WO2022124506A1 - 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법 - Google Patents

단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2022124506A1
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박순세
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코리아웨코스타 주식회사
박순세
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    • F16L13/14—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling
    • F16L13/16—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling the pipe joint consisting of overlapping extremities having mutually co-operating collars

Definitions

  • the present invention relates to an air duct that serves as a relay for exhausting air supplied from an air conditioner of a vehicle by connecting it to an air outlet of a vehicle, and in particular, it relates to a light-weight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance, and a method for manufacturing the same. .
  • Document 1 describes a vehicle air duct installed in an engine room to suck air required for engine combustion, in a state in which at least one sound-absorbing pad having different materials and composition ratios is stacked, separated and molded by thermal compression molding.
  • a main body formed by coupling the first body and the second body to each other; and a snorkel mounted on the front end of the main body and allowing outside air to flow into the main body, wherein the main body forms an outer circumferential surface, and PET (Polyethylene terephatalate) material and LM (LOW MELTING FIBER) material are mixed.
  • PET Polyethylene terephatalate
  • LM LOW MELTING FIBER
  • a first sound-absorbing pad is formed; A second sound-absorbing pad laminated on the inside of the first sound-absorbing pad, a PP/PE (polypropylene/polyethylene) material, a PET material, and a second sound-absorbing pad formed by mixing the LM material; a third sound-absorbing pad formed of a PP SPUN BOND (polypropylene span bond) material that is adhered to the inside of the second sound-absorbing pad; A fourth sound-absorbing pad that is laminated on the inside of the third sound-absorbing pad, and is formed by mixing a PP/PE material, a PET material, and an LM material; A fifth sound-absorbing pad laminated on the inside of the fourth sound-absorbing pad, the PET material and the LM material are mixed; and a sixth sound-absorbing pad that is laminated on the inside of the fifth sound-absorbing pad to form an inner circumferential surface, and is formed by mixing PP/PE material and LM material; by including; This is a technology related to an air duct for a vehicle and a method of
  • one side is connected to the intake port of the engine, the other side is a hollow main body communicating with the outside, an opening is formed on the outer peripheral surface of the main body, and a sound absorbing pad is provided in the opening, so that in the intake duct without a resonator
  • An intake duct for a vehicle that reduces vibration and noise, but has the effect of increasing productivity, securing space in the engine room, and increasing practicality of design according to securing space by simply configuring the structure of the intake duct, and a method for manufacturing the same it is technology
  • the lightweight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance according to the present invention and a method for manufacturing the same are proposed to solve the problems of the prior art as described above,
  • the housing having the inlet and the front duct body connected to the front surface thereof as well as each side duct body connected to both ends of the housing are made of non-woven fabric, and each connection portion is fused or hot melted through heat or ultrasonic waves.
  • the purpose is to realize a one-piece structure by combining them with a riveting method to significantly reduce the weight compared to the existing air duct made of only plastic.
  • the purpose of the non-woven fabric is to have excellent insulation properties and, since it is a wrinkled tube, it can be easily bent and molded into a desired shape, so that it can be deformed and installed to fit the internal structure of various vehicles.
  • the nonwoven fabric Because of the nature of the nonwoven fabric, it has internal micropores, so moisture such as dew condensation can be easily evaporated and removed through the micropores, thereby preventing the growth of bacterial mold.
  • a housing 10 made of a nonwoven material comprising PET (Polyethylene terephthalate) and LM (Low Melting Fiber) and having a hollow rectangular cross-sectional structure having an internal space 11, and upper and lower sides of the housing 10
  • Two or more inlets 20 that are penetrated and communicate with the space 11 of the housing 10 and receive air from the vehicle's air conditioner, and the space 11 of the housing 10 while communicating with each other.
  • a pair of side duct bodies 40 made of a non-woven fabric material including a Air for vehicle comprising a connecting means 50 made of a female counterpart coupling part 52 having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the coupling part 51, which is enlarged at the end of each side duct body 40
  • a connecting means 50 made of a female counterpart coupling part 52 having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the coupling part 51, which is enlarged at the end of each side duct body 40
  • the housing 10, the front duct body 30, and the coupling part 51 are divided up and down, and then the end of each front duct body 30 and the lower side powder ( In the state in which the ends of each front duct body 30 of B) are in contact with each other, the top cavity 81 corresponding to the outer shape of the upper side powder (A), the bottom cavity corresponding to the outer shape of the lower side powder (B) (82), and the lower mold 80 including the inlet cavities 83 formed at the bottom of the bottom cavity 82 for each inlet 20, and the upper side corresponding to the inner shape of the powder A
  • thermoforming by filling the plate-shaped nonwoven with the top cavity 81, the bottom cavity 82 and the inlet cavity 83 (S3);
  • a lightweight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance according to the present invention and a method for manufacturing the same,
  • Each side duct body and each front duct body connected to the vehicle's air outlet, and all the housings to which they are connected are made of non-woven fabric and connected to each other to form an integral connection. It works great.
  • the side duct body in the form of a corrugated tube can be easily molded into a desired shape, it has the effect of being able to deform and install according to the internal structure of various vehicles.
  • FIG. 1 is a three-dimensional configuration diagram showing a lightweight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance according to the present invention
  • FIG. 2 is a plan view and a bottom configuration view of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional configuration view of the main part for showing the entire cross section and connecting means for the air duct of the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional configuration view of the main part for showing the entire cross section and the coating layer and the blocking film of the air duct of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view showing the upper and lower side powders formed by the mold of FIG. 5 and connected to each other;
  • the air duct according to the present invention relates to a lightweight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance and a method for manufacturing the same,
  • the lightweight air duct for a vehicle excellent in thermal insulation and antibacterial performance according to the present invention the lightweight air duct for a vehicle excellent in thermal insulation and antibacterial performance according to the present invention
  • a housing 10 It largely consists of a housing 10 , an inlet 20 , a front duct body 30 , a side duct body 40 , and a connecting means 50 .
  • the housing 10 is
  • It consists of a rectangular housing structure including a.
  • the housing 10 is made of a non-woven material.
  • the housing 10 is made of a cross-sectional structure of a hollow square.
  • the inlet 20 is
  • It has a rectangular hole structure that penetrates up and down on the lower side of the housing 10 and communicates with the space 11 of the housing 10 and receives air from the vehicle's air conditioner.
  • the front duct body 30 is
  • a pair is provided on the front side of the housing 10 so as to communicate with the space 11 of the housing 10 and to be connected to each other so as to be spaced apart from one another on the left and right, including a front exhaust hole 31 formed along the inside thereof.
  • each of the front duct bodies 30 is made of the same nonwoven material as the housing 10 while forming an integrated structure with the housing 10 .
  • each front duct body 30 has a hollow circular or polygonal cross-sectional structure.
  • the side duct body 40 is
  • a pair is provided so as to include a side exhaust hole 41 formed along the inside, and to be disposed at both left and right ends of the housing 10, respectively.
  • each side duct body 40 has a corrugated pipe structure in which nylon wires (W) are arranged in a spiral structure along the inner periphery.
