CN106955528B - 无纺布滤材和空气滤清器滤芯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无纺布滤材和空气滤清器滤芯。所述无纺布滤材包含具有密度梯度的多层结构，所述多层结构包含：粗层部，配置在上游侧；以及密层部，配置在下游侧，所述粗层部和所述密层部为干燥层，所述粗层部中包含30～60重量％的卷缩的复合纤维以及30～70重量％的细纤维，所述卷缩的复合纤维具有15～45μm的平均纤维直径，所述细纤维具有处于5～20μm的范围且小于所述复合纤维的平均纤维直径的平均纤维直径。

Description

无纺布滤材和空气滤清器滤芯
相关申请的交叉参考
本申请基于2015年12月21日向日本特许厅提交的日本专利申请第2015-248142号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及无纺布滤材和利用了无纺布滤材的空气滤清器滤芯。
背景技术
无纺布滤材作为用于汽车等的内燃机和燃料电池等的空气滤清器等的滤材，用于空气的过滤。在这种用途中，要求从大量的空气有效地除去细小的尘埃。此外，要求无纺布滤材具有高清洁效率、能长期不堵塞地除去尘埃的长寿命性、以及能在有限的空间中发挥充分的过滤性能的紧凑性。
特别是近年来，针对这些空气滤清器，要求提高去除碳尘等微颗粒的性能。如果碳尘等微颗粒粉尘的除去不充分，则粉尘会堆积在配置于滤材(滤芯)的下游侧的、流量传感器等检测装置上，从而影响检测装置的输出的准确性和稳定性。
在以往公知的无纺布滤材的、由多层构成的滤材结构中，碳尘这样的微颗粒粉尘，大多被包含具有小直径的纤维并且具有最高体积密度的层捕捉。因此，如果碳尘被捕捉，则滤材的压力损失容易上升，进而，滤材的寿命变短。特别是如果通过使密层的体积密度提高等来提高微颗粒粉尘的捕捉效率(清洁效率)，则滤材更容易堵塞。即，对于使用无纺布滤材的微颗粒粉尘的过滤，清洁效率和滤材的寿命之间存在折衷选择的关系。
例如，在日本专利公开公报特开2005-349389号中，公开了由未含浸油的多个无纺布层构成的无纺布滤材。该无纺布滤材的上游侧的无纺布层的孔隙率，比下游侧的无纺布层的孔隙率小。同一日本专利公开公报公开了下游侧的无纺布层的孔隙率为85～92％的范围、下游侧的无纺布层所含纤维的平均纤度为3分特以下、以及上游侧的无纺布层所含纤维的平均纤度为3分特以上。按照该无纺布滤材，防止了吸气脉动导致的粉尘透过。因此，得到了能良好维持碳尘清洁效率和碳尘保持量的效果。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2005-349389号。
按照日本专利公开公报特开2005-349389号的无纺布滤材，以高清洁效率且大量捕捉碳尘这样的微颗粒粉尘存在极限。因此，要求具有更高捕捉效率且更长寿命的滤材。
虽然也进行了很多利用对捕捉微颗粒粉尘有利的极细纤维构成无纺布的尝试，但是用通用的熔喷法得到的极细纤维无纺布，极细纤维以平面的方式配置。因此，利用熔喷法制造具有立体结构的、厚度较厚的无纺布十分困难。因此，即使采用极细纤维，也难以解决对微颗粒粉尘过滤的清洁效率与滤材的寿命之间的折衷选择关系。
发明内容
本发明的目的是提供能够均衡地具备微颗粒粉尘的捕捉性能(清洁效率)和长寿命性的无纺布滤材。此外，本发明的另外的目的是提供用于汽车的内燃机和汽车的燃料电池的、适于过滤空气的无纺布滤材。
本发明人专心研究的结果发现了，如果在具有密度梯度的多层结构的无纺布滤材的上游侧的粗层部中，分别将具有特定的粗直径的卷缩复合纤维及具有特定的细直径的细纤维以特定的混合量混合，则粗层部的微颗粒粉尘捕捉性能得到提高，能够解决所述的问题。由此，完成了本发明。
