CN101142007A - 层压过滤器的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种层压过滤器的生产方法，该生产方法在同一步骤中进行过滤介质的压纹操作和粘合操作。波纹成型装置(20)在第一和第二过滤介质(12、14)处于重叠的状态下将其夹在中间，并在第二过滤介质(14)的软化温度下加热并挤压第一和第二过滤介质(12、14)以使过滤介质(12、14)形成波纹，并且使第一和第二过滤介质(12、14)彼此热粘合。这样可在同一步骤中进行第一和第二过滤介质(12、14)的压纹操作和粘合操作。

Description

层压过滤器的生产方法
技术领域
本发明涉及一种具有层压过滤介质的层压过滤器的生产方法。
背景技术
在过滤器中，要对过滤介质进行波纹成型以防止它们的波纹(褶皱)在某些情况下彼此紧密接触(例如，日本专利申请特开昭No.55-18293和特开平No.5-285326)。在将这样的过滤介质彼此层压并粘合时可采用各种方法(例如，日本专利申请特开平No.11-290624)。
然而，在对多个过滤介质进行波纹成型并彼此粘合时，波纹成型的步骤以及将它们彼此粘合的步骤是作为分开的步骤进行的。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供了一种层压过滤器的生产方法，其中在同一步骤中进行过滤介质的波纹成型操作和粘合操作。
根据本发明的层压过滤器的生产方法，波纹成型装置在多个过滤介质彼此重叠的状态下将所述过滤介质夹在中间，所述波纹成型装置在所述多个过滤介质中至少一个的软化温度下加热并挤压所述过滤介质，从而使所述过滤介质波纹成型，并且使所述过滤介质彼此热粘合。
根据本发明的层压过滤器的生产方法，所述波纹成型装置在所述多个过滤介质彼此重叠的状态下将所述过滤介质夹在中间，所述波纹成型装置在所述多个过滤介质中至少一个的软化温度下加热并挤压所述过滤介质，从而使所述过滤介质波纹成型，并且使所述过滤介质彼此热粘合。所述波纹成型装置以这样的方式在所述过滤介质中至少一个的软化温度下加热并挤压所述过滤介质，这样，可使所述过滤介质形成为波纹形状，可在一个步骤中使所述过滤介质形成软化状态并使它们彼此热粘合。因此，可减小步骤的数量。
另外，在本发明中，优选的是，将所述波纹成型装置的图案形成(patterning)部分中至少一个的温度设置成所述多个过滤介质的软化温度中最低的一个软化温度。
因此，根据本发明的层压过滤器的生产方法，因为将所述波纹成型装置的所述图案形成部分中至少一个的温度设置成等于所述多个过滤介质的软化温度中最低的一个软化温度，所以可防止所述过滤介质中的任何一个过滤介质熔化，并防止其纤维形状松弛，从而可抑制所生产的层压过滤器的过滤性能劣化。
附图说明
图1为表示根据第一实施例的层压过滤器的生产方法的立体图；
图2A为在第一实施例中使用的波纹成型装置的前视图；
图2B为在第一实施例中使用的波纹成型装置的侧视图；
图3A为根据第一实施例生产的层压过滤器的平面图；
图3B为沿图3A中的线3B-3B剖取的剖视图；
图4为沿图3A中的线4-4剖取的放大剖视图；
图5为表示第一和第二过滤介质通过上压纹辊和下压纹辊之间的状态的示意性放大剖视图；
图6A为在第二实施例中使用的波纹成型装置的前视图；
图6B为在第二实施例中使用的波纹成型装置的侧视图；
图7A为在第三实施例中使用的波纹成型装置的前视图；
图7B为在第三实施例中使用的波纹成型装置的侧视图；
图8A为在第四实施例中使用的波纹成型装置的前视图；
图8B为在第四实施例中使用的波纹成型装置的侧视图；
图9A为在第五实施例中使用的波纹成型装置的前视图；以及