  • each side duct body 40 has a hollow circular cross-sectional structure.
  • it is made of a corrugated pipe structure and can be easily bent into a desired shape, so it can be modified in response to the structure of various vehicle types. do.
  • each of the housing 10, each of the front duct body 30, and each of the side duct bodies 40 is made of a non-woven fabric as described above, in particular, including PET (Polyethylene terephthalate) and LM (Low Melting Fiber). It is preferable that it is a nonwoven material.
  • the attached drawing is an antibacterial test report for the nonwoven fabric constituting the housing 10, each front duct body 30, and each side duct body 40, the test environment is,
  • the inoculum concentration (CFU/mL) was set to 3.6 ⁇ 10 5 , 1.3 ⁇ 10 5 , and 3.4 ⁇ 10 5 for each of E. coli, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus, and the strains used were Escherichia coli ATCC 8739, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, It is Staphylococcus aureus ATCC 6538P, and after 24 hours in the test environment of 37.0 ⁇ 0.2 °C, the results are as follows.
  • Escherichia coli showed a 99.9% reduction from 3.6 ⁇ 10 5 to less than 10
  • Pseudomonas aeruginosa showed a 99.9% reduction from 1.3 ⁇ 10 5 to less than 10
  • Staphylococcus aureus showed a 99.9% reduction from 3.4 ⁇ 10 5 to less than 10.
  • the attached drawing is an antibacterial test report for other bacteria on the nonwoven fabric constituting the housing 10, each front duct body 30 and each side duct body 40.
  • the test environment is,
  • the inoculum concentration (CFU/mL) was set to 3.6 ⁇ 10 5 , 2.3 ⁇ 10 5 for pneumococcus and MRSA, respectively, and the strains used were Klebsiella pneumoniae ATCC 4352, MRSA (Staphylococcus aureus subsp. aureus) ATCC 33591, and 37.0 ⁇ After 24 hours in the test environment of 0.2 °C, the results are as follows.
  • Pneumonia showed a 99.9% reduction from 3.6 ⁇ 10 5 to less than 10
  • MRSA showed a 99.9% reduction from 2.3 ⁇ 10 5 to less than 10.
  • the attached drawing is a non-combustibility test report for the non-woven fabric constituting the housing 10, each front duct body 30, and each side duct body 40. Incombustibility to the extent that there is no flame reaching the mark You can see this is excellent.
  • the attached drawing is a thermal conductivity (insulation) test report for the nonwoven fabric constituting the housing 10, each front duct body 30, and each side duct body 40, at an average temperature of 20 degrees 0.040 Since the thermal conductivity of W/(mK) is shown, it can be seen that the thermal insulation property is excellent.
  • the attached drawing is a deodorization test report for the nonwoven fabric constituting the housing 10, each front duct body 30 and each side duct body 40. After 30 minutes, the concentration reduction rate of ammonia is It shows 95.2%, and after 90 minutes, the concentration reduction rate of ammonia is 97.4%, so it can be seen that the deodorization performance is excellent.
  • the connecting means 50 is
  • a male coupling part 51 which is formed to protrude outwardly from both ends of the housing 10 and has a circular tubular structure
  • Corresponding female coupling portion 52 having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the coupling portion 51, which is enlarged at the end of each side duct body 40
  • the coupling part 51 and the corresponding coupling part 52 are temporarily coupled to each other male and female, they are fixedly coupled by one method selected from a fusion bonding method, a hot melt bonding method, or a riveting bonding method.
  • the welding method is one of ultrasonic or thermal or vibration welding methods.
  • the housing 10, each of the front duct body 30, and each side duct body 40 is formed with an antibacterial or heat-shielding coating layer 60 on the surface or inside.
  • the coating layer 60 is a surface (inner surface or outer surface, or both surfaces) of the housing 10, each front duct body 30 and each side duct body 40, or a non-woven fabric. It may consist of an eco-friendly ceramic coating layer that is applied and cured partially or entirely between the inside, and such a coating layer can be expected to prevent the growth of bacterial mold that may occur on the surface due to dew condensation or the like.
  • the coating layer 60 is a heat-shielding coating layer, and as a coating agent for forming a heat-shielding coating layer, 60 to 70% by weight of alumina, 5 to 10% by weight of clay, 1 to 5% by weight of nickel oxide, 1 to 5% by weight of boron oxide A paste composed of 5% by weight, 10 to 15% by weight of sodium silicate and 10 to 20% by weight of hollow silica may be used.
  • the heat shielding coating layer is preferably formed to a thickness of 10 to 50 ⁇ m.
  • a heat-shielding coating layer may be formed by mixing 10 to 15 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of a mixture containing 10 to 20% by weight of silica to form a slurry.
  • alumina constituting the coating agent can react with sodium silicate as a main component for forming the paste to form silica-alumina, heat resistance can be maintained even when the coating layer is deteriorated by heat. If the alumina is less than 60% by weight, heat resistance is insufficient, and if it exceeds 70% by weight, the durability of the bonding site may be deteriorated while adhesive strength is lowered, so it is preferable to use it within the above range.
  • the clay is added to promote reaction with alumina by insolubilizing the sodium silicate. If it exceeds the range of 5 to 10 wt %, the adhesive strength is reduced, so it is preferable to be contained within the above range.
  • the nickel oxide and boron oxide are contained in the inorganic binder and used as components for lowering the softening point. When applied to the coating agent, it increases heat resistance and improves stability even when continuously exposed to high temperatures.
  • the nickel oxide and boron oxide are contained in the range of 1 to 5% by weight, respectively. When the content is too small, the heat resistance at high temperature is lowered to reduce the durability of the bonding site, and when too much, the adhesive force is lowered. It is preferable to be included in the above range because it may cause defects in bonding of the plates.
  • the hollow silica is contained in an amount of 10 to 20 wt%, and serves to promote heat transfer by forming microcavities in the adhesive layer.
  • the hollow silica is made into droplets with an aqueous solution of alkoxysilane, an acid is added thereto to hydrolyze the droplets, and then a base is added to form a shell by combining the droplets, and then, the inside of the shell with an organic solvent After forming a hollow by etching, it can be prepared by filtration and drying.
  • This hollow silica has an internal cavity of 40 to 500 nm, and can be prepared by a conventional manufacturing method disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1724603 or other documents.
  • a heat-shielding coating layer is formed over a portion or the entirety of the housing 10, each front duct body 30 and each side duct body 40 (internal surface or external surface, or both surfaces) or between the inside of the non-woven fabric.
  • the heat of the air moving along the inside is not easily dissipated to the outside and can be transferred to the outlet of the vehicle while maintaining the temperature as much as possible.
  • a blocking film 70 is attached to surround each surface of the space 11 of the housing 10 and each of the front duct bodies 30 or to be inserted therein, and each side duct
  • the blocking film 70 is attached to the body 40 to surround some or the entire area along the longitudinal direction thereof or to be inserted therein.
  • the presence of pores prevents air loss through these micropores.
