JP2003210921A - 薄型フィルター - Google Patents
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Abstract
るフィルター用不織布、特に耐水性に優れ、初期捕集効
率が良好であると共に、形態保持特性のよい自動車,ト
ラック等のクリーナー用フィルターに好適な不織布を提
供する。 【解決手段】外側層が撥水処理を施されたスパンボンド
不織布であり、中間層が疎水性繊維と親水性繊維からな
る繊維層で、内側層が疎水製繊維と親水性繊維と熱接着
繊維からなる繊維層の三層構造繊維積層体を内側層から
外側層方向に向け物理的交絡処理を行って一体化し、該
三層構造繊維積層体全体を樹脂ボンディングし、更に、
波形加工処理を施すことにより密度勾配型の薄型フィル
ターとする。
Description
体処理装置に用いるフィルター、特に自動車,トラック
等のクリーナー用フィルターに好適な不織布製薄型フィ
ルターに関する。
は外気中の塵埃を十分に捕集した後で、清浄化空気をエ
ンジンルームに導入するために用いられているが、トラ
ックのディーゼル車においては、現在のところ濾紙が主
流を占めている。
くすることができるという利点はあるが、反面、濾紙は
強度が弱く、耐水性が低い等のために破れ易く、水に濡
れた場合に更に弱くなるという欠点がある。また、濾過
効率はよい反面、濾過寿命が比較的短いという問題もあ
る。従って、濾材の加工時、又は使用時に難があり、こ
れら欠陥を改善するために種々の提案がなされている。
例えば、特開平6−262012号公報では、スパンボ
ンド不織布と疎水性繊維と親水性繊維の組み合わせによ
って、濾紙に比較してフィルター性能に優れ、フィルタ
ー強度にも優れたものが提案されている。
係るフィルターは、フィルター性能に優れ、フィルター
強度にも優れている反面、フィルター性能と形態保持性
面になお改善の余地を残している。
善を達成するため鋭意検討を行い、その結果、フィルタ
ー性能はスパンボンド不織布と三層構造積層繊維層全体
が樹脂接着剤の親水性と関係していること、また、形態
保持性は内側層の接着繊維が成型加工に関係し、有利で
あることを知見し、本発明に到達した。
題に対処し、これを解決し、耐水性に優れ、かつ、フィ
ルター性能として塵埃、特にカーボン粒子に対する初期
捕集効率を向上させるとともに、目詰まりしにくく、処
理量が大きく、結果として使用寿命が長く、かつ細かい
加工(コルゲート加工)の形態保持性に優れた薄型フィ
ルターを提供することを目的とするものである。
る本発明は、外側層が撥水処理されたスパンボンド不織
布であり、中間層が疎水性繊維と親水性繊維である繊維
層で、内側層が疎水性繊維と親水性繊維と熱接着繊維で
ある繊維層からなり、該繊維層の三層構造繊維積層体の
内側層から外側層方向に向けて物理的交絡処理を行っ
て、一体化した後、該三層構造全体を樹脂ボンディング
し、かつ更に、波形加工処理を施すことにより密度勾配
型となした薄型フィルターにより達成することができ
る。
体的な態様であり、スパンボンド不織布にはポリエステ
ル繊維が用いられること、しかも、該ポリエステル繊維
は撥水処理されていること、また前記フィルターの中間
層,内側層における疎水性繊維としてはポリエステル繊
維,親水性繊維としてはレイヨン,熱接着繊維としては
ポリエステル/低融点ポリエステル複合繊維を用いるこ
とが夫々、好ましい態様であることが提起されている。
また、請求項5では積層される繊維層の交絡処理には、
ニードルパンチあるいはウオータージェットによる方式
が用いられることが述べられている。
形態であり、厚みが0.8mm以下であること、フィル
ター波形の山と山の間が3.0mm〜5.0mmの範囲
であり、山と谷の間が1.0mm〜2.0mmの範囲で
あることが夫々提起されている。
ついて順次、詳述する。本発明は前記課題、つまり、塵
埃、特にカーボン粒子に対する織捕集効率を向上させる
と共に、目詰まりしにくく処理量が大きく、結果として
使用寿命が長く、かつコルゲート加工における形態保持
性にすぐれたフィルター用不織布に係り、特に撥水加工
されたスパンボンド不織布はフィルター性能を向上し、
また、内側層に熱接着繊維と非熱接着繊維が存在するこ
とにより、構成される繊維層がコルゲート加工時に加熱
ローラーにより熱接着繊維が形態保持性を保つ良い結合
をすることに基づいて薄型フィルター用不織布を提供す
るものである。
不織布とは、予め、シリコン系の樹脂剤、あるいはフッ
素系の樹脂剤をスパンボンド不織布に付与することによ
り得ることができる。そして、本発明は得られた上記撥
水処理されたスパンボンド不織布を外側層とし、中間層
が疎水性繊維と親水性繊維である繊維層と、内側層に疎
