汽车用空气净化器部件及其生产方法 【技术领域】
本发明涉及汽车用空气净化器部件及其生产方法，更具体地说，涉及空气净化器的部件例如由再生废纸制成的固定盖帽和多孔网及其生产方法，该部件比由金属、塑料和聚氨酯制成的传统空气净化器部件更经济并且对环境无害。
背景技术
对于汽车，必须向其提供燃料作为能源。为了使所提供的燃料有效地发挥作用，必须向汽车提供空气以进行燃料的燃烧。由汽车发动机吸入的空气量，例如客车发动机吸入的空气约为5000～10000升/1升汽油。如果在向发动机提供空气之前不除去空气中包含的灰尘和其它杂质，则它们可能损害发动机汽缸或加速发动机的磨损，因而缩短发动机的寿命。因此，要求在外壳内设置空气净化器作为滤出各种杂质的过滤装置。通过装在外壳内的空气净化器，将灰尘过滤，并纯化空气而将其提供给燃烧室。有时，空气净化器可能被通过该空气净化器而过滤的杂质阻塞。因而，如果不清洁空气净化器或不作定期更换，积聚在空气净化器上的杂质可能会阻碍向发动机提供空气，因此可能降低汽车的输出功率，同时增加燃料消耗量。
通常，空气净化器的形状随汽车类型而不同。就卡车和公共汽车来说，空气净化器形成圆筒状。该圆筒状空气净化器包括圆筒状外网、由铁制成的圆筒状内网、沿纵向呈波纹状且设置在外网和内网之间的滤纸、以及设置在空气净化器顶部和底部用以固定外网和内网并使两者保持预定间隔的盖帽，每个盖帽均包括环形边和铁板。
此外，也曾使空气净化器形成具有矩形表面的六面体状。六面体空气净化器包括由塑料或聚氨酯制成的底板和设置在底板上的波纹状滤纸，或包括波纹状滤纸和设置在滤纸的任一面上地铁多孔网。
然而，因为该传统空气净化器使用铁作为其部件的材料，所以它们较重并且生产成本高。此外，使用后难以将其再生，因此它们可能导致二次污染。至于由塑料或聚氨酯制成的空气净化器，将其掩埋后需要约30～40年来使它们分解，并且焚化它们时会产生不好的气味和有毒气体，因此对环境造成巨大的损害。
因此，国外的许多发达国家要求其进口的汽车部件应该由对环境无害的材料制成。
本发明的发明人已经研究开发了由对环境无害的材料制成的汽车部件，该部件优于由塑料或聚氨酯制成的部件。通过使用再生废纸作为汽车用空气净化器的部件例如盖帽和多孔网的材料，本发明人完成了本发明。
同时，本发明的发明人关注通过使用废物资源进行再生产品例如用作内部建筑材料的板材的开发，该产品成本低廉，重量较轻，在热变形中具有稳定性，并且热塑性优异。
作为实例，本发明人在韩国专利申请第95-20835号公报中公开了一种生产用作内部建筑材料的板材的方法，其中，该方法包括以下步骤：在水中加入50重量％废纸浆、20重量％聚酯纤维和30重量％聚丙烯纤维的混合物，以使其成为浓度20～30g/L的水溶液；将该水溶液分布至网状带以形成板材；令板材通过一对啮合辊以压榨水；在比聚丙烯熔点低的温度下干燥该板材直至其具有小于或等于20％的水分含量；在用于增加水分的溶液中浸泡该干燥板材，并通过一对啮合辊来挤压它；使板材通过在180℃～200℃下的干燥滚筒。
此外，本发明人开发了另一种生产用作内部建筑材料的板材的方法，并公开于1998年11月23日的韩国专利第178461号公报。
此外，本发明人开发了一种不同于上述专利申请的用作内部建筑材料的板材及其生产方法，其具有优异的阻燃性、耐候性、防水性和隔音性，公开于韩国专利申请第99-19464号公报，其中，该方法包括以下步骤：对70％～85％废纸浆和15％～30％废棉进行细切割，并用粉碎机将它们粉碎；通过将5～10重量份的水加入10％～20％的乙酸以制成水溶液，在该水溶液中溶解5～10重量份的三氧化锑；将该溶液与10～15重量份的白炭黑、3～7重量份的超细颗粒状的无水二氧化硅、10～15重量份的乙烯-乙酸乙烯酯树脂乳液和800～850重量份水混合，然后熟化该混合物溶液；将所述经粉碎的混合物加入所述混合物溶液，并一起混合；挤压并干燥所得混合物；向混合物中渗入防潮树脂；再次挤压并干燥所得混合物。
此外，除建筑用板材之外，本发明人还开发了一种从浆粕生产各种成型产品的方法，其可以用于家庭和工业场所，该方法公开于韩国专利申请第2000-77740号公报，发明名称为“一种生产干式浆粕成型产品的方法以及浆粕成型产品”。