  • the blocking film 70 is optional and may be attached or not attached according to the vehicle internal structure and vehicle characteristics. In particular, when not attached, the micropores of the nonwoven fabric function to remove moisture from dew condensation and cancel noise generated during air transport.
  • the insertion of the blocking film 70 therein means that the blocking film 70 is interposed to form a layer inside the nonwoven fabric when manufacturing the nonwoven fabric.
  • thermoforming by filling the plate-shaped nonwoven fabric into the lower mold 80 and the upper mold 90 (S3);
  • each front duct body 30 of the upper-side powder (A) and the end of each front duct body 30 of the lower-side powder (B) in the upper-side powder (A) and the lower-side powder (B) that have undergone thermoforming They are connected to each other (refer to FIG. 6), the step of cutting the connection portion (S4);
  • the lower mold 80 divides the housing 10, the front duct body 30, and the coupling part 51 up and down and then divides the upper-side powder (A).
  • the top cavity 81 corresponding to the outer shape of the upper side powder (A) in the state in which the end of each front duct body 30 and the end of each front duct body 30 of the lower side powder (B) are in contact with each other, the top cavity 81, the lower A bottom cavity 82 corresponding to the external shape of the side powder B, and inlet cavities 83 formed in the bottom of the bottom cavity 82 for each inlet 20 are included.
  • the upper mold 90 includes a top core 91 corresponding to the inner shape of the upper side powder (A) and a bottom core 92 corresponding to the inner shape of the lower side powder (B), and the lower mold ( 80) is placed on the upper side.
  • thermoforming step (S3) the top cavity 81, the bottom cavity 82, and the inlet cavity 83 are filled with the plate-shaped nonwoven fabric to perform thermoforming, and the result is the top and bottom cavity as shown in FIG.
  • the end of each front duct body 30 of the upper-side powder (A) divided into the powder (A) and the end of each front duct body (30) of the lower-side powder (B) form an unfolded state in contact with each other.
  • the plate-shaped nonwoven fabric production step (S2) and the strip-shaped nonwoven fabric production step (S6) are steps of manufacturing a web by carding short fibers, cross-lapping, and then needle punching to produce a nonwoven fabric, wherein the short fibers are carded , cross-lapping, and needle punching to produce a nonwoven fabric is well known in the prior art, so detailed components and methods are omitted.
  • the short fibers include PET and LM, and PET (polyester terephthalate) has a melting point of 260 degrees and 3d, 51 mm.
  • PET polyterephthalate
  • LM Low melting fiber
  • the short fibers include PET and LM, and PET (polyester terephthalate) has a melting point of 260 degrees and 3d, 51 mm.
  • LM Low melting fiber
  • the mixing ratio of PET and LM is preferably 9 for PET and 1 for LM.
  • the needle punching process it is composed of a pre-punching and a main punching machine, and needleing is performed in a vertical unidirectional direction of the web, and the number of main strokes of needle punching is 1000 to 1400 (stroke/min), especially 1200 (stroke/min) It is preferable to be
  • the nonwoven heat treatment step (S7) is performed by applying tension in the input direction of the nonwoven fabric using a hot air fan equipped with a tenter frame.
  • a heat treatment process is required. It is preferable to work by adding
  • the tenter frame refers to a machine that adjusts and dries fabrics, such as fabrics or knitted fabrics, to a predetermined processing width.
  • the hot air temperature of the hot air blower is 160 degrees to 200 degrees.
  • the hot air temperature is high, there is a problem that the nonwoven fabric is cured by overmelting.
  • the hot air temperature is low, the shape is sufficiently low. For this reason, it is most desirable to be 180 degrees.
  • the corrugated pipe manufacturing step (S8) is a step of winding the nonwoven fabric using a winding device, and the nonwoven fabric adjusted to a predetermined processing width is wound using a winding device while the nylon wire (W) is spirally disposed therein to form a hollow type. This is the stage of manufacturing the tubular structure.
  • the corrugated pipe manufacturing step (S8) is as long as a spiral protrusion and protrusion groove are formed on the entire side surface, a central disk capable of shaft rotation, and a spiral projection portion and projection groove are formed on the entire side surface and are in close contact with both sides of the central disk, respectively, so as to be axially rotatable.
  • a manufacturing apparatus comprising a pair of auxiliary disks and a heating unit for heating the auxiliary disk is used, wherein the auxiliary disk is automatically rotated by the rotation of the center disk without a separate driving means, and a nonwoven fabric sandwiched between the center disk and the auxiliary disk is used.
  • the shape of the spiral protrusion formed on the entire side surface is the same as the shape of the spiral protrusion formed on the entire side surface of the central disk, and the spiral projection formed on the side surface of the central disk is formed on the side surface of the auxiliary disk It is configured to engage the protrusion groove, and the spiral protrusion formed on the side surface of the auxiliary disk is configured to engage the protrusion groove formed on the side surface of the central disk, so that the shape of the corrugation formed on the entire side surface of the corrugated tube is identically formed. Since the technology related to such a corrugated pipe manufacturing apparatus is known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the lightweight air duct manufacturing method according to the present invention further includes a coating layer forming step (S12) and a blocking film attaching step (S13),
  • the coating layer forming step ( S11 ) is a step of forming an antibacterial or heat-shielding coating layer 60 on or inside the housing 10 , each front duct body 30 , and each side duct body 40 .
  • the coating layer 60 may be an eco-friendly ceramic antibacterial coating layer that can prevent the growth of bacterial mold that may occur on the surface due to condensation, or the like, or a heat shielding coating layer.
  • the blocking film attaching step (S12) is performed to surround or insert each surface of the space 11 of the housing 10 and each of the front duct bodies 30, and also to each of the side duct bodies 40. It is a step of attaching the blocking film 70 so as to surround the surface of a partial region or the entire region along the longitudinal direction thereof or to be inserted therein. As described above, the blocking film 70 has micropores due to the nature of the nonwoven fabric constituting each side duct body 40 when air moves toward the vehicle exhaust port, and thus air loss through these micropores can be prevented.
  • a lightweight air duct for a vehicle having excellent thermal insulation and antibacterial performance and a method for manufacturing the same are manufactured by connecting the air supplied from the vehicle air conditioner to the vehicle air outlet side to exhaust the air duct with excellent thermal insulation and antibacterial performance Because it can minimize heat loss, it can help to prevent as much as possible the discharge of bacteria or viruses that cause respiratory diseases into the interior of the vehicle, so it has sufficient industrial applicability.

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Abstract

본 발명은 차량의 공조기에서 공급되는 에어가 차량 실내로 전달될 수 있도록 이동로 역할을 하는 에어덕트에 관한 것으로, 차량의 에어 토출구와 연결되는 각 사이드덕트바디를 부직포로 제작하고, 이 사이드덕트바디가 연결되는 하우징 또한 부직포로 제작하여 서로 일체를 이루게 상호 연결함으로써, 기존 에어덕트와 대비하여 중량을 40~50% 정도 대폭 줄일 수 있어 경량화가 가능하고, 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법
본 발명은 차량의 공조기로부터 공급받는 에어를 차량의 에어 토출구 측으로 연결시켜 배기시키기 위한 중계 역할을 하는 에어덕트에 관한 것으로, 특히 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법에 관한 기술이다.