图9B为在第五实施例中使用的波纹成型装置的侧视图。
具体实施方式
将基于附图说明根据本发明的层压过滤器的生产方法的第一实施例。
如图1所示，层压过滤器10包括作为材料的第一过滤介质12(作为主体)和层压在该第一过滤介质12上的第二过滤介质14。第二过滤介质14包括诸如聚丙烯(PP)树脂等的热塑性树脂，也可合适地采用机织物或无纺织物。可利用公知方法适当地生产无纺织物。例如，可采用熔喷法、纺粘法等。第一过滤介质12优选具有透气性，但是当第一过滤介质12包括热塑性树脂时，第一过滤介质12的热塑性树脂的熔点应高于包括在第二过滤介质14中的热塑性树脂的熔点。
第一过滤介质12以及第二过滤介质14形成为长条状的形状，并被卷绕成卷，且输送到层压过滤器10的生产线上。在层压过滤器10的生产线中，第一过滤介质12和第二过滤介质14分别安装在第一送出部分16和第二送出部分18中，并可转动地支承在这些送出部分中。
波纹成型装置20布置在第一送出部分16和第二送出部分18的下游。波纹成型装置20设有一对上压纹辊22和下压纹辊24。上压纹辊22布置在下压纹辊24上方，从而使得它们的轴线彼此平行。上压纹辊22的辊表面22A以及下压纹辊24的辊表面24A形成有沿周向方向延伸的多个峰22B和24B(参见图2A和图2B)以及谷22C和24C(参见图2A和图2B)。上压纹辊22以及下压纹辊24从相应的辊驱动部分(未示出)接收转矩，并以相等的线速度转动。
如图2B所示，如果从上压纹辊22的辊表面22A的径向方向观察辊表面22A，则峰22B的顶线(脊线)和谷22C的谷底线布置成彼此相距相等的距离，并平行于与上压纹辊22的轴向方向以直角相交的方向。如果从下压纹辊24的辊表面24A的径向方向观察辊表面24A，则峰24B的顶线(脊线)和谷24C的谷底线布置成彼此相距相等的距离，并平行于与下压纹辊24的轴向方向以直角相交的方向。上压纹辊22的峰22B与下压纹辊24的谷24C相对，而下压纹辊24的峰24B与上压纹辊22的谷22C相对。上压纹辊22的峰22B的伸出长度大致等于下压纹辊24的谷24C的凹入尺寸，而下压纹辊24的峰24B的伸出长度大致等于上压纹辊22的谷22C的凹入尺寸。
如图2A所示，由峰22B和24B以及谷22C和24C形成的波纹部分沿周向方向分为两段，一段沿周向方向的长度稍小于周长的1/2。在这两段之间存在平滑的曲面部分22D和24D。曲面部分22D和24D分别为距上压纹辊22和下压纹辊24的轴线具有恒定半径的曲面表面。波纹部分可沿周向方向分为两段或更多段。
通过加热装置(未示出)从内部加热图1所示的上压纹辊22和下压纹辊24。上压纹辊22和下压纹辊24的温度设置成第二过滤介质14的熔点(例如，120℃至130℃)或低于该熔点，以及第二过滤介质14的软化温度(例如，100℃)。注意，软化温度应比该熔点低约15至35℃。
通过偏压机构(未示出)偏压上压纹辊22和下压纹辊24，从而使它们分别接收朝向下压纹辊24和上压纹辊22(即，沿着使上压纹辊22和下压纹辊24彼此靠近的方向)的偏压力。这样，第一过滤介质12和第二过滤介质14在上压纹辊22的辊表面22A和下压纹辊24的辊表面24A之间被加热和推动(压缩)，并且在该状态下，第一过滤介质12和第二过滤介质14通过来自上压纹辊22和下压纹辊24的传送力而以恒定速度沿传送方向(沿箭头F的方向)传送。对从波纹成型装置20输送来的层压过滤器10进行波纹成型，从而使第一过滤介质12和第二过滤介质14彼此粘合并变成层压状态(两层)。