【发明内容】
本发明的目的是提供由再生废纸制成的汽车用空气净化器的部件例如固定盖帽和多孔网及其生产方法，以此可保护资源并减少外币的浪费。根据本发明，具有优异品质的空气净化器部件可以以低廉的成本制得，也就是说，其成本约为生产传统空气净化器部件所用成本的40％～50％。
本发明的另一个目的是提供空气净化器用固定盖帽和多孔网及其生产方法，其不存在传统湿法中出现的二次污染、产生纸淤渣等问题。
本发明的另一个目的是提供按原状使用废纸来生产空气净化器的部件的方法，其中不含本发明人的在先专利申请中所必需的粉碎废纸工序，从而使得本方法比常规方法更简单并且更经济。
本发明的另一个目的是提供空气净化器用固定盖帽和多孔网以及通过循环使用废纸来生产所述固定盖帽和多孔网的方法，由于所用废纸具有生物降解性因而不会产生环境污染，由此，可以使环境保护与功能性兼得。
本发明的另一个目的是提供对环境无害的空气净化器部件及其生产方法，该方法克服了常规方法中因使用废聚酯纤维和聚丙烯而释放内分泌干扰性化学物质例如二噁英(其也被称为“环境激素”并对人体有害)的缺点。
为了实现上述目的，本发明生产空气净化器部件的方法包括以下步骤：
将120～180重量份的废纸浸入350～500重量份的水，并向其中加入5～10重量份的氢氧化钠以使废纸溶液溶胀并均化；向该废纸溶液中加入20～25重量份的石蜡、5～10重量份的丙烯酰胺、3～5重量份的胶态二氧化硅、15～20重量份的聚乙烯醇和优选5～10重量份的染料，并通过搅拌将它们混合；
将废纸溶液混合物转移至贮槽；将成型模具浸入该贮槽，以使所述废纸溶液混合物可以浸透该模具；和
压制并干燥所述废纸溶液混合物。
本发明的空气净化器部件例如固定盖帽和多孔网是由上述生产方法得到的。
本发明中使用的废纸可以是办公室、家庭、公共机关等废弃的废报纸、杂志、纸张和纸箱。本发明中特别优选使用废纸，因为废纸的生物降解性可以极大地减少在生产空气净化器部件的传统方法中及之后出现的环境污染。在下文中将详细说明本发明。
1.生产原料溶液的工序：
将120～180重量份的废纸(每页报纸20g)浸入350～500重量份的水，并向其中加入5～10重量份的氢氧化钠。然后，使废纸溶液溶胀40～60分钟并通过在搅拌器中搅拌30～50分钟进行均化。
加入氢氧化钠以使废纸在水中溶胀并有规律地分散它。然后，废纸溶液变成碱性。氢氧化钠通常用于生产合成纤维、纸张、纸浆、食品和药品；软化水；和产生氢气和碳。它不是有害物质，不会产生环境污染。
向废纸溶液中加入20～25重量份的石蜡(溶解在30～35重量份的醇中)并搅拌10～15分钟。将石蜡加入废纸溶液，以使最终得到的成品可防潮。它通常用于生产蜡烛、蜡笔、化妆品和纺织品；以及用于抛光和防水。它不是有害物质，不会产生环境污染。
然后，向得到的废纸溶液中加入5～10重量份的聚丙烯酰胺并搅拌10～15分钟。添加聚丙烯酰胺是为了增加最终纸成型产品的纸张强度。它是无气味的白色结晶聚合物，并广泛用于污水处理、土壤改性、纺织品改性、增加纸张强度等。它也不会产生环境污染。
然后，将3～5重量份的胶态二氧化硅加入废纸溶液并搅拌10～15分钟。加入胶态二氧化硅的目的是通过粘结纸颗粒来增加纸颗粒之间的内聚力，以保持最终纸制品的张力和耐用性，并改善纸成型制品的坚固性。它是无水二氧化硅超细颗粒的胶体溶液，因为它具有较强的吸附力和粘合力，所以它广泛用作生产棉毛纺织品中的施胶剂，并用作催化剂。它也不会产生环境污染。
然后，将15～20重量份的聚乙烯醇加入废纸溶液并搅拌10～15分钟。加入聚乙烯醇是为了增加废纸溶液的粘合力，并在纸成型制品表面上形成膜，由此增加最终纸制品的张力和耐用性。它是水溶性的白色粉末并且没有气味，因为其胶粘性能、渗透性、拉伸强度、耐油性、透气性和耐磨性优异，所以它广泛用于各种生产过程。它是无毒的并且不产生环境污染。
此外，选择性地将5～10重量份的染料加入废纸溶液并搅拌5～10分钟。
上述工序中，石蜡、聚丙烯酰胺、胶态二氧化硅、聚乙烯醇和染料可以一起全部加入搅拌器中的废纸溶液内。然而，为了使混合工序容易实施，优选依次加入这些添加剂。
2.压制废纸溶液混合物的工序：