차량용 에어 덕트에 관한 기술로는,
대한민국 특허등록 제10-1534707호 (2015.07.01.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『차량용 에어 덕트 및 그 제작방법』이 제시되어 있는 바,
문헌 1은 엔진 연소에 필요한 공기를 흡입하기 위해 엔진룸에 설치되는 차량용 에어 덕트에 있어서, 서로 상이한 소재와 조성비율을 갖는 흡음패드가 적어도 하나 이상 적층된 상태로, 열 압축성형에 의해 분리 성형된 제1 바디와 제2 바디가 상호 결합되어 형성되는 메인 바디; 및 상기 메인 바디의 선단에 장착되며, 외기를 상기 메인 바디로 유입시키는 스노클;을 포함하되, 상기 메인 바디는 외주면을 형성하며, PET(Polyethylene terephatalate) 소재와 LM(LOW MELTING FIBER) 소재가 혼합되어 형성되는 제1 흡음패드; 상기 제1 흡음패드의 내측으로 적층되며, PP/PE(polypropylene/polyethylene )소재와, PET 소재와, LM 소재가 혼합되어 형성되는 제2 흡음패드; 상기 제2 흡음패드의 내측에 접착되는 PP SPUN BOND(폴리프로필렌제 스판 본드) 소재로 형성되는 제3 흡음패드; 상기 제3 흡음패드의 내측으로 적층되며, PP/PE 소재와, PET 소재와, LM 소재가 혼합되어 형성되는 제4 흡음패드; 상기 제4 흡음패드의 내측으로 적층되며, PET 소재와, LM 소재가 혼합되어 형성되는 제5 흡음패드; 및 상기 제5 흡음패드의 내측으로 적층되어 내주면을 형성하며, PP/PE 소재와 LM 소재가 혼합되어 형성되는 제6 흡음패드;를 포함함으로써, 차량의 주행 중, 공기를 흡입하거나 흡입된 공기가 엔진의 진동 및 밸브작동에 의한 압력변화로 인해 역류하여 발생되는 소음을 최소화할 수 있도록 하는 차량용 에어 덕트 및 그 제작방법에 관한 기술이다.
다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1782448호 (2017.09.21.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『차량용 패치형 흡기덕트 및 그 제조방법』이 제시되어 있는 바,
문헌 2는 일측은 엔진의 흡기구에 연결되고, 타측은 외부와 연통되는 중공의 메인바디와 상기 메인바디 외주면에는 개구부가 형성되고 상기 개구부에는 흡음패드가 구비되도록 하여, 레조네이터를 구비하지 않고도 흡기덕트에서 발생하는 진동과 소음을 감소하되, 흡기덕트의 구조를 간단하게 구성하여 생산성의 증대와 엔진룸의 공간 확보 및 공간 확보에 따른 디자인의 실용성이 증대되는 효과를 갖는 차량용 흡기덕트 및 그 제조방법에 관한 기술이다.
본 발명에 의한 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,
인입구를 갖는 하우징 및 이의 전면(前面)에 연결되는 프론트덕트바디는 물론, 하우징의 양단부에 연결되는 각 사이드덕트바디 모두가 부직포로 이루어지고, 각 연결 부위를 열이나 초음파 등을 통해 융착 또는 핫멜트 접착 또는 리벳팅 방식으로 결합시켜 일체형 구조로 구현하여 기존 플라스틱으로만 제작된 에어덕트와 대비하여 볼 때 대폭 경량화 되도록 한 것을 그 목적으로 한다.
부직포 특성상 단열이 우수하고, 주름 형태의 관체이기에 쉽게 구부려 원하는 형태로 성형이 가능함에 따라 각종 차량의 내부 구조에 맞게 변형 설치가 가능한 것을 그 목적으로 한다.
부직포 특성상 내부 미세 기공이 있기에 결로 등의 수분이 미세 기공을 통해 쉽게 증발 제거될 수 있어 세균성 곰팡이의 번식을 차단할 수 있도록 한 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법은 상기와 같은 목적을 실현하고자,
내부 공간부(11)를 갖는 속이 빈 사각의 단면 구조로 이루며 PET(Polyethylene terephthalate)와 LM(Low Melting Fiber)을 포함하는 부직포 재질의 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 하부 측에 상하 관통되어 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되며 차량의 공조기로부터 에어를 공급받는 둘 이상의 인입구(20)와, 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되면서 내부를 따라 형성되는 프론트배기홀(31)을 갖는 속이 빈 원형 또는 다각형의 단면 구조를 이루면서 상기 하우징(10)의 전방 측에 좌우 이격되게 각각 연결되어 상기 하우징(10)과 일체형 구조를 이루며 PET와 LM을 포함하는 부직포 재질인 한 쌍의 프론트덕트바디(30)와, 상기 하우징(10)의 좌우 양단부 각각에 배치되며 내부를 따라 형성되는 사이드배기홀(41)을 갖는 속이 빈 원형의 단면 구조를 이루면서 PET와 LM을 포함하는 부직포 재질인 한 쌍의 사이드덕트바디(40)와, 상기 하우징(10)의 좌우 양단부에 외측으로 돌출되게 형성되며 원형의 관체 구조인 수형(雄形) 결합부(51) 및 상기 각 사이드덕트바디(40)의 단부에서 확경되어 상기 결합부(51)의 외경과 상응한 내경을 갖는 암형(雌形) 대응결합부(52)로 이루어진 커넥팅수단(50)을 포함하는 차량용 에어덕트 제조방법에 있어서,
상기 하우징(10), 프론트덕트바디(30) 및 결합부(51)를 상하로 분반(分半)한 후 분반한 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부가 서로 맞닿도록 펼친 상태에서 상부 측 분체(A)의 외부 형상에 해당하는 탑캐비티(81), 하부 측 분체(B)의 외부 형상에 해당하는 바텀캐비티(82), 그리고 상기 각 인입구(20)를 위해 상기 바텀캐비티(82) 바닥에 형성되는 인입구캐비티(83)들을 포함하는 하부 금형(80)과, 상부 측 분체(A)의 내부 형상에 해당하는 탑코어(91) 및 하부 측 분체(B)의 내부 형상에 해당하는 바텀코어(92)를 포함하고 상기 하부 금형(80)의 상부 측에 배치되는 상부 금형(90)을 준비하는 단계(S1);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 판형의 부직포를 제작하는 단계(S2);
상기 탑캐비티(81), 바텀캐비티(82) 및 인입구캐비티(83)들로 상기 판형의 부직포를 채워 넣어 열성형하는 단계(S3);
열성형을 거친 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)에서 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부 간의 연결 부위를 커팅하는 단계(S4);
커팅된 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)를 각 내부가 서로 마주하도록 서로 포개어 놓은 상태에서 테두리를 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 상호 결합시켜 일체형인 상기 하우징(10)과 각 프론트덕트바디(30)를 제작하는 단계(S5);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 띠 형태의 부직포를 제작하는 단계(S6);
상기 띠 형태의 부직포를 고온의 열풍으로 열처리하는 단계(S7);
열처리된 부직포를 와인딩 하면서 내부에 나일론 와이어(W)가 나선 형태로 배치되게 하여 주름관을 제작하는 단계(S8);
주름관을 정해진 규격에 따라 커팅하여 상기 각 사이드덕트바디(40)를 제작하는 단계(S9); 및
상기 결합부(51)와 상기 사이드덕트바디(40)의 단부가 상호 암수로 임시 결합된 상태에서 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 고정 결합시키는 단계(S10);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 제조방법 및 이에 의해서 제조된 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 에어덕트를 제시한다.