本发明的第一实施方式的无纺布滤材，其包含具有密度梯度的多层结构，所述多层结构包含：粗层部，配置在上游侧；以及密层部，配置在下游侧，所述粗层部和所述密层部为干燥层，所述粗层部包含30～60重量％的卷缩的复合纤维以及30～70重量％的细纤维，所述卷缩的复合纤维具有15～45μm的平均纤维直径，所述细纤维具有处于5～20μm的范围且小于所述复合纤维的平均纤维直径的平均纤维直径。
在第一实施方式中，优选的是，粗层部所含的细纤维中混合有包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维(第二实施方式)。而且，在第二实施方式中，优选的是，在粗层部所含的细纤维内，包含低熔点成分的皮芯结构的细纤维的混合比例为40～80重量％(第三实施方式)。
此外，本发明的其它实施方式，其是具有第一实施方式至第三实施方式中的任意一种无纺布滤材的、汽车的内燃机用或汽车的燃料电池用的空气滤清器滤芯(第四发明)。
在第一实施方式中，通过在粗层部中以特定的混合比例混合卷缩的复合纤维和细纤维，在粗层部中细纤维立体地配置。所述立体地配置的细纤维对提高碳尘等微颗粒粉尘的捕捉性能作出贡献。按照本实施方式的无纺布滤材，能够得到均衡地提高微颗粒粉尘的捕捉性能(清洁效率)和长寿命性的效果。
此外，在第二实施方式的无纺布滤材中，混合有包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维。因此，还能进一步提高通气性能。此外，如第三实施方式所示，如果决定包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维的混合量，则能够更均衡地提高通气性能和针对微颗粒粉尘的寿命。此外，第四实施方式的空气滤清器滤芯，由于能够均衡地提高所述微颗粒粉尘的捕捉性能(清洁效率)和长寿命性，所以适合用于汽车的内燃机和燃料电池。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的无纺布滤材的断面结构的示意图。
图2是表示利用了无纺布滤材的空气滤清器滤芯的结构的示意图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
以下参照附图，将能够用作用于对向汽车的内燃机(发动机)供给的空气进行过滤的空气滤清器用的滤材的无纺布滤材作为例子，说明本发明的实施方式。本发明的实施方式不限于以下所示的个别的实施方式。也可以将这些实施方式适当变形。
图1是表示本发明的第一实施方式的无纺布滤材1的断面结构的示意图。本实施方式的无纺布滤材是片状的无纺布。所述无纺布滤材在供汽车发动机的空气滤清器使用时，通常作为在以打褶的方式折叠的状态下固定在框架上的空气滤清器滤芯2使用。图2是示意性地表示空气滤清器滤芯的结构的剖视图。空气滤清器滤芯2包含无纺布滤材1、框体21、密封构件22和密封构件22。无纺布滤材1以打褶的方式折叠，在其周围与包围无纺布滤材1的框体21一体化。在框体21的周围设有密封构件22和密封构件22。作为空气滤清器滤芯的具体结构，可以采用公知的结构。所述具体的结构不限于特定的结构。空气滤清器滤芯2的结构中也可以不包含框体21和密封构件22。
无纺布滤材1是具有包含层叠的多个无纺布层的多层结构的无纺布滤材。在图1中，如表示无纺布滤材使用时的气流流动的箭头所示，在本无纺布滤材的内部，预先决定有应在上游侧使用的层和应在下游侧使用的层。无纺布滤材1具有位于上游侧的粗层部11和位于下游侧的密层部12。粗层部11的无纺布层的体积密度比密层部12的无纺布层的体积密度低。换句话说，粗层部11的无纺布层的孔隙率比密层部12的无纺布层的孔隙率高。即，无纺布滤材1在上游侧具有粗层部11，在下游侧具有密层部12，而且具有密度梯度。
在此，无纺布层的孔隙率是指用百分率表示无纺布层的每单位体积的空间体积(从无纺布层整体所占的体积去掉纤维所占的体积后的体积)的值。无纺布层粗的意思是指孔隙率大。无纺布层密的意思是指孔隙率小。粗层部11的优选的孔隙率为90～99％程度。此外，密层部12的优选的孔隙率为80～95％程度。在本实施方式中，粗层部11的孔隙率被设定为99.6％，密层部12的孔隙率被设定为93.5％。