水性繊維と親水性繊維と熱接着繊維からなる繊維層とを
それぞれ積層して、三層構造とした繊維積層体を作り、
これを内側層から外側層方向に向けて物理的交絡処理す
ることによって一体化した後、該三層構造繊維積層体全
体を樹脂ボンディングすることによって基本形態を構成
する。
工されていない不織布では繊維の交絡や交差で作られて
いる小さな細孔が樹脂ボンディングによって、撥水加工
していないために容易に樹脂溶液に濡れてつぶされてし
まうのに対し、撥水加工されたスパンボンド不織布は樹
脂溶液がはじかれて細孔の確保がなされる。
る樹脂量の付着量は1wt%から2wt%を付与したも
のがよく、1wt%以下0.5wt%の少量では撥水加
工の効果が十分発揮できず、また、3wt%から4wt
%以上では撥水の効果が十分すぎるため、かえってスパ
ンボンド不織布と内側層の繊維積層体との接着を悪くす
る。これらはスパンボンド不織布を単独でフッ素系の撥
水剤で処理したものを水に浸漬して引き出し1分後の含
水率を測定することにより判断することができる。
ンド不織布を外側層に、そして、後述する疎水性繊維と
親水性繊維からなる繊維層を積層して、その繊維層の三
層構造の繊維積層体の内側層から外側層方向に向けて物
理的交絡処理を行って一体化すると共に、更に該三層構
造繊維積層体全体を樹脂によりボンディングすることに
よって濾過性能に優れた本発明の一次濾材が得られる。
を加熱した一対のローラーに内側層面が加熱したローラ
ーに接するように供給し処理をして、厚さ0.8mm以
下、好ましくは0.45mmのコルゲート加工された製
品を得る。この処理によって内側層に含まれている接着
繊維は溶融し、繊維間に融着接着した構造を有する繊維
層が得られ、その結果、内側層が密度の高い繊維層に形
成することができる。なお、上記コルゲート加工されて
波形が付与されたフィルターにおいて、波形の山と山と
の間は3.0mm〜5.0mmの範囲が好ましく、また
山と谷との間は1.0mm〜2.0mmの範囲であるこ
とが好ましい。
果が十分に得られず、5.0mm以上では余り長すぎて
濾過効率上、効果が薄れる。また、山と谷との間も1.
0mm以下では余りに重なりすぎて空気の流通効率が十
分でなく、また2.0mm以上になれば通気抵抗が小さ
く、所期の濾過効果を得ることができない。
ンド不織布は、その構成繊維に特に制約はないが、ポリ
エステル繊維を用いることが最も有効であり、スパンボ
ンド不織布は好ましい態様として、このポリエステル繊
維が撥水処理されて不織布に形成される。また、上記ス
パンボンド不織布に積層し、三層構造繊維積層体を形成
する中間層及び内側層に用いられる疎水性繊維として
は、ポリエステル繊維,ポリオレフィン系繊維などが使
用可能であるが、ポリエステル繊維が実用上、好適であ
り、また親水性繊維としては一般にレイヨン繊維が好ま
しく使用される。更に熱融着接着される内側層の熱接着
繊維としては、芯鞘構造又はサイドバイサイド構造のポ
リエステル/低融点ポリエステル複合繊維が好ましく使
用される。しかし、必らずしも複合繊維に制約されるも
のではなく、他の低融点繊維を用いることも可能であ
る。
に説明するが、勿論、これらは本発明を限定するもので
はない。
維(融点:260℃)55重量%と、繊度4.4デニー
ル、繊維長51mmのポリエステル/低融点ポリエステ
ル複合繊維(低融点ポリエステルの融点:110℃)1
5重量%と、1デニール、繊維長38mmのレイヨン繊
維30重量%からなる目付42g/m2の内側層用繊維
層(平均繊度:1.76デニール)と、繊度1.4デニ
ール、繊維長44mmのポリエステル繊維(融点:26
0℃)50重量%と、繊度1.1デニール、繊維長38
mmのレイヨン繊維50重量%とからなる目付50g/
m 2の中間層用繊維層(平均繊度:1.25デニール)
と、繊度0.5から2.0デニールの範囲にあるポリエ
ステル繊維(融点:260℃)にシリコン系の撥水剤を
1重量%付与した目付25g/m2の外側層用繊維とを
積層してニードルパンチ処理を施し、引き続き酢酸ビニ
ル・アクリル樹脂を主成分とするバインダーを濃度20
重量パーセントの水溶液に浸漬し、210g/m2含浸
させた後、乾燥して42g/m2の付与を行って一次濾
材を得た。
を有する片面を加熱した一対のローラーに内側層面が加
熱したローラーに接するように供給し処理をして厚さ
0.45mmのコルゲート加工された構造を有する繊維
層を作り、内側層の密度の高い繊維層を得た。
不織布を撥水加工をしていないスパンボンド不織布を用
いた以外はすべて同じ構成,工程処理を行ってコルゲー
ト加工を施して濾材を得た。
長51mmのポリエステル/低融点ポリエステル複合繊
維(低融点ポリエステルの融点:110℃)15重量%
のかわりに4.0デニール、繊維長51mmのポリエス