본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법은,
차량의 에어 토출구와 연결되는 각 사이드덕트바디 및 각 프론트덕트바디와, 이들이 연결되는 하우징 모두를 부직포로 제작하여 서로 일체를 이루게 연결함으로써, 중량을 대폭 줄일 수 있어 경량화가 가능하고, 단열이 우수한 가장 큰 효과가 있다.
또 주름관 형태의 사이드덕트바디를 쉽게 원하는 형태로 성형할 수 있어 각종 차량의 내부 구조에 맞게 변형 설치가 가능한 효과가 있다.
또 항균 코팅층을 마련하여 각종 세균성 곰팡이의 번식을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.
또 차단필름을 부착하여 부직포 특성상 미세 기공을 통해 빠져나가는 에어 손실을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트를 나타낸 입체 구성도,
도 2는 도 1의 평면 및 저면 구성도,
도 3은 본 발명의 에어덕트에 대한 전체 단면 및 커넥팅수단을 보여주기 위한 요부 확대 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 에어덕트에 대한 전체 단면 및 코팅층 및 차단필름을 보여주기 위한 요부 확대 단면 구성도,
도 5는 하부 및 상부 금형을 나타낸 입체 구성도,
도 6은 도 5의 금형에 의해 성형되어 서로 연결된 상부 및 하부 측 분체를 나타낸 평면 구성도,
도 7 및 도 8은 본 발명의 에어덕트 제조방법에 따른 흐름도,
도 9 및 도 10은 부직포에 대한 시험성적서,
도 11은 부직포에 대한 불연성 시험성적서,
도 12는 부직포에 대한 열전도율(단열성) 시험성적서,
도 13은 부직포에 대한 탈취 시험성적서.
본 발명에 따른 에어덕트는 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법에 관한 것으로써,
하부 금형(80) 및 이의 상부 측에 배치되는 상부 금형(90)을 준비하는 단계(S1);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 판형의 부직포를 제작하는 단계(S2);
상기 하부 금형(80)의 탑캐비티(81), 바텀캐비티(82) 및 인입구캐비티(83)들로 판형의 부직포를 채워 넣어 열성형하는 단계(S3);
열성형을 거친 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)에서 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부 간의 연결 부위를 커팅하는 단계(S4);
커팅된 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)를 각 내부가 서로 마주하도록 서로 포개어 놓은 상태에서 테두리를 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 상호 결합시켜 일체형인 하우징(10)과 각 프론트덕트바디(30)를 제작하는 단계(S5);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 띠 형태의 부직포를 제작하는 단계(S6);
띠 형태의 부직포를 고온의 열풍으로 열처리하는 단계(S7);
열처리된 부직포를 와인딩 하면서 내부에 나일론 와이어(W)가 나선 형태로 배치되게 하여 주름관을 제작하는 단계(S8);
주름관을 정해진 규격에 따라 커팅하여 각 사이드덕트바디(40)를 제작하는 단계(S9); 및
결합부(51)와 사이드덕트바디(40)의 단부가 상호 암수로 임시 결합된 상태에서 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 고정 결합시키는 단계(S10);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트는,
크게 하우징(10), 인입구(20), 프론트덕트바디(30), 사이드덕트바디(40) 및 커넥팅수단(50)으로 이루어진다.
각 구성에 대해 살펴보면,
상기 하우징(10)은
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,
내부 공간부(11)
를 포함하는 사각의 함체 구조로 이루어진다.
이때 상기 하우징(10)은 부직포 재질로 이루어진다.
그리고 도 2에서와 같이, 상기 하우징(10)은 속이 빈 사각의 단면 구조로 이루어진다.
상기 인입구(20)는
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이,
상기 하우징(10)의 하부 측에 상하 관통되어 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되며 차량의 공조기로부터 에어를 공급받는 사각의 홀 구조로 이루어져, 좌우로 일정 간격을 두고 다수개가 구비된다.
상기 프론트덕트바디(30)는
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,
상기 각 인입구(20)에서 상기 하우징(10)의 공간부(11)를 거친 에어를 차량의 여러 에어 배기구 중 일부 배기구 측으로 전달하기 위한 것으로,
상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되면서 내부를 따라 형성되는 프론트배기홀(31)을 포함하고, 상기 하우징(10)의 전방 측에 좌우 이격되게 각각 연결되게 한 쌍이 구비된다.
이때 상기 각 프론트덕트바디(30)는 상기 하우징(10)과 일체형 구조를 이루면서 상기 하우징(10)과 동일한 부직포 재질로 이루어진다.
그리고 도 1에서와 같이, 상기 각 프론트덕트바디(30)는 속이 빈 원형 또는 다각형의 단면 구조로 이루어진다.
상기 사이드덕트바디(40)는
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,
상기 각 인입구(20)에서 상기 하우징(10)의 공간부(11)를 거친 에어를 차량의 여러 에어 배기구 중 나머지 일부 배기구 측으로 전달하기 위한 것으로,
내부를 따라 형성되는 사이드배기홀(41)을 포함하고, 상기 하우징(10)의 좌우 양단부 각각에 배치되게 한 쌍이 구비된다.
이때 상기 각 사이드덕트바디(40)는 내주연을 따라 나일론 와이어(W)가 나선 구조로 배치되는 주름관 구조로 이루어진다.
아울러 도 1에서와 같이, 상기 각 사이드덕트바디(40)는 속이 빈 원형의 단면 구조로 이루어지는데, 특히 주름관 구조로 이루어져 원하는 형태로 쉽게 구부릴 수 있기에 다양한 차종의 구조에 맞게 대응하여 변형 설치가 가능하다.
그리고 상기 하우징(10), 상기 각 프론트덕트바디(30) 및 상기 각 사이드덕트바디(40) 각각은 전술한 바와 같이 부직포 재질인데, 특히 PET(Polyethylene terephthalate)와 LM(Low Melting Fiber)를 포함하는 부직포 재질인 것이 바람직하다.
그리고 도 9에서와 같이, 첨부된 도면은 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포에 대한 항균 시험성적서로서 시험 환경은,
대장균, 녹농균, 황색포도상구균 각각에 대해 3.6 × 105, 1.3 × 105, 3.4 × 105 로 접종원 농도(CFU/mL)를 설정하고, 이때 사용균주는 Escherichia coli ATCC 8739, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Staphylococcus aureus ATCC 6538P 이며, 37.0 ± 0.2 ℃ 의 시험환경에서 24시간 경과 후 결과는 다음과 같다.