将由此得到的废纸溶液混合物转移至贮槽。然后，使废纸溶液混合物缓慢离解以防止沉淀，将凹纹成型模具浸入贮槽，使得废纸溶液混合物可以浸泡该模具5～20秒。
该凹纹成型模具是用具有2～5mm的小孔的铝制成的，其内部具有与其连接的带有0.32H/S网间隙的不锈钢网。
然后升起凹纹成型模具，并在100～120℃的温度下以50-60kgf/cm2(千克力/平方厘米)的压力对该成型模具压纹2～10秒，从而增强混合物的粘合力和张力。此时，通过小孔以真空抽取混合物中包含的水分3～10秒。
然后，升起经压纹的成型模具，以真空来吸入空气从而得到凹纹成型模具中的盖帽和多孔网，并将其转移至干燥机。
3.干燥工序：
用隧道型带式干燥机在80～90℃的温度下使成型的盖帽和多孔网干燥。于是，完成了本发明的固定盖帽和多孔网的生产。
上述压制和干燥工序中的时间、温度、压力和真空等条件是通过本发明人的反复实验得到的最佳条件。
【附图说明】
图1是显示生产本发明的空气净化器部件的方法的步骤的示意图。
【具体实施方式】
现在将结合附图详细说明本发明的优选实施方案。
在搅拌器中将160g废纸即8张废报纸(每张报纸为20g)浸入500g水中。
将8g氢氧化钠作为溶胀剂加入该废纸溶液，并使该溶液溶胀约50分钟。然后，通过搅拌50分钟来均化废纸溶液。
向该经均化的废纸溶液中加入已经溶于35g乙醇的25g石蜡，并搅拌15分钟。
然后，向由此得到的废纸溶液中加入10g聚丙烯酰胺，并搅拌15分钟。
此外，将5g胶态二氧化硅加入废纸溶液，并搅拌15分钟。
按次序将溶于10g水的15g聚乙烯醇加入废纸溶液并搅拌15分钟。
为了最终成型产品的外观，将10g染料加入废纸溶液并搅拌10分钟。
将由此得到的废纸溶液混合物转移至贮槽。
在贮槽中，使废纸溶液混合物缓慢离解以防止沉淀，将盖帽和多孔网用凹纹成型模具浸入贮槽，使得废纸溶液混合物可以将该成型模具浸泡7秒。
该凹纹成型模具是由具有3mm的小孔的铝制成的，并且每个成型模具内部均具有与其连接的0.18厚×0.32H/S网间距的不锈钢网。
铝和不锈钢网不会象金属铁那样因水分而生锈，并且它们较轻，由于它们具有高导热性，因而可降低能量消耗。
为了增强该工序的效率，该成型模具具有多个小孔并且内部具有与其连接的不锈钢网，这使得废纸溶液混合物的颗粒不会从网中溢出，并且可以快速地除去溶液混合物中包含的水分。
然后，升起凹纹成型模具并在120℃的温度下以50～60kgf/cm2的压力对该成型模具进行5秒钟的压纹，通过小孔用5秒钟以真空抽取混合物中包含的水分。
上述工序中真空压力的使用增强了快速除去溶液混合物中的残留水分时的抽吸效率。
然后，升起经压纹的成型模具，以真空吸入空气，从而得到在凹纹成型模具中成型的盖帽和多孔网，并将其装在标准支架中，将它们转移至干燥机。
转移时将成型盖帽和多孔网装在由铝制标准支架中，以防止它们扭曲。
用隧道型带式干燥机在95℃使所转移的盖帽和多孔网干燥。
然后，得到厚度为3.5～5mm的本发明的盖帽和多孔网。
使用本发明的盖帽和多孔网制得的空气净化器具有97.7％的初始清洁效率、99.2％的长期清洁效率以及316.6g的灰尘聚积量，一直没有破裂也没有变形(参考从韩国技术与标准局(Korean Agency forTechnology and Standards)得到的试验数据：试验规程KSR3029，该规程用于发动机用空气净化过滤器)。
根据本发明，短时间内可以生产大量盖帽和多孔网。例如，通过形成可使符合标准的多个产品成型的模具，并通过将该模具浸入废纸溶液，可以连续生产4～10个盖帽或多孔网。
如上所述，通过再循环使用废纸，本发明的汽车用空气净化器的部件可以以低廉成本制得，其成本为生产传统空气净化器部件的成本的约40％～50％。
本发明的固定盖帽和多孔网不会产生传统湿法中出现的二次污染、产生纸淤渣的问题。
此外，由于废纸具有生物降解性，本发明降低了工业废料量并且不会产生环境污染。
而且，本发明提供了对环境无害的空气净化器部件及其生产方法，克服了常规方法中因使用废聚酯纤维和聚丙烯而释放内分泌干扰性化学物质例如二噁英的缺点。
只要不脱离本发明的精神和范围，本发明的多种改变和变化对于本领域的熟练技术人员是显而易见的。本发明包括在权利要求和其等同物的范围内提出的改变和变化。