无纺布滤材的粗层部11和密层部12的无纺布层的克重没有特别的限定。优选的是，粗层部11的克重为40～200g/平方米程度，密层部12的克重为70～300g/平方米程度。在本实施方式中，粗层部11的克重被设定为75g/平方米，密层部12的克重被设定为125g/平方米。
无纺布滤材1也可以具有粗层部11和密层部12以外的层。例如，在粗层部11的上游侧，也可以具有预滤层。或者，在粗层部11和密层部12之间，也可以设有中间层。或者，也可以在密层部12的下游侧设置基材层13。无需一定设置这些其它层。在本实施方式的无纺布滤材1中，在密层部12的下游侧设有基材层13。基材层13主要发挥提高无纺布滤材1的制造效率的作用。
粗层部11和密层部12作为干燥层配置。干燥层是指包含实质上未含浸也未涂布油的无纺布层的层。碳尘等微颗粒粉尘主要被无纺布滤材1的粗层部11和密层部12捕捉。如果这些层含浸了所谓的黏性型滤芯所含浸的油，则微颗粒粉尘容易通过。因此，粗层部11和密层部12作为干燥层被使用。
粗层部11和密层部12以外的层无需一定是干燥层，也可以是含浸了油的黏性层。例如，可以在粗层部的上游侧配置黏性层。另外，在无纺布滤材1的一部分的层为黏性层的情况下，优选的是，防止油的附着和转移，以使粗层部11和密层部12确实地成为干燥层。
更具体地说明粗层部11的结构。在无纺布滤材1中，粗层部11具有捕捉微颗粒粉尘的大部分的作用。
粗层部11是包含混纺的纤维的粗细不同的多种纤维的无纺布层。在粗层部11中包含：具有15～45μm的平均纤维直径的卷缩的复合纤维；以及具有5～20μm的平均纤维直径且具有比所述复合纤维更细的纤维直径的细纤维。
这些复合纤维和细纤维，在粗层部11中彼此交络地立体地配置。通过纤维之间的摩擦、粘合剂的粘接或者粘合性纤维(所谓的低熔点纤维等)等来维持复合纤维和细纤维的交络状态。此外，这些复合纤维和细纤维可以是长而连续的纤维，也可以是短纤维。从容易混纺、纤维从无纺布脱落少的观点出发，优选的是，以将这些纤维的长度调整到30～80mm程度的方式实施无纺布化。
在此，对纤维的平均纤维直径进行说明。在纤维为单一的材料和种类的情况下，平均纤维直径是根据纤度和材料密度通过数学计算求出的纤维直径。假定所述纤维具有圆断面，从旦尼尔或者分特等所述纤维的纤度以及构成纤维的材料的密度，直接计算出所述平均纤维直径。在想要求得平均纤维直径的纤维组的纤维为多个种类的情况下、或者纤维由多个构成材料构成的情况下，针对各纤维和构成材料，根据纤度和密度求出各自的平均纤维直径。此外，可以根据各个纤维和构成材料的混合比例，将算出的平均纤维直径的加权平均作为平均纤维直径处理。此外，在纤维具有异形断面或者中空结构时，在纤维的显微镜图像的多处测量纤维的宽度。此外，可以把算出的所述宽度的算数平均作为纤维的平均纤维直径处理。
对粗层部11所含的卷缩的复合纤维进行说明。复合纤维是指通过组合具有不同的材料种类或者特性的多个材料构成的纤维。作为复合纤维的例子，可以举出通过将具有不同热收缩率的树脂同时挤出得到的具有偏心结构或者并排(side-by-side)结构的复合纤维(所谓的“conjugate fiber”)、以及组合了热收缩率不同的纤维的双组分纤维。复合纤维在卷缩的状态下混合在粗层部11中。另外，当复合纤维卷缩时，通常所述卷缩形态具有立体卷缩结构。作为立体卷缩结构，代表性的是线圈状和螺旋状等三维的卷缩形态。但是，卷缩形态不限于这些形态。此外，复合纤维也可以是中空的复合纤维。如果复合纤维为中空的，则能够很好地更强力地维持卷缩状态。
用于复合纤维的典型的材料，是化学纤维材料。但是，也可以是将天然纤维和化学纤维复合得到的纤维材料。作为采用的化学纤维材料的典型的例子，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂等聚酯树脂、尼龙6等聚酰胺树脂、聚丙烯腈树脂等丙烯酸树脂、以及聚丙烯树脂等聚烯烃树脂。
