미세먼지 제거효과를 높일 수 있다. 또한 상기 서로 다른 직경을 가지는 다공질 흡착제가 필터에 안정적으로 부착되면서 필터의 표면적을 넓혀 공기 정화효과를 크게 높여줄 수 있다.
상기 제1 다공질 흡착제는 미분말 실리카이고, 상기 제2 다공질 흡착제는 활성탄 분말인 것일 수 있다.
다공질 흡착제로 미분말 실리카와 활성탄 분말을 사용하는 경우, 화학적 정화효과 및 미세먼저 필터 효과가 가장 높아질 수 있다.
바람직하게 상기 콜게이트 필터부는 다공질 흡착제를 포함하고, 상기 다공질 흡착제는 제1 다공질 흡착제 100 중량부에 대하여 제2다공질 흡착제 30 내지 80 중량부 및 제3 다공질 흡착제 5 내지 30 중량부를 포함하는 포함하는 것이고, 상기 제1 다공질 흡착제는 평균직경이 0.1 내지 3 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 200 내지 500㎡/g인 미분말 실리카이고, 상기 제2 다공질 흡착제는 평균직경이 3 내지 9 μm이고 150 내지 250㎡/g인 활성탄 분말이고, 상기 제3 다공질 흡착제는 평균직경이 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 150 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카인 것일 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 상호 작용에 의한 상승효과로 미세먼지를 제거하고 화학적 유해성분을 중화시키는 효과가 가장 우수할 수 있다.
상기 콜게이트 필터부는 다공질 흡착제를 부착하는 방법으로 접착제를 사용하는 방법, 함침하여 공정시키는 방법, 필터 제조단계에서 상기 다공질 흡착제를 혼입하는 방식을 포함하여 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 선택할 수 있는 방법을 선택할 수 있다.
더 바람직하게 상기 콜게이트 필터부는 상기 다공질 흡착제 표면에 액상 리튬 실리케이트가 도포된 것일 수 있다.
상기 리튬 실리케이트를 사용하는 경우 다공질 흡착제가 콜게이트 필터에 안정적으로 고정될 뿐만 아니라, 필터 과정에서 상기 다공질 흡착제가 미세하게 유동할 수 있어 상기 다공질 흡착제의 표면적으로 크게 높이는 효과를 낼 수 있으므로, 화학적 공기정화 효과를 높일 수 있고, 리튬 실리케이트 자체에 미세먼지가 붙을 수 있으므로 미세먼저 저감효과를 크게 높일 수 있다.
특히 상기 리튬 실리케이트와 제3 다공질 흡착제를 사용하는 경우 제3 다공질 흡착제의 유동성이 증가하기 때문에 미세먼지 및 화학적 오염원을 효과적으로 흡착시켜 제거할 수 있는 효과가 대단히 높아질 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 헤파 필터부 또한, 상기 제1 다공질 흡착제인 미분말 실리카 및 제2 다공질 흡착제인 활성탄 분말을 포함할 수 있으며, 이를 통하여 냄새 기타 유해한 화학적 가스를 흡착하여 공기를 정화하는 효과를 더욱 극대화시킬 수 있다.
구체적으로 상기 헤파 필터부는 다공질 흡착제를 포함하고, 상기 다공질 흡착제는 제1 다공질 흡착제 100 중량부에 대하여 제2 다공질 흡착제 30 내지 80 중량부 및 제3 다공질 흡착제 5 내지 30 중량부를 포함하는 포함하는 것이고, 상기 제1 다공질 흡착제는 평균직경이 0.1 내지 3 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 200 내지 500㎡/g인 미분말 실리카이고, 상기 제2 다공질 흡착제는 평균직경이 3 내지 9 μm이고 150 내지 250㎡/g인 활성탄 분말이고, 상기 제3 다공질 흡착제는 평균직경이 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 150 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카인 것일 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 콜게이트 필터부와의 상호 작용에 의한 상승효과로 유해한 화학적 가스를 흡착하여 공기를 정화하는 효과를 더욱 극대화시킬 수 있고, 탈취 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터는 상기 헤파 필터부의 다른 일면에 결합되는 프리필터부를 더 포함하고, 외부 공기가 상기 프리필터부, 상기 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것일 수 있다.