图3A、图3B和图4表示从波纹成型装置20输送的层压过滤器10。如图3A和图3B所示，层压过滤器10形成有从第二过滤介质14观察时弯曲成凹形的弯曲底部30以及从第二过滤介质14观察时弯曲成凸形的弯曲顶部32。弯曲底部30和弯曲顶部32沿层压过滤器10的宽度方向(沿箭头W的方向)交替形成。弯曲底部30的谷底线以及弯曲顶部32的顶线(脊线)平行于带状层压过滤器10的纵向方向延伸，且它们之间的距离是恒定的。第一过滤介质12和第二过滤介质14在弯曲底部30和弯曲顶部32处彼此热粘合。平坦部分31沿纵向方向以彼此之间的预定距离间断地形成在带状层压过滤器10上。
接下来将说明层压过滤器的生产方法的处理过程。
首先，分别将如图1所示的安装在第一送出部分16中的第一过滤介质12以及安装在第二送出部分18中的第二过滤介质14从第一送出部分16和第二送出部分18输送到波纹成型装置20。
波纹成型装置20的上压纹辊22和下压纹辊24在第一过滤介质12和第二过滤介质14的重叠状态下将它们夹在中间。上压纹辊22和下压纹辊24以相等的线速度转动，并向下游输送成为层压过滤器10的第一过滤介质12和第二过滤介质14。此时，通过加热装置(未示出)将上压纹辊22和下压纹辊24加热到第二过滤介质14的软化温度，并通过偏压机构(未示出)偏压上压纹辊22和下压纹辊24。因此，第一过滤介质12和第二过滤介质14在上压纹辊22的辊表面22A和下压纹辊24的辊表面24A之间被加热并挤压，且通过来自上压纹辊22和下压纹辊24的传送力而以恒定速度沿传送方向(箭头F的方向)传送。在通过上压纹辊22和下压纹辊24的传送期间，下压纹辊24在压力下使其辊表面24A与第一过滤介质12的表面接触，而上压纹辊22在压力下使其辊表面22A与第二过滤介质14的表面接触，从而使第一过滤介质12和第二过滤介质14形成为波纹形状。
图5以放大比例表示第一过滤介质12和第二过滤介质14在上压纹辊22和下压纹辊24之间通过的状态。如图5所示，第一过滤介质12和第二过滤介质14夹在上压纹辊22和下压纹辊24之间，并通过挤压力22P和24P而被挤压并弄皱(crush)。此时，上压纹辊22和下压纹辊24被加热到等于或低于第二过滤介质14的熔点(例如120℃至130℃)的温度，第二过滤介质14在该温度下处于软化状态(例如100℃)。因此，第二过滤介质14被软化。这样，使第二过滤介质14压靠第一过滤介质12，该第一过滤介质12的编织结构由于挤压力而被弄皱，且其中网孔(mesh)之间的距离扩大(网孔打开)，并且软化的第二过滤介质14的组成纤维缠绕第一过滤介质12的组成纤维，从而被热粘合到第一过滤介质12的组成纤维上。
波纹成型装置20以该方式在第二过滤介质14的软化温度下加热并挤压第一过滤介质12和第二过滤介质14，这样，可使第一过滤介质12和第二过滤介质14形成波纹形状，可以在一个步骤中使第一过滤介质12和第二过滤介质14变为软化状态并彼此热粘合。因此可减少步骤的数量。第二过滤介质14的组成纤维被软化，从而无需熔化第二过滤介质14就可将第二过滤介质14热粘合到第一过滤介质12上。因此，第一过滤介质12可精细地分开，而不会闭合其组成纤维之间的孔口(间隙)，从而可抑制过滤性能的劣化。与过滤介质预先彼此粘合的情形相比，所生产的层压过滤器10的过滤介质性能良好。
在第一过滤介质12包括热塑性树脂时，将其熔点设置成高于包括在第二过滤介质14中的热塑性树脂的熔点(例如120℃至130℃)。这样，可防止第一过滤介质12熔化并失去其纤维形状。这样，可防止层压过滤器10的过滤性能劣化。这里，优选的是，第一过滤介质12的熔点和第二过滤介质14的熔点之差为10℃或更大。如果将所述熔点之差设置成10℃或更大，则在通过上压纹辊22和下压纹辊24加热和挤压时，只有第二过滤介质14被软化，从而可极大地抑制层压过滤器10的过滤性能的劣化。