在本实施方式中，作为卷缩的复合纤维，使用平均纤维直径26.8μm的复合纤维。通过对由包含聚酯树脂和聚酯系树脂的并排结构复合化的复合纤维进行热处理来实施卷缩处理，由此得到所述复合纤维。
对粗层部11所含的细纤维进行说明。细纤维以混纺的方式混合在粗层部中。由此，在细纤维的表面吸附微颗粒粉尘。因此，能通过粗层部11有效地捕捉微颗粒粉尘。为了有效地捕捉微颗粒粉尘，将粗层部11所含的细纤维的平均纤维直径设定为5～20μm，而且，将细纤维的平均纤维直径设定为小于所述的复合纤维的平均纤维直径。利用该构成，粗层部11通过卷缩的复合纤维维持体积大的粗层部的立体结构。此外，在粗层部11中，主要由细纤维捕捉微颗粒粉尘。
作为粗层部11所含的细纤维，可以使用天然纤维。但是，优选的是，使用合成纤维。作为合成纤维的例子，可以举出从PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)等聚酯、PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯)等聚烯烃、6-尼龙和66-尼龙等PA(聚酰胺)、以及聚丙烯酸等树脂原料制造的纤维以及粘胶纤维。这些合成纤维，单独存在或和其它纤维一起混纺在粗层部11中。作为粗层部11所含的细纤维也可以含有包含低熔点成分的皮芯结构的细纤维(含有高熔点成分作为芯且含有低熔点成分作为皮的、所谓的低熔点纤维)，使得能够利用热粘合法。此外，也可以通过对粗层部11所含的细纤维实施驻极体处理或者拒油处理，来提高微颗粒粉尘的捕捉性能。
在本实施方式中，作为粗层部11所含的细纤维，采用平均纤维直径11.6μm的规整PET纤维；以及平均纤维直径14.3μm的、包含低熔点成分且具有皮芯结构的PET纤维。
无纺布滤材1的粗层部11中的纤维的混合比例，被设定为含有30～60重量％的复合纤维及30～70重量％的细纤维。通过使复合纤维的比例为30重量％以上且使细纤维的比例为70重量％以下，在粗层部11中，细纤维不会成为被压扁的平面的配置而是立体地配置。此外，通过使细纤维的比例为30重量％以上，由此粗层部能捕捉大量的微颗粒粉尘。粗层部11中的纤维的混合比例，优选的是设定成复合纤维的比例为40～50重量％，细纤维的比例为40～60重量％。
作为粗层部11所含的细纤维，当混合包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维时，粗层部11所含的细纤维内，包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维的混合比例，优选的是40～80重量％，特别优选的是50～70重量％。如果混合比例为40重量％以上，则能更好地维持粗层部所含的纤维的立体性的配置。如果混合比例为80重量％以下，则遍及粗层部整体，细纤维变得容易很好地均匀地分散。
在本实施方式中，粗层部11中含有卷缩的复合纤维45重量％，含有作为粗层部11所含的细纤维的规整PET纤维20重量％，并且含有作为细纤维的、包含低熔点成分且具有皮芯结构的PET纤维30重量％。此外，粗层部11中含有平均纤维直径24.7μm的规整PET纤维5重量％。
对密层部12的结构进一步进行具体说明。在无纺布滤材1中，密层部12具有捕捉通过了粗层部11的微颗粒粉尘的作用。考虑该作用，密层部12优选的是采用适于捕捉微颗粒粉尘的结构。例如，密层部12所含的纤维，优选的是具有5～30μm的平均纤维直径，特别优选的是具有5～20μm的平均纤维直径。此外，作为密层部所含的纤维的材料，可以使用与粗层部11所含的细纤维同样的材料。此外，也可以混合更粗的纤维，以使密层部的纤维配置结构不变扁。另外，通过用细纤维构成密层部12并且使体积密度变大(孔隙率减小)，能够提高微颗粒粉尘的捕捉效率(清洁效率)。可是，另一方面，由于密层部容易被微颗粒粉尘堵塞，所以滤材的寿命容易变短。