상기 프리필터(Pre-filter)는 1차 여과를 담당하며, 비교적 크기가 큰 먼지 등의 오염물을 정화하여 압력 손실을 발생시키지 않으면서 먼저 등의 오염원을 제거할 수 있게 한다. 이를 통하여 헤파 필터 및 콜게이트 필터의 정화효율을 높이고 압력 손실의 문제를 줄여준다는 장점을 가진다.
나아가 탈취 및 집진 성능을 개선하도록 유입되는 공기 흐름을 조정하는 기능을 한다. 이로 인하여 외부 공기가 상기 프리필터부, 상기 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되게 함으로써, 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 프리필터부는 펄프, 부직포, 합성섬유 필터, 금속섬유 필터 중에서 선택된 재질을 사용하는 것일 수 있다.
상기 프리필터부는 멀티필라멘트(Multi filament)로 직조된 것이고, 평균 통기도가 1 내지 7(cc/cm 3/sec)인 것일 수 있다.
상기 프리필터부는 탈취 조성물이 도포된 것일 수 있다.
은나노 코팅 또는 탈취 조성물이 코팅되어 향균 및 탈취성능이 배가된 것일 수 있다.
본 발명의 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 의하면 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 극대화시키면서도 필터의 집진율을 높임으로써 필터 사용에 따른 압력손실을 낮출 수 있다.
또한, 탈취 조성물이 코팅된 프리필터부를 추가적으로 포함하는 차량용 필터를 제공하여, 이를 통해 1차 여과를 담당하게 함으로써 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 높이고 압력 손실의 문제를 줄여줄 수 있는 동시에 유입되는 공기의 흐름을 조정하여 탈취 및 집진성능을 개선할 수 있다. 나아가, 탈취 조성물의 코팅으로 항균 및 탈취 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 다층구조로 형성되는 차량용 필터를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 필터의 단면도 및 확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터의 헤파 필터부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터의 콜게이트 필터부를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터의 헤파 필터부와 콜게이트 필터부를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터의 일부를 확대하여 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터의 일부를 확대하여 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤파 필터부의 다른 일면에 결합되는 프리필터부가 더 포함되어 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터를 도시한 것이다.
본 발명은 단면이 V자 형상을 지니는 복수 개의 격벽이 상호 인접하여 형성되는 헤파 필터부; 및 상기 헤파 필터부의 일 표면에 결합되되, 복수 개의 쉘이 상호 인접하여 형성되는 콜게이트 필터부를 포함하고, 외부 공기가 상기 헤파 필터부 및 상기 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것인 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예1: 콜게이트 필터의 제조]
본 발명의 콜게이트 필터의 사용에 따른 미세먼지 및 화학적 유해오염원의 정화효과를 확인하기 위하여 하기의 표 1과 같은 조성을 가지는 다공질 흡착제를 사용하여 콜게이트 필터의 재료가 되는 평판필터를 제조하였다.
제1다공질 흡착제 제2다공질흡착제 제3다공질흡착제 혼합비(중량비)
S1 A1 - - -
S2 A2 - - -
S3 A3 - - -
S4 A4 - - -
S5 A1 B1 - 100 : 50
S6 A2 B1 - 100 : 50
S7 A3 B1 - 100 : 50
S8 A4 B1 - 100 : 50
S9 A1 B2 - 100 : 50
S10 A2 B2 - 100 : 50
S11 A3 B2 - 100 : 50
S12 A4 B2 - 100 : 50
S13 A1 B3 - 100 : 50
S14 A2 B3 - 100 : 50
S15 A3 B3 - 100 : 50
S16 A4 B3 - 100 : 50
S17 A1 B4 - 100 : 50
S18 A2 B4 - 100 : 50
S19 A3 B4 - 100 : 50
S20 A4 B4 - 100 : 50
S21 A1 B1 C1 100: 50 : 20
A1: 평균직경이 0.1 내지 3 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 200 내지 500㎡/g인 활성탄 분말.
A2: 평균직경이 0.1 내지 3 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 400 내지 800㎡/g인 활성탄 분말.
A3: 평균직경이 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 200 내지 350㎡/g인 활성탄 분말.
A4: 평균직경이 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 400 내지 600㎡/g인 활성탄 분말.
B1: 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 150 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카.
B2: 1 내지 3 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 150 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카.
B3: 4 내지 8 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 250 내지 500㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카.
B4: 4 내지 8 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 100 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카.