在采用这样生产的层压过滤器10时，沿与弯曲底部30和弯曲顶部32的脊线方向以直角相交的方向以Z字形方式带褶地(frilly)交替折叠图3A和图3B所示的平坦部分31，从而将层压过滤器10用作清洁由例如发动机吸入的空气的过滤器元件。
接下来将基于图6A和图6B说明层压过滤器的生产方法的第二实施例。在该第二实施例中，在上压纹辊22上形成层压过滤器弯曲凸部23A，在下压纹辊24上形成层压过滤器弯曲凹部25A。其它的结构与第一实施例的其它结构大致相同，因此用相同的附图标记表示相同的元件，并省略对它们的说明。
如图6A和图6B所示，上压纹辊22的曲面部分22D形成有凸部23A，该凸部23A为以肋的形式沿与周向方向以直角相交的方向延伸且具有凸截面的板。下压纹辊24的曲面部分24D形成有具有凹截面的凹部25A，该凹部25A以槽的形式与凸部23A相对应地沿周向方向以直角相交的方向延伸。通过图6A和图6B所示的波纹成型装置20生产的层压过滤器10可形成有弯曲条纹(折痕)，同时，图1所示的第一过滤介质12和第二过滤介质14可彼此热粘合。
在第二实施例中，如图6A和图6B所示，上压纹辊22的曲面部分22D形成有凸部23A，而下压纹辊24的曲面部分24D形成有与凸部23A相对应的凹部25A。可选地，下压纹辊24的曲面部分24D可形成有凸部23A，而上压纹辊22的曲面部分22D可形成有与凸部23A相对应的凹部25A。
此外，上压纹辊22的曲面部分22D的一侧(例如，图6A中的右侧)可形成有凸部23A，而另一侧(例如，图6A中的左侧)可形成有凹部25A，并且下压纹辊24的曲面部分24D的一侧(例如，图6A中的右侧)可形成有凹部25A，而另一侧(例如，图6A中的左侧)可形成有凸部23A。在此情形下，上压纹辊22的凸部23A以及下压纹辊24的凹部25A在位置上彼此对应，而上压纹辊22的凹部25A和下压纹辊24的凸部23A在位置上彼此对应。通过这样的结构，在所产生的层压过滤器中形成的弯曲条纹的凹形和凸形每隔一个平坦部分31交替布置(参见图3A和图3B)，从而可以容易地以带褶的方式折叠该层压过滤器。
接下来将基于图7A和图7B说明层压过滤器的生产方法的第三实施例。第三实施例的上压纹辊22的曲面部分22D形成有多个凸部23B。其它的结构与第一实施例的其它结构大致相同，因此用相同的附图标记表示相同的元件，并省略对它们的说明。
如图7A和图7B所示，上压纹辊22的曲面部分22D通过多个凸部23B而形成有凸纹图案。凸部23B具有这样的高度，即，在上压纹辊22和下压纹辊24空转时(在上压纹辊22和下压纹辊24不夹持第一过滤介质12和第二过滤介质14的状态下转动时)，凸部23B不与下压纹辊24接触。图1所示的第一过滤介质12和第二过滤介质14通过凸部23B而被加热和挤压，软化的第二过滤介质14的组成纤维缠绕第一过滤介质12的组成纤维，它们因而彼此热粘合。因此可进一步增强第一过滤介质12和第二过滤介质14之间的粘合性。
在第三实施例中，图7A和图7B所示的上压纹辊22的曲面部分22D形成有多个凸部23B，但作为替代方式，下压纹辊24的曲面部分24D可形成有多个凸部23B。
接下来将基于图8A和图8B说明层压过滤器的生产方法的第四实施例。在第四实施例中，上压纹辊22和下压纹辊24分别形成有沿其周向方向延伸的平坦部分22E和24E，并且上压纹辊22的平坦部分22E形成有多个凸部23C。其它的结构与第一实施例的其它结构大致相同，从而用相同的附图标记表示相同的元件，并省略对它们的说明。