在本实施方式中，密层部12中含有平均纤维直径17.5μm的规整PET纤维40重量％、平均纤维直径11.6μm的规整PET纤维60重量％。
对第一实施方式的无纺布滤材1的制造方法进行说明。无纺布滤材1是通过包含第一工序和第二工序的无纺布制造方法制造的。在第一工序中，层叠应形成粗层部11、密层部12和基材层13的各个纤维集合体(网状物或者无纺布)。在第二工序中，通过对所述层叠体实施针刺法、水流交络处理、热处理或者粘合剂处理，使层叠体一体化。所述制造方法是公知的。
在第一工序中，首先，通过对粗层部所含的原料纤维进行开纤和混纺，经过计量工序和给料工序，得到成为粗层部的网状物。同样地，通过对构成密层部的原料纤维进行开纤和混纺，经过计量工序和给料工序，得到成为密层部的网状物。可以由网状物制造基材层。但是，作为基材层，也可以使用预先制作的纺粘无纺布。接着，在成为基材层的纺粘无纺布上，依次层叠成为密层部的网状物以及成为粗层部的网状物。以上完成第一工序。
接着，将得到的层叠体向针刺法工序提供。在该工序中，边以使各层具有规定的孔隙率的方式进行控制边使层叠体一体化。优选的是，接着针刺法工序，通过把一体化后的层叠体浸渍在粘合液中，进而通过热处理，使纤维的交点部分固定(第二工序)。经过所述一体化工序，得到无纺布滤材1。另外，使粗层部11所含的卷缩的复合纤维卷缩的时机，没有特别的限定。复合纤维的卷缩，可以先于第一工序的开纤和混纺工序或者与其并行进行，也可以在第二工序的针刺法工序或者热处理工序中使复合纤维卷缩。
对所述实施方式的无纺布滤材1的作用和效果进行说明。
在无纺布滤材1中，粗层部11为干燥层。在粗层部11中，含有平均纤维直径15～45μm的卷缩的复合纤维以及具有5～20μm的平均纤维直径且具有比所述复合纤维更细的纤维直径的细纤维。通过使粗层部11内的复合纤维的混合比例为30～60重量％且使细纤维的混合比例为30～70重量％，粗层部能够以高捕捉效率(清洁效率)大量捕捉碳尘等微颗粒粉尘。
在日本专利公开公报特开2005-349389号中公开的以往的多层结构无纺布中，上游侧的粗层部被设计为能大量捕捉JIS-8种粉尘等比较粗的粉尘，未公开用上游侧粗层部捕捉微颗粒粉尘的技术思想。此外，在以往的多层结构无纺布中，微颗粒粉尘的捕捉主要在包含细纤维的密层侧进行。可是，密层部所含的细纤维难以边对抗通过滤材的气流边维持纤维的立体配置和高孔隙率。因此，在密层部中纤维的配置常常变扁并形成平面的纤维配置结构。因此，在以往的技术中，如果提高微颗粒粉尘的捕捉效率，则会马上发生堵塞。即，针对微颗粒粉尘的捕捉效率(清洁效率)和高寿命难以两立。
在所述实施方式的无纺布滤材1中，在粗层部中混合有比较粗的卷缩的复合纤维和比较细的细纤维。此外，能够边利用卷缩的复合纤维维持粗层部的立体性的纤维配置边利用细纤维高效率且大量地捕捉微颗粒粉尘。为实现所述高效率且能捕捉大量的微颗粒粉尘，将粗层部11中的纤维的混合比例设定为包含特定的粗细的复合纤维30～60重量％且包含特定的粗细的细纤维30～70重量％，使得能够高效率且大量地捕捉微颗粒粉尘。
特别是在粗层部11中，通过组合卷缩的复合纤维和细纤维，能有效地实现细纤维的立体性的配置。其理由是因为卷缩的复合纤维大多卷缩成所谓的线圈状或者螺旋状的立体卷缩形态，所以细纤维勾挂在所述的立体卷缩的结构中而交络，由此细纤维的立体结构难以变扁。由于有效地实现了细纤维的立体性的配置，所以在粗层部11的整体中，微颗粒粉尘被吸附在细纤维上。因此，实现了粗层部11中的微颗粒粉尘的体积过滤。其结果，能在以高捕捉效率捕捉微颗粒粉尘的同时实现长寿命。
此外，在粗层部11中混合的细纤维中，如果混合包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维，则通过对皮芯纤维进行热处理，能够使低熔点成分熔化，从而能够固定粗层部中的纤维的交点。由此，抑制了因气流导致粗层部所含的细纤维的立体配置变扁。因此，提高了无纺布滤材的通气性能(即滤材的通气阻力下降)。