C1: 평균직경이 5 내지 9 μm이고 흡유량(Oil Absorption)이 150 내지 300㎡/g이고 왁스로 표면이 코팅된 미분말 실리카.
[실험예1: 미세먼지 및 화학적 흡착효과 확인]
상기 제조예에 따라 제조된 S1 내지 S21의 평판필터를 투명관의 가운데에 설치하여 완전히 밀봉하고 상기 투명관 한쪽에서 미세전지(직경 1 μm 이하)와 암모니아가 혼합된 오염원을 투입하고, 약 30분 뒤 상기 투명관의 다른 쪽에서 공기를 채취하여 포함된 미세먼지와 암모니아의 함량을 측정하였다.
상기 측정값의 대조군으로 시중에서 판매되는 활성탄 필터(3M PM2.5)을 사용하여 위와 동일한 실험을 진행하였고, 대조군의 값을 10으로 하고, 상기 S1 내지 S21의 값과 비교하여 1 내지 20의 지수로 평가하여 하기의 표 2 및 표 3에 나타내었다. 하기의 지수는 그 숫자가 높을수록 정화효과가 우수한 것이다.
control S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
정화효과 10 7 8 9 9 15 11 8 9 8 8
(단위 : 지수)
S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21
정화효과 11 12 8 9 10 11 10 12 9 10 16
(단위 : 지수)
상기 표 2 및 표 3을 참조하면, S1 내지 S4의 경우 일반 활성탄 필터 보다 정화효과가 떨어지는 것을 알 수 있다. 특히 상대적으로 직경이 작은 미세기공을 가지는 S1 및 S2의 경우 그 효과가 낮다는 것을 알 수 있다.
다만, 특정한 조성범위 있어서 다공성 흡착제가 혼합되어 사용되는 경우 정화효과가 다소 높아지는 경우가 있었는데, S5 및 S21의 경우 미세먼지 저감 및 암모니아 흡착 효과가 상당히 우수하여 공기질 정화에 상당히 탁월한 효과를 내는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 범위에 의하는 경우 미세먼지 및 화학적 오염원을 제거하는 효과가 탁월한 필터를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.
[제조예2: 코팅조성물]
상기 S5 및 S21을 하기의 표 4와 같은 조성물을 도포하였다. 상기 조성물의 도포는 스프레이를 사용하여 일정한 간격에 따라 다공질 흡착제가 포함된 필터에 도포하여 필터의 일부분이 코팅되도록 하여 SC1 내지 SC5를 제조하였다.
SC1 SC2 SC3 SC4 SC5
필터 S21 S21 S21 S21 S21
코팅제 리튬 실리케이트 칼륨 실리케이트 소듐 실리케이트 물 식용유
[실험예2: 미세먼지 및 화학적 흡착효과 확인]
위 실험예 1과 동일한 방법으로 상기 표 4와 같은 조성의 필터에 대하여 정화효과를 실험하였다. 하기의 표 5에 그 결과를 나타내었다.
S21 SC1 SC2 SC3 SC4 SC5
정화효과 16 19 14 14 11 9
(단위 : 지수)
상기 표 5를 참조하면, 물 또는 식용유와 같은 기름을 사용하는 경우 다공질 흡착제가 상기 물 또는 기름을 모두 흡수하여 흡착효과가 오히려 저하된다는 사실을 알 수 있다. 다만 리튬 실리케이트를 사용하는 경우 미세 입자로 분산 도포 되어 다공질 흡착제의 기공을 막지 않고 그 특유의 접착효과를 통하여 공기정화효과를 높이는 효과를 배가할 수 있다는 것을 알 수 있다.
[제조예3: 프리필터의 제조]
상기 멀티필라멘트(Multi filament)로 직조되고, 평균 통기도가 1.6 내지 3.5(cc/cm 3/sec)인 펄프 필터를 사용하여 프리필터를 제조하였다. 은나노 코팅, 라임 껍질 추출물 및 레몬 추출물을 코팅하여 프리필터를 완성하였다.
상기 라임껍질 추출물 및 레몬 추출물은 2: 3 내지 3: 2의 중량부로 혼합하여 제조하였다.