대장균은 3.6 × 105에서 10 이하로 99.9% 감소율을 보였고, 녹농균은 1.3 × 105에서 10 이하로 99.9% 감소율을 보였으며, 황색포도상구균은 3.4 × 105에서 10 이하로 99.9% 감소율을 보였다.
그리고 도 10에서와 같이, 첨부된 도면은 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 상기 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포에 대한 다른 균의 항균 시험성적서로서 시험 환경은,
폐렴균, MRSA 각각에 대해 3.6 × 105, 2.3 × 105 로 접종원 농도(CFU/mL)를 설정하고, 이때 사용균주는 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352, MRSA(Staphylococcus aureus subsp. aureus) ATCC 33591 이며, 37.0 ± 0.2 ℃ 의 시험환경에서 24시간 경과 후 결과는 다음과 같다.
폐렴균은 3.6 × 105에서 10 이하로 99.9% 감소율을 보였고, MRSA는 2.3 × 105에서 10 이하로 99.9% 감소율을 보였다.
그리고 도 11에서와 같이, 첨부된 도면은 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포에 대한 불연성 시험성적서로서, 표선까지 도달한 불꽃이 없을 정도로 불연성이 뛰어남을 알 수 있다.
그리고 도 12에서와 같이, 첨부된 도면은 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포에 대한 열전도율(단열성) 시험성적서로서, 20도의 평균온도에서 0.040 W/(mK) 의 열전도율을 보여주고 있으므로, 단열성이 우수함을 알 수 있다.
그리고 도 13에서와 같이, 첨부된 도면은 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포에 대한 탈취 시험성적서로서, 30분이 경과하면 암모니아의 농도 감소율이 95.2%를 보이고, 90분이 경과하면 암모니아의 농도 감소율이 97.4%를 보이므로, 탈취 성능이 우수함을 알 수 있다.
상기 커넥팅수단(50)은
도 3에 도시된 바와 같이,
상기 하우징(10)과 상기 각 사이드덕트바디(40)를 상호 결합시키기 위한 것으로,
상기 하우징(10)의 좌우 양단부에 외측으로 돌출되게 형성되며 원형의 관체 구조인 수형(雄形) 결합부(51), 그리고
상기 각 사이드덕트바디(40)의 단부에서 확경되어 상기 결합부(51)의 외경과 상응한 내경을 갖는 암형(雌形) 대응결합부(52)
를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 결합부(51)와 상기 대응결합부(52)가 상호 암수로 임시 결합된 상태에서 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식에 의해서 고정 결합된다. 여기서 융착방식은 초음파 또는 열 또는 진동의 융착방식 중 하나이다.
한편, 본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트에서
도 4에서와 같이, 상기 하우징(10), 상기 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)는 표면 또는 내부에 항균 또는 차열 코팅층(60)이 형성된다.
제1 구현예로, 상기 코팅층(60)은 상기 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)의 표면(내부 표면 또는 외부 표면, 또는 이들 모두의 표면) 또는 부직포 내부 사이에서 일부 또는 전체에 걸쳐 도포 경화된 친환경 세라믹 코팅층으로 이루어질 수 있고, 이러한 코팅층은 결로 등에 의해 표면에 생길 수 있는 세균성 곰팡이의 번식을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
제 2 구현예로, 상기 코팅층(60)은 차열코팅층으로서, 차열코팅층을 형성하기 위한 코팅제로 알루미나 60 내지 70 중량%, 점토 5 내지 10 중량%, 산화니켈 1 내지 5 중량%, 산화붕소 1 내지 5 중량%, 규산나트륨 10 내지 15 중량% 및 중공형 실리카 10 내지 20 중량%로 이루어진 페이스트를 사용할 수 있다. 상기 차열코팅층은 10 내지 50㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 페이스트를 코팅제로 사용하기 위하여 알루미나 60 내지 70 중량%, 점토 5 내지 10 중량%, 산화니켈 1 내지 5 중량%, 산화붕소 1 내지 5 중량%, 규산나트륨 10 내지 15 중량% 및 중공형 실리카 10 내지 20 중량%를 혼합한 혼합물 100 중량부에 대하여 물 10 내지 15 중량부를 배합하여 슬러리화함으로써 차열코팅층을 형성할 수 있다.
상기 코팅제를 구성하는 알루미나는 상기 페이스트를 형성하는 주성분으로써 규산나트륨과 반응하여 실리카-알루미나를 형성할 수 있기 때문에 코팅층이 열에 의해 열화되는 경우에도 내열성을 유지할 수 있게 된다. 상기 알루미나는 60 중량% 미만인 경우 내열성이 불충분하며 70 중량%를 넘어서는 경우 접착력이 저하되면서 접합 부위의 내구성이 저하될 수 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 점토는 상기 규산나트륨을 불용화하여 알루미나와의 반응을 촉진하기 위해 첨가되는 것으로써, 5 내지 10 중량%의 범위를 벗어날 경우 접착력이 저하되기 때문에 상기 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화니켈 및 산화붕소는 무기 바인더에 함유되어 연화점을 낮추어 주는 성분으로 사용되는 것으로서, 상기 코팅제에 적용하면 내열성을 높여주고 고온에 지속적으로 노출되더라도 안정성을 향상시켜 주게 된다. 상기 산화니켈 및 산화붕소는 각각 1 내지 5 중량%의 범위에서 함유되는데, 함량이 너무 적은 경우에는 고온에서의 내열성이 저하되어 접합 부위의 내구성을 저하시킬 수 있고, 너무 많은 경우에는 접착력이 저하되어 플레이트의 접합 시 불량을 일으킬 수 있으므로 상기 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공형 실리카는 10 내지 20 중량%의 범위에서 함유되는 것으로서, 접착층에 미세공동(void)을 형성함으로써 열전달을 촉진시키는 기능을 수행하게 된다. 상기 중공형 실리카를 함유함으로써 상기 차열코팅층에 열이 가해지더라도 열을 일정시간 저장하다가 외부로 방출하는 효과를 나타내기 때문에 효과적인 차열 성능을 나타내는 것으로 나타났다.
상기 중공형 실리카는 알콕시실란의 수용액으로 액적을 만들고, 여기에 산을 가하여 상기 액적을 가수분해시킨 후, 다시 염기를 가하여 상기 액적을 결합시킴으로써 쉘을 형성한 후, 유기용매로 상기 쉘의 내부를 에칭하여 중공을 형성한 후, 이를 여과, 건조하여 제조할 수 있다. 이러한 중공형 실리카는 내부 공동이 40 내지 500㎚이며, 대한민국 등록특허공보 10-1724603호나 다른 문헌들에 개시된 통상의 제조방법으로 제조할 수 있다.
결국 상기 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)의 표면(내부 표면 또는 외부 표면, 또는 이들 모두의 표면) 또는 부직포 내부 사이에서 일부 또는 전체에 걸쳐 차열 코팅층을 형성시킬 경우 내부를 따라 이동되는 에어의 열이 외부로 쉽게 발산되지 않고 온도를 최대한 유지한 채로 차량의 토출구까지 전달될 수 있는 것이다.