此外，优选的是，以包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维的混合比例成为40～80重量％的方式混合粗层部所含的细纤维。在该情况下，通过使混合比例为40重量％以上，能够容易更好地维持构成粗层部的纤维的立体性的配置。通过使混合比例为80％重量以下，遍及粗层部整体，容易使细纤维均匀分散。能够进一步均衡地提高通气性能和针对微颗粒粉尘的寿命，进而，能够使通气性能和针对微颗粒粉尘的寿命两立。
此外，所述无纺布滤材1可以很好地应用于过滤向汽车内燃机供给的空气的空气滤清器、或者过滤向汽车的燃料电池供给的空气的空气滤清器。在这些空气滤清器中，需要紧凑地实现空气滤清器滤芯。因此，作为空气用过滤器的原材料，在相对高的通过流速下使用滤材。其结果，常常对滤材的性能要求特别严格。所述无纺布滤材1即使在这种性能受到严格要求的用途中，也能够高效率且大量地捕捉微颗粒粉尘。因此，能够用于这些用途的空气滤清器滤芯。
[实施例]
以下，说明本发明的实施例。另外，本发明的实施方式不限于这些实施例。
此外，在以下所示的实施例和比较例中分别采用的滤材的纤维的材质、厚度、克重量以及层叠的层之间的密度梯度等结构，只要没有特别不同内容的记载，与在其它例子中采用的滤材的结构实质上相同。用于供试验而成形的滤芯的形状以及以打褶的方式折叠的规格，在这些实施例和比较例之间也是相同的。实施例和比较例的纤维结构和性能评价结果如表1所示。
[表1]
Figure GDA0001731665410000111
(实施例1)
实施例1是作为所述第一实施方式说明过的无纺布滤材1。粗层部11的克重为75g/平方米，孔隙率为96.6％。密层部12的克重为125g/平方米，孔隙率为93.5％。基材层13采用具有15g/平方米的克重的纺粘无纺布。
作为粗层部11的粗纤维成分，包含平均纤维直径26.8μm(纤度7.8分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的卷缩的复合纤维45重量％，而且含有平均纤维直径24.7μm(纤度6.6分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维(R-PET：非复合纤维的通常的PET纤维)5重量％。
作为粗层部11的细纤维成分，包含平均纤维直径11.6μm(纤度1.45分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维(R-PET：非皮芯纤维的通常的PET纤维)20重量％，并且包含平均纤维直径14.3μm(纤度2.2分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的、包含低熔点成分且具有皮芯结构的纤维(L-PET)30重量％。
因此，粗层部11所含的细纤维内，包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维(L-PET)的混合比例为60重量％。
作为密层部12的纤维成分，包含平均纤维直径17.5μm(纤度3.3分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维40重量％，而且，包含平均纤维直径11.6μm(纤度1.45分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维60重量％。
另外，对密层部实施了40g/平方米的粘合剂处理。
(实施例2)
采用了下述的无纺布滤材：作为粗层部中的细纤维成分，包含平均纤维直径11.6μm(纤度1.45分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维50重量％，而且，未含有包含低熔点成分且具有皮芯结构的纤维(L-PET)，除此以外具有与实施例1相同的构成。