[실험예3: 프리필터부를 추가적으로 포함하는 차량용 필터의 미세먼지 및 화학적 흡착효과 확인]
상기 표 4의 SC1 같은 조성의 다공질 흡착제가 포함된 콜게이트 필터에 추가적으로 프리필터부가 포함된 필터(SP)에 대하여 정화효과를 실험하였다. 이 실험은 위 실험예1과 동일한 방법으로 실시하였으며, 하기의 표 6에 그 결과를 나타내었다.
비교예로 프리필터부가 추가적으로 포함되지 않은 상기 SC1 조성의 필터와 비교하였다.
비교예 (SC1) SP
정화효과 19 28
(단위 : 지수)
상기 표 6의 결과를 볼 때, 프리필터를 추가적으로 포함하는 경우 1차 집진 효과로 헤파필터 및 콜게이트 필터에 부담을 감소시키게 함으로서 필터 사용에 따른 압력손실을 줄이고 자동차용 필터의 수명을 증가시킬 수 있게 된다.
[실험예4: 프리필터부를 추가적으로 포함하는 차량용 필터의 탈취 효과 확인]
구체적으로 프리필터부가 추가적으로 포함되지 않은 상기 표 4의 SC1 조성의 필터와 상기 표 4의 SC1과 같은 조성의 다공질 흡착제가 포함된 콜게이트 필터에 추가적으로 프리필터부가 포함된 필터(SP)에 대하여 일정량의 암모니아 기체를 통과시키는 실험을 진행하여, 통과 전과 후의 감소된 암모니아의 농도를 분석하여 탈취율을 산출하였다. 탈취율은 백분율로 나타내었으며, 그 결과는 하기 표 7과 같다.
비교예 (SC1) SP
탈취율 74 95
(단위 : %)
상기 표 7의 결과를 바탕으로 살펴보면, 탈취 조성물이 도포된 프리필터부를 추가적으로 포함함에 따라, 차량용 필터의 탈취 효과가 증가됨을 확인할 수 있다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
1: 외부공기
2: 내부 유입 공기
10: 헤파 필터
11: 홀
20: 활성탄 입자
100: 헤파 필터부
110: 격벽
200: 콜게이트 필터부
210: 제1 쉘
220: 제2 쉘
300: 프리 필터부
본 발명은 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다공질 흡착제로서 미분말 실리카, 활성탄 분말 등의 파우더를 첨착한 헤파 필터부를 통하여 집진율과 탈취율을 높이고, 나아가 1차 여과 및 탈취 및 집진 성능을 개선한 것이다. 복수 개의 쉘을 지니는 콜게이트 필터부를 결합하여 필터 성능을 보다 높일 수 있다. 나아가 유입되는 공기 흐름을 조정하는 프리필터부를 추가적으로 포함함으로써, 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부의 정화효율을 극대화시킬 수 있는 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터에 관한 것이다.

Claims (9)

  1. 단면이 V자 형상을 지니는 복수 개의 격벽이 상호 인접하여 형성되는 헤파 필터부; 및
    상기 헤파 필터부의 일 표면에 결합되되, 복수 개의 쉘이 상호 인접하여 형성되는 콜게이트 필터부를 포함하고,
    외부 공기가 상기 헤파 필터부 및 상기 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 쉘은 제1 쉘 및 상기 제1 쉘과 대칭되는 제2 쉘을 구비하고,
    상기 제1 쉘 및 상기 제2 쉘은 길이 방향 및 폭 방향으로 교차되어 인접하도록 배치되는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤파 필터부와 상기 콜게이트 필터부는 핫멜트 공법에 의해 접합되는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤파 필터부 또는 상기 콜게이트 필터부는 다공질 흡착제를 포함하는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다공질 흡착제는
    평균직경이 0.1 내지 3 ㎛인 제1 다공질 흡착제 및
    평균직경이 3 내지 9 ㎛인 제2 다공질 흡착제를 포함하는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 다공질 흡착제는 미분말 실리카이고,
    상기 제2 다공질 흡착제는 활성탄 분말인 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터는 상기 헤파 필터부의 다른 일면에 결합되는 프리필터부를 더 포함하고,
    외부 공기가 상기 프리필터부, 상기 헤파 필터부 및 콜게이트 필터부를 순차적으로 거쳐 정화되는 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프리필터부는 멀티필라멘트(Multi filament)로 직조된 것이고,
    평균 통기도가 1 내지 7(cc/cm 3/sec)인 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 프리필터부는 탈취 조성물이 도포된 것인
    집진 및 탈취력이 개선된 차량용 필터.
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