テル繊維を15重量%を使用した以外は、すべて同じ構
成,工程処理をおこなってコルゲート加工を施して濾材
を得た。
自動車用エアーフィルターにより、厚さ0.35mmで
コルゲート加工の波型高さ0.64mmの濾材を得た。
1,比較例1〜3の各濾材について濾過性能や形態保持
性の評価を行った。得られた濾材の特性評価として目付
はJIS L1906の4.2に記載の方法に準処して
求め、厚さはJIS L1906の4.1に記載の方法
に従って荷重2KPaで測定した。
間浸漬し、水から取り出し表面の水切りをして重量を測
定した。即ち、塵埃捕集性能の試験は、JIS D16
12の自動車用エアクリーナー試験法に準じて行った。
但し、試験用のエアーフィルターは有効面積1000c
m2の円板濾材を使用した。実験条件は、濾材通過見掛
け風量を30/secとし、JIS Z8901で指定
の8種粉体の塵埃濃度は1g/m3とし、初期捕集効率
は濾過面積1000cm2に対し11g供給した時点で
の捕集効率とし、フルライフ捕集効率及びDHCは増加
抵抗300mmAq時における捕集効率及び塵埃保持量
とした。
生装置によるスモーク濃度165mg/m3に変更した
以外はフルライフ捕集効率の測定と同様に行った。
ンボンド不織布に対してフッ素系の撥水剤を付与した効
果を下記表1に示す。
ンド不織布は、水によく濡れることを示しているが、1
wt%,4wt%付与したものについては良好な撥水効
果を示しているのが分かる。
は、内装に熱接着繊維を含んでいるために、コルゲート
の波形高さが加重に対して変化が少なく良好であること
を示している。それに対し、内側層に熱接着繊維を含ん
でいない比較例2は、荷重に対しての変形が大きいこと
が分かる。また、比較例3の濾紙については、著しく変
形が大きい。このことは、本発明品にあっては濾材使用
中の安定な濾過性能を発現させることが期待できる。
の濾過性能の評価を下記表3に示す。
ルライフ捕集効率もよく、DHC(塵埃保持量)につい
ては比較例1のスパンボンド不織布に撥水処理を施して
いないものと比較して遙かに優れていることが分かる。
またカーボンのDHC(塵埃保持量)も比較例1より優
れ、比較例3の濾紙と比較すると2倍ほどの好結果を示
している。
側層に用いるスパンボンド不織布を撥水加工すること
と、内側層に接着繊維を用いることにより、薄型フィル
ターとして従来品に比較し濾過性能が高く、また製品の
形態保持性にすぐれた濾材を得ることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】外側層が撥水処理を施されたスパンボンド
不織布であり、中間層が疎水性繊維と親水性繊維からな
る繊維層で、内側層が疎水性繊維と親水性繊維と熱接着
繊維からなる繊維層である三層構造繊維積層体を内側層
から外側層方向に向けて物理的交絡処理を行って、一体
化してなると共に、該三層構造繊維積層体全体を樹脂ボ
ンディングし、かつ更に、波形加工処理を施すことによ
り密度勾配型となしたことを特徴とする形態保持性とフ
ィルター性能に優れた薄型フィルター。 - 【請求項2】スパンボンド不織布がポリエステル繊維よ
りなる請求項1記載の形態保持性とフィルター性能に優
れた薄型フィルター。 - 【請求項3】スパンボンド不織布のポリエステル繊維が
撥水処理されている請求項1または2に記載の形態保持
性とフィルター性能に優れた薄型フィルター。 - 【請求項4】疎水性繊維がポリエステル繊維であり、親
水性繊維がレイヨンであり、熱接着繊維がポリエステル
/低融点ポリエステル複合繊維である請求項1,2また
は3に記載の形態保持性とフィルター性能に優れた薄型
フィルター。 - 【請求項5】積層されている繊維層がニードルパンチま
たはウオータージェットで物理的に交絡処理されている
請求項1,2,3または4に記載の形態保持性とフィル
ター性能に優れた薄型フィルター。 - 【請求項6】フィルターの厚さが0.8mm以下である
請求項1〜5の何れかの項に記載の形態保持性とフィル
ター性能に優れた薄型フィルター。 - 【請求項7】フィルター波形の山と山の間が3.0mm
から5.0mmの範囲であり、山と谷の間が1.0mm
から2.0mmの範囲である請求項1〜6の何れかの項
に記載の形態保持性とフィルター性能に優れた薄型フィ
ルター。
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- 2002-01-21 JP JP2002010947A patent/JP3777126B2/ja not_active Expired - Fee Related
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