(实施例3)
采用了下述的无纺布滤材：作为粗层部中的细纤维成分，包含作为细纤维的平均纤维直径11.6μm(纤度1.45分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维35重量％，而且，包含平均纤维直径14.3μm(纤度2.2分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的、包含低熔点成分且具有皮芯结构的纤维15重量％，除此以外具有与实施例1相同的构成。
(比较例1)
采用了下述的无纺布滤材：作为粗层部的粗纤维成分，包含平均纤维直径24.7μm(纤度6.6分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维100重量％，并且粗层部中不含细纤维，除此以外具有与实施例1相同的构成。
(比较例2)
采用了下述的无纺布滤材：作为粗层部的粗纤维成分，包含平均纤维直径26.8μm(纤度7.8分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的卷缩的复合纤维100重量％，并且粗层部不含细纤维，除此以外具有与实施例1相同的构成。
(比较例3)
采用了下述的无纺布滤材：作为粗层部的粗纤维成分，包含平均纤维直径24.7μm(纤度6.6分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维50重量％，另一方面不含卷缩的复合纤维，并且作为细纤维成分，包含平均纤维直径11.6μm(纤度1.45分特)的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维50重量％，除此以外具有与实施例1相同的构成。
试验：对微颗粒粉尘(碳尘)的过滤性能评价
以具有以打褶的方式折叠的结构的方式形成了得到的无纺布滤材。通过将在形成的无纺布滤材上安装框体得到的空气滤清器滤芯供试验使用。使用空气滤清器滤芯，按照JISD1612(汽车用空气滤清器试验方法)，针对碳尘进行了全寿命的清洁效率(捕捉效率)试验、粉尘捕捉量试验和通气阻力试验。所述试验条件如下所述。
滤材有效过滤面积：0.18平方米
试验粉尘：碳尘(汽油燃烧碳)
粉尘供给量：碳尘(0.10g/分钟)
试验流量：4.2立方米/分钟
通气阻力：滤材的上游和下游间之间的压差(试验开始时)
在增加通气阻力达到2.94kPa的时点，判断空气滤清器滤芯达到了全寿命。把从试验开始起到全寿命为止捕捉到的粉尘的量，测定为全寿命捕捉量。
试验结果的评分如表1所示。另外，评分以比较例1的试验值作为基准(10分)，以阶段性的等级表示了各性能出现了哪种程度的提高/恶化。点数越大，表示用于试验的无纺布滤材具有更好的性能(高清洁效率、增大的微颗粒粉尘的全寿命捕捉量(延长的寿命)和减小了的通气阻力)。
例如，清洁效率的评分从10上升到12，表示清洁效率具有从75％提高到85％程度的改善。
微颗粒粉尘寿命的评分从10上升到15，表示微颗粒的全寿命捕捉量增加到1.5倍。
通气性能的评分从10上升到11，表示滤材的通气阻力具有5％程度的改善。
不论在哪个实施例中，相对于比较例1，针对微颗粒粉尘的清洁效率以及寿命的评分都大幅提高。因此可知，克服了两者的折衷选择的结果，能够都得到双方的性能。采用了卷缩的复合纤维的比较例2，粗层部包含细纤维的比较例3，未显示出显著的性能提高，清洁效率和寿命也未确认到实施例程度的提高。因此可知，由于粗层部中的卷缩的复合纤维和粗层部中混合的细纤维的组合的协同作用，对各实施例的清洁效率和寿命都带来了飞跃性的提高。