그리고 도 4에서와 같이, 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상기 각 프론트덕트바디(30)의 각 표면을 감싸거나 내부에 삽입되도록 차단필름(70)이 부착되고, 상기 각 사이드덕트바디(40)에 이의 길이방향을 따라 일부 영역 또는 전체 영역을 감싸거나 내부에 삽입되도록 차단필름(70)이 부착됨으로써, 차량 배기구 측으로 에어 이동 시 상기 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포 특성상 미세 기공이 있어 이 미세 기공을 통해 에어가 손실되는 방지할 수 있다. 이러한 차단필름(70)은 선택사항으로서 차량 내부 구조 및 차량 특성에 따라 부착 또는 미부착할 수 있는 것이다. 특히 미부착 시에 부직포의 미세 기공은 결로의 수분 제거와 에어 이송 시 발생하는 소음을 상쇄시키는 기능을 한다.
여기서 상기 차단필름(70)이 내부에 삽입된다는 것은 부직포 제작 시 부직포 내부에 층을 이루도록 상기 차단필름(70)이 개재(介在)되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 제조방법에 대해 살펴보면,
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이,
하부 금형(80) 및 상부 금형(90)을 준비하는 단계(S1);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 판형의 부직포를 제작하는 단계(S2);
상기 하부 금형(80) 및 상부 금형(90)에 상기 판형의 부직포를 채워 넣어 열성형하는 단계(S3);
열성형을 거친 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)에서 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부 간이 서로 연결되어 있는데(도 6을 참조), 이 연결 부위를 커팅하는 단계(S4);
커팅된 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)를 각 내부가 서로 마주하도록 서로 포개어 놓은 상태에서 테두리를 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 상호 결합시켜 일체형인 상기 하우징(10)과 각 프론트덕트바디(30)를 제작하는 단계(S5);
PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 띠 형태의 부직포를 제작하는 단계(S6);
상기 띠 형태의 부직포를 고온의 열풍으로 열처리하는 단계(S7);
열처리된 부직포를 와인딩 하면서 내부에 나일론 와이어가 나선 형태로 배치되게 하여 주름관을 제작하는 단계(S8);
주름관을 정해진 규격에 따라 커팅하여 상기 각 사이드덕트바디(40)를 제작하는 단계(S9); 및
상기 결합부(51)와 상기 사이드덕트바디(40)의 단부가 상호 암수로 임시 결합된 상태에서 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 고정 결합시키는 단계(S10);
를 포함하여 이루어진다.
도 5에서와 같이, 상기 하부 금형(80)은 상기 하우징(10), 프론트덕트바디(30) 및 결합부(51)를 상하로 분반(分半)한 후 분반한 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부가 서로 맞닿도록 펼친 상태에서 상부 측 분체(A)의 외부 형상에 해당하는 탑캐비티(81), 하부 측 분체(B)의 외부 형상에 해당하는 바텀캐비티(82), 그리고 상기 각 인입구(20)를 위해 상기 바텀캐비티(82) 바닥에 형성되는 인입구캐비티(83)들을 포함한다.
그리고 상기 상부 금형(90)은 상부 측 분체(A)의 내부 형상에 해당하는 탑코어(91) 및 하부 측 분체(B)의 내부 형상에 해당하는 바텀코어(92)를 포함하고 상기 하부 금형(80)의 상부 측에 배치된다.
결국 상기 열성형 단계(S3)에서는 상기 탑캐비티(81), 바텀캐비티(82) 및 인입구캐비티(83)들로 상기 판형의 부직포를 채워 넣어 열성형을 하며, 그 결과물은 도 6에서와 같이 상하로 분반한 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부가 서로 맞닿도록 펼친 상태를 이룬다.
상기 판형의 부직포 제작 단계(S2)와 상기 띠 형태의 부직포 제작 단계(S6)는 단섬유를 카딩하여 웹을 제조하고 크로스랩핑한 다음, 니들펀칭하여 부직포를 제작하는 단계로서, 상기 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 및 니들펀칭하여 부직포를 제작하는 것은 종래의 기술이 많이 공지되어 있기 때문에 상세한 구성요소 및 방법에 대해서는 생략한다.
이때 상기 단섬유는 PET와 LM을 포함하는데, PET(폴리에스테르 테레프탈레이트)는 녹는점이 260도이며, 3d, 51mm 이다. LM(Low melting fiber)는 녹는점이 110도 이며, 5d, 51mm 이다.
아울러 PET과 LM의 혼합비는 PET가 9, LM이 1인 것이 바람직하다.
그리고 니들펀칭 공정에서는 프리펀칭과 메인펀칭기로 구성되며, 웨브(web)의 수직 단방향으로 니들링하고, 니들펀칭의 메인스트로크수는 1000~1400(stroke/min)이며, 특히 1200(stroke/min)인 것이 바람직하다.
상기 부직포 열처리 단계(S7)는 텐터프레임이 갖춰진 열풍기를 이용하여 부직포의 투입방향으로 장력을 주어 작업을 한다. 부직포를 크로스랩핑할 경우 부직포의 투입방향의 신율을 통제하기 어렵기 때문에 부직포를 열처리하는 공정이 필요하며, 원단의 투입방향으로 신율을 조정하기 위해서 부직포의 투입방향으로 텐터프레임을 이용하여 부직포에 장력을 가하여 작업을 하는 것이 바람직하다.
아울러 텐터프레임은 직물이나 편물 등 원단을 정해진 가공폭으로 조정하여 건조하는 기계를 말하는 것으로서, 종래에 많은 기술이 공지되어 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
이어서 상기 부직포 열처리 단계(S7)에서 열풍기의 열풍 온도는 160도~200도 이며, 특히 열풍온도가 높을 경우 과용융되어 부직포가 경화되는 문제점이 있고 반대로 열풍온도가 낮을 경우 충분한 낮아 형상을 제작하는데 문제점이 있기에 180도 인 것이 가장 바람직하다.
상기 주름관 제작 단계(S8)는 와인딩장치를 이용하여 부직포를 와인딩하는 단계로서, 내부에 나일론 와이어(W)가 나선형 배치되게 하면서 정해진 가공폭으로 조정된 부직포를 와인딩장치를 이용하여 와인딩하여 중공형의 관체 구조를 제작하는 단계이다.