如图8B所示，上压纹辊22和下压纹辊24形成有多个沿周向方向延伸的平坦部分22E和24E，从而将由峰22B和24B以及谷22C和24C形成的波纹部分分成多个段。平坦部分22E和24E形成相对于曲面部分22D和24D的平滑表面。上压纹辊22的每个平坦部分22E都形成有沿周向方向布置在一条线上的多个凸部23C。凸部23C具有这样的高度，即，在上压纹辊22和下压纹辊24空转时(在上压纹辊22和下压纹辊24不夹持第一过滤介质12和第二过滤介质14的状态下转动时)，凸部23C不与下压纹辊24接触。图1所示的第一过滤介质12和第二过滤介质14通过凸部23C而被加热并挤压，软化的第二过滤介质14的组成纤维缠绕第一过滤介质12的组成纤维，并且它们彼此热粘合。因此可进一步增强第一过滤介质12和第二过滤介质14之间的粘合性。
在第四实施例中，图8B所示的上压纹辊22的平坦部分22E形成有多个凸部23C，但作为可选方案，下压纹辊24的平坦部分24E可形成有多个凸部23C。
接下来将基于图9A和图9B说明层压过滤器的生产方法的第五实施例。在第五实施例中，上压纹辊22和下压纹辊24形成有沿周向方向延伸的平坦部分22E和24E，并且在上压纹辊22的平坦部分22E的中间部分中以及弯曲部分22D上形成有以肋的形式沿周向方向延伸的环状凸部23D。其它的结构与第一实施例的其它结构大致相同，从而用相同的附图标记表示相同的元件，并省略对它们的说明。
如图9B所示，上压纹辊22和下压纹辊24形成有沿周向方向延伸的多个平坦部分22E和24E，从而由峰22B和24B以及谷22C和24C形成的波纹部分被分成多个段。平坦部分22E和24E形成相对于曲面部分22D和24D的平滑表面。上压纹辊22的每个平坦部分22E都形成有环状凸部23D，该环状凸部23D为在平坦部分22E的中间部分内以肋的形式沿周向方向延伸的、具有凸截面的板。环状凸部23D垂直延伸穿过曲面部分22D，并环绕辊表面22A。环状凸部23D具有这样的高度，即，在上压纹辊22和下压纹辊24空转时(在上压纹辊22和下压纹辊24不夹持第一过滤介质12和第二过滤介质14的状态下转动时)，环状凸部23D不与下压纹辊24接触。图1所示的第一过滤介质12和第二过滤介质14通过环状凸部23D而被加热并挤压，软化的第二过滤介质14的组成纤维缠绕第一过滤介质12的组成纤维，并且它们彼此热粘合。因此可进一步增强第一过滤介质12和第二过滤介质14之间的粘合性。
在该第五实施例中，图9A和图9B所示的上压纹辊22形成有环状凸部23D，但作为可选方案，下压纹辊24可形成有环状凸部23D。
注意，第一至第五实施例中所示的上压纹辊22和下压纹辊24的形状可适当组合并应用于层压过滤器的生产方法中。元件(例如，凸部、凹部等)的数量不限于实施例所示的那些元件的数量。
尽管在所述实施例中，上压纹辊22和下压纹辊24通过加热装置(未示出)从内部加热，但也可以只有其中一个压纹辊从内部加热。在此情形下，优选的是将加热温度设置为具有较低软化温度的第二过滤介质14的软化温度(例如100℃)。
工业实用性
如上所述，根据本发明的层压过滤器的生产方法，可以在同一步骤中进行过滤介质的波纹成型操作和粘合操作。

Claims (2)

1.一种层压过滤器的生产方法，其中，波纹成型装置在多个过滤介质彼此重叠的状态下将所述过滤介质夹在中间，所述波纹成型装置在所述多个过滤介质中至少一个的软化温度下加热并挤压所述过滤介质，从而使所述过滤介质波纹成型，并且使所述过滤介质彼此热粘合。
2.根据权利要求1所述的层压过滤器的生产方法，其特征在于，将所述波纹成型装置的图案形成部分中的至少一个的温度设置成所述多个过滤介质的软化温度中最低的一个软化温度。
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