此外，在实施例1、实施例2和实施例3之间，粗层部的包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维的混合量不同。确认了，通过在粗层部中混合包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维，能够有效地提高通气性能。此外确认了，通过在粗层部中较多地混合包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维，优选的是，在粗层部所含的细纤维内，以包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维的混合比例超过40重量％的方式混合细纤维(相当于实施例1)，能均衡地提高通气性能和寿命。
本发明的实施方式的无纺布滤材和空气滤清器滤芯，可以是以下的第一无纺布滤材～第三无纺布滤材和空气滤清器滤芯。
所述第一无纺布滤材，其是具有位于上游侧的粗层部和位于下游侧的密层部的、带有密度梯度的多层结构的无纺布滤材，其中，所述粗层部和密层部为干燥层，在所述粗层部中包含平均纤维直径15～45μm的卷缩的复合纤维以及平均纤维直径5～20μm且纤维直径比所述复合纤维更细的细纤维，所述粗层部中的纤维的混合比例为：复合纤维为30～60重量％、细纤维为30～70重量％。
所述第二无纺布滤材，其是所述第一无纺布滤材，其中，在粗层部所含的细纤维中，混合有包含低熔点成分的皮芯结构的细纤维。
所述第三无纺布滤材，其是所述第二无纺布滤材，其中，在粗层部所含的细纤维内，包含低熔点成分的皮芯结构的细纤维的混合比例为40～80重量％。
所述空气滤清器滤芯，其是具有所述第一无纺布滤材～第三无纺布滤材中任意一种的无纺布滤材的、汽车的内燃机用或汽车的燃料电池用的空气滤清器滤芯。
本发明的实施方式的无纺布滤材，例如可以用于过滤向汽车用发动机供给空气的用途。特别是本发明的实施方式的无纺布滤材，针对碳尘等微颗粒粉尘的过滤性能优异。因此，本发明的实施方式的无纺布滤材，在工业上具有较高的利用价值。
出于例子和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的例子进行了说明。

Claims (6)

1.一种无纺布滤材，其特征在于，
所述无纺布滤材包含具有密度梯度的多层结构，
所述多层结构包含：粗层部，配置在上游侧；以及密层部，配置在下游侧，
所述粗层部和所述密层部为干燥层，
所述粗层部的孔隙率为90～99％，所述密层部的孔隙率为80～95％，
所述粗层部的克重为40～200g/平方米，所述密层部的克重为70～300g/平方米，
所述粗层部包含30～60重量％的卷缩的复合纤维以及30～70重量％的细纤维，
所述卷缩的复合纤维具有15～45μm的平均纤维直径，具有线圈状或螺旋状的立体卷缩结构，
所述细纤维具有处于5～20μm的范围且小于所述复合纤维的平均纤维直径的平均纤维直径，
所述密层部由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制的规整纤维构成。
2.根据权利要求1所述的无纺布滤材，其特征在于，所述粗层部所含的所述细纤维中含有包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维。
3.根据权利要求2所述的无纺布滤材，其特征在于，在所述粗层部所含的所述细纤维内，包含低熔点成分且具有皮芯结构的细纤维具有40～80重量％的混合比例。
4.一种空气滤清器滤芯，其特征在于，所述空气滤清器滤芯是具有权利要求1所述的无纺布滤材的、汽车的内燃机用或汽车的燃料电池用的空气滤清器滤芯。
5.一种空气滤清器滤芯，其特征在于，所述空气滤清器滤芯是具有权利要求2所述的无纺布滤材的、汽车的内燃机用或汽车的燃料电池用的空气滤清器滤芯。
6.一种空气滤清器滤芯，其特征在于，所述空气滤清器滤芯是具有权利要求3所述的无纺布滤材的、汽车的内燃机用或汽车的燃料电池用的空气滤清器滤芯。
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