상기 주름관 제작 단계(S8)는 측면 전체에 나선형 돌기부 및 돌기홈이 형성되고 축 회전 가능한 중심 디스크와, 측면 전체에 나선형 돌기부 및 돌기홈이 형성되고 상기 중심 디스크의 양측에 각각 밀착되어 축 회전 가능한 한 쌍의 보조 디스크와, 상기 보조 디스크를 가열하는 가열부로 이루어진 제조장치를 이용하는데, 보조 디스크는 별도의 구동수단 없이 중심 디스크의 회전에 의해 자동으로 회전되며 중심 디스크와 보조 디스크의 사이에 끼워진 부직포를 주름관 형태로 가공하는 구성요소로써, 측면 전체에 형성된 나선형 돌기부의 형태가 중심 디스크의 측면 전체에 형성된 나선형 돌기부의 형태와 동일하게 형성되되, 중심 디스크의 측면에 형성된 나선형 돌기부는 보조 디스크의 측면에 형성된 돌기홈에 맞물리도록 구성되고, 보조 디스크의 측면에 형성된 나선형 돌기부는 중심 디스크의 측면에 형성된 돌기홈에 맞물리도록 구성되어, 주름관의 측면 전체에 각각 형성되는 주름의 형태가 동일하게 형성되도록 한다. 이러한 주름관 제조장치에 관한 기술이 공지되어 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 따른 경량 에어덕트 제조방법은 코팅층 형성 단계(S12)와, 차단필름 부착 단계(S13)를 더 포함하는데,
상기 코팅층 형성 단계(S11)는 상기 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)의 표면 또는 내부에 항균 또는 차열 코팅층(60)을 형성시키는 단계이다. 이러한 코팅층(60)은 전술한 바와 같이 결로 등에 의해 표면에 생길 수 있는 세균성 곰팡이의 번식을 방지할 수 있는 친환경 세라믹 항균 코팅층일 수 있고, 또는 차열 코팅층일 수 있다.
상기 차단필름 부착 단계(S12)는 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상기 각 프론트덕트바디(30)의 각 표면을 감싸거나 내부에 삽입되도록, 그리고 상기 각 사이드덕트바디(40)에도 이의 길이방향을 따라 일부 영역 또는 전체 영역의 표면을 감싸거나 내부에 삽입되도록 차단필름(70)을 부착시키는 단계이다. 이러한 차단필름(70)은 전술한 바와 같이 차량 배기구 측으로 에어 이동 시 상기 각 사이드덕트바디(40)를 이루는 부직포 특성상 미세 기공이 있어 이 미세 기공을 통해 에어가 손실되는 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법"을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 및 이의 제조방법은 차량의 공조기로부터 공급받는 에어를 차량의 에어 토출구 측으로 연결시켜 배기시키기 위한 에어덕트를 단열 및 항균 성능이 우수한 에어덕트로 제조할 수 있기에 열손실을 최소화시킬 수 있으면서 호흡기 질환 유발성 세균이나 바이러스 등이 차량 실내로 토출되는 것을 최대한 방지할 수 있는 데에 도움을 줄 수 있으므로 산업상 이용가능성이 충분하다.

Claims (3)

  1. 내부 공간부(11)를 갖는 속이 빈 사각의 단면 구조로 이루며 PET(Polyethylene terephthalate)와 LM(Low Melting Fiber)을 포함하는 부직포 재질의 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 하부 측에 상하 관통되어 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되며 차량의 공조기로부터 에어를 공급받는 둘 이상의 인입구(20)와, 상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상호 연통되면서 내부를 따라 형성되는 프론트배기홀(31)을 갖는 속이 빈 원형 또는 다각형의 단면 구조를 이루면서 상기 하우징(10)의 전방 측에 좌우 이격되게 각각 연결되어 상기 하우징(10)과 일체형 구조를 이루며 PET와 LM을 포함하는 부직포 재질인 한 쌍의 프론트덕트바디(30)와, 상기 하우징(10)의 좌우 양단부 각각에 배치되며 내부를 따라 형성되는 사이드배기홀(41)을 갖는 속이 빈 원형의 단면 구조를 이루면서 PET와 LM을 포함하는 부직포 재질인 한 쌍의 사이드덕트바디(40)와, 상기 하우징(10)의 좌우 양단부에 외측으로 돌출되게 형성되며 원형의 관체 구조인 수형(雄形) 결합부(51) 및 상기 각 사이드덕트바디(40)의 단부에서 확경되어 상기 결합부(51)의 외경과 상응한 내경을 갖는 암형(雌形) 대응결합부(52)로 이루어진 커넥팅수단(50)을 포함하는 차량용 에어덕트 제조방법에 있어서,
    상기 하우징(10), 프론트덕트바디(30) 및 결합부(51)를 상하로 분반(分半)한 후 분반한 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부가 서로 맞닿도록 펼친 상태에서 상부 측 분체(A)의 외부 형상에 해당하는 탑캐비티(81), 하부 측 분체(B)의 외부 형상에 해당하는 바텀캐비티(82), 그리고 상기 각 인입구(20)를 위해 상기 바텀캐비티(82) 바닥에 형성되는 인입구캐비티(83)들을 포함하는 하부 금형(80)과, 상부 측 분체(A)의 내부 형상에 해당하는 탑코어(91) 및 하부 측 분체(B)의 내부 형상에 해당하는 바텀코어(92)를 포함하고 상기 하부 금형(80)의 상부 측에 배치되는 상부 금형(90)을 준비하는 단계(S1);
    PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 판형의 부직포를 제작하는 단계(S2);
    상기 탑캐비티(81), 바텀캐비티(82) 및 인입구캐비티(83)들로 상기 판형의 부직포를 채워 넣어 열성형하는 단계(S3);
    열성형을 거친 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)에서 상부 측 분체(A)의 각 프론트덕트바디(30) 단부와 하부 측 분체(B)의 각 프론트덕트바디(30) 단부 간의 연결 부위를 커팅하는 단계(S4);
    커팅된 상부 측 분체(A)와 하부 측 분체(B)를 각 내부가 서로 마주하도록 서로 포개어 놓은 상태에서 테두리를 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 상호 결합시켜 일체형인 상기 하우징(10)과 각 프론트덕트바디(30)를 제작하는 단계(S5);
    PET와 LM을 포함하는 복합섬유의 단섬유를 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 띠 형태의 부직포를 제작하는 단계(S6);
    상기 띠 형태의 부직포를 고온의 열풍으로 열처리하는 단계(S7);
    열처리된 부직포를 와인딩 하면서 내부에 나일론 와이어(W)가 나선 형태로 배치되게 하여 주름관을 제작하는 단계(S8);
    주름관을 정해진 규격에 따라 커팅하여 상기 각 사이드덕트바디(40)를 제작하는 단계(S9); 및
    상기 결합부(51)와 상기 사이드덕트바디(40)의 단부가 상호 암수로 임시 결합된 상태에서 융착방식 또는 핫멜트 접착방식 또는 리벳팅 결합방식 중 선택되는 하나의 방식을 통해 고정 결합시키는 단계(S10);
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(10), 각 프론트덕트바디(30) 및 각 사이드덕트바디(40)의 표면 또는 내부에 항균 또는 차열 코팅층(60)을 형성시키는 단계(S11)와,
    상기 하우징(10)의 공간부(11)와 상기 각 프론트덕트바디(30)의 각 표면을 감싸거나 내부에 삽입되도록, 그리고 상기 각 사이드덕트바디(40)에도 이의 길이방향을 따라 일부 영역 또는 전체 영역의 표면을 감싸거나 내부에 삽입되도록 차단필름(70)을 부착시키는 단계(S12)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 경량 에어덕트 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항의 제조방법에 의해서 제조된 단열 및 항균 성능이 우수한 차량용 에어덕트.
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